JP2001525151A - ウォーターマークの検出 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一つの検出イベントについて信号（Ｓ）の複数のフレーム（｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝）を組合わせて検出セット（Ｄ_j）とする、信号（Ｓ）に埋め込まれたウォーターマークを検出する方法が記載されている。本発明によれば、非連続フレーム（｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝）を用いて検出セット（Ｄ_j）を形成することによって、ウォーターマーク検出の信頼性を向上させることができる。本発明は、更に、上記のウォーターマーク検出器（24）を含む、信号の記録及び／又は再生のための装置（２）及びブロードキャスト信号をモニターするためのシステムに関する。

Description

【発明の詳細な説明】 ウォーターマークの検出 本発明は、信号に埋め込まれたウォーターマークを検出するための方法及びデ バイスに関する。この方法においては、信号の複数のフレームを組合せて一つの 検出イベントのための検出セットとする。 本発明は、更に、信号の記録及び／又は再生のための装置及びブロードキャス ト信号をモニターするためのシステムに関する。 ウォーターマークは、オーディオ、スチール画像、アニメーション、ビテオ、 その他の信号に埋め込まれ、感知不可能か又は感知困難なマークである。それら は、除去することが困難なように信号に埋め込まれる。ウォーターマークは、例 えば、ソース又はドキュメントの著作権の状態又は聴覚視覚プログラムに関する 情報のような、付加的な情報を含むことができる。ウォーターマークにより、著 作権侵害行為の追跡及び知的財産権の保護のサポートが可能になる。 既知のウォーターマーク検出方法は、信号とローカルに蓄積されているウォー ターマークとを相互に関連させる相関ステップを含む。続いてそのような相関の 結果を評価する。信号と与えられたウォーターマークとの相関が、例えば所定の 閾値より大きい場合は、このウォーターマークがその信号に埋め込まれたウォー ターマークであると考える。多くの異なるウォーターマークとの相関を実行し、 最大の相関を持つウォーターマークを用いられたウォーターマークと考えること もできる。 信号は、ＭＰＥＧ圧縮、ＤＡ／ＡＤ変換、ＮＴＳＣ／ＰＡＬ変換、並びに、ク ロッピング及びスケーリングのような種々の信号動作を支配するので、信号フレ ームに基づく検出は、多くの誤った検出を行うという意味で信頼性に欠ける場合 がある。A.A.C.Kalker,G.F.C.Depovere及びJ.P.M.Linnartzによる論文「ディジ タル画像中の電子的ウォーターマークの検出の信頼性について(On the Reliabil ity of Detecting Electronic Watermarks in Digital Images)」(Proceedings of Eusico 1998(Rhodes,Greece))は、複数例えばｎ個のフレームを検出セット とする組合せが検出処理の信頼性を√ｎ倍にする事実について、確からしい説明 を与えている。しかしながら、これは、単にｎ個の非相関フレームに適用したに 過ぎない。連続するフレームを組合せることが通常の方法である。しかしながら これらは一般的に高度に相関を持っている。 本発明の目的は、ウォーターマークの検出の信頼性を向上させることにある。 この目的のため、本発明は、検出セットを形成するために、信号中で他のフレ ームに直接続かない少なくとも一つのフレームを用い、該他のフレームを更に検 出セットのために用いることを特徴とする。検出セットのために単に連続するフ レーム以外のフレームを用いることにより、ウォーターマークの検出の信頼性を 向上させるという利点がある。これは、相互に遠く離れているフレームは一般的 に相関が少ないという理由による。相関が少ないフレームを用いる場合、非相関 フレームに適用される信頼性が向上すること、即ち、検出処理の信頼性が√ｎ倍 に増加するということはよい近似である。信号中で連続していないフレームを用 いることは、インターリーブするといわれる。 一つの実施例においては、この方法は、検出セットのために、信号の中で相互 に整数個のフレームに対応する所定の距離を持って存在している、所定の数のフ レームを用いることを特徴とする。検出セットのためのフレームの選択における この均一モードは、容易に実現できる方法である。 他の実施例においては、フレームの所定の数及び所定の距離を、それらの最大 公約数が１になるように選択することを特徴とする。この場合、ＭＰＥＧ信号に ついて、種々の検出セットを横断するＩ、Ｂ及びＰフレームの均一分布が達成さ れる。 請求項４に記載された実施例は、主としてＭＰＥＧ信号のために重要である。 この場合も同様に、ＭＰＥＧ信号について、種々の検出セットを横断するＩ、Ｂ 及びＰフレームの均一分布が達成される。 他の実施例は、本発明によるウォーターマークを検出するためのデバイスを具 える信号の記録及び／又は再生のための装置、及び、上記デバイスを含み、ブロ ードキャスト信号をモニターするためのシステムに関するものである。 以下の実施例の説明により、これら及び他の観点が、非限定的な例示によって 明快になる。 図面においては、 図１は本発明によるデバイスの実施例を示し、 図２は本発明によるウォーターマークを検出するためのデバイスを含む装置の 実施例を示す。 両図は、単に、本発明を理解するために必要なデバイスの要素のみを示す。 図１は、本発明により、一つの検出イベントについて信号Ｓの複数のフレーム ｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝を組合わせて検出セットＤ_jとするための手段10を含み、ウォー ターマークを検出するためのデバイス１を示す。 本発明によれば、信号Ｓ中で他のフレームＦ_iに直接続かない少なくとも一つ のフレームＦ_i+dを検出セットを形成するために用い、更に、他のフレームＦ_iを 検出セットのために用いる。この方法では、１又は複数の中間のフレームをスキ ップし、例えば他の検出セットのために用いる。全てが連続しているとは限らな いフレーム｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝を用いる場合の利点は、フレームの相互の相関が 小さいことであり、従って、ウォーターマークの検出の信頼性が向上することで ある。 検出セットＤ_jのためにｎ個のフレーム｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝を用いると仮定する 。既に知られているように、全て連続するフレーム｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝を用いると すれば、第１の決定の瞬間はｎフレーム後に生起する。全てが連続しているとは 限らないｎ個のフレーム｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝を用いる結果、決定は更に後の瞬間 におきる。 信号Ｓ中で全てが連続しているとは限らないフレーム｛Ｆ_i，Ｆ_i+d,...｝の組 合せは、勿論多くの方法によって実行することができる。例示として、二つのイ ンターリーブ法が議論される。本発明の範囲内において、同等の結果が得られる 種々の方法を用いることができる。 議論されるべき第１の方法は均一インターリーブである。この形のインターリ ーブは、検出セットＤ_jのために用いられる二つのフレーム｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝の 間の最も短い距離が、信号中で信号の整数個のフレームに対応する一定値ｄに等 しい。これは次のように表される。 Ｆ_i∈ＥＤ_j⇔ｉ≡ｊ（mod d） 合計数がｄ×ｎに等しいフレーム｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝を、ｄに等しい多数の検出 セットＤ_jに割当てる。例えば、フレームの数ｎ＝１２及び相互の距離ｄ＝５の 場合、検出セットＤ_jは次に示すようになる。 簡単のため、表Ｉを参照してこの分布を説明する。表Ｉは、信号Ｓ中で生起す るフレーム｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝の番号を連続的に示す。 表Ｉ：ｎ＝１２，ｄ＝５の均一インターリーブの説明 信号Ｓの連続フレーム｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝は、ｎフレームのｄ列として図示され る。これは、たとえ可能であったとしても、信号のフレーム｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝の 物理的な分離である必要はなく、本発明を明らかにするための概念的な表記と考 えてよい。異なるフォントはフレーム｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝が異なる検出セットＤ_jで 用いられることを示す。検出セットＤ_jは、表Ｉ中で同じフォントによって示さ れる番号を持つフレーム｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝を含む。この形のインターリーブに より、第１の検出決定は、ｄ（ｎ−１）＋１フレーム後に生起する。このプロセ スはｄｎフレームの後で繰り返される。 ウォーターマークが、例えばＭＰＥＧのような圧縮に対しても保存されること は、多くのアプリケーションにとって重要である。ＭＰＥＧ信号中の異なるフレ ームであるＩ、及びＰフレームは、ウォーターマークの保存に関して異なる挙動 をする。均一インターリーブを用いる場合、或る値のｎ及びｄについて問題が 存在し得る。説明のため、ｎ＝１２の例を示す。この場合、これは更にＭＰＥＧ 信号Ｓの画像群（ＧＯＰ）サイズである。フレーム間の距離はｄ＝４である。フ レーム｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝の分布は表IIに示される。 表II：ＭＰＥＧにおけるｎ＝１２、ｄ＝４の均一インターリーブの説明 表IIから明らかなように、種々の検出セットＤ_jがＭＰＥＧフレームの不均一 分布を含む。例えば、全てのＩフレームが一つの検出セットＤ_j中で生起する。 本発明の範囲における解決は、複数の検出セットＤ_jを横断するＩ、Ｂ及びＰフ レームの更に均一な分布のために可能である。 均一インターリーブを用いる場合、例えば、ｎ及びｄを、それらの最大公約数 が１に等しくなるように選択することができる。これは、例えば、ｎ＝１２及び ｄ＝５について上記で既に議論した場合である。表IIIを参照されたい。 表III：ＭＰＥＧにおけるｎ＝１２、ｄ＝５の均一インターリーブの説明 各検出セットＤ_jが各列からのフレームを含むことがわかる。これは、各型の フレームが各検出セットＤ_j中に生起することを意味する。 更に、例えば、均一間隔を更に柔軟にすることができる。これは、例えば、対 角線インターリーブにより実行することができる。ｎを、ＭＰＥＧ信号ＳのＧＯ Ｐサイズの整数倍の数とすれば、Ｉ、Ｂ及びＰフレームの均一分布は、対角線イ ンターリーブのための表現を用いて達成される。対角線インターリーブは次のよ うに定義される。 Ｆ_i∈Ｄ_j⇔ｉ≡１+(j-1)n+m(n+1)(mod dn)voor m∈｛0,1,...,n-1｝ ｎ＝１２及びｄ＝５について、次の検出セットＤ_jが得られる。 フレーム｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝の分布は表IVに示される。 表IV：ｎ＝１２、ｄ＝５の対角線インターリーブの説明 上記で既に説明したように、信号Ｓの連続フレーム｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝は、ｎフ レームのｄ列として示される。列当たりのフレーム数は、検出セット中のフレー ムの数、即ちｎに等しい。この場合、この数は、ＭＰＥＧ信号ＳのＧＯＰサイズ の整数倍の数に等しい。表IVから、検出セットＤ_jで用いられる信号Ｓ中のフレ ームＦ_iの位置は、各連続する列で、列のスタートに関して一つの位置だけシフ トしていることが明らかである。このフレームＦ_iをここでは分かり易くするた めに基準フレームと呼ぶが、このフレームＦ_iに関し、同一の検出セットＤ_jにつ いての他のフレームＦ_i+dが同一列の中に、列ｄの数の整数倍に等しい距離で存 在する。検出セットＤ_j中のフレーム｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝間の距離の平均及び最大 頻度はｄ＝５に等しいが、この例では、３及び８のような他の距離に変えること ができる。 図２は、例えばＤＶＤプレーヤー２のような装置を示し、ＤＶＤ信号Ｓを得る ためにＤＶＤディスクを読取る手段21を含む。ＤＶＤ信号Ｓは、ＤＶＤディスク 上に記録されているＭＰＥＧビットストリームである。ＤＶＤ信号Ｓは、スイッ チ22を経て、ＤＶＤプレーヤー２の出力23から供給される。出力23は、外部ＭＰ ＥＧテコーダ及び画像表示デバイス（図示していない）に接続されている。例え ば著作権保護のために、本発明においては重要ではない他の条件が満たされてい ない場合は、所定のウォーターマークにより、ＤＶＤプレーヤー２がビデオ信号 Ｓを再生できないと仮定する。ウォーターマークが埋め込まれた信号Ｓは、例え ば、ディスクが所定の「ウォブル」キーを含む場合のみ再生することができる。 ウォーターマークの検出を可能にするため、ＤＶＤプレーヤー２は、図１に関し て前述したようなウォーターマーク検出器24を具える。ウォーターマーク検出器 24は、記録された信号Ｓを受信し、検出されたウォーターマークに従ってスイッ チ22を制御する。 本発明は、更に、特に、ブロードキャストのモニタリングのためのシステムに 用いられる。ブロードキャストは、ウォーターマーク識別子と共に予めコード化 されている場合がある。ウォーターマーク検出器24を具えるシステムを用いてテ レビジョン放送をモニターする場合は、知的財産権保護及び統計データ収集のた めの機構を具える。 上述の実施例は本発明の限界を示すものではないことに注意すべきである。当 業者ならば、請求項の範囲を逸脱せずに他の実施態様に想到することが可能であ ろう。 請求項の記載中の括弧で挟まれた参照記号は、請求項を分かり易くするための ものであって、請求項の記載を限定するものと解してはならない。「含む」との 語及びその同義語は、請求項の記載において対象としている要素及びステップ以 外の要素及びステップを除外するものではない。本発明は、個別の要素によって 及び統合的にプログラムされたコンピュータによって実現してもよい。複数の手 段が記載されている製造に関する請求項においては、それらの手段のいくつかを 同一個のハードウェアで実現してもよい。 要約すると、一つの検出イベントについて信号Ｓの複数のフレーム｛Ｆ₁,Ｆ₂. ..｝を組合わせて検出セットＤ_jとする、信号Ｓに埋め込まれたウォーターマー クを検出する方法が記載されている。本発明によれば、非連続フレーム｛Ｆ_i, Ｆ_i+d,...｝を用いて検出セットＤ_jを形成することによって、ウォーターマーク 検出の信頼性を向上させることができる。本発明は、更に、上記のウォーターマ ーク検出器を含む、信号の記録及び／又は再生のための装置及びブロードキャス ト信号をモニターするためのシステムに関する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/081 Ｈ０４Ｎ 7/13 7/24

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．一つの検出イベントについて信号（Ｓ）の複数のフレーム｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝ を組合わせて検出セット（Ｄ_j）とする、信号（Ｓ）に埋め込まれたウォータ ーマークを検出する方法において、 検出セット（Ｄ_j）を形成するために、信号（Ｓ）中で他のフレーム（Ｆ_i） に直接続かない少なくとも一つのフレーム（Ｆ_i+d）を用い、該他のフレーム （Ｆ_i）を更に検出セット（Ｄ_j）のために用いることを特徴とするウォーター マークを検出する方法。 ２．検出セット（Ｄ_j）のために、信号（Ｓ）の中で相互に整数個のフレーム（ ｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝）に対応する所定の距離を持って存在している、所定の数の フレーム（｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝）を用いることを特徴とする請求項１に記載の 方法。 ３．フレーム（｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝）の所定の数及び所定の距離を、それらの最 大公約数が１になるように選択することを特徴とする請求項２に記載の方法。 ４．ＭＰＥＧ信号（Ｓ）のＧＯＰサイズの整数倍に対応する、所定の数のフレー ム（｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝）を各検出セット（Ｄ_j）のために用い、 信号（Ｓ）中の連続フレーム（｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝）を、複数の、検出セット （Ｄ_j）中のフレーム（｛Ｆ_i,Ｆ_i+d,...｝）の数に等しい数の連続フレーム（ ｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝）の列に分割し、及び 各列から、連続する列毎にその列のスタートから計算される一つの位置だけ シフトする基準フレーム（Ｆ_i）を選択し、 基準フレーム（Ｆ_i）及び基準フレーム（Ｆ_i）から列の数の整数倍に対応す る距離にあるフレーム（Ｆ_i+d）を、検出セット（Ｄ_j）のために用いることを 特徴とする請求項１に記載の方法。 ５．信号（Ｓ）を受信する手段、及び、一つの検出イベントについて信号（Ｓ） の複数のフレーム｛Ｆ₁,Ｆ₂,...｝を組合わせて検出セット（Ｄ_j）とする組合 せ手段を具える、信号（Ｓ）に埋め込まれたウォーターマークを検出するため めのデバイスにおいて、 組合せ手段が、他のフレーム（Ｆ_i）に直接続かない少なくとも一つのフレ ーム（Ｆ_i+d）を用いることができ、更に他のフレーム（Ｆ_i）を信号中の検出 セット（Ｄ_j）のために用いることができるように構成されるを特徴とするデ バイス。 ６．信号（Ｓ）を受信するための手段を具える、信号（Ｓ）を記録及び／又は再 生するための装置において、 更に、信号（Ｓ）に埋め込まれたウォーターマークを検出するために請求項 ５に記載のデバイスを具えることを特徴とする装置。 ７．信号（Ｓ）を受信するための手段を具える、ブロードキャスト信号（Ｓ）を モニターするためのシステムにおいて、 更に、信号（Ｓ）に埋め込まれたウォーターマークを検出するために請求項 ５に記載のデバイスを具えることを特徴とするシステム。