JP2002244685A - Embedding and detection of digital watermark - Google Patents

Embedding and detection of digital watermark

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JP2002244685A
JP2002244685A JP2001046524A JP2001046524A JP2002244685A JP 2002244685 A JP2002244685 A JP 2002244685A JP 2001046524 A JP2001046524 A JP 2001046524A JP 2001046524 A JP2001046524 A JP 2001046524A JP 2002244685 A JP2002244685 A JP 2002244685A
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JP
Japan
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digital watermark
random number
transform coefficients
coefficients
transform
Prior art date
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Application number
JP2001046524A
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Japanese (ja)
Inventor
Kineo Matsui
甲子雄 松井
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Kowa Co Ltd
Original Assignee
Kowa Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide digital watermark technology which actualizes high secrecy and sufficiently withstand an attack destroying signal synchronism like a jitter attack. SOLUTION: In a step S102, an MDCT(modified discrete cosine transformation) part 42 prepares source sound data and a key random number sequence. In step S104, the MDCT part 42 performs MDCT of the source sound data to fine MDCT coefficients. In step S106, selection and arithmetic part 44 selects a plurality of couples of MDCT coefficients out of the MDCT coefficients according to random number values extracted from the key random number sequences and adds two separately generated control random number values to two MDCT coefficients for each selected pairs to obtain MDCT coefficients having been embedded. In step S108, an IMDCT part 46 applies IMDCT to a plurality of the already embedded IMDCT coefficients to put the embedded MDCT coefficients back into the sound data, so that the embedded sound data can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、音声データや画像
データなどのデジタルデータに電子透かしの埋め込みを
行う電子透かしの技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital watermarking technique for embedding a digital watermark in digital data such as audio data and image data.

【0002】[0002]

【従来の技術】インターネットなどのコンピュータネッ
トワークの発展に伴って、情報のデジタル化が進み、多
くのユーザが簡単に必要とする情報にアクセスできるよ
うになっている。その反面、そのデジタル情報に著作権
が発生しているデジタルコンテンツについて、その著者
に断わりなく容易にデータが複製できるような環境にな
りつつあり、不正コピーにともなう著作権侵害の問題が
注目されてきている。そこで、デジタルコンテンツの主
たる情報である音声や画像に関しての著作権侵害を防止
すること等を目的として、著作権情報などの透かし情報
を音声データや画像データに埋め込む電子透かし技術が
注目されている。
2. Description of the Related Art With the development of computer networks such as the Internet, digitization of information has progressed, and many users can easily access necessary information. On the other hand, digital content in which copyright is generated in digital information is becoming an environment where data can be easily copied without asking the author, and the problem of copyright infringement due to unauthorized copying has been attracting attention. ing. Therefore, digital watermark technology for embedding watermark information such as copyright information in audio data or image data has attracted attention for the purpose of preventing copyright infringement on audio and images as main information of digital contents.

【0003】このような電子透かし技術のうち、例え
ば、スペクトル拡散を利用する方法では、拡散符号列を
鍵とすることで、高い秘匿性を実現できる。また、パッ
チワークと呼ばれる手法では、ランダムに選択した2つ
の時系列標本値を制御し、それらの値から得られる分布
のピーク位置をずらすことで、標本値の選択性をランダ
ムにできるため、スペクトル拡散法と同様の高い秘匿性
を実現できる。
[0003] Among such digital watermarking techniques, for example, in a method using spread spectrum, high confidentiality can be realized by using a spread code string as a key. Also, in a technique called patchwork, by controlling two randomly selected time-series sample values and shifting the peak position of the distribution obtained from those values, the selectivity of the sample values can be randomized. High confidentiality similar to the diffusion method can be realized.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スペク
トル拡散法やパッチワーク法などのように、時系列標本
値をランダムに制御する手法は、透かしを検出する際の
乱数同期が正確でなければならない。これは、高い秘匿
性を実現できる反面、電子透かしに対する攻撃手法とし
て知られるJitter攻撃のような信号同期を崩す攻
撃に対して、脆弱であるという問題があった。
However, in a method of randomly controlling a time-series sample value, such as a spread spectrum method or a patchwork method, the synchronization of random numbers when detecting a watermark must be accurate. Although this can realize high confidentiality, it has a problem that it is vulnerable to an attack that breaks signal synchronization such as a Jitter attack known as an attack method against digital watermarking.

【0005】そこで、本発明の目的は、上記した従来技
術の問題点を解決し、高い秘匿性を実現でき、且つ、J
itter攻撃のような信号同期を崩す攻撃に対して
も、十分耐え得る電子透かし技術を提供することにあ
る。
[0005] Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to realize high secrecy, and
An object of the present invention is to provide a digital watermarking technique that can sufficiently withstand an attack such as an itter attack that breaks signal synchronization.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明
の電子透かし埋め込み方法は、デジタルデータに電子透
かしの埋め込みを行う電子透かし埋め込み方法であっ
て、(a)前記電子透かしの埋め込みの対象となる対象
データと、前記電子透かしの埋め込みのために用いる鍵
乱数列と、を準備する工程と、(b)前記対象データに
所定の直交変換を施すことによって、複数の変換係数を
求める工程と、(c)前記鍵乱数列から順次抽出される
乱数値に応じて、前記複数の変換係数の中から、n(n
は2以上の整数)個を1組とする変換係数の組を選択す
る工程と、(d)選択した組毎に、n個の変換係数のう
ち、少なくとも1つの変換係数に、別に得られる制御乱
数値で所定の演算を施す工程と、(e)前記演算の施さ
れた変換係数を含む前記複数の変換係数に、前記直交変
換とは逆の変換を施すことによって、対象データに戻す
工程と、を備えることを要旨とする。
In order to achieve at least a part of the above objects, a digital watermark embedding method according to the present invention is a digital watermark embedding method for embedding a digital watermark in digital data. (A) preparing target data for embedding the digital watermark and a key random number sequence used for embedding the digital watermark; and (b) performing a predetermined orthogonal transformation on the target data. And (c) selecting n (n) from among the plurality of transform coefficients in accordance with random numbers sequentially extracted from the key random number sequence.
(D is an integer of 2 or more), and (d) selecting at least one transform coefficient among at least one of the n transform coefficients for each selected set. Performing a predetermined operation with a random number value; and (e) performing a reverse operation of the orthogonal transformation on the plurality of transformation coefficients including the transformation coefficient on which the operation has been performed, thereby returning the transformation data to target data. , Is provided.

【0007】このように、本発明の電子透かし埋め込み
方法では、対象データに所定の直交変換を施して、複数
の変換係数を求め、予め準備した鍵乱数列から抽出され
る乱数値に応じて、それら変換係数の中から、n個を1
組とする変換係数の組を選択する。そして、その選択し
た組毎に、n個の変換係数のうち、少なくとも1つの変
換係数に、別に得られる制御乱数値で所定の演算を施
す。さらに、その演算の施された変換係数を含む複数の
変換係数に、直交変換とは逆の変換を施すことによっ
て、対象データに戻すようにしている。
As described above, according to the digital watermark embedding method of the present invention, a predetermined orthogonal transformation is performed on the target data to obtain a plurality of transform coefficients, and according to a random number value extracted from a key random number sequence prepared in advance, From these conversion coefficients, n is 1
Select a set of conversion coefficients to be set. Then, for each of the selected sets, a predetermined operation is performed on at least one of the n transform coefficients using a control random value obtained separately. Further, a plurality of transform coefficients including the calculated transform coefficients are subjected to a transform reverse to the orthogonal transform to return to the target data.

【0008】本発明の電子透かし埋め込み方法によれ
ば、電子透かしの埋め込みに用いた鍵乱数列と同じ鍵乱
数列を用いる場合に限り、電子透かしを検出することが
できるので、埋め込みに用いた鍵乱数列を知らない第三
者が、電子透かしの存在を不正な手段で特定して、音質
をほとんど劣化させることなく埋め込まれた電子透かし
を除去することは、極めて難しい。従って、高い秘匿性
を実現することができる。
According to the digital watermark embedding method of the present invention, the digital watermark can be detected only when the same key random number sequence as that used for embedding the digital watermark is used. It is extremely difficult for a third party who does not know the random number sequence to identify the presence of the digital watermark by unauthorized means and remove the embedded digital watermark without deteriorating the sound quality. Therefore, high confidentiality can be realized.

【0009】また、本発明の電子透かし埋め込み方法に
よれば、時系列上での微少な変調による影響を受けにく
い周波数領域に、電子透かしを埋め込むことになるの
で、Jitter攻撃のような信号同期を崩す攻撃に対
しても、十分耐えることができる。また、その他、レベ
ル変調や、帯域通過フィルタや、高能率圧縮符号化など
に対しても十分な耐性を有している。
According to the digital watermark embedding method of the present invention, a digital watermark is embedded in a frequency region which is not easily affected by minute modulation in a time series. Therefore, signal synchronization such as Jitter attack can be performed. It can withstand even breaking attacks. In addition, it has sufficient resistance to level modulation, band-pass filters, high-efficiency compression coding, and the like.

【0010】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記工程(b)は、前記所定の直交変換として、変
形離散コサイン変換を施す工程を含むことが好ましい。
In the digital watermark embedding method according to the present invention, it is preferable that the step (b) includes a step of performing a modified discrete cosine transform as the predetermined orthogonal transform.

【0011】このように直交変換として、変形離散コサ
イン変換を用いることにより、対象データを複数のフレ
ームに分割して直交変換を施した場合でも、フレーム間
に生じやすいスパイク雑音や歪を低減することができ
る。
As described above, by using the modified discrete cosine transform as the orthogonal transform, even when the target data is divided into a plurality of frames and subjected to the orthogonal transform, spike noise and distortion which are likely to occur between frames can be reduced. Can be.

【0012】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記工程(c)は、前記複数の変換係数の中から、
2つを1組とする変換係数の組を選択する工程を含み、
前記工程(d)は、選択した組毎に、前記2つの変換係
数に、別に得られる2つの制御乱数値をそれぞれ加算ま
たは減算する工程を含むことが好ましい。
[0012] In the digital watermark embedding method of the present invention, the step (c) includes the step of:
Selecting a set of transform coefficients that makes the two a set,
Preferably, the step (d) includes a step of adding or subtracting two separately obtained control random numbers to the two transform coefficients for each selected set.

【0013】このように構成することによって、より簡
単な演算にて確実に電子透かしを埋め込むことができ
る。
With this configuration, the digital watermark can be reliably embedded by a simpler operation.

【0014】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記工程(a)は、前記鍵乱数列を複数準備する工
程を含み、前記工程(c)は、各鍵乱数列毎に、それぞ
れ、その鍵乱数列から順次抽出される乱数値に応じて、
前記複数の変換係数の中から、n(nは2以上の整数)
個を1組とする変換係数の組を選択する工程を含むこと
が好ましい。
In the digital watermark embedding method of the present invention, the step (a) includes a step of preparing a plurality of the key random number sequences, and the step (c) includes the step of: According to the random value sequentially extracted from the column,
N (n is an integer of 2 or more) among the plurality of conversion coefficients
Preferably, the method includes a step of selecting a set of transform coefficients each of which is a set.

【0015】このように、複数の鍵乱数列を用いて電子
透かしを埋め込むことにより、同一のコンテンツに対し
て、多重に電子透かしを埋め込むことが可能となる。
As described above, by embedding an electronic watermark using a plurality of key random number sequences, it becomes possible to embed an electronic watermark in the same content multiple times.

【0016】本発明の電子透かし検出方法は、電子透か
しの埋め込まれたデジタルデータから前記電子透かしを
検出する電子透かし検出方法であって、(a)前記電子
透かしの検出の対象となる対象データと、前記電子透か
しの検出のために用いる鍵乱数列と、を準備する工程
と、(b)前記対象データに所定の直交変換を施すこと
によって、複数の変換係数を求める工程と、(c)前記
鍵乱数列から順次抽出される乱数値に応じて、前記複数
の変換係数の中から、n(nは2以上の整数)個を1組
とする変換係数の組を選択する工程と、(d)選択した
組毎に、n個の変換係数の間で所定の演算を行う工程
と、(e)得られた演算値の出現頻度から、前記電子透
かしの存在を検出する工程と、を備えること要旨とす
る。
The digital watermark detection method according to the present invention is a digital watermark detection method for detecting the digital watermark from digital data in which a digital watermark is embedded, wherein: (a) the digital watermark detection target data; Preparing a key random number sequence used for detecting the digital watermark, (b) performing a predetermined orthogonal transform on the target data to obtain a plurality of transform coefficients, and (c) determining a plurality of transform coefficients. (D) selecting a set of transform coefficients in which n (n is an integer of 2 or more) one set from the plurality of transform coefficients in accordance with random numbers sequentially extracted from the key random number sequence; A) performing a predetermined operation between n transform coefficients for each selected set; and (e) detecting the presence of the digital watermark from the appearance frequency of the obtained operation value. Make a summary.

【0017】このように、本発明の電子透かし検出方法
では、対象データに所定の直交変換を施して、複数の変
換係数を求め、予め準備した鍵乱数列から抽出される乱
数値に応じて、それら変換係数の中から、n個を1組と
する変換係数の組を選択する。そして、その選択した組
毎に、n個の変換係数の間で所定の演算を行い、得られ
た演算値の出現頻度から、電子透かしの存在を検出する
ようにしている。
As described above, according to the digital watermark detection method of the present invention, a predetermined orthogonal transform is performed on the target data to obtain a plurality of transform coefficients, and according to a random number value extracted from a key random number sequence prepared in advance, From these transform coefficients, a set of transform coefficients of n sets is selected. Then, for each of the selected sets, a predetermined operation is performed between n transform coefficients, and the presence of a digital watermark is detected from the appearance frequency of the obtained operation value.

【0018】本発明の電子透かし検出方法によれば、電
子透かしの埋め込みに用いた鍵乱数列と同じ鍵乱数列さ
え準備すれば、前述した本発明の電子透かし埋め込み方
法によって埋め込まれた電子透かしを、容易に検出する
ことができる。
According to the digital watermark detection method of the present invention, if only the same key random number sequence as the key random number sequence used for embedding the digital watermark is prepared, the digital watermark embedded by the above-described digital watermark embedding method of the present invention can be used. , Can be easily detected.

【0019】本発明の電子透かし検出方法は、前記工程
(b)は、前記所定の直交変換として、変形離散コサイ
ン変換を施す工程を含むことが好ましい。また、前記工
程(c)は、前記複数の変換係数の中から、2つを1組
とする変換係数の組を選択する工程を含み、前記工程
(d)は、選択した組毎に、前記2つの変換係数同士を
加算または減算する工程を含むことが好ましい。
In the digital watermark detection method according to the present invention, it is preferable that the step (b) includes a step of performing a modified discrete cosine transform as the predetermined orthogonal transform. In addition, the step (c) includes a step of selecting a set of transform coefficients of which two are one set from the plurality of transform coefficients, and the step (d) includes the step of: It is preferable to include a step of adding or subtracting two transform coefficients.

【0020】電子透かしを埋め込んだ際に用いた直交変
換や演算方法に対応させるためである。
This is because the orthogonal transform and the operation method used when the digital watermark is embedded are to be used.

【0021】なお、本発明は、上記した電子透かし埋め
込み方法や電子透かし検出方法などの方法発明の態様に
限ることなく、電子透かし装置などの装置の発明として
の態様や、それら方法や装置を構築するためのコンピュ
ータプログラムを記録した記録媒体としての態様で実現
することも可能である。また、さらには、上記コンピュ
ータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信
号や、上記コンピュータプログラム自体など、種々の態
様で実現することも可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the aspects of the method invention such as the above-described digital watermark embedding method and the digital watermark detection method. It can also be realized in a form as a recording medium on which a computer program for recording is recorded. Further, the present invention can be realized in various modes, such as a data signal including the computer program and embodied in a carrier wave or the computer program itself.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて以下の順序で説明する。 A.電子透かし埋め込みの原理: B.電子透かし埋め込み処理: C.電子透かし検出処理: D.具体例: D−1.音質への影響: D−2.電子透かしの検出: D−3.レベル変調に対する耐性: D−4.帯域通過フィルタに対する耐性: D−5.高能率圧縮符号化に対する影響: D−6.Jitter攻撃に対する耐性: E.装置全体の構成及び処理手順: F.変形例: F−1.変形例1: F−2.変形例2: F−3.変形例3: F−4.変形例4: F−5.変形例5:
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in the following order based on examples. A. Principle of digital watermark embedding: Digital watermark embedding processing: Digital watermark detection processing: Specific example: D-1. Effect on sound quality: D-2. Digital watermark detection: D-3. Resistance to level modulation: D-4. Resistance to bandpass filter: D-5. Effect on High Efficiency Compression Coding: D-6. Jitter attack resistance: F. Configuration and processing procedure of entire device: Modification: F-1. Modification Example 1: F-2. Modification Example 2: F-3. Modification 3 F-4. Modification Example 4: F-5. Modification 5:

【0023】A.電子透かし埋め込みの原理:本発明に
係る電子透かしの埋め込みでは、まず、対象となるデー
タに、所定の直交変換を施すことによって、例えば、M
個の変換係数である周波数係数Xi(k),0≦k≦M
−1を得る。次に、そのM個の周波数係数Xi(k)か
ら、ランダムに2つの係数Xi(ai)およびXi(bi
を選び、その差分値diを式(1)に従って算出する。
A. Principle of Digital Watermark Embedding: In embedding a digital watermark according to the present invention, first, a target data is subjected to a predetermined orthogonal transformation to obtain, for example, M
Frequency coefficients X i (k), which are transform coefficients, 0 ≦ k ≦ M
-1 is obtained. Next, two coefficients X i (a i ) and X i (b i ) are randomly selected from the M frequency coefficients X i (k).
Is selected, and the difference value d i is calculated according to equation (1).

【0024】[0024]

【数1】 (Equation 1)

【0025】次に、それら2つの周波数係数X
i(ai),Xi(bi)に、それぞれ、乱数値ui,vi
加算して、電子透かしを埋め込むことにより、埋め込み
後の周波数係数はXi’(ai),Xi’(bi)となり、
これらの差分値di’は式(2)に示す如くになる。
Next, the two frequency coefficients X
a i (a i), X i (b i), respectively, by adding the random number value u i, v i, by embedding an electronic watermark, the frequency coefficient after embedding X i '(a i), X i ′ (b i ),
These difference values d i ′ are as shown in Expression (2).

【0026】[0026]

【数2】 (Equation 2)

【0027】式(2)から明らかなように、差分値
i’は、差分値diが乱数値ui,viの加減による影響
を受けたものであると見なせる。よって、このような電
子透かしの埋め込みの行われた状態における差分値
i’の統計的分布は、電子透かしの埋め込みの行われ
ていない状態における差分値diの統計的分布に比べ
て、よりランダム性が増したものになるはずである。即
ち、乱数値の加減算が行われた2つの係数を抽出して、
差分統計を調べた場合に限り、特徴的な分布が得られる
ことになる。
As is apparent from the equation (2), the difference value d i 'can be regarded as one in which the difference value d i is affected by the acceleration of the random-number value u i, v i. Therefore, the statistical distribution of the difference value d i ′ in the state where the digital watermark is embedded is more than the statistical distribution of the difference value d i in the state where the digital watermark is not embedded. It should be more random. That is, two coefficients subjected to addition and subtraction of random numbers are extracted, and
Only when the difference statistics are examined, a characteristic distribution can be obtained.

【0028】本実施例では、このような原理を利用し
て、周波数係数の差分値の統計的分布を拡散することに
より、電子透かしの埋め込みを行うものである。以下、
本実施例における電子透かし埋め込み処理とその検出処
理について詳細に説明する。
In this embodiment, the digital watermark is embedded by diffusing the statistical distribution of the difference value of the frequency coefficient by using such a principle. Less than,
The digital watermark embedding process and its detection process in the present embodiment will be described in detail.

【0029】B.電子透かし埋め込み処理:図1は本発
明の一実施例としての電子透かし埋め込み処理の概要を
示す説明図である。ここでは、音声データを対象とした
電子透かしの埋め込み処理を説明する。まず、原音声デ
ータと、検出鍵となる乱数列(以下、鍵乱数列という)
とを準備する。ここで、サンプリング時刻tにおける原
音声データをs(t)とし、鍵乱数列をRとする。
B. Digital Watermark Embedding Process: FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a digital watermark embedding process as one embodiment of the present invention. Here, a digital watermark embedding process for audio data will be described. First, the original voice data and a random number sequence serving as a detection key (hereinafter referred to as a key random number sequence)
And prepare. Here, the original audio data at the sampling time t is s (t), and the key random number sequence is R.

【0030】次に、その原音声データs(t)を複数の
一定長の音声フレームに分割する。ここで、i番目の音
声フレームをSiとする。そして、その音声フレームSi
に対して変形離散コサイン変換(MDCT)を施して、
M個の周波数係数(変換係数)であるMDCT係数Xi
を得る。
Next, the original audio data s (t) is divided into a plurality of audio frames of a fixed length. Here, the i-th audio frame is assumed to be Si . Then, the audio frame S i
Is subjected to the modified discrete cosine transform (MDCT),
MDCT coefficients X i that are M frequency coefficients (transform coefficients)
Get.

【0031】MDCTは、図2に示すように、M個のM
DCT係数を得るために、音声フレームSiとして、2
M個の時系列サンプルを用いる。これは、周波数分離度
を高くし、且つ、隣接するフレームを互いに重複させる
ことで、フレーム間歪を抑制できる手法である。
The MDCT, as shown in FIG.
To obtain DCT coefficients, as a speech frame S i, 2
M time series samples are used. This is a technique in which the inter-frame distortion can be suppressed by increasing the degree of frequency separation and making adjacent frames overlap each other.

【0032】従って、原音声データs(t)におけるi
番目の音声フレームSiについて、各MDCT係数X
i(k)は、式(3)によって求めることができる。
Therefore, i in the original audio data s (t)
For each audio frame S i , each MDCT coefficient X
i (k) can be obtained by equation (3).

【0033】[0033]

【数3】 (Equation 3)

【0034】なお、ここで、窓関数w(n)およびMD
CT基底c(k,n)は、それぞれ、式(4),(5)
に示す如くである。
Here, the window function w (n) and MD
The CT basis c (k, n) is given by Equations (4) and (5), respectively.
As shown in FIG.

【0035】[0035]

【数4】 (Equation 4)

【0036】[0036]

【数5】 (Equation 5)

【0037】次に、鍵乱数列Rから、音声フレームSi
毎に、異なる乱数値ai(0≦ai≦M−1)を抽出し
て、式(6)に示すようなM個の要素Ai(k)を有す
る系列Aiを生成する。
Next, from the key random number sequence R, the audio frame S i
For each time, a different random value a i (0 ≦ a i ≦ M−1) is extracted to generate a sequence A i having M elements A i (k) as shown in Expression (6).

【0038】[0038]

【数6】 (Equation 6)

【0039】例えば、M=10のとき、抽出した乱数値
i=3であるならば、 Ai={0,0,0,1,0,0,0,0,0,0} が生成される。
For example, when M = 10, if the extracted random number value a i = 3, A i = {0,0,0,1,0,0,0,0,0,0} is generated. Is done.

【0040】次に、生成した系列Aiの各要素Ai(k)
に、別に発生した制御乱数値ui(|ui|≦p)を乗じ
ることで、系列Ciを生成する。但し、pは、電子透か
し埋め込みの強度を制御するためのパラメータである。
Next, each element A i (k) of the generated sequence A i
Is multiplied by a separately generated control random value u i (| u i | ≦ p) to generate a series C i . Here, p is a parameter for controlling the strength of digital watermark embedding.

【0041】例えば、前述の系列Aiに対して、発生し
た制御乱数値ui=5であるならば、 Ci={0,0,0,5,0,0,0,0,0,0} が生成される。
For example, if the generated control random number value u i = 5 for the above-mentioned sequence A i , C i = {0,0,0,5,0,0,0,0,0, 0} is generated.

【0042】次に、上記したのと同様の手順を用いて、
鍵乱数列Rから乱数値bi(0≦bi≦M−1)を抽出し
て、M個の要素Bi(k)を有する系列Biを生成し、こ
の系列Biの各要素Bi(k)に、別に発生した制御乱数
値vi(|ui|≦p)を乗じることで、系列Diを生成
する。
Next, using the same procedure as described above,
A random number value b i (0 ≦ b i ≦ M−1) is extracted from the key random number sequence R to generate a sequence B i having M elements B i (k), and each element B of this sequence B i a i (k), separately generated control random number v i (| u i | ≦ p) by multiplying the, generating a sequence D i.

【0043】例えば、M=10のとき、抽出した乱数値
i=7で、発生した制御乱数値vi=3であるならば、 Di={0,0,0,0,0,0,0,−3,0,0} が生成される。
For example, when M = 10, if the extracted random value b i = 7 and the generated control random value v i = 3, then D i = {0,0,0,0,0,0 , 0, -3,0,0} are generated.

【0044】次に、系列Ciと系列Diの各要素同士を加
算して、埋め込み制御系列Wiを生成する。
Next, by adding the elements to each other in series C i and series D i, to generate the embedding control sequence W i.

【0045】例えば、上記した系列Ci,Diの場合、 Wi={0,0,0,5,0,0,0,−3,0,0} が生成される。For example, in the case of the series C i and D i described above, W i = {0,0,0,5,0,0,0, −3,0,0} is generated.

【0046】次に、i番目の音声フレームSiについ
て、先に求めたM個のMDCT係数Xi(k)に対し
て、この埋め込み制御系列Wiの各要素Wi(k)をそれ
ぞれ加算することにより、電子透かしの埋め込みを行
い、式(7)に示すような、M個の埋め込み済みMDC
T係数Xi’(k)を得る。
Next, the i-th speech frame S i, added to the MDCT coefficients of the M previously obtained X i (k), the embedded control sequence W i the elements W i of the (k), respectively By doing so, the digital watermark is embedded, and M embedded MDCs as shown in Expression (7) are obtained.
Obtain the T coefficient X i ′ (k).

【0047】[0047]

【数7】 (Equation 7)

【0048】このような系列Ai,Biの生成から埋め込
み制御系列Wiの加算までの処理を図3に示す。図3に
おいて、各ブロック内のグラフは、それぞれ、周波数ス
ペクトルを表している。
FIG. 3 shows the processing from generation of such sequences A i and B i to addition of the embedded control sequence W i . In FIG. 3, the graph in each block represents a frequency spectrum.

【0049】以上説明した系列Ai,Biの生成から埋め
込み制御系列Wiの加算までの処理によって、M個のM
DCT係数Xi(k),0≦k≦M−1の中から、鍵乱
数列Rに応じてランダムに2つのMDCT係数X
i(ai),Xi(bi)が選ばれ、その1組のMDCT係
数Xi(ai),Xi(bi)に対して、それぞれに、制御
乱数値ui,viが加算されることにより、式(8)に示
すような、1組の埋め込み済みMDCT係数Xi
(ai),Xi’(bi)が得られることになる。
The processing from the generation of the sequences A i , B i to the addition of the embedding control sequence W i as described above results in M M
From the DCT coefficients X i (k), 0 ≦ k ≦ M−1, two MDCT coefficients X are randomly selected according to the key random number sequence R.
i (a i), X i (b i) is selected, the set of MDCT coefficients X i (a i), with respect to X i (b i), respectively, the control random number value u i, v i Are added to form a set of embedded MDCT coefficients X i ′ as shown in equation (8).
(A i ) and X i ′ (b i ) are obtained.

【0050】[0050]

【数8】 (Equation 8)

【0051】こうして、1組のMDCT係数X
i(ai),Xi(bi)に対して、電子透かしの埋め込み
が行われる。
Thus, a set of MDCT coefficients X
An electronic watermark is embedded in i (a i ) and X i (b i ).

【0052】次に、上記したのと同様の手順にて、鍵乱
数列Rを使って、系列Ai,Biの生成から埋め込み制御
系列Wiの加算までの処理を、f回反復して、M個のM
DCT係数Xi(k)のうち、合計f組のMDCT係数
に対して、電子透かしの埋め込みをそれぞれ行う。
Next, in the same procedure as described above, the process from generation of the sequences A i , B i to addition of the embedded control sequence W i is repeated f times using the key random number sequence R. , M M
Of the DCT coefficients X i (k), embedding of a digital watermark is performed for each of f sets of MDCT coefficients.

【0053】こうして得られたM個の埋め込み済みMD
CT係数Xi’(k)に対して、次に、逆変形離散コサ
イン変換(IMDCT)変換を施して、第i番目の埋め
込み済み音声フレームSi’を生成する。
The M embedded MDs thus obtained
Next, an inverse modified discrete cosine transform (IMDCT) transform is performed on the CT coefficient X i ′ (k) to generate an i-th embedded speech frame S i ′.

【0054】以上のような電子透かしの埋め込みを、他
の複数の音声フレームSiに対しても同様に行い、複数
の埋め込み済み音声フレームSi’を得た後、それら埋
め込み済み音声フレームSi’を合成して、埋め込み済
み音声データs’(t)を生成する。
The embedding of the digital watermark as described above is performed in the same manner for the other plurality of audio frames S i , and after obtaining a plurality of embedded audio frames S i ′, these embedded audio frames S i are obtained. Are synthesized to generate embedded voice data s ′ (t).

【0055】C.電子透かし検出処理:図4は本発明の
一実施例としての電子透かし検出処理の概要を示す説明
図である。まず、図1の電子透かし埋め込み処理によっ
て生成した埋め込み済み音声データs’(t)と、図1
の電子透かし埋め込み処理で用いた鍵乱数列Rと同じ鍵
乱数列Rを準備する。
C. Digital Watermark Detection Processing: FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of a digital watermark detection processing as one embodiment of the present invention. First, embedded audio data s ′ (t) generated by the digital watermark embedding process of FIG.
A key random number sequence R that is the same as the key random number sequence R used in the digital watermark embedding process is prepared.

【0056】次に、その埋め込み済み音声データs’
(t)を複数の一定長の埋め込み済み音声フレームに分
割し、i番目の埋め込み済み音声フレームSi’に対し
てMDCT変換を施して、M個の埋め込み済みMDCT
係数Xi’(k),0≦k≦M−1を得る。
Next, the embedded voice data s'
(T) is divided into a plurality of embedded voice frames of a fixed length, and the i-th embedded voice frame S i ′ is subjected to MDCT conversion to obtain M embedded MDCTs.
The coefficient X i ′ (k), 0 ≦ k ≦ M−1, is obtained.

【0057】次に、鍵乱数列Rから、乱数値ai(0≦
i≦M−1)を抽出して、前述の式(6)に従って、
M個の要素Ai(k)を有する系列Aiを生成する。
Next, from the key random number sequence R, a random number value a i (0 ≦
a i ≦ M−1), and according to the above equation (6),
Generate a sequence A i having M elements A i (k).

【0058】次に、得られたM個の埋め込み済みMDC
T係数Xi’(k)と、生成した系列Aiの各要素A
i(k)とを、式(9)に示すように、畳み込み積分す
ると、電子透かしの埋め込まれた1組のMDCT係数の
うち、一方のMDCT係数Xi’(ai)が得られる。
Next, the obtained M embedded MDCs
T coefficient X i ′ (k) and each element A of the generated sequence A i
By performing convolution integration on i (k) as shown in Expression (9), one MDCT coefficient X i ′ (a i ) is obtained from a set of MDCT coefficients in which a digital watermark is embedded.

【0059】[0059]

【数9】 (Equation 9)

【0060】次に、上記したのと同様の手順を用いて、
鍵乱数列Rから乱数値bi(0≦bi≦M−1)を抽出し
て、M個の要素Bi(k)を有する系列Biを生成し、得
られたM個の埋め込み済みMDCT係数Xi’(k)
と、生成した系列Biの各要素B i(k)とを、式(1
0)に示すように、畳み込み積分すると、電子透かしの
埋め込まれた1組のMDCT係数のうち、他方のMDC
T係数Xi’(bi)が得られる。
Next, using the same procedure as described above,
Random number value b from key random number sequence Ri(0 ≦ bi≤M-1)
And M elements BiSequence B with (k)iGenerate
M embedded MDCT coefficients Xi’(K)
And the generated series BiEach element B of i(K) and the equation (1)
0), as shown in FIG.
The other MDC of the set of embedded MDCT coefficients
T coefficient Xi’(Bi) Is obtained.

【0061】[0061]

【数10】 (Equation 10)

【0062】次に、得られた1組のMDCT係数Xi
(ai),Xi’(bi)の差分値di’を、式(11)に
従って求める。
Next, the obtained set of MDCT coefficients X i
The difference value d i ′ between (a i ) and X i ′ (b i ) is obtained according to equation (11).

【0063】[0063]

【数11】 [Equation 11]

【0064】このような系列Ai,Biの生成から差分値
i’の算出までの処理を図5に示す。図5において、
各ブロック内のグラフは、それぞれ、周波数スペクトル
を表している。
FIG. 5 shows processing from generation of such series A i , B i to calculation of the difference value d i ′. In FIG.
The graph in each block represents a frequency spectrum.

【0065】次に、上記したのと同様の手順にて、鍵乱
数列Rを使って、系列Ai,Biの生成から差分値di
の算出までの処理を、f回反復して、電子透かしの埋め
込まれたf組のMDCT係数について、それぞれ、差分
値di’を求める。
Next, in the same procedure as described above, using the key random number sequence R, the generation of the series A i , B i and the difference value d i
The process up to the calculation is repeated f times, and a difference value d i ′ is obtained for each of the f sets of MDCT coefficients in which the digital watermark is embedded.

【0066】以上のような差分値di’の算出を、他の
複数の音声フレームSiに対しても同様に行い、差分値
i’の統計的な分布を得る。
The above-described calculation of the difference value d i ′ is similarly performed for the other plurality of speech frames S i , and a statistical distribution of the difference value d i ′ is obtained.

【0067】次に、図1の電子透かし埋め込み処理で用
いた鍵乱数列Rとは異なる乱数列R z(z=1,2,
…)を複数準備する。
Next, the digital watermark embedding process shown in FIG.
Random number sequence R different from the key random number sequence R z(Z = 1, 2,
…) Are prepared.

【0068】そして、これら乱数列Rzを用いて、上記
したのと同様の手順にて、各乱数列Rz毎に、差分値di
の統計的分布を求める。
Then, using these random number sequences Rz , in the same procedure as described above, for each random number sequence Rz , the difference value d i
Find the statistical distribution of.

【0069】図6は鍵乱数列Rを用いた場合と鍵乱数列
Rとは異なる乱数列Rzを用いた場合の差分値diの統計
的分布をそれぞれ示すグラフである。図6において、
(a)は鍵乱数列Rを用いた場合における差分値di
統計的分布を示し、(b)は乱数列Rzを用いた場合に
おける差分値diの統計的分布を示す。また、横軸は差
分値di’のそれぞれの値であり、縦軸は各差分値di
の出現頻度y(di’)である。
[0069] Figure 6 in the case of using a key the random number sequence R and the key number sequence R is a graph showing respectively the statistical distribution of the differential values d i when using different random number sequence R z. In FIG.
(A) shows the statistical distribution of the differential values d i in the case of using a key the random number sequence R, shows the statistical distribution of the difference values d i in the case of using (b) the random number sequence R z. The horizontal axis difference value d i 'are each a value of, and the vertical axis the difference value d i'
Is the appearance frequency y (d i ').

【0070】鍵乱数列Rを用いた場合、差分値di
は、式(11)から、式(12)に示す如く表すことが
できる。
When the key random number sequence R is used, the difference value d i '
Can be expressed from Expression (11) as shown in Expression (12).

【0071】[0071]

【数12】 (Equation 12)

【0072】即ち、前述したとおり、埋め込み済みMD
CT係数Xi’(ai),Xi’(bi)の差分値di
は、埋め込み前のMDCT係数Xi(ai),Xi(bi
の差分値diが、制御乱数値ui,viの加減による影響
を受けたものであると見なせる。このため、このような
電子透かしの埋め込みの行われた状態における差分値d
i’の統計的分布は、図6(a)に示すように、よりラ
ンダム性が増したものになる。即ち、ランダム性が増し
たことによって、差分値di’=0近くの値の出現頻度
が大幅に低減する。
That is, as described above, the embedded MD
CT coefficient Xi’(Ai), Xi’(Bi) Difference value di
Is the MDCT coefficient X before embeddingi(Ai), Xi(Bi)
Difference value diIs the control random value ui, ViImpact of adjustment
Can be considered to have received Because of this,
Difference value d in a state where the digital watermark is embedded
i′, As shown in FIG.
The randomness is increased. In other words, randomness increases
As a result, the difference value di´ = 0
Is greatly reduced.

【0073】これに対し、乱数列Rz(z=1,2,
…)を用いた場合は、その乱数列から抽出される乱数値
が鍵乱数列Rの場合と異なるので、得られる1組のMD
CT係数も、電子透かしの埋め込まれていないMDCT
係数Xi(k)となる。従って、このような電子透かし
の埋め込まれていないMDCT係数の差分値は、制御乱
数値の加減による影響を受けていないので、その差分値
iの統計的分布は、図6(b)に示すように、原音声
データs(t)から得られた各MDCT係数の差分値の
統計的分布とほぼ同じものとなる。
On the other hand, a random number sequence R z (z = 1, 2,
…) Is used, the random number value extracted from the random number sequence is different from that of the key random number sequence R.
The CT coefficient is also the MDCT without digital watermark embedded.
It becomes the coefficient X i (k). Therefore, the difference value of the electronic watermark with embedded non MDCT coefficients, because not affected by the acceleration of the control random number, the statistical distribution of the difference values d i is shown in FIG. 6 (b) Thus, the statistical distribution of the difference values of the MDCT coefficients obtained from the original audio data s (t) is substantially the same.

【0074】そこで、鍵乱数列Rを用いた場合の差分値
i’の統計的分布と、各乱数列Rzを用いた場合の差分
値diの統計的分布の中から、差分値di’,diが0の
場合の出現頻度y(0)のみを抽出して、グラフ化する
と、図7に示す如くになる。図7において、横軸は、乱
数列Rzのの番号(種類)zであり、縦軸は、その乱数
列Rzによる差分値が0の場合の出現頻度yz(0)であ
る。なお、図7では、z=128の乱数列R128を、鍵
乱数列Rとして用いている。
The difference value d i ′ between the statistical distribution of the difference value d i ′ when the key random number sequence R is used and the statistical distribution of the difference value d i when the random number sequence R z is used is calculated. When only the appearance frequency y (0) when i ′ and d i are 0 is extracted and graphed, the result is as shown in FIG. 7, the horizontal axis is the random number sequence R z of the number (type) z, the vertical axis represents the difference value by the random number sequence R z is frequency y z where 0 (0). In FIG. 7, a random number sequence R 128 of z = 128, is used as a key the random number sequence R.

【0075】前述したとおり、鍵乱数列Rを用いた場
合、差分値di’=0近くの値の出現頻度が大幅に低減
するので、図7に示すように、鍵乱数列Rを用いた場合
の差分値0の出現頻度は、他の乱数列Rzを用いた場合
の差分値0の出現頻度よりも著しく低くなり、この事実
によって、埋め込み済み音声データs’(t)に鍵乱数
列Rに基づく電子透かしが埋め込まれていたことを、証
明することができる。
As described above, when the key random number sequence R is used, the frequency of appearance of the value near the difference value d i ′ = 0 is greatly reduced, so that the key random number sequence R is used as shown in FIG. The appearance frequency of the difference value 0 in the case is significantly lower than the appearance frequency of the difference value 0 when the other random number sequence Rz is used, and this fact makes it possible to add the key random number sequence to the embedded voice data s ′ (t). It can be proved that the digital watermark based on R has been embedded.

【0076】D.具体例:音声データとしてCDなどの
高音質の音楽データに電子透かしを埋め込む場合、音質
の劣化が少なく、さらに、データ量を高能率圧縮して
も、埋め込まれた電子透かしが消失しにくいことが望ま
れる。そこで、以下に述べる具体例では、高品質な音楽
データに電子透かしを埋め込んだ場合に、音質に与える
影響や、いわゆるMP3(MPEG Audio LayerIII)によ
る高能率圧縮などのデジタル信号処理を施した場合に、
電子透かしの受ける影響などについて検討する。
D. Specific example: When embedding an electronic watermark in high-quality music data such as a CD as audio data, there is little deterioration in sound quality, and even if the data amount is highly efficiently compressed, the embedded electronic watermark is not easily lost. desired. Therefore, in a specific example described below, the effect on the sound quality when a digital watermark is embedded in high-quality music data and the case where digital signal processing such as high-efficiency compression using so-called MP3 (MPEG Audio Layer III) is performed are performed. ,
Consider the effects of digital watermarking.

【0077】この具体例では、対象となる音声データ
は、音楽データ(Classic,Jazz,Danc
eの3種類)の再生音を44,1kHz,16ビットで
デジタル化して得られるデータを用いた。なお、通常、
音楽データはステレオ音であるが、議論を簡単にするた
めに、この具体例では片側成分のみを用いた。また、乱
数列Rzとしては、予め、256種類の疑似乱数列(R1
〜R256)を用意した。これら乱数列は、通常、疑似乱
数発生器に秘密鍵を設定することによって生成される。
In this specific example, the target audio data is music data (Classic, Jazz, Danc).
e) (3 kinds of reproduced sounds) were digitized at 44, 1 kHz and 16 bits. Usually,
Although the music data is a stereo sound, for the sake of simplicity of discussion, only one-sided components are used in this specific example. Further, as the random number sequence Rz , 256 kinds of pseudo random number sequences (R 1
To R 256 ). These random number sequences are usually generated by setting a secret key in a pseudo random number generator.

【0078】また、音質の評価方法としては、音質の客
観的な評価尺度して最も基本的な信号対量子化雑音比S
NR(Signal to quantization Noise Ratio)が知られ
ている。このSNRの評価式は、入力音声So(m)と
その量子化誤差Er(m)を用いて、式(13)のよう
に定義される。
As a sound quality evaluation method, the most basic signal-to-quantization noise ratio S is used as an objective evaluation scale of sound quality.
NR (Signal to quantization Noise Ratio) is known. The SNR evaluation expression is defined as Expression (13) using the input speech So (m) and its quantization error Er (m).

【0079】[0079]

【数13】 (Equation 13)

【0080】この具体例では、SNRを改良して主観評
価との対応関係を向上したSNRseg(Segmental SNR)
を用いた。SNRsegは、式(14)に示すようにして
求められる。
In this specific example, the SNR is improved (Segmental SNR) to improve the correspondence with the subjective evaluation.
Was used. SNRseg is obtained as shown in equation (14).

【0081】[0081]

【数14】 [Equation 14]

【0082】ここで、Nhは測定区間のフレーム数を表
し、SNRhはhフレームにおけるSNRである。な
お、この具体例では、1フレームの長さを32msとし
た。また、誤差のない音声フレーム、即ち、SNRh
∞の音声フレームを除外して測定した。
Here, N h represents the number of frames in the measurement section, and SNR h is the SNR in h frames. In this specific example, the length of one frame is set to 32 ms. Also, a speech frame without error, that is, SNR h =
The measurement was performed excluding the voice frame of ∞.

【0083】D−1.音質への影響:対象となる音声デ
ータに電子透かしを埋め込んだ場合の音質を調べると、
次のような結果が得られた。
D-1. Effect on sound quality: When examining the sound quality when a digital watermark is embedded in the target audio data,
The following results were obtained.

【0084】まず、p=5,f=1として、フレーム長
Mを変化させた場合、SNRsegは、図8に示すように
変化した。この結果から、フレーム長Mを大きな値にす
ることで、埋め込み頻度が減少するにも関わらず、音質
があまり向上しないことがわかる。これは、埋め込み制
御の影響がフレーム全体に分散されるためと考えられ
る。
First, when p = 5 and f = 1 and the frame length M was changed, the SNRseg changed as shown in FIG. From this result, it can be seen that setting the frame length M to a large value does not significantly improve the sound quality even though the embedding frequency is reduced. This is considered because the influence of the embedding control is distributed over the entire frame.

【0085】次に、M=1024,f=1として、埋め
込み強度パラメータpを変化させた場合、SNRseg
は、図9に示すように変化した。この結果から、埋め込
み強度パラメータpが小さいほど、音質に与える影響を
少なくできることがわかる。これは、埋め込み強度パラ
メータpが小さいほど、埋め込みに用いる制御乱数値
(ui,vi)が一般に小さくなることに起因する。
Next, when M = 1024 and f = 1, and the embedding strength parameter p is changed, the SNRseg
Changed as shown in FIG. From this result, it is understood that the influence on the sound quality can be reduced as the embedding strength parameter p is smaller. This is because as the embedding strength parameter p is small, the control random number used for embedding (u i, v i) caused by is generally small.

【0086】さらに、M=1024,p=5として、音
声フレームへの埋め込み頻度fを変化させた場合、SN
Rsegは、図10に示すように変化した。この結果か
ら、埋め込み頻度fが大きくなるに連れて、音質は低下
するものの、その低下率は徐々に少なくなることがわか
る。
Further, when M = 1024 and p = 5, and the embedding frequency f in the audio frame is changed, SN
Rseg changed as shown in FIG. From this result, it can be seen that as the embedding frequency f increases, the sound quality decreases, but the decrease rate gradually decreases.

【0087】本実施例の電子透かし埋め込み方法では、
音声フレーム毎に、異なる周波数成分を操作することに
なるため、音声フレーム間に予測できない歪が生じるこ
とが予測される。そこで、原音声データによる音声波形
とM=1024,f=1として電子透かしを埋め込んだ
音声データによる音声波形とを比較して、埋め込みによ
る音声波形への影響を調べると、図11に示すような結
果が得られた。図11において、(a)は、Class
icのバイオリン演奏者の一部(8000サンプル)を
抽出した音声波形、(b)は電子透かしの埋め込まれた
音声波形、(c)はそれらの差分波形である。この結果
から、音声フレー間に不自然な波形歪は生じないことが
わかる。これは、埋め込みのための周波数変換に、MD
CTを用いることで、隣接する音声フレーム同士を干渉
させたためと考えられる。また、実際に人が聴取して
も、電子透かしの埋め込まれた再生音声から不自然な歪
を感じることはできなかった。
In the digital watermark embedding method of this embodiment,
Since different frequency components are operated for each voice frame, it is predicted that unpredictable distortion will occur between voice frames. The effect of the embedding on the audio waveform by comparing the audio waveform of the original audio data with the audio waveform of the audio data in which M = 1024 and f = 1 and embedding a digital watermark is examined as shown in FIG. The result was obtained. In FIG. 11, (a) shows Class
An audio waveform extracted from a part (8000 samples) of the ic violin player, (b) is an audio waveform in which a digital watermark is embedded, and (c) is a difference waveform between them. From this result, it can be seen that unnatural waveform distortion does not occur between audio frames. This is the frequency conversion for embedding, MD
It is considered that the use of CT caused adjacent speech frames to interfere with each other. Further, even if a person actually listens, no unnatural distortion can be felt from the reproduced voice in which the digital watermark is embedded.

【0088】D−2.電子透かしの検出:次に、対象と
なる音声データとして、Classicを用い、鍵乱数
列として、z=128の乱数列R128を用い、M=10
24,p=5,f=5として電子透かしの埋め込みを行
い、その音声データから電子透かしが正しく検出できる
かどうかを調べると、図12および図13に示すような
結果が得られた。
D-2. Watermark Detection: Next, as the audio data to be, using the Classic, as a key the random number sequence, using the random number sequence R 128 of z = 128, M = 10
When embedding of a digital watermark was performed with 24, p = 5, f = 5, and it was checked whether or not the digital watermark could be correctly detected from the audio data, the results shown in FIGS. 12 and 13 were obtained.

【0089】図12において、(a)は、電子透かしの
埋め込まれていない音声データから得られる差分値di
の統計的分布を示し、(b)は、電子透かしの埋め込ま
れた音声データから得られる差分値diの統計的分布を
示す。この結果から、電子透かしの埋め込まれている図
12(b)の分布は、図12(a)の分布に比べて、明
らかにランダム性が増していることがわかる。
In FIG. 12, (a) shows a difference value d i obtained from audio data in which a digital watermark is not embedded.
Shows the statistical distribution of, (b) show a statistical distribution of the differential values d i obtained from the audio data embedded digital watermark. From this result, it can be seen that the distribution of FIG. 12B in which the digital watermark is embedded has clearly increased randomness as compared with the distribution of FIG. 12A.

【0090】また、図13は乱数列R1〜R256について
得られた差分値diが0の場合の出現頻度yz(0)を示
すグラフである。図13において、横軸は、乱数列Rz
のの番号(種類)zであり、縦軸は、その乱数列Rz
よる差分値が0の場合の出現頻度yz(0)である。こ
の結果から、鍵乱数列R(即ち、乱数列R128)以外の
乱数列Rzによる、差分値が0の出現頻度yz(0)は、
約800程度になることがわかる。これは、電子透かし
の埋め込まれていないMDCT係数の組から得られる差
分値の統計的分布が0に偏ることを示している。一方、
正しい鍵乱数列R(即ち、乱数列R128)を用いて、電
子透かしの検出を行った場合、差分値が0の出現頻度y
z(0)は、約250程度まで低下していることがわか
る。このように、鍵乱数列Rの位置(即ち、z=128
の位置)と、差分値が0の出現頻度yz(0)が低下し
ている位置と、が一致することによって、電子透かしが
存在することを証明することができる。
[0090] FIG. 13 is the difference value d i obtained for random number sequence R 1 to R 256 is a graph showing the frequency y z (0) in case of 0. In FIG. 13, the horizontal axis is a random number sequence R z
The vertical axis represents the appearance frequency y z (0) when the difference value of the random number sequence R z is 0. From this result, the appearance frequency y z (0) of the difference value 0 according to the random number sequence R z other than the key random number sequence R (that is, the random number sequence R 128 ) is
It turns out that it becomes about 800. This indicates that the statistical distribution of the difference values obtained from the set of MDCT coefficients in which the digital watermark is not embedded is biased toward zero. on the other hand,
When the digital watermark is detected using the correct key random number sequence R (that is, the random number sequence R 128 ), the appearance frequency y in which the difference value is 0 is obtained.
It can be seen that z (0) has decreased to about 250. Thus, the position of the key random number sequence R (that is, z = 128)
) And the position where the appearance frequency yz (0) of the difference value of 0 is low, it can be proved that the digital watermark exists.

【0091】本実施例の電子透かし埋め込み方法は、各
音声フレーム毎に、異なるf組のMDCT係数(周波数
係数)に対して電子透かしの埋め込みを行うものであ
る。従って、このように埋め込まれた電子透かしを不正
に抽出するには、それらMDCT係数の組を導き出すた
めに、乱数値(ai,bi)の組み合わせを確実に特定で
きなければならない。本実施例の場合、1つの音声フレ
ームからM個のMDCT係数が生成されるため、埋め込
み可能なMDCT係数の組み合わせはM2通りある。よ
って、音声フレームがI個あるとして、各音声フレーム
毎に、それぞれ、1組のMDCT係数に電子透かしが埋
め込まれている場合、電子透かしを抽出するために必要
な乱数値(ai,bi)の組み合わせは、M2I通りであ
る。例えば、M=1024,I=50の場合、その組み
合わせ総数は、約10300になる。従って、第三者にと
って、電子透かしが埋め込まれているMDCT係数を正
確に特定するのは困難である。
The digital watermark embedding method according to the present embodiment embeds a digital watermark into different f sets of MDCT coefficients (frequency coefficients) for each audio frame. Therefore, in order to illegally extract the digital watermark embedded in this way, it is necessary to reliably identify the combination of random numbers (a i , b i ) in order to derive the set of MDCT coefficients. In this embodiment, since M MDCT coefficients are generated from one voice frame, there are M 2 combinations of MDCT coefficients that can be embedded. Therefore, assuming that there are I voice frames, if a digital watermark is embedded in a set of MDCT coefficients for each voice frame, random numbers (a i , b i) necessary to extract the digital watermark ) Are M 2I combinations. For example, when M = 1024 and I = 50, the total number of combinations is about 10300 . Therefore, it is difficult for a third party to accurately specify the MDCT coefficient in which the digital watermark is embedded.

【0092】即ち、本実施例の電子透かし埋め込み方法
によれば、埋め込みに用いた鍵乱数列が一致した場合に
限り、電子透かしを検出することができるので、埋め込
みに用いた鍵乱数列を知らない第三者が、電子透かしの
存在を不正な手段で特定して、音質をほとんど劣化させ
ることなく、電子透かしの情報を除去することは、極め
て難しい。よって、本実施例の電子透かし技術を用いれ
ば、高い秘匿性を実現することができる。
That is, according to the digital watermark embedding method of the present embodiment, the digital watermark can be detected only when the key random number sequence used for embedding matches, so that the key random number sequence used for embedding is known. It is extremely difficult for an unauthorized third party to identify the presence of the digital watermark by unauthorized means and remove the digital watermark information without substantially deteriorating the sound quality. Therefore, the use of the digital watermarking technique of the present embodiment can achieve high confidentiality.

【0093】D−3.レベル変調に対する耐性:次に、
対象となる音声データとして、Classicを用い、
鍵乱数列として、z=128の乱数列R128を用い、M
=1024,p=5,f=5として電子透かしの埋め込
みを行い、その音声データの波形スペクトルを定数γ=
0.5,1.5で、増幅または減衰して、電子透かしが
消失しないかを調べると、図14に示すような結果が得
られた。この結果から、γ=0.5のときは周波数スペ
クトルの値が小さくなるため、差分値が0の出現頻度y
z(0)が全般に増加して、グラフ全体が上に上がるこ
とがわかる。一方、γ=1.5のときは周波数スペクト
ルの値が大きくなり、出現頻度yz(0)が減少するた
め、グラフ全体が下に下がることがわかる。しかし、何
れの場合も、グラフ全体が影響を受けるため、電子透か
しの存在は判別できた。よって、本実施例の電子透かし
埋め込み方法によれば、MDCT係数の組から得られる
差分値のランダム性が保持される程度のレベル変調であ
れば、電子透かしが消失することはなく、音声波形の振
幅レベルの変調に対する耐性を有している。
D-3. Immunity to level modulation:
Using Classic as the target audio data,
As a key the random number sequence, using the random number sequence R 128 of z = 128, M
= 1024, p = 5, f = 5, embedding of a digital watermark is performed, and the waveform spectrum of the audio data is converted into a constant
When the digital watermark was amplified or attenuated at 0.5 and 1.5 to check whether the digital watermark disappeared, the result shown in FIG. 14 was obtained. From this result, when γ = 0.5, the value of the frequency spectrum is small, so that the appearance frequency y of the difference value of 0 is obtained.
It can be seen that z (0) generally increases and the entire graph goes up. On the other hand, when γ = 1.5, the value of the frequency spectrum increases and the appearance frequency yz (0) decreases, so that it can be seen that the entire graph falls. However, in each case, since the entire graph was affected, the existence of the digital watermark could be determined. Therefore, according to the digital watermark embedding method of this embodiment, if the level modulation is such that the randomness of the difference value obtained from the set of MDCT coefficients is maintained, the digital watermark does not disappear and the audio waveform It has resistance to amplitude level modulation.

【0094】D−4.帯域通過フィルタに対する耐性:
本実施例では、電子透かしの情報は、MDCT係数の組
として、帯域全体に分散して存在することになる。帯域
通過フィルタによる攻撃を受けても、原理的には、制限
帯域外に埋め込まれた情報は、そのフィルタによる影響
を受けない。一般に、帯域通過フィルタの通過帯域幅
は、音質を高く維持するために、制限帯域に比べて広く
設定される。よって、電子透かしの情報の大部分は、帯
域通過フィルタによる影響を受けずに済む。
D-4. Immunity to bandpass filters:
In the present embodiment, the information of the digital watermark exists as a set of MDCT coefficients distributed over the entire band. Even if attacked by a band-pass filter, in principle, information embedded outside the limited band is not affected by the filter. Generally, the pass band width of the band-pass filter is set wider than the limit band in order to maintain high sound quality. Therefore, most of the information of the digital watermark is not affected by the band-pass filter.

【0095】そこで、対象となる音声データとして、C
lassicを用い、鍵乱数列として、z=128の乱
数列R128を用い、M=1024,p=5,f=5とし
て電子透かしの埋め込みを行い、一般的に利用されてい
る離散フーリエ変換による帯域通過フィルタを用いて、
その再生音声の帯域幅を5kHzから17kHzの間に
制限して、電子透かしが消失しないかどうかを調べる
と、図15に示すような結果が得られた。この結果か
ら、本実施例の電子透かし埋め込み方法は、帯域通過フ
ィルタ処理に対して耐性を有していることがわかる。
Then, as audio data to be processed, C
used Lassic, as a key the random number sequence, using the random number sequence R 128 of z = 128, performs embedding of watermark as M = 1024, p = 5, f = 5, according to the discrete Fourier transform, which is commonly used Using a bandpass filter,
When the bandwidth of the reproduced sound was limited to 5 kHz to 17 kHz and it was examined whether or not the digital watermark disappeared, the result shown in FIG. 15 was obtained. From this result, it can be seen that the digital watermark embedding method of this embodiment has resistance to band-pass filter processing.

【0096】但し、組となる2つのMDCT係数が共に
制限帯域に含まれると、その差分値は0に近い値となる
ため、鍵乱数列Rを用いて得られた差分値0の出現頻度
と、鍵乱数列R以外の乱数列を用いて得られた差分値0
の出現頻度と、の差が少なくなると予想される。従っ
て、音質の劣化と引き換えに、帯域通過フィルタの通過
帯域を狭く設定して攻撃されると、電子透かしの検出が
難しくなる。しかしながら、周波数成分の強さから、帯
域通過フィルタによって通過制限された帯域を判別する
ことができれば、そのような攻撃に対しても対処するこ
とができる。
However, if both sets of MDCT coefficients are included in the restricted band, the difference value is close to 0, so that the appearance frequency of the difference value 0 obtained using the key random number sequence R , A difference value 0 obtained by using a random number sequence other than the key random number sequence R
It is expected that the difference between the occurrence frequency of and will decrease. Therefore, if an attack is performed by setting the pass band of the band-pass filter narrower in exchange for the deterioration of the sound quality, it becomes difficult to detect the digital watermark. However, if it is possible to determine the band whose transmission is restricted by the band-pass filter from the intensity of the frequency component, it is possible to cope with such an attack.

【0097】D−5.高能率圧縮符号化に対する影響:
次に、周波数変換やサブバンド符号化などを原理とした
高能率圧縮符号化方式であるMP3(MPEG Audio Layer
III)のアルゴリズムを用いて、高度なデジタル信号処
理への耐性を調べた。MP3による符号圧縮は、インタ
ーネットを利用した高音質な音楽の配信ツールとして普
及している。
D-5. Impact on high efficiency compression coding:
Next, MP3 (MPEG Audio Layer), which is a high-efficiency compression coding method based on frequency conversion and sub-band coding
The resistance to advanced digital signal processing was examined using the algorithm of III). Code compression by MP3 is widely used as a high-quality music distribution tool using the Internet.

【0098】具体的には、対象となる音声データとし
て、Classicを用い、鍵乱数列として、z=12
8の乱数列R128を用い、M=1024,p=5,f=
5として電子透かしの埋め込みを行い、その音声データ
をMP3で圧縮伸張し、その再生音声から電子透かしを
検出した場合、図16に示すような結果が得られた。な
お、MP3としては、インターネットで標準的に利用さ
れている圧縮率が約1/10のビットレートのMP3を
用いた。この結果から、MP3の圧縮符号化による冗長
成分の除去によって、電子透かしの検出率はやや低下す
るものの、鍵乱数列による差分値が0の出現頻度y
z(0)が、一般に低い値を示すことが確認できた。従
って、本実施例の電子透かし埋め込み方法は、ある程度
の情報圧縮にも耐性を有すると考えられる。
More specifically, Classic is used as the target audio data, and z = 12 is used as the key random number sequence.
With 8 random number sequence R 128, M = 1024, p = 5, f =
In the case of embedding a digital watermark as No. 5 and compressing / expanding the audio data by MP3 and detecting a digital watermark from the reproduced audio, a result as shown in FIG. 16 was obtained. As the MP3, an MP3 having a bit rate of about 1/10, which is a standard compression rate used on the Internet, was used. From this result, although the detection rate of the digital watermark is slightly reduced due to the removal of the redundant component by the compression encoding of MP3, the appearance frequency y in which the difference value by the key random number sequence is 0 is y.
It was confirmed that z (0) generally shows a low value. Therefore, the digital watermark embedding method of the present embodiment is considered to be resistant to some degree of information compression.

【0099】D−6.Jitter攻撃に対する耐性:
次に、音声データに埋め込まれた電子透かしを破壊する
攻撃として知られるJitter攻撃によって、電子透
かしが消失しないかどうか調べた。Jitter攻撃
は、音楽の周波数帯域を不特定に0.1%程度増減する
攻撃法であって、人間の聴覚が微少なピッチの変動を知
覚できない特徴を利用したもので、スペクトル拡散法や
画像で用いられるパッチワーク法などによる電子透かし
を攻撃するために有効であると考えられる。
D-6. Resistance to Jitter attacks:
Next, it was examined whether the digital watermark was lost by a Jitter attack known as an attack for destroying the digital watermark embedded in the audio data. The Jitter attack is an attack method that unspecifiedly increases or decreases the frequency band of music by about 0.1%, and uses a feature that human hearing cannot perceive minute pitch fluctuations. It is considered to be effective for attacking the digital watermark by the used patchwork method or the like.

【0100】具体的には、対象となる音声データとし
て、Classicを用い、鍵乱数列として、z=12
8の乱数列R128を用い、M=1024,p=5,f=
5として電子透かしの埋め込みを行い、その音声データ
にJitter攻撃を施し、その音声データから電子透
かしを検出した場合、図17に示すような結果が得られ
た。この結果から、本実施例の電子透かし埋め込み方法
は、Jitter攻撃にも耐えることがわかる。
More specifically, Classic is used as the target audio data, and z = 12 is used as the key random number sequence.
With 8 random number sequence R 128, M = 1024, p = 5, f =
In the case of embedding a digital watermark as No. 5 and performing a Jitter attack on the audio data and detecting an electronic watermark from the audio data, a result as shown in FIG. 17 was obtained. From this result, it can be seen that the digital watermark embedding method of this embodiment can withstand Jitter attacks.

【0101】E.装置全体の構成及び処理手順:上述し
た電子透かし埋め込み処理及び電子透かし検出処理を実
行する電子透かし装置10の構成について図18を用い
て説明する。図18は本発明の一実施例としての電子透
かし装置10の構成を示すブロック図である。この電子
透かし装置10は、CPU22と、RAM24と、RO
M26と、キーボード30と、マウス32と、CRTな
どから成る表示装置34と、ハードディスク装置36
と、ネットワークカードやモデムなどから成る通信装置
38と、これらの各要素を接続するバス40と、を備え
るコンピュータである。なお、図1では各種のインター
フェイス回路は省略されている。通信装置38は、図示
しない通信回線を介してコンピュータネットワークに接
続されている。コンピュータネットワークの図示しない
サーバは、通信回線を介してコンピュータプログラムを
電子透かし装置10に供給するプログラム供給装置とし
ての機能を有する。
E. Configuration and Processing Procedure of Entire Apparatus: The configuration of the digital watermark apparatus 10 that executes the above-described digital watermark embedding processing and digital watermark detection processing will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of the digital watermark device 10 as one embodiment of the present invention. The digital watermarking device 10 includes a CPU 22, a RAM 24, an RO,
M26, a keyboard 30, a mouse 32, a display device 34 composed of a CRT or the like, and a hard disk device 36
And a communication device 38 including a network card and a modem, and a bus 40 connecting these components. In FIG. 1, various interface circuits are omitted. The communication device 38 is connected to a computer network via a communication line (not shown). A server (not shown) of the computer network has a function as a program supply device that supplies a computer program to the digital watermark device 10 via a communication line.

【0102】RAM24には、MDCT変換部42と、
選択・演算部44と、IMDCT変換部46と、検出部
48の、各機能を実現するためのコンピュータプログラ
ムが格納されている。これらの各部42,44,46,
48の機能については既に詳しく説明した通りである。
即ち、MDCT変換部42は、音声データにMDCT変
換を施してMDCT係数を求める。選択・演算部44
は、鍵乱数列から抽出した乱数値に応じて、MDCT係
数の中から、2つを1組とするMDCT係数の組を選択
すると共に、選択した組毎に、2つのMDCT係数に2
つの制御乱数値をそれぞれ加算して、埋め込み済みMD
CT係数を得る。IMDCT変換部46は、埋め込み済
みMDCT係数に、IMDCT変換を施すことによっ
て、音声データに戻す。また、電子透かし検出時には、
MDCT変換部42は、音声データにMDCT変換を施
してMDCT係数を求め、選択・演算部44は、鍵乱数
列から抽出した乱数値に応じて、MDCT係数の中か
ら、2つを1組とするMDCT係数の組を選択すると共
に、選択した組毎に、2つのMDCT係数同士をそれぞ
れ減算して、差分値を得る。検出部48は、得られた差
分値の出現頻度から、電子透かしの存在を検出する。
The RAM 24 has an MDCT converter 42,
A computer program for realizing each function of the selection / calculation unit 44, the IMDCT conversion unit 46, and the detection unit 48 is stored. Each of these parts 42, 44, 46,
The 48 functions are as already described in detail.
That is, the MDCT conversion unit 42 performs MDCT conversion on the audio data to obtain MDCT coefficients. Selection / calculation unit 44
Selects a set of two MDCT coefficients from the MDCT coefficients according to the random number value extracted from the key random number sequence, and assigns two MDCT coefficients to the two MDCT coefficients for each selected set.
Adds the three control random numbers to the embedded MD
Obtain CT coefficients. The IMDCT transform unit 46 performs an IMDCT transform on the embedded MDCT coefficients to return to the audio data. Also, when detecting a digital watermark,
The MDCT conversion unit 42 performs an MDCT conversion on the audio data to obtain an MDCT coefficient, and the selection / calculation unit 44 sets two of the MDCT coefficients as one set according to the random number value extracted from the key random number sequence. A set of MDCT coefficients to be selected is selected, and two MDCT coefficients are subtracted from each other for each selected set to obtain a difference value. The detection unit 48 detects the presence of a digital watermark from the obtained appearance frequency of the difference value.

【0103】このような各部42,44,46,48の
機能を実現するコンピュータプログラムは、フレキシブ
ルディスクやCD−ROM等の、コンピュータ読み取り
可能な記録媒体に記録された形態で提供される。コンピ
ュータは、その記録媒体からコンピュータプログラムを
読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送す
る。あるいは、通信経路を介してコンピュータにコンピ
ュータプログラムを供給するようにしてもよい。コンピ
ュータプログラムの機能を実現する時には、内部記憶装
置に格納されたコンピュータプログラムがコンピュータ
のマイクロプロセッサによって実行される。また、記録
媒体に記録されたコンピュータプログラムをコンピュー
タが読み取って直接実行するようにしてもよい。
A computer program for realizing the functions of the units 42, 44, 46 and 48 is provided in a form recorded on a computer-readable recording medium such as a flexible disk or a CD-ROM. The computer reads the computer program from the recording medium and transfers it to an internal storage device or an external storage device. Alternatively, a computer program may be supplied to a computer via a communication path. When implementing the functions of the computer program, the computer program stored in the internal storage device is executed by the microprocessor of the computer. Further, a computer may read a computer program recorded on a recording medium and directly execute the computer program.

【0104】この明細書において、コンピュータとは、
ハードウェア装置とオペレーションシステムとを含む概
念であり、オペレーションシステムの制御の下で動作す
るハードウェア装置を意味している。また、オペレーシ
ョンシステムが不要でアプリケーションプログラム単独
またはファームウェア単独でハードウェア装置を動作さ
せるような場合には、そのハードウェア装置自体がコン
ピュータに相当する。ハードウェア装置は、CPU等の
マイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュ
ータプログラムを読み取るための手段とを少なくとも備
えている。例えば、CD−RAMドライブやDVD−R
AMドライブなどの電子機器に、CPUやROMなどが
組み込まれていて、これら電子機器がコンピュータとし
ての機能を有する場合も、これら電子機器はコンピュー
タの概念に当然に含まれる。コンピュータプログラム
は、このようなコンピュータに、上述の各手段の機能を
実現させるプログラムコードを含んでいる。なお、上述
の機能の一部は、アプリケーションプログラムでなく、
オペレーションシステムによって実現されていても良
い。更に、電子透かしの埋め込み処理や検出処理を行う
プログラムは、音声処理を行うプログラムに対して、プ
ラグインの形式で付加されるものとしてもよい。また、
上記した乱数列や制御乱数値を生成する疑似乱数発生器
なども、ハードウェアで構成するようにしても良いし、
ソフトウェアによって構成するようにしても良い。
In this specification, a computer is
The concept includes a hardware device and an operation system, and means a hardware device that operates under the control of the operation system. In the case where an operation system is unnecessary and a hardware device is operated by an application program alone or firmware alone, the hardware device itself corresponds to a computer. The hardware device includes at least a microprocessor such as a CPU and means for reading a computer program recorded on a recording medium. For example, a CD-RAM drive or DVD-R
When an electronic device such as an AM drive incorporates a CPU, a ROM, and the like, and the electronic device has a function as a computer, the electronic device is naturally included in the concept of a computer. The computer program includes a program code that causes such a computer to realize the functions of the above-described units. Some of the above functions are not application programs,
It may be realized by an operation system. Further, the program for performing the digital watermark embedding processing and the detection processing may be added in a plug-in format to the audio processing program. Also,
The above-described pseudo-random number generator that generates the random number sequence and the control random value may be configured by hardware,
It may be configured by software.

【0105】なお、この発明における「記録媒体」とし
ては、フレキシブルディスクやCD−ROM、光磁気デ
ィスク、ICカード、ROMカートリッジ、パンチカー
ド、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピ
ュータの内部記憶装置(RAMやROMなどのメモリ)
および外部記憶装置等の、コンピュータが読取り可能な
種々の媒体を利用することができる。
The "recording medium" in the present invention includes a flexible disk, a CD-ROM, a magneto-optical disk, an IC card, a ROM cartridge, a punched card, a printed matter on which a code such as a bar code is printed, and an internal storage of a computer. Device (RAM, ROM, etc.)
Various computer-readable media such as an external storage device and the like can be used.

【0106】図19はMDCT変換部42,選択・演算
部44およびIMDCT変換部46が行う電子透かし埋
め込み処理の手順を示すフローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart showing the procedure of the digital watermark embedding process performed by the MDCT conversion unit 42, the selection / calculation unit 44, and the IMDCT conversion unit 46.

【0107】ステップS102では、MDCT変換部4
2が、原音声データと鍵乱数列を準備する。ステップS
104では、MDCT変換部42が、原音声データにM
DCT変換を施して、複数のMDCT係数を求める。ス
テップS106では、選択・演算部44が、鍵乱数列か
ら抽出した乱数値に応じて、複数のMDCT係数の中か
ら、2つを1組とするMDCT係数の組を選択すると共
に、選択した組毎に、2つのMDCT係数に、別に発生
した2つの制御乱数値をそれぞれ加算して、埋め込み済
みMDCT係数を得る。ステップS108では、IMD
CT変換部46が、複数の埋め込み済みMDCT係数
に、IMDCT変換を施して、音声データに戻すことに
より、埋め込み済み音声データを得る。
In step S102, the MDCT converter 4
2 prepares original voice data and a key random number sequence. Step S
At 104, the MDCT conversion unit 42 converts the original audio data into M
A plurality of MDCT coefficients are obtained by performing a DCT transform. In step S106, the selection / calculation unit 44 selects a set of two MDCT coefficients from the plurality of MDCT coefficients according to the random number value extracted from the key random number sequence, and selects the selected set of MDCT coefficients. Each time, two separately generated control random numbers are added to the two MDCT coefficients to obtain embedded MDCT coefficients. In step S108, the IMD
The CT conversion unit 46 performs the IMDCT transform on the plurality of embedded MDCT coefficients and returns to the audio data, thereby obtaining the embedded audio data.

【0108】図20はMDCT変換部42,選択・演算
部44および検出部48が行う電子透かし検出処理の手
順を示すフローチャートである。
FIG. 20 is a flowchart showing the procedure of the digital watermark detection process performed by the MDCT conversion unit 42, the selection / calculation unit 44, and the detection unit 48.

【0109】ステップS202では、MDCT変換部4
2が、埋め込み済み音声データと埋め込み時と同じ鍵乱
数列を準備する。ステップS204では、MDCT変換
部42が、埋め込み済み音声データにMDCT変換を施
して、複数のMDCT係数を求める。ステップS206
では、選択・演算部44が、鍵乱数列から抽出した乱数
値に応じて、複数のMDCT係数の中から、2つを1組
とするMDCT係数の組を選択すると共に、選択した組
毎に、2つのMDCT係数同士をそれぞれ減算して、差
分値を得る。ステップS208では、検出部48が、得
られた差分値の出現頻度から、電子透かしの存在を検出
する。
In step S202, the MDCT converter 4
2 prepares the embedded voice data and the same key random number sequence as at the time of embedding. In step S204, the MDCT conversion unit 42 performs MDCT conversion on the embedded audio data to obtain a plurality of MDCT coefficients. Step S206
Then, the selection / calculation unit 44 selects a set of two MDCT coefficients from a plurality of MDCT coefficients in accordance with the random number value extracted from the key random number sequence, and also selects a set of MDCT coefficients for each selected set. And subtracting each of the two MDCT coefficients to obtain a difference value. In step S208, the detection unit 48 detects the presence of a digital watermark from the obtained appearance frequency of the difference value.

【0110】F.変形例:なお、この発明は上記の実施
例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々の態様において実施することが
可能であり、例えば次のような変形も可能である。
F. Modifications: The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be carried out in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are also possible. is there.

【0111】F−1.変形例1:上記した実施例では、
電子透かしを埋め込む際に用いる鍵乱数列は、1種類で
あったが、同一のコンテンツ、即ち、同一の音声データ
に対して、2種類以上の鍵乱数列を用いて、電子透かし
を多重に埋め込むようにしても良い。本発明の電子透か
し埋め込み方法は、2つを1組とする変換係数の組をラ
ンダムに選び、その2つの変換係数の差分値について、
分布の偏りを拡散するものである。従って、同一のコン
テンツに対して、電子透かしを多重に埋め込んだとして
も、変換係数の組(即ち、乱数値(ai,bi)の組み合
わせ)が異なれば、互いに影響を及ぼすことはない。例
え、偶然に同じ変換係数の組に電子透かしを埋め込んだ
としても、それらの差分値に加えられた値はランダムで
あるため、完全に消失することは少ない。従って、埋め
込んだ電子透かしが一部重複したとしても、電子透かし
の検出結果に与える影響はほとんどないと考えられる。
F-1. Modified Example 1: In the embodiment described above,
Although the key random number sequence used when embedding the digital watermark is one type, the digital watermark is multiplexed into the same content, that is, the same audio data, using two or more types of key random number sequences. You may do it. According to the digital watermark embedding method of the present invention, a set of two transform coefficients is selected at random, and a difference value between the two transform coefficients is calculated as follows.
This is to spread the distribution bias. Therefore, even if digital watermarks are multiplexed and embedded in the same content, they do not affect each other if the combination of transform coefficients (that is, the combination of random numbers (a i , b i )) is different. Even if a digital watermark is accidentally embedded in the same set of transform coefficients, the values added to the difference values are random, so that they rarely disappear completely. Therefore, even if the embedded digital watermark partially overlaps, it is considered that there is almost no influence on the detection result of the digital watermark.

【0112】図21は同一のコンテンツ(即ち、同一の
音声データ)に2種類の鍵乱数列R 1,R2を用いて電子
透かしを多重に埋め込む場合の一例を示す説明図であ
る。図21において、(a)は電子透かしの埋め込まれ
る音声データを示し、(b)は鍵乱数列R1に用いて電
子透かしを埋め込んだ場合におけるフレーム毎の差分値
の統計的分布を示し、(c)は鍵乱数列R2を用いて電
子透かしを埋め込んだ場合におけるフレーム毎の差分値
の統計的分布を示す。(b),(c)において、フレー
ム毎の横軸は差分値のそれぞれの値であり、縦軸は各差
分値の出現頻度である。
FIG. 21 shows the same contents (that is, the same contents).
Two kinds of key random number sequences R 1, RTwoUsing electron
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a case where a watermark is embedded multiple times.
You. In FIG. 21, (a) shows a state in which a digital watermark is embedded.
(B) shows a key random number sequence R1To use
Difference value for each frame when child watermark is embedded
And (c) shows a key random number sequence RTwoUsing
Difference value for each frame when child watermark is embedded
2 shows the statistical distribution of. In (b) and (c), the frame
The horizontal axis of each system is the difference value, and the vertical axis is the difference.
This is the frequency of occurrence of the minute value.

【0113】図21に示す例では、同一のコンテンツに
2種類の鍵乱数列R1,R2を用いて電子透かしを埋め込
む際に、フレーム毎に、埋め込みの有無を制御するよう
にしている。このようにして、複数のビット情報を矩形
波として埋め込んでいる。
In the example shown in FIG. 21, when embedding a digital watermark in the same content using two types of key random number sequences R 1 and R 2 , the presence or absence of embedding is controlled for each frame. In this way, a plurality of pieces of bit information are embedded as rectangular waves.

【0114】但し、このように電子透かしを多重に埋め
込むと、その分、音質に与える影響も増大するので注意
する必要がある。
It should be noted, however, that embedding a digital watermark in a multiplex manner in this manner also increases the effect on sound quality.

【0115】このような電子透かしを多重に埋め込んだ
具体例として、例えば、対象となる音声データとして、
Classicを用い、鍵乱数列として、z=64の乱
数列R64とz=192の乱数列R192の2種類を用い、
M=1024,p=5,f=5として、電子透かしを多
重に埋め込み、その音声データから、鍵乱数列R64,R
192を用いて電子透かしの検出を行うと、図22に示す
ような結果が得られた。この結果から、電子透かしの埋
め込みにこと照る鍵乱数列を用いれば、電子透かしを多
重化できることがわかる。
As a specific example in which such a digital watermark is multiplexed, for example, as audio data to be processed,
Using Classic, two types of a random number sequence R 64 of z = 64 and a random number sequence R 192 of z = 192 as a key random number sequence,
Assuming that M = 1024, p = 5 and f = 5, a digital watermark is multiplexed and the key data random number sequence R 64 , R
When the digital watermark was detected using 192 , the result as shown in FIG. 22 was obtained. From this result, it is understood that the digital watermark can be multiplexed by using the key random number sequence related to the embedding of the digital watermark.

【0116】F−2.変形例2:上記した実施例では、
直交変換として、MDCT変換を用いたが、DCT、F
FTやウェーブレット変換などの他の種類の直交変換を
採用することが可能である。
F-2. Modification 2 In the above embodiment,
Although the MDCT transform was used as the orthogonal transform, DCT, F
Other types of orthogonal transforms such as FT and wavelet transform can be employed.

【0117】F−3.変形例3:上記した実施例では、
電子透かしを埋め込む際、2つの変換係数を1組として
選択するようにしていたが、3つ以上の変換係数を1組
として選択して、電子透かしを埋め込むようにしても良
い。
F-3. Modification 3 In the above-described embodiment,
In embedding the digital watermark, two transform coefficients are selected as one set. However, three or more transform coefficients may be selected as one set and the digital watermark may be embedded.

【0118】また、この場合において、電子透かしを検
出する際、3つ以上の変数係数の間で所望の演算を行っ
て、その演算値の出現頻度に基づいて、電子透かしの存
在を検出するようにしても良い。
In this case, when detecting a digital watermark, a desired operation is performed between three or more variable coefficients, and the presence of the digital watermark is detected based on the appearance frequency of the calculated value. You may do it.

【0119】F−4.変形例4:上記した実施例では、
電子透かしを埋め込む際、変換係数に制御乱数値を加算
するようにしていたが、減算するようにしても良い。ま
た、制御乱数値で、乗算、除算、その他種々の演算を施
すようにしても良い。
F-4. Modification 4: In the above embodiment,
In embedding the digital watermark, the control random number value is added to the transform coefficient, but may be subtracted. Further, multiplication, division, and other various operations may be performed on the control random number.

【0120】F−5.変形例5:上記した実施例では、
電子透かしを埋め込む際、組となった2つの変換係数の
各々に制御乱数値を加算するようにしていたが、1つの
変換係数だけに制御乱数値を加算するようにしても良
い。式(12)から明らかなように、例えば、MDCT
係数Xi(ai)に、制御乱数値として(ui−vi)の値
を加算し、MDCT係数Xi(bi)には制御乱数値を何
も加算しなくても、埋め込み済みXi’(ai),Xi
(bi)の差分値di’は、di+ui−viとなり、式
(12)と同じ値が得られるからである。以上のこと
は、3つ以上の変換係数を1組とする場合も同様であ
る。
F-5. Modification 5: In the above embodiment,
When embedding the digital watermark, the control random value is added to each of the two transform coefficients in the set, but the control random value may be added to only one transform coefficient. As is clear from equation (12), for example, MDCT
The coefficients X i (a i), by adding the value of a control random value (u i -v i), without anything added to control random value to the MDCT coefficients X i (b i), pre-embedded X i '(a i ), X i '
This is because the difference value d i ′ of (b i ) becomes d i + u i −v i , and the same value as in equation (12) is obtained. The same applies to the case where three or more transform coefficients are set as one set.

【0121】F−6.変形例6:上記した実施例では、
音声データに対して電子透かしを埋め込んでいたが、本
発明は、これに限るものではなく、画像データに電子透
かしを埋め込む場合にも適用可能である。即ち、本発明
は、一般に、デジタルデータに電子透かしを埋め込む場
合に適用可能である。なお、電子透かしが埋め込まれる
原音声データや原画像データを、単に「対象データ」と
呼ぶことができる。
F-6. Modification 6: In the above embodiment,
Although a digital watermark is embedded in audio data, the present invention is not limited to this, and can be applied to a case where a digital watermark is embedded in image data. That is, the present invention is generally applicable to a case where a digital watermark is embedded in digital data. Note that the original audio data and original image data in which the digital watermark is embedded can be simply referred to as “target data”.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例としての電子透かし埋め込み
処理の概要を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a digital watermark embedding process as one embodiment of the present invention.

【図2】MDCTにおける窓関数を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a window function in MDCT.

【図3】図1における系列Ai,Biの生成から埋め込み
制御系列Wiの加算までの処理内容を示す説明図であ
る。
3 is an explanatory diagram showing the processing contents to the addition of series A i, the control sequence W i embedding the generation of B i in FIG.

【図4】本発明の一実施例としての電子透かし検出処理
の概要を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an outline of a digital watermark detection process as one embodiment of the present invention.

【図5】図4における系列Ai,Biの生成から差分値d
i’の算出までの処理の内容を示す説明図である。
5 is a diagram showing a difference value d from the generation of the sequences A i and B i in FIG. 4.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the contents of processing up to the calculation of i ′.

【図6】鍵乱数列Rを用いた場合と鍵乱数列Rとは異な
る乱数列Rzを用いた場合の差分値diの統計的分布をそ
れぞれ示すグラフである。
[6] When using key random number sequence R and the key number sequence R is a graph showing respectively the statistical distribution of the differential values d i when using different random number sequence R z.

【図7】各乱数列に対する差分値0の出現頻度を示すグ
ラフである。
FIG. 7 is a graph showing an appearance frequency of a difference value 0 for each random number sequence.

【図8】フレーム長Mに対する音質の変化を示すグラフ
である。
FIG. 8 is a graph showing a change in sound quality with respect to a frame length M;

【図9】埋め込み強度パラメータpに対する音質の変化
を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a change in sound quality with respect to an embedding strength parameter p.

【図10】音声フレームへの埋め込み頻度fに対する音
質の変化を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a change in sound quality with respect to a frequency f of embedding in an audio frame.

【図11】電子透かしの埋め込みによる音声波形への影
響を説明するための説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining an effect on an audio waveform due to embedding of a digital watermark.

【図12】電子透かしの埋め込まれていない音声データ
から得られる差分値と電子透かしの埋め込まれた音声デ
ータから得られる差分値の統計的分布を比較して示した
説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a comparison between statistical values of difference values obtained from audio data in which an electronic watermark is not embedded and difference values obtained from audio data in which an electronic watermark is embedded.

【図13】電子透かしの埋め込まれた音声データから乱
数列R1〜R256について得られた差分値0の出現頻度を
示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing an appearance frequency of a difference value 0 obtained for random number sequences R 1 to R 256 from audio data in which a digital watermark is embedded.

【図14】レベル変調を行った場合における各乱数列に
対する差分値0の出現頻度を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing an appearance frequency of a difference value 0 for each random number sequence when level modulation is performed.

【図15】帯域通過フィルタによって帯域制限を行った
場合における各乱数列に対する差分値0の出現頻度を示
すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing the appearance frequency of a difference value 0 for each random number sequence when band limitation is performed by a band-pass filter.

【図16】MP3で圧縮伸張した場合における各乱数列
に対する差分値0の出現頻度を示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing the appearance frequency of a difference value 0 for each random number sequence when the data is compressed and expanded by MP3.

【図17】Jitter攻撃を施した場合における各乱
数列に対する差分値0の出現頻度を示すグラフである。
FIG. 17 is a graph showing an appearance frequency of a difference value 0 for each random number sequence when a Jitter attack is performed.

【図18】本発明の一実施例としての電子透かし装置1
0の構成を示すブロック図である。
FIG. 18 is a digital watermarking apparatus 1 as one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a 0.

【図19】MDCT変換部42,選択・演算部44およ
びIMDCT変換部46が行う電子透かし埋め込み処理
の手順を示すフローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart showing a procedure of a digital watermark embedding process performed by the MDCT conversion unit 42, the selection / calculation unit 44, and the IMDCT conversion unit 46.

【図20】MDCT変換部42,選択・演算部44およ
び検出部48が行う電子透かし検出処理の手順を示すフ
ローチャートである。
20 is a flowchart illustrating a procedure of a digital watermark detection process performed by the MDCT conversion unit 42, the selection / calculation unit 44, and the detection unit 48. FIG.

【図21】同一のコンテンツに2種類の鍵乱数列R1
2を用いて電子透かしを多重に埋め込む場合の一例を
示す説明図である。
FIG. 21 shows two types of key random number sequences R 1 ,
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of a case where a digital watermark is multiplexed and embedded using R 2 .

【図22】電子透かしの多重埋め込みを行った場合にお
ける各乱数列に対する差分値0の出現頻度を示すグラフ
である。
FIG. 22 is a graph showing an appearance frequency of a difference value 0 for each random number sequence when multiple embedding of a digital watermark is performed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…電子透かし装置 22…CPU 24…RAM 26…ROM 30…キーボード 32…マウス 34…表示装置 36…ハードディスク装置 38…通信装置 40…バス 42…MDCT変換部 44…選択・演算部 46…IMDCT変換部 48…検出部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Digital watermarking device 22 ... CPU 24 ... RAM 26 ... ROM 30 ... Keyboard 32 ... Mouse 34 ... Display device 36 ... Hard disk device 38 ... Communication device 40 ... Bus 42 ... MDCT conversion part 44 ... Selection / calculation part 46 ... IMDCT conversion Unit 48 Detector

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 デジタルデータに電子透かしの埋め込み
を行う電子透かし埋め込み方法であって、 (a)前記電子透かしの埋め込みの対象となる対象デー
タと、前記電子透かしの埋め込みのために用いる鍵乱数
列と、を準備する工程と、 (b)前記対象データに所定の直交変換を施すことによ
って、複数の変換係数を求める工程と、 (c)前記鍵乱数列から順次抽出される乱数値に応じ
て、前記複数の変換係数の中から、n(nは2以上の整
数)個を1組とする変換係数の組を選択する工程と、 (d)選択した組毎に、n個の変換係数のうち、少なく
とも1つの変換係数に、別に得られる制御乱数値で所定
の演算を施す工程と、 (e)前記演算の施された変換係数を含む前記複数の変
換係数に、前記直交変換とは逆の変換を施すことによっ
て、対象データに戻す工程と、 を備えることを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
1. A digital watermark embedding method for embedding a digital watermark in digital data, comprising: (a) target data for embedding the digital watermark; and a key random number sequence used for embedding the digital watermark. (B) performing a predetermined orthogonal transform on the target data to obtain a plurality of transform coefficients; and (c) responding to random number values sequentially extracted from the key random number sequence. Selecting a set of n (n is an integer of 2 or more) transform coefficients from the plurality of transform coefficients; and (d) selecting n transform coefficients for each selected set. Performing a predetermined operation on at least one conversion coefficient using a separately obtained control random number value; and (e) applying a plurality of conversion coefficients including the operation-performed conversion coefficient to the plurality of conversion coefficients opposite to the orthogonal transformation. By performing the conversion of The electronic watermark embedding method characterized by comprising the step of returning to the target data.
【請求項2】 請求項1に記載の電子透かし埋め込み方
法において、 前記工程(b)は、前記所定の直交変換として、変形離
散コサイン変換を施す工程を含むことを特徴とする電子
透かし埋め込み方法。
2. The digital watermark embedding method according to claim 1, wherein the step (b) includes a step of performing a modified discrete cosine transform as the predetermined orthogonal transform.
【請求項3】 請求項1に記載の電子透かし埋め込み方
法において、 前記工程(c)は、前記複数の変換係数の中から、2つ
を1組とする変換係数の組を選択する工程を含み、 前記工程(d)は、選択した組毎に、前記2つの変換係
数に、別に得られる2つの制御乱数値をそれぞれ加算ま
たは減算する工程を含むことを特徴とする電子透かし埋
め込み方法。
3. The digital watermark embedding method according to claim 1, wherein the step (c) includes a step of selecting a set of two transform coefficients from the plurality of transform coefficients. The digital watermark embedding method, wherein the step (d) includes a step of adding or subtracting two separately obtained control random numbers to the two transform coefficients for each selected set.
【請求項4】 請求項1に記載の電子透かし埋め込み方
法において、 前記工程(a)は、前記鍵乱数列を複数準備する工程を
含み、 前記工程(c)は、各鍵乱数列毎に、それぞれ、その鍵
乱数列から順次抽出される乱数値に応じて、前記複数の
変換係数の中から、n(nは2以上の整数)個を1組と
する変換係数の組を選択する工程を含むことを特徴とす
る電子透かし埋め込み方法。
4. The digital watermark embedding method according to claim 1, wherein the step (a) includes a step of preparing a plurality of the key random number sequences, and the step (c) includes the steps of: A step of selecting a set of transform coefficients of n (n is an integer of 2 or more) from the plurality of transform coefficients in accordance with random numbers sequentially extracted from the key random number sequence. A digital watermark embedding method characterized by including:
【請求項5】 電子透かしの埋め込まれたデジタルデー
タから前記電子透かしを検出する電子透かし検出方法で
あって、 (a)前記電子透かしの検出の対象となる対象データ
と、前記電子透かしの検出のために用いる鍵乱数列と、
を準備する工程と、 (b)前記対象データに所定の直交変換を施すことによ
って、複数の変換係数を求める工程と、 (c)前記鍵乱数列から順次抽出される乱数値に応じ
て、前記複数の変換係数の中から、n(nは2以上の整
数)個を1組とする変換係数の組を選択する工程と、 (d)選択した組毎に、n個の変換係数の間で所定の演
算を行う工程と、 (e)得られた演算値の出現頻度から、前記電子透かし
の存在を検出する工程と、 を備えることを特徴とする電子透かし検出方法。
5. A digital watermark detection method for detecting the digital watermark from digital data in which a digital watermark is embedded, comprising: (a) target data for which the digital watermark is to be detected; A key random number sequence used for
(B) performing a predetermined orthogonal transform on the target data to obtain a plurality of transform coefficients; and (c) determining a plurality of transform coefficients in accordance with random numbers sequentially extracted from the key random number sequence. A step of selecting a set of transform coefficients in which n (n is an integer of 2 or more) one set from a plurality of transform coefficients; and (d) for each of the selected sets, n transform coefficients are selected. A digital watermark detection method, comprising: performing a predetermined calculation; and (e) detecting the presence of the digital watermark from the appearance frequency of the obtained calculation value.
【請求項6】 請求項5に記載の電子透かし検出方法に
おいて、 前記工程(b)は、前記所定の直交変換として、変形離
散コサイン変換を施す工程を含むことを特徴とする電子
透かし検出方法。
6. The digital watermark detection method according to claim 5, wherein the step (b) includes a step of performing a modified discrete cosine transform as the predetermined orthogonal transform.
【請求項7】 請求項5に記載の電子透かし埋め込み方
法において、 前記工程(c)は、前記複数の変換係数の中から、2つ
を1組とする変換係数の組を選択する工程を含み、 前記工程(d)は、選択した組毎に、前記2つの変換係
数同士を加算または減算する工程を含むことを特徴とす
る電子透かし埋め込み方法。
7. The digital watermark embedding method according to claim 5, wherein the step (c) includes a step of selecting a set of two transform coefficients from the plurality of transform coefficients. The digital watermark embedding method, wherein the step (d) includes a step of adding or subtracting the two transform coefficients for each selected set.
【請求項8】 デジタルデータに電子透かしの埋め込み
を行う電子透かし装置であって、 前記電子透かしの埋め込みの対象となる対象データに所
定の直交変換を施すことによって、複数の変換係数を求
める直交変換部と、 予め準備した鍵乱数列から順次抽出される乱数値に応じ
て、前記複数の変換係数の中から、n(nは2以上の整
数)個を1組とする変換係数の組を選択する選択部と、 選択した組毎に、n個の変換係数のうち、少なくとも1
つの変換係数に、別に得られる制御乱数値で所定の演算
を施す演算部と、 前記演算の施された変換係数を含む前記複数の変換係数
に、前記直交変換とは逆の変換を施すことによって、対
象データに戻す逆直交変換部と、 を備えることを特徴とする電子透かし装置。
8. An electronic watermarking apparatus for embedding an electronic watermark in digital data, wherein an orthogonal transformation for obtaining a plurality of transformation coefficients is performed by performing a predetermined orthogonal transformation on target data for embedding the electronic watermark. And selecting a set of n (n is an integer of 2 or more) transform coefficients from the plurality of transform coefficients according to random numbers sequentially extracted from a key random number sequence prepared in advance. A selecting unit to perform, and for each selected set, at least one of n conversion coefficients.
An operation unit that performs a predetermined operation on two transform coefficients with a control random value obtained separately, by performing the inverse transform of the orthogonal transform on the plurality of transform coefficients including the transformed transform coefficient And an inverse orthogonal transform unit for returning to the target data.
【請求項9】 電子透かしの埋め込まれたデジタルデー
タから前記電子透かしを検出する電子透かし装置であっ
て、 前記電子透かしの検出の対象となる対象データに所定の
直交変換を施すことによって、複数の変換係数を求める
直交変換部と、 予め準備した鍵乱数列から順次抽出される乱数値に応じ
て、前記複数の変換係数の中から、n(nは2以上の整
数)個を1組とする変換係数の組を選択する選択部と、 選択した組毎に、n個の変換係数の間で所定の演算を行
う演算部と、 得られた演算値の出現頻度から、前記電子透かしの存在
を検出する検出部と、 を備えることを特徴とする電子透かし装置。
9. A digital watermarking apparatus for detecting the digital watermark from digital data in which a digital watermark is embedded, wherein a predetermined orthogonal transformation is performed on target data for which the digital watermark is to be detected, thereby obtaining a plurality of digital watermarks. A set of n (n is an integer of 2 or more) out of the plurality of transform coefficients according to an orthogonal transform unit for obtaining a transform coefficient and a random number value sequentially extracted from a key random number sequence prepared in advance. A selecting unit for selecting a set of transform coefficients; a calculating unit for performing a predetermined calculation between n transform coefficients for each of the selected sets; An electronic watermarking device, comprising: a detecting unit that detects.
【請求項10】 デジタルデータに電子透かしの埋め込
みを行うためのコンピュータプログラムであって、 前記電子透かしの埋め込みの対象となる対象データに所
定の直交変換を施すことによって、複数の変換係数を求
める機能と、 予め準備した鍵乱数列から順次抽出される乱数値に応じ
て、前記複数の変換係数の中から、n(nは2以上の整
数)個を1組とする変換係数の組を選択する機能と、 選択した組毎に、n個の変換係数のうち、少なくとも1
つの変換係数に、別に得られる制御乱数値で所定の演算
を施す機能と、 前記演算の施された変換係数を含む前記複数の変換係数
に、前記直交変換とは逆の変換を施すことによって、対
象データに戻す機能と、 をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログ
ラム。
10. A computer program for embedding a digital watermark in digital data, wherein a function of obtaining a plurality of transform coefficients by performing a predetermined orthogonal transformation on target data for embedding the digital watermark. And selecting a set of transform coefficients in which n (n is an integer of 2 or more) is set from the plurality of transform coefficients in accordance with random numbers sequentially extracted from a key random number sequence prepared in advance. Function and, for each selected set, at least one of the n transform coefficients
A function of performing a predetermined operation with a control random number value obtained separately for one of the conversion coefficients, and by performing the inverse conversion to the orthogonal conversion on the plurality of conversion coefficients including the conversion coefficient on which the operation has been performed, A computer program that allows a computer to implement the function of returning the target data and
【請求項11】 電子透かしの埋め込まれたデジタルデ
ータから前記電子透かしを検出するためのコンピュータ
プログラムであって、 前記電子透かしの検出の対象となる対象データに所定の
直交変換を施すことによって、複数の変換係数を求める
機能と、 予め準備した鍵乱数列から順次抽出される乱数値に応じ
て、前記複数の変換係数の中から、n(nは2以上の整
数)個を1組とする変換係数の組を選択する機能と、 選択した組毎に、n個の変換係数の間で所定の演算を行
う機能と、 得られた演算値の出現頻度から、前記電子透かしの存在
を検出する機能と、 を前記コンピュータに実現させるためのコンピュータプ
ログラム。
11. A computer program for detecting a digital watermark from digital data in which a digital watermark is embedded, wherein the computer program performs a predetermined orthogonal transformation on target data for which the digital watermark is to be detected. And a function of converting n (n is an integer of 2 or more) from the plurality of transform coefficients into one set according to a random number value sequentially extracted from a key random number sequence prepared in advance. A function of selecting a set of coefficients, a function of performing a predetermined operation between n transform coefficients for each selected set, and a function of detecting the presence of the digital watermark from the appearance frequency of the obtained operation value And a computer program for realizing the following on the computer.
【請求項12】 請求項10または請求項11に記載の
コンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体。
12. A computer-readable recording medium on which the computer program according to claim 10 is recorded.
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