JP2002519927A - 信号中のビットを符号化する方法 - Google Patents

信号中のビットを符号化する方法

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Abstract

(57)【要約】 ビット列の形態を有するメッセージが、比較的短い非バイナリ信号に符号化される。そのメッセージ（またはベクトル）は２つの半分長のものに分割される。エンコーダは、まず、メッセージを、最終的に得られる符号化ベクトルの半分の長さのベクトルへのメッセージの符号化を決定する。その半分の長さのベクトルは、符号化ベクトルの第１の半分を構成し、符号化ベクトルの第２の半分を構成するために論理反転される。同一の同期信号が符号化ベクトルに両方の半分に加えられる。その同期信号は、受信ベクトル（またはメッセージ）が元のベクトルから巡回的に回転されている可能性を補償するために用いられる。復号において、デコーダは、まず、ベクトルの２つの半分を加算し符号化メッセージをキャンセルすることで、同期信号を得る。その同期信号はベクトルの元の巡回的シフトを見つけるために用いられる。デコーダは、整列した完全な長さの符号化ベクトルの２つの半分の間の差分をとることによって、半分長の符号化メッセージベクトルを得る。元のベクトルが本当にメッセージを符号化したものかあるいは単なるノイズ信号であったかを判断するために、ベクトルをビット列に復号した後に、エンコーダがそのビット列を再符号化し、その結果のベクトルを元のベクトルと比較する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、イメージ、ビデオ及びマルチメディアデータを含むデータのデジタ
ル電子透かし入れに関する。特に本発明は、比較的短い非バイナリ（非２進）信
号にメッセージを符号化するための方法に関する。さらに本発明は、符号化され
たメッセージを含む信号と単なるノイズを区別すると同時に、信号からメッセー
ジを復号する方法に関する。本発明は、メディアの電子透かしに情報を格納する
ような応用が想定されるだけでなく、他の分野での応用もある。
【０００２】 イメージや音声シーケンス、ビデオクリップのようないろいろな種類のメディ
ア中に、比較的短くおそらく非バイナリのベクトル、すなわち電子透かしを隠蔽
し復号する方法が、従来技術に記載されている。例えば、その方法は、"Secure
Spread Spectrum Watermarking for Images, Audio and Video", IEEE Int. Con
f. On Image Proc., ICIP '96, Lausanne, 1996, vol. III, pp. 243-246という
Ｃｏｘらの論文に記載されている。従来技術及びＣｏｘらの論文に記載された検
出方法は、一度には１つだけのそのような隠されたベクトルすなわち電子透かし
が存在するか否かを検査できるだけである。メディアの与えられた部分がそれぞ
れが異なるメッセージを符号化している少なくとも２つの隠されたベクトルを含
んでいる応用では、検出器は、可能性のある各ベクトルを逐次的に検査し、もっ
とも確からしい１つのベクトルを識別しなければならない。これは、可能性のあ
るメッセージの数が少ない場合には実行可能であるが、メッセージの数が増加し
てくるとコストが高くなりすぎてしまう。
【０００３】 上述したデータ隠蔽方法が、４ビットのような少ない数のビットを越えるメッ
セージに用いられるべきであるとするときは、その方法は、a)複数のビット列を
データ隠蔽に適した複数ベクトルに符号化し、b)メディアの複数部分から抽出さ
れた複数のベクトルを復号し、c)抽出された複数のベクトルが本当に隠蔽された
データなのか単なるノイズ信号なのかを判断するように、考案されていなければ
ならない。これらの課題は、ノイズのあるチャネルを介してデータを伝送する場
合に起こるものと類似しており、イメージに隠蔽されたベクトルは、チャネル上
を介して送られる変調信号に類似している。この類似性ゆえに、用語「ベクトル
」と「信号」とは相互に交換して使えるであろう。
【０００４】 おそらくノイズがあるであろうチャネルを介して２進メッセージを伝送する標
準的な方法は、送信機での２つの基本的なステップを有する。最初に、メッセー
ジは、誤り訂正符号とともに符号化される。これは、メッセージのビット数を増
大させ、チャネル上のノイズに起因するエラーを受信機において訂正するのに利
用できるある冗長パターンを導入する。２番目に、その拡張されたメッセージは
、例えば、搬送信号の振幅を変調すること（ＡＭ）、搬送信号の周波数を変調し
すること（ＦＭ）、あるいはスペクトラム拡散符号化により、チャネル上の伝送
に適した物理的特性を有する信号に変調される。ただし、標準的な誤り訂正符号
は、上述した電子透かし入れ方法のためのメッセージ符号化に直接的に適するが
、標準的な変調方法は、それほどは適さない。これらの方法ではビットをシーケ
ンシャルに符号化するので、電子透かしに用いられる比較的短いベクトルに、少
ない数のビットを越えるビットを符号化することに困難を伴う。例えば、３２ビ
ットを６４ビット長の電子透かしベクトルに符号化することを考えてみよ。各ビ
ットは、ＡＭ、ＦＭ、またはスペクトラム拡散技術を用いて情報を確実に転送す
るには不十分な、たった２つのサンプルに符号化されることになる。
【０００５】 誤り訂正符号化されたビットを電子透かしに適したベクトルに変換する代替的
な方法は、各ビットをマルチチャネル通信システムにおける個別のチャネルとし
て扱うものである。そのようなシステムでは、各チャネルは、別々の搬送波また
はスペクトラム拡散信号に割り当てられ、全てのチャネルに対応した変調された
メッセージが１つの信号となるように加算される。受信機では、並列に送信され
たそれぞれのメッセージを取り出すために、各チャネルに対して、それぞれ異な
る相関演算が行われ、相関値がしきい値と比較される。
【０００６】 マルチチャネルの手法は、各ビットにそれぞれ異なる「基準信号」を割り当て
ることによって、電子透かしに適用できる。これらの基準信号は、互いに他の基
準信号とは低い相関値となるようにされている。対応するビットが１か０かにし
たがって各基準信号をそれぞれ加算または減算することで、電子透かしが構成さ
れる。別法では、対応するビットが１か０かにしたがって各基準信号をそれぞれ
加算するか加算しないかとすることにより、電子透かしが構成される。基準信号
との相関値を計算し、そして、対応するビットが１か０かを判定するための一対
のしきい値とそれら相関値とを比較することで、電子透かしは復号される。この
種の手法は、例えば下記の刊行物に記載の電子透かし入れに適用されている。 S
wansonら, "Robust Data Hiding for Images," IEEE Digital Signal Processin
g Workshop, Loen, Norway, Sept., 1996；Hartungら, "Digital Watermarking
of Raw and Compressed Video," Digital Compression Technologies and Syste
ms for Video Communications, Oct. 1996；Smithら, "Modulation and Informa
tion Hiding in Images," Proc. Int. Workshop and Information Hiding, May
1996。
【０００７】 これらの手法の有する最も大きな問題点は、可能な電子透かしに対する検出領
域(detection region)がただ１種類に限定される点である。これら従来技術では
、所定のビット列に復号される電子透かし空間の領域は、相互に直交する全て平
面である検出領域になる。そのような直交した検出領域は、多くのデータ転送シ
ステムには適するが、システムによっては他の形態の検出領域が望ましい場合が
ある。電子透かし入れにおいては特にそうである。
【０００８】 本発明は、メディアに８ビット以上のメッセージを隠し入れるときの問題を解
決する。本発明は、所定の数Ｂビットのビット列で表されたメッセージを、上述
したデータ隠蔽方法にしたがって、メディアへの隠蔽に適したベクトルに符号化
する方法を提供する。この符号化方法は、取り得る２B個のベクトルの中の１つ
が生成される手順である。本発明はさらに、おそらく歪んでいるであろう与えら
れたベクトルを、そのビット列によって符号化されたとして最もそれらしいＢビ
ットのビット列に復号する方法を提供する。最後に、本発明は、与えられたベク
トルが、符号化処理で生成され得る２B個のベクトルの中の１つであるか、ある
いは単なるノイズ信号であるか、を素早く判断する方法を提供する。本発明の最
後の特徴は、メディアのある部分が隠蔽された情報を結局含んでいるか否かの判
断で重要である。
【０００９】 本発明を実行する場合に、隠蔽されたデータの検出に使用される（後述の）検
出領域は、十分に任意に定められるものである。
【００１０】 本発明は、メディア内にメッセージを隠蔽するときの問題を解決するだけでな
く、同様に他の分野における応用も有する。特に、本発明は、直交線形な検出領
域が最適以下であるあらゆる応用での使用に適している。
【００１１】 したがって、本発明は、元のベクトルが本当にメッセージを符号化したものか
単なるノイズ信号かを判定するために、ベクトルをビット列に復号した後に、そ
のビット列を再び符号化し、その結果であるベクトルと元のベクトルとを比較す
るようなデコーダ（復号器）を目指している。本手法の主な利点は、いかなる種
類の比較検査も実行可能ということであり、その結果として、いかなる形態の検
出領域も許容されるということである。適切な比較検査の設計によって、最適な
検出領域を生成することができる。
【００１２】 さらに本発明は、符号化されたメッセージの検出可能性を阻害することなく、
符号化されたベクトルに同期信号を付加して使用する方法も提示している。同期
信号は、受信したベクトルが元のベクトルから巡回的に回転している可能性を補
償するために用いられる。この方法ではベクトルは２分割される。符号化では、
エンコーダ（符号化器）はまず、最終的に得られる符号化ベクトルの半分の長さ
のベクトルへの、メッセージを符号化を決定する。この半分長ベクトルは、符号
化ベクトルの前半を構成し、また符号化ベクトルの後半を構成するために論理反
転（論理否定）される。そののちエンコーダは、同一の同期信号を符号化ベクト
ルの両方の半分に加算する。復号では、まずデコーダは、ベクトルの両方の半分
を足し合わせて符号化メッセージを相殺し、同期信号を得る。その同期信号は、
ベクトルの元の巡回シフト状態を検出するために用いられる。そのあとでエンコ
ーダは、整列した本来の長さの符号化ベクトルの２つの半分の差分を取って、半
分長符号化メッセージベクトルを得る。
【００１３】 本発明のさらなる様相は、添付図面と関連させて以下の記載を読むことで、よ
り明確になるであろう。
【００１４】 ここで各図、特に図１を参照すると、図１では、多くの従来システムの場合の
ような、分離し相互に直交した基準信号と受信信号との間の相関値ごとの個別の
しきい値を設けることによって作成された検出領域が示されている。この図は、
全てのベクトルがそれぞれ有り得る受信信号に対応している高次元の空間の１断
面（スライス）を示している。Ｘ軸（１０１）、Ｙ軸（１０２）は、２ビットを
符号化するために用いられる直交する２つの基準信号を表している。送信機が基
準信号に所定の振幅を用いてそれぞれのビットを送信するとすると、送信された
であろう４つの可能な組み合わせ信号が、そのメッセージが００か０１か１０か
１１のいずれかであるかによって、識別可能である。これら４つのベクトルは、
図中の４つ点（１０３、１０４、１０５、１０６）でそれぞれ表されている。受
信ベクトルは、２つの基準信号のそれぞれとの相関を計算することにより、復号
される。下位ビット基準信号すなわちＸ軸１０１との相関がしきい値１０７を上
回る場合は、下位ビットは１である。しきい値１０８を下回る場合は、下位ビッ
トは０である。しきい値１０７としきい値１０８の間である場合には、下位ビッ
トを決定することができず、受信信号はノイズとみなされる。同様に、上位ビッ
ト基準信号すなわちＹ軸（１０２）との相関値は２つのしきい値１０９、１１０
と比較され、上位ビットが１か０か決定不可能かが決定される。その結果として
の４つの検出領域が、灰色（１１１、１１２、１１３、１１４）で示されている
。
【００１５】 図１の検出領域は、ａ）空間の次元数がメッセージのビット数よりも十分に大
きい、ｂ）電子透かしベクトルに加わり得るノイズベクトルの分布が、そのベク
トルの周囲で回転対称である、という２つの判断基準を満たす系に適している。
そのような系では、ノイズベクトルは全ての基準信号に対し直交していることが
期待でき、したがってノイズベクトルは、結果として得られる受信信号と基準信
号との間の相関値を変化させない。しかしながら、比較的短いベクトルを用いる
電子透かし入れでは、これらのいずれの判断基準も適用されない。その結果、異
なる形の検出領域がより適切である。
【００１６】 まず、ビット数が空間の次元数（すなわち、電子透かしベクトルの要素数）に
近いかまたは等しい系について考えてみる。その場合には、ノイズベクトルと全
ての基準信号との相関値が小さいことは、期待できない。これは、与えられたノ
イズベクトルが受信ベクトルと少なくとも１つの基準信号との相関値を変化させ
るであろうこと、そして、その相関値の変化は、しばしば、対応するビットに対
するしきい値をまたぐのに十分なものであることを意味する。そのような系によ
り適した検出領域の組を図２に示す。この場合には、４つの取り得るメッセージ
にそれぞれ対して、独立した検出しきい値（２０１、２０２、２０３、２０４）
がある。与えられた組み合わせ信号に加えられたノイズベクトルは、その１つの
組み合わせ信号と直交するであろうし、よって、受信信号と組み合わされた信号
との相関値を変化させないであろう。したがって、その変化は、そのメッセージ
に対するしきい値をまたがないであろう。
【００１７】 次に、ノイズベクトルの分布が回転対称でない系について考えてみる。イメー
ジやその他のメディア内の電子透かしに加わるノイズベクトルの分布は極端に非
対称となることがあり、単一の電子透かしに対して用いられる最適な検出領域は
、双曲面である。このことは、異なる可能な電子透かしの組に対して用いられる
最適な検出領域の組は、異なる双曲面の組であることをもたらす。そのような検
出領域を図３に示す。
【００１８】 本発明を用いると、図２、図３に示した検出領域と同じように、ここでは特に
示していない他の検出領域も得ることも可能である。
【００１９】 図４は、本発明にしたがってメッセージを信号に符号化する好ましい方法のデ
ータフロー図である。所与のビット数Ｂからなるメッセージが、エンコーダ４０
１に与えられる。第１のステップは、メッセージに定数ビットを付加するもので
ある（４０２）。このビットは、常に、例えば１のような、定数値を有しており
、復号時に、全ビットを反転するような誤りの訂正に用いられる。その結果であ
るＢ＋１ビットのメッセージは、ビット数Ｐの冗長パリティビットを加える誤り
訂正エンコーダ４０３によって拡張される。好ましい形態ではこの拡張はハミン
グ符号により行われるが、ＢＣＨ、リード・ソロモン、畳み込み符号などのその
他の符号を用いてもよい。誤り訂正エンコーダの出力であるＰ＋Ｂ＋１ビットは
、次に、変調器４０４に入力される。変調器は以下に示す手順によって、長さ２
ＬのベクトルＶ’を構成する。
【００２０】 １． Ｐ＋Ｂ＋１ビットを、対応するビットが１か０かにしたがって各要素が
それぞれ１か−１である、長さＰ＋Ｂ＋１の列ベクトルＤに変換する。
【００２１】 ２． 長さＬの列ベクトルＶを得るために、ベクトルＤにＬ行、Ｐ＋Ｂ＋１列
の「変調行列」Ｍを乗じる。行列Ｍの正確な形は、列間の相関値が小さいことを
除けば、一般的に任意のものである。好ましい実現形では、行列Ｍの列は他列と
ゼロ相関であるように選択されている。
【００２２】 ３． ベクトルＶの論理反転をベクトルＶの後ろに付加することで、長さ２Ｌ
の列ベクトルＶ’を生成する。すなわち、
【００２３】
【数１】
【００２４】 最後に、最終的な符号化ベクトル４０７を得るために、同期信号４０５がベク
トルＶ’に加算される（４０６）。同期信号４０５は、以下の形をした列ベクト
ルＳ’である。
【００２５】
【数２】
【００２６】 ここでベクトルＳは、良好な自己相関特性を有する長さＬの列ベクトルである。
【００２７】 別の実現形においては、定数ビットを付加するステップ（４０２）と誤り訂正
エンコーダ４０３を用いてメッセージを拡張するステップのいずれか一方または
両方のステップを取り除いてもよい。そのような場合には、列ベクトルＤの長さ
と変調行列Ｍの大きさは、それにしたがって変更されなければならない。
【００２８】 図４の符号化処理の出力は、さまざまなデータの隠蔽方法のうちのいずれかを
用いてメディア内に隠すことができる、符号化ベクトルである。隠されたデータ
を検出しなければならない場合には、このデータ隠蔽手法は、まず、メディアか
らベクトルを取り出す手順を適用する。次に、所与の電子透かしの存在を確認す
るためにデータ隠蔽方法の検査を適用することよりも、むしろ取り出されたベク
トルは、以下に述べる本発明のデコーダに渡される。
【００２９】 図５は本発明にしたがってベクトルを復号する好ましい方法のデータフロー図
である。ベクトルＲはデコーダ５０１に入力される。このベクトルは、前述した
エンコーダの出力に、データ隠蔽処理及び／または他の劣化により生じるいくば
くかのノイズが加わったものであってもよいし、あるいは、純粋にランダムなベ
クトルであってもよい。デコーダの機能は、ベクトルＲに符号化メッセージが含
まれているか否かの判定と、含まれている場合には、そのメッセージをビット列
に復号することである。図において、ステップ５０３、５０４、５０５及び５０
６からなる第１のシーケンスは、ベクトルＲ内に符号化されているかも知れない
可能性がもっとも高いメッセージの識別することに関する。残りのステップ５０
７、５０８は、ベクトルＲが実際にその符号化メッセージを含んでいるか否かの
判定に関する。
【００３０】 入力ベクトルの復号における第１のステップは、同期信号５０２にベクトルＲ
を整列(align)させることである。これは同期器(synchronizer)５０３により実
行される。用いられるデータ隠蔽処理では、元の埋め込まれた形から巡回的にシ
フトした抽出ベクトルが得られる可能性があるので、このステップが必要である
。同期処理は以下に述べる処理で実行される。
【００３１】 １． ベクトルＲは符号化メッセージにいくばくかのノイズがたされたもので
あると仮定し、ベクトルＲを２つの半分のもの（半分長のベクトル）に分割し、
これらの半分のものの平均を取ることによって、半分長の同期信号Ｓを得る。こ
のようにして、未知の量だけ巡回的にシフトされたベクトルＲを仮定する。
【００３２】
【数３】
【００３３】 ここで、Ｎ＝［Ｎ0 T，Ｎ1 T］Tはランダムノイズベクトルである。
【００３４】 ベクトルＳ’とベクトルＶ’は上述したように定義される。ベクトルＲを２つ
の半分のものに分割し、その２つの半分のものの平均を取ることで、未知の量だ
け巡回的にシフトされたベクトルＳRを得る。
【００３５】 ＳR＝(Ｓ＋Ｖ＋Ｎ0＋Ｓ−Ｖ＋Ｎ1)／２＝(２Ｓ＋Ｎ0＋Ｎ1)／２≒Ｓ ２． ベクトルＳと最も高い相関値を持つベクトルＳRの巡回的な回転を検出
する。整列したベクトルＲAを得るために、ベクトルＲを同じ量だけ巡回的に回
転させる。
【００３６】 ベクトルＲが符号化メッセージにいくばくかのノイズがたされたものであれば
、同期結果であるベクトルＲAは、元の符号化メッセージに整列したものか、あ
るいはそれがＬだけ巡回的にシフトされたものかのどちらかである。このように
して、
【００３７】
【数４】
【００３８】 または
【００３９】
【数５】
【００４０】 を得る。
【００４１】 次のステップは、Ｐ＋Ｂ＋１ビットを得るために、同期された信号（５０４）
を復調するものである。復調は以下の手順で行われる。
【００４２】 １． ベクトルＲAを２つの半分長のものに分割し、前半のものと後半のもの
の論理反転との平均を取ることにより、半分長の変調されたＰ＋Ｂ＋１ビットの
ベクトルＶを得る。これによって、ベクトルＲAが符号化メッセージであれば、
ベクトルＲAがＬだけ巡回的にシフトされているかどうかに依存して、 ＶR＝(Ｓ＋Ｖ＋Ｎ0−Ｓ＋Ｖ−Ｎ1)／２＝(２Ｖ＋Ｎ0−Ｎ1)／２≒Ｖ または、 ＶR＝(Ｓ−Ｎ0−Ｓ＋Ｖ−Ｎ1)／２＝(−２Ｖ＋Ｎ0−Ｎ1)／２≒−Ｖ のいずれかが得られる。
【００４３】 ２． ベクトルＶRに行列Ｍの逆行列(inverse)を乗じ、０をしきい値としてそ
の結果を判定する。この乗算結果が０よりも大きければ、対応するビットに１を
割り当てる。乗算結果が０よりも小さければ、対応するビットに０を割り当てる
。
【００４４】 ベクトルＲAが符号化メッセージにいくばくかのノイズがたされたものであれ
ば、復調の結果は、いくばくかの可能な誤りを含む、元のＰ＋Ｂ＋１ビットで再
構成したものとなるであろう。ノイズはいくつかのビットを反転しなければなら
ないことの原因となる。Ｌビットの可能な巡回的なシフトは、全ビットを反転さ
せなければならないことの原因となる。
【００４５】 次に、Ｐ＋Ｂ＋１ビットの復調されたビットは、誤り訂正デコーダ５０５に入
力として送られる。デコーダは、復調されたビットをＢ＋１ビットに復号する。
好ましい実施の形態では、ハミングデコーダが用いられているが、ＢＣＨデコー
ダ、リード・ソロモン・デコーダ、畳み込みデコーダなどをを用いてもよい。な
お、エンコーダが誤り訂正符号化のステップを実行していなければ、誤り訂正復
号のステップ５０５は取り除かれる。
【００４６】 最後のステップは、ベクトルＲに符号化された可能性が最も高いメッセージの
決定であり、ベクトルＲAが誤った符号を有することになるようなベクトルＲAの
Ｌビットの巡回的なシフトを正す、全ビット反転を行うべきか否かの判定である
。このステップは、エンコーダにより加えられた定数ビットが、正しい定数値と
して復号されたかどうかをチェックする、符号訂正器５０６により実行される。
例えば、デコーダが定数ビットを常に１に設定しているのに０として復号された
場合には、全てのビットを反転する必要がある。符号訂正器５０６は、訂正を実
行した後に定数ビットを取り除く。符号訂正器５０６の出力は、デコーダ５１０
から出力された、復号メッセージビットである。なお、エンコーダが定数ビット
をメッセージに加えない場合には、符号訂正ステップ５０６は除去される。
【００４７】 ベクトルＲが符号化メッセージを含むか否かの判定のために、符号訂正器５０
６の出力は再符号化器５０７に送られる。再符号化器５０７は図４の符号化処理
を全体として再現する。再符号化器の出力は、ベクトルＲ内に符号化されていた
可能性が最も高いビットを、符号化する際に用いられたであろうベクトルである
。次に、このベクトルは、所望の形状の検出領域をもたらす検査によりそのベク
トルとベクトルＲとを比較する比較器５０８に送られる。好ましい実施の形態で
は、その検査は図３に示された双曲線テストである。しかし、（図２に示したよ
うな）相関値や正規化された相関値によるしきい値判定、相関係数によるしきい
値判定を含み、またそれらだけに限定されない他のさまざまな検査が可能である
。比較器５０９の出力は、復号５１０が真のメッセージであると判断すべきか、
単なるノイズ信号の結果であると判断すべきかどうかを示す１ビットである。
【００４８】 メッセージを信号に符号化する好ましい方法と、信号からメッセージを復号す
る好ましい方法とを記述し、示してきたが、当業者にとって、添付された特許請
求の範囲のみにより制限された本発明の広範な教示及び思想から逸脱することな
く、変形例や改良例が実現可能であることは明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、従来の検出方法で生成された、４つの可能な２ビットメッセージに対
する検出領域を示している。
【図２】 図２は、図１に示したものよりより好ましいものであって、本発明を用いた場
合に可能となる検出領域を示している。
【図３】 図３は、図１に示したものよりより好ましいものであって、本発明を用いた場
合に可能となる検出領域の別の組を示している。
【図４】 図４は、本発明にしたがってメッセージを信号に符号化する好ましい方法のデ
ータフロー図である。
【図５】 図５は、本発明にしたがってメッセージを復号する好ましい方法のデータフロ
ー図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C076 AA14 BA06 5J065 AA01 AB03 AB05 AC03 AD05 AD10 AD11 AE02 AF02 AG05 AH02 AH07 AH08 AH12 AH13 AH15 5J104 AA14 【要約の続き】 ったかを判断するために、ベクトルをビット列に復号し た後に、エンコーダがそのビット列を再符号化し、その 結果のベクトルを元のベクトルと比較する。

Claims (68)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 符号化ベクトルを生成するためにビット列の形態を有するメ
    ッセージを符号化する方法であって、 ａ）拡張ビット列を得るために、前記ビット列を拡張するステップと、 ｂ）変調ベクトルを得るために、前記拡張ビット列を変調するステップと、 ｃ）２倍の長さの変調ベクトルを得るために、前記変調ベクトルに前記変調ベ
    クトルの論理反転を付加するステップと、 ｄ）符号化ベクトルを得るために、前記２倍の長さの変調ベクトルの、前記変
    調ベクトルと前記変調ベクトルの論理反転との両方に同期信号を加えるステップ
    と、 を有する方法。
  2. 【請求項２】 前記符号化ベクトルを電子透かしとしてメディアに挿入する
    ことをさらに有する請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記拡張は、定数値の少なくとも１つの冗長ビットを前記ビ
    ット列に付加することを有する、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 誤り訂正符号化方法にしたがって少なくとも１つのさらなる
    冗長ビットを付加することをさらに有する請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記符号化ベクトルを電子透かしとしてメディアに挿入する
    ことをさらに有する請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記誤り訂正符号化方法は、ハミング符号化とＢＣＨ符号化
    とリード・ソロモン符号化と畳み込み符号化とからなるグループから選択される
    請求項４に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記拡張は、誤り訂正符号化方法にしたがって少なくとも１
    つの冗長ビットを前記ビット列に付加することを有する請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記符号化ベクトルを電子透かしとしてメディアに挿入する
    ことをさらに有する請求項７に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記誤り訂正符号化方法は、ハミング符号化とＢＣＨ符号化と
    リード・ソロモン符号化と畳み込み符号化とからなるグループから選択される請
    求項７に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記変調は、変調ベクトルを得るために、前記拡張ビット
    列をビットベクトルに変換することと、前記ビットベクトルに変調行列を乗算す
    ることとを有する請求項１に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記ビットベクトルは、前記拡張ビット列の各“０”ビッ
    トに対応する第１の値を含み、前記拡張ビット列の各“１”ビットに対応する第
    ２の値を含む請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記変調行列の列は相互にゼロ相関である請求項１０に記
    載の方法。
  13. 【請求項１３】 ２つの半分長ベクトルをからなる受信ベクトルをビット列
    に復号する方法であって、 ａ）受信された同期ベクトルを得るために、前記受信ベクトルの第１の半分と
    前記受信ベクトルの第２の半分との平均をとるステップと、 ｂ）基準同期ベクトルと最も一致するように、前記受信された同期ベクトルが
    シフトされなければならない量を決定するステップと、 ｃ）整列した受信ベクトルを得るために、前記決定された量によって前記受信
    ベクトルをシフトするステップと、 ｄ）前記ビット列を得るために、前記整列した受信ベクトルを復調するステッ
    プと、 を有する方法。
  14. 【請求項１４】 前記受信ベクトルは、電子透かし抽出方法にしたがってメ
    ディアから抽出された信号である請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記決定された量は、巡回的なシフトの量である請求項１
    ３に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記受信された同期ベクトルと前記基準同期ベクトルとの
    一致は、双方の同期ベクトル間の相関値を計算することによって測定される請求
    項１３に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記受信ベクトルの前記シフトは、巡回的なシフトである
    請求項１３に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記復調は、受信された変調ベクトルを得るために、前記
    整列した受信ベクトルの第１の半分と、前記整列した受信ベクトルの第２の半分
    の論理反転との平均をとることと、少なくとも１つの冗長ビットを含む拡張ビッ
    ト列を得るために、受信された変調ベクトルを復調することと、前記ビット列を
    得るために、前記拡張ビット列の中の少なくとも１つの冗長ビットを用いて前記
    拡張ビット列中の誤りを訂正することと、を有する請求項１３に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記受信ベクトルは、電子透かし抽出方法にしたがってメ
    ディアから抽出された信号である請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記受信された変調ベクトルの前記復調は、復調ベクトル
    を得るために、前記受信された変調ベクトルに変調行列の逆行列を乗算すること
    と、ビット列内の対応するビットが０であるか１であるかを判定するために、復
    調ベクトルのそれぞれの要素と所定のしきい値とを比較することと、を有する請
    求項１８に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記変調行列の列は相互にゼロ相関である請求項２０に記
    載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記所定のしきい値が０である請求項２０に記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記誤りの訂正は、誤り訂正復号方法にしたがって実行さ
    れる、請求項１８に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記誤り訂正復号方法は、ハミング復号とＢＣＨ復号とリ
    ード・ソロモン復号と畳み込み復号化とからなるグループから選択される請求項
    ２３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記誤りの訂正は、全ビットを反転しなければならないか
    否かを判定するために、少なくとも１つの冗長ビットを定数値と比較することを
    含む、請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記誤りの訂正は、全ビットを反転しなければならないか
    否かを判定するために、少なくとも１つの冗長ビットを定数値と比較することを
    含む、請求項２３に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記誤りの訂正は、全ビットを反転しなければならないか
    否かを判定するために、少なくとも１つの冗長ビットを定数値と比較することを
    含む、請求項１８に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 受信ベクトルがビット列の形態でメッセージを符号化して
    いるか否かの判定方法であって、 ａ）受信メッセージを得るために、前記受信ベクトルを復調するステップと、 ｂ）符号化ベクトルを得るために、前記受信メッセージを符号化するステップ
    と、 ｃ）受信ベクトルはメッセージを符号化するか否かを判定するために、前記受
    信ベクトルと前記符号化ベクトルとを比較するステップと、 を有する方法。
  29. 【請求項２９】 前記受信ベクトルは、電子透かし抽出方法にしたがってメ
    ディアから抽出された信号である請求項２８に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記復調は、受信された同期ベクトルを得るために、前記
    受信ベクトルの第１の半分と前記受信ベクトルの第２の半分との平均をとること
    と、基準同期ベクトルとに対して最もよく一致させるために前記受信された同期
    ベクトルがシフトされなければならない量を決定することと、整列した受信ベク
    トルを得るために、前記受信ベクトルを決定された前記量だけシフトさせること
    と、前記ビット列を得るために、前記整列した受信ベクトルを復調することと、
    を含む請求項２８に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記受信ベクトルは電子透かし抽出方法にしたがってメデ
    ィアから抽出された信号である請求項３０に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記決定された量は、巡回的なシフトの量である請求項３
    ０に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記受信された同期ベクトルと前記基準同期ベクトルとの
    一致は、双方の同期ベクトルの間の相関値を計算することによって測定される請
    求項３０に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記受信ベクトルの前記シフトは、巡回的なシフトである
    請求項３０に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記復号は、前記整列した受信ベクトルの第１の半分と前
    記整列した受信ベクトルの第２の半分の論理反転との平均をとって、受信された
    変調ベクトルを得ることと、少なくとも１つの冗長ビットを含む拡張ビット列を
    得るために、前記受信された変調ベクトルを復調することと、前記ビット列を得
    るために、前記拡張ビット列の中の少なくとも１つの冗長ビットを用いて前記拡
    張ビット列中の誤りを訂正することと、を含む請求項３０に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 前記受信ベクトルは、電子透かし抽出方法にしたがってメ
    ディアから抽出された信号である請求項３５に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 前記復調は、復調ベクトルを得るために、前記受信された
    変調ベクトルに変調行列の逆行列を乗算することと、前記ビット列内の対応する
    ビットが０であるか１であるかを判定するために、前記復調ベクトルの各要素を
    所定のしきい値と比較することと、を含む請求項３５に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記変調行列の列は相互にゼロ相関である請求項３７に記
    載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記所定のしきい値は０である請求項３７に記載の方法。
  40. 【請求項４０】 前記誤りの訂正は誤り訂正復号方法にしたがって実行され
    る請求項３５に記載の方法。
  41. 【請求項４１】 前記誤り訂正復号方法は、ハミング復号とＢＣＨ復号とリ
    ード・ソロモン復号と畳み込み復号化とからなるグループから選択される請求項
    ４０に記載の方法。
  42. 【請求項４２】 前記誤りの訂正は、全ビットを反転しなけらばならないか
    否かを判定するために、少なくとも１つの冗長ビットを定数値と比較することを
    含む請求項４１に記載の方法。
  43. 【請求項４３】 前記受信ベクトルは、電子透かし抽出方法にしたがってメ
    ディアから抽出された信号である請求項４２に記載の方法。
  44. 【請求項４４】 前記誤りの訂正は、全ビットを破棄しなければならないか
    否かを判定するために、少なくとも１つの冗長ビットを定数値と比較することを
    含む、有する請求項４０に記載の方法。
  45. 【請求項４５】 前記誤りの訂正は、全ビットを破棄しなければならないか
    否かを判定するために、少なくとも１つの冗長ビットを定数値と比較することを
    含む、請求項３５に記載の方法。
  46. 【請求項４６】 前記受信ベクトルは、電子透かし抽出方法にしたがってメ
    ディアから抽出された信号である請求項４５に記載の方法。
  47. 【請求項４７】 前記符号化は、拡張ビット列を得るために、少なくとも１
    つの冗長ビットを前記受信メッセージに付加することと、変調ベクトルを得るた
    めに、前記拡張ビット列を変調することと、２倍の長さの変調ベクトルを得るた
    めに、前記変調ベクトルの論理反転を前記変調ベクトルに付加することと、符号
    化ベクトルを得るために、前記変調ベクトルと前記変調ベクトルの論理反転との
    両方に同期ベクトルを加えることと、を有する請求項２８に記載の方法。
  48. 【請求項４８】 前記受信ベクトルは、電子透かし抽出方法にしたがってメ
    ディアから抽出された信号である、請求項４７に記載の方法。
  49. 【請求項４９】 定数値の少なくとも１つの冗長ビットが前記拡張ビット列
    に付加される請求項４７に記載の方法。
  50. 【請求項５０】 誤り訂正符号化方法にしたがって、前記拡張ビット列にさ
    らなる冗長ビットが付加される請求項４９に記載の方法。
  51. 【請求項５１】 前記誤り訂正符号化方法は、ハミング符号化とＢＣＨ符号
    化とリード・ソロモン符号化と畳み込み符号化とからなるグループから選択され
    る請求項５０に記載の方法。
  52. 【請求項５２】 誤り訂正符号化方法にしたがってさらなる冗長ビットを前
    記拡張ビット列に付加することをさらに含む、請求項４７に記載の方法。
  53. 【請求項５３】 前記誤り訂正符号化方法は、ハミング符号化とＢＣＨ符号
    化とリード・ソロモン符号化と畳み込み符号化とからなるグループから選択され
    る請求項５２に記載の方法。
  54. 【請求項５４】 前記変調は、変調ベクトルを得るために、前記拡張ビット
    列をビットベクトルに変換することと、前記ビットベクトルに変調行列を乗算す
    ることと、を含む請求項４７に記載の方法。
  55. 【請求項５５】 前記ビットベクトルは、前記拡張ビット列の各“０”ビッ
    トに対応する第１の値を含み、前記拡張ビット列の各“１”ビットに対応する第
    ２の値を含む、請求項５４に記載の方法。
  56. 【請求項５６】 前記変調行列の列は相互にゼロ相関である請求項５４に記
    載の方法。
  57. 【請求項５７】 前記比較は、前記受信ベクトルと前記符号化ベクトルとの
    間の前記相関値を計算することと、前記相関値を所定のしきい値と比較すること
    と、を含む請求項２８に記載の方法。
  58. 【請求項５８】 前記比較は、前記受信ベクトルと前記符号化ベクトルとの
    間の相関係数を計算するステップと、前記相関係数を所定のしきい値と比較する
    ステップとを有する請求項２８に記載の方法。
  59. 【請求項５９】 前記受信ベクトルは、電子透かし抽出方法にしたがってメ
    ディアから抽出された信号である請求項５８に記載の方法。
  60. 【請求項６０】 前記比較は、前記受信ベクトルと前記符号化ベクトルとの
    間の正規化された相関値を計算するステップと、前記正規化された相関値を所定
    のしきい値と比較するステップとを含む、請求項２８に記載の方法。
  61. 【請求項６１】 前記受信ベクトルは電子透かし抽出方法にしたがってメデ
    ィアから抽出された信号である請求項６０に記載の方法。
  62. 【請求項６２】 前記比較は、前記受信ベクトルが前記符号化ベクトルに中
    心を置いた双曲面の内側か外側かを決定する、請求項２８に記載の方法。
  63. 【請求項６３】 前記受信ベクトルは電子透かし抽出方法にしたがってメデ
    ィアから抽出された信号である請求項６２に記載の方法。
  64. 【請求項６４】 ビット列の形態を有するメッセージを符号化ベクトルの形
    態に符号化する方法であって、 ａ）変調ベクトルを得るために、前記ビット列を変調するステップと、 ｂ）２倍の長さの変調ベクトルを得るために、前記変調ベクトルに前記変調ベ
    クトルの論理反転を付加するステップと、 ｃ）符号化ベクトルを得るために、前記２倍の長さの変調ベクトルの前記変調
    ベクトルと前記変調ベクトルの論理反転との両方に、同期信号を加えるステップ
    と、 を有する方法。
  65. 【請求項６５】 前記受信ベクトルは、電子透かし抽出方法にしたがってメ
    ディアから抽出された信号である請求項６４に記載の方法。
  66. 【請求項６６】 前記変調は、変調ベクトルを得るために、前記ビット列を
    ビットベクトルに変換することと、前記ビットベクトルに変調行列を乗算するこ
    とと、を含む請求項６４に記載の方法。
  67. 【請求項６７】 前記ビットベクトルは、前記拡張ビット列の各“０”ビッ
    トに対応する第１の値を含み、前記拡張ビット列の各“１”ビットに対応する第
    ２の値を含む、請求項６６に記載の方法。
  68. 【請求項６８】 前記変調行列の列は相互にゼロ相関である請求項６６に記
    載の方法。
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