JP2003061057A

JP2003061057A - 付加データ検出装置及び付加データ検出方法並びに付加データ検出プログラム

Info

Publication number: JP2003061057A
Application number: JP2001246283A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kobashi; 貴志小橋; Yuki Matsumura; 祐樹松村; Osamu Nakamura; 理中村; Shunichi Soma; 俊一相馬; Yoichi Nishino; 洋一西野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-08-14
Filing date: 2001-08-14
Publication date: 2003-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】電子透かしパターンの領域設定がＤＣＴブロ
ック構成に合っていない場合であっても、ＤＣＴ領域か
らの電子透かしの検出を正確に行う。【解決手段】電子透かし検出装置１０は、検出すべき
電子透かしパターンＷと検出対象画像データＹとの相関
値である電子透かし成分検出値ＷＭを、検出対象画像デ
ータＹに対して設定した一又は複数の領域毎に検出する
相関検出部１２を備える。電子透かし検出装置１０は、
相関検出部１２により、一の領域から抽出すべき相関値
を、当該一の領域のデータのみならず、検出対象画像デ
ータＹの全体のデータと、検出対象画像データＹと同サ
イズを有する各領域の相関値算出用の電子透かしパター
ンとの相関演算を行うことによって求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、いわゆる電子透か
しを利用して例えば画像データ等の著作物にかかわる主
データに対して埋め込まれた付加データを検出する付加
データ検出装置及び付加データ検出方法並びに付加デー
タ検出プログラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、いわゆるコンパクトディスク（Co
mpact Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＤＶＤ（Digital V
ersatile Disk）といった記録媒体やインターネット等
の普及に伴い、複製や改竄が極めて容易とされる著作物
たるディジタルデータについての違法な複製による著作
権侵害が問題となっている。そこで、この問題に対処す
るため、例えば、いわゆる"COPY ONCE"や"NEVER COPY"
といったディジタルデータの複製制御のための情報や著
作権者表示のための著作権情報を付加データとして画像
データや音声データ等の主データに対して埋め込む技術
である電子透かし（Digital Watermark, Digital Data
Embedding, Digital Data Hiding）が提案されている。

【０００３】電子透かしは、例えば、画像データに対し
て付加データを埋め込む場合には、主データたる画像デ
ータの質を維持しつつ人間の視覚では視認しがたい形態
で付加データを埋め込み、また、音声データに対して付
加データを埋め込む場合には、主データたる音声データ
の質を維持しつつ人間の聴覚では聴取しがたい形態で付
加データを埋め込む技術である。

【０００４】このような電子透かし情報として主データ
に対して埋め込まれた付加データは、主データを複製し
ようとする場合、記録装置によって検出される。これに
より、電子透かし処理においては、検出された付加デー
タに応じて、データの流通経路や使用権の有無の検査
や、複製制御情報の検証を行うことができ、主データに
ついての違法な複製を防止することができる。

【０００５】主データに対して電子透かし情報を埋め込
む技術としては各種提案がなされており、例えば、埋め
込み先である主データが有する統計的性質を利用するも
のがある。その具体例として、画像データが有する統計
的性質に基づいた手法について説明する。

【０００６】電子透かし情報（電子透かしパターン）を
埋め込む元画像データを"Ｐ"とし、要素が"−１"，"１"
からなる電子透かしパターンを"Ｗ"とする。このとき、
次式（１）に示す性質を満たすものとする。

【０００７】

【数１】

【０００８】具体例として、元画像データＰ及び電子透
かしパターンＷを、それぞれ、次式（２）及び次式
（３）に示すものとする。

【０００９】

【数２】

【００１０】

【数３】

【００１１】なお、ここでは、説明の簡略化のため、元
画像データＰの大きさを縦４×横５画素としている。ま
た、ここでは、元画像データＰの大きさと電子透かしパ
ターンＷの大きさとが同じであるものとしているが、必
ずしも同じである必要はない。電子透かし技術において
は、元画像データＰの大きさと電子透かしパターンＷの
大きさとが異なる場合には、元画像データＰと電子透か
しパターンＷとが重複している部分について演算を施す
ことになる。

【００１２】電子透かしの埋め込み処理は、次式（４）
に示す演算を行うことによって行われる。

【００１３】

【数４】

【００１４】上式（４）における"Ｍ"は、元画像データ
Ｐに対して電子透かしパターンＷを埋め込んだ画像デー
タを示すものである。したがって、上式（２）及び上式
（３）の例の場合には、次式（５）に示す演算を行うこ
とによって元画像データＰに対して電子透かしパターン
Ｗが埋め込まれる。

【００１５】

【数５】

【００１６】一方、電子透かしの検出処理は、電子透か
しパターンＷを用いて行われる。電子透かしが埋め込ま
れていない元画像データＰに対する電子透かしの検出処
理を次式（６）に示すように定義する。なお、次式
（６）における演算子"・"は、行列の内積を示し、"ｘ"
は、元画像データＰと電子透かしパターンＷとの内積値
を示すものである。

【００１７】

【数６】

【００１８】電子透かしパターンＷの要素の総和は"０"
であり、画像データにおける隣り合う画素は一般的に近
い値を有する傾向があることから、内積値ｘは、"０"の
近傍値となる。したがって、上式（２）及び上式（３）
の例の場合には、次式（７）に示す演算を行うことによ
って内積値ｘが求められる。

【００１９】

【数７】

【００２０】続いて、電子透かし処理においては、電子
透かしが埋め込まれた画像データＭに対して同様の演算
を施す。なお、次式（８）における"ｘ'"は、画像デー
タＭと電子透かしパターンＷとの内積値を示すものであ
る。

【００２１】

【数８】

【００２２】このように、元画像データＰと電子透かし
パターンＷとの内積値ｘが"０"の近傍値となるのに対し
て、電子透かしが埋め込まれた画像データＭと電子透か
しパターンＷとの内積値ｘ'は、電子透かしパターンＷ
自身の内積値"Ｗ・Ｗ"の近傍値となる。

【００２３】したがって、この内積値"Ｗ・Ｗ"は、電子
透かしの埋め込み強度の尺度として用いることができ
る。ここで、電子透かしパターンＷを元画像データＰに
対して埋め込む際に目標とする内積値"Ｗ・Ｗ"が大きい
場合には、「電子透かしの埋め込み強度が強い」と表現
し、内積値"Ｗ・Ｗ"が小さい場合には、「電子透かしの
埋め込み強度が弱い」と表現する。また、元画像データ
Ｐと電子透かしパターンＷとの内積値ｘ、及び電子透か
しが埋め込まれた画像データＭと電子透かしパターンＷ
との内積値ｘ'の絶対値が大きい場合には、「電子透か
しの検出強度が強い」と表現し、内積値ｘ，ｘ'の絶対
値が大きい場合には、「電子透かしの検出強度が弱い」
と表現する。さらに、電子透かしの検出強度が強いこと
を「画像データと電子透かしパターンとの相関が大きい
又は高い」と表現し、電子透かしの検出強度が弱いこと
を「画像データと電子透かしパターンとの相関が小さい
又は低い」と表現することもある。

【００２４】元画像データＰと電子透かしパターンＷと
の内積値ｘ、及び電子透かしが埋め込まれた画像データ
Ｍと電子透かしパターンＷとの内積値ｘ'を様々な画像
データにおいて求めると、それらの相対頻度分布は、そ
れぞれ、図６に示すように、確率密度関数ｆ，ｆ'によ
って表される。すなわち、元画像データＰと電子透かし
パターンＷとの内積値ｘの相対頻度分布は、"０"を平均
値とする正規分布に近い分布となり、電子透かしが埋め
込まれた画像データＭと電子透かしパターンＷとの内積
値ｘ'の相対頻度分布は、"Ｗ・Ｗ"を平均値とする正規
分布に近い分布となる。

【００２５】そこで、電子透かし処理においては、画像
データに対して電子透かしパターンが埋め込まれている
か否かを判断する際に、電子透かしが埋め込まれていな
い元画像データＰと電子透かしパターンＷとの内積値ｘ
が"０"を中心として分布することと、電子透かしが埋め
込まれた画像データＭと電子透かしパターンＷとの内積
値ｘが"Ｗ・Ｗ"を中心として分布することを利用する。
すなわち、電子透かし処理においては、電子透かしの有
無を確認したい検出対象画像データと電子透かしパター
ンＷとの内積値ｘ''を求め、図７に示すように、ある閾
値ｔｈに対する内積値ｘ''の大小に基づいて、電子透か
しの有無を判別する。より具体的には、電子透かし処理
においては、内積値ｘ''と閾値ｔｈとの関係が、ｘ''＜
ｔｈである場合には、検出対象画像データに対して電子
透かしパターンが埋め込まれていないものと判定し、
ｘ''≧ｔｈである場合には、検出対象画像データに対し
て電子透かしパターンが埋め込まれているものと判定す
る。

【００２６】この閾値ｔｈは、内積値ｘの確率密度関数
ｆと内積値ｘ'の確率密度関数ｆ'との統計的性質から定
められる値である。電子透かし処理においては、電子透
かしが埋め込まれていないにも拘わらず内積値ｘ''が閾
値ｔｈを超えること、すなわち、電子透かしが埋め込ま
れていないにも拘わらず電子透かしが埋め込まれている
ものと判定することを"false positive"といい、電子透
かしが埋め込まれているにも拘わらず内積値ｘ''が閾値
ｔｈに満たないこと、すなわち、電子透かしが埋め込ま
れているにも拘わらず電子透かしが埋め込まれていない
ものと判定することを"false negative"という。閾値ｔ
ｈは、"false positive"になる確率ｐ_Ｆ _Ｐと"false neg
ative"になる確率ｐ_ＦＮとを定めると、定まるものであ
る。ただし、確率密度関数ｆ'の分布の中心位置"Ｗ・
Ｗ"の値が十分に大きくない場合には、確率ｐ_ＦＰと確
率ｐ_ＦＮとをともに満足させることが不可能となり得
る。そこで、電子透かし処理においては、電子透かしパ
ターンＷの元画像データＰへの埋め込み処理を上式
（４）から次式（９）へと変更する。

【００２７】

【数９】

【００２８】なお、上式（９）における"ｃ"は、負でな
いスカラー値である。電子透かし処理においては、この
変更に伴い、電子透かしの埋め込み強度を電子透かしパ
ターンＷ自身の内積値"Ｗ・Ｗ"からスカラー値ｃを乗じ
た"ｃＷ・Ｗ"とする。

【００２９】電子透かし処理においては、閾値ｔｈを定
めるために、図８中斜線部に示すように、まず電子透か
しを用いるアプリケーションにて必要とされる確率ｐ
_ＦＰと確率ｐ_ＦＮとを定め、そのときの境界値ｔｈ_ＦＰ
と境界値ｔｈ_ＦＮとを定める。なお、このとき、ｔｈ
_ＦＰ≦ｔｈ_ＦＮが満たされている必要がある。そして、
電子透かし処理においては、ｔｈ_ＦＰ≦ｔｈ_ＦＮを満た
すように確率密度関数ｆと確率密度関数ｆ'との統計的
性質を勘案しながら確率密度関数ｆ'の中心位置"ｃＷ・
Ｗ"を定め、閾値ｔｈを定める。閾値ｔｈのとり得る範
囲は、同図に示すように、境界値ｔｈ_ＦＰから境界値ｔ
ｈ_ＦＮまでの範囲となる。

【００３０】電子透かし処理においては、電子透かしパ
ターンＷを元画像データＰに対して埋め込む際、元画像
データＰに対する変更が多いほど、すなわち、内積値"
ｃＷ・Ｗ"が大きいほど、元画像データＰが受けるダメ
ージが大きくなる。そこで、電子透かし処理において
は、内積値"ｃＷ・Ｗ"が所望の確率ｐ_ＦＰ，ｐ_ＦＮを満
たし、且つ、内積値"ｃＷ・Ｗ"が最小となるように、ス
カラー値ｃを定めることが一般的に行われる。すなわ
ち、電子透かし処理においては、次式（１０）に示す関
係を満たすようにスカラー値ｃを定める。この状態を図
示すると、図９に示すようになる。

【００３１】

【数１０】

【００３２】電子透かし処理においては、適用するアプ
リケーションによっては確率ｐ_ＦＰ，ｐ_ＦＮに関して極
めて小さい値が要求されることがある。特に、確率ｐ
_ＦＰについては、その要求が著しい。これは、例えば、
電子透かしを著作権保護に用いる場合、違法に複製され
た画像データを合法的な画像データであるものと誤って
判断したとしても、ユーザクレームに至りにくい状況で
あるのに対して、合法的な画像データを違法に複製され
た画像データであるものと誤って判断してしまうと、ユ
ーザクレームに至る可能性が大きいことによる。

【００３３】ここで、電子透かし処理においては、確率
ｐ_ＦＰ，ｐ_ＦＮは、限りなく"０"に近いことが理想的で
ある。しかしながら、電子透かし処理においては、確率
ｐ_Ｆ _Ｐ，ｐ_ＦＮが極めて小さい値となるように閾値ｔｈ
を定めると、例えば図１０に示すように、先に図９に示
した場合と比べても明らかなように、電子透かしの強度
を示す内積値"ｃＷ・Ｗ"が増大し、電子透かしの埋め込
みによる元画像データＰへの影響が無視できないものと
なる。

【００３４】このように、電子透かし処理においては、
電子透かしの検出の信頼性と電子透かしによる元画像デ
ータの画質への影響は、互いにトレードオフの関係にあ
るといえる。

【００３５】このような電子透かし処理においては、電
子透かしの検出の信頼性を確保しつつ、電子透かしの画
質への影響を可能な限り抑制するための種々の手法が提
案されている。広く採用されている基本的な手法として
は、元画像データ内のエッジ部分には電子透かしを強く
埋め込み、元画像データ内の平坦な部分には電子透かし
を弱く埋め込むものが挙げられる。この手法は、電子透
かしを埋め込むことによる画素値の変更が数値的に同じ
である場合には、平坦な部分ではその変更が目立ちやす
い一方で、エッジ部分ではその変更が目立ちにくいとい
う人間の視覚特性を利用したものである。このように、
エッジ部分と平坦部分とで電子透かしの埋め込み強度に
強弱をつけた場合であっても、画像データ全体として一
定量の電子透かしパターンが埋め込まれているならば、
その電子透かしの検出の信頼性は、電子透かしを均一に
埋め込んだ場合と比べてほぼ同程度となる。

【００３６】さて、上述した内容は、電子透かしの埋め
込み処理及び検出処理であるが、この検出方法では、画
像データに対して電子透かしパターンが埋め込まれてい
るか否かの２通りの判別しかすることができない。換言
すれば、この検出処理では、１ビットの情報しか表現で
きないことになる。そこで、電子透かし処理において
は、以下に示すように、画像データに対して埋め込む電
子透かし情報を多ビット化することができる。

【００３７】多ビットの情報を画像データに対して埋め
込む手法は、複数の電子透かしパターンを用いる手法
と、画像データを小領域に分割する手法と、これらを複
合した手法とに大別される。

【００３８】複数の電子透かしパターンを用いる手法に
おいては、複数の電子透かしパターンのそれぞれに異な
る意味を持たせ排他的に画像データに対して埋め込むこ
とによって所望の情報を表現する手法と、複数の電子透
かしパターンを同時に重ねて画像データに対して埋め込
みその組み合わせによって所望の情報を表現する手法
と、これらの２つの手法を複合した手法とが考えられ
る。例えば元画像データＰに対してｎ個の電子透かしパ
ターンＷを埋め込み、検出する概念を図１１に示す。

【００３９】複数の電子透かしパターンのそれぞれに異
なる意味を持たせ排他的に画像データに対して埋め込む
ことによって所望の情報を表現する手法においては、画
像データに対して埋め込みたい情報のビット数をｂビッ
トとしたとき、必要となる電子透かしパターンの種類ｎ
は、ｎ＝２^ｂとなる。また、複数の電子透かしパターン
を同時に重ねて画像データに対して埋め込みその組み合
わせによって所望の情報を表現する手法においては、必
要となる電子透かしパターンの種類ｎは、ｎ＝ｂとな
る。ただし、この手法は、電子透かしパターンの種類が
少なくて済むものの、電子透かしパターンを画像データ
に対して複数重ねて埋め込むことから、画像データの劣
化に対する適切な処置を必要とする場合が多い。さら
に、これらの２つの手法を複合した手法においては、必
要となる電子透かしパターンの種類ｎは、ｂ≦ｎ≦２^ｂ
となり、両手法の特徴を併有するものとなる。

【００４０】一方、画像データを小領域に分割する手法
は、画像データにおける小領域毎に異なる意味を持たせ
ることによって画像データ中に複数の電子透かしを同時
に存在させようとするものである。この手法を実現する
ための小領域の配置の仕方としては、種々のものが提案
されている。ここでは、図１２に示すように、小領域を
格子状に配置した例を用いて説明するものとする。な
お、同図におけるｉ，ｊは、ともに負でない整数であ
る。

【００４１】この手法においては、元画像データを小領
域に分割する際の分割数が問題となる。まず、元画像デ
ータに対して埋め込みたい情報のビット数がｂビットで
あるとき、元画像データをｂ個の小領域に分割する手法
が考えられる。しかしながら、この手法は、様々な元画
像データに対して電子透かしパターンを埋め込む場合、
元画像データが有する視覚特性を考慮して電子透かしパ
ターンを埋め込むことが多いことから、問題が発生しや
すい。例えば、この手法においては、電子透かしをエッ
ジ部分に強く埋め込み、平坦部分に弱く埋め込む等の処
理を加えるとき、あるビットに対応する小領域が偶然に
も平坦部分であった場合に、その領域に埋め込まれてい
る電子透かしを検出できないおそれがある。そして、こ
の手法においては、たとえ１つの領域でも検出に失敗し
た領域が存在すると、残りの領域に埋め込まれている電
子透かしが検出されたとしても、全体の組み合わせとし
ての意味が没却されるという事態に陥る。

【００４２】そこで、この手法において元画像データを
小領域に分割するときには、"ｂ"よりも数が多い小領域
に分割することが行われる。例えば、この手法において
は、埋め込みたい情報が８ビット（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，
ｂ_３，ｂ_４，ｂ_５，ｂ_６，ｂ _７）である場合には、図１
３に示すように、元画像データを小領域に分割し、同一
ビットを複数の小領域に割り当てる。これにより、この
手法においては、様々な元画像データに対して安定して
電子透かしの検出を行うことができるという利点があ
る。すなわち、たとえ１つの小領域で電子透かしパター
ンの埋め込み強度が非常に弱くなったとしても、同じビ
ット情報を埋め込む残りの小領域で必要な電子透かしパ
ターンの埋め込み量が確保されていれば、全体として電
子透かしの検出が可能となる。

【００４３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した電
子透かし処理においては、画像データが例えばＭＰＥＧ
（Moving Picture Experts Group）ストリームのように
圧縮され、ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform；離散
コサイン変換）係数で表現される場合には、ＤＣＴ領域
から電子透かしを検出することが行われている。

【００４４】例えば、Ｋ，Ｌを正の整数として、画素数
が縦８Ｋ×横８Ｌで表現される電子透かしが埋め込まれ
た検出対象画像データを考える。ここで、図１４に示す
ように、検出対象画像データを縦８×横８画素からなる
ブロックに分割し、各ブロックを行列Ｙ_ｋｌ（ｋ＝０，
・・・，Ｋ−１，ｌ＝０，・・・，Ｌ−１）で表現し、
各ブロックに対応する電子透かしパターンを行列Ｗ_ｋｌ
（ｋ＝０，・・・，Ｋ−１，ｌ＝０，・・・，Ｌ−１）
で表現する。なお、以下では、行列Ｙ_ｋｌから構成され
る画像データと記述した場合には、分割前の検出対象画
像データＹの全体を示し、行列Ｗ_ｋｌから構成される電
子透かしパターンと記述した場合には、分割前の電子透
かしパターンＷの全体を示すものとする。この場合、電
子透かし処理においては、電子透かしパターンＷと検出
対象画像データＹとの相関値である電子透かし成分検出
値ＷＭを検出する際に、次式（１１）に示す演算を行
う。

【００４５】

【数１１】

【００４６】また、行列Ｙ_ｋｌの要素をｙ_ｋｌ（ｉ，
ｊ）（ｉ＝０，・・・，７，ｊ＝０，・・・，７）と
し、行列Ｗ_ｋｌの要素をｗ_ｋｌ（ｉ，ｊ）（ｉ＝０，・
・・，７，ｊ＝０，・・・，７）とすると、上式（１
１）における内積演算Ｙ_ｋｌ・Ｗ_ｋ _ｌは、次式（１２）
によって表される。

【００４７】

【数１２】

【００４８】すなわち、電子透かし処理においては、ブ
ロック毎の電子透かしパターンとの相関値である部分相
関値を求める。ここで、上式（１１）における"ｆ"は、
部分相関値評価関数である。この部分相関値評価関数ｆ
としては、何も処理を行わない場合もあり、又は、例え
ばブロック相関値が所定の範囲内にないときは異常デー
タと判断して"０"を出力することによって後段で行われ
る相関値積算の対象から除外する場合もある。後者の場
合には、Ｘ_１，Ｘ_２（Ｘ１≦Ｘ２）を定数とすると、部
分相関値評価関数ｆは、次式（１３）によって表され
る。

【００４９】

【数１３】

【００５０】ここで、一般に２つの行列Ａ，Ｂにおける
ＤＣＴ係数行列を、それぞれ、Ｃ，Ｄで表現すると、次
式（１４）に示す関係が成立する。

【００５１】

【数１４】

【００５２】したがって、行列Ｙ_ｋｌ，Ｗ_ｋｌにおける
ＤＣＴ係数行列を、それぞれ、Ｘ_ｋ _ｌ，Ｖ_ｋｌとし、こ
れらの行列Ｘ_ｋｌ，Ｖ_ｋｌのそれぞれの要素を、ｘ_ｋｌ
（ｉ，ｊ），ｖ_ｋｌ（ｉ，ｊ）とすると、上式（１１）
及び上式（１２）は、それぞれ、次式（１５）及び次式
（１６）に示すように変換できる。

【００５３】

【数１５】

【００５４】

【数１６】

【００５５】なお、上述した内容は、ブロック構成がフ
レーム構造である場合に限らず、フィールド構造である
場合にも同様である。

【００５６】このことから、電子透かし処理において
は、例えばＭＰＥＧストリームのようなＤＣＴ領域から
電子透かしを検出する場合、電子透かしパターンの領域
設定をＭＰＥＧにおけるＤＣＴブロック構成に合わせて
設定するならば、電子透かしパターンのＤＣＴ係数を用
いることにより、画像データに対してＩＤＣＴ（Invers
e Discrete Cosine Transform；逆離散コサイン変換）
を施すことなく、ＤＣＴ領域から直接電子透かし成分検
出値ＷＭを求めることができる。

【００５７】しかしながら、電子透かし処理において
は、電子透かしパターンの領域設定をＭＰＥＧにおける
ＤＣＴブロック構成に合わせて設定しない場合には、上
式（１４）を導入することができず、ＤＣＴ領域からの
電子透かしの検出を行うことができないといった問題が
あった。

【００５８】また、電子透かし処理においては、電子透
かしパターンの領域設定をＭＰＥＧにおけるＤＣＴブロ
ック構成に合わせて設定した場合であっても、以下のよ
うな不具合が生じていた。

【００５９】すなわち、画像データに対してシフト、拡
大、縮小又は回転等の幾何学変換が施された場合や、例
えば、いわゆるＳＤ（Standard Definition）フォーマ
ット画像データからいわゆるＨＤ（High Definition）
フォーマット画像データへの変換といったように画素数
変換による解像度変換が施された場合、又は、これらの
両者を組み合わせた変換が施された場合を考える。

【００６０】ここで、図１５に示すように、行列Ｙ_ｋｌ
から構成される画像データ（検出対象画像データＹ）に
対して何らかの画像変換を施し、変換後の画像データを
縦８×横８画素からなるブロックに分割し、各ブロック
を行列Ｙ'_ｋｌ（ｋ＝０，・・・，Ｋ'−１，ｌ＝０，・
・・，Ｌ'−１）で表現する。同様に、行列Ｗ_ｋｌから
構成される電子透かしパターン（電子透かしパターン
Ｗ）に対して同一の変換を施し、変換後の電子透かしパ
ターンを縦８×横８画素からなるブロックに分割し、各
ブロックに対応する電子透かしパターンを行列Ｗ'_ｋｌ
（ｋ＝０，・・・，Ｋ'−１，ｌ＝０，・・・，Ｌ'−
１）で表現する。

【００６１】変換前の検出対象画像データＹのブロック
を構成する区切りは、変換後の画像データのブロックを
構成する区切りと一致しない。そこで、変換後の画像デ
ータに対して、変換前の検出対象画像データＹのブロッ
クを構成する区切りに相当する区切りを設定し、得られ
たブロックのうち、行列Ｙ_ｋｌで表現されるブロックに
相当するブロックを行列Ｙ"_ｋｌで表現し、各ブロック
に対応する電子透かしパターンを行列Ｗ"_ｋｌで表現す
る。例えば、変換前の検出対象画像データＹを、図１６
に示すように、ブロック数が縦６×横８で表現されるも
のであるとしたとき、各種変換を施した画像データにお
ける行列Ｙ'_ｋｌで表現されるブロックと、行列Ｙ"_ｋｌ
で表現されるブロックとの関係は、図１７乃至図２０に
示すようになる。

【００６２】すなわち、シフト変換を施した場合には、
図１７に示すように、破線で示す画像データにおける行
列Ｙ'_ｋｌで表現されるブロックと、実線で示す行列Ｙ"
_ｋｌで表現されるブロックとの関係は、並進関係にある
ものとされる。より換言すれば、同図中斜線部（／）で
示すブロックＹ"_ｋｌは、同図中ドット部（・）で示す
ブロックＹ'_ｋｌに対して並進関係にあるものとされ
る。

【００６３】また、縦横ともに１．２倍に拡大変換を施
した場合には、図１８に示すように、破線で示す画像デ
ータにおける行列Ｙ'_ｋｌで表現されるブロックと、実
線で示す行列Ｙ"_ｋｌで表現されるブロックとの関係
は、拡大又は縮小関係にあるものとされる。より換言す
れば、同図中斜線部（／）で示すブロックＹ"_ｋｌは、
同図中ドット部（・）で示すブロックＹ'_ｋｌに対して
拡大関係にあるものとされる。

【００６４】さらに、回転変換を施した場合には、図１
９に示すように、破線で示す画像データにおける行列
Ｙ'_ｋｌで表現されるブロックと、実線で示す行列Ｙ"
_ｋｌで表現されるブロックとの関係は、回転関係にある
ものとされる。より換言すれば、同図中斜線部（／）で
示すブロックＹ"_ｋｌは、同図中ドット部（・）で示す
ブロックＹ'_ｋｌに対して回転関係にあるものとされ
る。

【００６５】さらにまた、縦横ともに１．５倍に画素数
変換による解像度変換を施した場合には、図２０に示す
ように、破線で示す画像データにおける行列Ｙ'_ｋｌで
表現されるブロックと、実線で示す行列Ｙ"_ｋｌで表現
されるブロックとの関係は、高解像度又は低解像度の関
係にあるものとされる。より換言すれば、同図中斜線部
（／）で示すブロックＹ"_ｋｌは、同図中ドット部
（・）で示すブロックＹ'_ｋ _ｌに対して高解像度の関係
にあるものとされる。

【００６６】なお、各種変換によって画枠からはみ出る
領域の画像データは失われることから、当該領域に相当
する行列Ｙ"_ｋｌ，Ｗ"_ｋｌの要素は、"０"とするものと
する。ここで、行列Ｙ"_ｋｌ，Ｗ"_ｋｌのサイズは、縦８
×横８画素とは限らず、変換の種類によって変化する。
例えば、縦８×横８画素からなるブロックを縦横ともに
１．５倍に拡大した場合には、行列Ｙ"_ｋｌ，Ｗ"_ｋｌの
サイズは、縦１２×横１２画素となる。

【００６７】このとき、次式（１７）及び次式（１８）
が成立する。

【００６８】

【数１７】

【００６９】

【数１８】

【００７０】ここで、内積値Ｗ_ｋｌ・Ｗ_ｋｌは、通常、
整数ｋ，ｌによらず、一定になるパターンを用いること
から、内積値Ｗ"_ｋｌ・Ｗ"_ｋｌも一定となる。そのた
め、上式（１７）及び上式（１８）における"Ａ_ｋｌ"
は、定数とすることができる。したがって、上式（１
７）を上式（１１）に代入することによって次式（１
９）を得ることができる。

【００７１】

【数１９】

【００７２】上式（１９）から明らかなように、画像変
換が施された画像データからの電子透かしの検出は、電
子透かしパターンについても同様の変換を施したパター
ンを用いることによって行うことが可能となる。

【００７３】しかしながら、行列Ｗ"_ｋｌの周辺領域の
パターンは、画像変換の種類によっては周囲のブロック
のパターンが影響することによって誤差を含むものとな
る。例えば、画像データの拡大、縮小、回転及び画素数
変換等の変換を施した場合には、変換後の画素値は変換
前の複数の画素値から合成されることから、ブロックの
境界付近では、隣接するブロックのパターンに影響され
ることになる。

【００７４】また、変換後の画像データのＭＰＥＧスト
リームのデータは、行列Ｙ'_ｋｌに対してＤＣＴが施さ
れたものであり、上式（１９）に上式（１４）を適用す
ることができない。そのため、電子透かし処理において
は、ＤＣＴ領域から電子透かし成分検出値ＷＭを求める
ためには、画像データに対してＩＤＣＴを施してから上
式（１９）を用いて求める必要があった。

【００７５】このように、電子透かし処理においては、
画像変換の有無にかかわらず、電子透かしパターンの領
域設定がＭＰＥＧにおけるブロック構成に合わせて設定
していない場合には、ＤＣＴ領域からの電子透かしの検
出を行うことができなかった。また、電子透かし処理に
おいては、空間領域からの検出を行う場合であっても、
画像変換が施された画像データからの検出では電子透か
しパターンに誤差が含まれることから、正確な電子透か
し成分検出値ＷＭを得ることができなかった。

【００７６】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たものであり、電子透かしパターンの領域設定がＭＰＥ
ＧにおけるＤＣＴブロック構成に合っていない場合であ
っても、ＤＣＴ領域からの電子透かしの検出を可能と
し、また、画像変換が施された画像データから正確に電
子透かしを検出することができる付加データ検出装置及
び付加データ検出方法並びに付加データ検出プログラム
を提供することを目的とする。

【００７７】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明にかかる付加データ検出装置は、主データに対し
て埋め込まれた付加データを検出する付加データ検出装
置であって、検出すべき付加データパターンと付加デー
タを検出する対象としての検出対象主データとの相関値
を、検出対象主データに対して設定した一又は複数の領
域毎に検出する相関検出手段を備え、相関検出手段は、
一の領域から抽出すべき相関値を、当該一の領域のデー
タのみならず、検出対象主データの全体のデータと、検
出対象主データと同サイズを有する各領域の相関値算出
用の付加データパターンとの相関演算を行うことによっ
て求めることを特徴としている。

【００７８】このような本発明にかかる付加データ検出
装置は、相関検出手段によって一の領域から抽出すべき
相関値を求める際に、検出対象主データの全体のデータ
と、これと同サイズを有する各領域の相関値算出用の付
加データパターンとの相関演算を行う。

【００７９】また、上述した目的を達成する本発明にか
かる付加データ検出方法は、主データに対して埋め込ま
れた付加データを検出する付加データ検出方法であっ
て、検出すべき付加データパターンと付加データを検出
する対象としての検出対象主データとの相関値を、検出
対象主データに対して設定した一又は複数の領域毎に検
出する相関検出工程を備え、相関検出工程では、一の領
域から抽出すべき相関値が、当該一の領域のデータのみ
ならず、検出対象主データの全体のデータと、検出対象
主データと同サイズを有する各領域の相関値算出用の付
加データパターンとの相関演算が行われることによって
求められることを特徴としている。

【００８０】このような本発明にかかる付加データ検出
方法は、一の領域から抽出すべき相関値を求める際に、
検出対象主データの全体のデータと、これと同サイズを
有する各領域の相関値算出用の付加データパターンとの
相関演算を行う。

【００８１】さらに、上述した目的を達成する本発明に
かかる付加データ検出プログラムは、主データに対して
埋め込まれた付加データを検出するコンピュータ読み取
り可能な付加データ検出プログラムであって、検出すべ
き付加データパターンと付加データを検出する対象とし
ての検出対象主データとの相関値を、検出対象主データ
に対して設定した一又は複数の領域毎に検出する相関検
出処理を備え、相関検出処理では、一の領域から抽出す
べき相関値が、当該一の領域のデータのみならず、検出
対象主データの全体のデータと、検出対象主データと同
サイズを有する各領域の相関値算出用の付加データパタ
ーンとの相関演算が行われることによって求められるこ
とを特徴としている。

【００８２】このような本発明にかかる付加データ検出
プログラムは、実行されると、一の領域から抽出すべき
相関値を求める際に、検出対象主データの全体のデータ
と、これと同サイズを有する各領域の相関値算出用の付
加データパターンとの相関演算を行う。

【００８３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明す
る。

【００８４】この実施の形態は、図１に示すように、例
えばＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式に
よって圧縮された主データである画像データに対して、
ディジタルデータの複製制御のための情報や著作権者表
示のための著作権情報等が付加データとして埋め込まれ
たいわゆる電子透かし（Digital Watermark, DigitalDa
ta Embedding, Digital Data Hiding）を検出する電子
透かし検出装置１０である。この電子透かし検出装置１
０は、付加データとしての電子透かしが埋め込まれた画
像データを用いてＤＣＴ（Discrete Cosine Transfor
m；離散コサイン変換）領域から電子透かしを検出する
ものであり、電子透かしパターンの領域設定がＭＰＥＧ
（Moving Picture Experts Group）におけるＤＣＴブロ
ック構成に合っていない場合であっても、ＤＣＴ領域か
らの電子透かしの検出を可能とし、また、画像変換が施
された画像データから正確に電子透かしを検出すること
ができるものである。

【００８５】電子透かし検出装置１０は、同図に示すよ
うに、検出すべき付加データパターンである電子透かし
パターンＷを生成する電子透かしパターン生成部１１
と、この電子透かしパターン生成部１１によって生成さ
れた電子透かしパターンＷと検出対象画像データＹとの
相関値である電子透かし成分検出値ＷＭを検出する相関
検出部１２と、この相関検出部１２によって検出された
電子透かし成分検出値ＷＭの信頼性を評価する検出値評
価部１３とを備える。

【００８６】電子透かし検出装置１０は、これらの各部
をハードウェアで実現するのみならず、ソフトウェアで
実現することもできる。電子透かし検出装置１０は、ソ
フトウェアで実現する場合には、例えばパーソナルコン
ピュータや画像データを扱うことができる各種電子機器
におけるＣＰＵ（Central Processing Unit）によって
電子透かしを検出するための検出プラグラムを実行する
ことにより、各部の機能を実現することができる。この
検出プログラムは、例えばいわゆるコンパクトディスク
（Compact Disc）等の所定の記録媒体やインターネット
等の伝送媒体によって提供されるものである。

【００８７】なお、以下では、説明の便宜上、例えば、
Ｋ，Ｌを正の整数として、画素数が縦８Ｋ×横８Ｌで表
現される電子透かしが埋め込まれた検出対象画像データ
Ｙに対する処理を行うものとし、検出対象画像データＹ
を縦８×横８画素からなるブロックに分割したときにお
ける各ブロックを行列Ｙ_ｋｌ（ｋ＝０，・・・，Ｋ−
１，ｌ＝０，・・・，Ｌ−１）で表現し、各ブロックに
対応する電子透かしパターンを行列Ｗ_ｋｌ（ｋ＝０，・
・・，Ｋ−１，ｌ＝０，・・・，Ｌ−１）で表現するも
のとする。

【００８８】電子透かしパターン生成部１１は、図示し
ないメモリ等に記憶されている電子透かしパターン生成
キー情報を用いて、図示しない電子透かし埋め込み装置
によって元画像データに対して埋め込まれた電子透かし
パターンＷを生成する。電子透かしパターン生成部１１
は、生成した電子透かしパターンＷを相関検出部１２に
供給する。

【００８９】相関検出部１２には、電子透かしパターン
生成部１１によって生成された電子透かしパターンＷ
と、電子透かしの有無を確認したい検出対象画像データ
Ｙとが供給される。相関検出部１２は、検出対象画像デ
ータＹと電子透かしパターンＷとの相関値である電子透
かし成分検出値ＷＭの検出処理を周波数領域で行う。こ
のとき、相関検出部１２は、後述するように、電子透か
し成分検出値ＷＭを、検出対象画像データＹに対して設
定した一又は複数の領域毎に検出する。相関検出部１２
は、検出した電子透かし成分検出値ＷＭを検出値評価部
１３に供給する。

【００９０】検出値評価部１３は、相関検出部１２によ
って検出された電子透かし成分検出値ＷＭのレベルによ
って電子透かしの信頼性を評価するものである。検出値
評価部１３は、評価結果を検出情報ＤＴとして外部に出
力する。

【００９１】このような電子透かし検出装置１０は、例
えば画像データを複製しようとする際に、入力された検
出対象画像データＹから電子透かし成分検出値ＷＭを検
出し、この電子透かし成分検出値ＷＭの信頼性を評価し
た上で、検出情報ＤＴとして出力する。これにより、電
子透かし検出装置１０においては、検出情報ＤＴに応じ
て、主データたる画像データの正当性を評価し、主デー
タについての違法な複製を防止することができる。

【００９２】さて、電子透かし検出装置１０は、上述し
たように、相関検出部１２によって検出対象画像データ
Ｙと電子透かしパターンＷとの相関値を求める処理を行
う。この相関検出部１２は、図２に示すように、検出対
象画像データＹに対して設定した一又は複数の領域毎に
対応する電子透かしパターンＷとの相関値である部分相
関値Ｃ_１を検出する部分相関値検出部２１と、この部分
相関値検出部２１によって検出された部分相関値Ｃ_１の
信頼性を評価する部分相関値評価部２２と、この部分相
関値評価部２２から出力される各領域毎の部分相関値Ｃ
_２を積算する相関値積算部２３とを有する。

【００９３】部分相関値検出部２１は、検出対象画像デ
ータＹに一又は複数の領域を設定し、各領域毎に、当該
領域に対応する電子透かしパターンＷとの相関値である
部分相関値Ｃ_１を検出する。部分相関値検出部２１は、
検出した部分相関値Ｃ_１を部分相関値評価部２２に供給
する。

【００９４】部分相関値評価部２２は、部分相関値検出
部２１によって検出された各領域における部分相関値Ｃ
_１を評価し、必要な演算を施した後、部分相関値Ｃ_２を
相関値積算部２３に供給する。

【００９５】相関値積算部２３は、部分相関値評価部２
２から供給された各領域における部分相関値Ｃ_２を積算
し、画像データ全体に対する相関値としての電子透かし
成分検出値ＷＭを求め、後段の検出値評価部１３に供給
する。

【００９６】このような相関検出部１２は、行列Ｙ_ｋｌ
から構成される検出対象画像データＹに対して任意の一
又は複数の領域を設定し、各領域毎に電子透かしパター
ンを設定する。具体的には、相関検出部１２は、例え
ば、図３（Ａ）に示すＫ×Ｌ個のブロックからなる検出
対象画像データＹに対して、同図（Ｂ）に示すように、
Ｎ個の領域を設定する。なお、ここでは、ｎ（＝０，
１，・・・，Ｎ−１）番目の領域を領域ｎと称するもの
とする。また、ここでは、各領域の形状が正方形である
ものとして説明するが、各領域は、任意の形状を呈する
ものであってもよい。さらに、ここでは、検出対象画像
データＹの全領域を間隙なく一又は複数の領域に分割す
るものとして説明するが、全領域を分割する必要はな
い。

【００９７】ここで、相関検出部１２における部分相関
値検出部２１によって求める領域の単位をＮ個の領域と
し、領域ｎから抽出すべき電子透かし成分検出値をＷＭ
_ｎとすると、相関検出部１２によって求められる電子透
かし成分検出値ＷＭは、次式（２０）で表すことができ
る。

【００９８】

【数２０】

【００９９】なお、上式（２０）における"ｆ"は、部分
相関値評価関数である。この部分相関値評価関数ｆとし
ては、何も処理を行わない場合もあり、又は、例えばブ
ロック相関値が所定の範囲内にないときは異常データと
判断して"０"を出力することによって上述した相関値積
算部２３による相関値積算の対象から除外する場合もあ
る。

【０１００】ここで、電子透かし成分検出値ＷＭ_ｎを求
めるに際して、領域ｎのデータのみならず、検出対象画
像データＹ全体のデータと、これと同サイズを有する各
領域の電子透かし成分検出値ＷＭ_ｎ算出用の電子透かし
パターンとの相関演算を行うことによって求めるものと
し、各領域の電子透かし成分検出値ＷＭ_ｎ算出用の電子
透かしパターンを縦８×横８画素からなるブロックに分
割し、各ブロックを行列Ｗ_ｎｋｌ（ｋ＝０，・・・，Ｋ
−１，ｌ＝０，・・・，Ｌ−１）で表現するものとする
と、次式（２１）が成立する。

【０１０１】

【数２１】

【０１０２】行列Ｗ_ｎｋｌで表現されるブロックから構
成される電子透かしパターンとしては、例えば、図４
（Ａ）に示す領域ｎの電子透かし成分検出値ＷＭ_ｎ算出
用の電子透かしパターンを、同図（Ｂ）に示すように、
縦８×横８画素からなるブロックに分割したものが考え
られる。すなわち、この電子透かしパターンは、領域ｎ
に対応する電子透かしパターンに対して、その他の領域
に対応する要素を全て"０"として構成されたものであ
る。

【０１０３】上式（２１）を上式（２０）に代入するこ
とによって次式（２２）を得ることができる。

【０１０４】

【数２２】

【０１０５】ここで、行列Ｙ_ｋｌ，Ｗ_ｎｋｌにおけるＤ
ＣＴ係数行列を、それぞれ、Ｘ_ｋｌ，Ｖ_ｋｌとする。一
般に２つの行列Ａ，ＢにおけるＤＣＴ係数行列を、それ
ぞれ、Ｃ，Ｄで表現すると、次式（２３）に示す関係が
成立することから、次式（２３）及び上式（２２）から
次式（２４）を得ることができる。

【０１０６】

【数２３】

【０１０７】

【数２４】

【０１０８】上述した検出対象画像データＹに対するＮ
個の領域の設定は任意であることから、電子透かしパタ
ーンの領域設定がＭＰＥＧにおけるＤＣＴブロック構成
に合っていない場合であっても、相関検出部１２は、上
述した定義にしたがって行列Ｗ_ｎｋｌを各領域に対して
用意することにより、ＤＣＴ領域からの電子透かしの検
出を行うことが可能となる。なお、図４に示した例で
は、行列Ｗ_ｎｋｌの多くは零行列であることから、相関
検出部１２は、その部分の演算を省略することによって
上式（２２）及び上式（２４）の演算を大幅に簡略化す
ることができる。

【０１０９】一方、相関検出部１２は、検出対象画像デ
ータＹに対して何らかの画像変換を施した場合であって
も、以下のようにして画像変換が施された画像データか
ら正確に電子透かしを検出することができる。

【０１１０】行列Ｙ_ｋｌから構成される検出対象画像デ
ータＹに対して何らかの画像変換を施し、変換後の画像
データを縦８×横８画素からなるブロックに分割し、各
ブロックを行列Ｙ'_ｋｌ（ｋ＝０，・・・，Ｋ'−１，ｌ
＝０，・・・，Ｌ'−１）で表現するとともに、行列Ｗ
_ｎｋｌから構成される電子透かしパターンに対して同一
の変換を施し、変換後の電子透かしパターンを縦８×横
８画素からなるブロックに分割し、各ブロックに対応す
る電子透かしパターンを行列Ｗ'_ｎｋｌ（ｋ＝０，・・
・，Ｋ'−１，ｌ＝０，・・・，Ｌ'−１）で表現する
と、次式（２５）及び次式（２６）が成立する。

【０１１１】

【数２５】

【０１１２】

【数２６】

【０１１３】上式（２６）における右辺分子は、通常、
一定になるパターンを用いることから、右辺分母も一定
となる。そのため、上式（２６）における"Ｂ_ｎ"は、定
数とすることができる。上式（２５）を上式（２２）に
代入することによって次式（２７）を得ることができ
る。

【０１１４】

【数２７】

【０１１５】行列Ｙ'_ｋｌ，Ｗ'_ｎｋｌにおけるＤＣＴ係
数を、それぞれ、Ｘ'_ｋｌ，Ｖ'_ｎｋ _ｌとすると、上式
（２３）及び上式（２７）から次式（２８）を得ること
ができる。

【０１１６】

【数２８】

【０１１７】これにより、相関検出部１２は、画像変換
が施された画像データにおいて電子透かしパターンの領
域設定がＭＰＥＧにおけるＤＣＴブロック構成に合って
いない場合であっても、上述した定義にしたがって行列
Ｗ'_ｎｋｌを各領域に対して用意することにより、ＤＣ
Ｔ領域からの電子透かしの検出を行うことが可能とな
る。また、行列Ｗ'_ｎｋｌには、領域ｎの周辺領域の電
子透かしパターンの影響が加味されないことから、周辺
領域の電子透かしパターンによる誤差が発生することは
ない。なお、図４に示した例では、行列Ｗ'_ｎｋｌの多
くは零行列であることから、相関検出部１２は、その部
分の演算を省略することによって上式（２７）及び上式
（２８）の演算を大幅に簡略化することができる。

【０１１８】このように、電子透かし検出装置１０は、
画像変換の有無にかかわらず、電子透かしパターンの領
域設定がＭＰＥＧにおけるブロック構成に合っていない
場合であっても、ＤＣＴ領域からの電子透かしの検出を
行うことができる。また、電子透かし検出装置１０は、
各領域の電子透かしパターンが領域間で相互に影響を及
ぼし合うことがないように、電子透かしを検出すること
ができる。

【０１１９】このような電子透かし検出装置１０は、相
関検出部１２における部分相関値検出部２１によって図
５に示す一連の処理を経ることにより、部分相関値Ｃ_１
を検出することができる。

【０１２０】まず、部分相関値検出部２１は、同図に示
すように、ステップＳ１において、各ブロックに対応す
る電子透かしパターンを示す行列Ｗ_ｋｌから行列Ｗ
_ｎｋｌを生成する。

【０１２１】続いて、部分相関値検出部２１は、ステッ
プＳ２において、検出対象画像データＹに対して画像変
換が施されているか否かを判別する。例えば、部分相関
値検出部２１は、いわゆるＳＤ（Standard Definitio
n）フォーマット画像データからいわゆるＨＤ（High De
finition）フォーマット画像データへの変換といったよ
うに画素数変換による解像度変換が施されているか否か
を判別するためには、ＭＰＥＧストリームの画像サイズ
情報を参照することにより、当該画像変換が施されてい
るか否かを判別することができる。また、部分相関値検
出部２１は、シフト、拡大、縮小又は回転等の幾何学変
換が施されているか否かを判別するためには、それを検
出するための電子透かし情報を画像データに対して別途
埋め込んでおく方法や、電子透かしの自己相関を用いる
方法等を適用することにより、当該画像変換が施されて
いるか否かを判別することができる。

【０１２２】ここで、画像変換が施されていないものと
判別した場合には、部分相関値検出部２１は、ステップ
Ｓ５へと処理を移行し、行列Ｗ_ｎｋｌに対してＤＣＴを
施し、行列Ｖ_ｎｋｌを生成する。

【０１２３】さらに、部分相関値検出部２１は、ステッ
プＳ６において、上式（２４）に示した行列Ｖ_ｎｋｌを
用いた内積演算を行う。

【０１２４】一方、ステップＳ２において画像変換が施
されているものと判別した場合には、部分相関値検出部
２１は、ステップＳ３へと処理を移行し、行列Ｗ_ｎｋｌ
に対して同じ変換を施して行列Ｗ'_ｎｋｌを生成し、こ
の行列Ｗ'_ｎｋｌに対してＤＣＴを施し、行列Ｖ'_ｎｋｌ
を生成する。

【０１２５】さらに、部分相関値検出部２１は、ステッ
プＳ４において、上式（２８）に示した行列Ｖ'_ｎｋｌ
を用いた内積演算を行う。

【０１２６】そして、部分相関値検出部２１は、ステッ
プＳ７において、上式（２４）及び上式（２８）に示し
たように、ステップＳ４又はステップＳ６において求め
られた内積値を領域毎に積算して部分相関値Ｃ_１を生成
し、一連の処理を終了する。

【０１２７】電子透かし検出装置１０においては、部分
相関値検出部２１によってこのような処理を行うことに
より、部分相関値Ｃ_１を生成することができる。なお、
電子透かし検出装置１０は、上述したステップＳ３又は
ステップＳ５において行列Ｖ _ｎｋｌ，Ｖ'_ｎｋｌを生成
するのではなく、対応する画像変換の種類を限定するこ
とにより、予め必要な数の行列Ｖ_ｎｋｌ，Ｖ'_ｎｋｌを
求めたものを図示しないメモリ等の記憶手段に記憶して
おき、画像変換の種類によってメモリから読み出すべき
行列Ｖ_ｎｋｌ，Ｖ'_ｎｋｌを切り替えて使用するように
してもよい。電子透かし検出装置１０においては、いず
れの場合であっても、行列Ｖ_ｎｋｌ，Ｖ'_ｎｋｌのう
ち、全ての要素が"０"である又は微小値であるものにつ
いては、演算を省略することができる。

【０１２８】なお、電子透かし検出装置１０において
は、検出対象画像データＹに対する領域設定は任意であ
り、例えば行列Ｙ_ｋｌのブロック構成に合わせて設定し
た場合（このとき、Ｎ＝Ｋ×Ｌとなる。）には、上述し
た従来の技術として示した例に相当することになる。

【０１２９】また、電子透かし検出装置１０において
は、１画素毎に領域設定を行う（このとき、Ｎ＝８Ｋ×
８Ｌとなる。）ことも可能である。このとき、電子透か
し検出装置１０においては、各領域の電子透かしパター
ンを、行列Ｗ_ｋｌから構成される元の電子透かしパター
ンＷとは関係なく全領域を"１"とするならば、ＤＣＴ領
域から１画素単位のデータを抽出することができる。さ
らに、電子透かし検出装置１０においては、画像変換前
の１画素単位に相当するデータを、元の検出対象画像デ
ータＹに戻すことなく、画像変換が施された場合のＤＣ
Ｔ領域から直接抽出することもできる。このようにして
得られたデータは、行列Ｙ_ｋｌから構成される元の検出
対象画像データＹと等しいことから、電子透かし検出装
置１０は、このデータと元の電子透かしパターンＷとを
用いて次式（２９）によって電子透かし成分検出値ＷＭ
を得ることができる。

【０１３０】

【数２９】

【０１３１】なお、この手法を応用した例として、任意
の電子透かしパターンが埋め込まれた検出対象画像デー
タに対してフォーマット変換が施された場合を考える。
例えば、標準的なビデオ画像データは、画素数が縦４８
０×横７２０で構成されるが、この画像データを縦４８
０×横４８０画素に変換して放送する場合や、いわゆる
ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）に記録する場合があ
る。このような場合、電子透かし検出装置１０において
は、変換前の画像データから抽出する電子透かし成分検
出値と同等のものが、変換後の画像データから元の画像
フォーマットに逆変換を施すことなく、空間領域又はＤ
ＣＴ領域にかかわらず直接抽出することが可能となる。
勿論、電子透かし検出装置１０においては、他のフォー
マット変換であっても同様に電子透かし成分検出値を直
接抽出することができる。

【０１３２】また、ＳＤフォーマット画像データとＨＤ
フォーマット画像データとの間で互換性を持たせるため
に、電子透かしパターンとして、相互に変換した際に同
等となるものを用いる場合を考える。例えば、ＳＤフォ
ーマット画像データからＨＤフォーマット画像データへ
とアップコンバートする場合には、電子透かし検出装置
１０においては、ＳＤフォーマット画像データから抽出
する電子透かし成分検出値と同等のものが、ＨＤフォー
マット画像データからＳＤフォーマット画像データへと
ダウンコンバートすることなく、空間領域又はＤＣＴ領
域にかかわらず直接抽出することが可能となる。勿論、
電子透かし検出装置１０においては、ＨＤフォーマット
画像データからＳＤフォーマット画像データへとダウン
コンバートする場合であっても、ＨＤフォーマット画像
データから抽出する電子透かし成分検出値と同等のもの
が、ＳＤフォーマット画像データからＨＤフォーマット
画像データへとアップコンバートすることなく、空間領
域又はＤＣＴ領域にかかわらず直接抽出することが可能
となる。

【０１３３】以上説明したように、電子透かし検出装置
１０は、画像変換の有無にかかわらず、電子透かしパタ
ーンの領域設定がＭＰＥＧにおけるブロック構成に合っ
ていない場合であっても、ＤＣＴ領域からの電子透かし
の検出を行うことができる。また、電子透かし検出装置
１０は、各領域の電子透かしパターンが領域間で相互に
影響を及ぼし合うことがないように、電子透かしを検出
することができることから、より正確な電子透かしの検
出を行うことができる。したがって、電子透かし検出装
置１０は、ユーザにとって優れた利便を提供することが
できるものである。

【０１３４】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されるものではない。例えば、上述した実施の形態で
は、画像データに対して埋め込まれた電子透かしを検出
するものとして説明したが、本発明は、主データとし
て、画像データ以外の２次元データ、音声データ等の１
次元データ又は立体像等の３次元データを用いた場合で
あっても容易に適用することができる。

【０１３５】このように、本発明は、その趣旨を逸脱し
ない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもな
い。

【０１３６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる付加データ検出装置は、主データに対して埋め込ま
れた付加データを検出する付加データ検出装置であっ
て、検出すべき付加データパターンと付加データを検出
する対象としての検出対象主データとの相関値を、検出
対象主データに対して設定した一又は複数の領域毎に検
出する相関検出手段を備え、相関検出手段は、一の領域
から抽出すべき相関値を、当該一の領域のデータのみな
らず、検出対象主データの全体のデータと、検出対象主
データと同サイズを有する各領域の相関値算出用の付加
データパターンとの相関演算を行うことによって求め
る。

【０１３７】したがって、本発明にかかる付加データ検
出装置は、相関検出手段によって一の領域から抽出すべ
き相関値を求める際に、検出対象主データの全体のデー
タと、これと同サイズを有する各領域の相関値算出用の
付加データパターンとの相関演算を行うことにより、画
像変換の有無にかかわらず、付加データパターンの領域
設定が検出対象主データに対してＤＣＴを施したＤＣＴ
ブロック構成に合っていない場合であっても、ＤＣＴ領
域からの電子透かしの検出を正確に行うことができる。

【０１３８】また、本発明にかかる付加データ検出方法
は、主データに対して埋め込まれた付加データを検出す
る付加データ検出方法であって、検出すべき付加データ
パターンと付加データを検出する対象としての検出対象
主データとの相関値を、検出対象主データに対して設定
した一又は複数の領域毎に検出する相関検出工程を備
え、相関検出工程では、一の領域から抽出すべき相関値
が、当該一の領域のデータのみならず、検出対象主デー
タの全体のデータと、検出対象主データと同サイズを有
する各領域の相関値算出用の付加データパターンとの相
関演算が行われることによって求められる。

【０１３９】したがって、本発明にかかる付加データ検
出方法は、一の領域から抽出すべき相関値を求める際
に、検出対象主データの全体のデータと、これと同サイ
ズを有する各領域の相関値算出用の付加データパターン
との相関演算を行うことにより、画像変換の有無にかか
わらず、付加データパターンの領域設定が検出対象主デ
ータに対してＤＣＴを施したＤＣＴブロック構成に合っ
ていない場合であっても、ＤＣＴ領域からの電子透かし
の検出を正確に行うことが可能となる。

【０１４０】さらに、本発明にかかる付加データ検出プ
ログラムは、主データに対して埋め込まれた付加データ
を検出するコンピュータ読み取り可能な付加データ検出
プログラムであって、検出すべき付加データパターンと
付加データを検出する対象としての検出対象主データと
の相関値を、検出対象主データに対して設定した一又は
複数の領域毎に検出する相関検出処理を備え、相関検出
処理では、一の領域から抽出すべき相関値が、当該一の
領域のデータのみならず、検出対象主データの全体のデ
ータと、検出対象主データと同サイズを有する各領域の
相関値算出用の付加データパターンとの相関演算が行わ
れることによって求められる。

【０１４１】したがって、本発明にかかる付加データ検
出プログラムは、実行されると、一の領域から抽出すべ
き相関値を求める際に、検出対象主データの全体のデー
タと、これと同サイズを有する各領域の相関値算出用の
付加データパターンとの相関演算を行うことにより、画
像変換の有無にかかわらず、付加データパターンの領域
設定が検出対象主データに対してＤＣＴを施したＤＣＴ
ブロック構成に合っていない場合であっても、ＤＣＴ領
域からの電子透かしの検出を正確に行うことを可能とす
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態として示す電子透かし検出
装置の構成を説明するブロック図である。

【図２】同電子透かし検出装置が備える相関検出部の構
成を説明するブロック図である。

【図３】検出対象画像データを説明する図であって、
（Ａ）は、検出対象画像データが複数のブロックから構
成される様子を示し、（Ｂ）は、検出対象画像データに
対して複数の領域を設定した様子を示す図である。

【図４】電子透かしパターンを説明する図であって、
（Ａ）は、一の領域に対応する電子透かしパターンを示
し、（Ｂ）は、（Ａ）に示す電子透かしパターンを複数
のブロックに分割した様子を示す図である。

【図５】同相関検出部が有する部分相関値検出部におけ
る一連の処理を説明するフローチャートである。

【図６】元画像データと電子透かしパターンとの内積
値、及び電子透かしが埋め込まれた画像データと電子透
かしパターンとの内積値の相対頻度分布を説明する図で
ある。

【図７】電子透かしの有無を確認したい検出対象画像デ
ータと電子透かしパターンとの内積値の相対頻度分布を
説明する図であって、ある閾値に対する内積値の大小に
基づいて、電子透かしの有無を判別する様子を説明する
ための図である。

【図８】電子透かしの有無を確認したい検出対象画像デ
ータと電子透かしパターンとの内積値の相対頻度分布を
説明する図であって、閾値を定めるために必要なパラメ
ータを説明するための図である。

【図９】電子透かしの有無を確認したい検出対象画像デ
ータと電子透かしパターンとの内積値の相対頻度分布を
説明する図であって、内積値が所定の条件を満たすよう
にスカラー値を定める様子を説明するための図である。

【図１０】電子透かしの有無を確認したい検出対象画像
データと電子透かしパターンとの内積値の相対頻度分布
を説明する図であって、確率が極めて小さい値となるよ
うに閾値を定めた様子を説明するための図である。

【図１１】元画像データに対して複数の電子透かしパタ
ーンを埋め込み、検出する電子透かし処理を概念的に説
明する図である。

【図１２】画像データを説明する図であって、画像デー
タを小領域に分割する手法を実現するための小領域の配
置の仕方の一例として小領域を格子状に配置した様子を
説明するための図である。

【図１３】画像データを説明する図であって、元画像デ
ータを小領域に分割し、同一ビットを複数の小領域に割
り当てる様子を説明するための図である。

【図１４】縦８×横８画素からなるブロックに分割した
検出対象画像データを説明する図である。

【図１５】検出対象画像データに対して何らかの画像変
換を施して得られた変換後の画像データを説明する図で
あって、縦８×横８画素からなるブロックに分割した画
像データを説明する図である。

【図１６】画像変換前の検出対象画像データを説明する
図である。

【図１７】シフト変換を施した場合における画像変換後
の画像データと、この画像データに対して画像変換前の
検出対象画像データのブロックを構成する区切りに相当
する区切りを設定して得られたブロックで表現される画
像データとの関係を説明する図である。

【図１８】縦横ともに１．２倍に拡大変換を施した場合
における画像変換後の画像データと、この画像データに
対して画像変換前の検出対象画像データのブロックを構
成する区切りに相当する区切りを設定して得られたブロ
ックで表現される画像データとの関係を説明する図であ
る。

【図１９】回転変換を施した場合における画像変換後の
画像データと、この画像データに対して画像変換前の検
出対象画像データのブロックを構成する区切りに相当す
る区切りを設定して得られたブロックで表現される画像
データとの関係を説明する図である。

【図２０】縦横ともに１．５倍に画素数変換による解像
度変換を施した場合における画像変換後の画像データ
と、この画像データに対して画像変換前の検出対象画像
データのブロックを構成する区切りに相当する区切りを
設定して得られたブロックで表現される画像データとの
関係を説明する図である。

【符号の説明】

１０電子透かし検出装置、１１電子透かしパター
ン生成部、１２相関検出部、１３検出値評価
部、２１部分相関値検出部、２２部分相関値評
価部、２３相関値積算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村理東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者相馬俊一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者西野洋一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5B057 BA01 CA19 CE09 CG05 CG07 CH08 DA08 DC34 5C063 AA01 AB03 AB07 AC01 AC05 AC10 CA23 CA36 DA03 DA07 DA13 DB09 5C076 AA14 BA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主データに対して埋め込まれた付加デー
タを検出する付加データ検出装置であって、検出すべき付加データパターンと上記付加データを検出
する対象としての検出対象主データとの相関値を、上記
検出対象主データに対して設定した一又は複数の領域毎
に検出する相関検出手段を備え、上記相関検出手段は、一の領域から抽出すべき相関値
を、当該一の領域のデータのみならず、上記検出対象主
データの全体のデータと、上記検出対象主データと同サ
イズを有する各領域の相関値算出用の付加データパター
ンとの相関演算を行うことによって求めることを特徴と
する付加データ検出装置。
【請求項２】上記相関検出手段は、上記検出対象主データに対して設定した一又は複数の領
域毎に対応する付加データパターンとの相関値である第
１の部分相関値を検出する部分相関値検出手段と、上記部分相関値検出手段によって検出された上記第１の
部分相関値の信頼性を評価する部分相関値評価手段と、上記部分相関値評価手段から出力される各領域毎の第２
の部分相関値を積算する相関値積算手段とを有すること
を特徴とする請求項１記載の付加データ検出装置。
【請求項３】上記各領域の相関値算出用の付加データ
パターンは、各領域に対応する電子透かしパターンに対
して、その他の領域に対応する要素を全て０として構成
されたものであることを特徴とする請求項１記載の付加
データ検出装置。
【請求項４】上記相関検出手段は、上記各領域の相関
値算出用の付加データパターンのうち、要素が０又は微
小値である部分の演算を省略することを特徴とする請求
項３記載の付加データ検出装置。
【請求項５】上記相関検出手段は、上記相関値を周波
数領域で検出することを特徴とする請求項１記載の付加
データ検出装置。
【請求項６】検出すべき付加データパターンを生成す
る付加データパターン生成手段を備えることを特徴とす
る請求項１記載の付加データ検出装置。
【請求項７】上記相関検出手段によって検出された上
記相関値の信頼性を評価する相関値評価手段を備えるこ
とを特徴とする請求項１記載の付加データ検出装置。
【請求項８】主データに対して埋め込まれた付加デー
タを検出する付加データ検出方法であって、検出すべき付加データパターンと上記付加データを検出
する対象としての検出対象主データとの相関値を、上記
検出対象主データに対して設定した一又は複数の領域毎
に検出する相関検出工程を備え、上記相関検出工程では、一の領域から抽出すべき相関値
が、当該一の領域のデータのみならず、上記検出対象主
データの全体のデータと、上記検出対象主データと同サ
イズを有する各領域の相関値算出用の付加データパター
ンとの相関演算が行われることによって求められること
を特徴とする付加データ検出方法。
【請求項９】上記相関検出工程は、上記検出対象主データに対して設定した一又は複数の領
域毎に対応する付加データパターンとの相関値である第
１の部分相関値を検出する部分相関値検出工程と、上記部分相関値検出工程にて検出された上記第１の部分
相関値の信頼性を評価する部分相関値評価工程と、上記部分相関値評価工程にて出力される各領域毎の第２
の部分相関値を積算する相関値積算工程とを有すること
を特徴とする請求項８記載の付加データ検出方法。
【請求項１０】上記各領域の相関値算出用の付加デー
タパターンは、各領域に対応する電子透かしパターンに
対して、その他の領域に対応する要素を全て０として構
成されたものであることを特徴とする請求項８記載の付
加データ検出方法。
【請求項１１】上記相関検出工程では、上記各領域の
相関値算出用の付加データパターンのうち、要素が０又
は微小値である部分の演算が省略されることを特徴とす
る請求項１０記載の付加データ検出方法。
【請求項１２】上記相関検出工程では、上記相関値が
周波数領域で検出されることを特徴とする請求項８記載
の付加データ検出方法。
【請求項１３】検出すべき付加データパターンを生成
する付加データパターン生成工程を備えることを特徴と
する請求項８記載の付加データ検出方法。
【請求項１４】上記相関検出工程にて検出された上記
相関値の信頼性を評価する相関値評価工程を備えること
を特徴とする請求項８記載の付加データ検出方法。
【請求項１５】主データに対して埋め込まれた付加デ
ータを検出するコンピュータ読み取り可能な付加データ
検出プログラムであって、検出すべき付加データパターンと上記付加データを検出
する対象としての検出対象主データとの相関値を、上記
検出対象主データに対して設定した一又は複数の領域毎
に検出する相関検出処理を備え、上記相関検出処理では、一の領域から抽出すべき相関値
が、当該一の領域のデータのみならず、上記検出対象主
データの全体のデータと、上記検出対象主データと同サ
イズを有する各領域の相関値算出用の付加データパター
ンとの相関演算が行われることによって求められること
を特徴とする付加データ検出プログラム。
【請求項１６】上記相関検出処理は、上記検出対象主データに対して設定した一又は複数の領
域毎に対応する付加データパターンとの相関値である第
１の部分相関値を検出する部分相関値検出処理と、上記部分相関値検出処理にて検出された上記第１の部分
相関値の信頼性を評価する部分相関値評価処理と、上記部分相関値評価処理にて出力される各領域毎の第２
の部分相関値を積算する相関値積算処理とを有すること
を特徴とする請求項１５記載の付加データ検出プログラ
ム。
【請求項１７】上記各領域の相関値算出用の付加デー
タパターンは、各領域に対応する電子透かしパターンに
対して、その他の領域に対応する要素を全て０として構
成されたものであることを特徴とする請求項１５記載の
付加データ検出プログラム。
【請求項１８】上記相関検出処理では、上記各領域の
相関値算出用の付加データパターンのうち、要素が０又
は微小値である部分の演算が省略されることを特徴とす
る請求項１７記載の付加データ検出プログラム。
【請求項１９】上記相関検出処理では、上記相関値が
周波数領域で検出されることを特徴とする請求項１５記
載の付加データ検出プログラム。
【請求項２０】検出すべき付加データパターンを生成
する付加データパターン生成処理を備えることを特徴と
する請求項１５記載の付加データ検出プログラム。
【請求項２１】上記相関検出処理にて検出された上記
相関値の信頼性を評価する相関値評価処理を備えること
を特徴とする請求項１５記載の付加データ検出プログラ
ム。