JP2003134328A - 電子透かし埋め込み処理装置、および電子透かし埋め込み処理方法、並びにコンピュータ・プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常の観察状況で認知し難く、また検出精度
を低下させない電子透かし埋め込みを可能とした電子透
かしの埋め込み処理構成を提供する。 【解決手段】 電子透かし埋め込み処理対象となるデー
タを、多階調処理し、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象
データ（情報信号）のデータレベル（例えばビットレベ
ル、量子化レベル）よりも低いレベルで、付加情報に基
づく電子透かし（ＷＭ）情報を重畳する。多階調処理に
より生成した拡張情報信号部（低位ビット）に電子透か
し情報を埋め込む処理を実行する構成とした。本構成に
より、情報信号の品質の劣化を最小限にでき、画像や音
楽などの比較的階調変化の微小な部分（フラットな部
分）に電子透かしを埋め込んだ場合でも、知覚されにく
い埋め込みが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、動画、静止画等の
画像データ、あるいは音楽、音声、その他の各種データ
に著作権情報、編集情報などの付加情報を埋め込みまた
は読み取る技術に関する。例えば画像、音声データ中に
通常の観察または聴取状態では認識困難な付加情報とし
て電子透かし（ウォーターマーク:Digital Watermarkin
gまたは、Data Hidingとも呼ばれる）を埋め込む処理を
実行する電子透かし埋め込み処理装置、および電子透か
し埋め込み処理方法、並びにコンピュータ・プログラム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル技術の進歩に伴い、記録、再生
処理の繰り返し実行による画質劣化、音質劣化等の発生
しないデジタル記録再生装置が普及し、また一方では、
様々な画像、音楽等のデジタテルコンテンツがデジタル
ＶＴＲ、ＤＶＤ，ＣＤなどの媒体またはネットワーク等
を通じて配信、流通可能な状態となってきている。

【０００３】デジタル記録再生では、アナログ記録再生
と異なり、記録再生処理を繰り返し実行してもデータの
劣化が発生しないため、オリジナルデータと同様の品質
が保たれる。このようなデジタル記録再生技術の普及は
不正コピーの氾濫を招く結果となり、著作権の保護とい
う観点から大きな問題となっている。

【０００４】デジタルコンテンツについての不正な複製
（コピー）による著作権侵害に対処するため、デジタル
コンテンツに複製制御のための複製制御情報を付加し、
コンテンツの記録再生時に複製制御情報を読み取り、読
み取られた制御情報に従った処理を実行することにより
不正な複製を防止する構成が提案されている。

【０００５】コンテンツ複製制御態様には様々な態様が
あるが、例えば代表的方式として、ＣＧＭＳ（Ｃｏｐｙ
Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓ
ｔｅｍ；コピー・ジェネレーション・マネージメント・
システム）方式がある。このＣＧＭＳ方式は、アナログ
映像信号（ＣＧＭＳ−Ａと呼ばれる）であれば、その輝
度信号の垂直ブランキング期間内の特定の１水平区間、
例えばＮＴＳＣ信号の場合には、第２０水平区間の有効
映像部分に重畳する２０ビットの付加情報のうちの２ビ
ットを複製制御用の情報として重畳し、また、デジタル
映像信号（ＣＧＭＳ−Ｄと呼ばれる）であれば、デジタ
ル映像データに挿入付加する付加情報として、複製制御
用の２ビットの情報を含めて伝送する方式である。

【０００６】このＣＧＭＳ方式の場合の２ビットの情報
（以下、ＣＧＭＳ情報という）の意味内容は、［００］
……複製可能［１０］……１回複製可能（１世代だけ複
製可能）［１１］……複製禁止（絶対複製禁止）であ
る。

【０００７】上述のＣＧＭＳ方式は代表的な複製制御方
式の１例であり、他にもコンテンツの著作権保護のため
の方式が様々ある。例えば放送局が行なうデジタル放送
などでは、デジタルデータを構成するトランスポートス
トリーム（ＴＳ）パケットに含まれる番組配列情報（Ｓ
Ｉ：Service Information）内にデジタル複製制御記述
子（Digital Copy Control Descriptor）を格納し、受
信機器において受信したデータを記録装置に記録する際
に記述子に従った複製世代制御を行なう方式がある。

【０００８】しかし、上述の制御情報は例えばコンテン
ツのヘッダ等にビットデータとして付加されるものであ
り、付加されたデータの改竄の可能性を完全に排除する
ことが困難である。データ改竄の可能性の排除という点
で有利な構成が電子透かし（ウォーターマーク）であ
る。電子透かし（ウォーターマーク）は、通常のコンテ
ンツ（画像データまたは音声データ）の再生状態では視
覚あるいは知覚困難であり、電子透かしの検出、埋め込
みは特定のアルゴリズムの実行、または特定のデバイス
による処理によってのみ可能となる。受信器、記録再生
装置等におけるコンテンツ処理時に電子透かし（ウォー
ターマーク（ＷＭ））を検出して、電子透かしに従った
制御を行なうことにより、より信頼度の高い制御が可能
となる。

【０００９】電子透かし（ウォーターマーク（ＷＭ））
によってコンテンツに埋め込まれる情報としては、上述
の複製制御情報に限らず、コンテンツの著作権情報、コ
ンテンツ加工情報、コンテンツ構成情報、コンテンツ処
理情報、コンテンツ編集情報、あるいはコンテンツ再生
処理方式等、様々な情報が埋め込み可能である。

【００１０】電子透かし（ウォーターマーク）のように
情報信号に直接重畳するものは、改竄耐性が強いため、
セキュアな付加情報として期待されている。しかし、こ
の電子透かし（ウォーターマーク）の技術においては、
電子透かし（ウォーターマーク）を埋め込んだ画像の画
質が問われることがある。電子透かし（ウォーターマー
ク）は、埋め込み対象データ（例えば画像）に対して信
号処理を加えるため、画質劣化や画像の持つ統計的な性
質等に偏りを生じさせ元データを劣化させる恐れがあ
る。このようなコンテンツに対する悪影響のない電子透
かしの埋め込み処理構成が求められている。

【００１１】従来、このような、元データの劣化防止を
図る構成として、電子透かし埋め込み対象となる画像
等、元データにおける個々のデータ領域において電子透
かし（ウォーターマーク）の埋め込みパラメータの設定
を行った後に、さらに、画質劣化を考慮して全体のデー
タ領域における電子透かし重畳量調整パラメータ（グロ
ーバルなパラメータ）を再度、設定する制御方法が知ら
れている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】電子透かし（ウォータ
ーマーク）の埋め込みの制御方法には、画像の性質を利
用して埋め込み量を増大させる処理や、埋め込みレベル
を最小限にして、画質を優先した埋め込み処理を実行す
るものなど、各種の処理方法があるが、電子透かし検出
精度の確保と、画質劣化防止の両方を同時に満足させ、
電子透かし埋め込み対象となる画像、音声等のすべての
情報信号に対して共通な電子透かし埋め込みアルゴリズ
ムは存在し得ない。従って、あるときは、電子透かしの
埋め込み処理によって画像、音声等のデータ信号の品質
が劣化することがあり、また、あるときは埋め込み処理
を行なった電子透かしの検出の信頼性が低下するという
問題が発生する。

【００１３】また、上述のようなグローバルなパラメー
タを用いた電子透かし重畳量制御方式は、初期の埋めこ
みパラメータを決める第１のアルゴリズムによって、ま
ず、各データ領域においてほぼ最適な電子透かし埋めこ
み量を決定し、その後に、最終的なグローバルパラメー
タを適用した調整を行なう処理方式である。従って、第
１のアルゴリズムにおいて、個々のデータ領域における
初期設定した最適パラメータが、画質劣化を考慮したグ
ローバルパラメータの設定により変更を余儀なくされる
ことになる。

【００１４】このグローバルパラメータの設定処理は、
電子透かし（ウォーターマーク）の検出の観点で考える
と好ましくない場合がある。すなわち、初期の最適パラ
メータは検出を確実にするための埋め込みレベルを維持
するための最適パラメータとして設定されるが、これ
が、グローバルなパラメータの設定により変更される
と、十分な検出強度が得られない場合が発生するからで
ある。

【００１５】また、通常付加情報を情報信号に埋め込む
手法として知られているスペクトラム拡散では、アナロ
グ信号に対しては、原信号にいかなる微小レベルの情報
であっても、重畳することは可能であるが、デジタル信
号の場合、原信号の量子化レベル以上への埋め込みは容
易であるが、それ以下への埋め込みはできないため、例
えば電子透かし埋め込み対象データが８ビットであると
き、電子透かしデータに８ビット以下のレベルがあれ
ば、四捨五入したり、なんらかの乱数に基づいて、目立
たないように分散させたりして、埋め込む処理が実行さ
れていた。

【００１６】しかし、上記のような方法で、電子透かし
を埋め込んだ場合は、埋め込み対象データが例えば画像
であれば、画像の性質とは全く関連なく埋め込みが実行
されるため、重畳された付加情報が、擬似輪郭や、ノイ
ズのように視覚的な妨害となって目立ちやすくなるとい
う問題があった。埋め込みデータが音声である場合にも
ノイズの発生という問題を奏していた。

【００１７】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、電子透かし埋め込み処理対象
となるデータを、多階調処理し、電子透かし（ＷＭ）埋
め込み対象データ（情報信号）のデータレベル（例えば
ビットレベル、量子化レベル）よりも低いレベルで、付
加情報に基づく電子透かし（ＷＭ）情報を重畳する処理
を実行することにより、情報信号の品質の劣化を最小限
にし、画像や音楽などの比較的階調変化の微小な部分
（フラットな部分）に電子透かしを埋め込んだ場合で
も、知覚されにくい埋め込みが可能とする電子透かし埋
め込み処理装置、および電子透かし埋め込み処理方法、
並びにコンピュータ・プログラムを提供することを目的
とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の側面は、
電子透かし埋め込み処理を実行する電子透かし埋め込み
処理装置であり、電子透かし埋め込み対象データの多階
調変換処理を実行する多階調処理手段と、電子透かしと
して埋め込むべき付加情報に基づく電子透かし情報を生
成する電子透かし情報信号生成手段と、前記多階調処理
手段において多階調変換された電子透かし埋め込み対象
データに対して前記電子透かし情報信号生成手段におい
て生成した電子透かし情報に基づく電子透かしを、多階
調変換処理によって生成された拡張情報信号部に埋め込
む電子透かし埋め込み処理手段と、を有することを特徴
とする電子透かし埋め込み処理装置にある。

【００１９】さらに、本発明の電子透かし埋め込み処理
装置の一実施態様において、前記多階調処理手段は、フ
ィルター処理、符号化処理、直交変換処理、圧縮処理の
いずれかの処理を実行する信号変換処理手段によって構
成されることを特徴とする。

【００２０】さらに、本発明の電子透かし埋め込み処理
装置の一実施態様において、前記電子透かし埋め込み処
理装置は、さらに、前記電子透かし埋め込み処理手段に
よって生成された電子透かし埋め込みデータを変換する
データ変換手段を有し、前記データ変換手段は、前記多
階調処理手段における多階調変換処理の逆変換により、
電子透かし埋め込みデータを多階調処理前の電子透かし
埋め込み対象データの持つデータレベルに戻す処理を実
行する構成を有することを特徴とする。

【００２１】さらに、本発明の電子透かし埋め込み処理
装置の一実施態様において、前記電子透かし埋め込み処
理装置は、さらに、電子透かし埋め込み対象データに対
して適用する電子透かし埋め込みアルゴリズムを、予め
適用可能な複数のアルゴリズム中から選択決定する複数
のパラメータ設定手段と、前記複数のパラメータ設定手
段において決定したアルゴリズムに基づいて実行アルゴ
リズムを設定する出力アルゴリズム決定手段と、前記電
子透かし情報信号生成手段において生成した電子透かし
情報に基づいて、前記出力アルゴリズム決定手段におい
て決定した電子透かし埋め込みアルゴリズムを適用した
電子透かしパターンを生成する電子透かしレベル制御手
段とを有し、前記電子透かし埋め込み処理手段は、前記
多階調処理手段において多階調変換された電子透かし埋
め込み対象データに対して前記電子透かしレベル制御手
段の出力する電子透かしパターンを、多階調変換処理に
よって生成された拡張情報信号部に埋め込む処理を実行
する構成を有することを特徴とする。

【００２２】さらに、本発明の電子透かし埋め込み処理
装置の一実施態様において、前記電子透かし埋め込み処
理装置は、さらに、電子透かし埋め込み対象データのデ
ータ領域を分割する重畳部分選択手段を有し、前記パラ
メータ設定手段は、前記重畳部分選択手段の分割したデ
ータ領域の各々について適用する電子透かし埋め込みア
ルゴリズムを、予め適用可能な複数のアルゴリズム中か
ら選択決定する処理を実行する構成を有することを特徴
とする。

【００２３】さらに、本発明の第２の側面は、電子透か
し埋め込み処理を実行する電子透かし埋め込み処理方法
であり、電子透かし埋め込み対象データの多階調変換処
理を実行する多階調処理ステップと、電子透かしとして
埋め込むべき付加情報に基づく電子透かし情報を生成す
る電子透かし情報信号生成ステップと、前記多階調処理
ステップにおいて多階調変換された電子透かし埋め込み
対象データに対して前記電子透かし情報信号生成ステッ
プにおいて生成した電子透かし情報に基づく電子透かし
を、多階調変換処理によって生成された拡張情報信号部
に埋め込む電子透かし埋め込み処理ステップと、を有す
ることを特徴とする電子透かし埋め込み処理方法にあ
る。

【００２４】さらに、本発明の電子透かし埋め込み処理
方法の一実施態様において、前記多階調処理ステップ
は、フィルター処理、符号化処理、直交変換処理、圧縮
処理のいずれかの信号変換処理を実行することを特徴と
する。

【００２５】さらに、本発明の電子透かし埋め込み処理
方法の一実施態様において、前記電子透かし埋め込み処
理方法は、さらに、前記電子透かし埋め込み処理ステッ
プにおいて生成された電子透かし埋め込みデータを変換
するデータ変換ステップを有し、前記データ変換ステッ
プは、前記多階調処理ステップにおける多階調変換処理
の逆変換により、電子透かし埋め込みデータを多階調処
理前の電子透かし埋め込み対象データの持つデータレベ
ルに戻す処理を実行することを特徴とする。

【００２６】さらに、本発明の電子透かし埋め込み処理
方法の一実施態様において、前記電子透かし埋め込み処
理方法は、さらに、電子透かし埋め込み対象データに対
して適用する電子透かし埋め込みアルゴリズムを、予め
適用可能な複数のアルゴリズム中から選択決定する複数
のパラメータ設定ステップと、前記複数のパラメータ設
定ステップにおいて決定したアルゴリズムに基づいて実
行アルゴリズムを設定する出力アルゴリズム決定ステッ
プと、前記電子透かし情報信号生成ステップにおいて生
成した電子透かし情報に基づいて、前記出力アルゴリズ
ム決定ステップにおいて決定した電子透かし埋め込みア
ルゴリズムを適用した電子透かしパターンを生成する電
子透かしレベル制御ステップとを有し、前記電子透かし
埋め込み処理ステップは、前記多階調処理ステップにお
いて多階調変換された電子透かし埋め込み対象データに
対して前記電子透かしレベル制御ステップにおいて出力
する電子透かしパターンを、多階調変換処理によって生
成された拡張情報信号部に埋め込む処理を実行すること
を特徴とする。

【００２７】さらに、本発明の電子透かし埋め込み処理
方法の一実施態様において、前記電子透かし埋め込み処
理方法は、さらに、電子透かし埋め込み対象データのデ
ータ領域を分割する重畳部分選択ステップを有し、前記
パラメータ設定ステップは、前記重畳部分選択ステップ
において分割したデータ領域の各々について適用する電
子透かし埋め込みアルゴリズムを、予め適用可能な複数
のアルゴリズム中から選択決定する処理を実行すること
を特徴とする。

【００２８】さらに、本発明の第３の側面は、電子透か
し埋め込み処理を実行するコンピュータ・プログラムで
あって、電子透かし埋め込み対象データの多階調変換処
理を実行する多階調処理ステップと、電子透かしとして
埋め込むべき付加情報に基づく電子透かし情報を生成す
る電子透かし情報信号生成ステップと、前記多階調処理
ステップにおいて多階調変換された電子透かし埋め込み
対象データに対して前記電子透かし情報信号生成ステッ
プにおいて生成した電子透かし情報に基づく電子透かし
を、多階調変換処理によって生成された拡張情報信号部
に埋め込む電子透かし埋め込み処理ステップと、を有す
ることを特徴とするコンピュータ・プログラムにある。

【００２９】なお、本発明のコンピュータ・プログラム
は、例えば、様々なプログラム・コードを実行可能な汎
用コンピュータ・システムに対して、コンピュータ可読
な形式で提供する記憶媒体、通信媒体、例えば、ＣＤや
ＦＤ、ＭＯなどの記録媒体、あるいは、ネットワークな
どの通信媒体によって提供可能なコンピュータ・プログ
ラムである。このようなプログラムをコンピュータ可読
な形式で提供することにより、コンピュータ・システム
上でプログラムに応じた処理が実現される。

【００３０】本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、
後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳
細な説明によって明らかになるであろう。なお、本明細
書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成
であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限ら
ない。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の電
子透かし埋め込み処理装置、および電子透かし埋め込み
処理方法の詳細について説明する。

【００３２】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の構
成例を図１に示す。電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象デ
ータ１１は、電子透かしの埋め込み対象データとしての
画像、音声データ、プログラムデータ等であり例えばハ
ードディスク、ＤＶＤなどの記憶媒体から読み出された
り、あるいはスキャナ、デジタルカメラなどの画像取り
込み装置から供給された画像など、様々なデータが含ま
れる。

【００３３】電子透かし（ＷＭ）情報信号生成部１３
は、電子透かしとして埋め込むべき付加情報の符号化処
理を実行し、符号化電子透かし情報を生成する。電子透
かし（ＷＭ）情報信号生成部１３における処理は、デー
タに埋め込む付加情報としての複製制御情報、著作権情
報、編集情報等、様々な付加情報を構成するビット情報
に基づいて符号化する処理として実行される。符号化処
理は、例えばスペクトラム拡散処理等に基づいて実行さ
れる。電子透かし（ＷＭ）情報信号生成部１３における
処理の詳細については後述する。

【００３４】図１に示す本発明の電子透かし埋め込み処
理装置は、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ（情
報信号）のデータレベル（例えばビットレベル、量子化
レベル）よりも低いレベルで、付加情報に基づく電子透
かし（ＷＭ）情報を重畳する処理を実行する。例えば、
電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ（情報信号）が
８ビット画素値からなる画像データであった場合に、付
加情報に基づく電子透かし（ＷＭ）情報を１０ビットレ
ベルのＬＳＢ（Least Significant Bit）２ビットから
なるデータとして構成して電子透かし（ＷＭ）埋め込み
対象データに付加する処理を実行する。

【００３５】電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ１
１は、多階調処理部１２に供給され、多階調処理部１２
において、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ１１
に基づく多階調変換処理が実行される。多階調変換処理
とは、例えば、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ
１１が、各画素値が８ビットデータからなる画像データ
であるとき、これを例えば１０ビットデータに変換する
処理等、すなわち元データより多いビットデータに変換
する処理等を示す。

【００３６】多階調処理部１２において、電子透かし
（ＷＭ）埋め込み対象データ１１に対して実行される多
階調変換処理の例としては、ＤＣＴ（Discrete Cosine
Transform:離散コサイン変換）処理がある。多階調処理
部１２において、入力する電子透かし（ＷＭ）埋め込み
対象データ１１、例えば画像Ｖｎ（８ビット）にＤＣＴ
演算を実行することで取得されるＤＣＴ係数の総演算語
長は最大１４ビットとなる。

【００３７】なお、多階調処理部１２における多階調変
換処理としては、ＬＰＦ、ＢＰＦ、ＨＰＦなどのフィル
ター処理や、ＤＣＴ、ウエーブレット変換、ＪＰＥＧ、
ＭＰＥＧ、フラクタル変換、ＡＴＲＡＣ、ＭＰ３,ＡＣ
３、ＡＡＣ、ＡＤＰＣＭ、ＣＥＬＰ、ＴｗｉｎＶなどの
各種の符号化処理や直交変換処理などが適用可能であ
り、圧縮処理が伴うものであってもよい。また、多階調
変換処理は、不可逆変換処理または可逆変換処理であっ
てもよく、電子透かし情報の重畳後に再量子化された
り、また、電子透かし情報の重畳後に復号処理化され、
さらに再量子化されることにより、元の情報信号のデー
タレベル（ビットレベル、量子化レベル）にまで戻され
てもよいし、そのままでもよい。

【００３８】多階調処理部１２において、多階調変換処
理の実行された多階調情報信号は、電子透かし埋め込み
処理部１４に供給される。電子透かし埋め込み処理部１
４は、電子透かし（ＷＭ）情報信号生成部１３から受領
する電子透かし情報の埋め込み処理を多階調変換処理に
よって生成した拡張情報信号部に対して実行する。すな
わち、元の電子透かし埋め込み対象データが８ビットで
あり、１０ビットデータに多階調処理された場合は、１
０ビット変換により生成された低位２ビットの拡張情報
信号部に対して電子透かしの埋め込み処理が実行され
る。電子透かしの埋め込み処理が実行されたデータは、
データ変換部１５に供給されて電子透かし（ＷＭ）埋め
込み対象データ（情報信号）の元のデータレベル（例え
ばビットレベル、量子化レベル）に変換された後、電子
透かし埋め込み済みデータ１６として出力される。

【００３９】本発明の電子透かし埋め込み処理装置にお
いては、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ（情報
信号）のデータレベル（例えばビットレベル、量子化レ
ベル）よりも低いレベルで、付加情報に基づく電子透か
し（ＷＭ）情報を重畳する処理を実行する。

【００４０】例えば上述したＤＣＴ処理により多階調化
されたデータに電子透かしを埋め込む場合、８×８（＝
６４）のＤＣＴ係数（ＶＤＣ）上に付加情報（Ｓ）とし
て電子透かしのビット情報を埋め込む場合、元の電子透
かし（ＷＭ）埋め込み対象データを画像（Ｖｎ）とした
とき、電子透かし埋め込み画像データ（Ｖｎ’）は、Ｖ
ｎ’＝（ＶＤＣ＋Ｓ）／６４となり、６４分の１のレベ
ルでの情報加算が可能となり、元画像の劣化防止が可能
となる。

【００４１】このように、元の電子透かし（ＷＭ）埋め
込み対象データよりも小さいレベルでの電子透かしとし
ての付加情報の重畳が可能となる。また、この場合、多
階調変換、符号化処理等の演算処理の過程で、演算語長
を元の量子化データ以上（例えば、１０ビット）に保持
しておけば、各ピクセルベース換算では８ビット未満の
低階調部の画像データが存在することになるので、付加
情報の加算後、切り捨てにより元の量子化レベルに戻さ
れた場合でも、８ビットレベル未満の付加情報だけが削
除されることはない。このように、埋め込む付加情報レ
ベル以下まで、演算語長を確保しておくことにより、非
常に微小な単位での埋め込みを実現することができる。

【００４２】また、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象デ
ータである例えば画像と付加情報のレベルの割合に応じ
て、付加情報を画像の状態に合わせて反映することが可
能となり、元情報と親和性の高い部分から、付加情報を
次々と埋め込まれることになり、画質の劣化を知覚しに
くいような埋め込みが可能となる。多階調処理部では、
このように電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データの変
換処理を実行して、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象デ
ータ（情報信号）の多階調化を行なう。

【００４３】図２を用いて、低階調部重畳処理の概念に
ついて説明する。図２は、電子透かし埋め込み対象デー
タ５１を８ビットの画素値を有するデータとし、多階調
処理部５２において、８ビットから１０ビットデータへ
の変換処理を実行した例である。図２の下段にはビット
情報構成を概念的に示してある。多階調処理部５２にお
けるこのようなデータの多階調変換処理は、例えばＬＰ
Ｆによるフィルタ処理あるいはＤＣＴ処理によって実現
される。

【００４４】電子透かし情報信号は、電子透かし情報信
号生成部５３において、付加情報としての複製制御情
報、著作権情報、編集情報等、様々な付加情報を構成す
るビット情報に基づいて符号化する処理として実行され
る。この符号化処理においては、例えばスペクトラム拡
散処理を含むことが可能である。このスペクトラム拡散
処理を含む符号化処理については後段で説明する。

【００４５】電子透かし情報信号は、電子透かし情報信
号生成部５３において２ビット情報として生成され、電
子透かし埋め込み処理部５４において、図２の下段に示
すように、電子透かし情報信号生成部５３において生成
した２ビット情報を、多階調処理部５２で多階調化して
生成した拡張情報信号部である低位２ビットに付加する
処理として電子透かし埋め込み処理を実行する。データ
変換部５５は、電子透かし埋め込み処理部５４において
生成した電子透かし埋め込み済み１０ビットデータを元
のデータと同様の８ビットに変換する処理を実行する。
この処理は、多階調処理の逆処理、例えばＩＤＣＴ（In
verse Discrete Cosine Transform）処理、逆フィルタ
リング処理として実行される。このようにして、電子透
かし情報が多階調処理された元データの低位ビット上に
埋め込まれ、逆変換による再度の階調変換処理の後、電
子透かし埋め込みデータとして出力される。

【００４６】図１に示す電子透かし埋め込み処理装置の
詳細構成例を図３に示す。以下、図３を参照して電子透
かしパターンの画像への埋め込み処理の概要について説
明する。なお、各処理手段における処理の詳細について
は、後段で説明する。

【００４７】電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ１
０１は、電子透かしパターンの埋め込み対象データとし
ての画像、音声データ、プログラムデータ等のデータで
あり例えばハードディスク、ＤＶＤなどの記憶媒体から
読み出されたり、あるいはスキャナ、デジタルカメラな
どの画像取り込み装置から供給された画像など、様々な
データが含まれる。

【００４８】電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ１
０１は、電子透かし埋め込み処理装置の重畳部分選択部
１０２に出力される。重畳部分選択部１０２は、入力信
号である電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データの特性
に基づいて、データを複数の部分に分離する処理を実行
する。例えば画像データであれば、エッジ部分とそれ以
外の部分等の分割、あるいは高周波領域と低周波領域等
である。画像データにおけるエッジ部分、あるいは高周
波領域とは、画像を構成する画素値の所定領域内での変
化率が大きい領域であり、一般にこのような領域では、
強いレベルで電子透かしを埋め込んでも目立つことがな
い。一方、低周波領域は、例えば一様な画素値が広がる
画像領域等である。例えば「空」のような一様な明る
さ、色によって占められる領域である。このような領域
に電子透かしを埋め込む場合は、埋め込み強度（レベ
ル）を高くすると通常の観察状態においても、電子透か
し（ＷＭ）が視認され、一般的には、埋め込み強度を低
下させて埋め込む処理が実行される。

【００４９】重畳部分選択部１０２は、このような電子
透かし（ＷＭ）埋め込み対象データのデータ解析を実行
して、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データの特性に
基づいて、データを複数の部分、例えば高周波部分と低
周波部分など、複数領域に分離する処理を実行する。重
畳部分選択部１０２の具体的処理については、後述す
る。

【００５０】重畳部分選択部１０２において複数の部分
に分離されたデータは、重畳量決定部１０３に出力され
る。第１パラメータ設定部１０３は、予め用意された複
数の電子透かし（ＷＭ）埋め込みアルゴリズム中から適
用するアルゴリズムを選択する処理を実行する処理部で
あり、予め設定された情報に基づいて適用パラメータ、
すなわち適用電子透かしアルゴリズムを設定する。第１
パラメータ設定部１０３は、重畳部分選択部１０２から
出力されるデータに応じて予め割り当てられたアルゴリ
ズムを適用するように決定する。例えば、重畳部分選択
部１０２から出力されるデータが、エッジ領域データと
非エッジ領域データとに分離されている場合には、エッ
ジ領域データにはアルゴリズムＡを適用し、非エッジ領
域にはアルゴリズムＢを実行する等の設定情報が、予め
第１パラメータ設定部１０３の記憶部に格納されてお
り、設定情報に基づいて適用アルゴリズムを決定する。

【００５１】また、第２パラメータ設定部１０４は、ユ
ーザ入力部１１１からの入力に基づいて、重畳部分選択
部１０２において複数の部分に分離されたデータの各々
について適用する電子透かし（ＷＭ）埋め込みアルゴリ
ズムを決定する。複数のアルゴリズムの適用処理につい
ては、後段で詳細に説明する。第１パラメータ設定部１
０３、および第２パラメータ設定部１０４において決定
した複数のアルゴリズムは、例えば加算等の合成処理演
算処理を実行する出力アルゴリズム決定手段を介して、
電子透かし（ＷＭ）レベル制御部１０６に出力される。

【００５２】電子透かし（ＷＭ）情報信号生成部１０７
は、電子透かしとして埋め込むべき付加情報１１０の符
号化処理を実行し、電子透かし情報を生成する。電子透
かし（ＷＭ）情報信号生成部１０７における処理は、デ
ータに埋め込む付加情報としての複製制御情報、著作権
情報、編集情報等、様々な付加情報を構成するビット情
報１１０に対応する電子透かしを画像に埋め込む際の様
々な制御情報、例えば画像分割情報や、ビット配列情報
などの制御情報に基づく変調処理、符号化処理として実
行される。電子透かし（ＷＭ）情報信号生成部１０７に
おける符号化は、例えばスペクトラム拡散、パッチワー
ク手法などを含む符号化として実行可能である。これら
の処理の詳細については後述する。

【００５３】電子透かし（ＷＭ）情報信号生成部１０７
において生成された電子透かし情報は、電子透かし（Ｗ
Ｍ）レベル制御部１０６に出力される。電子透かし（Ｗ
Ｍ）レベル制御部１０６は、電子透かし（ＷＭ）情報信
号生成部１０７において生成された電子透かし情報を入
力するとともに、重畳量決定部１０３において各データ
領域に対応して選択された電子透かし埋め込みアルゴリ
ズムに基づく重畳レベル情報を入力して、各データ領域
に対する電子透かし埋め込みレベルの調整を実行し、各
データ領域毎に、前述の重畳量決定部１０３において決
定したアルゴリズムを適用してレベル調整された電子透
かし（ＷＭ）パターンを電子透かし（ＷＭ）重畳部１０
８に出力する。

【００５４】電子透かし（ＷＭ）重畳部１０８は、電子
透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ１０１を入力すると
ともに、前述のＬＰＦ、ＢＰＦ、ＨＰＦなどのフィルタ
ー処理や、ＤＣＴ、ウエーブレット変換、ＪＰＥＧ、Ｍ
ＰＥＧ、フラクタル変換、ＡＴＲＡＣ、ＭＰ３,ＡＣ
３、ＡＡＣ、ＡＤＰＣＭ、ＣＥＬＰ、ＴｗｉｎＶなどの
各種の符号化処理や直交変換処理により多階調変換処理
を実行し、データ電子透かし（ＷＭ）レベル制御部１０
６からのレベル調整された電子透かし（ＷＭ）パターン
を入力して、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ１
０１に対する電子透かし埋め込み処理を実行して、電子
透かし（ＷＭ）埋め込み済みデータ１０９として出力す
る。

【００５５】なお、図３に示す構成においては、予め用
意された複数の電子透かし（ＷＭ）埋め込みアルゴリズ
ム中から適用するアルゴリズムを予め設定された設定情
報に従って、アルゴリズミカリーに選択する処理を実行
する第１パラメータ設定部１０３と、ユーザ入力部１１
１からの入力に基づいて、適用するアルゴリズムを決定
する第２パラメータ設定部１０３との情報を合成して電
子透かし（ＷＭ）レベル制御部１０６に出力する構成例
であるが、図４に示すように、アルゴリズム合成処理を
実行せず、設定情報に従って、アルゴリズミカリーに選
択する処理を実行する第１パラメータ設定部１０３と、
ユーザ入力部１１１からの入力に基づいて、適用するア
ルゴリズムを決定する第２パラメータ設定部１０３との
いずれかの出力を選択するスイッチ１２１を出力アルゴ
リズム決定手段として設け、いずれか一方のみのアルゴ
リズムを電子透かし埋め込みアルゴリズムとして選択し
て適用する構成としてもよい。

【００５６】以上が、本発明の電子透かし埋め込み処理
の概要である。以下、各処理部における処理の詳細につ
いて説明する。

【００５７】［重畳部分選択部における処理］図３に示
す重畳部分選択部１０２における処理の具体例について
説明する。重畳部分選択部１０２は、電子透かし（Ｗ
Ｍ）埋め込み対象データのデータ解析を実行して、電子
透かし（ＷＭ）埋め込み対象データの特性に基づいて、
データを複数の部分に分離する処理を実行する。

【００５８】先に延べたように、重畳部分選択部１０２
は、入力信号である電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象デ
ータが例えば画像データであれば、エッジ部分とそれ以
外の部分等の分割、あるいは高周波領域と低周波領域等
の分離を実行する。

【００５９】図５に周波数に基づくデータ領域分割を実
行する構成を持つ重畳部分選択部の構成例を示す。本構
成例における重畳部分選択部は、ローパスフィルタ（Ｌ
ＰＦ）２０１、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０２、
およびハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０３を有し、電子
透かし（ＷＭ）埋め込み対象データはそれぞれのフィル
タに入力される。各フィルタ２０１〜２０３からの出力
は所定の周波数領域データを抽出したデータとなり、低
周波領域、高周波領域、および中間周波数領域の各デー
タが分離されて出力される。分離されたデータは、それ
ぞれ図３に示す第１パラメータ設定部１０３に出力さ
れ、第１パラメータ設定部１０３において各分離データ
毎に適用する電子透かし埋め込みアルゴリズムが決定さ
れる。

【００６０】図６にエッジ検出に基づくデータ領域分割
を実行する構成を持つ重畳部分選択部の構成例を示す。
本構成例における重畳部分選択部は、エッジ検出部３０
１を有し、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データはエ
ッジ検出部３０１に入力される。エッジ検出部３０１は
周波数検出手段によって構成可能である。エッジ検出部
３０１は、入力データのエッジ領域と非エッジ領域とを
分離して出力する。分離されたデータは、それぞれ図３
に示す第１パラメータ設定部１０３に出力され、第１パ
ラメータ設定部１０３において各分離データ毎に適用す
る電子透かし埋め込みアルゴリズムが決定される。

【００６１】また、電子透かしの埋め込み処理対象とな
る入力データが動画像の場合には、重畳部分選択部は、
時系列に入力される動画像を構成するデータフレームを
所定数または所定時間間隔毎に分離する処理を実行する
ことができる。図７にフレーム分割による重畳部分選択
処理例を示す。動画像を構成するフレームデータが図７
に示すように、フレームｋから順に入力されたと想定す
ると、重畳部分選択部は、フレームを所定数または所定
時間間隔毎に分離し、それぞれ選択データＡ、Ｂ、
Ｃ．．．として分離する処理を実行する。分離されたデ
ータは、それぞれ図３に示す第１パラメータ設定部１０
３に出力され、第１パラメータ設定部１０３において各
分離データ毎に適用する電子透かし埋め込みアルゴリズ
ムが決定される。

【００６２】なお、フレーム分割は、フレーム数、時間
を基準とする以外に、シーンチェンジ、画像または音声
の区切り部分を検出して、区切り部分に基づく分離処理
として実行したり、周波数成分の分布、エッジ・ピーク
の分布、フレーム間、時間差分量に基づいてフレーム分
割を実行する等、様々な態様での処理が可能である。

【００６３】電子透かしの埋め込み処理対象となる入力
データが画像データである場合は、図８に示すように、
空間位置情報に基づいて空間分割処理を実行することが
可能である。図８に示す例は、埋め込み対象データ５０
１を４つの領域、領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに分割した例を示
している。重畳部分選択部は、画像データを空間分割に
より、複数に分離する。分離されたデータは、それぞれ
図３に示す第１パラメータ設定部１０３に出力され、第
１パラメータ設定部１０３において各分離データ毎に適
用する電子透かし埋め込みアルゴリズムが決定される。

【００６４】なお、図８に示す例は、画像データを空間
的に均等に分割する処理例を示しているが、例えばフィ
ルターを介した出力レベルの差異に基づく空間的な分割
処理行なうなどの構成としてもよい。

【００６５】重畳部分選択部１０２におけるデータ分割
処理は、上記の処理例に限らず、電子透かし（ＷＭ）埋
め込み対象データに応じた様々な処理態様が可能であ
る。例えば電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データが画
像データであれば、各画素の輝度レベルに応じたデータ
分離処理、また、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象デー
タが音声データである場合には、音声レベルに応じてデ
ータを複数の部分に分離する処理などが可能である。

【００６６】［パラメータ設定部における処理］重畳部
分選択部１０２において複数の部分に分離されたデータ
は、第１パラメータ設定部１０３に出力される。第１パ
ラメータ設定部１０３は、予め用意された複数の電子透
かし（ＷＭ）埋め込みアルゴリズム中から適用するアル
ゴリズムを決定する処理を実行する処理部である。この
決定処理は、予め設定された情報に基づいて決定する。
一方、第２パラメータ設定部１０４では、ユーザ入力部
１１１からの入力に基づいて、重畳部分選択部１０２に
おいて複数の部分に分離されたデータの各々について適
用する電子透かし（ＷＭ）埋め込みアルゴリズムを決定
する。

【００６７】複数のアルゴリズムの例を図９に示す。図
９には、３つの電子透かし埋め込みアルゴリズムの例を
示してある。電子透かし埋め込み処理は、データに埋め
込む付加情報としての複製制御情報、著作権情報、編集
情報等を構成するビット情報の埋め込み処理であり、例
えばビット１またはビット０に対応するデータをどのよ
うに画像、または音声等のデータに埋め込むかを規定す
るのが電子透かし埋め込みアルゴリズムである。

【００６８】図９の各アルゴリズムの各々についての説
明の前に、画像データを例とした電子透かしの埋め込み
処理、および検出処理例について説明する。電子透かし
の埋め込み対象となる元画像をＰ、元画像Ｐに対して埋
め込む電子透かしパターンをＬとする。このとき、電子
透かしパターンＬは、下式の性質を満たす。

【００６９】

【数１】

【００７０】例として、元画像Ｐと、電子透かしパター
ンＬを下式のようにおく。すなわち、

【００７１】

【数２】

【００７２】ただし、上記式では、簡単のため元画像Ｐ
の大きさを５×４ピクセルとしている。画像では隣り合
うピクセルは一般的に近い値を持つという性質があるこ
とから、元画像Ｐの隣り合う各要素を近い値として設定
してある。

【００７３】電子透かしの埋め込み処理は下式に基づい
て実行される。

【００７４】

【数３】Ｍ＝Ｐ＋Ｌ

【００７５】ここで、Ｍは元画像Ｐに対して電子透かし
パターンＬを埋め込んだ画像を示す。Ｍの値は、前記の
［数２］に示す例では次のように計算される。

【００７６】

【数４】

【００７７】電子透かしの検出はこの電子透かしパター
ンＬを用いる。電子透かしＬの埋め込まれていない元画
像Ｐに対する電子透かしの検出を下式のように定義す
る。

【００７８】

【数５】ｓ＝Ｐ・Ｌ

【００７９】と定義する。ここで演算子“・”は行列の
内積であり、ｓは元画像Ｐと電子透かしパターンＬとの
内積値である。

【００８０】電子透かしパターンの要素の総和が０であ
ること（［数１］参照のこと）と、画像の隣り合うピク
セルは一般に近い値を持つ傾向があることから、内積値
ｓは０の近傍値となる。上記［数２］に示した例では、
その内積値は以下のようになる。

【００８１】

【数６】

【００８２】次に、電子透かしの埋め込まれている画像
Ｍに対して同様の演算を施す。電子透かしＬの埋め込ま
れている画像Ｍに対する電子透かしの検出は、上記と同
様、下記式に従って内積値ｓ’を求める。

【００８３】

【数７】

【００８４】元画像Ｐと電子透かしパターンＬとの内積
値が０の近傍値になるのに対し、電子透かしの埋め込ま
れた画像Ｍと電子透かしパターンＬとの内積値ｓ’は、
電子透かしパターンＬ自身の内積値の近傍となる。すな
わち、

【００８５】

【数８】Ｌ・Ｌ

【００８６】上記式［数８］の近傍の値となる。この内
積値Ｌ・Ｌは電子透かしの埋め込み強度の尺度として利
用できる。電子透かしパターンを埋め込む際に目標とす
る内積値Ｌ・Ｌが大きいとき電子透かしの埋め込み強度
が「強い」と表現し、内積値Ｌ・Ｌが小さいとき電子透
かしの埋め込み強度が「弱い」と表現する。

【００８７】また、元画像Ｐと電子透かしパターンＬの
内積値ｓ、電子透かしの埋め込まれた画像Ｍと電子透か
しパターンＬとの内積値ｓ’の絶対値が大きな値となる
とき電子透かしの検出強度が「強い」と表現し、内積値
ｓや内積値ｓ’の絶対値が小さな値となるとき電子透か
しの検出強度が「弱い」と表現する。

【００８８】また、電子透かしの検出強度が強いことを
画像と電子透かしパターンとの相関が「大きい」又は
「高い」、電子透かしの検出強度が弱いことを画像と電
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。

【００８９】元画像Ｐと電子透かしパターンＬの内積値
ｓ、電子透かしの埋め込まれた画像Ｍと電子透かしパタ
ーンＬとの内積値ｓ’を様々な画像において求めると、
それらの相対頻度分布は確率密度関数ｆとｆ’によって
表され、図１０のようになる。

【００９０】画像に電子透かしが埋め込まれているかど
うかを判断する際は、電子透かしの埋め込まれていない
画像Ｐと電子透かしパターンＬとの内積値ｓが０を中心
に分布することと、電子透かしが埋め込まれている画像
Ｍと電子透かしパターンＬとの内積値ｓ’が電子透かし
パターンＬ自身の内積値であるＬ・Ｌを中心に分布する
ことを利用する。電子透かしの有無を確認したい画像と
電子透かしパターンＬとの内積値ｓ”を求め、ある閾値
（ｔｈ）に対する比較を行ない電子透かしパターンの有
無の判別を行なう。具体的には下式が適用可能である。

【００９１】

【数９】ｓ”＜ｔｈ then no-watermark ｓ”≧ｔｈ then watermarked

【００９２】上記式は、電子透かしの有無を確認したい
画像と電子透かしパターンＬとの内積値ｓ”が閾値（ｔ
ｈ）より小であるときは電子透かしパターンの埋め込み
なし。内積値ｓ”が閾値（ｔｈ）以上であるときは電子
透かしパターンの埋め込みありと判定することを示して
おり、図示すると図１１のようになる。

【００９３】多ビットの情報を電子透かしにて画像に埋
め込む方法は、複数の電子透かしパターンを用いる方法
と画像を小領域に分割する方法とこれらの複合方法とに
大別される。

【００９４】複数の電子透かしパターンを用いる方法で
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に埋め込むことによって所望の情
報を表現する方法と複数の電子透かしパターンを同時に
重ねて画像に埋め込みその組み合わせによって所望の情
報を表現する方法、そして、これら２つの方法を複合し
た方法が考えられる。複数の電子透かしパターンを元画
像に埋め込む様子を図１２に示す。

【００９５】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に埋め込むことによって
所望の情報を表現する方法では、画像に埋め込みたい情
報のビット数をｂ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。他方、複数の電子透
かしパターンを同時に重ねて画像に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方法では、必要とな
る電子透かしパターンの種類ｎはｎ＝ｂとなる。但し、
後者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に複数重ねて埋め込むた
め画像の劣化に対する適切な処置を必要とする場合が多
い。最後にこれら２つの方法を複合した方法では、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、両方法の特徴を併せ持ったものとなる。

【００９６】画像を小領域に分割する方法は、多ビット
の情報を電子透かしにて画像に埋め込むもう１つの方法
であり、小領域毎に異なる役割を持たせることで画像の
中に複数の電子透かしを同時に存在させようというもの
である。小領域の配置の仕方は種々提案されている。こ
こでは図１３のように小領域を格子状に配置した例で説
明を行なう。図１３におけるｉ，ｊは負でない整数であ
る。

【００９７】画像を小領域に分割する際に分割数が問題
になる。画像に埋め込みたい情報がｂビットであると
き、画像をｂ個の小領域に分割する方法がまず考えらる
が、様々な画像に対して電子透かしパターンを埋め込む
場合、画像の持つ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この方法は問題が発生
しやすい。例えば埋め込み画像のエッジ部分に強く、画
像の平坦部分に弱く埋め込むなど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、そこの領域に埋め込まれている電子透かしを
検出できない恐れがある。たとえ１つの領域でも電子透
かし検出に失敗した領域があると、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なくなるという事態に陥る。画
像を小領域に分割するときには、ｂよりも多い小領域に
分割する方が、様々な画像に対して安定して電子透かし
の検出を行なえるという利点がある。たとえ１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のである。

【００９８】図１４に埋め込み情報が８ビットであると
きの小領域の分割例を示す。同じビットに対応する複数
の小領域が画像中に割り当てられている。

【００９９】次に、電子透かしパターンが埋め込まれた
画像から電子透かしを検出する電子透かし検出処理装置
の構成例を図１５に示す。以下、図１５を参照して電子
透かし検出処理について説明する。

【０１００】画像６０１は、電子透かしパターンの埋め
込まれた処理対象データであり、ここでは一例として画
像とした例を示す。画像データは、例えばハードディス
ク、ＤＶＤなどの記憶媒体から読み出されたり、通信媒
体を介して供給された画像など、様々な画像が含まれ
る。

【０１０１】電子透かしパターン生成部６０３は電子透
かしパターン生成キー（key）記憶部６０２の電子透か
しパターン生成キー（key）から電子透かしパターンを
生成する。電子透かしパターン生成キー（key）は、具
体的には電子透かしパターンを画像に埋め込む際の画像
分割情報や、ビット配列情報などであり、電子透かしパ
ターンの検出に必要となる情報である。

【０１０２】検出部６０４では、電子透かしパターン生
成部６０３にて生成された電子透かしパターンを用い
て、入力画像６０１の電子透かしを検出する。検出処理
は、先に説明したように生成された電子透かしパターン
を用いて検出対象画像との相関を内積値によって取得
し、取得した内積値と閾値（ｔｈ）との比較（数９参
照）を実行する。さらに先に図１２〜図１４を用いて説
明したような電子透かしによる多ビット情報がある場合
は、多ビット情報の取得を行なう。検出部６０４にて検
出された情報は検出情報６０５として出力される。

【０１０３】図９に戻り、本発明の電子透かし埋め込み
処理装置における重畳量決定部１０３において適用する
電子透かし埋め込みアルゴリズムについて説明する。図
９に示した重畳量決定部１０３においては、複数のアル
ゴリズムとして例えば、下式に従ったアルゴリズムのい
ずれかが、前述の重畳部分選択部１０２において分離さ
れた各データ領域各々に対応して選択される。

【０１０４】

【数１０】

【０１０５】上記アルゴリズム識別子（１）のアルゴリ
ズムは、一定方向の３つのデータ値（例えば３つの水平
画素値）に対して、強度（例えば輝度値変化）を（−
１．０，２．０，−１．０）の情報として付加するアル
ゴリズムである。

【０１０６】（２）は、上述の説明と同様マトリックス
（行列）型の電子透かし埋め込みアルゴリズムであり、
1中心データ（例えば画素値）とその回りの７つのデー
タ（例えば画素値）に対して（２）に示す強度分布を持
つデータ量の埋め込みを実行するアルゴリズムである。
（３）は、（２）と同様マトリックス（行列）型の電子
透かし埋め込みアルゴリズムであるが、1中心データ
（例えば画素値）と水平、および垂直方向に隣接するデ
ータ（例えば画素値）に対して（３）に示す強度分布を
持つデータ量の埋め込みを実行するアルゴリズムであ
る。

【０１０７】本発明の電子透かし埋め込み処理装置にお
ける第１パラメータ設定部１０３は、予め定められた設
定情報に基づいて、前述の重畳部分選択部１０２におい
て分離された各データ領域各々に対応して、上記（１）
〜（３）の電子透かし埋め込みアルゴリズムのいずれか
を適用アルゴリズムとして設定する。また、第２パラメ
ータ設定部１０４は、ユーザ入力により、前述の重畳部
分選択部１０２において分離された各データ領域各々に
対応して、上記（１）〜（３）の電子透かし埋め込みア
ルゴリズムのいずれかを適用アルゴリズムとして設定す
る。

【０１０８】図１６にアルゴリズム選択例を示す。図１
６の例は、電子透かし埋め込み対象データを２つのデー
タ領域に分離して、それぞれに対して異なるアルゴリズ
ムを適用する構成とした例であり、２つの選択処理例
（組み合わせ例）を示している。

【０１０９】電子透かし埋め込み対象となるデータは、
第1の領域として高周波部(エッジ部)と、第２の領域と
して低周波部（平坦部）とに分離されている。これらの
分離処理は、前述の重畳部分選択部１０２において実行
される。

【０１１０】図１６に示すアルゴリズム決定例は、第１
パラメータ設定部１０３は、高周波部(エッジ部)に対し
てのみ、図９または、上記式［数１０］で説明した
（３）のアルゴリズムを適用し、低周波部（平坦部）に
は、電子透かし埋め込み処理を行なわないという決定を
実行し、第２パラメータ設定部１０４におけるユーザ入
力に基づくパラメータ決定処理として、高周波部(エッ
ジ部)には適用処理を設定せず、低周波部（平坦部）に
のみ上記式［数１０］で説明した（１）のアルゴリズム
を適用することを決定した処理例を示している。

【０１１１】図１６の例は、データ領域を２つに分離
し、それぞれに異なるアルゴリズムを適用する例である
が、さらに多くの３以上のデータ領域に分離した場合
は、それぞれの領域に対して、それぞれ適用する電子透
かし埋め込みアルゴリズムを設定する処理を実行するこ
とになる。

【０１１２】［電子透かし（ＷＭ）情報信号生成部にお
ける処理］次に、図３に示す電子透かし（ＷＭ）情報信
号生成部における処理について説明する。電子透かしと
して埋め込むべき付加情報１１０の符号化処理を実行
し、電子透かし情報を生成する。電子透かし（ＷＭ）情
報信号生成部１０７における処理は、データに埋め込む
付加情報としての複製制御情報、著作権情報、編集情報
等、様々な付加情報を構成するビット情報１１０に対応
する電子透かしを画像に埋め込む際の様々な制御情報、
例えば画像分割情報や、ビット配列情報などの制御情報
に基づく変調処理、符号化処理として実行される。電子
透かし（ＷＭ）情報信号生成部１０７における符号化
は、例えばスペクトラム拡散、パッチワーク手法などを
含む符号化として実行可能である。スペクトラム拡散処
理について説明する。

【０１１３】図１７は、電子透かし情報（ＷＭ）信号生
成部１０７におけるスペクトラム拡散処理部構成を説明
するブロック図である。図１７において、ＰＮａ発生部
６５１は、ＰＮ符号列ＰＮａを発生し、そのＰＮ符号列
ＰＮａをＳＳ拡散部６５２（ＳＳはスペクトラム拡散の
略である。以下、同じ）に供給する。

【０１１４】また、付加情報発生部６５３は、電子透か
し情報として重畳しようとする付加情報を発生し、ＳＳ
拡散部６５２に供給する。ＳＳ拡散部６５２は、付加情
報とＰＮ符号列ＰＮａとを乗算して、スペクトラム拡散
信号を生成する。そして、このスペクトラム拡散信号を
電子透かし（ＷＭ）レベル制御部に出力する。

【０１１５】図１８は、電子透かし情報として重畳する
付加情報と、電子透かし埋め込み対象データ（例えば映
像信号）との関係をスペクトルで示したものである。付
加情報は、これに含まれる情報量は少なく、低ビットレ
ートの信号であり、図１８（ａ）に示されるように狭帯
域の信号である。これにスペクトラム拡散を施すと、図
１８（ｂ）に示すような広帯域幅の信号となる。このと
きに、スペクトラム拡散信号レベルは帯域の拡大比に反
比例して小さくなる。

【０１１６】このスペクトラム拡散信号、すなわち、Ｓ
Ｓ付加情報を電子透かし埋め込み対象データ（例えば映
像信号）に重畳させるのであるが、この場合に、図１８
（ｃ）に示すように、情報信号としての映像信号のダイ
ナミックレンジより小さいレベルで、ＳＳ付加情報を重
畳させるようにする。このように重畳することにより主
情報信号の劣化がほとんど生じないようにすることがで
きる。

【０１１７】一方、ＳＳ付加情報を検出するためには、
逆スペクトラム拡散を行う。逆スペクトラム拡散によ
り、図１８（ｄ）に示すように、ＳＳ付加情報が再び狭
帯域の信号として復元される。十分な帯域拡散率を与え
ることにより、逆拡散後の付加情報の検出レベルが情報
信号を上回り、検出可能となる。

【０１１８】このように、電子透かし（ＷＭ）情報信号
生成部は、電子透かしとして埋め込むべき付加情報の符
号化処理を実行し、符号化電子透かし情報を生成する。
電子透かし（ＷＭ）情報信号生成部における処理は、デ
ータに埋め込む付加情報としての複製制御情報、著作権
情報、編集情報等、様々な付加情報を構成するビット情
報に基づいて符号化する処理として実行され、電子透か
し（ＷＭ）埋め込み対象データ（情報信号）のデータレ
ベル（例えばビットレベル、量子化レベル）よりも低い
レベルで、付加情報に基づく電子透かし（ＷＭ）情報を
重畳する処理を実行する。例えば、電子透かし（ＷＭ）
埋め込み対象データ（情報信号）が８ビット画素値から
なる画像データであった場合に、付加情報に基づく電子
透かし（ＷＭ）情報を１０ビットレベルのＬＳＢ（Leas
t Significant Bit）２ビットからなるデータとして構
成して電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データに付加す
る処理を実行する。

【０１１９】［電子透かし（ＷＭ）レベル制御部、およ
び電子透かし（ＷＭ）重畳部における処理］図３に示す
電子透かし（ＷＭ）レベル制御部１０６は、電子透かし
（ＷＭ）情報信号生成部１０７から、複製制御情報、著
作権情報、編集情報等を構成するビット情報１１０の変
調、符号化処理によって生成した電子透かし情報を入力
し、第１パラメータ設定部１０３、および第２パラメー
タ設定部１０４から、各データ領域に対応して選択され
た電子透かし埋め込みアルゴリズムに対応する重畳レベ
ル情報を入力して、各データ領域に対する電子透かし埋
め込みレベルの調整処理を実行して電子透かしパターン
を生成して、電子透かし（ＷＭ）重畳部１０８に出力す
る。

【０１２０】電子透かし（ＷＭ）重畳部１０８は、電子
透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ１０１を入力すると
ともに、電子透かし（ＷＭ）レベル制御部１０６からの
レベル調整された電子透かし（ＷＭ）パターンを入力し
て、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ１０１に対
する電子透かし埋め込み処理（重畳処理）を実行して、
電子透かし（ＷＭ）埋め込み済みデータ１０９として出
力する。

【０１２１】図１９に電子透かし（ＷＭ）レベル制御
部、および電子透かし（ＷＭ）重畳部の構成例を示す。
図１９の構成例は、電子透かし（ＷＭ）重畳部にローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）を使用して電子透かし（ＷＭ）埋
め込み対象データを高域部と低域部とに分離する構成例
である。

【０１２２】電子透かし（ＷＭ）重畳部７２０のローパ
スフィルタ（ＬＰＦ）７２１は、電子透かし（ＷＭ）埋
め込み対象データの低域部データを出力する。ローパス
フィルタ（ＬＰＦ）７２１は、例えば、入力データに対
して次に示す演算を実行して低域データを出力する。 Ｖ＝（Ｖｉ−１，ｊ＋Ｖｉ，ｊ＋Ｖｉ＋１，ｊ）／３ 上記式において、Ｖｉ−１，Ｖｉ，Ｖｉ＋１は、３つの
連続するデータ値（例えば画素値）を示し、入力データ
が８ビットデータであるとき、移動加算平均演算語長
を、例えば１０ビット等、８ビット以上とすることで多
階調変換がなされることになる。

【０１２３】多階調処理データが、先に図２を参照して
説明したように、１０ビットデータとして構成されてい
る場合、加算器７２３においては、電子透かし（ＷＭ）
レベル制御部７１０から入力する２ビットの電子透かし
情報との加算処理が実行される。

【０１２４】電子透かし（ＷＭ）レベル制御部７１０
は、レベル制御部７１１と、リミッタ７１２によって構
成され、レベル制御部７１１は、電子透かし（ＷＭ）情
報信号生成部(図３，１０７)からの電子透かし情報を受
信し、第１、第２パラメータ設定部１０３，１０４から
受領する第１、第２パラメータ（アルゴリズム）を合成
した電子透かしアルゴリズム情報に従って電子透かし情
報パターンを生成する。さらに、リミッタ７１２におい
て、加算する電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データの
低位２ビットに相当するデータレベルに変換され、加算
器７２３において、電子透かし（ＷＭ）レベル制御部７
１０から入力する２ビットの電子透かし情報との加算処
理が実行される。すなわち、多階調処理によって生成さ
れた電子透かし埋め込み対象データの拡張情報信号部
（低位２ビット）に対して電子透かし情報の埋め込みが
行われる。加算器７２３の出力は、加算器７２４に入力
される。

【０１２５】減算器７２２は、電子透かし（ＷＭ）埋め
込み対象データを入力し、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
７２１の出力である低域部データの減算処理により、電
子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データの高域部データの
みを出力し、加算器７２４に入力する。例えば多階調処
理データが１０ビットデータであれば、加算器７２４に
入力するデータは８ビットの高域部データとなる。加算
器７２４では、減算器７２２から入力される８ビットの
高域部データと、加算器７２４から入力する電子透かし
の重畳された２ビットの低域部データを加算する処理を
実行し、１０ビットの多階調電子透かし埋め込みデータ
を生成する。加算器７２４の生成した多階調電子透かし
埋め込みデータは、８ビット量子化部７２５において、
１０ビットから８ビットデータへの変換が実行されて出
力される。

【０１２６】図２０の構成例は、電子透かし（ＷＭ）重
畳部にＤＣＴを使用して電子透かし（ＷＭ）埋め込み対
象データの多階調変換処理を実行する構成例である。

【０１２７】電子透かし（ＷＭ）重畳部７６０のＤＣＴ
部７６１は、電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データを
ＤＣＴ処理し、多階調処理データを出力する。例えば入
力データが８ビットデータであるとき、ＤＣＴ部７６１
からの出力データは１０ビットデータとして出力され
る。

【０１２８】電子透かし（ＷＭ）レベル制御部７５０
は、レベル制御部７５１と、リミッタ７５２によって構
成され、レベル制御部７５１は、電子透かし（ＷＭ）情
報信号生成部(図３，１０７)からの電子透かし情報を受
信し、第１、第２パラメータ設定部１０３，１０４から
受領する第１、第２パラメータ（アルゴリズム）を合成
した電子透かしアルゴリズム情報に従って電子透かし情
報パターンを生成する。さらに、リミッタ７５２におい
て、加算する電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データの
低位２ビットに相当するデータレベルに変換され、加算
器７６２において、電子透かし（ＷＭ）レベル制御部７
５０から入力する低位２ビットの電子透かし情報との加
算処理が実行される。すなわち、多階調処理によって生
成された電子透かし埋め込み対象データの拡張情報信号
部（低位２ビット）に対して電子透かし情報の埋め込み
が行われる。加算器７６２は、電子透かしの重畳処理を
実行し、１０ビットの多階調電子透かし埋め込みデータ
を生成する。加算器７６２の生成した多階調電子透かし
埋め込みデータは、逆ＤＣＴ部７６３において、１０ビ
ットから８ビットデータへの変換が実行されて出力され
る。

【０１２９】なお、前述したように、多階調変換処理と
しては、ＬＰＦ、ＢＰＦ、ＨＰＦなどのフィルター処理
や、ＤＣＴ、ウエーブレット変換、ＪＰＥＧ、ＭＰＥ
Ｇ、フラクタル変換、ＡＴＲＡＣ、ＭＰ３,ＡＣ３、Ａ
ＡＣ、ＡＤＰＣＭ、ＣＥＬＰ、ＴｗｉｎＶなどの各種の
符号化処理や直交変換処理などが適用可能である。

【０１３０】このように、本発明の電子透かし埋め込み
処理装置は、電子透かし埋め込み処理対象となるデータ
を、多階調処理し、低位ビットに電子透かし情報を埋め
込む処理を実行する構成であるので、情報信号の品質の
劣化を最小限にできる。従って、画像や音楽などの比較
的階調変化の微小な部分（フラットな部分）に電子透か
しを埋め込んだ場合でも、知覚されにくい埋め込みが可
能となる。

【０１３１】また、複数の電子透かしアルゴリズムを適
用し、一方をユーザ選択によって設定する構成としたこ
とにより、人間の視聴特性も含めて、最適な埋め込みア
ルゴリズムを選択できるので、画質、音質などに対する
付加情報埋め込みによる品質の劣化を最小限にできる
上、トータルの品質のコントロールや、検出性能の改善
などの品質管理を人間が行うことができ、オーバーオー
ルで最適なシステムを構成することが可能となる。

【０１３２】また、一つのみのアルゴリズムを適用する
だけでは埋め込みが困難な情報信号に対しても、他のア
ルゴリズムが適用可能であるので、データ特性に応じた
適切な埋め込みができ、埋め込み処理対象データ、例え
ば画像であれば画質を劣化させることなく、また音声デ
ータであれば音質を劣化させることなくデータ品質を維
持しながら、付加情報の電子透かしとしての埋め込みが
可能となる。

【０１３３】データ全体に一律のグローバルパラメータ
を付与する構成と異なり、各データ領域に応じたアルゴ
リズムを任意に設定可能となるため、検出の精度を維持
することも可能となり、検出の信頼性、安定性が向上
し、画質の改善イコール検出性能のダウンという図式で
はないコントロールが可能となり、グローバルなパラメ
ータを使って総合的に調整する方式に比べ、総合性能を
確保することができる。

【０１３４】なお、上述した実施例では、電子透かし埋
め込み対象データを画像データを中心に説明したが、電
子透かし埋め込み対象データは、映像信号、画像情報、
音楽、音声信号、ＭＩＤＩや、その他の情報信号であっ
てもよい。情報信号は、ベースバンド信号でも、圧縮信
号であってもよい。また、埋めこみアルゴリズムの選択
は、電子透かし埋め込み対象データの領域毎に行っても
よいし、時間軸上、周波数軸上で分割してもよいし、電
子透かし埋め込み対象データを分割せずにそのまま電子
透かし埋め込み対象データ全体に渡って埋めこみ量を決
定させ、その後、ユーザー指示に基づいて、時間軸上だ
けで、埋めこみアルゴリズムを変更するようにしてもよ
い。その場合、埋め込みをオンオフさせる構成としても
よい。

【０１３５】電子透かし埋め込み対象データの分割処理
は、各種のフィルター処理や、ＤＣＴ,ウエーブレット
変換、ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ、フラクタル変換、ＡＴＲＡ
ＣＫ、ＭＰ３、ＡＣ３、ＡＡＣ、ＡＤＰＣＭ、ＣＥＬ
Ｐ、ＴｗｉｎＶなど、各種のフィルター処理、符号化処
理、直交変換処理、圧縮処理のいずれかを含む信号変換
処理を施した後の空間上、周波数上、時間軸上に変換さ
れたデータ領域に対して実行する構成としてもよい。

【０１３６】［システム構成］上述の実施例で述べた一
連の処理は、ハードウェア、またはソフトウェア、ある
いは両者の複合構成によって実行することが可能であ
る。ソフトウェアによる処理を実行する場合は、処理シ
ーケンスを記録したプログラムを、専用のハードウェア
に組み込まれたデータ処理装置内のメモリにインストー
ルして実行させるか、あるいは、各種処理が実行可能な
汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行
させることが可能である。一連の処理をソフトウェアに
よって行う場合には、そのソフトウェアを構成するプロ
グラムが、例えば汎用のコンピュータや１チップのマイ
クロコンピュータ等にインストールされる。図２１は、
上述した一連の処理、具体的には、電子透かしの生成、
埋め込み、検出の少なくともいずれかの処理を実行する
装置のシステム構成例を示している。図２１の構成につ
いて説明する。

【０１３７】ＣＰＵ(Central processing Unit)８０２
は、各種アプリケーションプログラムや、ＯＳ（Operat
ing System）を実際に実行する。ＲＯＭ（Read-Only-Me
mory）８０３は、ＣＰＵ８０２が実行するプログラム、
あるいは演算パラメータとしての固定データを格納す
る。ＲＡＭ（Random Access Memory）８０４は、ＣＰＵ
８０２の処理において実行されるプログラム、およびプ
ログラム処理において適宜変化するパラメータの格納エ
リア、ワーク領域として使用される。ＣＰＵ８０２、Ｒ
ＯＭ８０３、ＲＡＭ８０４、およびハードディスク８０
５はバス８０１によって接続されており、相互にデータ
転送が実行可能である。さらに入出力インタフェース８
１４に接続された各種入出力装置とのデータ転送が可能
となっている。

【０１３８】キーボード８１２、マウス８１３はＣＰＵ
８０２に各種の指令を入力するためにユーザにより操作
され、コマンド入力データ入力などの際にユーザによっ
て操作され、キーボードマウスコントローラ８１１介し
て入力される。

【０１３９】ドライブ８０９は、フロッピー（登録商
標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only
Memory)，ＭＯ(Magneto optical)ディスク，ＤＶＤ(Dig
ital Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリな
どのリムーバブル記録媒体８１０の記録再生を実行する
ドライブであり、各リムーバブル記録媒体８１０からの
プログラムまたはデータ再生、リムーバブル記録媒体８
１０に対するプログラムまたはデータ格納を実行する。

【０１４０】ＣＰＵ８０２は、入出力インタフェース８
１４を介して、キーボード８１２やマウス８１３等を介
して指令が入力されると、入力にしたがって、ＲＯＭ(R
eadOnly Memory)８０３に格納されているプログラムを
実行する。

【０１４１】上述の実施例における電子透かしの埋め込
み対象となる画像、音声等のデータ、あるいは検出対象
となるデータは、入力部８０７に接続されたカメラ８０
７１他の入力機器、例えばスキャナ等のデータ入力装
置、あるいはドライブ８０９に接続されたフロッピーデ
ィスク、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memor
y)，ＭＯ(Magneto optical)ディスク，ＤＶＤ(Digital
Versatile Disc)、磁気ディスク、半導体メモリなどの
リムーバブル記録媒体８１０から入力可能である。な
お、本システムは音声データの入力もマイク８０７２を
介して可能な構成である。さらに、通信部８０８を介し
て受信するデータを電子透かしの埋め込み対象とする画
像データ、あるいは検出対象となる画像データとして処
理することも可能である。

【０１４２】ＣＰＵ８０２は、ＲＯＭ格納プログラムに
限らず、ハードディスク８０５に格納されているプログ
ラム、衛星若しくはネットワークから転送され、通信部
８０８で受信されてハードディスク８０５にインストー
ルされたプログラム、またはドライブ８０９に装着され
たリムーバブル記録媒体８１０から読み出されてハード
ディスク８０５にインストールされたプログラムを、Ｒ
ＡＭ(Random Access Memory)８０４にロードして実行す
ることも可能である。

【０１４３】ここで、本明細書において、プログラム
は、１つのコンピュータにより処理されるものであって
も良いし、複数のコンピュータによって分散処理される
ものであっても良い。さらに、プログラムは、遠方のコ
ンピュータに転送されて実行されるものであっても良
い。

【０１４４】以上、特定の実施例を参照しながら、本発
明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨
を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成
し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で
本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべ
きではない。本発明の要旨を判断するためには、冒頭に
記載した特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。

【０１４５】

【発明の効果】以上、説明してきた本発明の構成によれ
ば、以下に説明する様々な効果が得られる。まず、本発
明の電子透かし埋め込み処理装置では、電子透かし埋め
込み処理対象となるデータを、多階調処理し、電子透か
し（ＷＭ）埋め込み対象データ（情報信号）のデータレ
ベル（例えばビットレベル、量子化レベル）よりも低い
レベルで、付加情報に基づく電子透かし（ＷＭ）情報を
重畳する処理を実行する構成であるので、情報信号の品
質の劣化を最小限にできる。従って、画像や音楽などの
比較的階調変化の微小な部分（フラットな部分）に電子
透かしを埋め込んだ場合でも、知覚されにくい埋め込み
が可能となる。

【０１４６】また、複数の電子透かしアルゴリズムを適
用し、一方をユーザ選択によって設定する構成としたこ
とにより、人間の視聴特性も含めて、最適な埋め込みア
ルゴリズムを選択できるので、画質、音質などに対する
付加情報埋め込みによる品質の劣化を最小限にできる
上、トータルの品質のコントロールや、検出性能の改善
などの品質管理を人間が行うことができ、オーバーオー
ルで最適なシステムを構成することが可能となる。

【０１４７】また、一つのみのアルゴリズムを適用する
だけでは埋め込みが困難な情報信号に対しても、他のア
ルゴリズムが適用可能であるので、データ特性に応じた
適切な埋め込みができ、埋め込み処理対象データ、例え
ば画像であれば画質を劣化させることなく、また音声デ
ータであれば音質を劣化させることなくデータ品質を維
持しながら、付加情報の電子透かしとしての埋め込みが
可能となる。

【０１４８】データ全体に一律のグローバルパラメータ
を付与する構成と異なり、各データ領域に応じたアルゴ
リズムを任意に設定可能となるため、検出の精度を維持
することも可能となり、検出の信頼性、安定性が向上
し、画質の改善イコール検出性能のダウンという図式で
はないコントロールが可能となり、グローバルなパラメ
ータを使って総合的に調整する方式に比べ、総合性能を
確保することができる。

【０１４９】また、本発明の構成によれば、電子透かし
埋め込み情報の不正な読み出しや改竄等のアタックに対
する強度の向上も可能となる。何故なら、複数の電子透
かし埋め込みアルゴリズムを使用することが可能であ
り、アタック耐性が異なるアルゴリズムを時間軸上、空
間上、周波数上で選択して使用して電子透かしの埋め込
み処理を実行することにより、一つのアタックを受けて
も、他方の埋めこみ情報の読み出しや改竄は不可能とな
り、正当な検出手段による検出を保証できることとなる
からであり、本発明の構成によって電子透かしの安定
性、ロバスト性の向上が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の構成例
を示すブロック図である。

【図２】本発明の電子透かし埋め込み処理装置で実行す
る多階調処理および電子透かし埋め込み処理について説
明する図である。

【図３】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の詳細構
成例を示すブロック図である。

【図４】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の詳細構
成例を示すブロック図である。

【図５】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の重畳部
分選択部の構成例を示すブロック図である。

【図６】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の重畳部
分選択部の構成例を示すブロック図である。

【図７】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の重畳部
分選択部の構成例を示すブロック図である。

【図８】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の重畳部
分選択部の構成例を示すブロック図である。

【図９】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の重畳量
決定部において選択されるアルゴリズムの例を示す図で
ある。

【図１０】電子透かしパターンの内積値の相対頻度分布
を説明する図である。

【図１１】電子透かしの有無の判別基準を説明する図で
ある。

【図１２】複数の電子透かしパターンの画像への埋め込
み処理を説明する図である。

【図１３】元画像の小領域への分割を説明する図であ
る。

【図１４】同一情報ビットの複数小領域への割り当てを
説明する図である。

【図１５】電子透かしの検出装置の処理について説明す
る図である。

【図１６】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の重畳
量決定部において選択されるアルゴリズムの組み合わせ
例を示す図である。

【図１７】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の電子
透かし情報生成部のスペクトラム拡散処理構成を示す図
である。

【図１８】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の電子
透かし情報生成部のスペクトラム拡散処理を説明する図
である。

【図１９】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の電子
透かしレベル制御部、および電子透かし重畳部の構成例
を示す図である。

【図２０】本発明の電子透かし埋め込み処理装置の電子
透かしレベル制御部、および電子透かし重畳部の構成例
を示す図である。

【図２１】電子透かし埋め込み処理を実行するシステム
構成例を示す図である。

【符号の説明】

１１ 電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ １２ 多階調処理部 １３ 電子透かし埋め込み処理部 １４ 電子透かし情報信号生成部 １５ データ変換部 １６ 電子透かし埋め込み済みデータ ５１ 電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ ５２ 多階調処理部 ５３ 電子透かし情報信号生成部 ５４ 電子透かし埋め込み処理部 ５５ データ変換部 １０１ 電子透かし（ＷＭ）埋め込み対象データ １０２ 重畳部分選択部 １０３ 第１パラメータ設定部 １０４ 第２パラメータ設定部 １０６ 電子透かし（ＷＭ）レベル制御部 １０７ 電子透かし（ＷＭ）生成部 １０８ 電子透かし（ＷＭ）重畳部 １０９ 電子透かし（ＷＭ）埋め込み済みデータ １１０ 付加情報 １１１ ユーザ入力部 １２１ スイッチ ２０１ ローパスフィルタ ２０２ バンドパスフィルタ ２０３ ハイパスフィルタ ３０１ エッジ検出部 ５０１ 電子透かし埋め込み対象データ ６０１ 電子透かし検出対象画像 ６０２ 電子透かしパターン生成キー記憶部 ６０３ 電子透かしパターン生成部 ６０４ 検出部 ６０５ 検出情報 ６５１ ＰＮａ発生部 ６５２ スペクトラム拡散部 ６５３ 付加情報発生部 ７１０ 電子透かしレベル制御部 ７１１ レベル制御部 ７１２ リミッタ ７２０ 電子透かし重畳部 ７２１ ＬＰＦ ７２２ 減算器 ７２３，７２４ 加算器 ７２５ ８ビット量子化部 ７５０ 電子透かしレベル制御部 ７５１ レベル制御部 ７５２ リミッタ ７６０ 電子透かし重畳部 ７６１ ＤＶＴ部 ７６２ 加算器 ７６３ 逆ＤＣＴ部 ８０２ ＣＰＵ ８０３ ＲＯＭ ８０４ ＲＡＭ ８０５ ハードディスク ８０６ 出力部 ８０７ 入力部 ８０８ 通信部 ８０９ ドライブ ８１０ リムーバフル記録媒体 ８１１ キーボードマウスコントローラ ８１２ キーボード ８１３ マウス ８０６１ 表示装置 ８０６２ スピーカ ８０７１ カメラ ８０７２ マイク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 7/08 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｚ ５Ｊ０６４ 7/081 Ｆターム(参考） 5B057 CB19 CE06 CE08 CE11 CG05 CH01 CH11 5C053 FA13 GB21 GB22 GB32 JA21 LA06 5C063 AB05 CA05 CA12 CA23 DA20 DB09 5C076 AA14 BA06 BA09 5C077 NN02 PP01 PP23 PQ12 PQ22 RR05 RR06 RR21 5J064 AA01 BA16 BC02 BC11

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子透かし埋め込み処理を実行する電子透
   かし埋め込み処理装置であり、 電子透かし埋め込み対象データの多階調変換処理を実行
   する多階調処理手段と、 電子透かしとして埋め込むべき付加情報に基づく電子透
   かし情報を生成する電子透かし情報信号生成手段と、 前記多階調処理手段において多階調変換された電子透か
   し埋め込み対象データに対して前記電子透かし情報信号
   生成手段において生成した電子透かし情報に基づく電子
   透かしを、多階調変換処理によって生成された拡張情報
   信号部に埋め込む電子透かし埋め込み処理手段と、 を有することを特徴とする電子透かし埋め込み処理装
   置。
2. 【請求項２】前記多階調処理手段は、 フィルター処理、符号化処理、直交変換処理、圧縮処理
   のいずれかの処理を実行する信号変換処理手段によって
   構成されることを特徴とする請求項１に記載の電子透か
   し埋め込み処理装置。
3. 【請求項３】前記電子透かし埋め込み処理装置は、さら
   に、 前記電子透かし埋め込み処理手段によって生成された電
   子透かし埋め込みデータを変換するデータ変換手段を有
   し、 前記データ変換手段は、前記多階調処理手段における多
   階調変換処理の逆変換により、電子透かし埋め込みデー
   タを多階調処理前の電子透かし埋め込み対象データの持
   つデータレベルに戻す処理を実行する構成を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋め込み処理
   装置。
4. 【請求項４】前記電子透かし埋め込み処理装置は、さら
   に、 電子透かし埋め込み対象データに対して適用する電子透
   かし埋め込みアルゴリズムを、予め適用可能な複数のア
   ルゴリズム中から選択決定する複数のパラメータ設定手
   段と、 前記複数のパラメータ設定手段において決定したアルゴ
   リズムに基づいて実行アルゴリズムを設定する出力アル
   ゴリズム決定手段と、 前記電子透かし情報信号生成手段において生成した電子
   透かし情報に基づいて、前記出力アルゴリズム決定手段
   において決定した電子透かし埋め込みアルゴリズムを適
   用した電子透かしパターンを生成する電子透かしレベル
   制御手段とを有し、 前記電子透かし埋め込み処理手段は、 前記多階調処理手段において多階調変換された電子透か
   し埋め込み対象データに対して前記電子透かしレベル制
   御手段の出力する電子透かしパターンを、多階調変換処
   理によって生成された拡張情報信号部に埋め込む処理を
   実行する構成を有することを特徴とする請求項１に記載
   の電子透かし埋め込み処理装置。
5. 【請求項５】前記電子透かし埋め込み処理装置は、さら
   に、 電子透かし埋め込み対象データのデータ領域を分割する
   重畳部分選択手段を有し、 前記パラメータ設定手段は、前記重畳部分選択手段の分
   割したデータ領域の各々について適用する電子透かし埋
   め込みアルゴリズムを、予め適用可能な複数のアルゴリ
   ズム中から選択決定する処理を実行する構成を有するこ
   とを特徴とする請求項４に記載の電子透かし埋め込み処
   理装置。
6. 【請求項６】電子透かし埋め込み処理を実行する電子透
   かし埋め込み処理方法であり、 電子透かし埋め込み対象データの多階調変換処理を実行
   する多階調処理ステップと、 電子透かしとして埋め込むべき付加情報に基づく電子透
   かし情報を生成する電子透かし情報信号生成ステップ
   と、 前記多階調処理ステップにおいて多階調変換された電子
   透かし埋め込み対象データに対して前記電子透かし情報
   信号生成ステップにおいて生成した電子透かし情報に基
   づく電子透かしを、多階調変換処理によって生成された
   拡張情報信号部に埋め込む電子透かし埋め込み処理ステ
   ップと、 を有することを特徴とする電子透かし埋め込み処理方
   法。
7. 【請求項７】前記多階調処理ステップは、 フィルター処理、符号化処理、直交変換処理、圧縮処理
   のいずれかの信号変換処理を実行することを特徴とする
   請求項６に記載の電子透かし埋め込み処理方法。
8. 【請求項８】前記電子透かし埋め込み処理方法は、さら
   に、 前記電子透かし埋め込み処理ステップにおいて生成され
   た電子透かし埋め込みデータを変換するデータ変換ステ
   ップを有し、 前記データ変換ステップは、前記多階調処理ステップに
   おける多階調変換処理の逆変換により、電子透かし埋め
   込みデータを多階調処理前の電子透かし埋め込み対象デ
   ータの持つデータレベルに戻す処理を実行することを特
   徴とする請求項６に記載の電子透かし埋め込み処理方
   法。
9. 【請求項９】前記電子透かし埋め込み処理方法は、さら
   に、 電子透かし埋め込み対象データに対して適用する電子透
   かし埋め込みアルゴリズムを、予め適用可能な複数のア
   ルゴリズム中から選択決定する複数のパラメータ設定ス
   テップと、 前記複数のパラメータ設定ステップにおいて決定したア
   ルゴリズムに基づいて実行アルゴリズムを設定する出力
   アルゴリズム決定ステップと、 前記電子透かし情報信号生成ステップにおいて生成した
   電子透かし情報に基づいて、前記出力アルゴリズム決定
   ステップにおいて決定した電子透かし埋め込みアルゴリ
   ズムを適用した電子透かしパターンを生成する電子透か
   しレベル制御ステップとを有し、 前記電子透かし埋め込み処理ステップは、 前記多階調処理ステップにおいて多階調変換された電子
   透かし埋め込み対象データに対して前記電子透かしレベ
   ル制御ステップにおいて出力する電子透かしパターン
   を、多階調変換処理によって生成された拡張情報信号部
   に埋め込む処理を実行することを特徴とする請求項６に
   記載の電子透かし埋め込み処理方法。
10. 【請求項１０】前記電子透かし埋め込み処理方法は、さ
    らに、 電子透かし埋め込み対象データのデータ領域を分割する
    重畳部分選択ステップを有し、 前記パラメータ設定ステップは、前記重畳部分選択ステ
    ップにおいて分割したデータ領域の各々について適用す
    る電子透かし埋め込みアルゴリズムを、予め適用可能な
    複数のアルゴリズム中から選択決定する処理を実行する
    ことを特徴とする請求項９に記載の電子透かし埋め込み
    処理方法。
11. 【請求項１１】電子透かし埋め込み処理を実行するコン
    ピュータ・プログラムであって、 電子透かし埋め込み対象データの多階調変換処理を実行
    する多階調処理ステップと、 電子透かしとして埋め込むべき付加情報に基づく電子透
    かし情報を生成する電子透かし情報信号生成ステップ
    と、 前記多階調処理ステップにおいて多階調変換された電子
    透かし埋め込み対象データに対して前記電子透かし情報
    信号生成ステップにおいて生成した電子透かし情報に基
    づく電子透かしを、多階調変換処理によって生成された
    拡張情報信号部に埋め込む電子透かし埋め込み処理ステ
    ップと、 を有することを特徴とするコンピュータ・プログラム。