JP2003249859A - Encoding method and its device, and decoding method and its device - Google Patents

Encoding method and its device, and decoding method and its device

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JP2003249859A
JP2003249859A JP2002045480A JP2002045480A JP2003249859A JP 2003249859 A JP2003249859 A JP 2003249859A JP 2002045480 A JP2002045480 A JP 2002045480A JP 2002045480 A JP2002045480 A JP 2002045480A JP 2003249859 A JP2003249859 A JP 2003249859A
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JP
Japan
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turbo
decoding
unit
sequence
data
Prior art date
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Application number
JP2002045480A
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Japanese (ja)
Inventor
Akiomi Kunihazama
亜輝臣 国狭
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Detection And Correction Of Errors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of strengthen the noise resistance of encoded data and of reducing bit error rate, when it is decoded. <P>SOLUTION: A GS-APP decoding portion 52 of a GS-decoding portion 50 receives apriori probability related to an information bit u, a parity bit p1 and a parity bit p2 sent from a turbo-decoding portion 60, calculates outside informations and sends them to the turbo-decoding portion 60, when it does a soft decision decoding of a receiving bit y. The outside informations are divided into the information bit u and the first parity bit p1 which are necessary for decoding at a first APP decoding portion 62 and into the second parity bit p2 necessary for decoding at a second APP decoding portion 64 by a demultiplexer 102. A normal turbodecoding is conducted at the turbo-decoding portion 60, and the outside informations calculated by the second APP decoding portion 64 is sent to the GS-decoding portion 50. By cooperation between the GS decoding portion 50 and the turbo-decoding portion 60, the reliability is increased and the bit error rate of the information bit u is decreased. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】この発明は、符号化方法とそ
の装置、および復号方法とその装置に関し、特に誤り訂
正符号化および復号の技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a coding method and apparatus, and a decoding method and apparatus, and more particularly to error correction coding and decoding technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】伝送路上のデジタル情報を受信したり、
磁気記録媒体からデジタル情報を再生する際、デジタル
情報のビット系列に誤りが生ずることがある。このよう
なデジタル情報の誤りを防止する手法の一つに、誤り訂
正符号化の技術がある。誤り訂正符号化とは、伝送ある
いは記録するデジタル情報に冗長性をもたせて符号化
し、デジタル情報に誤りが生じた場合であっても正しい
情報の復元を可能にする技術である。
2. Description of the Related Art For receiving digital information on a transmission line,
When reproducing digital information from a magnetic recording medium, an error may occur in the bit sequence of the digital information. An error correction coding technique is one of the techniques for preventing such errors in digital information. The error correction coding is a technique that enables digital information to be transmitted or recorded with redundancy to be coded so that correct information can be restored even if an error occurs in the digital information.

【0003】誤り訂正符号化技術として、従来からブロ
ック符号や畳み込み符号などの誤り訂正符号が用いられ
てきたが、最近シャノン限界に近い伝送特性をもつとさ
れるターボ符号が注目されるようになってきた。ターボ
符号は、次の二つの文献に詳しい。Branka Vucetic and
Jinhong Yuan, “Turbo codes: principles and appli
cations”, Kluwer Academic Publishers (2000). Zin
ing Wu, “Coding anditerative detection for magnet
ic recording channels”, Kluwer AcademicPublishers
(1999).
As an error correction coding technique, an error correction code such as a block code or a convolutional code has been conventionally used. Recently, a turbo code which is said to have a transmission characteristic close to the Shannon limit has been attracting attention. Came. Turbo codes are detailed in the following two documents. Branka Vucetic and
Jinhong Yuan, “Turbo codes: principles and appli
cations ”, Kluwer Academic Publishers (2000). Zin
ing Wu, “Coding and iterative detection for magnet
ic recording channels ”, Kluwer AcademicPublishers
(1999).

【0004】ターボ符号では、符号化側では情報系列を
符号化する際に、2つの畳み込み符号化器を用い、第2
の符号化器にはインターリーバによりデータの順序が攪
拌された情報系列を与えて、第1の符号化器とは異なる
符号化結果を出力する。復号側では、この2つの符号化
器に対応する2つの復号器を用い、一方の復号器の軟値
出力を他方の復号器に事前確率に関する情報としてフィ
ードバックすることにより、符号化系列の繰り返し復号
を行う。上述の他方の復号器に与えられる軟値出力とし
て、パリティビットから計算される情報ビットに関する
信頼度情報が用いられる。この信頼度情報は、情報ビッ
ト自らに関する情報を全く利用せず、情報ビット自体と
は無関係であるため、外部情報と呼ばれる。この外部情
報が情報ビット系列の事前確率として他方の復号器に送
信され、その事前確率と情報ビット系列を用いた事後確
率(APP)復号が行われる。2つの復号器が協調し
て、この復号処理を繰り返し行うことにより、復号結果
の信頼度を向上させ、ビット誤り率を低減させることが
できる。
In turbo coding, two convolutional encoders are used on the encoding side when encoding an information sequence, and a second convolutional encoder is used.
An information sequence whose data order is mixed by an interleaver is given to the encoder of (1) and an encoding result different from that of the first encoder is output. On the decoding side, two decoders corresponding to these two encoders are used, and the soft-value output of one decoder is fed back to the other decoder as information on the prior probability, thereby iteratively decoding the encoded sequence. I do. The reliability information about the information bits calculated from the parity bits is used as the soft value output given to the other decoder described above. This reliability information is called external information because it does not use any information about the information bit itself and has nothing to do with the information bit itself. This extrinsic information is transmitted to the other decoder as the a priori probability of the information bit sequence, and posterior probability (APP) decoding is performed using the a priori probability and the information bit sequence. It is possible to improve the reliability of the decoding result and reduce the bit error rate by the two decoders cooperating and repeatedly performing this decoding process.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、復号時
にこのような誤り訂正能力の高い復号方法を用いたとし
ても、符号化系列がそもそも伝送路のノイズに対して耐
性の低いものであれば、受信時に誤りを多く含んでしま
い、復号時の誤り訂正能力を高めるだけではビット誤り
率を低減しきれない。したがって、符号化の段階で符号
化系列の耐性を十分に高めた上で、復号段階でも繰り返
し復号により検出率を改善するといった組み合わせが必
要となる。
However, even if such a decoding method having a high error correction capability is used at the time of decoding, if the coded sequence has low tolerance to the noise on the transmission line in the first place, it is received. Sometimes it contains many errors, and the bit error rate cannot be reduced only by improving the error correction capability at the time of decoding. Therefore, a combination is required in which the tolerance of the encoded sequence is sufficiently increased at the encoding stage and the detection rate is improved by iterative decoding at the decoding stage.

【0006】とくに、画像や音声などのコンテンツデー
タに電子透かしを埋め込む場合、コンテンツデータは、
その流通過程や利用過程で、圧縮符号化や各種フィルタ
リングなどの信号処理が加えられたり、ユーザにより加
工されたり、あるいは透かし情報が改ざんされるなど、
さまざまな操作を受ける。これらの操作により埋め込ま
れた電子透かしデータの一部が変更されたり、消失する
可能性があり、電子透かしは伝送路のノイズだけでな
く、こういったコンテンツデータに対する操作に対して
も耐性が要求される。そこで、強い耐性の透かしデータ
を符号化してコンテンツデータに埋め込み、透かしの抽
出時には透かしデータの検出精度を向上させることが求
められる。
In particular, when a digital watermark is embedded in content data such as images and sounds, the content data is
In the distribution process and usage process, signal processing such as compression encoding and various filtering is added, processed by the user, watermark information is tampered with, etc.
Receive various operations. Some of the embedded digital watermark data may be changed or lost by these operations, and the digital watermark requires resistance not only to noise on the transmission path but also to such content data operations. To be done. Therefore, it is required to encode highly resistant watermark data and embed the watermark data in the content data to improve the detection accuracy of the watermark data when extracting the watermark.

【0007】本発明はこうした状況に鑑みてなされたも
ので、その目的は、誤り特性に適した符号化系列を生成
することのできる符号化技術と、高い誤り訂正能力をも
つ復号技術の提供にある。また別の目的は、強い耐性の
電子透かしを符号化して埋め込み、復号時に電子透かし
の検出誤差を低減することのできる技術の提供にある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an encoding technique capable of generating an encoded sequence suitable for an error characteristic and a decoding technique having a high error correction capability. is there. Another object is to provide a technique capable of reducing a detection error of a digital watermark at the time of decoding by encoding and embedding a digital watermark having strong resistance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明のある態様は符号
化方法に関する。この方法は、ターボ符号化した情報系
列を畳み込み演算によりスクランブルして複数のスクラ
ンブル系列を生成し、それらのスクランブル系列の各々
について、適性を評価し、その評価が良好であるスクラ
ンブル系列を最終的な符号化系列として取得する。たと
えば符号化系列が伝送路において送受信される場合は、
スクランブル系列の各々について、その伝送路の条件や
性能に適しているかどうか、伝送の目的に適しているか
どうか、伝送路の雑音に対して耐性があるかどうかな
ど、伝送特性に対する適性や、伝送用途に対する適性、
耐ノイズ面の適性などが評価される。符号化系列が磁気
記録媒体などに記録され、再生される場合は、再生系の
条件や性能、再生用途、誤り特性などに対する適性が評
価される。
One aspect of the present invention relates to an encoding method. This method scrambles a turbo-encoded information sequence by a convolutional operation to generate a plurality of scramble sequences, evaluates the suitability of each of these scramble sequences, and finally determines the scramble sequence with a good evaluation. It is acquired as an encoded sequence. For example, when the encoded sequence is transmitted and received on the transmission line,
For each scrambled sequence, whether it is suitable for the conditions and performance of the transmission line, whether it is suitable for the purpose of transmission, whether it is immune to the noise of the transmission line, the suitability for transmission characteristics, and the transmission application Aptitude for
The suitability for noise resistance is evaluated. When the coded sequence is recorded on a magnetic recording medium or the like and reproduced, suitability for conditions and performance of the reproducing system, reproducing application, error characteristics, etc. is evaluated.

【0009】本発明の別の態様は復号方法に関する。こ
の方法は、受信系列の軟判定復号を行う軟出力復号器の
出力する外部情報をターボ復号器に入力データとして与
え、さらに前記ターボ復号器から出力される外部情報を
前記軟判定復号における事前確率に関する情報として前
記軟出力復号器にフィードバックすることにより前記受
信系列の繰り返し復号を行う。
Another aspect of the present invention relates to a decoding method. In this method, extrinsic information output from a soft-output decoder that performs soft-decision decoding of a received sequence is given to a turbo decoder as input data, and extrinsic information output from the turbo decoder is prior probability in the soft-decision decoding. Iterative decoding of the received sequence is performed by feeding back to the soft output decoder as information on the above.

【0010】本発明のさらに別の態様は符号化装置に関
する。この装置は、情報系列をターボ符号化してターボ
符号系列を生成するターボ符号化部と、前記ターボ符号
系列をインターリーブするインターリーバと、前記イン
ターリーブされたターボ符号系列を畳み込み演算により
スクランブルして複数のスクランブル符号系列を生成す
るスクランブル部と、前記複数のスクランブル符号系列
の各々について、適性を評価する評価部と、前記適性の
評価値に基づいて前記複数のスクランブル符号系列の一
つを選択して出力する選択部とを含む。ターボ符号化し
た情報系列から複数のスクランブル系列を生成するた
め、ターボ符号化の処理が一回で済むため、この態様の
符号化装置はシンプルな構成で実現することができる。
Yet another aspect of the present invention relates to an encoding device. This apparatus includes a turbo coding unit that turbo-codes an information sequence to generate a turbo code sequence, an interleaver that interleaves the turbo code sequence, and a plurality of scrambled scrambled convolution operations of the interleaved turbo code sequence. A scramble unit that generates a scramble code sequence, an evaluation unit that evaluates suitability for each of the plurality of scramble code sequences, and selects and outputs one of the plurality of scramble code sequences based on the evaluation value of the suitability. And a selection unit for Since a plurality of scramble sequences are generated from the turbo-encoded information sequence, the turbo encoding process only needs to be performed once, and thus the encoding device of this aspect can be realized with a simple configuration.

【0011】本発明のさらに別の態様は復号装置に関す
る。この装置は、受信系列を軟判定復号する軟判定復号
部と、前記軟判定復号された受信系列を逆インターリー
ブするデインターリーバと、前記逆インターリーブされ
た受信系列を入力データとしてターボ復号を行うターボ
復号部とを含む。前記受信系列が畳み込み演算によりス
クランブルされている場合、前記軟判定復号部は、前記
受信系列に畳み込み演算を施すことにより、スクランブ
ルを解除してもよい。この軟判定復号部は、軟判定復号
としてAPP(A Posteriori Probability)復号を行っ
てもよい。APP復号は、たとえばMAP(Maximum A
posteriori Probability)復号法や軟出力ビダビアルゴ
リズム(Soft Output Viterbi Algorithm)などにより
実行される。
Yet another aspect of the present invention relates to a decoding device. This apparatus includes a soft-decision decoding unit that performs soft-decision decoding on a reception sequence, a deinterleaver that deinterleaves the reception sequence that has been soft-decision decoded, and a turbo that performs turbo decoding using the deinterleaved reception sequence as input data. And a decoding unit. When the received sequence is scrambled by a convolution operation, the soft decision decoding unit may descramble the received sequence by performing a convolution operation. The soft decision decoding unit may perform APP (A Posteriori Probability) decoding as the soft decision decoding. APP decoding is performed by, for example, MAP (Maximum A
posteriori Probability) Decoding method and Soft Output Viterbi Algorithm.

【0012】前記ターボ復号部が出力する外部情報が前
記受信系列の事前確率に関する情報として前記軟判定復
号部にフィードバックされることにより前記受信系列の
繰り返し復号がなされてもよい。前記ターボ復号部が出
力する前記受信系列の情報ビットに関する外部情報が前
記情報ビットの事前確率に関する情報として前記軟判定
復号部にフィードバックされてもよい。前記ターボ復号
部は、前記受信系列のパリティビットの軟判定復号を行
ってもよく、前記ターボ復号部が出力する前記情報系列
のパリティビットに関する外部情報が前記パリティビッ
トの事前確率に関する情報として前記軟判定復号部にフ
ィードバックされてもよい。外部情報(extrinsic info
rmation)とは、APP復号により計算される情報ビッ
トの事後確率の情報を対数で評価した対数尤度比(log-
likelihood ratio)から、復号対象の情報ビットが寄与
する通信路値と呼ばれる値と、事前確率に関する値とを
減算して得られる値である。
The received information may be iteratively decoded by feeding back the external information output from the turbo decoding unit to the soft decision decoding unit as information about the prior probability of the received sequence. External information about the information bits of the received sequence output by the turbo decoding unit may be fed back to the soft-decision decoding unit as information about the a priori probability of the information bits. The turbo decoding unit may perform soft-decision decoding of the parity bit of the reception sequence, and the external information about the parity bit of the information sequence output by the turbo decoding unit is the soft information as the information about the prior probability of the parity bit. It may be fed back to the determination decoding unit. External information (extrinsic info
rmation) is a log-likelihood ratio (log-
It is a value obtained by subtracting a value called a channel value to which the information bit to be decoded contributes from the likelihood ratio) and a value related to the a priori probability.

【0013】本発明のさらに別の態様も符号化装置に関
する。この装置は、情報系列を畳み込み演算によりスク
ランブルして複数のスクランブル符号系列を生成するス
クランブル部と、前記複数のスクランブル系列の各々を
インターリーブするインターリーバと、前記インターリ
ーブされた複数のスクランブル符号系列の各々をターボ
符号化して複数のターボ符号系列を生成するターボ符号
化部と、前記複数のターボ符号系列の各々について、適
性を評価する評価部と、前記適性の評価値に基づいて前
記複数のターボ符号系列の一つを選択して出力する選択
部とを含む。
Yet another aspect of the present invention also relates to an encoding device. This apparatus includes a scramble unit that scrambles an information sequence by a convolution operation to generate a plurality of scramble code sequences, an interleaver that interleaves each of the plurality of scramble sequences, and each of the interleaved plurality of scramble code sequences. A turbo coding unit that turbo-encodes a plurality of turbo code sequences, an evaluation unit that evaluates suitability for each of the plurality of turbo code sequences, and a plurality of turbo codes based on the suitability evaluation value. And a selector for selecting and outputting one of the sequences.

【0014】本発明のさらに別の態様も復号装置に関す
る。この装置は、受信系列を入力データとしてターボ復
号を行うターボ復号部と、前記ターボ復号された受信系
列を逆インターリーブするデインターリーバと、前記逆
インターリーブされた受信系列を軟判定復号する軟判定
復号部とを含む。前記軟判定復号部が出力する前記受信
系列の情報ビットに関する外部情報が前記情報ビットの
事前確率に関する情報として前記ターボ復号部にフィー
ドバックされることにより前記受信系列の繰り返し復号
がなされてもよい。
Yet another aspect of the present invention also relates to a decoding device. This apparatus includes a turbo decoding unit that performs turbo decoding using a reception sequence as input data, a deinterleaver that deinterleaves the turbo-decoded reception sequence, and a soft-decision decoding that performs soft-decision decoding of the deinterleaved reception sequence. And part. Iterative decoding of the received sequence may be performed by feeding back external information about the information bits of the received sequence output by the soft-decision decoding unit to the turbo decoding unit as information about the prior probability of the information bits.

【0015】本発明のさらに別の態様も符号化装置に関
する。この装置は、ホストデータに埋め込まれるべき電
子透かしデータをターボ符号化するターボ符号化部と、
前記ターボ符号化された電子透かしデータをインターリ
ーブするインターリーバと、前記インターリーブされた
電子透かしデータを畳み込み演算によりスクランブルし
て複数の透かしデータの候補を生成するスクランブル部
と、前記複数の透かしデータの候補をそれぞれ前記ホス
トデータに埋め込み、複数の埋め込みホストデータの候
補を生成する埋め込み部と、前記複数の埋め込みホスト
データの候補の各々について、当該電子透かしの耐性を
評価する評価部と、前記耐性の評価値に基づいて前記複
数の埋め込みホストデータの候補の一つを選択して出力
する選択部とを含む。
Yet another aspect of the present invention also relates to an encoding device. This device is a turbo coding unit for turbo coding digital watermark data to be embedded in host data,
An interleaver that interleaves the turbo-encoded digital watermark data, a scramble unit that scrambles the interleaved digital watermark data by a convolution operation to generate a plurality of watermark data candidates, and a plurality of the watermark data candidates Embedded in the host data to generate a plurality of embedded host data candidates, an evaluation unit that evaluates the resistance of the digital watermark for each of the plurality of embedded host data candidates, and an evaluation of the resistance. A selection unit for selecting and outputting one of the plurality of embedded host data candidates based on a value.

【0016】本発明のさらに別の態様も符号化装置に関
する。この装置は、ホストデータに埋め込まれるべき電
子透かしデータを畳み込み演算によりスクランブルして
複数の透かしデータの候補を生成するスクランブル部
と、前記複数の透かしデータの候補の各々をインターリ
ーブするインターリーバと、前記インターリーブされた
複数の透かしデータの候補の各々をターボ符号化するタ
ーボ符号化部と、前記ターボ符号化された複数の透かし
データの候補をそれぞれ前記ホストデータに埋め込み、
複数の埋め込みホストデータの候補を生成する埋め込み
部と、前記複数の埋め込みホストデータの候補の各々に
ついて、当該電子透かしの耐性を評価する評価部と、前
記耐性の評価値に基づいて前記複数の埋め込みホストデ
ータの候補の一つを選択して出力する選択部とを含む。
Yet another aspect of the present invention also relates to an encoding device. This apparatus includes a scramble unit that scrambles digital watermark data to be embedded in host data by a convolution operation to generate a plurality of watermark data candidates, an interleaver that interleaves each of the plurality of watermark data candidates, and A turbo encoder that turbo-encodes each of a plurality of interleaved watermark data candidates, and embeds each of the turbo-encoded watermark data candidates in the host data.
An embedding unit that generates a plurality of embedded host data candidates, an evaluation unit that evaluates the resistance of the digital watermark for each of the plurality of embedded host data candidates, and the plurality of embeddings based on the resistance evaluation value. And a selector for selecting and outputting one of the host data candidates.

【0017】ホストデータは、電子透かしを埋め込む対
象となるオリジナルデータであり、たとえば静止画、動
画、音声などのデータである。埋め込まれる電子透かし
には、オリジナルデータの識別情報、作成者情報、利用
者情報などが含まれる。その他、認証を目的として、ホ
ストデータのダイジェストデータ、すなわちホストデー
タの特徴を端的に表したデータを電子透かしとして埋め
込むことも可能である。電子透かしの耐性とは、電子透
かしの埋め込まれたホストデータが改変されるなどの攻
撃を受けた場合や、埋め込みホストデータに圧縮符号化
やフィルタリングなどの信号処理が施された場合など、
埋め込みホストデータに対して何らかの操作が加えられ
た場合に電子透かしデータがもつ頑強性をいう。
The host data is original data into which a digital watermark is to be embedded and is, for example, data such as a still image, a moving image, a voice, or the like. The digital watermark to be embedded includes identification information of original data, creator information, user information, and the like. In addition, for the purpose of authentication, it is possible to embed digest data of host data, that is, data that briefly represents the characteristics of host data as a digital watermark. Tolerance of digital watermark means, for example, when the host data embedded with the digital watermark is attacked, or when the embedded host data is subjected to signal processing such as compression encoding or filtering.
The robustness of the digital watermark data when some operation is applied to the embedded host data.

【0018】これらの態様の符号化装置によれば、ホス
トデータに応じて、透かしデータを耐性の強いデータ系
列に変換した後に埋め込むことができ、電子透かしの検
出誤差を低減することができる。
According to the encoding device of these aspects, it is possible to embed the watermark data after converting the watermark data into a highly resistant data sequence according to the host data, and reduce the detection error of the digital watermark.

【0019】本発明のさらに別の態様も復号装置に関す
る。この装置は、電子透かしの埋め込まれたホストデー
タから透かしデータを抽出する抽出部と、前記抽出され
た透かしデータを軟判定復号する軟判定復号部と、前記
軟判定復号された透かしデータを逆インターリーブする
デインターリーバと、前記逆インターリーブされた透か
しデータを入力データとしてターボ復号を行うターボ復
号部とを含む。前記ターボ復号部が出力する外部情報が
前記透かしデータの事前確率に関する情報として前記軟
判定復号部にフィードバックされることにより前記透か
しデータの繰り返し復号がなされてもよい。
Still another aspect of the present invention also relates to a decoding device. This apparatus includes an extraction unit that extracts watermark data from host data in which a digital watermark is embedded, a soft-decision decoding unit that performs soft-decision decoding of the extracted watermark data, and deinterleave the watermark data that has been soft-decision decoded. And a turbo decoding unit that performs turbo decoding using the deinterleaved watermark data as input data. Iterative decoding of the watermark data may be performed by feeding back external information output by the turbo decoding unit to the soft decision decoding unit as information regarding the prior probability of the watermark data.

【0020】本発明のさらに別の態様も復号装置に関す
る。この装置は、電子透かしの埋め込まれたホストデー
タから透かしデータを抽出する抽出部と、前記抽出され
た透かしデータを入力データとしてターボ復号を行うタ
ーボ復号部と、前記ターボ復号された透かしデータを逆
インターリーブするデインターリーバと、前記逆インタ
ーリーブされた透かしデータを軟判定復号する軟判定復
号部とを含む。前記軟判定復号部が出力する外部情報が
前記透かしデータの事前確率に関する情報として前記タ
ーボ復号部にフィードバックされることにより前記透か
しデータの繰り返し復号がなされてもよい。
Yet another aspect of the present invention also relates to a decoding device. This apparatus includes an extracting unit that extracts watermark data from host data in which a digital watermark is embedded, a turbo decoding unit that performs turbo decoding using the extracted watermark data as input data, and an inverse unit that reverses the turbo decoded watermark data. It includes a deinterleaver for interleaving, and a soft decision decoding unit for performing soft decision decoding on the deinterleaved watermark data. Iterative decoding of the watermark data may be performed by feeding back external information output by the soft-decision decoding unit to the turbo decoding unit as information about the prior probability of the watermark data.

【0021】これらの態様の復号装置は、透かしデータ
がスクランブルされたものである場合、前記繰り返し復
号により最終的に得られる透かしデータに畳み込み演算
を施すことにより、前記透かしデータのスクランブルを
解除するデスクランブル部をさらに含んでもよい。
In the decoding device of these aspects, when the watermark data is scrambled, the descrambling of the watermark data is performed by performing a convolution operation on the watermark data finally obtained by the iterative decoding. It may further include a scramble part.

【0022】電子透かしを埋め込む側では、電子透かし
データをスクランブルする際、元の電子透かしデータを
複数の透かしデータの候補に対応づける1対多の写像が
用いられる。電子透かしを抽出する側では、逆写像を行
って、スクランブルされた透かしデータから元の電子透
かしデータを得る。そのため電子透かしを抽出する側で
は、元の電子透かしデータと複数の透かしデータの候補
の対応テーブルが利用されてもよい。また、電子透かし
を埋め込む側で、元の電子透かしデータから所定の初期
値のもとで複数の透かしデータの候補を生成するスクラ
ンブル関数が利用されてもよい。この場合、電子透かし
の抽出する側では、スクランブルに利用された初期値と
スクランブル関数にもとづいて、抽出された電子透かし
の逆スクランブルが行われる。
On the side of embedding a digital watermark, when scrambling the digital watermark data, a one-to-many mapping is used to associate the original digital watermark data with a plurality of candidates for the watermark data. On the side of extracting the digital watermark, reverse mapping is performed to obtain the original digital watermark data from the scrambled watermark data. Therefore, on the side that extracts the digital watermark, the correspondence table of the original digital watermark data and the plurality of watermark data candidates may be used. Further, on the side of embedding the digital watermark, a scramble function for generating a plurality of watermark data candidates from the original digital watermark data based on a predetermined initial value may be used. In this case, on the side of extracting the digital watermark, descrambling of the extracted digital watermark is performed based on the initial value used for scrambling and the scramble function.

【0023】なお、以上の構成要素の任意の組み合わ
せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、
コンピュータプログラムなどの間で変換したものもま
た、本発明の態様として有効である。
It should be noted that any combination of the above components, the expression of the present invention can be applied to a method, an apparatus, a system, a recording medium,
A program converted between computer programs and the like is also effective as an aspect of the present invention.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】実施の形態1 実施の形態では、通信路符号化方式として、ターボ符号
とGS(Guided Scramble)方式によるスクランブル符
号化を連接した「ターボ符号化GS方式」が用いられ
る。まず実施の形態の前提としてターボ符号の一般的な
構成を説明した後、実施の形態の構成を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1 In the embodiment, a "turbo-encoded GS system" in which a turbo code and a scramble encoding by a GS (Guided Scramble) system are concatenated is used as a channel coding system. First, a general configuration of a turbo code will be described as a premise of the embodiment, and then the configuration of the embodiment will be described.

【0025】図1は、ターボ符号化部70の一般的な構
成を示す。符号化の対象として入力されるユーザビット
列UBは、第1符号化器72に入力され、パリティビッ
ト列Pが生成される。ユーザビット列UBはインター
リーバ74により順序が並べ替えられて、第2符号化器
76に入力され、パリティビット列Pが生成される。
2つのパリティビット列P、Pはマルチプレクサ・
パンクチャラ78により、間引き(puncture)されなが
ら多重化され、さらにユーザビット列UBと多重化され
て符号化ビットCBとしてマルチプレクサ80から出力
される。なお、パンクチャの処理は、符号化率を増加さ
せたいときに用いられるオプショナルな処理であり、必
要でない場合は省略してもよい。
FIG. 1 shows a general configuration of the turbo encoder 70. The user bit string UB input as an encoding target is input to the first encoder 72, and the parity bit string P 0 is generated. The order of the user bit string UB is rearranged by the interleaver 74 and is input to the second encoder 76, and the parity bit string P 1 is generated.
Two parity bit strings P 0 and P 1 are multiplexers
The puncturing 78 multiplexes while puncturing, and further multiplexes with the user bit string UB and outputs the coded bits CB from the multiplexer 80. The puncture process is an optional process used when it is desired to increase the coding rate, and may be omitted if not necessary.

【0026】図2は、ターボ復号部90の一般的な構成
を示す。受信されたチャネル出力COは、デマルチプレ
クサ102により情報ビット列IBと2つのパリティビ
ット列P、Pに分配され、情報ビット列IBと第1
のパリティビット列Pは、図1の第1符号化器72に
対応する第1軟復号器92に入力され、インターリーバ
96により順序を並べ変えられた情報ビット列IBと第
2のパリティビット列Pは、図1の第2符号化器76
に対応する第2軟復号器98に入力される。第1軟復号
器92は、情報ビット列IBの復号結果に対する信頼度
の情報を与える外部情報を出力する。第2軟復号器98
は、第1軟復号器92からインターリーバ94を介して
得た外部情報を事前確率として用いて、インターリーバ
96により順序を並べ替えられた情報ビット列IBの復
号処理を行い、復号結果に対する外部情報をデインター
リーバ100を介して第1軟復号器92に与える。第1
軟復号器92は第2軟復号器98からの外部情報を事前
確率として用いて、情報ビット列IBの復号処理を行
う。この一連の動作を繰り返し行うことで、ターボ復号
部90は最終判定FDを出力する。この最終判定FD
は、外部情報ではなく、情報ビット列IBの事後確率で
あり、この事後確率を用いた硬判定により、情報ビット
列IBの硬値の復号結果が得られる。インターリーバ9
4、96による並べ替えは、図1のインターリーバ74
の並べ替えと同じである。またデインターリーバ100
はインターリーバ94、96の並べ替えを元に戻す処理
を行う。
FIG. 2 shows a general structure of the turbo decoding unit 90. The received channel output CO is distributed by the demultiplexer 102 to the information bit string IB and the two parity bit strings P 0 and P 1 to obtain the information bit string IB and the first bit string IB.
Parity bit stream P 0 of the input to the first soft decoder 92 corresponding to the first encoder 72 of FIG. 1, the order Sorting altered information bit sequence IB and second by the interleaver 96 parity bit stream P 1 Is the second encoder 76 of FIG.
Is input to the second soft decoder 98 corresponding to. The first soft decoder 92 outputs external information that gives information on the reliability of the decoding result of the information bit string IB. Second soft decoder 98
Uses the extrinsic information obtained from the first soft decoder 92 via the interleaver 94 as the prior probability to perform the decoding process of the information bit string IB whose order is rearranged by the interleaver 96, and the extrinsic information for the decoding result To the first soft decoder 92 via the deinterleaver 100. First
The soft decoder 92 uses the extrinsic information from the second soft decoder 98 as a priori probability to perform the decoding process of the information bit string IB. By repeating this series of operations, the turbo decoding unit 90 outputs the final determination FD. This final judgment FD
Is the posterior probability of the information bit string IB, not the external information, and the hard decision using this posterior probability provides the decoding result of the hard value of the information bit string IB. Interleaver 9
The sorting by 4, 96 is performed by the interleaver 74 of FIG.
Is the same as sorting. Also deinterleaver 100
Performs a process of restoring the rearrangement of the interleavers 94 and 96.

【0027】ターボ復号部90では、第1軟復号器92
と第2軟復号器98が、互いに他方から提供される事前
情報を利用し合って、APP復号による復号結果を逐次
的に改善することができる。これにより透かしビットを
検出する際のビット誤り率(BER)をさらに低減する
ことができる。
The turbo decoding unit 90 includes a first soft decoder 92.
The second soft decoder 98 and the second soft decoder 98 can sequentially improve the decoding result of the APP decoding by utilizing the prior information provided from the other one. This makes it possible to further reduce the bit error rate (BER) when detecting watermark bits.

【0028】図3は、実施の形態1に係る符号化装置1
0の構成を示す。この構成は、ハードウエア的には、任
意のコンピュータのCPU、メモリ、その他のLSIで
実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたス
クランブル符号化機能のあるプログラムなどによって実
現されるが、ここではそれらの連携によって実現される
機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能
ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、また
はそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現でき
ることは、当業者には理解されるところである。
FIG. 3 shows an encoding device 1 according to the first embodiment.
The structure of 0 is shown. In terms of hardware, this configuration can be realized by a CPU, a memory, and other LSIs of an arbitrary computer, and in terms of software, it is realized by a program having a scramble encoding function loaded in the memory. Then, the functional blocks realized by those collaborations are drawn. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that these functional blocks can be realized in various forms by only hardware, only software, or a combination thereof.

【0029】符号化装置10は、入力された情報系列u
を通信路に適したチャネル系列xに符号化する処理を行
う。ターボ符号化部70は、情報系列uを入力データと
してターボ符号化を行い、ターボ符号化された情報系列
を出力する。GS符号化部200は、ターボ符号化
された情報系列uをGS方式によりスクランブルす
る。ターボ符号化された情報系列uは、インターリー
バπ32によりインターリーブされた後に、GS符号
化部200によりスクランブル符号化される。このイン
ターリーブの処理は、ターボ符号化部70により生成さ
れるターボ符号化系列とGS符号化部200により生成
されるスクランブル符号化系列との間の相互の干渉をな
くすためになされる。
The coding device 10 receives the input information sequence u.
Is encoded into a channel sequence x suitable for the communication path. The turbo encoding unit 70 performs turbo encoding using the information sequence u as input data and outputs a turbo encoded information sequence u c . The GS encoding unit 200 scrambles the turbo encoded information sequence u c by the GS method. The turbo-coded information sequence u c is interleaved by the interleaver π 2 32 and then scrambled by the GS encoder 200. This interleaving process is performed in order to eliminate mutual interference between the turbo coded sequence generated by the turbo coding unit 70 and the scramble coded sequence generated by the GS coding unit 200.

【0030】L個のマルチプレクサ20は、インターリ
ーブされた情報系列uの先頭にそれぞれ初期データC
〜CL−1を挿入したL種類のビット系列uを生成
する。L個のスクランブラ22はL種類のビット系列を
それぞれスクランブルして、L種類のスクランブルされ
た情報系列u’を生成する。
Each of the L multiplexers 20 has an initial data C at the beginning of the interleaved information sequence u c.
L- type bit sequence u b with 0 to C L-1 inserted is generated. The L scramblers 22 scramble the L types of bit sequences respectively to generate L types of scrambled information sequences u ′ b .

【0031】チャネル制約比較部34は、L種類のスク
ランブルされた情報系列u’のそれぞれについて、通
信路に対する適性を評価する。セレクタ30は、適性の
評価値が最良である情報系列u’を選択し、それを最
終的なチャネル系列xとして出力する。
The channel restrictions comparator unit 34, for each of the L types of scrambled information sequence u 'b, to assess suitability for channel. The selector 30 selects the information sequence u ′ b having the best evaluation value of suitability and outputs it as the final channel sequence x.

【0032】GS方式は、伝送や磁気記録におけるデジ
タル変調の際に利用されるスクランブル方式である。G
S方式は、ある一定のデータブロック長からなる情報系
列に対して、L種類の符号系列を生成し、これらを次に
送信する符号系列の候補として扱う。これらの候補の中
から、伝送媒体の性質に合わせて最適なものを選択して
最終的な符号系列とする。このGS方式により、多様性
に富んだ符号系列の候補を簡単な方法で生成することが
できる。
The GS system is a scramble system used in transmission and digital modulation in magnetic recording. G
In the S method, L types of code sequences are generated for an information sequence having a certain data block length, and these are treated as candidates for a code sequence to be transmitted next. From these candidates, the most suitable one is selected according to the property of the transmission medium, and the final code sequence is selected. With this GS method, a variety of code sequence candidates can be generated by a simple method.

【0033】代表的なGS方式として、畳み込み演算に
基づいたGS方式を紹介する。GS符号化器は、nビッ
トからなる情報系列D(x)の直前にL種類のrビット
の冗長語c(i=0,・・・,L−1)を付加し、L
種類の符号系列c+D(x)を生成する。この符
号系列の符号長は(n+r)ビットとなる。このように
して冗長語が付加された符号系列に対して、次式のよう
にN次元のスクランブル多項式S(x)で除算すること
により商T(x)を求める。
As a typical GS system, a GS system based on convolution calculation will be introduced. The GS encoder adds L kinds of r-bit redundant words c i (i = 0, ..., L−1) immediately before the n-bit information sequence D (x), and L
Generate a code sequence c i x n + D (x) of a type. The code length of this code sequence is (n + r) bits. Thus, the quotient T i (x) is obtained by dividing the code sequence to which the redundant word is added by the N-dimensional scramble polynomial S (x) as in the following equation.

【0034】 T(x)=QS(x)[(c+D(x))x] (1) ただし、Q[b]はbをaで除算した商を示す。商集
合{T(x),・・・,TL−1(x)}がスクラン
ブル後の符号系列の候補である。これらの候補の各々に
ついて、その符号系列が実際に用いられた際の性能を評
価し、その評価値が最良であるものを最終的な符号系列
として選択する。
T i (x) = Q S (x) [(c i x n + D (x)) x N ] (1) where Q a [b] represents the quotient of b divided by a. The quotient set {T 0 (x), ..., T L-1 (x)} is a candidate for the code sequence after scramble. For each of these candidates, the performance when the code sequence is actually used is evaluated, and the one with the best evaluation value is selected as the final code sequence.

【0035】復調時には、符号系列にS(x)を乗算
し、下位Nビットと上位rビットの変換情報を捨てるこ
とにより、元の情報系列D(x)が得られる。
At the time of demodulation, the original information sequence D (x) is obtained by multiplying the code sequence by S (x) and discarding the conversion information of the lower N bits and the upper r bits.

【0036】ここでスクランブル多項式S(x)とし
て、S(x)=x+1を用いた場合を説明する。n
mod r=0の場合、(1)式は次式に示す畳み込み
演算で表現可能である。
Here, a case where S (x) = x r +1 is used as the scramble polynomial S (x) will be described. n
When mod r = 0, the equation (1) can be expressed by the convolution operation shown in the following equation.

【0037】t=d(+)c (j=0) t=d(+)tj−1 (j=1,・・・,n/r
−1) ただし、i=0,・・・,L−1であり、dは元の情
報系列D(x)をrビットずつ区切ったビット列、t
は変換後の符号系列T(x)の先頭のrビットの冗長
語c以降をrビットずつ区切ったビット列である。ま
た(+)は排他的論理和(EX−OR)演算を示す。
T j = d j (+) c i (j = 0) t j = d j (+) t j-1 (j = 1, ..., N / r)
−1) However, i = 0, ..., L−1, d j is a bit string obtained by dividing the original information sequence D (x) by r bits, and t j
Is a bit string in which the r-bit redundant word c i and the beginning of the converted code sequence T i (x) are separated by r bits. Further, (+) indicates an exclusive OR (EX-OR) operation.

【0038】図4はこの符号化時の畳み込み演算を説明
する図である。たとえば、n=6、r=2の場合を考え
る。元の情報系列D(x)=(1,0,1,0,0,
1)に対して、冗長語c=(0,0)を付加して、変
換後の符号系列T(x)を生成する。上記の符号化時
の畳み込み演算により、t=d(+)c=(1,
0)(+)(0,0)=(1,0)、t=d(+)
=(1,0)(+)(1,0)=(0,0)、t
=d(+)t=(0,1)(+)(0,0)=
(0,1)となり、変換後の符号系列T=(0,0,
1,0,0,0,0,1)が得られる。ここで変換後の
符号系列Tの先頭の2ビットは冗長語cであること
に注意する。
FIG. 4 is a diagram for explaining the convolution operation during this encoding. For example, consider the case where n = 6 and r = 2. Original information sequence D (x) = (1,0,1,0,0,
A redundant word c 0 = (0,0) is added to 1 ) to generate a code sequence T 0 (x) after conversion. By the convolution operation at the time of encoding, t 0 = d 0 (+) c 0 = (1,
0) (+) (0,0) = (1,0), t 1 = d 1 (+)
t 0 = (1,0) (+) (1,0) = (0,0), t 2
= D 2 (+) t 1 = (0,1) (+) (0,0) =
(0,1), and the code sequence after conversion T 0 = (0,0,
1,0,0,0,0,1) is obtained. Note that the first 2 bits of the code sequence T 0 after conversion are the redundant word c 0 .

【0039】同様にして、冗長語c=(0,1)、c
=(1,0)、c=(1,1)に対して、それぞれ
変換後の符号系列T=(0,1,1,1,0,1,
0,0)、T=(1,0,0,0,1,0,1,
1)、T=(1,1,0,1,1,1,1,0)が得
られる。
Similarly, the redundant word c 1 = (0,1), c
For 2 = (1,0) and c 3 = (1,1), the code sequence after conversion T 1 = (0,1,1,1,0,1,1)
0,0), T 2 = (1,0,0,0,1,0,1,
1), T 3 = (1,1,0,1,1,1,1,0) is obtained.

【0040】復号時は次式のように畳み込み演算を行う
ことにより、元の情報系列D(x)が得られる。
At the time of decoding, the original information sequence D (x) is obtained by performing a convolution operation as in the following equation.

【0041】d=t(+)c (j=0) d=t(+)tj−1 (j=1,・・・,n/r
−1)
D j = t j (+) c i (j = 0) d j = t j (+) t j-1 (j = 1, ..., N / r)
-1)

【0042】図5はこの復号時の畳み込み演算を説明す
る図である。前述の例において、変換後の符号化系列T
=(0,0,1,0,0,0,0,1)が与えられる
と、先頭の2ビットから冗長語c=(0,0)が得ら
れ、上記の復号時の畳み込み演算により、d=t
(+)c=(1,0)(+)(0,0)=(1,
0)、d=t(+)t=(0,0)(+)(1,
0)=(1,0)、d=t (+)t=(0,1)
(+)(0,0)=(0,1)となり、元の情報系列D
(x)=(1,0,1,0,0,1)が得られる。他の
変換後の符号化系列T ,T,Tについてもこの畳
み込み演算により、元の情報系列D(x)が得られる。
FIG. 5 illustrates the convolution operation during this decoding.
It is a figure that shows. In the above example, the encoded sequence T after conversion
0= (0,0,1,0,0,0,0,1) is given
And the redundant word c from the first 2 bits0= (0,0) is obtained
By the convolution operation at the time of decoding, d0= T
0(+) C0= (1,0) (+) (0,0) = (1,
0), d1= T1(+) T0= (0,0) (+) (1,
0) = (1,0), dTwo= T Two(+) T1= (0,1)
(+) (0,0) = (0,1), and the original information sequence D
(X) = (1,0,1,0,0,1) is obtained. other
Coded sequence T after conversion 1, TTwo, TThreeAbout this tatami
The original information series D (x) is obtained by the convolution operation.

【0043】図6は、実施の形態1に係る復号装置40
の構成を示す。復号装置40は、GS復号部50とター
ボ復号部60とがこの順に接続してフィードバック系を
構成する。GS復号部50のGS−APP復号部52
は、受信ビットyをMAP復号法などにより軟判定復号
する。GS−APP復号部52は、ターボ復号部60か
らフィードバックされる情報ビットuに関する事前確率
と第1、第2パリティビットp,pに関する事前確
率Λ(x)(ただし、x={u,p,p})をイ
ンターリーバπ56により順序を並べ替えられた状態
で受け取り、受け取った事前確率と受信ビットyによ
り、外部情報Λ(x)を計算する。外部情報Λ
(x)はデインターリーバπ −154により逆イン
ターリーブされて順序が戻され、ターボ復号部60に送
られる。逆インターリーブされたデータは、デマルチプ
レクサ102により第1APP復号部62での復号に必
要な情報ビットuと第1パリティビットpに関するデ
ータは第1APP復号部62へ、第2APP復号部64
での復号に必要な情報ビットuと第2パリティビットp
に関するデータは第2APP復号部64へ送られ、タ
ーボ復号部60の受信系列として使用される。ただし第
2APP復号部64に送られる情報ビットuはインター
リーバπ66bにより順番を並べ替えられてから送ら
れる。
FIG. 6 is a decoding device 40 according to the first embodiment.
Shows the configuration of. In the decoding device 40, the GS decoding unit 50 and the turbo decoding unit 60 are connected in this order to form a feedback system. GS-APP decoding unit 52 of GS decoding unit 50
Performs soft decision decoding on the received bit y by the MAP decoding method or the like. The GS-APP decoding unit 52 has the prior probability of the information bit u fed back from the turbo decoding unit 60 and the prior probability Λ a (x) of the first and second parity bits p 1 and p 2 (where x = {u , P 1 , p 2 }) in the state in which the order is rearranged by the interleaver π 2 56, and the external information Λ e (x) is calculated from the received prior probability and the received bit y. External information Λ
The deinterleaver π 2 -1 54 deinterleaves e (x) to restore the order, and the e (x) is sent to the turbo decoding unit 60. The deinterleaved data of the deinterleaved data of the information bit u and the first parity bit p 1 required for decoding by the first APP decoding unit 62 is sent to the first APP decoding unit 62 and the second APP decoding unit 64 of the deinterleaved data.
Information bit u and second parity bit p required for decoding in
The data regarding 2 is sent to the second APP decoding unit 64 and used as a reception sequence of the turbo decoding unit 60. However, the information bits u sent to the second APP decoding unit 64 are sent after being rearranged in order by the interleaver π 1 66b.

【0044】ターボ復号部60内では、次のようにして
ターボ復号が行われる。第1APP復号部62は、GS
復号部50から与えられた情報ビットu^と第1パリ
ティビットp^をもとに情報ビットuの事後確率を計
算し、その事後確率から外部情報Λe1(u)を求め、
インターリーバπ66aを介して第2APP復号部6
4に送る。第2APP復号部64は、その外部情報Λ
e1(u)を情報ビットuの事前確率Λa2(u)とし
て利用し、GS復号部50から与えられた情報ビットu
と第2パリティビットp^をもとに情報ビットu
の事後確率を計算し、その事後確率から外部情報Λe2
(u)を求め、デインターリーバπ −168を介して
第1APP復号部62に送る。第1APP復号部62
は、次の復号において、その外部情報Λe2(u)を情
報ビットuの事前確率Λa1(u)として利用する。
In the turbo decoding unit 60, turbo decoding is performed as follows. The first APP decoding unit 62 uses the GS
The posterior probability of the information bit u is calculated based on the information bit u ^ 1 and the first parity bit p ^ 1 provided from the decoding unit 50, and the external information Λ e1 (u) is obtained from the posterior probability,
The second APP decoding unit 6 via the interleaver π 1 66a
Send to 4. The second APP decoding unit 64 uses the external information Λ
Using e1 (u) as the prior probability Λ a2 (u) of the information bit u, the information bit u provided from the GS decoding unit 50 is used.
Information bit u based on ^ 2 and the second parity bit p ^ 2.
Calculates the posterior probability of the external information Λ e2 from the posterior probability
(U) is obtained and sent to the first APP decoding unit 62 via the deinterleaver π 1 -1 68. First APP decoding unit 62
Uses the extrinsic information Λ e2 (u) as the prior probability Λ a1 (u) of the information bit u in the next decoding.

【0045】さらにターボ復号部60の第2APP復号
部64により計算された情報ビットuの外部情報Λe2
(u)はインターリーバπ56を介してGS復号部5
0のGS−APP復号部52にフィードバックされる。
ただし、この場合、第1パリティビットp^および第
2パリティビットp^に関する外部情報は存在しない
ため、これらの値はゼロ、すなわち、ビット0またはビ
ット1である事前確率は1/2として、GS復号部50
に入力される。
Further, the external information Λ e2 of the information bit u calculated by the second APP decoding unit 64 of the turbo decoding unit 60.
(U) is the GS decoding unit 5 via the interleaver π 2 56.
0 is fed back to the GS-APP decoding unit 52.
However, in this case, since there is no extrinsic information regarding the first parity bit p 1 and the second parity bit p 2 , these values are zero, that is, the prior probability of being bit 0 or bit 1 is 1/2. , GS decoding section 50
Entered in.

【0046】以上の処理を繰り返すことにより、GS復
号部50の出力する外部情報がターボ復号部60に入力
として与えられ、さらにターボ復号部60からの信頼度
の増した外部情報がGS復号部50にフィードバックさ
れて、さらなるGS復号がなされるという連携処理が可
能となり、外部情報の信頼度が増加し、情報ビットuの
事後確率が増加する。ターボ復号部60の第2APP復
号部64は、最終的に得られた情報ビットuの事後確率
を最終判定FDとして出力する。
By repeating the above process, the external information output from the GS decoding unit 50 is given as an input to the turbo decoding unit 60, and the external information with increased reliability from the turbo decoding unit 60 is further input. And the GS decoding is further performed, the reliability of the external information is increased, and the posterior probability of the information bit u is increased. The second APP decoding unit 64 of the turbo decoding unit 60 outputs the posterior probability of the finally obtained information bit u as the final determination FD.

【0047】ターボ復号部60では、情報ビットuの軟
判定復号だけでなく、第1、第2のパリティビット
,pの軟判定復号を、それぞれ第1APP復号部
62、第2APP復号部64で行い、その結果得られる
第1、第2のパリティビットp,pの外部情報Λ
(p),Λ(p)をマルチプレクサ104を介して
情報ビットの外部情報Λ(u)とともにGS復号部50
に送ることも可能である。これによりビット誤り率をさ
らに低減させることができる。
The turbo decoding unit 60 performs not only soft-decision decoding of the information bit u but also soft-decision decoding of the first and second parity bits p 1 and p 2 respectively as a first APP decoding unit 62 and a second APP decoding unit. 64, and the resulting extrinsic information Λ of the first and second parity bits p 1 and p 2.
(P 1 ), Λ (p 2 ) together with the external information Λ (u) of the information bits via the multiplexer 104, the GS decoding unit 50.
It is also possible to send to. This can further reduce the bit error rate.

【0048】本実施の形態によれば、GS方式にターボ
符号化を組み合わせることにより符号化系列のノイズ耐
性を強化することができる。また復号時には、GS復号
部50とターボ復号部60を縦続接続して、フィードバ
ックループを形成することにより、GS復号部50とタ
ーボ復号部60の間で情報系列に関する信頼度情報を繰
り返し送受信して、復号を行うことができ、ビット誤り
率を低減することができる。
According to the present embodiment, it is possible to enhance the noise resistance of the coded sequence by combining turbo coding with the GS system. At the time of decoding, the GS decoding unit 50 and the turbo decoding unit 60 are connected in cascade to form a feedback loop, so that reliability information regarding the information sequence is repeatedly transmitted and received between the GS decoding unit 50 and the turbo decoding unit 60. , Can be decoded, and the bit error rate can be reduced.

【0049】実施の形態2 図7は、実施の形態2に係る符号化装置10の構成を示
す。本実施の形態では、ターボ符号化がGS方式による
スクランブルの後になされる点が図3に示した実施の形
態1とは異なる。
Embodiment 2 FIG. 7 shows the configuration of encoding apparatus 10 according to Embodiment 2. This embodiment is different from Embodiment 1 shown in FIG. 3 in that turbo coding is performed after scrambling by the GS method.

【0050】L個のマルチプレクサ20は、情報系列u
の先頭にそれぞれ初期データC〜CL−1を挿入した
L種類のビット系列uを生成する。L個のスクランブ
ラ22はL種類のビット系列をそれぞれスクランブルし
て、L種類のスクランブルされた情報系列u’を生成
する。
The L multiplexers 20 have information sequences u.
Respectively to generate the initial data C 0 -C L-1 the inserted L type bit sequence u b at the beginning of. The L scramblers 22 scramble the L types of bit sequences respectively to generate L types of scrambled information sequences u ′ b .

【0051】L種類のスクランブルされた情報系列u’
はそれぞれインターリーバπ32によりインターリ
ーブされた後に、L個のターボ符号化部70によりそれ
ぞれターボ符号化される。ターボ符号化部70は、スク
ランブルされた情報系列u’ を入力データとしてター
ボ符号化を行い、ターボ符号化された情報系列u’
出力する。
L kinds of scrambled information sequence u '
bIs the interleaver πTwoInterly by 32
After being stored, the L turbo coding units 70
Each is turbo encoded. The turbo coding unit 70
Rumbled information sequence u ' bAs input data
Turbo-encoded information sequence u 'cTo
Output.

【0052】チャネル制約比較部34は、L種類のター
ボ符号化された情報系列u’のそれぞれについて、通
信路に対する適性を評価する。セレクタ30は、適性の
評価値が最良である情報系列u’を選択し、それを最
終的なチャネル系列xとして出力する。
[0052] channel restrictions comparator unit 34, for each of the L types of turbo encoded information sequence u 'c, to evaluate the suitability for channel. The selector 30 selects the information sequence u ′ c having the best evaluation value of suitability and outputs it as the final channel sequence x.

【0053】図8は、実施の形態2に係る復号装置40
の構成を示す。復号装置40は、ターボ復号部60とG
S復号部50とがこの順に連接してフィードバック系を
構成する。受信ビットyは、デマルチプレクサ102に
より第1APP復号部62での復号に必要な情報ビット
uと第1のパリティビットpに関するデータは第1A
PP復号部62へ、第2APP復号部64での復号に必
要な第2のパリティビットpに関するデータは第2A
PP復号部64へ送られ、ターボ復号部60の受信系列
として使用される。ただし第2APP復号部64に送ら
れる情報ビットuはインターリーバπ66bにより順
番を並べ替えられてから送られる。
FIG. 8 shows a decoding device 40 according to the second embodiment.
Shows the configuration of. The decoding device 40 includes a turbo decoding unit 60 and a G
The S decoding unit 50 is connected in this order to form a feedback system. The received bit y is the information bit u necessary for decoding by the first APP decoding unit 62 by the demultiplexer 102 and the data related to the first parity bit p 1 is the first bit A.
Data regarding the second parity bit p 2 required for decoding by the second APP decoding unit 64 is sent to the PP decoding unit 62 as the second A data.
It is sent to the PP decoding unit 64 and used as a reception sequence of the turbo decoding unit 60. However, the information bits u sent to the second APP decoding unit 64 are sent after being rearranged in order by the interleaver π 1 66b.

【0054】ターボ復号部60内では、次のようにして
ターボ復号が行われる。第1APP復号部62は、受信
された情報ビットu^と第1パリティビットp^
もとに情報ビットuの事後確率を計算し、その事後確率
から外部情報Λe1(u)を求め、インターリーバπ
66aを介して第2APP復号部64に送る。第2AP
P復号部64は、その外部情報Λe1(u)を情報ビッ
トuの事前確率Λa2(u)として利用し、受信された
情報ビットu^と第2パリティビットp^をもとに
情報ビットuの事後確率を計算し、その事後確率から外
部情報Λe2(u)を求め、デインターリーバπ −1
68を介して第1APP復号部62に送る。第1APP
復号部62は、次の復号において、その外部情報Λe2
(u)を情報ビットuの事前確率Λa1(u)として利
用する。
In the turbo decoding unit 60, turbo decoding is performed as follows. The first APP decoding unit 62 calculates the posterior probability of the information bit u based on the received information bit u ^ 1 and the first parity bit p ^ 1 and obtains the external information Λ e1 (u) from the posterior probability. , Interleaver π 1
It is sent to the second APP decoding unit 64 via 66a. Second AP
The P decoding unit 64 uses the extrinsic information Λ e1 (u) as the prior probability Λ a2 (u) of the information bit u, and based on the received information bit u ^ 2 and the second parity bit p ^ 2. The posterior probability of the information bit u is calculated, the external information Λ e2 (u) is obtained from the posterior probability, and the deinterleaver π 1 −1
It sends to the 1st APP decoding part 62 via 68. First APP
The decoding unit 62 uses the external information Λ e2 in the next decoding.
Use (u) as the prior probability Λ a1 (u) of the information bit u.

【0055】さらに第2APP復号部64により計算さ
れた情報ビットuの外部情報Λe2(u)はデインター
リーバπ −168およびデインターリーバπ −1
4を介してGS復号部50に送られる。GS−APP復
号部52は、この外部情報Λ e2(u)をGS復号部5
0の受信系列として利用し、軟判定復号する。ただし、
GS−APP復号部52に入力される事前確率に関する
値は、ゼロである。GS−APP復号部52により計算
された外部情報Λ(u)はインターリーバπ 56に
より順序を並べ替えられてターボ復号部60の第1AP
P復号部62に送られる。第1APP復号部62には、
スイッチにより、GS復号部50の出力する外部情報Λ
(u)と第2APP復号部64の出力する外部情報Λ
e2(u)のいずれかが切り替えられて、情報ビットu
の事前確率Λa1(u)として入力される。なお、第1
APP復号部62が、GS復号部50から出力される外
部情報Λ(u)のみを情報ビットuの事前確率Λa1
(u)として使用する場合は、第2APP復号部64か
ら出力される外部情報Λe2(u)は不要であり、デイ
ンターリーバπ −168を介した第2APP復号部6
4から第1APP復号部62へのフィードバックループ
の構成は省略される。
Further calculated by the second APP decoding unit 64.
External information Λ of the information bit ue2(U) is the deinter
Lever π1 -168 and deinterleaver πTwo -15
4 to the GS decoding unit 50. GS-APP recovery
The issue section 52 uses this external information Λ e2(U) to the GS decoding unit 5
It is used as a reception sequence of 0 and soft decision decoding is performed. However,
Regarding the prior probability input to the GS-APP decoding unit 52
The value is zero. Calculated by the GS-APP decoding unit 52
External information Λe(U) is the interleaver π TwoTo 56
The first AP of the turbo decoding unit 60 is rearranged according to the order.
It is sent to the P decoding unit 62. The first APP decoding unit 62 includes
The switch causes the GS decoding unit 50 to output the external information Λ
e(U) and the external information Λ output from the second APP decoding unit 64.
e2Any one of (u) is switched and information bit u
Prior probability Λa1It is input as (u). The first
The APP decoding unit 62 outputs the data output from the GS decoding unit 50.
Department information ΛeOnly (u) is the prior probability Λ of the information bit u.a1
When used as (u), the second APP decoding unit 64
External information Λ output frome2(U) is unnecessary,
Interleaver π1 -1Second APP decoding unit 6 via 68
4 to the first APP decoding unit 62 feedback loop
The configuration of is omitted.

【0056】以上の処理を繰り返すことにより、ターボ
復号部60の出力する外部情報がGS復号部50に入力
として与えられ、さらにGS復号部50からの信頼度の
増した外部情報がターボ復号部60にフィードバックさ
れて、さらなるターボ復号がなされるという連携処理が
可能となり、外部情報の信頼度が増加し、情報ビットu
の事後確率が増加する。GS復号部50のGS−APP
復号部52は、最終的に得られた情報ビットの事後確率
を最終判定FDとして出力する。
By repeating the above processing, the external information output from the turbo decoding unit 60 is given as an input to the GS decoding unit 50, and the external information with increased reliability from the GS decoding unit 50 is further received. Feedback processing to further turbo decoding is possible, the reliability of external information is increased, and the information bit u
The posterior probability of increases. GS-APP of GS decoding unit 50
The decoding unit 52 outputs the posterior probability of the finally obtained information bits as the final determination FD.

【0057】実施の形態3 図9は、実施の形態3に係る符号化装置10の構成を示
す。符号化装置10は、ホストデータVに透かし情報I
を埋め込む処理を行い、埋め込みホストデータWを出力
する。ホストデータVは、たとえば音声、静止画、動画
などのデータである。透かし情報Iは、そのホストデー
タVの識別情報、作成者情報、利用者情報など著作権に
関する情報、ホストデータの改ざん検出を行う認証情
報、タイムスタンプなどである。
Embodiment 3 FIG. 9 shows the configuration of encoding apparatus 10 according to Embodiment 3. The encoding device 10 adds the watermark information I to the host data V.
Is embedded, and embedded host data W is output. The host data V is data such as voice, still image, and moving image. The watermark information I is identification information of the host data V, information about copyright such as creator information, user information, authentication information for detecting falsification of host data, and time stamp.

【0058】暗号化部12は、ホストデータVに埋め込
むべき透かし情報Iを秘密鍵Kにより暗号化し、透かし
データXを出力する。暗号化の関数をfとすると、こ
の処理は変換式X=f(I,K)で表される。透かし
情報の暗号化を行わない場合には、暗号化部12の構成
は省略してもよい。
The encryption unit 12 encrypts the watermark information I to be embedded in the host data V with the secret key K and outputs the watermark data X. If the encryption function is f 0 , this process is represented by the conversion formula X = f 0 (I, K). If the watermark information is not encrypted, the configuration of the encryption unit 12 may be omitted.

【0059】変更部14は、透かしデータXとホストデ
ータVを用いて、透かしデータXをスクランブルし、ス
クランブルされた透かしデータX’を出力する。スクラ
ンブルの関数をfとすると、この処理は変換式X’=
(X,V)で表される。
The changing unit 14 scrambles the watermark data X using the watermark data X and the host data V, and outputs the scrambled watermark data X '. Assuming that the scramble function is f 2 , this process is performed by the conversion formula X ′ =
It is represented by f 2 (X, V).

【0060】埋め込み部16は、秘密鍵Kを用いて、ス
クランブルされた透かしデータX’をホストデータVに
埋め込み、埋め込みホストデータWを出力する。埋め込
みの関数をfとすると、この処理は変換式W=f
(V,X’,K)で表される。秘密鍵Kに依存しない
埋め込み方式の場合は、W=f(V,X’)となる。
The embedding unit 16 embeds the scrambled watermark data X'into the host data V using the secret key K and outputs the embedded host data W. If the embedding function is f 1 , this process is performed by the conversion formula W = f
It is represented by 1 (V, X ', K). In the case of the embedding method that does not depend on the secret key K, W = f 1 (V, X ′).

【0061】変更部14と埋め込み部16は協同して、
複数のスクランブルされた透かしデータX’を生成し、
それぞれをホストデータVに埋め込み、複数の埋め込み
ホストデータWの候補を生成し、それらの候補の一つを
選択する機能をもつ。
The changing unit 14 and the embedding unit 16 cooperate to
Generate a plurality of scrambled watermark data X ′,
Each has a function of embedding each in host data V, generating a plurality of candidates for embedded host data W, and selecting one of these candidates.

【0062】図10は変更部14と埋め込み部16の機
能構成図である。ターボ符号化部70は、透かしデータ
Xを入力データとしてターボ符号化を行い、ターボ符号
化された透かしデータXを出力する。GS符号化部2
00は、ターボ符号化された透かしデータXをGS方
式によりスクランブルして、ホストデータVに埋め込
む。ターボ符号化された透かしデータXは、インター
リーバπ32によりインターリーブされた後に、GS
符号化部200によりスクランブル符号化される。
FIG. 10 is a functional block diagram of the changing unit 14 and the embedding unit 16. The turbo encoding unit 70 performs turbo encoding with the watermark data X as input data, and outputs the turbo encoded watermark data X c . GS encoder 2
00 scrambles the turbo-encoded watermark data Xc by the GS method and embeds it in the host data V. The turbo-encoded watermark data X c is interleaved by the interleaver π 2 32 and then GS
Scramble coding is performed by the coding unit 200.

【0063】L個のマルチプレクサ20は、インターリ
ーブされた透かしデータXの先頭にそれぞれ初期デー
タC〜CL−1を挿入したL種類のビット系列X
生成する。L個のスクランブラ22はL種類のビット系
列をそれぞれスクランブルして、L種類のスクランブル
された透かしデータX’を生成する。
The L multiplexers 20 generate L kinds of bit sequences Xb in which the initial data C 0 to C L-1 are inserted at the beginning of the interleaved watermark data X c . The L scramblers 22 scramble the L kinds of bit sequences, respectively, to generate the L kinds of scrambled watermark data X ′ b .

【0064】L個の埋め込み部26は、L種類のスクラ
ンブルされた透かしデータX’のそれぞれをホストデ
ータVに埋め込み、L種類の埋め込みホストデータWの
候補を生成する。L個のSNR計算部28は、L種類の
埋め込みホストデータWの候補のそれぞれについて、透
かしデータXの耐性を評価する。セレクタ30は、耐性
の評価値が最良である埋め込みホストデータWの候補を
選択し、それを最終的な埋め込みホストデータWとして
出力する。
The L embedding sections 26 embed each of the L types of scrambled watermark data X ′ b in the host data V to generate L types of embedded host data W candidates. The L SNR calculators 28 evaluate the tolerance of the watermark data X for each of the L types of embedded host data W candidates. The selector 30 selects a candidate of the embedded host data W having the best tolerance evaluation value and outputs it as the final embedded host data W.

【0065】図13は、以上の構成の符号化装置10に
よる電子透かしの埋め込み手順を説明するフローチャー
トである。フローチャートの説明にあたり、図11と図
12を適宜参照する。マルチプレクサ20は、ターボ符
号化部70によりターボ符号化され、インターリーバπ
32によりインターリーブされた透かしデータX
先頭にL種類の初期データを挿入してL個の符号系列を
生成し(S10)、スクランブラ22は、それらの符号
系列をスクランブルしてL種類のスクランブルされた透
かしデータX’を生成する(S12)。
FIG. 13 is a flow chart for explaining a procedure for embedding a digital watermark by the encoding device 10 having the above configuration. In explaining the flowchart, FIGS. 11 and 12 are referred to as appropriate. The multiplexer 20 is turbo-encoded by the turbo encoding unit 70, and the interleaver π
The L kinds of initial data are inserted at the head of the watermark data X c interleaved by the H 2 32 to generate L pieces of code sequences (S10), and the scrambler 22 scrambles the code series to generate L kinds of code sequences. The scrambled watermark data Xb 'is generated (S12).

【0066】図11は、透かしデータXとL種類のス
クランブルされた透かしデータX’との関係を示す。
nビットの透かしデータXの先頭に、rビットの冗長語
を識別データID[0]〜ID[L−1]として付加
し、L種類の透かしデータの候補を作成する。最大2
種類の候補が作成される。これらの候補に含まれる透か
しデータXのビット列は前述のGS方式により、スク
ランブルされる。
FIG. 11 shows the relationship between the watermark data Xc and the L types of scrambled watermark data Xb '.
An r-bit redundant word is added as identification data ID [0] to ID [L-1] to the beginning of the n-bit watermark data X to create L types of watermark data candidates. Up to 2 r
A type candidate is created. The bit string of the watermark data Xc included in these candidates is scrambled by the above-mentioned GS method.

【0067】スクランブラ22によって生成されたL種
類のスクランブルされた透かしデータX’は、埋め込
み部26によりホストデータVに埋め込まれる(S1
4)。
The L kinds of scrambled watermark data Xb 'generated by the scrambler 22 are embedded in the host data V by the embedding unit 26 (S1).
4).

【0068】図12(a)、(b)は、スクランブルさ
れた透かしデータX’の埋め込み方法を説明する図で
ある。L種類のスクランブルされた透かしデータX
をx ,x,・・・,xL−1とする。各透かしデー
タの候補のビット系列は、次式のように表される。先頭
のrビットは識別データである。また、スクランブル処
理後のビット0は、−1に置き換えて、以下の処理を行
う。
12 (a) and 12 (b) show scrambling.
Watermark data Xb’In the figure explaining the embedding method
is there. L types of scrambled watermark data Xb
X 0, X1, ・ ・ ・, XL-1And Each watermark day
The bit sequence of the data candidate is expressed by the following equation. lead
R bits are identification data. Also, scramble processing
Bit 0 after processing is replaced with -1 and the following processing is performed.
U

【0069】x={−1,・・・,−1,−1,x
,x ,・・・,x n−1} x={−1,・・・,−1,1,x ,x ,・
・・,x n−1}・・・ xL−1={1,・・・,1,1,xL−1 ,x
L−1 ,・・・,xL− n−1
X 0 = {-1, ..., -1, -1, x 0
0 , x 0 1 , ..., X 0 n-1 } x 1 = {-1, ..., -1, 1, x 1 0 , x 1 1 , ...
··, x 1 n-1} ··· x L-1 = {1, ···, 1,1, x L-1 0, x
L-1 1 , ..., X L- 1 n-1 }

【0070】nビットの透かしデータの埋め込み対象と
して選択されたホストデータVのサンプルの集合のペア
(V,V)を次のように定義する。サンプルの集合
,Vは次のようにそれぞれn個の要素をもつ。な
お、ホストデータVは、空間軸上のサンプル、時間軸上
のサンプル、周波数軸上のサンプル、たとえばDCT変
換、FFT変換、DWT変換などの処理後のサンプルな
どにより表現される。
A pair (V + , V ) of a set of samples of the host data V selected as a target for embedding n-bit watermark data is defined as follows. Each of the sample sets V + and V has n elements as follows. The host data V is represented by samples on the space axis, samples on the time axis, samples on the frequency axis, for example, samples after processing such as DCT conversion, FFT conversion, and DWT conversion.

【0071】 V={v ,v ,・・・,v n−1} V={v ,v ,・・・,v n−1} ここでサンプルの集合V,Vの要素である各サブセ
ットv 、v は、次のようにホストデータVのm
個のサンプルデータからなる。
[0071] V + = {v + 0, v + 1, ···, v + n-1} V - = {v - 0, v - 1, ···, v - n-1} where the sample Each of the subsets v + i , v i which are elements of the set V + , V of
It consists of individual sample data.

【0072】v ={v i,0,v i,1,・・
・,v i,m−1} v ={v i,0,v i,1,・・・,v
i,m−1
V + i = {v + i, 0 , v + i, 1 , ...
·, V + i, m- 1} v - i = {v - i, 0, v - i, 1, ···, v -
i, m-1 }

【0073】透かしデータの候補x(k=0,・・
・,L−1)をサンプルの集合のペア(V,V)に
次のように埋め込み、L種類の埋め込みホストデータの
候補W を生成する。
Watermark data candidate xk(K = 0, ...
, L-1) is a pair of sample sets (V+, V) To
Embedding as follows, of L types of embedded host data
Candidate W kTo generate.

【0074】 w+k i,j=v i,j+α i,j・x −k i,j=v i,j−α i,j・x ここでα i,jおよびα i,jは人間の視覚モデル
にもとづいて知覚されるノイズを減少するためのスケー
リングパラメータであり、いずれも正の値である。ある
いは、α i,jおよびα i,jは、ある確率分布、
たとえばガウシアン分布、一様分布などに従うように、
秘密鍵Kによって生成される正の値であってもよい。こ
の場合、透かしの埋め込み強度は減少するが、埋め込ま
れた透かしの秘匿性は向上する。このようにして、k番
目の透かしデータの候補の各ビットx は各サブセッ
トv 、v のそれぞれm個のサンプルに重複して
埋め込まれる。重複の数mが大きいほど、透かしビット
が失われる可能性が低くなり、検出誤差が小さくなる一
方で、ホストデータに埋め込むことができる透かしのビ
ット数が減少する。α i,jおよびα i,jは、視
覚上の劣化を検知できないように各ピクセル毎に設定さ
れる値であり、原理的には、埋め込むピクセル数mを増
やしても、人間の視覚上、画質の劣化は検知されない。
しかし、1ビットを埋め込むのに費やすピクセル数が増
加するということは、埋め込み領域には制限があるた
め、埋め込むことができるビット数が減少することを意
味し、したがって埋め込み率の低下を招くことなる。
[0074] w+ K i, j= V+ i, j+ Α+ i, j・ Xk i w-K i, j= V i, j i, j・ Xk i Where α+ i, jAnd α i, jIs the human visual model
Scale to reduce the perceived noise based on
It is a ring parameter, and both are positive values. is there
I, α+ i, jAnd α i, jIs a probability distribution,
For example, to follow Gaussian distribution, uniform distribution, etc.
It may be a positive value generated by the secret key K. This
, The watermark embedding strength decreases, but
The confidentiality of the generated watermark is improved. In this way, k
Each bit x of the eye watermark data candidatek iIs each sub-set
Tov+ i, V iOf each of the m samples
Embedded. The larger the number of overlaps m, the more watermark bits
Is less likely to be lost and detection error is reduced.
A watermark that can be embedded in the host data.
The number of bits decreases. α+ i, jAnd α i, jIs a sight
It is set for each pixel so that visual deterioration cannot be detected.
The number of embedded pixels m is increased in principle.
Even if it does, the deterioration of the image quality is not detected by human vision.
However, the number of pixels used to embed 1 bit increases.
Adding means that the embedded area is limited.
Therefore, the number of bits that can be embedded is reduced.
Taste, and thus, the embedding rate is lowered.

【0075】各サブセットv 、v は、一例とし
てホストデータVを離散コサイン変換(Discrete Cosin
e Transform)したときに得られるDCTブロックであ
り、透かしビットの埋め込み対象として選ばれるm個の
サンプルデータは、DCTブロックに含まれるm個のD
CT係数である。図12(a)、(b)は、8×8のD
CTブロックのペアv 、v のそれぞれm個のD
CT係数に透かしデータx が埋め込まれる様子を示
している。ブロックペアv 、v およびm個のD
CT係数は、秘密鍵Kに基づいて選択される。
Each of the subsets v + i and v i is, for example, a discrete cosine transform (Discrete Cosin Transform) of the host data V.
m sample data selected as a watermark bit embedding target is m DC data blocks included in the DCT block.
It is a CT coefficient. 12A and 12B show 8 × 8 D
M pairs of CT block pairs v + i and v i , respectively.
It shows that watermark data x k i is embedded in the CT coefficient. Block pairs v + i , v i and m D
The CT coefficient is selected based on the secret key K.

【0076】図13に戻り、SNR計算部28は、L種
類の埋め込みホストデータの候補W に対して透かしデ
ータxの耐性、すなわち埋め込み強度を評価し(S1
6)、セレクタ30は埋め込み強度が最大となる埋め込
みホストデータの候補Wを最終的な埋め込みホストデ
ータWとして選択する(S18)。
Returning to FIG. 13, the SNR calculation unit 28 uses the L type
W of embedded host data of class kAgainst watermark de
Data xkResistance, that is, the embedding strength is evaluated (S1
6), the selector 30 is the embedding that maximizes the embedding strength.
Only host data candidate WkThe final embedded host device
It is selected as the data W (S18).

【0077】埋め込み強度の評価式を与える前に、埋め
込みホストデータWに対して信号処理や画像処理などに
より変形が加えられた場合に、透かしデータX’がどの
ように検出されるかを検討する。埋め込みホストデータ
Wに加えられる変形をノイズNとして扱い、ノイズNが
加わった埋め込みホストデータWを埋め込みホスト信号
W’と呼ぶ。この埋め込みホスト信号W’から透かしデ
ータX’を抽出する方法を説明する。埋め込みホスト信
号の集合のペア(W’,W’)を次のように定義す
る。埋め込みホスト信号の集合W’,W’は次のよ
うにそれぞれn個の要素をもつ。
Before giving the embedding strength evaluation formula, how the watermark data X'is detected when the embedded host data W is modified by signal processing, image processing, or the like will be examined. . The deformation applied to the embedded host data W is treated as noise N, and the embedded host data W added with the noise N is referred to as an embedded host signal W ′. A method of extracting the watermark data X'from the embedded host signal W'will be described. Embedding pair of a set of host signal (W '+, W' - ) is defined as follows. Collection of watermarked host signal W '+, W' - has the respective n elements as follows.

【0078】W’={w’ ,w’ ,・・・,
w’ n−1} W’={w’ ,w’ ,・・・,
w’ n−1}ここで埋め込みホスト信号の集合
W’,W’の要素である各サブセットw’
w’ は、電子透かしの埋め込み位置に対応して、次
のように埋め込みホスト信号W’のm個のサンプルデー
タからなる。 w’ ={w’ i,0,w’ i,1,・・・,
w’ i,m−1} w’ ={w’ i,0,w’ i,1,・・・,
w’ i,m−1
W '+= {W '+ 0, W ’+ 1・ ・ ・ ・ ・ ・
w ’+ n-1} W ’= {W ' 0, W ’ 1・ ・ ・ ・ ・ ・
w ’ n-1} Where the set of embedded host signals
W ’+, W ’Each subset w ′ that is an element of + i,
w ’ iCorresponds to the position where the digital watermark is embedded.
M sample data of the embedded host signal W '.
It consists of w ’+ i= {W '+ i, 0, W ’+ i, 1・ ・ ・ ・ ・ ・
w ’+ i, m-1} w ’ i= {W ' i, 0, W ’ i, 1・ ・ ・ ・ ・ ・
w ’ i, m-1}

【0079】透かしビットx を検出するために、次
の判定値zを計算する。 z=Σj=0 m−1(w’ i,j−w’ i,j) =Σj=0 m−1[(w i,j+n i,j)−(w
i,j+n i,j)] =Σj=0 m−1[(v i,j−v i,j)+(α
i,j+α i,j)・x +(n i,j−n
i,j)] ここでΣj=0 m−1(v i,j−v i,j)はm
が十分に大きいとき、一般にガウス分布に従い、0に近
づく。またノイズの項Σj=0 m−1(n i, −n
i,j)についても同様に0に近づく。したがって、
はΣj=0 −1[(α i,j+α i,j)・
]の値で近似できる。(α i,j
α i,j)は正であるから、透かしビットx が1
ならばzは正であり、透かしビットx が−1なら
ばzは負である。したがってzの正負により透かし
ビットx の値を判定することができる。
In order to detect the watermark bit x k i , the next decision value z i is calculated. z i = Σ j = 0 m -1 (w '+ i, j -w' - i, j) = Σ j = 0 m-1 [(w + i, j + n + i, j) - (w
- i, j + n - i , j)] = Σ j = 0 m-1 [(v + i, j -v - i, j) + (α
+ I, j + α i, j ) · x k i + (n + i, j −n
i, j )] Here, Σ j = 0 m−1 (v + i, j− v i, j ) is m.
When is sufficiently large, it generally follows a Gaussian distribution and approaches zero. Also, the noise term Σ j = 0 m-1 (n + i, j- n
- i, j) as well closer to 0 also. Therefore,
z i is Σ j = 0 m −1 [(α + i, j + α i, j ) ·
x k i ] can be approximated. (Α + i, j +
alpha - i, j) since is positive, the watermark bit x k i is 1
Then z i is positive and if watermark bit x k i is −1 then z i is negative. Therefore, the value of the watermark bit x k i can be determined according to the sign of z i .

【0080】埋め込み強度の評価は、ホストデータVを
透かしデータXに対するノイズとみなして、埋め込まれ
た透かしデータxに対して検出される透かしデータの
分散を計算することにより行われる。分散が小さいほ
ど、耐性が強いと考えることができる。埋め込みホスト
データの候補のペア(W+k,W−k)に対して次式に
よりSN比を評価して、最適な候補Kを選択する。
The evaluation of the embedding strength is performed by regarding the host data V as noise with respect to the watermark data X and calculating the variance of the watermark data detected for the embedded watermark data x k . It can be considered that the smaller the dispersion is, the stronger the resistance is. The SN ratio is evaluated by the following equation for a pair of embedded host data candidates (W + k , W −k ), and the optimum candidate K is selected.

【0081】 K=argmax(P/(2σ )) P=Σi=0 n−1|Σj=0 m−1(w+k i,j
−w−k i,j)|/n σ =Σi=0 n−1|Σj=0 m−1(w+k
i,j−w−k i,j)−P 1/2・x /n
[0081] K = argmax k (P k / (2σ k 2)) P k = Σ i = 0 n-1 | Σ j = 0 m-1 (w + k i, j
-W -k i, j) | 2 / n σ k 2 = Σ i = 0 n-1 | Σ j = 0 m-1 (w + k
i, j -w -k i, j ) -P k 1/2 · x k i | 2 / n

【0082】透かしビットx が{1,−1}のいず
れであるかを判定するための前述の判定値zは、埋め
込みホストデータWにノイズが付加される前の状態で
は、z =Σj=0 m−1(w+k i,j−w−k
i,j)で与えられることを考慮すると、分散σ
は、判定値zにより検出される透かしビットと実
際に埋め込まれた透かしビットx の差の自乗をi=
0,・・・,n−1について評価して平均したものであ
ると言える。一方、Pは判定値zのi=0,・・
・,n−1についての自乗平均である。したがって、埋
め込まれた透かしデータxと抽出される透かしデータ
との間のユークリッド距離が小さく、透かしビットを検
出するための判定値の絶対値が大きいほど、P/(2
σ )の値は大きくなる。言い換えれば、P/(2
σ )が最大となる候補を選択することは、透かしビ
ットの検出誤差が最小である候補を選択することを意味
する。
Watermark bit xk iIs either {1, -1}
The above-mentioned judgment value z for judging whether it isiIs filled
In the state before noise is added to the host data W
Is z i= Σj = 0 m-1(W+ K i, j-W-K
i, j), The variance σ
k TwoIs the judgment value ziWatermark bits detected by
Watermark bit embedded at the time xk iI =
0, ..., n-1 are evaluated and averaged.
Can be said. On the other hand, PkIs the judgment value ziI = 0, ...
The square root mean square for n-1. Therefore,
Embedded watermark data xkWatermark data extracted with
Euclidean distance between
The larger the absolute value of the judgment value for issuing, the more Pk/ (2
σk TwoThe value of) becomes large. In other words, Pk/ (2
σk Two) Is the best choice for the watermark
Means to select the candidate with the smallest detection error
To do.

【0083】判定値zについて、v i,j>v
i,jかつx =1ならばz>>0となり、v
i,j<v i,jかつx =−1ならばz<<0
となる。したがって前述の評価により最適な透かしデー
タxの候補を選択することは、判定値zによる透か
しビットx の検出性能を向上させるために、v
i, >v i,jならばx’=1となり、v
i,j<v i,jならばx’=−1となるように、
元の透かしビットxをx’に変更することを意味す
る。これがGS方式のガイディングルールであり、これ
により判定値zのレスポンスが改善する。
For the judgment value z i , v + i, j > v +
If i, j and x k i = 1 then z i >> 0 and v +
If i, j <v + i, j and x k i = -1, then z i << 0
Becomes Therefore selecting the candidates of the optimum watermark x k by the evaluation described above, in order to improve the detection performance of the watermark bit x k i according to the determination value z i, v +
If i, j > v + i, j, then x ′ i = 1 and v +
If i, j <v + i, j, then x ′ i = −1,
This means changing the original watermark bits x i to x ′ i . This is the guiding rule of the GS method, which improves the response of the determination value z i .

【0084】上記の説明では、図10で示したように、
L種類の透かしデータの候補を生成するために、L個の
マルチプレクサ20、スクランブラ22、埋め込み部2
6、およびSNR計算部28が並列に設けられたが、こ
れらの部材を単一構成にして、L種類の透かしデータの
候補を逐次的に生成、評価して最適な候補を選択しても
よい。
In the above description, as shown in FIG.
In order to generate L types of watermark data candidates, L multiplexers 20, scramblers 22, and embedding units 2 are used.
6 and the SNR calculation unit 28 are provided in parallel, but these members may be formed into a single configuration, L-type watermark data candidates may be sequentially generated and evaluated, and the optimum candidate may be selected. .

【0085】図14は、そのような逐次型の電子透かし
の埋め込み手順を説明するフローチャートである。変数
iを1に初期化する(S20)。マルチプレクサ20
は、ターボ符号化部70によりターボ符号化され、イン
ターリーバπ32によりインターリーブされた透かし
データXの先頭にi番目の初期データを挿入して符号
系列を生成し(S22)、スクランブラ22は、その符
号系列をスクランブルして、i番目のスクランブルされ
た透かしデータX’を生成する(S24)。スクラン
ブラ22によって生成されたi番目のスクランブルされ
た透かしデータX ’は、埋め込み部26によりホスト
データVに埋め込まれる(S26)。SNR計算部28
は、i番目の埋め込みホストデータの候補Wに対して
透かしデータxの耐性、すなわち埋め込み強度S
評価する(S28)。セレクタ30は、埋め込み強度S
が最低の評価値を保証する基準値Tより大きいかどう
かを判定する(S30)。もし埋め込み強度Sが基準
値Tより大きければ(S30のY)、変数Kに現在の変
数iの値を代入し(S32)、K番目の埋め込みホスト
データの候補を最終的な埋め込みホストデータWとして
選択する(S40)。埋め込み強度Sが基準値T以下
の場合(S30のN)、現在の変数iの値がLに等しい
なら(S34のY)、これまで調べた埋め込み強度S
の値が最大となる添え字kを変数Kに代入し(S3
8)、K番目の埋め込みホストデータの候補を最終的な
埋め込みホストデータWとして選択する(S40)。現
在の変数iの値がLより小さいなら(S34のN)、変
数iを1だけインクリメントして(S36)、ステップ
S22に戻る。
FIG. 14 shows such a sequential digital watermark.
6 is a flowchart illustrating a procedure for embedding the above. variable
i is initialized to 1 (S20). Multiplexer 20
Are turbo-encoded by the turbo encoding unit 70, and
Thalever πTwoWatermark interleaved with 32
Data XcInsert the i-th initial data at the beginning of the code
The sequence is generated (S22), and the scrambler 22 uses the code.
The scrambled sequence is the i-th scrambled
Watermark data Xb'Is generated (S24). Scrunch
I th scrambled generated by bra 22
Watermark data X b'Is a host by the embedding unit 26
It is embedded in the data V (S26). SNR calculation unit 28
Is a candidate W of the i-th embedded host dataiAgainst
Watermark data xiResistance, that is, embedding strength SiTo
Evaluate (S28). The selector 30 has an embedding strength S
iIs greater than the reference value T that guarantees the lowest evaluation value
It is determined (S30). If the embedding strength SiIs the standard
If it is larger than the value T (Y in S30), the current value is changed to the variable K.
Substitute the value of number i (S32), and the Kth embedded host
Data candidates are used as the final embedded host data W
Select (S40). Embedding strength SiIs below the reference value T
In case of (N of S30), the current value of the variable i is equal to L
If so (Y of S34), the embedding strength S examined so fark
The subscript k that maximizes the value of is assigned to the variable K (S3
8) Finalize the Kth embedded host data candidate
The embedded host data W is selected (S40). Present
If the value of the existing variable i is smaller than L (N in S34), the variable
Increment the number i by 1 (S36), then step
Return to S22.

【0086】この繰り返し処理により、埋め込み強度が
所望の基準値以上である候補が得られた時点で、その候
補を最終的な埋め込みホストデータWとして選択し、そ
のような候補が生成されなければ、L個の埋め込みホス
トデータの候補を生成して、その中から埋め込み強度が
最大であるものを最終的な埋め込みホストデータWとし
て選択することができる。
By this iterative process, when a candidate whose embedding strength is equal to or higher than the desired reference value is obtained, that candidate is selected as the final embedding host data W, and if such a candidate is not generated, It is possible to generate L embedded host data candidates and select the one having the maximum embedded strength as the final embedded host data W from the candidates.

【0087】図15(a)、(b)、(c)はそれぞれ
実施の形態3に係る復号装置40の異なるタイプの構成
を示す。符号化装置10により電子透かしが埋め込まれ
た埋め込みホストデータWは、ネットワーク上で流通
し、コンピュータにおいて利用される。その過程で埋め
込みホストデータWは圧縮符号化や改ざんなどの操作を
受ける。画像データであれば、JPEG圧縮、フィルタ
リング、量子化、色補正などの信号処理や、スケーリン
グ、クロッピング、回転、並行移動等の幾何学的な変換
など有用性のある操作が施されたり、電子透かしを除去
したり改変するなどの不正な攻撃が加えられたりする。
そのような操作による変形を埋め込みホストデータWに
対するノイズNとみなし、ノイズNが付加した埋め込み
ホストデータWを埋め込みホスト信号W’(=W+N)
とする。復号装置40は、埋め込みホスト信号W’から
埋め込まれた透かしデータXを抽出する処理を行う。
15 (a), 15 (b) and 15 (c) show different types of configurations of the decoding apparatus 40 according to the third embodiment. The embedded host data W in which the electronic watermark is embedded by the encoding device 10 is distributed on the network and used in a computer. In the process, the embedded host data W undergoes operations such as compression encoding and falsification. For image data, useful operations such as signal processing such as JPEG compression, filtering, quantization, color correction, and geometric conversion such as scaling, cropping, rotation, and parallel movement are performed, and digital watermarking is performed. Unauthorized attacks such as removing or altering are added.
The deformation caused by such an operation is regarded as noise N with respect to the embedded host data W, and the embedded host data W added with the noise N is embedded host signal W ′ (= W + N).
And The decoding device 40 performs a process of extracting the embedded watermark data X from the embedded host signal W ′.

【0088】図15(a)は第1のタイプの復号装置4
0である。抽出部42は、ノイズの付加された埋め込み
ホスト信号W’を受け取ると、秘密鍵Kを用いて透かし
データを抽出し、透かしビットの判定値zを次のよう
に計算し、判定値zを{−1,1}に硬判定すること
なく、そのままGS−APP復号部52に送る。
FIG. 15A shows the first type decoding device 4
It is 0. When receiving the embedded host signal W ′ with noise, the extraction unit 42 extracts the watermark data using the secret key K, calculates the judgment value z i of the watermark bit as follows, and judges the judgment value z i Is sent directly to the GS-APP decoding unit 52 without making a hard decision to {-1, 1}.

【0089】 z=Σj=0 m−1(w’ i,j−w’ i,j) =Σj=0 m−1[(w i,j+n i,j)−(w
i,j+n i,j)] =Σj=0 m−1[(v i,j−v i,j)+(α
i,j+α i,j)・x’+(n i,j−n
i,j)]
[0089] z i = Σ j = 0 m -1 (w '+ i, j -w' - i, j) = Σ j = 0 m-1 [(w + i, j + n + i, j) - (W
- i, j + n - i , j)] = Σ j = 0 m-1 [(v + i, j -v - i, j) + (α
+ I, j + α i, j ) · x ′ i + (n + i, j −n
i, j )]

【0090】GS−APP復号部52は、判定値z
受信系列として用いて透かしビットの軟判定復号を行
う。GS−APP復号部52が出力する外部情報はデイ
ンターリーバπ −154により逆インターリーブされ
た後に、図2に示した一般構成のターボ復号部90に入
力データとして与えられる。ターボ復号部90は、繰り
返し復号により透かしビットの検出の精度を改善し、最
終的に透かしデータXが出力される。
The GS-APP decoding unit 52 performs the soft decision decoding of the watermark bit using the decision value z i as the reception sequence. The extrinsic information output from the GS-APP decoding unit 52 is deinterleaved by the deinterleaver π 2 -1 54 and then provided as input data to the turbo decoding unit 90 having the general configuration shown in FIG. The turbo decoding unit 90 improves the detection accuracy of watermark bits by iterative decoding, and finally outputs the watermark data X.

【0091】図15(b)は第2のタイプの復号装置4
0である。抽出部42は、埋め込みホスト信号W’を受
け取ると、透かしビットの判定値zを計算し、硬判定
することなく、そのままGS−APP復号部52に送
る。GS−APP復号部52は、透かしビットの判定値
を受信系列として用いた軟判定復号を行う。GS−
APP復号部52が出力する外部情報はデインターリー
バπ −154により逆インターリーブされた後に、図
6に示したフィードバック型のターボ復号部60に入力
データとして与えられる。ターボ復号部60は、図6の
第2APP復号部64による情報ビットに関する外部情
報を信頼度情報としてGS−APP復号部52にフィー
ドバックする。GS−APP復号部52はこの信頼度情
報を情報ビットの事前確率として用いて軟判定復号を行
う。この動作を繰り返すことにより、GS−APP復号
部52とターボ復号部60の連接による透かしビットの
繰り返し復号が行われ、透かしビットの検出の精度が改
善され、最終的に透かしデータXが出力される。
FIG. 15B shows the second type decoding device 4
It is 0. When the extraction unit 42 receives the embedded host signal W ′, the extraction unit 42 calculates the watermark bit determination value z i and sends it to the GS-APP decoding unit 52 without performing a hard determination. The GS-APP decoding unit 52 performs soft decision decoding using the watermark bit decision value z i as a reception sequence. GS-
The external information output from the APP decoding unit 52 is deinterleaved by the deinterleaver π 2 -1 54 and then given as input data to the feedback-type turbo decoding unit 60 shown in FIG. The turbo decoding unit 60 feeds back the extrinsic information regarding the information bits by the second APP decoding unit 64 of FIG. 6 to the GS-APP decoding unit 52 as reliability information. The GS-APP decoding unit 52 uses this reliability information as a priori probability of information bits to perform soft decision decoding. By repeating this operation, the watermark bits are repeatedly decoded by the connection between the GS-APP decoding unit 52 and the turbo decoding unit 60, the accuracy of detecting the watermark bits is improved, and the watermark data X is finally output. .

【0092】図15(c)は第3のタイプの復号装置4
0である。ターボ復号部60は、図6の第2APP復号
部64による情報ビットおよび第2パリティビットに関
する外部情報と、図6の第1APP復号部62による第
1パリティビットに関する外部情報を信頼度情報として
GS−APP復号部52にフィードバックし、GS−A
PP復号部52はこの信頼度情報を情報ビットおよびパ
リティビットの事前確率として用いて軟判定復号を行
う。第2のタイプと異なる点は、ターボ復号部60の第
1APP復号部62および第2APP復号部64でパリ
ティビットに関する外部情報が計算される点である。こ
の処理により計算量は増加するが、誤り率をさらに低減
させることが可能となる。
FIG. 15C shows a third type decoding device 4
It is 0. The turbo decoding unit 60 uses GS- as external information regarding the information bits and the second parity bits by the second APP decoding unit 64 in FIG. 6 and external information regarding the first parity bits by the first APP decoding unit 62 in FIG. 6 as reliability information. Feedback to the APP decoding unit 52, and GS-A
The PP decoding unit 52 uses this reliability information as a priori probability of the information bit and the parity bit to perform soft decision decoding. The difference from the second type is that the first APP decoding unit 62 and the second APP decoding unit 64 of the turbo decoding unit 60 calculate extrinsic information regarding parity bits. Although this processing increases the calculation amount, it is possible to further reduce the error rate.

【0093】以上述べたように、実施の形態によれば、
電子透かしの埋め込み時に、誤り訂正能力の高いターボ
符号化を用いたGS方式により、透かしビット系列はホ
ストデータに埋め込みやすいビット系列に変換した上で
埋め込まれる。また電子透かしの抽出時には、透かしビ
ットの軟判定復号とその軟判定出力を入力データとする
ターボ復号とを連接したフィードバック系により、透か
しビットの繰り返し復号が行われる。したがって信号処
理、幾何変換、圧縮、データの改ざんなどに対する電子
透かしの耐性を強化すると同時に、電子透かしの検出精
度を大幅に改善することができる。
As described above, according to the embodiment,
At the time of embedding a digital watermark, the watermark bit sequence is embedded after being converted into a bit sequence that is easy to embed in host data by the GS method using turbo coding with high error correction capability. At the time of extracting a digital watermark, the watermark bit is iteratively decoded by a feedback system in which soft decision decoding of the watermark bit and turbo decoding using the soft decision output as input data are connected. Therefore, it is possible to enhance the resistance of the digital watermark against signal processing, geometric transformation, compression, tampering with data, and the like, and at the same time, to greatly improve the detection accuracy of the digital watermark.

【0094】実施の形態4 実施の形態4に係る符号化装置10は、図9に示した実
施の形態3の符号化装置10と同じ構成であるが、変更
部14と埋め込み部16の機能構成が異なる。図16
は、実施の形態4に係る符号化装置10の変更部14と
埋め込み部16の機能構成図を示す。本実施の形態で
は、ターボ符号化がGS方式によるスクランブルの後に
なされる点が図10に示した実施の形態3とは異なる。
[Embodiment 4] An encoding apparatus 10 according to Embodiment 4 has the same configuration as the encoding apparatus 10 of Embodiment 3 shown in FIG. 9, but the functional configurations of the changing unit 14 and the embedding unit 16 are the same. Is different. FIG.
[FIG. 10] is a functional configuration diagram of a changing unit 14 and an embedding unit 16 of the encoding device 10 according to the fourth embodiment. This embodiment is different from Embodiment 3 shown in FIG. 10 in that turbo coding is performed after scrambling by the GS method.

【0095】L個のマルチプレクサ20は、透かしデー
タXの先頭にそれぞれ初期データC 〜CL−1を挿入
したL種類のビット系列Xを生成する。L個のスクラ
ンブラ22はL種類のビット系列をそれぞれGS方式に
よりスクランブルして、L種類のスクランブルされた透
かしデータX’を生成する。
The L multiplexers 20 are connected to the watermark data.
Initial data C at the beginning of each 0~ CL-1Insert
L types of bit sequence XbTo generate. L scrub
The umber 22 uses the GS system for each of the L types of bit sequences.
More scrambled, L types of scrambled transparent
Scarecrow data X 'bTo generate.

【0096】スクランブルされた透かしデータX’
インターリーバπ32によりインターリーブされた後
に、ターボ符号化部70によりターボ符号化される。タ
ーボ符号化部70は、スクランブルされた透かしデータ
X’を入力データとしてターボ符号化を行い、ターボ
符号化された透かしデータX’を出力する。
The scrambled watermark data X ′ b is interleaved by the interleaver π 2 32 and then turbo encoded by the turbo encoding unit 70. The turbo encoding unit 70 performs turbo encoding using the scrambled watermark data X ′ b as input data and outputs turbo encoded watermark data X ′ c .

【0097】L個の埋め込み部26は、L種類のスクラ
ンブルされた透かしデータX’のそれぞれをホストデ
ータVに埋め込み、L種類の埋め込みホストデータWの
候補を生成する。L個のSNR計算部28は、L種類の
埋め込みホストデータWの候補のそれぞれについて、透
かしデータXの耐性を評価する。セレクタ30は、耐性
の評価値が最良である埋め込みホストデータWの候補を
選択し、それを最終的な埋め込みホストデータWとして
出力する。
The L embedding sections 26 embed each of the L types of scrambled watermark data X ′ c in the host data V to generate L types of embedded host data W candidates. The L SNR calculators 28 evaluate the tolerance of the watermark data X for each of the L types of embedded host data W candidates. The selector 30 selects a candidate of the embedded host data W having the best tolerance evaluation value and outputs it as the final embedded host data W.

【0098】図17(a)、(b)、(c)はそれぞれ
実施の形態4に係る復号装置40の異なるタイプの構成
を示す。図17(a)は第1のタイプの復号装置40で
ある。抽出部42は、ノイズの付加された埋め込みホス
ト信号W’を受け取ると、実施の形態3と同様に透かし
ビットの判定値zを計算し、判定値zを{−1,
1}に硬判定することなく、そのまま図2に示した一般
構成のターボ復号部90に送る。
17 (a), 17 (b) and 17 (c) show different types of configurations of the decoding apparatus 40 according to the fourth embodiment. FIG. 17A shows a first type decoding device 40. When the extraction unit 42 receives the embedded host signal W ′ with noise, the extraction unit 42 calculates the determination value z i of the watermark bit as in the third embodiment, and the determination value z i is {−1,
1} is sent to the turbo decoding unit 90 having the general configuration shown in FIG.

【0099】ターボ復号部90は、判定値zを受信系
列として用いて透かしビットの軟判定復号を行う。ター
ボ復号部90に入力される透かしビットX’を軟値で
扱い、ターボ復号後の結果X’を硬判定して、デイン
ターリーバπ −154に与える。透かしデータは、デ
インターリーバπ −154により逆インターリーブさ
れた後に、デスクランブラ46に与えられる。デスクラ
ンブラ46は、GS方式における逆スクランブルにより
スクランブルを解除して、元の透かしデータX を出力
する。
The turbo decoding unit 90 determines the judgment value z.iThe receiving system
Performs soft-decision decoding of watermark bits using as a sequence. Tar
Watermark bit X ′ input to the decoding unit 90cIs a soft value
Handled and the result X'after turbo decodingbHard decision, Dane
Thalever πTwo -154. The watermark data is
Interleaver πTwo -1Deinterleaved by 54
And then given to the descrambler 46. Descra
The ambler 46 uses descrambling in the GS system.
Unscramble the original watermark data X bOutput
To do.

【0100】図17(b)は第2のタイプの復号装置4
0である。抽出部42は、埋め込みホスト信号W’を受
け取ると、透かしビットの判定値zを計算し、硬判定
することなく、そのまま図2に示した一般構成のターボ
復号部90に送る。ターボ復号部90は、透かしビット
の判定値zを受信系列として用いた軟判定復号を行
う。ターボ復号部90が出力する外部情報はデインター
リーバπ −154により逆インターリーブされた後
に、図8に示したGS−APP復号部52に入力データ
として与えられる。ただしこのGS−APP復号部52
はその軟値出力をターボ復号部90にフィードバックせ
ずに、軟判定復号を自己完結させて最終的な復号結果の
透かしデータXを出力する。
FIG. 17B shows the second type decoding device 4
It is 0. Upon receiving the embedded host signal W ′, the extraction unit 42 calculates the watermark bit determination value z i , and sends it to the turbo decoding unit 90 of the general configuration shown in FIG. The turbo decoding unit 90 performs soft decision decoding using the decision value z i of the watermark bit as a reception sequence. The external information output from the turbo decoding unit 90 is deinterleaved by the deinterleaver π 2 -1 54 and then given to the GS-APP decoding unit 52 shown in FIG. 8 as input data. However, this GS-APP decoding unit 52
Does not feed back the soft value output to the turbo decoding unit 90, but makes the soft decision decoding self-complete and outputs the final decoded result watermark data X b .

【0101】図17(c)は第3のタイプの復号装置4
0である。第2のタイプとは異なり、図8に示したフィ
ードバック型のターボ復号部60が用いられ、図8のG
S−APP復号部52は情報ビットに関する外部情報を
信頼度情報としてターボ復号部90にフィードバックす
る。ターボ復号部60はこの信頼度情報を情報ビットの
事前確率として用いて軟判定復号を行う。この動作を繰
り返すことにより、ターボ復号部60とGS−APP復
号部52の連携による透かしビットの繰り返し復号が行
われ、透かしビットの検出の精度が改善され、最終的に
透かしデータX が出力される。
FIG. 17C shows a third type decoding device 4
It is 0. Unlike the second type, the file shown in FIG.
The feedback type turbo decoding unit 60 is used, and G of FIG.
The S-APP decoding unit 52 outputs the external information regarding the information bits.
It is fed back to the turbo decoding unit 90 as reliability information.
It The turbo decoding unit 60 uses this reliability information as information bit information.
Perform soft decision decoding using as a priori probability. Repeat this operation
By returning, the turbo decoding unit 60 and the GS-APP recovery unit
Iterative decoding of watermark bits is performed by the cooperation of the encoder 52.
The accuracy of watermark bit detection is improved and finally
Watermark data X bIs output.

【0102】以上、本発明を実施の形態をもとに説明し
た。これらの実施の形態は例示であり、それらの各構成
要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例
が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあ
ることは当業者に理解されるところである。たとえば、
本実施の形態では、2つの畳み込み符号化器がパラレル
に接続された構成のターボ符号化器を用いたが、3つ以
上の畳み込み符号化器がパラレルに接続された構成のタ
ーボ符号化器を用いてもよい。また、2つ以上の畳み込
み符号化器をシリアルに接続した構成のターボ符号化器
を用いてもよい。
The present invention has been described above based on the embodiments. It is understood by those skilled in the art that these embodiments are mere examples, and that various modifications can be made to the combinations of the respective constituent elements and the respective processing processes, and that such modifications are also within the scope of the present invention. By the way. For example,
In the present embodiment, a turbo encoder having a configuration in which two convolutional encoders are connected in parallel is used, but a turbo encoder having a configuration in which three or more convolutional encoders are connected in parallel is used. You may use. A turbo encoder having a configuration in which two or more convolutional encoders are serially connected may be used.

【0103】実施の形態1および2では、通信路を前提
としてターボ符号化GS方式を説明したが、記録装置の
再生系にもこの方式を適用することができる。また実施
の形態3および4では、特に電子透かしの埋め込みと抽
出を例にあげて、ターボ符号化GS方式の適用を説明し
たが、他の分野にも応用が可能であり、たとえば無線に
おける画像や音声の通信など、ノイズが大きく、SN比
の低い環境での通信にも有効に適用することができる。
In the first and second embodiments, the turbo-encoded GS system has been described on the premise of the communication channel, but this system can also be applied to the reproducing system of the recording apparatus. In the third and fourth embodiments, the application of the turbo-encoded GS method has been described by taking the embedding and extraction of the digital watermark as an example. However, the embodiment can be applied to other fields such as wireless image and It can be effectively applied to communication in an environment where noise is large and the SN ratio is low, such as voice communication.

【0104】特にターボ符号化GS方式を記録再生系に
用いた場合、スクランブルされた符号化系列の適性の評
価は次の点を考慮してなされる。磁気記録の再生系は微
分特性であり、直流成分が再生されない。また光記録で
は、変調信号のDC付近の低周波成分は、光ディスク装
置のサーボ信号に漏れ込むため、誤動作を引き起こすな
どの問題があり、直流付近の低周波成分を抑圧すること
が望ましい。したがって、図3および図7のチャネル制
約比較部34は、複数のスクランブル系列の適性を評価
する際、各スクランブル系列がもつ直流成分を評価し、
直流成分が最も少ないスクランブル系列を最終的な符号
化系列として選択してもよい。また、磁気記録および光
ディスクにおいて、チャネルビットを正しく読み書きす
るために、PLL(Phase Locked Loop)が用いられ
る。PLLを用いることにより、ディスクの回転むらな
どを吸収してビット同期を取ることが可能である。PL
Lの誤動作を防ぐためには、チャネルビット内に同一の
極性をもつビットが連続して発生しない方が好ましい。
したがって、図3および図7のチャネル制約比較部34
は、各スクランブル系列内において、同一極性をもつビ
ットの最大連続長を評価して比較し、その最大連続長が
最小であるスクランブル系列を最終的な符号化系列とし
て選択してもよい。
Especially when the turbo coded GS system is used in the recording / reproducing system, the suitability of the scrambled coded sequence is evaluated in consideration of the following points. The reproducing system of magnetic recording has a differential characteristic, and the DC component is not reproduced. In optical recording, the low frequency component near DC of the modulated signal leaks into the servo signal of the optical disk device, which causes a problem such as malfunction, and it is desirable to suppress the low frequency component near DC. Therefore, when evaluating the suitability of a plurality of scramble sequences, the channel constraint comparison unit 34 of FIGS. 3 and 7 evaluates the DC component of each scramble sequence,
The scrambled sequence with the smallest DC component may be selected as the final encoded sequence. Further, in magnetic recording and optical disks, PLL (Phase Locked Loop) is used to read and write channel bits correctly. By using the PLL, it is possible to absorb the rotation irregularity of the disk and to achieve bit synchronization. PL
In order to prevent malfunction of L, it is preferable that bits having the same polarity do not occur consecutively in the channel bits.
Therefore, the channel constraint comparison unit 34 of FIGS.
In each scramble sequence, the maximum continuous length of bits having the same polarity may be evaluated and compared, and the scramble sequence having the smallest maximum continuous length may be selected as the final encoded sequence.

【0105】複数の透かしデータの候補または埋め込み
位置の候補を生成するために、多様性に富んだ候補の生
成が可能なGS方式を用いたが、他のスクランブル方式
を適用してもよく、また何らかの方法でランダムに候補
のデータを生成してもよい。また実施の形態では、逆ス
クランブルにより、生成された透かしデータの候補から
元の透かしデータを再現したが、生成された透かしデー
タの候補と元の透かしデータとを対応づけたテーブルを
備え、このテーブルを参照して元の透かしデータを求め
てもよい。
In order to generate a plurality of watermark data candidates or embedding position candidates, the GS method capable of generating a variety of candidates has been used, but other scrambling methods may be applied. The candidate data may be randomly generated by some method. Further, in the embodiment, the original watermark data is reproduced from the generated watermark data candidates by descrambling, but a table is provided in which the generated watermark data candidates are associated with the original watermark data. The original watermark data may be obtained by referring to.

【0106】またスクランブルの際に初期データとして
使用した識別データは、透かしデータの先頭に挿入され
て復号側に提供されていたが、この識別データを透かし
には埋め込まずに、符号化側で秘密鍵として保持、管理
してもよい。その場合、復号側はこの秘密鍵を取得した
上で、透かしデータのスクランブルを解除する。
The identification data used as the initial data at the time of scrambling was inserted at the beginning of the watermark data and provided to the decoding side. However, this identification data is not embedded in the watermark but is kept secret on the encoding side. It may be held and managed as a key. In that case, the decryption side acquires the secret key and then descrambles the watermark data.

【0107】なお、実施の形態3の符号化装置10の変
形として、逐次型の候補の生成、評価のための構成と動
作を説明したが、同様の逐次型の構成と動作が、他の実
施の形態の符号化装置10にも適用できることはいうま
でもない。
As a modification of the coding apparatus 10 of the third embodiment, the configuration and operation for generation and evaluation of sequential candidates have been described. However, the same sequential configuration and operation are used in other embodiments. It goes without saying that the present invention can also be applied to the encoding device 10 of the form.

【発明の効果】本発明によれば、繰り返し復号によりビ
ット誤り率が低減する。
According to the present invention, the bit error rate is reduced by iterative decoding.

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

【図1】 ターボ符号化器の一般的な構成を説明する図
である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a general configuration of a turbo encoder.

【図2】 ターボ復号器の一般的な構成を説明する図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating a general configuration of a turbo decoder.

【図3】 実施の形態1に係る符号化装置の構成図であ
る。
FIG. 3 is a configuration diagram of an encoding device according to the first embodiment.

【図4】 符号化時の畳み込み演算を説明する図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a convolution operation during encoding.

【図5】 復号時の畳み込み演算を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a convolution operation at the time of decoding.

【図6】 実施の形態1に係る復号装置の構成図であ
る。
FIG. 6 is a configuration diagram of a decoding device according to the first embodiment.

【図7】 実施の形態2に係る符号化装置の構成図であ
る。
FIG. 7 is a configuration diagram of an encoding device according to a second embodiment.

【図8】 実施の形態2に係る復号装置の構成図であ
る。
FIG. 8 is a configuration diagram of a decoding device according to a second embodiment.

【図9】 実施の形態3に係る符号化装置の構成図であ
る。
FIG. 9 is a configuration diagram of an encoding device according to a third embodiment.

【図10】 図9の変更部と埋め込み部の機能構成図で
ある。
FIG. 10 is a functional configuration diagram of a changing unit and an embedding unit in FIG.

【図11】 元の透かしデータとL種類のスクランブル
された透かしデータとの関係を説明する図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between original watermark data and L types of scrambled watermark data.

【図12】 図12(a)、(b)は、スクランブルさ
れた透かしデータの埋め込み方法を説明する図である。
12A and 12B are diagrams illustrating a method of embedding scrambled watermark data.

【図13】 実施の形態3に係る符号化装置による電子
透かしの埋め込み手順を説明するフローチャートであ
る。
FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure of embedding a digital watermark by the encoding device according to the third embodiment.

【図14】 実施の形態3に係る符号化装置による別の
電子透かしの埋め込み手順を説明するフローチャートで
ある。
FIG. 14 is a flowchart illustrating another procedure for embedding a digital watermark by the encoding device according to the third embodiment.

【図15】 図15(a)、(b)、(c)はそれぞれ
実施の形態3に係る復号装置の異なるタイプの構成を示
す図である。
15 (a), (b), and (c) are diagrams showing configurations of different types of decoding apparatuses according to Embodiment 3, respectively.

【図16】 実施の形態4に係る符号化装置の機能構成
図である。
[Fig. 16] Fig. 16 is a functional configuration diagram of an encoding device according to a fourth embodiment.

【図17】 図17(a)、(b)、(c)はそれぞれ
実施の形態4に係る復号装置の異なるタイプの構成を示
す図である。
17 (a), (b), and (c) are diagrams showing configurations of different types of decoding apparatuses according to Embodiment 4, respectively.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 符号化装置、 12 暗号化部、 14 変更
部、 16 埋め込み部、 20 マルチプレクサ、
22 スクランブラ、 26 埋め込み部、 28 S
NR計算部、 30 セレクタ、 34 チャネル制約
比較部、 40復号装置、 42 抽出部、 46 デ
スクランブラ、 50 GS復号部、52 GS−AP
P復号部、 60 ターボ復号部、 62 第1APP
復号部、 64 第2APP復号部、 70 ターボ符
号化部、 90 ターボ復号部、 102 デマルチプ
レクサ、 104 マルチプレクサ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 encoding device, 12 encryption part, 14 change part, 16 embedding part, 20 multiplexer,
22 scrambler, 26 embedded part, 28 S
NR calculation unit, 30 selector, 34 channel constraint comparison unit, 40 decoding device, 42 extraction unit, 46 descrambler, 50 GS decoding unit, 52 GS-AP
P decoding unit, 60 turbo decoding unit, 62 1st APP
Decoding unit, 64 Second APP decoding unit, 70 Turbo coding unit, 90 Turbo decoding unit, 102 demultiplexer, 104 multiplexer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B001 AA01 AA10 AB03 AB05 AC01 AC03 AC05 AD06 AE07 5J065 AA01 AB01 AC02 AD01 AD10 AE06 AE07 AF02 AG05 AG06 AH01 AH02 AH04 AH09 AH21 5K014 AA01 BA10 FA16    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 5B001 AA01 AA10 AB03 AB05 AC01                       AC03 AC05 AD06 AE07                 5J065 AA01 AB01 AC02 AD01 AD10                       AE06 AE07 AF02 AG05 AG06                       AH01 AH02 AH04 AH09 AH21                 5K014 AA01 BA10 FA16

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターボ符号化した情報系列を畳み込み演
算によりスクランブルして複数のスクランブル系列を生
成し、それらのスクランブル系列の各々について、適性
を評価し、その評価が良好であるスクランブル系列を最
終的な符号化系列として取得することを特徴とする符号
化方法。
1. A turbo-encoded information sequence is scrambled by a convolutional operation to generate a plurality of scramble sequences, the suitability of each of these scramble sequences is evaluated, and the scramble sequences with good evaluation are finally determined. Encoding method, which is obtained as a simple encoded sequence.
【請求項2】 受信系列の軟判定復号を行う軟出力復号
器の出力する外部情報をターボ復号器に入力データとし
て与え、さらに前記ターボ復号器から出力される外部情
報を前記軟判定復号における事前確率に関する情報とし
て前記軟出力復号器にフィードバックすることにより前
記受信系列の繰り返し復号を行うことを特徴とする復号
方法。
2. External information output from a soft output decoder that performs soft decision decoding of a received sequence is given to a turbo decoder as input data, and external information output from the turbo decoder is used in advance in the soft decision decoding. A decoding method, wherein the received sequence is iteratively decoded by feeding back to the soft output decoder as information on probability.
【請求項3】 情報系列をターボ符号化してターボ符号
系列を生成するターボ符号化部と、 前記ターボ符号系列をインターリーブするインターリー
バと、 前記インターリーブされたターボ符号系列を畳み込み演
算によりスクランブルして複数のスクランブル符号系列
を生成するスクランブル部と、 前記複数のスクランブル符号系列の各々について、適性
を評価する評価部と、 前記適性の評価値に基づいて前記複数のスクランブル符
号系列の一つを選択して出力する選択部とを含むことを
特徴とする符号化装置。
3. A turbo coding unit that turbo-codes an information sequence to generate a turbo code sequence, an interleaver that interleaves the turbo code sequence, and scrambles the interleaved turbo code sequence by a convolution operation to generate a plurality of turbo codes. A scramble unit for generating a scramble code sequence, for each of the plurality of scramble code sequences, an evaluation unit for evaluating suitability, and selecting one of the plurality of scramble code sequences based on the evaluation value of the suitability. An encoding device, comprising: an output selecting unit.
【請求項4】 受信系列を軟判定復号する軟判定復号部
と、 前記軟判定復号された受信系列を逆インターリーブする
デインターリーバと、 前記逆インターリーブされた受信系列を入力データとし
てターボ復号を行うターボ復号部とを含むことを特徴と
する復号装置。
4. A soft-decision decoding unit that performs soft-decision decoding on a received sequence, a deinterleaver that deinterleaves the received sequence that has been soft-decision decoded, and turbo decoding using the deinterleaved received sequence as input data. A decoding device including a turbo decoding unit.
【請求項5】 受信系列を軟判定復号する軟判定復号部
と、 前記軟判定復号された受信系列を逆インターリーブする
デインターリーバと、 前記逆インターリーブされた受信系列を入力データとし
てターボ復号を行うターボ復号部とを含み、 前記ターボ復号部が出力する外部情報が前記受信系列の
事前確率に関する情報として前記軟判定復号部にフィー
ドバックされることにより前記受信系列の繰り返し復号
がなされることを特徴とする復号装置。
5. A soft-decision decoding unit that performs soft-decision decoding of the received sequence, a deinterleaver that deinterleaves the received sequence that has been soft-decision decoded, and turbo decoding using the deinterleaved received sequence as input data. A turbo decoding unit, wherein the external information output from the turbo decoding unit is fed back to the soft decision decoding unit as information about the prior probability of the reception sequence, whereby the iterative decoding of the reception sequence is performed. Decryption device.
【請求項6】 前記ターボ復号部が出力する前記受信系
列の情報ビットに関する外部情報が前記情報ビットの事
前確率に関する情報として前記軟判定復号部にフィード
バックされることを特徴とする請求項5に記載の復号装
置。
6. The soft decision decoding unit according to claim 5, wherein extrinsic information about the information bits of the reception sequence output from the turbo decoding unit is fed back to the soft decision decoding unit as information about a priori probability of the information bits. Decryption device.
【請求項7】 前記ターボ復号部は、前記受信系列のパ
リティビットの軟判定復号を行い、前記ターボ復号部が
出力する前記パリティビットに関する外部情報が前記パ
リティビットの事前確率に関する情報として前記軟判定
復号部にフィードバックされることを特徴とする請求項
6に記載の復号装置。
7. The turbo decoding unit performs soft-decision decoding of parity bits of the reception sequence, and external information about the parity bits output from the turbo decoding unit is the soft-decision as information about a priori probability of the parity bits. The decoding device according to claim 6, wherein the decoding device is fed back to the decoding unit.
【請求項8】 情報系列を畳み込み演算によりスクラン
ブルして複数のスクランブル符号系列を生成するスクラ
ンブル部と、 前記複数のスクランブル符号系列の各々をインターリー
ブするインターリーバと、 前記インターリーブされた複数のスクランブル符号系列
の各々をターボ符号化して複数のターボ符号系列を生成
するターボ符号化部と、 前記複数のターボ符号系列の各々について、適性を評価
する評価部と、 前記適性の評価値に基づいて前記複数のターボ符号系列
の一つを選択して出力する選択部とを含むことを特徴と
する符号化装置。
8. A scramble unit that scrambles an information sequence by a convolution operation to generate a plurality of scramble code sequences, an interleaver that interleaves each of the plurality of scramble code sequences, and a plurality of interleaved scramble code sequences. A turbo encoding unit that turbo-encodes each of the plurality of turbo code sequences to generate a plurality of turbo code sequences, an evaluation unit that evaluates suitability for each of the plurality of turbo code sequences, and a plurality of the plurality of turbo code sequences based on the evaluation value of the suitability. An encoding device, comprising: a selecting unit that selects and outputs one of turbo code sequences.
【請求項9】 前記評価部は、前記スクランブル符号系
列内で同一極性をもつビットの最大連続長を評価し、前
記選択部はその最大連続長が最小の前記スクランブル符
号系列を選択することを特徴とする請求項3または8に
記載の符号化装置。
9. The evaluation unit evaluates the maximum continuous length of bits having the same polarity in the scramble code sequence, and the selection unit selects the scramble code sequence having the minimum maximum continuous length. The encoding device according to claim 3 or 8.
【請求項10】 前記評価部は、前記スクランブル符号
系列がもつ直流成分を評価し、前記選択部はその直流成
分が最小の前記スクランブル符号系列を選択することを
特徴とする請求項3または8に記載の符号化装置。
10. The evaluation unit evaluates a DC component included in the scramble code sequence, and the selection unit selects the scramble code sequence having the minimum DC component. Encoding device described.
【請求項11】 受信系列を入力データとしてターボ復
号を行うターボ復号部と、 前記ターボ復号された受信系列を逆インターリーブする
デインターリーバと、 前記逆インターリーブされた受信系列を軟判定復号する
軟判定復号部とを含むことを特徴とする復号装置。
11. A turbo decoding unit that performs turbo decoding using a reception sequence as input data, a deinterleaver that deinterleaves the turbo-decoded reception sequence, and a soft-decision that performs soft-decision decoding of the deinterleaved reception sequence. A decoding device including a decoding unit.
【請求項12】 受信系列を入力データとしてターボ復
号を行うターボ復号部と、 前記ターボ復号された受信系列を逆インターリーブする
デインターリーバと、 前記逆インターリーブされた受信系列を軟判定復号する
軟判定復号部とを含み、 前記軟判定復号部が出力する外部情報が前記受信系列の
事前確率に関する情報として前記ターボ復号部にフィー
ドバックされることにより前記受信系列の繰り返し復号
がなされることを特徴とする復号装置。
12. A turbo decoding unit that performs turbo decoding using a reception sequence as input data, a deinterleaver that deinterleaves the turbo-decoded reception sequence, and a soft decision that soft-decides the deinterleaved reception sequence. And a decoding unit, wherein the external information output from the soft-decision decoding unit is fed back to the turbo decoding unit as information related to the a priori probability of the received sequence, whereby the iterative decoding of the received sequence is performed. Decoding device.
【請求項13】 ホストデータに埋め込まれるべき電子
透かしデータをターボ符号化するターボ符号化部と、 前記ターボ符号化された電子透かしデータをインターリ
ーブするインターリーバと、 前記インターリーブされた電子透かしデータを畳み込み
演算によりスクランブルして複数の透かしデータの候補
を生成するスクランブル部と、 前記複数の透かしデータの候補をそれぞれ前記ホストデ
ータに埋め込み、複数の埋め込みホストデータの候補を
生成する埋め込み部と、 前記複数の埋め込みホストデータの候補の各々につい
て、当該電子透かしの耐性を評価する評価部と、 前記耐性の評価値に基づいて前記複数の埋め込みホスト
データの候補の一つを選択して出力する選択部とを含む
ことを特徴とする符号化装置。
13. A turbo encoder that turbo-encodes digital watermark data to be embedded in host data, an interleaver that interleaves the turbo-encoded digital watermark data, and a convolution of the interleaved digital watermark data. A scramble unit that scrambles by operation to generate a plurality of watermark data candidates; an embedding unit that embeds each of the plurality of watermark data candidates into the host data to generate a plurality of embedded host data candidates; For each of the embedded host data candidates, an evaluation unit that evaluates the resistance of the digital watermark, and a selection unit that selects and outputs one of the plurality of embedded host data candidates based on the evaluation value of the resistance. An encoding device comprising:
【請求項14】 電子透かしの埋め込まれたホストデー
タから透かしデータを抽出する抽出部と、 前記抽出された透かしデータを軟判定復号する軟判定復
号部と、 前記軟判定復号された透かしデータを逆インターリーブ
するデインターリーバと、 前記逆インターリーブされた透かしデータを入力データ
としてターボ復号を行うターボ復号部とを含むことを特
徴とする復号装置。
14. An extracting unit that extracts watermark data from host data in which a digital watermark is embedded, a soft-decision decoding unit that performs soft-decision decoding of the extracted watermark data, and an inverse of the watermark data that has been soft-decision decoded. A decoding device, comprising: a deinterleaver for interleaving; and a turbo decoding unit for performing turbo decoding using the deinterleaved watermark data as input data.
【請求項15】 前記ターボ復号部が出力する外部情報
が前記透かしデータの事前確率に関する情報として前記
軟判定復号部にフィードバックされることにより前記透
かしデータの繰り返し復号がなされることを特徴とする
請求項14に記載の復号装置。
15. The watermark data is repeatedly decoded by feeding back external information output from the turbo decoding unit to the soft-decision decoding unit as information about a priori probability of the watermark data. Item 15. The decoding device according to Item 14.
【請求項16】 ホストデータに埋め込まれるべき電子
透かしデータを畳み込み演算によりスクランブルして複
数の透かしデータの候補を生成するスクランブル部と、 前記複数の透かしデータの候補の各々をインターリーブ
するインターリーバと、 前記インターリーブされた複数の透かしデータの候補の
各々をターボ符号化するターボ符号化部と、 前記ターボ符号化された複数の透かしデータの候補をそ
れぞれ前記ホストデータに埋め込み、複数の埋め込みホ
ストデータの候補を生成する埋め込み部と、 前記複数の埋め込みホストデータの候補の各々につい
て、当該電子透かしの耐性を評価する評価部と、 前記耐性の評価値に基づいて前記複数の埋め込みホスト
データの候補の一つを選択して出力する選択部とを含む
ことを特徴とする符号化装置。
16. A scramble unit that scrambles digital watermark data to be embedded in host data by a convolution operation to generate a plurality of watermark data candidates, and an interleaver that interleaves each of the plurality of watermark data candidates. A turbo encoder that turbo-encodes each of the plurality of interleaved watermark data candidates; a plurality of turbo-encoded watermark data candidates are embedded in the host data; An embedding unit that generates a plurality of embedded host data candidates, an evaluation unit that evaluates the resistance of the digital watermark for each of the plurality of embedded host data candidates, and one of the plurality of embedded host data candidates based on the resistance evaluation value. And a selection section for selecting and outputting Apparatus.
【請求項17】 電子透かしの埋め込まれたホストデー
タから透かしデータを抽出する抽出部と、 前記抽出された透かしデータを入力データとしてターボ
復号を行うターボ復号部と、 前記ターボ復号された透かしデータを逆インターリーブ
するデインターリーバと、 前記逆インターリーブされた透かしデータを軟判定復号
する軟判定復号部とを含むことを特徴とする復号装置。
17. An extracting unit that extracts watermark data from host data in which a digital watermark is embedded, a turbo decoding unit that performs turbo decoding using the extracted watermark data as input data, and the turbo-decoded watermark data. A decoding device comprising: a deinterleaver for deinterleaving, and a soft-decision decoding unit for performing soft-decision decoding of the deinterleaved watermark data.
【請求項18】 前記軟判定復号部が出力する外部情報
が前記透かしデータの事前確率に関する情報として前記
ターボ復号部にフィードバックされることにより前記透
かしデータの繰り返し復号がなされることを特徴とする
請求項17に記載の復号装置。
18. The iterative decoding of the watermark data is performed by feeding back external information output from the soft-decision decoding unit to the turbo decoding unit as information about the prior probability of the watermark data. Item 17. The decoding device according to Item 17.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006129666A1 (en) * 2005-05-31 2006-12-07 Kddi Corporation Digital signal transmitting system, receiving apparatus and receiving method
JP2012503930A (en) * 2008-09-26 2012-02-09 トムソン ライセンシング How to protect digital content against minority collusion attacks

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006129666A1 (en) * 2005-05-31 2006-12-07 Kddi Corporation Digital signal transmitting system, receiving apparatus and receiving method
JP2012503930A (en) * 2008-09-26 2012-02-09 トムソン ライセンシング How to protect digital content against minority collusion attacks
US8995706B2 (en) 2008-09-26 2015-03-31 Thomson Licensing Method for protecting digital content against minority collusion attacks

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