JP2003283802A - 次元圧縮及び展開によってデータを埋め込むためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 次元圧縮及び展開を使用して原データファイ
ルにウォータマークを入れるシステム及び方法を提供す
る。 【解決手段】 原データファイルは指定された次元に沿
って延び、その指定された次元に沿って延びる部分を有
する。情報は、空間または時間である場合がある、指定
される次元に沿って部分のいくつかまたはすべてのそれ
ぞれのサイズを選択的に次元圧縮するまたは展開するこ
とによりデータファイルの中に埋め込まれる。データフ
ァイルの部分は、指定された符号化方式によって選択的
に次元展開または圧縮される。この符号化方式は、修正
の種類、隣接する部分の間の修正の種類の間の関係性、
あるいは圧縮または展開の期間または程度を使用して、
埋め込まれた情報の一部を記憶する使用することができ
る。該埋め込まれる情報の部分は、バイナリ情報または
３値情報の個々のビットであるか、あるいはアナログ情
報の一部である場合がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般に音声ファイ
ル及び画像ファイル内に情報を隠すためのシステム及び
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル化画像、デジタル画像配給及び
デジタルビデオ利用の到来を受けて、デジタル権利の管
理または著作権保護などの目的のため、デジタル画像内
に情報を「隠す」ことが、画像出版者及び著者にとって
大きな問題になってきた。デジタル画像内に情報を埋め
込むプロセスは「ウォータマーク（ｗａｔｅｒｍａｒｋ
ｉｎｇ）」として知られている。このようなウォータマ
ークは、意図的な汚染に対し、及びデータ圧縮処理に対
し、安全で耐久性が大きくなければならず、埋め込み及
び抽出が過度に複雑であってはならず、従来の画像処理
システムと互換性があり、協同可能でなければならな
い。ウォータマークは、概して人の目に見えない。しか
しながら、認可されている画像デコーダによって除去す
ることができ、認可されていないデコーダによって除去
できない可視ウォータマークを作ることが望ましい応用
例もある。

【０００３】ウォータマークは多くの場合デジタル画像
に関して使用されるが、ウォータマーク技法は、音声フ
ァイルにも適用できる。従来の画像ウォータマーク技法
と同様に、従来の音声ウォータマーク技法は、データド
メイン法及び周波数ドメイン法に分類することができ
る。データドメイン法は、ＰＣＭ表現の最下位ビットを
変調する、あるいは圧縮されたドメイン表現内にデータ
を隠し込むなどの実際の音声データを修正することによ
って機能する。周波数ドメイン法は、例えばある特定の
周波数成分を削除することによって、あるいは低振幅雑
音内で偽装される情報を追加することによって信号のス
ペクトル成分を修正することにより機能する。

【０００４】データドメインウォータマーク技法は、圧
縮されたドメインウォータマーク、ビットディザリン
グ、振幅変調及びエコー非表示（echo hiding）を含
む。圧縮されたドメインウォータマークにおいては、デ
ータの圧縮された表現だけがウォータマークされるた
め、永続的なものではない。データが圧縮されていない
とき、ウォータマークは使用できない。最下位ビット
（ＬＳＢ）変調では、情報は、時間ドメインまたはデー
タ圧縮済み表現の最下位ビットを変調することにより符
号化される。これは、潜在的に大きなデータ転送速度を
有する一方でデータ圧縮またはアナログ伝送と再生に対
して耐久性が大きくはなく、信号に雑音を生じさせる。

【０００５】振幅変調においては、信号ピークは、所定
の振幅バンドに該当するように修正される。この技法は
変調歪みを生じさせ、アナログとデジタルの電話、放
送、音声補強、及び雑音削除で幅広く使用されている振
幅圧縮に対して耐久性が大きくはない。エコー非表示で
は、原信号の別個のコピーが原信号と混合される。エコ
ー時間は十分に短く、コピー振幅は聞き取れないほど十
分に低いが、エコーは自己相関を介して検出できる。こ
の方法は、その周期がエコー遅延の倍数である周波数で
の位相相殺のためにスペクトル歪みを生じさせる。ま
た、この技法は、微細なエコーが知覚コーディングによ
って廃棄されやすいため、データ圧縮の下では耐久性が
大きくなくてよい。

【０００６】周波数ドメインウォータマーク技法は、位
相コーディング、周波数バンドの修正、及びスペクトル
拡散の技法を含む。位相コーディングは、人間の聴覚器
官の位相に対する相対的な鈍感さに依存している。信号
がスペクトログラム内でのようにウィンドウ処理され、
各ウィンドウの振幅及び位相が計算される。ウォータマ
ークを符号化する人工的な絶対位相信号が、第１ウィン
ドウの中に入れられる。それ以降のフレームのための位
相情報は、各フレームと絶対位相との位相差から反復し
て計算される。結果として生じる位相は、ウォータマー
クされた信号を構築するために元の振幅と結合される。
この方法は信号の中に位相分散を生じさせ、おそらくデ
ータ圧縮下で耐久性が大きくはない。

【０００７】周波数バンド修正では、情報は、特定のス
ペクトルバンドを削除する、あるいは機能拡張し、ノッ
チフィルタを使用して狭いスペクトルバンドを削除する
ことによって符号化されるか、あるいは周波数バンド差
の中に符号化される。この方法はスペクトル歪みを生じ
させ、知覚符号化に対して耐久性が大きくはない場合が
あり、変更された周波数成分がソース音声で十分に表現
されていない限り機能しない。

【０００８】スペクトル拡散技法では、ウォータマーク
情報を伝搬する信号は、擬似ランダムシーケンスと掛け
合せることによって広帯域雑音に変調される。変調関数
が既知であるため、あるいは再生できるため、ウォータ
マーク信号は復調できる。この技法はウォータマークさ
れた信号に雑音を追加し、低振幅のスペクトル拡散信号
は、知覚コーディングの下で廃棄されやすい。さらに、
サンプリング周波数は、受信機を同期させなくてよいよ
うに、変調搬送周波数として一般的に使用される。この
場合、再サンプリングまたはアナログ伝送は、同期性、
ひいてはウォータマークを破壊しやすい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】多くの方式、特に変調
ドメインアプローチ及び周波数ドメインアプローチは、
音声データ圧縮に対して耐久性が大きくはない。周波数
修正はウォータマークされた音声データにおいて知覚的
に聴こえないものでなければならないため、これは、特
に問題である。それ以外の場合、ウォータマークは適切
ではない。しかしながら、このような従来の周波数変調
は、正確には、ＭＰ３などの知覚データ圧縮方式が使用
されるときに、失われまたは変更される情報である。

【００１０】また、画像をウォータマークする多くの手
法が存在した。大部分のアプローチは、上述されたアプ
ローチにきわめて類似している。例えば、スペクトル拡
散技法は、音声だけではなく画像にも使用できる。テキ
ストをウォータマークするための１つの関連する従来の
アプローチは、ワードの間と文の間の白い空間を変調す
る。この方法は、ワード境界を検出する必要があり、走
査済みのテキスト以外の一般的な画像には適用できな
い。ゼロックス（Ｘｅｒｏｘ）社で開発された記号技術
ＰＡＲＣは、グレイ陰影に加えて情報を符号化するため
に変調できる小さなマークを使用して、情報をデジタル
ハードコピーに符号化する。Ｃｕｒｒｙに付与された米
国特許第５，９４６，１０３号は、印刷された文書をデ
ジタルでウォータマークするためにグリフ（図形符号）
を使用する方法を開示する。しかしながら、グリフ技術
は、典型的には、人目を引く構造を有する画像を生成す
る。これにより、この方法は、特定の用途に対してだけ
適している。「パッチワーク」ウォータマークシステム
は、画像内の点のランダムな対の強度を変える。テクス
チャブロックコーディングと呼ばれる方法は、ランダム
なテクスチャの領域をコピーすることによって情報を符
号化する。これらの領域は、自己相関によって発見でき
る。

【００１１】上記に概略したように、従来の情報埋め込
み、つまりウォータマーク技法は、現代のデータ圧縮伝
送方法の視点からは耐久性の大きいものではなく、その
使用が特定の種類のデータに限られ、及び／または知覚
されないまま、十分に密に及び／または耐久性があるよ
うに情報を埋め込むことができない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、データファイ
ル内に情報を隠し込むシステム及び方法を提供する。

【００１３】本発明は、該データファイルの部分を選択
的に次元展開し、次元圧縮することによって、データフ
ァイル内に情報埋め込むシステム及び方法を提供する。

【００１４】本発明は、データの選択された次元に沿っ
てデータファイルの部分を選択的に次元展開及び次元圧
縮するシステム及び方法をさらに備える。

【００１５】本発明は、データの時間次元に沿って時間
変化するデータの部分を選択的に時間展開及び時間圧縮
することにより、時間変化するデータの中に情報を埋め
込むシステム及び方法をさらに提供する。

【００１６】本発明は、少なくとも１つの空間次元に沿
って空間的に変化するデータの部分を選択的に空間的に
展開し、空間的に圧縮することによって空間的に変化す
るデータの中に情報を埋め込むシステム及び方法をさら
に提供する。

【００１７】本発明は、埋め込まれた情報を含む修正さ
れたデータファイルを、埋め込まれたデータを抽出する
ためにデータファイルの元のコピーと比較するためのシ
ステム及び方法を別個に提供する。

【００１８】本発明は、埋め込まれた情報を含む修正さ
れたデータファイルの次元圧縮され、次元展開された部
分の次元的な圧縮及び次元的な展開の場所及び期間を示
すシステム及び方法を別個に提供する。

【００１９】本発明は、データファイルの元のコピーに
関係なく、埋め込まれた情報を含む修正されたデータフ
ァイルから埋め込まれた情報を抽出できるようにするシ
ステム及び方法を別個に提供する。

【００２０】本発明は、修正されたデータファイルの部
分を選択的に次元圧縮し、次元展開することにより情報
を埋め込むために、修正されたデータファイルを修正す
る前に所定の関数に一致する速度を有するようにデータ
ファイルを修正するシステム及び方法をさらに提供す
る。

【００２１】本発明は、予測された速度とデータファイ
ル内での実際の速度の差を求めることによって、埋め込
まれた情報を含むデータファイルから埋め込まれた情報
を抽出するためのシステム及び方法をさらに提供する。

【００２２】本発明による多様な例示的な実施形態にお
いて、情報は原データファイルの中に埋め込まれる。該
原データファイルは指定された次元に沿って延び、その
指定された次元に沿って延びる部分に分割できる、つま
りその指定された次元に沿って延びる部分に自然に区分
される。情報は、指定された次元に沿って部分のいくつ
かまたはすべてのそれぞれのサイズを選択的に次元圧縮
する、または次元展開することによってデータファイル
の中に埋め込まれる。多様な例示的な実施形態では、指
定される次元とは空間または時間である。

【００２３】多様な例示的な実施形態において、データ
ファイルの部分は、指定された符号化方式によって選択
的に次元展開または次元圧縮される。この符号化方式
は、埋め込まれた情報の一部を記憶するために、次元圧
縮または次元展開のどちらかである修正の種類を使用で
きる。代わりに、この符号化方式は、埋め込まれた情報
の一部を記憶するために隣接する部分間で、次元圧縮ま
たは次元展開のどちらかである修正の種類の関係性を使
用することができる。多様なそれ以外の例示的な実施形
態では、次元圧縮または次元展開の期間または程度が、
埋め込まれた情報の一部を記憶するために使用される。
埋め込まれた情報の該部分は、バイナリ情報あるいは３
値またはそれ以外の多値の離散情報の個々のビットであ
るか、あるいはアナログ情報の一部である場合がある。

【００２４】多様な例示的な実施形態では、埋め込まれ
た情報は、修正されたデータファイルを、直接的または
間接的のどちらかで未修正の原データファイルのコピー
と比較することにより、修正されたデータファイルから
抽出される。直接的または間接的な比較に基づいて、次
元圧縮され、次元展開された部分のパターンを表すマッ
プを求めることができる。求められたマップ及び使用さ
れている特定の符号化方式に基づき、次元圧縮され、次
元展開された部分のパターンを、埋め込まれたアナログ
情報またはデジタル情報に変換し直すことができる。

【００２５】多様な例示的な実施形態においては、情報
が埋め込まれる前に、データファイルは、指定された次
元に沿ったデータファイルの部分の速度が、指定された
関数に一致するように最初に修正される。修正されたデ
ータファイルの部分は、それからさらに、情報を埋め込
むために、部分のいくつかを選択的に次元圧縮または次
元展開することによって修正される。それから、該埋め
込まれた情報は、指定された関数に基づいて予想される
速度を予測するために修正されたデータファイルを分析
することによって抽出することができる。特定の部分の
予測速度と実際の速度間の差は、情報を埋め込むために
使用されるその部分の修正の種類及び程度を定める。こ
のようにして、その差は、符号化方式に基づいて埋め込
まれたアナログ情報またはデジタル情報にその後変換し
直すことができる、次元圧縮され、次元展開される部分
のパターンを定める。

【００２６】本発明によるシステム及び方法の多様な例
示的な実施形態においては、きわめて低い周波数変調に
対する人間の感覚器官の鈍感さのために、大部分のファ
イルについては、埋め込まれたデータまたはウォータマ
ークは、実際には検出不可能だろう。同時に、変調を伝
搬する、埋め込まれたデータは、伝送及びデータ圧縮に
対して例外的に耐久性が大きい。

【００２７】本発明のこれらの及びそれ以外の特徴及び
優位点は、本発明による装置／システムならびに方法の
以下の詳細な記述に説明され、そこから明らかになるだ
ろう。

【００２８】本発明の第１の態様は、データの第１セッ
トをデータの第２セットの中に埋め込むための方法であ
って、該データの第２セットが、それに沿って延びる少
なくとも１つの次元を有し、前記方法は、データの第２
セットを複数の部分に分割し、該複数の部分のそれぞれ
が前記少なくとも１つの次元の内の少なくとも第１の次
元に沿った範囲を有し、データの第１セットを符号化す
る圧縮及び展開の領域のパターンを生成し、データの第
１セットをデータの第２セットの中に埋め込むために、
圧縮領域及び展開領域のパターンに従って、少なくとも
前記第１の次元に沿ってデータの第２セットの部分の少
なくともいくらかの範囲を選択的に次元圧縮及び展開す
ること、を備える方法である。

【００２９】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、データの第２セットの部分の少なくともいくらかの
範囲を選択的に次元圧縮及び展開する前に、前記複数の
部分ごとに予測される速度を求めるためにデータの第２
セットを分析し、データの第２セットの複数の部分のそ
れぞれに、その部分についての実際の速度がその部分に
ついての予測される速度に一致するように、その部分に
ついての実際の速度を修正すること、をさらに備える方
法である。

【００３０】本発明の第３の態様は、第２の態様におい
て、前記複数の部分のそれぞれについて予測される速度
を求めるためにデータの第２セットを分析することが、
速度についての所定の関数に基づいて予測される速度を
求めることを備える、方法である。

【００３１】本発明の第４の態様は、第３の態様におい
て、前記速度についての所定の関数が一定の速度であ
る、方法である。

【００３２】本発明の第５の態様は、第３の態様におい
て、前記所定の関数が、周期的な関数及び予測可能な関
数のうちの少なくとも１つである、方法である。

【００３３】本発明の第６の態様は、第１の態様におい
て、前記データの第１セットがウォータマークである、
方法である。

【００３４】本発明の第７の態様は、第６の態様におい
て、前記ウォータマークが、ソース、作成の時間、作成
の場所、識別値、識別名、作成者名、及び所有者名のう
ちの少なくとも１つを識別する、方法である。

【００３５】本発明の第８の態様は、第１の態様におい
て、前記データの第２セットが、音声データ及びビデオ
データのうちの少なくとも１つであり、前記第１の次元
が時間である、方法である。

【００３６】本発明の第９の態様は、第１の態様におい
て、前記データの第２セットが、静止画像データ及びビ
デオデータのうちの少なくとも１つであり、前記少なく
とも１つの次元が少なくとも第１の空間次元であり、デ
ータの第２セットを複数の部分に分割することが、デー
タの第２セットを、前記第１の空間次元に沿って延びる
複数の部分に分割することを備え、前記少なくとも第１
の次元に沿ってデータの第２セットの部分の少なくとも
いくつかの範囲を選択的に次元圧縮及び次元展開するこ
とが、前記第１の空間次元に沿ってデータの第２セット
の部分の少なくともいくらかの範囲を選択的に次元圧縮
及び展開することを備える、方法である。

【００３７】本発明の第１０の態様は、第１の態様にお
いて、データの第２セットが、静止画像データ及びビデ
オデータのうちの少なくとも１つであり、前記少なくと
も１つの次元が、第１の空間次元及び第２の空間次元を
備え、データの第２セットを複数の部分に分割すること
が、データの第２セットを、第１の空間次元及び第２の
空間次元のそれぞれに沿った成分を有する軸に沿って延
びる複数の部分に分割することを備え、少なくとも第１
の次元に沿ってデータの第２セットの部分の少なくとも
いくつかの範囲を選択的に次元圧縮及び展開すること
が、前記軸に沿ってデータの第２セットの部分の少なく
ともいくらかの範囲を選択的に次元圧縮及び展開するこ
とを備える、方法である。

【００３８】本発明の第１１の態様は、データの第１セ
ットをデータの第２セットの中に埋め込むシステムであ
って、前記データの第２セットが、それに沿って延びる
少なくとも１つの次元を有し、前記データの第２セット
が複数の部分を有し、該複数の部分のそれぞれが、前記
少なくとも１つの次元のうちの少なくとも第１の次元に
沿った範囲を有し、前記システムは、データの第１セッ
トを符号化する圧縮領域及び展開領域のパターンを生成
する速度マップ生成回路またはルーチンと、データの第
２セットの中にデータの第１セットを埋め込むために、
圧縮領域及び展開領域のパターンに従って、少なくとも
第１の次元に沿ったデータの第２セットの部分の少なく
ともいくらかの範囲を選択的に次元圧縮及び展開するウ
ォータマーク回路またはルーチンと、を備えるシステム
である。

【００３９】本発明の第１２の態様は、第１１の態様に
おいて、前記データの第２セットを分析し、前記複数の
部分のそれぞれに予測される速度を求める速度予測回路
またはルーチンと、前記データの第２セットの前記複数
の部分のそれぞれについて、その部分の実際の速度がそ
の部分の予測される速度と一致するように、その部分の
実際の速度を修正する速度変更回路またはルーチンと、
をさらに備える、システムである。

【００４０】本発明の第１３の態様は、第１２の態様に
おいて、前記速度予測回路またはルーチンは、速度につ
いての所定の関数に基づいて、前記複数の部分のそれぞ
れについて予測される速度を求める、システムである。

【００４１】本発明の第１４の態様は、第１３の態様に
おいて、前記速度についての所定の関数が一定の速度で
ある、システムである。

【００４２】本発明の第１５の態様は、第１３の態様に
おいて、前記所定の関数が、周期的な関数及び予測可能
な関数のうちの少なくとも１つである、システムであ
る。

【００４３】本発明の第１６の態様は、第１１の態様に
おいて、前記データの第１セットがウォータマークであ
る、システムである。

【００４４】本発明の第１７の態様は、第１６の態様に
おいて、前記ウォータマークが、ソース、作成の時間、
作成の場所、識別値、識別名、作成者名、及び所有者名
のうちの少なくとも１つを識別する、システムである。

【００４５】本発明の第１８の態様は、第１１の態様に
おいて、前記データの第２セットが、音声データ及びビ
デオデータの少なくとも１つであり、第１の次元が時間
である、システムである。

【００４６】本発明の第１９の態様は、第１１の態様に
おいて、前記データの第２セットが静止画像データ及び
ビデオデータのうちの少なくとも１つであり、前記少な
くとも１つの次元が、少なくとも第１の空間次元であ
り、前記データの第２セットが、第１の空間次元に沿っ
て延びる複数の部分に分割され、ウォータマーク回路ま
たはルーチンが、前記第１の空間次元に沿ってデータの
第２セットの部分の少なくともいくらかの範囲を選択的
に次元圧縮、展開する、システムである。

【００４７】本発明の第２０の態様は、第１１の態様に
おいて、前記データの第２セットが、静止画像データ及
びビデオデータのうちの少なくとも１つであり、前記少
なくとも１つの次元が、第１の空間次元及び第２の空間
次元を備え、前記データの第２セットが、前記第１の空
間次元及び前記第２の空間次元のそれぞれに沿った成分
を有する軸に沿って延びる複数の部分に分割され、ウォ
ータマーク回路またはルーチンが、前記軸に沿ってデー
タの第２セットの部分の少なくともいくらかの範囲を選
択的に次元圧縮及び展開する、システムである。

【００４８】本発明の第２１の態様は、データの第１セ
ットを、前記データの第１セットが埋め込まれているデ
ータの第２セットから抽出するための方法であって、該
データの第２セットは、それに沿って延びる少なくとも
１つの次元を有し、複数の部分を有し、該複数の部分の
それぞれが前記少なくとも１つの次元のうちの少なくと
も第１の次元に沿った範囲を有し、前記方法は、前記デ
ータの第１セットが埋め込まれている前記データの第２
セットを、データの第１セットを含まないデータの第２
セットの基準コピーと比較し、比較に基づいてデータの
第１セットを符号化する複数の部分の次元圧縮及び次元
展開された部分のパターンを生成し、前記複数の部分の
次元圧縮及び次元展開されたパターンを、データの第１
セットに変換すること、を備える方法である。

【００４９】本発明の第２２の態様は、第２１の態様に
おいて、前記データの第１セットが埋め込まれているデ
ータの第２セットを、データの第１セットを含まないデ
ータの第２セットの基準コピーと比較することが、前記
データの第１セットが埋め込まれているデータの第２セ
ットから代表的なデータの第１セットを生成し、前記デ
ータの第１セットを含まないデータの第２セットから代
表的なデータの第２セットを生成し、前記代表データの
第１セットを前記代表データの第２セットと比較するこ
と、を備える方法である。

【００５０】本発明の第２３の態様は、第２２の態様に
おいて、前記代表データの第１セット及び第２セット
が、第１スペクトログラム及び第２スペクトログラムで
ある、方法である。

【００５１】本発明の第２４の態様は、第２１の態様に
おいて、前記データの第１セットがウォータマークであ
る、方法である。

【００５２】本発明の第２５の態様は、第２４の態様に
おいて、前記ウォータマークが、ソース、作成の時間、
作成の場所、識別値、識別名、作成者名、及び所有者名
のうちの少なくとも１つを識別する、方法である。

【００５３】本発明の第２６の態様は、第２１の態様に
おいて、前記データの第２セットが、音声データ及びビ
デオデータのうちの少なくとも１つであり、第１の次元
が時間である、方法である。

【００５４】本発明の第２７の態様は、第２１の態様に
おいて、前記データの第２セットが、静止画像データ及
びビデオデータのうちの少なくとも１つであり、前記少
なくとも１つの次元が、少なくとも第１の空間次元であ
る、方法である。

【００５５】本発明の第２８の態様は、第２１の態様に
おいて、前記データの第２セットが、静止画像データ及
びビデオデータのうちの少なくとも１つであり、前記少
なくとも１つの次元が、第１の空間次元及び第２の空間
次元を備え、前記データの第２セットが、第１の空間次
元及び第２の空間次元のそれぞれに沿った成分を有する
軸に沿って延びる複数の部分を備え、前記データの第１
セットが埋め込まれているデータの第２セットを、デー
タの第１セットを含まないデータの第２セットの基準コ
ピーと比較することが、データの第１セットが埋め込ま
れているデータの第２セットを、前記軸に沿ったデータ
の第１セットを含まないデータの第２セットの基準コピ
ーと比較することを備える、方法である。

【００５６】本発明の第２９の態様は、第２１の態様に
おいて、前記複数の部分の次元圧縮、及び次元展開され
た部分のパターンを、データの第１セットに変換するこ
とが、前記パターンの少なくとも１つの部分を少なくと
も１つのテンプレートと比較することを備える、方法で
ある。

【００５７】本発明の第３０の態様は、第２９の態様に
おいて、前記少なくとも１つのテンプレートが、少なく
とも１つの予め定められたテンプレートである、方法で
ある。

【００５８】本発明の第３１の態様は、第２９の態様に
おいて、前記少なくとも１つのテンプレートを概算する
ことをさらに備える、方法である。

【００５９】本発明の第３２の態様は、第２１の態様に
おいて、前記複数の部分の次元圧縮及び次元展開された
部分のパターンをデータの第１セットに変換すること
が、前記パターンの各部分を少なくとも１つの閾値と比
較することを備える、方法である。

【００６０】本発明の第３３の態様は、第３２の態様に
おいて、前記少なくとも１つの閾値が、少なくとも１つ
の予め定められた閾値である、方法である。

【００６１】本発明の第３４の態様は、第３２の態様に
おいて、前記少なくとも１つの閾値を概算することをさ
らに備える、方法である。

【００６２】本発明の第３５の態様は、データの第１セ
ットが埋め込まれているデータの第２セットからデータ
の第１セットを抽出するための方法であって、前記デー
タの第２セットが、それに沿って延びる少なくとも１つ
の次元を有し、複数の部分を有し、該複数の部分のそれ
ぞれが、前記少なくとも１つの次元のうちの少なくとも
第１の次元に沿った範囲を有し、前記方法は、前記デー
タの第２セットの部分ごとに、その部分について予測さ
れる速度を求め、前記データの第２セットの部分ごと
に、実際の速度を求め、各部分について、予測された速
度をその部分についての実際の速度と比較し、前記複数
の部分についての比較に基づいて、データの第１セット
を符号化する複数の部分の次元圧縮及び次元展開された
部分のパターンを生成し、前記複数の部分の次元圧縮及
び次元展開された部分のパターンを、データの第１セッ
トに変換すること、を備える方法である。

【００６３】本発明の第３６の態様は、第３５の態様に
おいて、前記データの第２セットの各部分について、そ
の部分の予測される速度を求めることが、所定の関数に
基づいてデータの第２セットを分析することを備える、
方法である。

【００６４】本発明の第３７の態様は、第３６の態様に
おいて、前記所定の関数が一定の速度である、方法であ
る。

【００６５】本発明の第３８の態様は、第３６の態様に
おいて、前記所定の関数が、周期関数及び予測可能な関
数のうちの少なくとも１つである、方法である。

【００６６】本発明の第３９の態様は、データの第１セ
ットを、該データの第１セットが埋め込まれているデー
タの第２セットから抽出するシステムであって、前記デ
ータの第２セットが、それに沿って延びる少なくとも１
つの次元を有し、複数の部分を有し、該複数の部分が、
前記少なくとも１つの次元のうちの少なくとも第１の次
元に沿った範囲を有し、前記システムは、前記データの
第１セットが埋め込まれているデータの第２セットを、
データの第１セットを含まないデータの第２セットの基
準コピーと比較する比較回路またはルーチンと、比較に
基づいてデータの第１セットを符号化する複数の部分の
次元圧縮及び次元展開された部分のパターンを決定する
速度生成回路またはルーチンと、前記複数の部分の次元
圧縮及び次元展開された部分のパターンをデータの第１
セットに変換するウォータマーク復号回路またはルーチ
ンと、を備えるシステムである。

【００６７】本発明の第４０の態様は、第３９の態様に
おいて、前記データの第１セットが埋め込まれているデ
ータの第２セットから代表的なデータの第１セットを生
成し、データの第１セットを含まないデータの第２セッ
トから代表的なデータの第２セットを生成し、代表的な
データの第１セットを、代表的なデータの第２セットと
比較することによって、比較回路またはルーチンが、前
記データの第１セットが埋め込まれているデータの第２
セットを、データの第１セットを含まないデータの第２
セットの基準コピーと比較する、システムである。

【００６８】本発明の第４１の態様は、第４０の態様に
おいて、前記代表的なデータの第１セット及び第２セッ
トが、第１スペクトログラム及び第２スペクトログラム
である、システムである。

【００６９】本発明の第４２の態様は、第３９の態様に
おいて、前記データの第１セットがウォータマークであ
る、システムである。

【００７０】本発明の第４３の態様は、第４２の態様に
おいて、前記ウォータマークが、ソース、作成の時間、
作成の場所、識別値、識別名、作成者名、及び所有者名
のうちの少なくとも１つを識別する、システムである。

【００７１】本発明の第４４の態様は、第３９の態様に
おいて、前記データの第２セットが、音声データ及びビ
デオデータのうちの少なくとも１つであり、第１の次元
が時間である、システムである。

【００７２】本発明の第４５の態様は、第３９の態様に
おいて、前記データの第２セットが、静止画像データ及
びビデオデータのうちの少なくとも１つであり、前記少
なくとも１つの次元が、少なくとも第１の空間次元であ
る、システムである。

【００７３】本発明の第４６の態様は、第３９の態様に
おいて、前記データの第２セットが、静止画像データ及
びビデオデータのうちの少なくとも１つであり、前記少
なくとも１つの次元が、第１の空間次元及び第２の空間
次元を備え、前記データの第２セットが、第１の空間次
元及び第２の空間次元のそれぞれに沿った成分を有する
軸に沿って延びる複数の部分を備え、前記比較回路また
はルーチンが、データの第１セットが埋め込まれている
データの第２セットを、前記軸に沿ってデータの第１セ
ットを含まないデータの第２セットの基準コピーと比較
する、システムである。

【００７４】本発明の第４７の態様は、第３９の態様に
おいて、前記ウォータマーク復号回路またはルーチン
が、パターンの少なくとも一部を少なくとも１つのテン
プレートと比較することによって、データの第１セット
に、複数の部分の次元圧縮及び次元展開された部分のパ
ターンを変換する、システムである。

【００７５】本発明の第４８の態様は、第４７の態様に
おいて、前記少なくとも１つのテンプレートが、少なく
とも１つの予め定められたテンプレートである、システ
ムである。

【００７６】本発明の第４９の態様は、第４７の態様に
おいて、前記少なくとも１つのテンプレートを概算する
ことを備える、システムである。

【００７７】本発明の第５０の態様は、第３９の態様に
おいて、前記ウォータマーク復号回路またはルーチン
が、パターンの各部分を少なくとも１つの閾値と比較す
ることによって、前記複数の部分の次元圧縮及び次元拡
大された部分のパターンをデータの第１セットに変換す
る、システムである。

【００７８】本発明の第５１の態様は、第５０の態様に
おいて、前記少なくとも１つの閾値が少なくとも１つの
予め定められた閾値である、システムである。

【００７９】本発明の第５２の態様は、第５０の態様に
おいて、前記少なくとも１つの閾値を概算することをさ
らに備える、システムである。

【００８０】本発明の第５３の態様は、データの第１セ
ットが埋め込まれているデータの第２セットから、デー
タの第１セットを抽出するためのシステムであって、前
記データの第２セットが、それに沿って延びる少なくと
も１つの次元を有し、複数の部分を有し、該複数の部分
のそれぞれが、前記少なくとも１つの次元のうちの少な
くとも第１の次元に沿った範囲を有し、前記システム
は、前記データの第２セットの部分ごとに、その部分に
ついての予測される速度を求める、速度予測回路または
ルーチンと、前記データの第２セットの部分ごとに、実
際の速度を求める速度決定回路またはルーチンと、予測
される速度を、その部分についての実際の速度と比較す
る比較回路またはルーチンと、前記複数の部分について
の比較に基づいてデータの第１セットを符号化する複数
の部分の次元圧縮及び次元展開された部分のパターンを
決定する速度生成回路またはルーチンと、前記複数の部
分の次元圧縮及び次元展開された部分のパターンを、デ
ータの第１セットに変換するウォータマーク復号回路ま
たはルーチンと、 を備えるシステムである。

【００８１】本発明の第５４の態様は、第５３の態様に
おいて、前記データの第２セットの部分ごとに、その部
分についての予測される速度を求めることが、所定の関
数に基づいてデータの第２セットを分析することを備え
る、システムである。

【００８２】本発明の第５５の態様は、第５４の態様に
おいて、前記所定の関数が一定の速度である、システム
である。

【００８３】本発明の第５６の態様は、第５４の態様に
おいて、前記所定の関数が、周期関数及び予測可能な関
数のうちの少なくとも１つである、システムである。

【００８４】

【発明の実施の形態】本発明の多様な例示的な実施形態
が、以下に図を参照て詳細に説明される。

【００８５】本発明によるシステム及び方法の多様で例
示的な実施形態は、与えられた次元に沿って延びるデー
タファイルの部分を、気付かれないほどの量、選択的に
次元圧縮または次元展開し、そのデータファイルの中に
データを埋め込むウォータマーク技術を利用する。多様
な例示的な実施形態においては、音声信号の基調時間軸
または画像の空間的偏位が、気付かれないほどの量、次
元圧縮または次元展開される。

【００８６】本発明によるシステム及び方法は、「時間
ベースの」、あるいは類推によって「空間ベースの」埋
め込み技法及び抽出技法を使用して、ウォータマークさ
れた音声ファイル及び／またはウォータマークされた画
像からウォータマーク及びその他のデジタルデータを埋
め込まれ、抽出することを目的とする。ここに説明され
るように、本発明によるこれらの時間ベースの技法及び
これらの空間ベースの技法が、同じ中心的な概念を表現
する代替方法である、つまりウォータマークなどのその
データが、音声ファイル及び／または画像の要素間の
「時間的」または「空間的」な関係性を操作することに
よって、音声ファイル及び画像にデジタルで符号化する
ことができることを理解されたい。したがって、以下で
明らかになるように、本発明によるこれらの時間ベース
の技法及び空間ベースの技法は、単に同じ普遍的な概念
の異なる態様にすぎない。

【００８７】図１は、本発明の基本的な概念を描く。図
１に示されるように、第１の次元ｘに沿った範囲を有す
るデータ１０の基準セットは、異なる部分１１〜１５を
含む。本発明に従って、これらの部分のいくつか、例え
ば、図１に示される部分１２と１３は、第２データセッ
ト２０を作成するために、相対的に次元圧縮または次元
展開される。該第２データセット２０は、複数の部分２
１〜２５も含む。各部分２１〜２５は、それぞれ第１デ
ータセット１０の部分１１〜１５に１対１に対応する。

【００８８】図１に示されるように、次元ｘに沿った部
分２２の範囲は、データセット１０の対応する部分１２
の範囲を基準にして次元圧縮された。対照的に、次元ｘ
に沿った部分２４の範囲は、第１データセット１０の対
応する部分１４の範囲を基準にして次元展開された。最
後に、次元ｘに沿った残りの部分２１、２３及び２５の
範囲は、それぞれ対応する部分１１、１３、及び１５の
範囲を基準にして未変更のままである。したがって、デ
ータセット１０が基準データセットを定める場合、デー
タセット２０は、なんらかの埋め込まれた情報を含むウ
ォータマークされたデータを定める。情報は、対応する
部分２１〜２５の次元ｘに沿った範囲を基準にして部分
１１〜１５の次元ｘに沿った元の範囲の相対的な関係性
に従って埋め込まれる。

【００８９】記録される音声情報はタイムレスな状態で
存在するが、その記録される音声データは流体媒体内の
時間変化する圧力波を表す時間変化する電気信号を定め
る。その結果として、音声データファイル内に記憶され
ている情報は、時間次元に沿って音声データを表示する
ことによって最もよく表される。それゆえに、音声デー
タについて、図１に示される次元ｘは、時間次元に対応
することがある。このようにして、図１に示される方法
で音声データファイルの中にデータを埋め込むために
は、原音声データファイルの部分が、ウォータマークさ
れる音声ファイルを作成するために、時間圧縮あるいは
時間展開される。言うまでもなく、音声データは、その
他の次元に沿って表すことができることを理解された
い。適切な場合、本発明によるシステム及び方法は、こ
のような次元及び表現とともに等しく使用できる。

【００９０】対照的に、静止画像データは、音声データ
が空間次元を有さないのと同じように、時間次元を有さ
ない。むしろ、静止画像データは、情報の空間的に変化
するセットを定める。同様にして、ビデオデータは、時
間次元と空間次元の両方を有する。結果的に、静止画像
データに対しては、図１に示される次元ｘが、画像が広
がる（延びる）ことのできる空間な１次元、２次元また
は３次元のうちの１つを定義する。ビデオデータの場
合、次元ｘは、２つまたは３つ以上の空間的な次元また
は時間次元の内の１つである場合がある。このようにし
て、静止画像データまたはビデオ画像データについて、
データセット１０に対応する原データセットの部分は、
図１に示されるデータセット２０に対応するウォータマ
ークされたデータを作成するために空間的に圧縮され、
空間的に展開することができる。

【００９１】言うまでもなく、次元ｘが、情報伝搬信号
が第１レベルの情報を伝達するために変化するであろう
任意の次元である場合があり、その結果、その次元で延
びるその情報の部分が、第２レベルの情報を含むように
選択的に次元圧縮、次元展開されることを理解された
い。

【００９２】上記に概略されたように、図１は、任意の
次元ｘで延びるデータセット１０などのデータセット
が、ウォータマークされたデータセット２０を作成する
ためにデータセット１０の部分を選択的に次元展開し、
次元圧縮することによって追加情報を埋め込むためにど
のようにして修正できるのかを示す。しかしながら、そ
の埋め込まれた情報を容易に抽出するためになんらかの
方法を使用しない場合、図１に描かれている技法は本質
的に無用である。したがって、図２は、ウォータマーク
されたデータセットから埋め込まれた情報を抽出するた
めの技法の１つの例示的な実施形態を示す。特に、図２
は、ウォータマークされたデータセット２０を、基準、
つまり原データセット１０と比較することによって、埋
め込まれたデータを抽出する方法を示す。特に、図２に
示されるプロットは「速度マップ」として定められる。
図２に示される速度マップは、次元ｘに沿ってウォータ
マークされたデータセット２０の対応する位置を基準に
する、基準データセット１０の各部分の相対的な位置決
めを示す。

【００９３】図２に示されるように、基準部分１１、１
３、及び１５、ならびにウォータマークされたデータセ
ットの対応する部分２１、２３、及び２５について、こ
れらの部分の各要素の次元ｘに沿った位置は、同じ相対
的な位置の変化を有する。このようにして、次元ｘに沿
ったこれらの部分の相対的な位置をプロットする線の傾
きは「１」である。これは、対応する部分１３と２３に
対しても当てはまる。このようにして、部分１３と２３
は、図１に示されるように、互いを基準にして偏位され
ても、それらは部分１３と２３の始端から部分１３と２
３の終端まで次元ｘに沿った位置での同じ相対的な変化
を有する。しかしながら、部分１３と２３の絶対的な位
置は次元ｘに沿って互いを基準にして偏位されるため、
これらの部分１３と２３の速度マップの部分は、１とい
う傾きを有する一方、１という傾斜を有し、原点を通過
する線から偏位される。

【００９４】その結果、基準データセット１０がＸ軸に
沿ってプロットされ、ウォータマークされたデータセッ
ト２０が、部分２２などの基準データセット１０を基準
にして次元圧縮されるウォータマークされたデータセッ
ト２０の部分についてＹ軸に沿ってプロットされると、
時間マップの対応する部分は、１未満の傾きを有する。
速度マップの任意のこのような部分の特定の傾きは、次
元圧縮の程度に依存するだろう。同様に、部分２４など
のウォータマークデータセットを基準にして次元展開さ
れるウォータマークされたデータセット２０の部分につ
いて、速度マップの対応する部分は１より大きい傾きを
有する。ここでも、速度マップのこのような対応する部
分についての正確な傾きは、時限展開の程度に依存する
だろう。

【００９５】言うまでもなく、バイナリ情報、及びアナ
ログ情報も、速度マップの形状及び既知の符号化方式に
基づいてウォータマークデータセットから抽出すること
ができる。例えば、簡略なコーディング方式は、１より
大きい傾きを有する部分を「１」として定義する一方、
１未満の傾きを有する任意の部分を「０」として定義す
ることができる。代わりに、別の方式は、１未満の傾き
を有する任意の部分を「−１」として、１より大きい傾
きを有する任意の部分を「＋１」として、及び１に等し
い傾きを有する任意の部分を「０」として定義できるだ
ろう。対照的に、さらに別の方式は、１以外から１への
傾きの変化を無視する一方で、１から１未満または１よ
り大きいのどちらかに変化する傾きをそれぞれ「０」ま
たは「１」と定義できるだろう。

【００９６】バイナリデータが傾きの変化においてだけ
ではなく、修正された部分の期間においても符号化でき
ることを、さらに理解されたい。さらに、アナログデー
タを、次元圧縮または次元展開の程度に基づいて埋め込
むことができることも理解されたい。結果として、傾き
は、２値、３値、またはその他の多値離散値より、むし
ろ、アナログ値を表すだろう。情報を符号化するため
に、次元圧縮及び次元展開の多くの異なるパターンが使
用できることを理解されたい。このようにして、次元圧
縮と次元展開の程度だけではなく、変更される領域の開
始場所及び終了場所も、基準データセットを基準にして
ウォータマークされたデータセットの中に情報を埋め込
むために使用できる。

【００９７】多様な例示的な実施形態において、ある特
定のウォータマークされたデータセットについて、ウォ
ータマークされるデータファイル内での次元圧縮の総量
と次元限界の総量は同じであり、その結果、ウォータマ
ークされたデータセットのサイズは、基準データセット
のサイズと同じサイズである。これは厳密には必要では
ないが、それが、ある特定のデータセットがウォータマ
ークされたことと、同じデータセットのさまざまなコピ
ーが異なるウォータマークを有することを識別すること
をさらに困難にし、特定のウォータマークされたデータ
セットによって伝搬される特定のウォータマークを特定
することをさらに困難にするという点で、これは有利で
ある。

【００９８】本発明者は、約１％から２％という次元圧
縮／展開率で満足の行く結果を得ることができることを
経験的に突き止めた。次元圧縮／展開率が、このレベル
を超えて増加できることを理解されたい。しかしなが
ら、次元圧縮／展開率は、おそらく検出可能なアーティ
ファクト（ａｒｔｉｆａｃｔｓ）をウォータマークされ
たデータセットに生じさせるだろう。すなわち、相対的
に低い次元圧縮／展開率を使用する１つの優位点は、ウ
ォータマークデータセットの部分の内の多様な部分の結
果として生じる圧縮及び／または展開が、人間の感覚器
官によって知覚できないという点である。

【００９９】多様な例示的な実施形態においては、約８
ｂｐｓ（毎秒８ビット）という符号化速度が、音声デー
タファイルを修正する上で実現可能である。一般的に
は、符号化速度は、特定の次元ｘに沿った修正がどの程
度好ましくなくなるのかによってだけ制限される。会話
などの多くの用途については、最高５％から１０％の次
元圧縮／展開率が使用可能であり、符号化速度も対応し
て増加する。

【０１００】多様な例示的な実施形態においては、図２
に示される速度マップは、基準データセット１０とウォ
ータマークされたデータセット２０の間に、瞬間的な最
良の整列の位置決めをすることにより作成される。多様
な例示的な実施形態においては、この瞬間的な最良の整
列は、動的なプログラミングを使用して位置決めされ
る。特に、多様な例示的な実施形態においては、基準デ
ータセットのある部分とウォータマークデータセットの
ある部分の間の距離は、特定の種類の信号及びデータセ
ットが延びる特定の次元に応じて、任意の数の異なる測
定基準を使用して定められる。この距離は、ウォータマ
ークされたデータセット２０と基準データセット１０の
間で最良の整列を見出すための従来の動的なプログラミ
ング技法において使用される。この最良の適合は、ウォ
ータマークされるデータセットを得るために使用される
基準データセットのｘ次元ベースの修正の推定値として
の役割を果たす。

【０１０１】一般的には、上記に概略したように、直線
距離からのあらゆる偏差は、ウォータマークされたデー
タセット２０のその部分の次元展開及び／圧縮によるも
のである。該偏差は、図２に示される速度マップを作成
する際に検出し、使用することができる。一般的には、
線形マップからの差が、図２に示されるようにプロット
されるとき、次元圧縮される領域は、０と１の間の傾き
を有するとして表示されるであろうが、展開された領域
は、１より大きい傾きを有する領域として表示されるだ
ろう。上記に概略されたように、「通常の」速度の領域
は、１という傾きを有するであろうが、おそらく１とい
う傾きを有する線から偏位（オフセット）され、原点を
通って延びるだろう。この偏位は、過去に次元圧縮され
た領域及び／または過去に次元展開された領域のｘ次元
に沿った累積的な偏位のために生じる。図２では、次元
圧縮及び次元展開率は、通常、実践で使用されるであろ
うよりはるかに大きく示されることも理解されたい。た
だし、単位元に大変近い現実的な次元圧縮係数を、この
尺度で見ることは困難だろう。

【０１０２】多様な例示的な実施形態では、音声データ
が使用されるとき、基準音声データセット及びウォータ
マーク音声データセットのスペクトログラムが作られ
る。多様な例示的な実施形態では、スペクトログラム
は、従来の技法を使用して作られる。音声データのスペ
クトル含有量が、第一次近似では、データ圧縮及びアナ
ログ伝送中で一様であるために、直線波形比較よりむし
ろスペクトログラムが使用されることを理解されたい。
対照的に、音声データの時間ドメイン波形は、データ圧
縮及び／またはアナログ変換の後に著しく異なってよ
い。本発明者によって実行された多様な実験において
は、中間周波数成分のユークリッド距離は、音声データ
を分析するために使用されるスペクトログラムウィンド
ウの間の差を測定するための測定基準として使用され
た。

【０１０３】ウォータマーク、つまりより一般的には研
究に関し上述されたデータ埋め込みのために、ウォータ
マークされるデータのデータ値は、次元ｘに沿って明確
なまたはかなりの程度まで変化しなければならないこと
を理解されたい。それ以外の場合、基準データを基準に
して圧縮または展開されたウォータマークデータのそれ
らの部分を特定することにより、図２に示される速度マ
ップを生成することは不可能になる。例えば、音声デー
タの場合、該音声データは、図２に示される速度マップ
のためのかなりのスペクトル変化を生成可能としなけれ
ばならない。このようにして、無音または試験音などの
スペクトル変化のほとんどない音声は、基準データセッ
トとして使用することはできない。

【０１０４】特に、この種の音声データは大きなスペク
トル変化を有さないため、音声データの多様な部分の次
元圧縮及び次元展開は、データを大幅に変更しないだろ
う。その結果、基準データを基準にして、ウォータマー
クされたデータが次元圧縮、または次元展開された場所
は特定することができない。ただし、重要な任意のデー
タセットは、概して重要な次元ｘに沿ってかなりの変化
性を有するであろうため、これは、大部分のドメインで
の大部分のデータセットのための主要な要件ではないこ
とを理解されたい。例えば、音楽、話、サウンドトラッ
ク音声等の重要な大部分の音声データは、基準データと
ウォータマークされたデータ間の整列が特定できるよう
に、十分なスペクトル変化を有するだろう。

【０１０５】データセットのある特定の部分に十分な可
変性があるかどうかを判断し、データ修正が検出可能で
あるかどうかを判断するために、データセットを分析で
きることを理解されたい。例えば、音声データセット内
でのフレーム間スペクトル差の簡略な測定基準は、その
音声データセットのウォータマーク検出可能性の推定値
を示すだろう。分析に基づき、音声データセットの低ス
ペクトル差の領域は、ウォータマークプロセスで無視す
ることができる。同様にして、重要な次元ｘに沿った任
意のデータセットの低変化性の領域も同じ方法で無視す
ることができる。動的プログラミングウォータマーク復
元または抽出は線形整合に基づいているため、これらの
領域は、ウォータマークデータを抽出するプロセスを中
断させないだろう。

【０１０６】図１と図２は、不特定のデータセットと関
心のある不特定の次元ｘとに関して上述された。上記に
示されたように、図１と図２に関して上記に概略された
技法は、特定の次元ｘに沿って十分な可変性を有する任
意の種類のデータとともに使用できることを理解された
い。しかしながら、以下の説明は、本発明によるシステ
ム及び方法が特に有効である、２つの重要な種類のデー
タ、つまり重要な異なる次元、すなわち時間と空間をそ
れぞれ有する音声データと画像データに焦点を当てる。

【０１０７】特に、音声データに関して、本発明のシス
テム及び方法は、過去のアプローチに優るいくつかの重
要な優位点を有する。１つの重要な優位点とは、大部分
の音声データにとって、時間次元に沿って音声データを
次元圧縮及び次元展開するときに作成される音声データ
に対する変更は、通常実質的に検出不可能であるという
点である。これは、主に、きわめて低い周波数変調に対
する人間の聴覚器官の鈍感さのためである。

【０１０８】同時に、ウォータマークデータまたはその
他のデータを音声データの中に埋め込むために使用され
る時間圧縮及び拡張は、伝送及びデータ圧縮に対してき
わめて耐久性が大きい。これは、現在のデジタル音声技
術が、毎時約数マイクロ秒の時間精度を有するために発
生する。人間によって作り出される会話または音楽など
の大部分の音声データは、本発明によるデータ埋め込み
システムすなわちウォータマークシステムによって生じ
る人工的な速度変化が、通常、容易に検出不可能である
ような十分に自然な変動を有する。

【０１０９】さらに、アナログ記録再生装置内での固有
な速度変化などの意図されていない速度変化は、概して
埋め込まれたデータと干渉しないだろう。例えば、不正
確なプレイバック速度によって引き起こされる直線速度
変化は、通常、埋め込まれたデータに変化をもたらさな
いだろう。さらに、ワウ（ｗｏｗ）とフラッタ（ｆｌｕ
ｔｔｅｒ）などのアナログ記録欠陥は、本発明に従って
データを埋め込むために使用される速度変化より大幅に
短い時間スケールで発生する。したがって、これらのア
ナログ記録欠陥は、一般に平均化され、埋め込まれたデ
ータに影響を及ぼさない。

【０１１０】しかしながら、リスナー（聴取者）が、コ
ンピュータシーケンサまたはその他の機械的な装置によ
って生成される厳密にリズミカルな音楽について、これ
らのデータ埋め込みシステム及び方法により引き起こさ
れる人工的な速度変化を認識する可能性があることを理
解されたい。この場合、ビート間の間隔の細かな分析が
速度修正を明らかにする可能性がある。ただし、このよ
うな速度修正は、概して依然として平均的なリスナーに
とっては気付かれないままであるだろう。

【０１１１】埋め込まれたデータが、音声領域の時間ス
ケールを故意に変更することによって部分的にわかりに
くくされたり、劣化されることがあることも理解された
い。ウォータマークは、過去に埋め込まれた速度ベース
のウォータマークの上に、別の速度ベースのウォータマ
ークを重ね合わせることによってもおそらく分かりにく
くされるか、劣化されることがある。しかしながら、こ
れは、言うまでもなく、第２速度ベースのウォータマー
クがたまたま第１速度ベースのウォータマークの正確に
逆でない限り、過去のウォータマークを削除しないだろ
う。それは、言うまでもなく、原未修正音声データセッ
トへのアクセスを必要とする。

【０１１２】音声データの中に埋め込まれるデータがデ
ジタル署名であるときには、このこのような変更は、ウ
ォータマークとデジタル署名の両方を無効にするだろ
う。このようにして、この変更は容易に検出できるだろ
う。存在する場合には、いくつかのそれ以外のウォータ
マーク方式が、複数のウォータマークの応用例の下で耐
久性が大きいことを理解されたい。

【０１１３】この同じ時間ベースの展開および時間ベー
スの圧縮ウォータマーク、つまりさらに一般的には、デ
ータ埋め込みの技法は、アナログビデオデータとデジタ
ルビデオデータなどの、それ以外の種類の時間変化する
データとともに使用できることも理解されたい。ビデオ
データについては、音声データのように、データは、ビ
デオデータの部分を選択的に時間圧縮、及び時間展開す
ることによってビデオ信号の中に埋め込まれるだろう。

【０１１４】同様に、これらの技法は、静止、つまり時
間不変な画像データに適用することもできる。この場
合、このような静止画像内で時間ベース圧縮および展開
を使用するよりむしろ、データは、空間ベースの圧縮及
び展開を使用することにより埋め込まれる。すなわち、
画像の領域は、人間の視覚器官にとって見えないほどで
ある量、選択的に空間圧縮及び空間展開される。例え
ば、周知のデジタル再サンプリング技法は、画像の選択
された部分を、少量、引き伸ばし、あるいは圧縮するこ
とができる。代わりに、画像の選択された領域を選択的
に展開または圧縮するために、機械的なまたは光学的な
技法を使用することができる。このような機械的または
光学的な技法は、ドラムまたはプラテンスキャナの速度
を変化すること、用紙または印字ヘッド速度をプリンタ
内で変化すること、またはドラムに関してコピー機内の
円筒形の対物レンズの速度を変化させることを含む。

【０１１５】時間変化するデータとは異なり、空間的に
変化するデータは、多くの場合二次元または三次元でも
変化することがさらに理解されなければならない。この
ようにして、２つまたは３つの軸に沿って画像データを
選択的に圧縮、展開することができる。

【０１１６】上記に示されたように、本発明によるシス
テム及び方法は、音声データの中にデータを埋め込むた
めに特に有効である。音声信号のピッチのスケーリング
のための時間スケール修正（ＴＳＭ）技法は、周知であ
り、一般的に使用されている。これらの技法は、それ以
外の場合、単位速度を変更することだけで生じるであろ
う好ましくないピッチ修正を生じさせずに音声記録の長
さを変更するために等しく使用することができる。ピッ
チのスケーリングは、多くの場合、さらに高速で音声記
録をプレイバックするときに適用される。これは多くの
場合、より短時間で音声記録を視聴するために適用され
る。次元圧縮及び展開が気付かれないほどでなければな
らないのであれば、単純な補間または再スケーリングが
このシステム及び方法とともに使用されてはならないこ
とを理解されたい。すなわち、小さな率の場合にも、こ
のような単純な補間は明らかなピッチの変更を引き起こ
す。

【０１１７】一般的なＴＳＭ時間スケーリング技法は、
短時間フーリエ変換に基づいている。しかしながら、位
相ボコーダー法、時間ドメイン調和スケーリング法、及
びピッチ同期重複追加（ＰＳＯＬＡ）法などのそれ以外
の方法も幅広く使用されている。上記に概略されたもの
を含む任意の既知の時間スケーリング法あるいは後に開
発される時間スケーリング法は、音声データセットの部
分を圧縮、展開し、その音声データセットの中にデータ
を埋め込む、つまりウォータマークすることができる。
一般的に、最も有効な方法とは、ほとんど可聴アーティ
ファクトも生じさせない一方で、１に非常に近い率で圧
縮または展開できる方法であることを理解されたい。

【０１１８】図３は、ウォータマークデータを本発明に
従って原データのセットの中に埋め込むための方法の１
つの例示的な実施形態を概略するフローチャートであ
る。図３に示されるように、方法の動作はステップＳ１
００で開始し、原データセットが入力されるステップＳ
１１０へ続く。次に、ステップＳ１２０では、原データ
の中に埋め込まれるデータのセット、つまり、ウォータ
マークデータが入力される。次に、ステップＳ１３０で
は、速度マップｆ（ｑ）が、埋め込まれるデータに基づ
いて生成される。それから、動作は、ステップＳ１４０
へ続く。

【０１１９】ステップＳ１４０では、ステップＳ１１０
で入力される原データの部分が、ステップＳ１２０で入
力される、埋め込み対象のデータが埋め込まれたウォー
タマークされたデータを生成するための速度マップｆ
（ｑ）に基づいて、選択的に次元圧縮及び次元展開され
る。次に、Ｓ１５０では、ウォータマークされたデータ
が出力される。それから、ステップＳ１６０で、この方
法の動作が終了する。

【０１２０】ステップＳ１５０では、ウォータマークさ
れたデータを様々な方法で出力することができることを
理解されたい。例えば、ウォータマークされたデータが
音声データである場合、ウォータマークされたデータは
デジタル音声テープまたは標準アナログカセットテープ
の上に記憶することができる。代わりに、音声ファイル
は、それがすでにデジタル形式となっているわけでない
場合にはデジタル化し、コンパクトディスク、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、ＤＶＤ、または任意のそれ以外の揮発性または不
揮発性のデジタルメモリデバイスに記憶することができ
る。さらに、ウォータマークされたデータファイルは、
既知のまたは後に開発される、音声データファイルに適
切なデータ圧縮技法を使用してデータ圧縮し、上述され
たメモリデバイスの１つに記憶することができる。デー
タが圧縮されているかどうかに関係なく、ウォータマー
クされた音声データは、インターネット、ローカルエリ
アネットワーク、広域ネットワーク、記憶領域ネットワ
ーク、イントラネット、エクストラネット、公衆加入電
話網、及び／またはケーブルテレビ網などの任意の既知
の、あるいは後のプレイバックデバイスまたは分散ネッ
トワークでの記憶及び／またはプレイバックのために、
遠隔して位置するコンピュータまたは記憶装置に伝送で
きることも理解されたい。

【０１２１】図４は、本発明に従ってウォータマークさ
れたデータファイルから埋め込まれたデータを抽出する
ための方法の１つの例示的な実施形態を概略するフロー
チャートである。図４に示されるように、この方法の動
作はＳ２００で開始し、ウォータマークされたデータフ
ァイルが入力されるステップＳ２１０へ続く。それか
ら、Ｓ２２０では、ウォータマークされたデータファイ
ルに対応する原データファイルが入力される。次に、ス
テップＳ２３０では、整列データが、ウォータマークさ
れたデータファイル、及びウォータマークされたデータ
ファイルと原データファイル間の整列を判断するために
使用できる原データファイルから生成される。それか
ら、動作はステップＳ２４０へ続く。

【０１２２】ステップＳ２４０では、ウォータマークさ
れたデータファイルからの整列データが、原データファ
イルからの整列データと整列される。次に、ステップＳ
２５０では、ウォータマークされたデータのための整列
データと原データのための整列データの間で決定された
整列に基づいて、速度マップが生成される。それから、
ステップＳ２６０では、速度マップは、ウォータマーク
されたデータの中に埋め込まれた、埋め込み済みのデー
タを得るために変換または復号される。それから、動作
はステップＳ２７０へ続く。

【０１２３】ステップＳ２７０では、埋め込まれたデー
タが、１つ以上のデータ受信側に出力される。それか
ら、ステップＳ２８０で、この方法の動作は終了する。

【０１２４】ステップ２３０が、埋め込まれたデータが
埋め込まれている特定の種類のデータに応じて、必要と
されない場合があることを理解されたい。例えば、空間
的に圧縮及び／または空間的に展開された画像データ
は、ステップＳ２５０で速度マップを作成するために、
ステップＳ２４０で直接整列することができる。このよ
うにして、この場合、ステップＳ２３０は省略され、ス
テップＳ２４０が、ウォータマークされたデータと原デ
ータのそれぞれから生成される整列データを整列するよ
りむしろ、ウォータマークされたデータを原データと直
接的に整列するだろう。

【０１２５】対照的に、音声データについて上記に概略
されたように、ステップＳ２３０は整列データとしてス
ペクトログラムデータを生成するために実行されるだろ
う。それから、ステップＳ２４０では、スペクトログラ
ムデータが、ステップＳ２５０で速度マップを生成する
ために整列されるだろう。

【０１２６】ステップＳ２７０では、ウォータマークさ
れたデータから抽出された、埋め込まれたデータが、そ
れを表示、または印刷することにより出力できることも
理解されたい。埋め込まれたデータは、抽出されたデー
タを記憶することによって、あるいは表示、記憶または
追加の伝送のために別個のサイトに抽出されたデータを
伝送するために、図３に関して上述されたような、分散
ネットワーク上で抽出されたデータを伝送することによ
っても出力することができる。

【０１２７】図５は、本発明によるウォータマーク埋め
込みシステム１００の１つの例示的な実施形態を示す。
図５に示されるように、ウォータマーク埋め込みシステ
ム１００は、それぞれが１本以上のデータバス／制御バ
スまたはアプリケーションプログラミングインタフェー
ス１６０によって相互接続されている、入出力インタフ
ェース１１０、制御装置１２０、メモリ１３０、速度マ
ップ生成回路またはルーチン１４０、及びウォータマー
クデータ生成回路またはルーチン１５０を含む。さらに
図５に示されるように、１台以上のユーザ入力装置１７
０が、入出力インタフェース１１０に１つ以上のリンク
１７２上で接続される。さらに、データソース３００
は、リンク４１０上でデータ受信側４００が接続される
ように、リンク３１０上で入出力インタフェース１１０
に接続される。

【０１２８】リンク１７２、３１０及び４１０のそれぞ
れが、１台以上のユーザ入力装置１７０、データソース
３００、及びデータ受信側４００を、それぞれ、直接ケ
ーブル接続、広域ネットワーク上での接続、ローカルエ
リアネットワークまたは記憶領域ネットワーク、イント
ラネット上での接続、インターネット上での接続、また
は任意のそれ以外の分散処理ネットワークまたはシステ
ム上での接続を含む、ウォータマーク埋め込みシステム
１００に接続するための任意の既知の、または後に開発
されるデバイスまたはシステムを使用して実現できる。
一般的には、リンク１７２、３１０及び４１０のそれぞ
れが、それぞれ１台以上のユーザ入力装置１７０、デー
タソース３００、及びデータシンク４００をウォータマ
ーク埋め込みシステム１００に接続するために有効な、
任意の既知のまたは後に開発される接続システムまたは
構造である場合がある。

【０１２９】入出力インタフェース１１０は、データソ
ース及び／または１台以上のユーザ入力装置１７０から
データを入力し、データ受信側４００にデータを出力す
る。入出力インタフェース１１０は、制御装置１２０、
メモリ１３０、及び／または速度マップ生成回路または
ルーチン１４０にデータも出力し、制御装置１２０、メ
モリ１３０、及び／またはウォータマークデータ生成回
路またはルーチン１５０の１台以上からデータを受信す
る。

【０１３０】メモリ１３０は、原データ部１３２、埋め
込み済みデータ部１３４、速度マップ部１３６、及びウ
ォータマーク済みデータ部１３８の１つ以上を含む。原
データ部１３２は、埋め込み済みデータ部１３４内に記
憶される、埋め込まれたデータが、ウォータマークされ
たデータを形成するために埋め込まれるであろう原デー
タを記憶する。埋め込み済みデータ部１３４は、原デー
タに埋め込まれる、埋め込みデータを記憶する。速度マ
ップ部１３６は、速度マップ生成回路またはルーチン１
４０によって生成される速度マップを記憶する。ウォー
タマーク済みデータ部１３８は、ウォータマークデータ
生成回路またはルーチン１５０によって生成されるウォ
ータマークされたデータを記憶する。メモリは、ウォー
タマーク埋め込みシステム１００を動作するために、制
御装置１２０によって使用される１つ以上の制御ルーチ
ンも記憶できる。

【０１３１】メモリ１３０は、変更可能な揮発性または
不揮発性のメモリ、または変更不可の、つまり固定され
たメモリの任意の適切な組み合わせを使用して実現でき
る。変更可能なメモリは、揮発性であるのか、あるいは
不揮発性であるのかに関係なく、静的または動的なＲＡ
Ｍ、フロッピー（Ｒ）ディスクとディスクドライブ、書
き込み可能または再書き込み可能光ディスクとディスク
ドライブ、ハードドライブ、フラッシュメモリ等の任意
の１つ以上を使用して実現できる。同様に、変更不可
の、つまり固定されたメモリは、ＣＤ−ＲＯＭ、または
ＤＶＤ−ＲＯＭディスクなどのＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰ
ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、光ＲＯＭディスク及びディスク
ドライブ等の任意の１つ以上を使用して実現できる。

【０１３２】図５に図示されている回路またはルーチン
のそれぞれが、適切にプログラミングされた汎用コンピ
ュータの部分として実現できることを理解されたい。代
わりに、図５に示される回路またはルーチンのそれぞれ
は、ＡＳＩＣ内の物理的に別個のハードウェア回路とし
て、あるいはＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬＡまたはＰＡＬ、
デジタル信号プロセッサを使用して、あるいは離散論理
素子または離散回路素子を使用して実現することができ
る。図５に示される回路またはルーチンのそれぞれが取
るであろう特定の形式は、設計の選択肢であり、当業者
に明らかで、予測可能である。

【０１３３】動作中、データソース３００は、リンク３
１０上で、原データのセット及び／または埋め込まれた
データのセットの１つまたは両方を入力出力インタフェ
ース１１０に出力する。同様に、ユーザ入力装置１７０
は、リンク１７２上で、所望される場合、原データ及び
／または埋め込まれたデータの１つ以上を入力出力イン
タフェース１１０に入力するために使用できる。どのデ
ータが入力されるのかに応じて、入力出力インタフェー
ス１１０は、原データ部１３２内で原データの受信され
たセット、及び／または埋め込み済みデータ部１３４で
の埋め込まれたデータを記憶するだろう。しかしなが
ら、データのこれらのセットのどちらかまたは両方が、
ある程度の初期に、ウォータマーク埋め込みシステム１
１０に過去に入力されたものであろうことを理解された
い。

【０１３４】それから、速度マップ生成回路またはルー
チン１４０は、制御装置１２０の制御下で、埋め込み済
みデータ部から埋め込まれるデータを入力し、原データ
の部分を次元圧縮及び／または次元展開し、埋め込まれ
るデータを原データの中に埋め込むために使用できる速
度マップを生成する。速度マップ生成回路またはルーチ
ン１４０は、埋め込まれるデータを、ウォータマークさ
れたデータに原データを修正するために有効である速度
マップに変換するために、本出願に開示されているもの
を含むが、それらに制限されない、任意の既知のまたは
後に開発される符号化方式を使用できることを理解され
たい。それから、速度マップ生成回路またはルーチン１
４０は、制御装置１２０の制御下で、生成された速度マ
ップを、メモリ１３０の速度マップ部１３６に、あるい
はウォータマークデータ生成回路またはルーチン１５０
に直接的に出力する。

【０１３５】ウォータマークデータ生成回路またはルー
チン１５０は、制御装置１２０の制御下で、速度マップ
部１３６から、または速度マップ生成回路またはルーチ
ン１４０から直接的に速度マップを入力する。ウォータ
マーク済みのデータ生成回路またはルーチン１５０は、
制御装置１２０の制御下で、原データ部１３２に記憶さ
れる原データも入力する。それから、ウォータマークデ
ータ生成回路またはルーチン１５０は、埋め込まれるデ
ータを原データに埋め込み、ウォータマーク済みのデー
タを形成するために、速度マップに基づいて定められた
次元に沿って原データを選択的に次元圧縮し、及び／ま
たは次元展開することによって、原データを修正する。
それから、ウォータマークデータ生成回路またはルーチ
ン１５０は、ウォータマークされたデータを出力し、制
御装置１２０の制御下で、ウォータマーク済みデータ部
１３８の中にそれを記憶するか、あるいは入力／出力イ
ンタフェース１１０に直接的にそれを提供するかのどち
らかである。

【０１３６】ウォータマークされたデータがウォータマ
ークデータ生成回路またはルーチン１５０によって生成
された後、ウォータマークされたデータは、メモリ１３
０のウォータマーク済みデータ部１３８に無期限に記憶
することができる。ウォータマークされたデータがウォ
ータマーク埋め込みシステム１００の外で必要とされる
ときなどには、入力／出力インタフェース１１０が、制
御装置１２０の制御下で、ウォータマークデータ生成回
路またはルーチン１５０またはウォータマーク済みデー
タ部１３８から直接的にウォータマークされたデータを
入力し、リンク４１０上でデータ受信側４００にウォー
タマークされたデータを出力する。

【０１３７】図６は、本発明によるウォータマーク抽出
システム２００の１つの例示的な実施形態を示す。図６
に示されるように、ウォータマーク抽出システム２００
は、それぞれが、１本以上のデータバス／制御バス、あ
るいはアプリケーションインタフェース２８０によって
相互接続されている、入力／出力インタフェース２１
０、制御装置２２０、メモリ２３０、分析データ生成回
路またはルーチン２４０、整列回路またはルーチン２５
０、速度マップ生成回路またはルーチン２６０、及び埋
め込み済みデータ復号回路またはルーチン２７０を含
む。

【０１３８】図６に示されるように、入力／出力インタ
フェース２１０は、リンク３１２上でデータソース３０
０に、リンク４１２上でデータ受信側４００に、及び１
つ以上のリンク２９２上で１つ以上のユーザ入力装置２
９０に接続される。上述されたように、データソース３
００及びデータ受信側４００のそれぞれが、図５に関し
て上記に概略された形式のどれかを取ることができる。

【０１３９】リンク１９２、３１２、及び４１２のそれ
ぞれは、１台以上のユーザ入力装置１９０、データソー
ス３００、及びデータ受信側４００を、それぞれ、直接
ケーブル接続、広域ネットワーク上の接続、ローカルエ
リアネットワークまたは記憶領域ネットワーク、イント
ラネット上の接続、インターネット上の接続、またはそ
のどれかが１つ以上の無線部分を含むであろう任意のそ
れ以外の分散処理ネットワークまたはシステムの上での
接続を含む、ウォータマーク抽出システム２００に接続
するための任意の既知の、または後に開発されるデバイ
スまたはシステムを使用して実現することができる。一
般的には、リンク１９２、３１２、及び４１２のそれぞ
れは、１台以上のユーザ入力装置１９０、データソース
３００、及びデータ受信側４００を、それぞれ、ウォー
タマーク抽出システム２００に接続するために有効な任
意の既知のまたは後に開発される接続システムまたは構
造である場合がある。

【０１４０】メモリ２３０は、ウォータマーク済みデー
タ部２３２、原データ部２３４、分析データ部２３６、
速度マップ部２３８及び埋め込み済みデータ部２３９を
含む。メモリ２３０は、ウォータマーク抽出システム２
００を制御するために制御装置２２０によって使用でき
る１つ以上の制御プログラムまたはルーチンを記憶する
こともできる。ウォータマーク済みデータ部２３２は、
埋め込まれたデータを含むウォータマークされたデータ
を記憶する。原データ部２３４は、ウォータマーク済み
データ部２３２に記憶されるウォータマークされたデー
タを生成するために使用される原データのコピーを記憶
する。分析データ部２３６は、必要とされる場合、分析
データ生成回路またはルーチン２４０によって生成され
る分析データを記憶する。速度マップ部２３８は、速度
マップ生成回路またはルーチン２６０によって生成され
る速度マップを記憶する。埋め込まれたデータ２３９
は、速度マップ部２３８に記憶される速度マップから、
埋め込み済みデータ復号回路またはルーチン２７０によ
って復号された埋め込み済みデータを記憶する。

【０１４１】メモリ２３０は、変更可能な揮発性または
不揮発性メモリまたは変更不可の、つまり固定されたメ
モリの任意の適切な組み合わせを使用して実現できる。
変更可能なメモリは、揮発性であるのか、不揮発性であ
るのかに関係なく、静的または動的なＲＡＭ、フロッピ
ー（Ｒ）ディスクとディスクドライブ、書き込み可能ま
たは再書き込み可能光ディスクとディスクドライブ、ハ
ードドライブ、フラッシュメモリ等の１つ以上を使用し
て実現できる。同様に、変更不可または固定されたメモ
リは、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、
ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭディスクなどの光Ｒ
ＯＭディスク、及びディスクドライブ等の任意の１つ以
上を使用して実現できる。

【０１４２】図６に示されている回路またはルーチンの
それぞれが、適切にプログラミングされた汎用コンピュ
ータの部分として実現できることを理解されたい。代わ
りに、図６に示される回路またはルーチンのそれぞれ
は、ＡＳＩＣ内の物理的に別個のハードウェア回路とし
て、またはＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬＡ、またはＰＡＬ、
デジタル信号プロセッサを使用して、あるいは離散論理
素子または離散回路素子を使用して実現することができ
る。図６に示されている回路またはルーチンのそれぞれ
が取るであろう特定の形態は、設計の選択肢であり、当
業者に明らかで、予測可能となるだろう。

【０１４３】データソース３００は、ウォータマーク済
みデータ部２３２に記憶されるウォータマークされたデ
ータ及び／または原データ部２３４に記憶される原デー
タを、ウォータマーク抽出システム２００に出力するた
めに使用できる。同様に、該１つ以上のユーザ入力装置
２９０は、ウォータマークされたデータ及び原データの
どちらかあるいは両方を、ウォータマーク抽出システム
２００に入力するために使用できる。データ受信側４０
０は、入力／出力インタフェース２１０から、ウォータ
マーク抽出システム２００によって抽出される、埋め込
まれたデータを入力することができる。動作中、ウォー
タマーク抽出システム２００がウォータマークされたデ
ータと原データの両方をすでに含んではいない場合、ウ
ォータマーク抽出システム２００は、データソース３０
０及び／または１つ以上のユーザ入力装置２９０の１つ
または両方から見失われたデータまたはデータセットを
得る。そのデータがデータソース３００及び／または１
つ以上のユーザ入力装置２９０から得られる場合に、そ
のデータは、入力出力インタフェース２１０を通して入
力され、ウォータマーク済みデータ部２３２及び原デー
タ部２３４の適切な１つに記憶される。

【０１４４】次に、制御装置２２０の制御下では、ウォ
ータマーク済みデータ部２３２に記憶されるウォータマ
ークされたデータ、及び原データ部２３４に記憶される
原データのそれぞれが、分析データ生成回路またはルー
チン２４０に出力される。分析データ生成回路またはル
ーチン２４０は、ウォータマークされたデータと原デー
タのそれぞれに分析データのセットを生成する。それか
ら、分析データ生成回路またはルーチン２４０は、制御
装置２２０の制御下で、分析データを分析データ部２３
６の中に記憶するか、あるいはそれを整列回路またはル
ーチン２５０に直接的に提供するかのどちらかである。

【０１４５】整列回路またはルーチン２５０は、制御装
置２２０の制御下で、分析データ生成回路またはルーチ
ン２４０あるいはメモリ２３０のどちらかからウォータ
マークされたデータ及び原データのそれぞれについての
分析データを入力する。整列回路またはルーチン２５０
は、ウォータマークされたデータと原データの間の最良
の整列を決定し、この整列情報を、制御装置２２０の制
御下で速度マップ生成回路またはルーチン２６０に出力
する。整列回路またはルーチン２５０によって提供され
る整列情報に基づいた速度マップ生成回路またはルーチ
ン２６０が、ウォータマークされたデータのどの部分
が、対応する原データを基準にして圧縮または展開され
たのかを示す速度マップを生成する。速度マップ生成回
路またはルーチン２６０は、制御装置２２０の制御下
で、速度マップを速度マップ部２３８の中に記憶する
か、あるいはそれを埋め込み済みデータ復号回路または
ルーチン２７０に直接的に提供するかのどちらかであ
る。

【０１４６】埋め込み済みデータ復号回路またはルーチ
ン２７０は、制御装置２２０の制御下で、速度マップ部
２３８から、あるいは速度マップ生成回路またはルーチ
ン２６０から直接的に速度マップを入力する。埋め込ま
れたデータ復号回路またはルーチン２７０は、埋め込ま
れたデータから速度マップを生成し、埋め込まれたデー
タを速度マップから得るために使用される元の符号化方
式に基づいて速度マップを復号する。それから、埋め込
み済みデータ符号化回路またはルーチン２７０は、デー
タ受信側４００への伝送のために制御装置２２０の制御
下で、復号された埋め込み済みデータを入力／出力イン
タフェース２１０に直接的に提供するか、あるいは埋め
込み済みデータ部２３９にそれを記憶する。

【０１４７】図４のステップＳ２３０とＳ２４０に関し
て上記に概略されたように、画像データなどのある特定
の種類のデータについて、分析データを生成することが
必要ではない場合、分析データ生成回路またはルーチン
２４０及びメモリ２３０の対応する分析データ部２３６
が、それぞれ省略できる。この場合、整列回路またはル
ーチン２５０は、速度マップを生成するために速度マッ
プ生成回路またはルーチン２６０によって使用される整
列情報を生成するために、ウォータマークされたデータ
及び原データで直接的に動作するだろう。対照的に、ウ
ォータマークされたデータが音声データであるとき、分
析データ生成回路またはルーチン２４０は、ウォータマ
ークされたデータと原データのそれぞれにスペクトログ
ラムを生成する。それから、整列回路またはルーチン２
５０は、速度マップ生成回路またはルーチン２６０によ
って使用される整列情報を生成するためにスペクトログ
ラムを整列する。

【０１４８】上記に概略されたように、データは、音声
データファイルの一定の時間間隔を小さな係数で圧縮す
る及び／または展開することによって音声データファイ
ル内に埋め込まれる。上記に概略されたように、この小
さな係数はおよそ１％程度である。多様な例示的な実施
形態において、音声アーティファクトを最小限に抑える
ために、修正された間隔が、未修正の間隔に重複するよ
うに配列されることを理解されたい。この場合、重複領
域はクロスフェードされるか、あるいはそれ以外の場
合、圧縮済みのまたは展開済みの間隔と未修正間隔の間
での円滑な遷移を提供するために補間される。上記に概
略されたように、修正された間隔の圧縮及び／または展
開の長さ、場所、及び／または程度が、データを音声デ
ータファイルの中に符号化する。特に、図３で上記に概
略された方法及び図５に関して上記に概略されたウォー
タマーク埋め込みシステムは、以下のようにウォータマ
ーク音声信号Ｘ_w（ｔ）を生成し、

【０１４９】

【数１】 ここで、ｘ_kは、原時間変化音声信号のｋ番目のブロッ
クまたは部分である。Ｔ_kは、原時間変化音声信号のｋ
番目のブロックまたは部分の速度マップ値である。ｆ
_TSMは、Ｔ_kに基づいたｋ番目のブロックまたは部分を時
間圧縮する、あるいは時間展開するために使用できる時
間スケール修正関数である。Ｃは連結演算である。

【０１５０】上記に概略されたように、この速度マップ
Ｔ_kは、ウォータマークを符号化する。速度マップＴ
_kは、ウォータマークされた音声信号ｘ_w（ｔ）を元の変
更されていない時間変化音声信号ｘ（ｔ）と比較するこ
とによって復元される。

【０１５１】実際問題として、ブロック境界での可聴の
不連続を生じさせるのを回避するために注意が必要とさ
れることがある。これは、ブロック境界でのまたはブロ
ック境界近くのデータを未変更のままとする時間スケー
ル修正アルゴリズムを使用するか、あるいはセグメント
をわずかに重複させ、ウォータマークされた信号の構築
中に重複する領域内でデータを平均化することによって
達成されよう。

【０１５２】音声データに関して上記に概略されたよう
に、多様な例示的な実施形態では、速度マップＴ_kは、
原時間変化音声信号ｘ（ｔ）を、ウォータマークされた
音声信号ｘ_w（ｔ）にもたらす最良の時間歪み関数を見
出すことによって復元される。線形成分を差し引くと、
ウォータマーク情報、すなわち速度マップＴ_kが生じ
る。この速度マップＴ_kの作成中、時間はｘ軸に沿って
プロットされ、時間の任意の値での速度マップＴ_kの値
はｙ軸にプロットされることが理解される。これは、例
えば図７に示される。この場合、速度マップＴ_kは、圧
縮された領域では正の傾きを、展開された領域では負の
傾きを有し、未修正の領域では０という傾きを有する。
しかしながら、図２に関して上記に概略されたように、
未修正の領域は、先行する圧縮または展開によって、中
立な値から偏位されてよい。

【０１５３】対照的に、図２に示されるように、速度マ
ップＴ_kが１より大きいまたは１未満の傾きとともに変
化し、傾き１で原点を通過する線の回りで変化するよう
に、速度マップをプロットすることも可能である。

【０１５４】上記に概略されたように、速度マップ
Ｔ_k、及びしたがって埋め込まれたデータを復元するた
めに、ウォータマークされた音声データファイルは、原
時間変化音声データファイルｘ（ｔ）と直接的にまたは
間接的に比較される。多様な時間変化音声信号ｘ（ｔ）
は、短時間フーリエ変換を使用して処理される。しかし
ながら、それ以外のパラメータによる表示は、線形予測
または音響心理学的な考慮に基づいたものを含むことを
理解されたい。以下の例では、標準周波数分析が使用さ
れることを理解されたい。

【０１５５】以下の例では、ウィンドウ、またはフレー
ムは、１２８個のサンプル幅である。２２．０５Ｈｚで
サンプリングされる音声データ信号について、これは、
５．８ｍｓのフレーム幅、及び毎秒１７２フレームとい
うフレーム速度を生じさせる。しかしながら、可変ウィ
ンドウ幅及び可変ウィンドウ重複部も使用できることを
理解されたい。

【０１５６】各分析フレームは、２５６点ハミング（Ｈ
ａｍｍｉｎｇ）ウィンドウでウィンドウ生成される。そ
れから、高速フーリエ変換が、ウィンドウ内のスペクト
ル成分を概算するために使用される。結果の振幅の対数
は、ウィンドウ生成されたフレームの電力スペクトルの
推定値として使用される。スペクトル成分の結果として
生じるベクトルは、対応するウィンドウのスペクトルコ
ンテンツを特徴付ける。

【０１５７】この標準音声処理技法がスペクトログラム
と呼ばれる。スペクトルベクトルのシーケンスは、経時
的な信号周波数コンテンツを表す。いくつかの周波数成
分は、それらの周波数成分が類似性、したがって整列を
決定するために有効ではない場合には、オプションで廃
棄されてよいことを理解されたい。例えば、多くの場
合、大きな電力を有さないきわめて低いバンドまたはき
わめて高いバンドが、オプションで廃棄されてよい。

【０１５８】一般的には、音声データは基準なし（ｒｅ
ｆｅｒｅｎｃｅ−ｌｅｓｓ）であることを理解された
い。すなわち、音声データは、ウォータマークされた音
声信号ｘ_w（ｔ）を原時間変化音声信号ｘ（ｔ）に直接
的に整列するために使用できる直接的に認識できる内部
基準を多くの場合欠いている。音声データでは、波形の
絶対値が、多くの場合、損失のあるデータ圧縮中、及び
／またはアナログ伝送中に変更される。このようにし
て、これらの信号を直接的に整列することは、不可能で
なくても困難である。さらに、音声データを直接的に整
列するには、例えば、毎秒４０Ｋサンプルなどの高サン
プリング速度が、音声信号の高い変化速度のために使用
されなければならない。

【０１５９】その結果、多様な例示的な実施形態では、
原時間変化音声信号ｘ（ｔ）をウォータマークされた音
声信号ｘ_w（ｔ）に変換する最良の時間歪み関数を見つ
け出すために、原時間変化音声信号ｘ（ｔ）用の、及び
ウォータマークされた音声信号ｘ_w（ｔ）用のスペクト
ログラムが決定され、比較される。スペクトログラム
は、通常、損失のあるデータ圧縮及びアナログ伝送によ
って影響を及ぼされない。さらに、例えば、毎秒あたり
数百スペクトル係数などの毎秒あたりのスペクトル係数
の相対的に低い数が、スペクトログラムを整列するため
に比較される必要がある。原時間変化音声信号ｘ（ｔ）
が歪まされる前に予測されるであろう、スペクトログラ
ムが整列しない場合、原時間変化音声信号ｘ（ｔ）は、
スペクトログラムが整列するまで制御自在に歪まされ
る。

【０１６０】多様な例示的な実施形態において、原時間
変化音声信号ｘ（ｔ）が、動的プログラミングを使用し
て歪まされることを理解されたい。動的プログラミング
は、それぞれ全体として参照してここに組み込まれてい
る、例えば、Ｄ．Ｓａｎｋｏｆｆら編集、１９９９年Ｃ
ＳＬＩ出版の「時間の歪み、文字列編集、及び高分子：
文字列比較の理論と実践」（Ｔｉｍｅ Ｗａｒｐｓ，
Ｓｔｒｉｎｇ Ｅｄｉｔｓ， ａｎ Ｍａｃｒｏｍｏｌ
ｅｃｕｌｅｓ： Ｔｈｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｐｒ
ａｃｔ_iｃｅ ｏｆ Ｓｔｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｒｉｓ
ｏｎ）のＪ．Ｋｒｕｓｋａｌらの「シーケンス比較のた
めのアルゴリズム及び概念のアンソロジー（Ａｎ ａｎ
ｔｈｏｌｏｇｙ ｏｆ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ａｎｄ
Ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｆｏｒ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｃｏ
ｍｐａｒｉｓｏｎ）」及び米国特許第４，３８４，２７
３号で文書により十分に立証されていることを理解され
たい。動的プログラミングの詳細はここでは説明されな
い。ただし、動的プログラミングによって二次時間で最
適な整列経路が見出されることが立証できることを理解
されたい。

【０１６１】動的プログラミング技法が、速度マップＴ
_kを復元するのに特によく適しており、本発明によるシ
ステム及び方法の多様な例示的な実施形態で容易に使用
できることを理解されたい。例えば、動的プログラミン
グ技法は、原時間変化音声信号ｘ（ｔ）及びウォータマ
ークされた音声信号ｘ（ｔ）が正確に同時に開始し、終
了しないときの状況を良好に処理する。従って、例え
ば、ウォータマークされた音声信号ｘ_w（ｔ）が連続的
な一斉送信から抽出されると、ウォータマークされた音
声信号ｘ_w（ｔ）として抽出される連続的な一斉送信の
開始点と終了点を正確に特定することは必要ではないだ
ろう。同様に、動的プログラミング技法は、複数のフレ
ームスペクトルが正確に一致しない状況も良好に処理す
る。特に、動的プログラミング技法は、複数のフレーム
スペクトルがその隣接するものに対するよりも、互いが
より類似している限り、速度マップＴ_kをうまく特定す
る。結果的に、動的プログラミング技法を使用すると
き、本発明のシステム及び方法は、妥当なスペクトル歪
みに対して耐久性が大きい。

【０１６２】上記に概略されたように、ウォータマーク
された音声信号ｘ_w（ｔ）の圧縮部分または展開部分と
原時間変化音声信号ｘ（ｔ）の対応する部分の間の予想
変位は、一般的にはきわめて小さいことも理解された
い。その結果、図２に示されるように、最良の時間歪み
関数は、対角線から大幅には逸脱しない。この場合、動
的プログラミング技法を、対角線の非常に近くにあるそ
れらの時間歪み関数だけを求めることによって実質的に
線形の時間内で動作させることができる。同様に、例え
ば、サンプリング速度変換または不正確なアナログ再生
速度によって引き起こされる全体的な時間修正は、動的
プログラミング技法によって良好に処理されるだろう。
この場合、速度マップＴ_kは、正方形よりむしろ２つの
信号のクロス積によって形成される矩形の対角線を差し
引くことによって復元することができる。

【０１６３】すなわち、同じ長さの２つの信号を比較す
るとき、クロス積は正方形である。すなわち、正方形の
一方の軸の１つの信号及び他方は、図２でのように他方
の上にプロットされる。各信号が同じ長さである場合、
結果は正方形となるだろう。一方の信号が他方より長い
場合には、結果は矩形である。速度の偏差のない「線形
一致」は、例えば、図２の対角点線などのその矩形の対
角線に沿うだろう。

【０１６４】速度関数ｆ（ｔ）の全体的なデータ転送速
度が、速度マップＴ_kとウォータマークされた音声信号
ｘ_w（ｔ）の劣化の間のトレードオフであることを理解
されたい。これは、圧縮または展開間隔のための最小長
さを１ブロックであると考えることによって説明するこ
とができる。説明をさらに容易にするために、すべての
ブロックの長さは、同じ値に設定することができる。多
様な例示的な実施形態では、各ブロックは、１±εとい
う係数で圧縮または展開することができる。εが十分に
小さい場合には、圧縮及び展開はεの整数倍数に離散化
することができる。すなわち、各ブロックは、１±ｎε
という係数で圧縮または展開することができ、ｎは小さ
い整数である。ブロックを非圧縮、つまりｎ＝０のまま
にすることもできることも理解されたい。

【０１６５】可聴アーティファクトを低減するために、
ｎの大きさがなんらかの小さな値ｎ未満に制限されるこ
とが、厳密に必要ではないが、得策である。同じ理由か
らｎの値の変化は、隣接するブロック間で小さくなくて
はならない。ファイルの時間長を保存するために、多様
な実施形態においては、ｎが信号内の全ブロック全体で
総計して０になることも得策である。ただし、これは厳
密に必要ではない。圧縮の総量が展開の総量に正確に等
しくなるときに、ｎが総計して０になることを理解され
たい。また、ｎが負の値をとることが許されていること
も理解されたい。このようにして、あらゆるブロックｂ
は、以下のようになるよう関連付けられた符号値ｎ_bを
有するだろう。

【０１６６】−Ｎ≦ｎ_b≦Ｎ Ｂ個のブロックを有するウォータマークされた音声信号
ｘ_w（ｔ）の場合、埋め込まれたデータは、従って、シ
ーケンスｎ₀、ｎ₁、…ｎ_Bを備える。このシーケンス
は、速度マップＴ_kの導関数を量子化することによって
復元された速度マップＴ_kから得られることを理解され
たい。

【０１６７】本発明者は、ブロック長に約０．５ｓ、ε
の値に約０．０１（１％）、及びＮの値に２を使用する
ことによって、データを音声データ信号に妥当に埋め込
むことができることを確認した。これらの値を使用する
と、毎秒の音声データ信号が約２ｌｏｇ２（２Ｎ＋１）
ビットを符号化することができる。これは、毎秒８ビッ
トよりわずかに多い。これが例外的に大きなデータ転送
速度ではないことを理解されたい。ただし、典型的な流
行歌の長さが少なくとも約１８０秒であることを考慮す
ると、約１８０バイトをその典型的な流行歌に符号化す
ることは可能である。特に、１８０バイトは、通常、歌
のタイトル、アーチスト、出版社、及び識別番号（ＩＤ
番号）をその典型的な流行歌の音声データに符号化する
のに十分なデータより多い。さらに、単一のウォータマ
ークとして使用されるとき、埋め込まれるデータの１８
０バイトは、１０⁴⁰⁰の個々の識別値より多くを生じさ
せるだろう。これは、通常、例えば、ソース識別子、デ
バイス識別子及びタイムスタンプの任意の考えられる組
み合わせに十分な値より多いだろう。

【０１６８】図７は、２つの例示的な速度マップｆ₁と
ｆ₂を示す。図７に示されるように、時間はｘ軸に沿っ
てプロットされるが、これらの速度マップに従って修正
されウォータマークされた音声データ信号ｘ_w（ｔ）と
原時間変化音声信号ｘ（ｔ）の間のフレーム偏位、つま
り正味の偏位は、ｘ軸に沿ってプロットされる。これら
の速度マップｆ₁とｆ₂によって符号化されるバイナリ値
も、図７に図示されている。特に、この符号化方式は３
つの部分から成る値を符号化し、＋１はフレーム偏位の
増加で符号化され、−１はフレーム偏位の減少で符号化
され、０は一定のフレーム偏位で符号化される。

【０１６９】特に、これらの２つの速度マップｆ₁とｆ₂
は、それぞれ流行歌の同じ１０秒の抜粋に適用された。
この音声信号を修正するために使用される次元圧縮及び
次元展開の率は、１秒の領域で２％であった。その結
果、２０ｍｓつまり３．４４フレームの総変位が得られ
た。特に、第１速度マップｆ₁を使用すると、１秒と８
秒で出現する音声信号の第１コピーのブロックは次元展
開されたが、３秒と６秒で出現するブロックは次元圧縮
された。対照的に、第２速度マップｆ₂に基づき、２秒
と７秒で出現する音声信号の第２コピーは次元圧縮され
たが、５秒と６秒で出現するブロックは次元展開され
た。

【０１７０】図７では、速度マップｆ₁とｆ₂がスペクト
ログラムフレームの線形時間からの偏差を示すことを理
解されたい。図７に示される速度マップｆ₁とｆ₂では、
次元圧縮及び次元展開の領域は、多くの場合対応する原
ブロックから偏位される通常の速度のブロックが出現す
る時間偏位の平坦部がそうであるように、容易に検出可
能である。これらの平坦部は、多様な次元圧縮及び展開
のブロックによって引き起こされた。

【０１７１】特に、ウォータマークされた音声信号ｘ_w
（ｔ）と原時間変化信号ｘ（ｔ）の間の時間差は±１フ
レーム以内まで求められた。これは、追加レベル及び／
または展開が、この音声信号の中に埋め込まれる情報容
量を効果的に倍増するために使用できるであろうことを
示唆している。類似速度マップは、サウンドトラック、
話、及びオーケストラ音楽などの他の音声ドメインから
の音声信号にも適用され、同様に良好な結果を得た。

【０１７２】速度マップｆ₁とｆ₂を使用してウォータマ
ークされた音声信号を生成した後、ウォータマークされ
た音声信号はデータ圧縮され、その後データは６４ｋＢ
ＭＰ３符号化及び復号化を使用して復元された。速度
マップｆ₁とｆ₂、したがって埋め込まれたデータは、こ
の損失のある符号化と復号化を経ても容易に存続しつづ
けた。これらのウォータマークされた音声信号が非公式
な傾聴試験で数多くの被験者のために再生されたとき、
傾聴者は音声信号の時間ベースの圧縮と展開を概して検
出できなかった。

【０１７３】図８は、本発明に従って埋め込まれたウォ
ータマークの復元性を試験した別の実験から得られた１
つの例示的な結果を示す。この実験では、原時間変化音
声信号は流行歌からの２０秒の抜粋であった。この２０
秒の抜粋は、２０，０５０Ｈｚというサンプリング速度
を有するモノラル表現に変換された。この実験では、き
わめて単純な符号化方式が、原時間変化音声信号の１６
の異なるコピーのそれぞれにウォータマークとして一意
の４ビットデータ文字列を符号化するために使用され
た。すなわち、各コピーは異なる４ビットのウォータマ
ークを与えられた。この符号化方式では、１ビットの情
報は、１対の２秒ブロックを使用して符号化された。２
秒ブロックの各対では、その対のブロックの一方が圧縮
され、他方のブロックは展開された。特に、バイナリ
（２進数）「１」は、第２ブロックを展開しながら、第
１ブロックを圧縮することによって表された。対照的
に、バイナリ「０」は、第２ブロックを圧縮しながら、
第１ブロックを展開することによって表された。

【０１７４】通常、１対の各ブロックは、他のブロック
がそれぞれ次元圧縮または次元展開されたのと同じパー
センテージ分、次元展開または次元圧縮された。このよ
うにして、２つの２秒ブロックの各対の全長は、名目上
４秒のままであった。

【０１７５】使用できるであろうさらに効率的なコーデ
ィング方式があることを理解されたい。特に、時間スケ
ール修正のない領域を使用するコーディング方式は、追
加の状態を符号化するために使用され、３つの部分から
成るコーディング方式を生成できるだろう。

【０１７６】上記に概略されたきわめて単純なコーディ
ング方式を使用すると、ウォータマークされた音声信号
は、原時間変化音声信号の次元圧縮及び次元展開された
領域を連結することにより、時間変化する原音声信号か
らリアルタイムで生成できるだろう。この場合、原時間
変化信号の次元圧縮されたバージョンと、原時間変化信
号の次元展開されたバージョンは、それぞれ、２．５％
という次元圧縮または展開の率を使用して生成された。
各バージョンは、それぞれが２秒の長さの１０個の等し
いブロックに均等に分割された。ウォータマークされた
音声信号は、次元圧縮され、次元展開されたブロックを
連結する簡略な方法によって作成された。ブロックは、
原時間変化音声信号のその特定のコピーの中に符号化さ
れる特定の４ビットのデータに基づいて選択された。ウ
ォータマークされた音声信号の始まりと最後でのブロッ
クは圧縮されなかった。ウォータマークされた音声信号
の真中の１６秒だけが変更された。

【０１７７】次元圧縮及び次元展開の考えられるシーケ
ンス、つまり０の場合の次元圧縮が後に続く次元展開、
または「１」の場合の次元展開が後に続く次元圧縮は既
知であるため、ウォータマークされた音声データに埋め
込むことができるであろう１６個の４ビット値のそれぞ
れに対応する、速度マップが何である必要があるのかを
概算することが比較的直截である。例えば、次元展開の
領域が後に続く次元圧縮の指定された領域を考慮する
と、速度マップは、加速してから再びバイナリ「１」に
対応するゼロ偏位に減速する。対照的に、次元圧縮の領
域が後に続く次元展開の領域を考慮すると、速度マップ
は減速してから、再び、バイナリ「０」を示すゼロ偏位
まで加速するだろう。このようにして、速度マップは、
バイナリ「１」の場合にピークを有するであろうが、速
度マップはバイナリ「０」について谷を有するだろう。

【０１７８】したがって、図８に示されるように、図８
に示されるテンプレートｆ₃のようなテンプレートは、
予想される速度変化に対応する線形傾斜を有して構築す
ることができる。特に、図８に示されているテンプレー
ト速度マップｆ₃は、４ビットバイナリ値「００１０」
に一致する。図８は、上記に概略されたシステム及び方
法に従って、バイナリ文字列「００１０」で埋め込まれ
たウォータマークされた音声データファイルから復元さ
れた速度マップｆ₃’も示す。図８に示されるように、
復元された速度マップｆ₃’は、このバイナリ文字列の
テンプレート速度マップｆ₃と非常に近い。テンプレー
トのそれぞれを復元された速度マップのそれぞれと比較
することによって、指定された速度マップがかなり高い
精度でどのテンプレートに一致するのかを統計的に判断
することができる。

【０１７９】そこで、それは、次元圧縮及び展開された
データファイルから復元される実際の速度マップを用い
て、考えられるシーケンスのそれぞれに、テンプレート
のそれぞれの類似性スコアを生成するという単純な問題
である。例えば、復元された速度マップとテンプレート
の間の角度のコサインは有効な測定基準である。このよ
うにして、ｉ個の異なるテンプレートごとに、そのテン
プレートと復元されたテンプレートマップの間でコサイ
ン値を求めることができる。すなわち、

【０１８０】

【数２】 であり、ここで、 は、復元された速度マップを定義するベクトルである。 は、ｉ番目のテンプレートを定めるベクトルである。そ
して、Ｄ_ciは、 と の間の角度のコサインである。

【０１８１】この測定基準は、それが実際のベクトルの
大きさに関係なく使用可能な類似性スコアを生成できる
ために特に有効である。

【０１８２】上記に概略された実験では、この測定基準
を使用するとき、復元された速度マップと一致すると演
繹的に知られていたテンプレートが、それ以外の１５の
テンプレートのどれよりもはるかに高い類似性スコアを
示した。それぞれが１６のテンプレートの１つに対応す
る１６の異なる復元された速度マップは、１６の考えら
れるテンプレートのそれぞれと比較され、２５６（１６
²）の異なる速度マップ対テンプレートの比較を生成す
る。復元された速度マップと対応するテンプレートの比
較のための最小コサイン距離Ｄ_cは、．９１０であっ
た。対照的に、復元された速度マップと対応しないテン
プレートの比較のための最大コサイン距離Ｄ_cは、０．
６１８であった。従って、類似性スコアは、明らかに及
び正確に対応するテンプレートを識別した。

【０１８３】スコア差は、復元された速度マップとテン
プレートの間のハミング距離に比例していた。スコア距
離を増加するためには、さらに大きなハミング距離を有
するテンプレートの部分集合が使用できるだろう。例え
ば、偶数パリティのある８つの４ビット符号、つまり奇
数個の１が使用できるだろう。これが、少なくとも２と
いうハミング距離を保証する。この場合、復元された速
度マップと対応しないテンプレートの間の比較のための
最大コサイン距離Ｄ_cは、０．２３８まで低減された。

【０１８４】テンプレート照合だけではなく、閾値処理
も、バイナリ関数値、３値関数値、またはそれ以外の多
価の関数値の文字列に、復元された速度マップを変換す
るために使用できることを理解されたい。例えば、図３
に示されている３値数は、＋１フレームと−１フレーム
に設定される閾値を使用するときに得られる３値数を示
す。

【０１８５】上記に概略されたように、本発明によるシ
ステム及び方法は、時間以外の次元に沿って変化する成
分を有するデータに適用できる。例えば、上記に概略さ
れたように、本発明によるシステム及び方法は、ビデオ
画像、静止画像等の空間的に変化するデータを有するデ
ータ型に適用することができる。例えば、空間的に変化
するデータの選択された部分を、選択的に空間圧縮及び
空間展開することによって、ビデオ画像及び静止画像な
どの空間的に変化するデータに適用されると、本発明に
よるウォータマークシステム及び方法は、損失のある圧
縮及びアナログ再生の下で耐久性がある。

【０１８６】空間的に変化するデータが画像データであ
るとき、ウォータマークされた符号化は、デジタル的に
だけではなく、光学的にも、プリンタまたは複写機の機
構で直接的にも容易に実現できる。例えば、ウォータマ
ークされた符号化は、走査された、または印刷された画
像の空間的に圧縮されまたは展開された領域を生じさせ
るために、スキャナでプリントを体系的に減速するまた
は加速するなど、スキャナまたは印字ヘッドの速度を変
更することによって画像データに導入することができ
る。ウォータマークの符号化を直接プリンタに実行する
ことは、特に高い安全の適用において価値があるという
ことを理解されたい。すなわち、複写機またはプリンタ
は、時間、日付、場所、デバイス識別（デバイスＩ
Ｄ）、ユーザ識別（ユーザＩＤ）及び／または類似物
を、作成される、あるいは印刷されるあらゆるコピーの
中に符号化できるだろう。このようにして、不正なコピ
ーが発見されると、埋め込まれたウォータマーク情報
が、その不正なコピーをいつ、どこで、及び／または誰
が作成したのかを特定するのに役立つだろう。

【０１８７】本発明によるシステム及び方法を、画像デ
ータなどの空間的に変化するデータに適用すると、空間
的に変化するデータの領域は、気付かれないほどの量、
次元圧縮または次元展開される。周知のデジタル再サン
プリング技法は、少量、画像領域を引き伸ばすまたは圧
縮することができる。代わりに、機械的な方法または光
学的な方法が、上記に概略されるように、画像領域を少
量引き伸ばす、あるいは動的に圧縮するために使用する
ことができる。上記に概略されたように、画像が複数の
次元で展開する場合、歪みの２つまたは３つ以上の軸が
使用できる。

【０１８８】２次元画像または空間的に変化するデータ
のそれ以外のセット全体で微分的に「ストライプ」を歪
めることが可能であることも理解されたい。しかしなが
ら、歪みに平行でない直線は、もはや完全にまっすぐに
はならないので、これがさらに顕著なアーティファクト
につながる可能性があることを理解されたい。特に、画
像の小さな集合について、特に対角に通る規則正しい線
またはグリッドを有する画像について、これは目に見え
るねじれにつながるだろう。

【０１８９】音声データについて上記に概略されたよう
に、画像データは、最も知覚できない変更を生じさせる
であろうウォータマークの領域またはモードを見出すた
めに分析することができる。例えば、画像のフーリエ分
析は、その方向での空間周波数が最も低い角度を見出す
ことができる。この方向を歪みアクセスとして使用する
と、知覚できるアーティファクトが最小限に抑えられる
だろう。従って、例えば、複数の平行線を有する画像に
ついて、フーリエ分析は、線の方向を容易に見出すこと
ができる。画像をその方向に平行に歪めると、より知覚
しづらいアーティファクトが生じることになるだろう。

【０１９０】一般的に、小さな程度の歪みを考慮して、
本発明のシステム及び方法によるウォータマーク画像デ
ータは、通常、画像の大多数に知覚できる変化を生じさ
せないだろう。走査されたテキストは特に影響を受けな
い。これは、カーニング及び線塗りつぶしのための自然
な変動が歪んだ領域を特によく隠す傾向があるために起
こる。例えば、図９は、原画像、本発明のシステム及び
方法によって生成された埋め込み済みのデータを含む画
像、及び原画像データをウォータマークされた画像デー
タに変換するために使用される速度マップを示す。特
に、ウォータマークされたデータを最初に特定しない
と、通常、それらが密接に隣接していようとも離れた２
つの例を見分けることは不可能である。

【０１９１】特に、図９では、テキスト部分３０が原画
像データであるが、テキスト部分３２はウォータマーク
された画像データである。図９に示される速度マップ３
４は、音声データに関して上記に概略されたように、動
的プログラミングを使用して復元される。ただし、直接
の比較が上述された理由のために問題を含む時間変化す
る音声データとは異なり、図９に示される画像部分３０
と３２は、直接比較することができる。これは、画像デ
ータが上縁と下縁及び側縁などの、通常は損失のあるデ
ータ圧縮及びアナログ伝送によって影響を及ぼされず、
相対的に低いサンプリング速度で識別することのできる
内部基準点を含むために起こる。このように、画像部分
３０と３２は、画像部分３０と３２を整理するために、
直接に比較することができる。

【０１９２】歪み軸に垂直なピクセルの列は、ちょうど
スペクトルベクトルが音声データについて比較できるよ
うに、ユークリッド距離測定基準またはそれ以外の距離
測定基準によって比較することができる。歪み方向が、
画像軸のどれかに平行である必要はないことが理解され
るべきである。ただし、歪み方向を画像軸の１つに平行
に位置すると、速度マップ復元が簡略化される傾向があ
る。

【０１９３】特に、図１０は、ウォータマークされた画
像データ部分３２と原画像データ部分３０をピクセル単
位で比較することによって得られる速度マップｆ₄を示
す。図１０に示されるように、空間次元、この場合ピク
セルは、ｘ軸に沿ってプロットされるが、やはりピクセ
ル単位の偏位はｙ軸に沿ってプロットされる。図１０に
示されるように、偏位は０ピクセルと約３００ピクセル
の間で０である。それから、３００ピクセルと４００ピ
クセルの間では、偏位は０から約−３ピクセルまで降下
する。それから、偏位は、約４００ピクセルから約６０
０ピクセルまで一定のままとなり、その時点で偏位は６
００ピクセルと８００ピクセルの間で約−３ピクセルか
ら０ピクセルに上昇する。

【０１９４】この速度マップによって符号化される情報
が、この速度マップを作成するために使用される特定の
符号化方式に依存することを理解されたい。しかしなが
ら、速度マップｆ₄を作成するため、あるいはウォータ
マークされた画像データの生成のため原画像データの部
分を空間的に圧縮、展開するのに使用されるそれ以外の
速度マップを作成するために、上記に概略された符号化
方式のどれもが使用できることを理解されたい。

【０１９５】図１１から図１６は、システムの多様な例
示的な実施形態、システムの第２の例示的な実施形態に
よる方法、及び本発明による方法を示す。本発明による
システム及び方法のこの第２の例示的な実施形態では、
音声データの場合でのように間接的であるのか、画像デ
ータの場合でのように直接的であるのかに関係なく、ウ
ォータマークされたデータセットを原データセットと比
較するよりむしろ、データセットは、この比較の必要性
を排除するために修正することができる。すなわち、原
データセットは、データの速度が、それが重要な次元ｘ
に沿って延びるにつれて事前に定義された速度を有する
ように、分析及び修正することができる。最も簡略な場
合には、この事前に定められた速度は、一定の速度であ
る場合がある。しかしながら、さらに複雑な状況におい
ては、原データセットの速度は、それ自体、正弦関数等
などの定められた関数に従って変化することがある。

【０１９６】多くの従来のウォータマーク技法において
だけではなく、本発明によるシステム及び方法の第１の
例示的な実施形態の多様な例示的な実施形態の１つの不
利な点とは、埋め込まれたデータを復元するために、原
データが必要とされるという点である。これは、デジタ
ル権利管理などの、データセットの所有者が原データセ
ットへのアクセスを有するであろう多くの応用例にとっ
ては完全に許容できることを理解されたい。しかしなが
ら、元の、変更されていないデータセットに対する参照
を必要とせずに埋め込まれたデータを抽出することがで
きることが望ましいであろう多くの応用例がある。

【０１９７】例えば、時間変化するデータをウォータマ
ークすることができ、時間変化するデータの実際の速度
が推論または予測できる場合に、原データセットに対す
る参照を必要とせずに埋め込まれたデータを抽出するこ
とができる。例えば、音声データの速度または会話速度
を分析し、求めることができるようにする方法が存在す
る。１つのこのような技法が、マルチメディア及びエク
スポに関するＩＥＥＥ国際会議議事録（Ｐｒｏｃ．ＩＥ
ＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎ
ｃｅ ｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ａｎｄ Ｅｘｐｏ
（ＩＣＭＥ）、２００１年、ＨＴＴＰ：／／ｗｗｗ．ｆ
ｘｐａｌ．ｃｏｍ／ｐｅｏｐｌｅ／ｆｏｏｔｅ／ｐａｐ
ｅｒｓ／ｉｃｍｅ２００１．ｈｔｍ）のＪ．Ｆｏｏｔｅ
らの「ビートスペクトル：リズム分析に対する新しいア
プローチ（Ｔｈｅ Ｂｅａｔ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ： Ａ
Ｎｅｗ Ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｏ Ｒｈｙｔｈｍ Ａ
ｎａｌｙｓｉｓ）」に開示されている。従って、将来の
ある短い時間で信号速度を予測するために、時間変化す
るデータセットを分析することは、通常簡単なことであ
る。この情報は、原データ信号に対する参照を必要とせ
ずに、本発明によるシステム及び方法を使用してデータ
セットを埋め込み、時間変化するデータセットから抽出
するために使用することができる。

【０１９８】このようにして、本発明によるシステム及
び方法の第２の例示的な実施形態の多様な例示的な実施
形態では、原データセットが分析され、重要な次元ｘに
沿った原データセットの速度が、予測される速度と一致
するように変更される。一次予測アルゴリズムが使用さ
れる場合、速度調整済みの信号が一定の速度を有するだ
ろう。高次予測アルゴリズムが使用される場合、速度調
整済みの信号は、この高次予測によって規定される速度
を正確に有するだろう。それから、速度調整済みの信号
は、図１から図１０に関して上記に概略されたシステム
及び方法の多様な例示的な実施形態を使用して重要な次
元ｘに沿って延びる速度調整済みの信号の部分を選択的
に次元圧縮及び次元展開することによってさらに修正さ
れる。

【０１９９】埋め込まれたデータを復元するためには、
特定の一次または高次予測アルゴリズムに基づいて予測
された速度とウォータマークされたデータセットの実際
の速度の間の速度差だけが識別される必要がある。これ
は、出現するはずである速度差だけが、埋め込まれたデ
ータをウォータマークされたデータセットに符号化する
選択された次元展開及び次元圧縮のために発生する差で
あるためである。予測アルゴリズムが一貫している限
り、予測アルゴリズムが特に正確である必要はないこと
を理解されたい。しかしながら、言うまでもなく、予測
アルゴリズムが正確であるほど、速度調整済みの信号は
原信号によりうまく一致するだろう。

【０２００】図１１は、本発明により原データのセット
にウォータマークデータを埋め込むための方法の第２の
例示的な実施形態を概略するフローチャートである。図
１１に示されるように、この方法の動作はステップＳ３
００で開始し、原データセットが入力されるステップＳ
３１０へ続く。それから、ステップＳ３２０で、原デー
タセットが分析される。次に、ステップＳ３３０で、ス
テップＳ３２０での原データの分析に基づいて、原デー
タの部分ごとに予測される速度が求められる。それか
ら、動作はステップＳ３４０へ続く。

【０２０１】ステップＳ３４０では、原データの各部分
の速度は、ステップＳ３３０で求められたその部分の予
測速度に一致するように変更される。次に、ステップＳ
３５０では、原データの中に埋め込まれるデータのセッ
ト、つまりウォータマークデータが入力される。それか
ら、ステップＳ３６０で、速度マップｆ（ｑ）が、埋め
込まれるデータに基づいて生成される。それから、動作
はステップＳ３７０へ続く。

【０２０２】ステップＳ３７０では、ステップＳ３１０
で入力された原データの部分が、ステップＳ３５０で入
力される、埋め込まれるデータが埋め込まれているウォ
ータマークされたデータを生成するために、速度マップ
ｆ（ｑ）に基づいて選択的に次元圧縮及び次元展開され
る。次に、ステップＳ３８０では、ウォータマークされ
たデータが出力される。それから、ステップＳ３９０
で、方法の動作が終了する。

【０２０３】ステップＳ３５０では、ウォータマークさ
れたデータが多岐に渡る方法で出力できることを理解さ
れたい。例えば、ウォータマークされたデータが音声デ
ータである場合、ウォータマークされたデータは、デジ
タル音声テープまたは標準アナログカセットテープの上
に記憶され、ＡＭ、ＦＭまたは衛星ラジオ放送として一
斉送信し、ストリーミングＭＰ３またはリアル音声フォ
ーマットを介して、分散ネットワーク上で流すことがで
きる。代わりに、音声ファイルは、それがすでにデジタ
ル形式ではない場合にはデジタル化し、コンパクトディ
スク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、または任意の他の揮発性
または不揮発性のデジタルメモリデバイスに記憶するこ
とができる。さらに、ウォータマークされたデータファ
イルは、音声データファイルに適切な任意の既知の、あ
るいは後に開発されるデータ圧縮技法を使用してデータ
圧縮し、上述されたメモリデバイスの１つに記憶するこ
とができる。データが圧縮されているかどうかに関係な
く、ウォータマークされた音声データが、既知のあるい
は後のプレイバックデバイス、あるいはインターネッ
ト、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、
記憶領域ネットワーク、イントラネット、エクストラネ
ット、公衆加入電話網及び／またはケーブルテレビ網な
どの分散ネットワーク上での記憶及び／またはプレイバ
ックのために遠隔して位置するコンピュータまたは記憶
装置に伝送することができることも理解されたい。

【０２０４】図１２は、本発明に従ってウォータマーク
されたデータファイルから埋め込まれたデータを抽出す
るための方法の１つの例示的な実施形態を概略するフロ
ーチャートである。図１２に示されるように、この方法
の動作はステップＳ４００で開始し、ウォータマークさ
れたデータファイルが入力されるステップＳ４１０へ続
く。それから、ステップＳ４２０では、ウォータマーク
されたデータファイルが分析される。次に、ステップＳ
４３０では、ステップＳ４２０でのウォータマークされ
たデータの分析に基づいて、ウォータマークされたデー
タの各部分の予測された速度が求められる。それから、
動作はステップＳ４４０へ続く。

【０２０５】ステップＳ４４０では、ウォータマークさ
れたデータの部分ごとに、その部分について予測される
速度とその部分の実際の速度との差が求められる。次
に、ステップＳ４５０では、ウォータマークされたデー
タの各部の予測された速度とウォータマークされたデー
タ各部の実際の速度との求められた差に基づいて、速度
マップが生成される。それから、ステップＳ４６０で
は、該速度マップがウォータマークされたデータの中に
埋め込まれた埋め込み済みデータを得るために変換また
は復号される。それから、動作はステップＳ４７０へ続
く。

【０２０６】ステップＳ４７０では、埋め込まれたデー
タは、１つ以上のデータ受信側に出力される。それか
ら、ステップＳ４８０では、この方法の動作が終了す
る。

【０２０７】ステップＳ４７０において、ウォータマー
クされたデータから抽出された埋め込み済みのデータ
が、それを表示または印刷することによって出力できる
ことを理解されたい。埋め込み済みのデータは、表示記
憶または追加伝送のために抽出されたデータを別個のサ
イトに伝送するために、抽出されたデータを記憶するこ
とによって、または図３に関して上述されたものなどの
伝送システム上で抽出されたデータを伝送することによ
っても出力することができる。

【０２０８】図１３は、本発明によるウォータマーク埋
め込みシステム５００の１つの例示的な実施形態を示
す。図１３に示されるように、ウォータマーク埋め込み
システム５００は、それぞれが１本以上のデータ／制御
バスまたはアプリケーションプログラミングインタフェ
ース５８０によって相互接続される、入力／出力インタ
フェース５１０、制御装置５２０、メモリ５３０、速度
予測回路またはルーチン５４０、速度調整回路またはル
ーチン５５０、速度マップ生成回路またはルーチン５６
０、及びウォータマークデータ生成回路またはルーチン
５７０を含む。さらに図１３に示されるように、１つ以
上のユーザ入力装置５９０が、入力／出力インタフェー
スに１つ以上のリンク５９２上で接続される。さらに、
データ受信側４００がリンク４１０上で接続されるよう
に、データソース３００は入力出力インタフェース５１
０にリンク３１０上で接続される。

【０２０９】リンク５７２、３１０、及び４１０のそれ
ぞれは、その内のどれかが１つ以上の無線部分を含むで
あろう直接ケーブル接続、広域ネットワークまたはロー
カルエリアネットワーク上の接続、イントラネット上の
接続、インターネット上の接続、または任意のそれ以外
の分散型処理ネットワークまたはシステム上の接続を含
むウォータマーク埋め込みシステム５００に、１つ以上
のユーザ入力装置５７０、データソース３００及びデー
タ受信側４００をそれぞれ接続するために既知のまたは
後に開発されるデバイスまたはシステムを使用して実現
することができる。一般的には、リンク５７２、３１０
及び４１０のそれぞれが、１つ以上のユーザ入力装置５
７０、データソース３００、及びデータ受信側４００の
それぞれをウォータマーク埋め込みシステム５００に接
続するために使用できる既知のまたは後に開発される接
続システムまたは構造である場合がある。

【０２１０】入力／出力インタフェース５１０は、デー
タソース３００及び／または該１つ以上のユーザ入力装
置５９０からデータを入力し、データをデータ受信側４
００に出力する。また、入力出力インタフェース５１０
は、制御装置５２０、メモリ５３０、及び／または速度
予測回路またはルーチン５４０の１つ以上にデータを出
力し、制御装置５２０、メモリ５３０、及び／またはウ
ォータマークデータ生成回路またはルーチン５７０の１
つ以上からデータを受信する。

【０２１１】メモリ５３０は、原データ部５３２、埋め
込み済みデータ部５３４、速度予測データ部分５３６、
調整済み原データ部５３７、速度マップ部５３８、及び
ウォータマーク済みデータ部５３９の１つ以上を含む。
原データ部５３２は、埋め込み済みデータ部５３４の中
に記憶された埋め込みデータが、ウォータマークされた
データを形成するために埋め込まれるであろう原データ
を記憶する。埋め込み済みデータ部５３４は、原データ
の中に埋め込まれる埋め込み済みデータを記憶する。予
測速度データ部５３６は、原データの部分ごとに予測さ
れる速度を記憶する。調整済み原データ部５３７は、原
データの部分について予測される速度に一致する速度を
有する速度調整済み原データを記憶する。速度マップ部
５３８は、速度マップ生成回路またはルーチン５６０に
よって生成される速度マップを記憶する。ウォータマー
ク済みデータ部５３９は、ウォータマークデータ生成回
路またはルーチン５７０によって生成されるウォータマ
ーク済みデータを記憶する。メモリは、ウォータマーク
埋め込みシステム５００を動作するために制御装置５２
０によって使用される１つ以上の制御ルーチンを記憶す
ることもできる。

【０２１２】メモリ５３０は、変更可能な揮発性または
不揮発性メモリ、あるいは変更不可の、つまり固定され
たメモリの適切な組み合わせを使用して実現することが
できる。変更可能なメモリは、揮発性であるか、不揮発
性であるかに関係なく、静的ＲＡＭまたは動的ＲＡＭ、
フロッピー（Ｒ）ディスクとディスクドライブ、書き込
み可能または再−再書き込み可能光ディスクとディスク
ドライブ、ハードドライブ、フラッシュメモリ等のどれ
か１つ以上を使用して実現することができる。同様に、
変更不可のつまり固定されたメモリは、ＣＤ−ＲＯＭデ
ィスクまたはＤＶＤ−ＲＯＭディスクなどのＲＯＭ、Ｐ
ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、光ＲＯＭディスク
とディスクドライブ等のどれか１つ以上を使用して実現
することができる。

【０２１３】図１３に示される回路またはルーチンのそ
れぞれが、適切にプログラミングされた汎用コンピュー
タの部分として実現できることを理解されたい。代わり
に、図１３に示される回路またはルーチンのそれぞれ
は、ＡＳＩＣ内の物理的に別個のハードウェア回路とし
て、あるいはＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬＡ、またはＰＡ
Ｌ、デジタル信号プロセッサを使用するか、あるいは離
散論理素子または離散論理素子を使用して実現すること
ができる。図１３に示される回路またはルーチンのそれ
ぞれが取るであろう特定の形態は設計上の選択肢であ
り、当業者に明らかで、予測可能であろう。

【０２１４】動作中、データソース３００は、入力出力
インタフェース５９０に対し、リンク３１０上へ原デー
タのセット及び／または埋め込まれたデータのセットの
１つまたは両方を出力する。同様に、ユーザ入力装置５
９０は、所望される場合、リンク５９２の上で入力出力
インタフェース５１０に、原データ及び／または埋め込
まれたデータのセットの１つ以上を入力するために使用
できる。どのデータが入力されるのかに応じて、入力出
力インタフェース５１０は、原データ部５３２の中に原
データの受信されたセットを、及び／または埋め込み済
みデータ部５３４の中に埋め込まれたデータを記憶す
る。しかしながら、データのこれらのセットのどちらか
あるいは両方が、より早い時期に、ウォータマーク埋め
込みシステム５１０の中に過去に入力できたであろうこ
とを理解されたい。

【０２１５】速度予測回路またはルーチン５４０は、制
御装置５２０の制御下で、入力／出力インタフェース５
１０または原データ部５３２のどちらかから、原データ
を入力する。速度予測回路またはルーチン５４０は、原
データの部分ごとに、その部分の予測されるまたは予想
される速度を求める。速度予測回路またはルーチン５４
０は、制御装置５２０の制御下で、原データの各部分に
ついての予測される速度を、予測速度データ部５３６
に、または直接に速度調整回路またはルーチン５５０に
出力する。

【０２１６】それから、制御装置５２０の制御下の速度
マップ生成回路またはルーチン５６０は、埋め込み済み
データ部５３４から埋め込まれたデータを入力し、埋め
込まれたデータを速度調整済み原データの中に埋め込む
ために、速度調整済み原データの部分を次元圧縮する、
及び／または次元展開するために使用できる速度マップ
を生成する。速度マップ生成回路またはルーチン５６０
が、ウォータマーク済みデータに原データを修正するた
めに使用できる速度マップに、埋め込まれるデータを変
換するために、本出願に開示されるものを含むが、それ
らに限られない既知のまたは後に開発される符号化方式
を使用することができることを理解されたい。それか
ら、速度マップ生成回路またはルーチン５６０は、制御
装置５２０の制御下で、メモリの速度マップ部５３８
に、または直接的にウォータマークデータ生成回路また
はルーチン５７０に生成された速度マップを出力する。

【０２１７】ウォータマークデータ生成回路またはルー
チン５７０は、制御装置５２０の制御下で、速度マップ
部５３８から、または速度マップ生成回路またはルーチ
ン５６０から直接に速度マップを入力する。ウォータマ
ークデータ生成回路またはルーチン５７０は、制御装置
５２０の制御下で、調整済み原データ部５３７に記憶さ
れた速度調整済み原データも入力する。それから、ウォ
ータマークデータ生成回路またはルーチン５７０は、埋
め込み済みデータを速度調整済み原データの中に埋め込
み、ウォータマークされたデータを形成するために、速
度マップに基づいて定められた次元に沿って速度調整済
み原データを選択的に次元圧縮及び／または次元展開す
ることによって、速度調整済み原データを修正する。そ
れから、ウォータマークデータ生成回路またはルーチン
５７０は、ウォータマークされたデータを出力し、制御
装置５２０の制御下で、それをウォータマーク済みデー
タ部５３９の中に記憶するか、あるいは直接的に入力／
出力インタフェース５１０に提供する。

【０２１８】ウォータマークされたデータがウォータマ
ークデータ生成回路またはルーチン５５０によって生成
された後、ウォータマークされたデータは、メモリ５３
０のウォータマーク済みデータ部５３９の中に無期限に
記憶することができる。ウォータマークされた埋め込み
システム５００の外側でウォータマーク済みのデータが
必要とされるときなどに、入力／出力インタフェース５
１０は、制御装置５２０の制御下で、ウォータマークデ
ータ生成回路またはルーチン５７０またはウォータマー
ク済みデータ部５３９から直接的にウォータマークデー
タを入力し、リンク４１０上でデータ受信側４００にウ
ォータマーク済みデータを出力する。

【０２１９】図１４は、本発明によるウォータマーク抽
出システム６００の１つの例示的な実施形態を示す。図
１４に示されるように、ウォータマーク抽出システム６
００は、それぞれが１本以上のデータ／制御バスまたは
アプリケーションインタフェース６７０によって相互接
続される、入力／出力インタフェース６１０、制御装置
６２０、メモリ６３０、速度予測回路またはルーチン６
４０、速度マップ生成回路またはルーチン６５０、及び
埋め込み済みデータ復号回路またはルーチン６６０を含
む。

【０２２０】図１４に示されるように、入力／出力イン
タフェース６１０は、リンク３１２上でデータソース３
００に、リンク４１２上でデータ受信側４００に、及び
１つ以上のリンク６９２上で１つ以上のユーザ入力装置
６９０に接続される。上述されたように、データソース
３００及びデータ受信側４００のそれぞれが、図５に関
して上記に概略された形式のどれかを取ることができ
る。

【０２２１】リンク６９２、３１２及び４１２のそれぞ
れが、ユーザ入力装置６９０、データソース３００及び
データ受信側４００のそれぞれを、そのどれかが１つ以
上の無線部分を含む、直接ケーブル接続、広域ネットワ
ークまたはローカルエリアネットワーク上の接続、イン
トラネット上の接続、インターネット上の接続、あるい
はその他の分散処理ネットワークまたはシステムを含む
ウォータマーク抽出システム６００に接続するために、
既知のまたは後に開発されるデバイスまたはシステムを
使用して実現することができる。一般的には、リンク６
９２、３１２、及び４１２のそれぞれが、１つ以上のユ
ーザ入力装置６９０、データソース３００、及びデータ
受信側４００をそれぞれウォータマーク抽出システム６
００に接続するために使用できる既知の、あるいは後に
開発される接続システムまたは構造である場合がある。

【０２２２】メモリ６３０は、ウォータマーク済みデー
タ部６３２予測速度データ部６３４、速度マップ部６３
６及び埋め込み済みデータ部６３８を含む。メモリ６３
０は、ウォータマーク抽出システム６００を制御するた
めに、制御装置６２０によって使用可能な１つ以上の制
御プログラムまたはルーチンも記憶できる。ウォータマ
ーク済みデータ部６３２は、埋め込まれたデータを含む
ウォータマーク済みデータを記憶する。予測速度データ
部６３４は、速度予測回路またはルーチン６４０によっ
て求められる予測速度を記憶する。速度マップ部６３６
は、速度マップ生成回路またはルーチン６５０によって
生成される速度マップを記憶する。埋め込み済みデータ
６３８は、速度マップ部６３６の中に記憶される速度マ
ップから埋め込み済みデータ復号回路またはルーチン６
６０によって復号される埋め込みデータを記憶する。

【０２２３】メモリ６３０は、変更可能な揮発性または
不揮発性のメモリまたは変更不可の、つまり固定され
た、メモリの適切な組み合わせを使用して実現すること
ができる。変更可能メモリは、揮発性であるか、あるい
は不揮発性であるかに関係なく、静的または動的ＲＡ
Ｍ、フロッピー（Ｒ）ディスクとディスクドライブ、書
き込み可能または再−再書き込み可能光ディスクとディ
スクドライブ、ハードドライブ、フラッシュメモリ等の
どれか１つ以上を使用して実現できる。同様に、変更不
可つまり固定されたメモリは、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶ
Ｄ−ＲＯＭなどのＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥ
ＰＲＯＭ、光ＲＯＭディスクのどれか１つ以上を使用し
て実現できる。

【０２２４】図１４に示される回路またはルーチンのそ
れぞれが、適切にプログラミングされた汎用コンピュー
タの部分として実現できることを理解されたい。代わり
に、図１４の回路またはルーチンのそれぞれは、ＡＳＩ
Ｃ内の物理的に別個のハードウェア回路として、あるい
はＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬＡ、またはＰＡＬ、デジタル
信号プロセッサを使用して、または離散論理素子または
離散回路素子を使用して実現することができる。図１４
に示される回路またはルーチンのそれぞれが取るであろ
う特定の形式は、設計選択肢であり、当業者に明らか
で、予測可能となるだろう。

【０２２５】データソース３００は、ウォータマーク抽
出システム６００に対して、ウォータマーク済みデータ
部６３２に記憶されるウォータマーク済みデータを出力
するために使用できる。同様に、該１つ以上のユーザ入
力装置６９０は、ウォータマーク済みデータを入力する
ために使用できる。データ受信側４００は、入力出力イ
ンタフェース６１０から、ウォータマーク抽出システム
６００によって抽出される埋め込み済みデータを入力す
るために使用できる。動作中、ウォータマーク抽出シス
テム６００がすでにウォータマーク済みデータを含んで
いるわけではない場合、ウォータマーク抽出システム６
００は、データソース３００または１つ以上のユーザ入
力装置６９０の１つから失われたデータを得る。そのデ
ータがデータソース３００あるいは１つ以上のユーザ入
力装置６９０から受信される場合、そのデータは入力出
力インタフェース６１０を通して入力され、ウォータマ
ーク済みデータ部６３２に記憶される。

【０２２６】次に、制御装置６２０の制御下で、ウォー
タマーク済みデータ部６３２に記憶されるウォータマー
ク済みデータは、速度予測回路またはルーチン６４０に
出力される。速度予測回路またはルーチン６４０は、ウ
ォータマーク済みデータの部分ごとに速度を予測する。
それから、速度予測回路またはルーチン６４０は、制御
装置６２０の制御下で、予測速度データを予測速度デー
タ部６３４に記憶するか、あるいは速度マップ生成回路
またはルーチン６５０にそれを直接的に提供するかのど
ちらかである。

【０２２７】速度マップ生成回路またはルーチン６５０
は、予測速度に基づき、ウォータマーク済みデータのそ
の部分について予測または予想される速度を基準にし
て、ウォータマーク済みデータのどの部分が次元圧縮ま
たは次元展開されたのかを示す速度マップを生成する。
速度マップ生成回路またはルーチン６５０は、制御装置
６２０の制御下で速度マップを速度マップ部６３６に記
憶するか、あるいは埋め込み済みデータ復号回路または
ルーチン６６０にそれを直接的に提供するかのどちらか
である。

【０２２８】埋め込み済みデータ復号回路またはルーチ
ン６６０は、制御装置６２０の制御下で、速度マップ部
６３６から、または直接的に速度マップ生成回路または
ルーチン６５０から速度マップを入力する。埋め込み済
みデータ復号回路またはルーチン６６０は、埋め込まれ
たデータから速度マップを生成し、速度マップから埋め
込まれたデータを得るために使用される元の符号化方式
に基づいて、速度マップを復号する。それから、埋め込
み済みデータ符号化回路またはルーチンが、制御装置６
２０の制御下で、データ受信側４００への伝送のため
に、復号された埋め込み済みデータを直接的に入力出力
インタフェース６１０に提供するか、あるいはそれを埋
め込み済みデータ部６３８に記憶する。

【０２２９】図１５は、本発明によるウォータマーク埋
め込みシステム７００の第３の例示的な実施形態を示
す。特に、図１５に示されるウォータマーク埋め込みシ
ステムの第３の例示的な実施形態は、セルフクロッキン
グ（自己計時）ウォータマークデータファイルを出力す
る。図１５に示されるように、データソース７１０は、
原データ信号をデータ信号線路またはリンク７１２上で
遅延回路７２０まで出力する。また、データソース７１
０は、原データセットを、信号線路またはリンク７１４
上で調整装置７５０に、信号線路またはリンク７１６上
でコンパレータ７４０に出力する。遅延回路７２０は、
原データ信号を遅延させ、遅延した原データ信号を信号
線路またはリンク７２２上で速度予測装置７３０に出力
する。

【０２３０】速度予測装置７３０は、遅延された原デー
タ信号を分析し、予測された速度を信号線路またはリン
ク７３２上でコンパレータ７４０に出力する。コンパレ
ータ７４０は、速度予測装置７３０から復元されるデー
タ信号の予測される速度と、信号線路またはリンク７１
６上で受信される原データ信号の実際の速度を比較す
る。比較に基づいてコンパレータ７４０によって求めら
れる差の程度に基づき、コンパレータ７４０は、調整信
号を信号線路７４２上で調整装置７５０に出力する。

【０２３１】調整装置７５０は、原データ信号の実際の
速度が、信号線路またはリンク７４２上で受信される調
整信号に基づいて、原信号の予測される速度に一致する
ように、最初に、信号線路７１４上で受信される原デー
タ信号を調整する。それから、調整装置７５０は、さら
に、所望されるデータを速度調整済み原データセットに
埋め込み、セルフクロッキングウォータマークデータセ
ットを生成するために、所定の速度マップに基づいて速
度調整済み原データ信号の速度を調整する。それから、
調整装置７５０は、セルフクロッキングウォータマーク
データセットを信号線路またはリンク７５２上でデータ
受信側７６０に出力する。

【０２３２】図１６は、本発明によるウォータマーク抽
出システムまたはデバイス８００の第３の例示的な実施
形態を示す。図１６に示されるように、ウォータマーク
抽出デバイスまたはシステム８００の第３の例示的な実
施形態は、ウォータマークデータ信号を信号線路または
リンク８１２上で遅延回路８２０に出力するデータソー
ス８１０を含む。該データソース８１０は、信号線路８
１４上でコンパレータ８４０にセルフクロッキングウォ
ータマークデータ信号も出力する。遅延回路８２０は、
所定量、セルフクロッキングウォータマークデータ信号
を遅延させ、遅延したセルフクロッキングウォータマー
クデータ信号を、信号線路またはリンク８２２上で速度
予測装置８３０に出力する。速度予測装置８３０は、遅
延したセルフクロッキングウォータマークデータ信号を
分析し、遅延したセルフクロッキングウォータマークデ
ータ信号の各部についての予測される速度を、信号線路
またはリンク８３２上でコンパレータ８４０に出力す
る。

【０２３３】コンパレータ８４０は、ウォータマークデ
ータセットの部分ごとに、信号線路またはリンク８１４
上で受信されたセルフクロッキングウォータマークデー
タ信号の実際の速度を、信号線路５３２上で速度予測装
置８３０から受信される予測される速度と比較する。比
較に基づき、コンパレータ８４０は、ウォータマークデ
ータセットの部分ごとに、セルフクロッキングウォータ
マークデータ信号の予測速度と実際の速度の差に対応す
る速度マップを生成する。それから、コンパレータ８４
０は、速度マップを抽出され、復号された埋め込み済み
データの文字列に変換するために所定の符号化方式を適
用する。それから、コンパレータ８４０は、信号線路ま
たはリンク８４２上でデータ受信側８５０に抽出され、
復号された埋め込み済みデータを出力する。

【０２３４】上記に概略された多様な例示的な実施形態
において、ウォータマーク埋め込みシステム１００と３
００、及びウォータマーク抽出システム２００と４００
は、それぞれ、プログラミングされた汎用コンピュータ
を使用して実現することができる。ただし、ウォータマ
ーク埋め込みシステム１００と３００、及びウォータマ
ーク抽出システム２００と４００は、それぞれ、専用コ
ンピュータ、プログラミング済みマイクロプロセッサま
たはマイクロコントローラ、及び周辺集積回路素子、な
らびにＡＳＩＣまたはその他の集積回路、デジタル信号
プロセッサ、離散素子回路などのハードウェア電子回路
または論理回路、ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ、ＰＡＬな
どの書き込み可能論理回路等を使用して実現することが
できる。一般的には、図５、図６、図１１及び図１２に
示されるフローチャートの１つ以上を実現することがで
きる有限状態マシーンを実現することができる任意の素
子が、それぞれ、ウォータマーク埋め込みシステム１０
０と３００、及びウォータマーク抽出システム２００と
４００の１つ以上を実現するために使用できる。

【０２３５】上記に概略されたウォータマーク埋め込み
システム１００と３００、及びウォータマーク抽出シス
テム２００と４００の多様な例示的な実施形態の回路及
び素子のそれぞれは、適切なプログラミングされた汎用
コンピュータの部分として実現することができる。代わ
りに、上記に概略されたウォータマーク強調システム２
００の多様な例示的な実施形態の回路及び素子のそれぞ
れは、ＡＳＩＣ内の物理的に別個のハードウェア回路と
して、あるいはＦＰＧＡ、ＰＤＬ、ＰＬＡまたはＰＡＬ
を使用して、または離散論理素子または離散回路素子を
使用して、実現することができる。それぞれ上記に概略
される、ウォータマーク埋め込みシステム１００と３０
０、及びウォータマーク抽出システム２００と４００の
多様な例示的な実施形態の回路及び素子のそれぞれが取
るであろう特定の形は、設計選択肢であり、当業者に明
らかで、予測可能であろう。

【０２３６】さらに、上記に概略されたウォータマーク
埋め込みシステム１００と３００、及びウォータマーク
抽出システム２００と４００の多様な例示的な実施形
態、及び／または上述された多様な回路及び素子は、プ
ログラミングされた汎用コンピュータ、専用コンピュー
タ、マイクロプロセッサ等上で実行されるソフトウェア
ルーチン、マネージャまたはオブジェクトとしてそれぞ
れ実現することができる。この場合、ウォータマーク埋
め込みシステム１００と３００、およびウォータマーク
抽出システム２００と４００の多様な例示的な実施形
態、及び／または上述された多様な回路及び素子のそれ
ぞれは、通信網の中に埋め込まれる１つ以上のルーチン
として、サーバ上に常駐するリソースとして、プリンタ
ドライバのリソース等として実現することができる。ウ
ォータマーク埋め込みシステム１００と３００、及びウ
ォータマーク抽出システム２００と４００の多様な例示
的な実施形態、及び上述された多様な回路及びルーチン
は、ウォータマーク埋め込みシステム１００と３００及
びウォータマーク抽出システム２００と４００の１つ以
上を、ウェブサーバまたはクライアントデバイスのハー
ドウェア及びソフトウェアなどのソフトウェア及び／ま
たはハードウェアシステムの中に物理的に組み込むこと
によって実現することもできる。

【０２３７】本発明は、上記に概略された例示的な実施
形態に関係して説明されてきたが、多くの代替策、変型
及び変化が、当業者にとって明らかであろうことは明白
である。結果的に、発明の例示的な実施形態は、上記に
述べられたように、制限的ではなく、例示的であること
が意図される。多様な変更は、発明の精神及び範囲から
逸脱することなく加えられてよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に従って音声ファイルの中にウォータ
マークを埋め込むために、音声ファイルの部分をどのよ
うにして時間展開及び時間圧縮することができるのかを
示す。

【図２】 本発明の実施形態による例示的な速度マップ
を示す。

【図３】 画像の中にまたは音声ファイルの中にウォー
タマークを埋め込むための方法の第１の例示的な実施形
態を概略するフローチャートである。

【図４】 ウォータマークされた画像またはウォータマ
ークされた音声ファイルから、埋め込まれたウォータマ
ークを抽出するための方法の第１の例示的な実施形態を
概略するフローチャートである。

【図５】 本発明によるウォータマーク埋め込みシステ
ムの第１の例示的な実施形態を示すブロック図である。

【図６】 本発明によるウォータマーク抽出システムの
第１の例示的な実施形態を示すブロック図である。

【図７】 本発明に従って時間圧縮された、及び時間展
開された部分を使用して音声ファイルの中にバイナリ情
報を符号化するある方法を図解する。

【図８】 復元された速度マップの１つの例示的な実施
形態及びバイナリ文字列「００１０」を本発明による音
声ファイルの中に埋め込むために有効な予想テンプレー
トの１つの例示的な実施形態を示す。

【図９】 画像の部分が、本発明に従って画像の中にウ
ォータマークを埋め込むためにどのようにして空間的に
展開及び空間的に圧縮できるのかを示す。

【図１０】 図４に示される画像に対する空間的な修正
を示す。

【図１１】 ウォータマークをデータファイルの中に埋
め込むための方法の第２の例示的な実施形態を概略する
フローチャートである。

【図１２】 ウォータマークされたデータファイルから
埋め込まれたデータファイルを抽出するための方法の第
２の例示的な実施形態を概略するフローチャートであ
る。

【図１３】 本発明によるウォータマーク埋め込みシス
テムの第２の例示的な実施形態を示すブロック図であ
る。

【図１４】 本発明によるウォータマーク抽出システム
の第２の例示的な実施形態を示すブロック図である。

【図１５】 本発明に従って時間変化データの中にウォ
ータマークを埋め込むシステムまたはデバイスの第３の
例示的な実施形態を示す。

【図１６】 本発明に従ってウォータマークされた時間
変化データファイルからウォータマークを抽出するシス
テムまたはデバイスの第３の例示的な実施形態を示す。

【符号の説明】

１０ 基準 ２０ ウォータマーク済み １１０、２１０、５１０、６１０ 入力／出力インタフ
ェース １２０、２２０、５２０、６２０ 制御装置 １３０、２３０、５３０、６３０ メモリ １３２、２３４、５３２ 原データ部 １３４、２３９、６３８ 埋め込み済みデータ部 １３６、２３８、５３８、６３６ 速度マップ部 １３８、２３２、５３９、６３２ ウォータマーク済み
データ部 １４０、２６０、５６０ 速度マップ生成回路またはル
ーチン １５０、５７０ ウォータマークデータ回路またはルー
チン １７０、２９０、５９０、６９０ ユーザ入力装置 ２３６ 分析データ部 ２４０ 分析データ生成回路またはルーチン ２５０ 整列回路またはルーチン ２７０ 埋め込み済みデータ復号回路またはルーチン ３００、７１０、８１０ データソース ４００、７６０、８５０ データ受信側 ５３４、６３４ 予測速度データ部 ５３６ 調整済み原データ部 ５５０ 原データ変更回路またはルーチン ６４０ 速度予測回路またはルーチン ７１０、８１０ データソース ７２０、８２０ 遅延回路 ７４０、８４０ コンパレータ ７５０ 調整装置 ７３０、８３０ 速度予測装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン アドコック アメリカ合衆国 94304 カリフォルニア 州 パロ アルト ヒルビュー アベニュ ー 3400 ビルディング ４ エフエック ス パロ アルト ラボラトリー インコ ーポレイテッド内 Ｆターム(参考） 5B057 CB19 CE08 CE09 CG01 CG07 DA08 5C076 AA14 BA06

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データの第１セットをデータの第２セッ
   トの中に埋め込むための方法であって、該データの第２
   セットが、それに沿って延びる少なくとも１つの次元を
   有し、前記方法は、 データの第２セットを複数の部分に分割し、該複数の部
   分のそれぞれが前記少なくとも１つの次元のうちの少な
   くとも第１の次元に沿った範囲を有し、 データの第１セットを符号化する圧縮及び展開の領域の
   パターンを生成し、 データの第１セットをデータの第２セットの中に埋め込
   むために、前記圧縮領域及び展開領域のパターンに従っ
   て、少なくとも前記第１の次元に沿ってデータの第２セ
   ットの部分の少なくともいくらかの範囲を選択的に次元
   圧縮及び展開すること、 を備える方法。
2. 【請求項２】 前記データの第２セットの部分の少なく
   ともいくらかの範囲を選択的に次元圧縮及び展開する前
   に、 前記複数の部分ごとに予測される速度を求めるためにデ
   ータの第２セットを分析し、 データの第２セットの複数の部分のそれぞれに、その部
   分についての実際の速度がその部分についての予測され
   る速度に一致するように、その部分についての実際の速
   度を修正すること、 をさらに備える、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記複数の部分のそれぞれについて予測
   される速度を求めるためにデータの第２セットを分析す
   ることが、速度についての所定の関数に基づいて予測さ
   れる速度を求めることを備える、請求項２に記載の方
   法。
4. 【請求項４】 前記データの第２セットが、静止画像デ
   ータ及びビデオデータのうちの少なくとも１つであり、 前記少なくとも１つの次元が少なくとも第１の空間次元
   であり、 前記データの第２セットを複数の部分に分割すること
   が、データの第２セットを、前記第１の空間次元に沿っ
   て延びる複数の部分に分割することを備え、 前記少なくとも第１の次元に沿ってデータの第２セット
   の部分の少なくともいくつかの範囲を選択的に次元圧縮
   及び次元展開することが、前記第１の空間次元に沿って
   データの第２セットの部分の少なくともいくらかの範囲
   を選択的に次元圧縮及び展開することを備える、 請求項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 データの第２セットが、静止画像データ
   及びビデオデータのうちの少なくとも１つであり、 前記少なくとも１つの次元が、第１の空間次元及び第２
   の空間次元を備え、 前記データの第２セットを複数の部分に分割すること
   が、データの第２セットを、第１の空間次元及び第２の
   空間次元のそれぞれに沿った成分を有する軸に沿って延
   びる複数の部分に分割することを備え、 前記少なくとも第１の次元に沿ってデータの第２セット
   の部分の少なくともいくつかの範囲を選択的に次元圧縮
   及び展開することが、前記軸に沿ってデータの第２セッ
   トの部分の少なくともいくらかの範囲を選択的に次元圧
   縮及び展開することを備える、 請求項１に記載の方法。
6. 【請求項６】 データの第１セットをデータの第２セッ
   トの中に埋め込むシステムであって、前記データの第２
   セットが、それに沿って延びる少なくとも１つの次元を
   有し、前記データの第２セットが複数の部分を有し、該
   複数の部分のそれぞれが、前記少なくとも１つの次元の
   うちの少なくとも第１の次元に沿った範囲を有し、前記
   システムは、 前記データの第１セットを符号化する圧縮領域及び展開
   領域のパターンを生成する速度マップ生成回路またはル
   ーチンと、 前記データの第２セットの中にデータの第１セットを埋
   め込むために、圧縮領域及び展開領域のパターンに従っ
   て、少なくとも第１の次元に沿ったデータの第２セット
   の部分の少なくともいくらかの範囲を選択的に次元圧縮
   及び展開するウォータマーク回路またはルーチンと、 を備えるシステム。
7. 【請求項７】 前記データの第２セットを分析し、前記
   複数の部分のそれぞれに予測される速度を求める速度予
   測回路またはルーチンと、 前記データの第２セットの前記複数の部分のそれぞれに
   ついて、その部分の実際の速度がその部分の予測される
   速度と一致するように、その部分の実際の速度を修正す
   る速度変更回路またはルーチンと、 をさらに備える、請求項６に記載のシステム。
8. 【請求項８】 前記データの第２セットが静止画像デー
   タ及びビデオデータのうちの少なくとも１つであり、 前記少なくとも１つの次元が、少なくとも第１の空間次
   元であり、 前記データの第２セットが、第１の空間次元に沿って延
   びる複数の部分に分割され、 ウォータマーク回路またはルーチンが、前記第１の空間
   次元に沿ってデータの第２セットの部分の少なくともい
   くらかの範囲を選択的に次元圧縮、展開する、 請求項６に記載のシステム。
9. 【請求項９】 前記データの第２セットが、静止画像デ
   ータ及びビデオデータのうちの少なくとも１つであり、 前記少なくとも１つの次元が、第１の空間次元及び第２
   の空間次元を備え、 前記データの第２セットが、前記第１の空間次元及び前
   記第２の空間次元のそれぞれに沿った成分を有する軸に
   沿って延びる複数の部分に分割され、 ウォータマーク回路またはルーチンが、前記軸に沿って
   データの第２セットの部分の少なくともいくらかの範囲
   を選択的に次元圧縮及び展開する、 請求項６に記載のシステム。
10. 【請求項１０】 データの第１セットを、前記データの
    第１セットが埋め込まれているデータの第２セットから
    抽出するための方法であって、該データの第２セット
    は、それに沿って延びる少なくとも１つの次元を有し、
    複数の部分を有し、該複数の部分のそれぞれが前記少な
    くとも１つの次元のうちの少なくとも第１の次元に沿っ
    た範囲を有し、前記方法は、 前記データの第１セットが埋め込まれている前記データ
    の第２セットを、データの第１セットを含まないデータ
    の第２セットの基準コピーと比較し、 比較に基づいてデータの第１セットを符号化する複数の
    部分の次元圧縮及び次元展開された部分のパターンを生
    成し、 前記複数の部分の次元圧縮及び次元展開されたパターン
    を、データの第１セットに変換すること、 を備える方法。
11. 【請求項１１】 前記データの第１セットが埋め込まれ
    ているデータの第２セットを、データの第１セットを含
    まないデータの第２セットの基準コピーと比較すること
    が、 前記データの第１セットが埋め込まれているデータの第
    ２セットから代表的なデータの第１セットを生成し、 前記データの第１セットを含まないデータの第２セット
    から代表的なデータの第２セットを生成し、 前記代表データの第１セットを前記代表データの第２セ
    ットと比較すること、 を備える、請求項１０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記データの第２セットが、静止画像
    データ及びビデオデータのうちの少なくとも１つであ
    り、 前記少なくとも１つの次元が、第１の空間次元及び第２
    の空間次元を備え、 前記データの第２セットが、第１の空間次元及び第２の
    空間次元のそれぞれに沿った成分を有する軸に沿って延
    びる複数の部分を備え、 前記データの第１セットが埋め込まれているデータの第
    ２セットを、データの第１セットを含まないデータの第
    ２セットの基準コピーと比較することが、データの第１
    セットが埋め込まれているデータの第２セットを、前記
    軸に沿ったデータの第１セットを含まないデータの第２
    セットの基準コピーと比較することを備える、 請求項１０に記載の方法。
13. 【請求項１３】 データの第１セットが埋め込まれてい
    るデータの第２セットからデータの第１セットを抽出す
    るための方法であって、前記データの第２セットが、そ
    れに沿って延びる少なくとも１つの次元を有し、複数の
    部分を有し、該複数の部分のそれぞれが、前記少なくと
    も１つの次元のうちの少なくとも第１の次元に沿った範
    囲を有し、前記方法は、 前記データの第２セットの部分ごとに、その部分につい
    て予測される速度を求め、 前記データの第２セットの部分ごとに、実際の速度を求
    め、 各部分について、予測された速度をその部分についての
    実際の速度と比較し、 前記複数の部分についての比較に基づいて、データの第
    １セットを符号化する複数の部分の次元圧縮及び次元展
    開された部分のパターンを生成し、 前記複数の部分の次元圧縮及び次元展開された部分のパ
    ターンを、データの第１セットに変換すること、 を備える方法。
14. 【請求項１４】 データの第１セットを、該データの第
    １セットが埋め込まれているデータの第２セットから抽
    出するシステムであって、前記データの第２セットが、
    それに沿って延びる少なくとも１つの次元を有し、複数
    の部分を有し、該複数の部分が、前記少なくとも１つの
    次元のうちの少なくとも第１の次元に沿った範囲を有
    し、前記システムは、 前記データの第１セットが埋め込まれているデータの第
    ２セットを、データの第１セットを含まないデータの第
    ２セットの基準コピーと比較する比較回路またはルーチ
    ンと、 比較に基づいてデータの第１セットを符号化する複数の
    部分の次元圧縮及び次元展開された部分のパターンを決
    定する速度生成回路またはルーチンと、 前記複数の部分の次元圧縮及び次元展開された部分のパ
    ターンをデータの第１セットに変換するウォータマーク
    復号回路またはルーチンと、 を備えるシステム。
15. 【請求項１５】 前記データの第１セットが埋め込まれ
    ているデータの第２セットから代表的なデータの第１セ
    ットを生成し、 データの第１セットを含まないデータの第２セットから
    代表的なデータの第２セットを生成し、 代表的なデータの第１セットを、代表的なデータの第２
    セットと比較することによって、 比較回路またはルーチンが、前記データの第１セットが
    埋め込まれているデータの第２セットを、データの第１
    セットを含まないデータの第２セットの基準コピーと比
    較する、請求項１４に記載のシステム。
16. 【請求項１６】 前記データの第２セットが、静止画像
    データ及びビデオデータのうちの少なくとも１つであ
    り、 前記少なくとも１つの次元が、第１の空間次元及び第２
    の空間次元を備え、 前記データの第２セットが、第１の空間次元及び第２の
    空間次元のそれぞれに沿った成分を有する軸に沿って延
    びる複数の部分を備え、 前記比較回路またはルーチンが、データの第１セットが
    埋め込まれているデータの第２セットを、前記軸に沿っ
    てデータの第１セットを含まないデータの第２セットの
    基準コピーと比較する、 請求項１４に記載のシステム。
17. 【請求項１７】 前記ウォータマーク復号回路またはル
    ーチンが、パターンの少なくとも一部を少なくとも１つ
    のテンプレートと比較することによって、データの第１
    セットに、複数の部分の次元圧縮及び次元展開された部
    分のパターンを変換する、請求項１４に記載のシステ
    ム。
18. 【請求項１８】 データの第１セットが埋め込まれてい
    るデータの第２セットから、データの第１セットを抽出
    するためのシステムであって、前記データの第２セット
    が、それに沿って延びる少なくとも１つの次元を有し、
    複数の部分を有し、該複数の部分のそれぞれが、前記少
    なくとも１つの次元のうちの少なくとも第１の次元に沿
    った範囲を有し、前記システムは、 前記データの第２セットの部分ごとに、その部分につい
    ての予測される速度を求める、速度予測回路またはルー
    チンと、 前記データの第２セットの部分ごとに、実際の速度を求
    める速度決定回路またはルーチンと、 予測される速度を、その部分についての実際の速度と比
    較する比較回路またはルーチンと、 前記複数の部分についての比較に基づいてデータの第１
    セットを符号化する複数の部分の次元圧縮及び次元展開
    された部分のパターンを決定する速度生成回路またはル
    ーチンと、 前記複数の部分の次元圧縮及び次元展開された部分のパ
    ターンを、データの第１セットに変換するウォータマー
    ク復号回路またはルーチンと、 を備えるシステム。