JP2004279481A - Method and device for electronic watermarking - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To embed large-capacity electronic watermark information by converting an acoustic signal into a digital signal. <P>SOLUTION: An electronic watermarking device is equipped with: a divider 102 which divides an inputted digital signal at intervals of a unit time; an Nth-order Wavelet transformer 103 which performs Nth-order Wavelet transformation of the digital signal divided by the divider 102 and outputs a time amplitude signal; a waveform deformation condition decision unit 104 which decides whether waveform deformation is to be performed at intervals of the unit time according to the divided digital signal; a waveform deforming unit 105 which deforms the Wavelet coefficient of the time amplitude signal at intervals of the unit time according to electronic watermark information on the basis of the decision result of the waveform deformation condition decision unit 104; and an Nth-order inverse Wavelet converter 106 which performs Nth-order inverse Wavelet transformation of the time amplitude signal deformed by the waveform deforming unit 105 and outputs a digital signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子すかし方法およびその装置に関し、より詳細には、音響信号をデジタル信号に変換して、電子すかしを埋め込む電子すかし方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル信号に変換された音声や画像の不正使用を防止するために、原信号であるデジタル信号に、特殊な信号を重畳することが行われている。このような特殊な信号を「電子すかし」という。電子すかしは、音質や画質を劣化させないように原信号に重畳するので、通常の復号器により復号すると、人間の聴覚・視覚によっては、ほとんど感知することができない。一方、電子すかしがどの部分に重畳されているかは分からず、たとえ分かったとしても、電子すかしを書き換えると、再生された音質や画質を劣化させる。電子すかしが重畳されたデジタル信号は、検査用の復号器により、暗号化された情報を使って、電子すかしが重畳された部分を特定し、電子すかし情報を読み出すことができる。電子すかしを重畳する方法は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
電子すかしとして埋め込まれる情報は、著作物または著作者を特定することができる著作権情報である。例えば、不正な複製が行われても、電子すかしを検出することにより、著作物または著作者を特定することができ、正当な権利を主張することができる。しかしながら、不正な複製を行なった者を特定することはできず、不正使用の抑制効果が低い。一方、電子すかし情報として利用者を特定することができる利用者情報を用いることが考えられている。音声や画像などのコンテンツを販売または譲渡した際に、利用者の情報を重畳する。不正な複製が行われた場合に、そのコンテンツが販売または譲渡された利用者を特定することができるので、不正使用の抑制効果が高い。
【０００４】
画像信号においては、その情報量が多いことから、複数個の電子すかし情報を１枚の画像に重畳したり（例えば、特許文献２参照）、多重解像度表現された画像データの各々に電子すかし情報を重畳することが行われている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−２２４３４２号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２０００−２１６９８８号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２００２−９４７６９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、音声などの音響信号の場合には、元々の情報量が少ないことから、重畳する電子すかし情報の情報量に限度があった。デジタル化された著作物の流通が促進されると情報量も飛躍的に増大する。例えば、音楽コンテンツを記録するＣＤを流通過程においた場合には、個々の合法的な複製物、すなわちＣＤ１枚１枚を特定するための情報が必要であり、情報量が膨大となる。従来の電子すかし方法では、原信号の音質を劣化させないように埋め込むことができないという問題があった。
【０００９】
また、インターネットなどを介して音楽コンテンツを配布する場合には、受け取る利用者ごとに電子すかし情報が異なるので、放送形式で配布することができない。個々の利用者ごとに、全てのコンテンツを配布すると、トラヒック量の増大を招くという問題もあった。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、音響信号に大容量の電子すかし情報を埋め込むことができ、放送形式により配布することができる電子すかし方法およびその装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、デジタル信号に変換された音響信号に電子すかし情報を重畳するための電子すかし方法において、入力されたデジタル信号を単位時間ごとに分割する分割ステップと、該分割ステップで分割されたデジタル信号に対して、Ｎ次のウェーブレット変換を行い、時間振幅信号を出力する第１変換ステップと、前記分割ステップで分割されたデジタル信号に基づいて、単位時間ごとに波形変形を行うか否かを判定する判定ステップと、該判定ステップの判定結果に基づいて、前記時間振幅信号のウェーブレット係数を、前記電子すかし情報に応じて、単位時間ごとに変更する波形変形ステップと、該波形変形ステップで変形された時間振幅信号に対して、Ｎ次の逆ウェーブレット変換を行い、デジタル信号を出力する第２変換ステップとを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記波形変形ステップは、単位時間ごとに分割された複数の区間にわたって、ウェーブレット係数を変更することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の前記波形変形ステップは、中間周波数成分のウェーブレット係数を変更することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１、２または３に記載の電子すかし方法において、前記波形変形ステップは、複数の前記電子すかし情報に応じて、複数の変形された時間振幅信号を出力し、前記第２変換ステップから出力されたデジタル信号に、前記複数の変形された時間振幅信号を結合して出力するフォーマット変換ステップを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、デジタル信号に変換された音響信号に電子すかし情報を重畳するための電子すかし装置において、入力されたデジタル信号を単位時間ごとに分割する分割手段と、該分割手段で分割されたデジタル信号に対して、Ｎ次のウェーブレット変換を行い、時間振幅信号を出力する第１変換手段と、前記分割手段で分割されたデジタル信号に基づいて、単位時間ごとに波形変形を行うか否かを判定する判定手段と、該判定手段の判定結果に基づいて、前記時間振幅信号のウェーブレット係数を、前記電子すかし情報に応じて、単位時間ごとに変更する波形変形手段と、該波形変形手段で変形された時間振幅信号に対して、Ｎ次の逆ウェーブレット変換を行い、デジタル信号を出力する第２変換手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明は、音響信号をデジタル信号に変換し、ウェブレット変換を行い、電子すかし情報に応じて、単位時間ごとにウェーブレット係数を変更することにより、電子すかしを重畳する。
【００１７】
図１を参照して、本発明の一実施形態にかかる電子すかしの重畳方法を説明する。アナログの音響信号をデジタル信号に変換した原信号１０に対して、電子すかしを重畳する位置を判定する（図１（ａ））。この位置に複数の電子すかし、例えば利用者ごとに異なる電子すかし情報を重畳するために、重畳信号１１〜１４を生成する（図１（ｂ））。電子すかしの位置を示す情報をヘッダ１５に格納し、原信号１０に重畳信号１１〜１４を結合して出力信号２０とする（図１（ｃ））。さらに、ウェーブレット係数を行う１単位時間に対して、電子すかしを重畳する位置を複数箇所判定して、電子すかしを重畳する。
【００１８】
このようにして、電子すかしを重畳する位置を複数箇所指定することにより、大容量の電子すかしを埋め込むことができる。具体的には、後述する。また、複数の電子すかしを重畳した部分のみと、電子すかしを重畳しなかった部分とを結合することにより、１つのコンテンツを放送形式で配布することできる。例えば、電子すかしを重畳した部分を暗号化し、復号鍵を個々の利用者に配布しておく。音楽コンテンツが配布された利用者は、復号鍵で電子すかしが重畳された部分を復号することにより、アナログの音響信号を再生することができる。
【００１９】
図２に、本発明の一実施形態にかかる電子すかし装置を示す。電子すかし装置は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１０１と、変換されたデジタル信号を、単位時間Ｔ分ごとに分割して出力する単位時間分割器１０２と、分割された信号に対してＮ次のウェーブレット変換を行う、第１変換手段に相当するＮ次ウェーブレット変換器１０３とを備えている。
【００２０】
分割された信号を用いて条件判定を行う波形変形条件判定器１０４が、単位時間分割器１０２に接続され、波形変形条件判定器１０４の判定結果に基づいてウェーブレット変換された信号の波形を変形する波形変形器１０５が、Ｎ次ウェーブレット変換器１０３に接続されている。変形を加えられた信号に対して、Ｎ次の逆ウェーブレット変換を行いデジタル信号を出力する、第２変換手段に相当するＮ次逆ウェーブレット変換器１０６が、波形変形器１０５に接続されている。
【００２１】
波形変形器１０５は、図１（ｂ）に示した複数の重畳信号を生成する。フォーマット変換器１０８は、この複数の重畳信号とＮ次逆ウェーブレット変換器１０６から出力されたデジタル信号とを結合して、図１（ｃ）に示した出力信号を生成する。
【００２２】
このような構成により、入力された音響アナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１０１でデジタル信号に変換され、単位時間分割器１０２で単位時間ごとに分割されて、Ｎ次ウェーブレット変換器１０３でウェーブレット変換される。２段のウェーブレット変換により得られた１６チャネルの時間振幅信号は、波形変形器１０５に入力される。
【００２３】
図３に、１６チャネルの時間振幅信号を示す。ここで、１６チャネルの時間振幅信号のうち、Ｗ０チャネルを基底信号と呼ぶ。波形変形条件判定器１０４は、単位時間Ｔ分ごとに分割された信号に対して、波形変形を行うか否かを決定する。波形変形条件判定器１０４の出力は、ＴＲＵＥ（変形を加える）またはＦＡＬＳＥ（変形を加えない）の２値信号である。波形変形とは、デジタル信号に所定の電子すかしを埋め込むことに相当し、以下にその手順を説明する。
【００２４】
波形変形を行うか否かの判定基準は、（１）基底信号に対して信号レベルの最大値と最小値の差分、すなわち振幅値が所定の値以上の場合にＴＲＵＥ、所定の値以下の場合にＦＡＬＳＥとする。または（２）信号レベルのゼロ区間が存在する場合にＴＲＵＥ、存在しない場合にＦＡＬＳＥとする。などが考えられる。図３において、斜線で示した部分が波形変形を行う区間である。
【００２５】
波形変形は、ウェーブレット係数を変更することにより行う。個体化ＩＤ発生器１０７は、電子すかし情報として埋め込まれるデジタル化されたＩＤ信号を出力する。波形変形器１０５は、波形変形条件判定器１０４からＴＲＵＥの信号を入力すると、個体化ＩＤ発生器１０７からのＩＤ信号に応じて、ウェーブレット変換された信号のウェーブレット係数を変換する。一方、波形変形器１０５は、波形変形条件判定器１０４からＦＡＬＳＥの信号を入力すると、ウェーブレット変換された信号をそのまま出力する。
【００２６】
変形を加えられた信号は、Ｎ次逆ウェーブレット変換器１０６において、Ｎ次の逆ウェーブレット変換が行われ、電子すかしが埋め込まれデジタル信号として出力される。この方法によれば、単位時間ごとに、音の時間方向のエネルギーを微小に変形するだけなので、電子すかしが埋め込まれデジタル信号を音響信号に再生した場合に、人間の聴覚によっては、ほとんど感知することができない。
【００２７】
図４を用いて、波形変形器における波形変形の方法を説明する。Ｎ次ウェーブレット変換器１０３から出力された信号のウェイブレット係数値を、ａｋ＝｛ａ１、ａ２、・・・ａｎ｝とする。ｋの値が小さい係数、すなわち低周波成分を変形すると、電子すかし装置から出力したデジタル信号を音響信号に再生した場合に、人間の聴覚によって感知できる程度に音質が劣化するので望ましくない。一方、ｋの値が大きい係数、すなわち高周波部分を変形すると、電子すかし装置から出力されたデジタル信号は、冗長度圧縮、伝送路符号誤り等の影響を受け易くなるので望ましくない。従って、中間周波成分を変形する。
【００２８】
図４は、４次ウェーブレット変換におけるウェイブレット係数を示し、周波数成分によりＬ１〜Ｌ４の階層に分けて表している。中間周波成分とは、ｋ＝２〜ｎ／２であり、Ｌ２〜Ｌ３の階層に属するウェイブレット係数に相当する。波形変形は、いずれかの１階層の周波数成分のみに変形を加えるものとする。ここで、個体化ＩＤ発生器１０７からのＩＤ信号を、ｂｋ＝｛ｂ１、ｂ２、・・・ｂ３２｝とし、波形変形を加える階層をＬ３とする。ＩＤ信号のそれぞれは、

Figure 2004279481
のウェイブレット係数を変更する。具体的には、
ｂｉ＝１：ａｉの値を＋１
ｂｉ＝０：ａｉの値を−１
とする。
【００２９】
このようにして、電子すかしとして埋め込まれる情報を、複数の単位時間にまたがって埋め込むことにより、大容量の電子すかしを埋め込むことができる。また、複数の電子すかしを重畳した部分のみを、利用者ごとに生成し、電子すかしを重畳しなかった部分と結合することにより、１つのコンテンツを放送形式で配布することできる。
【００３０】
本実施形態によれば、例えば、音楽コンテンツを記録するＣＤに、購入者が聴覚的に感知することができない電子すかしを埋め込み、個々のＣＤごとに異なる情報を埋め込むことにより、ＣＤの流通状態を把握することができる。従って、管理されていない複製物を捕捉することが容易となり、不正な複製の抑止効果が発生する。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、音響信号をデジタル信号に変換し、ウェブレット変換を行い、電子すかし情報に応じて、単位時間ごとにウェーブレット係数を変更することにより、電子すかしを埋め込むので、音響信号に大容量の電子すかし情報を埋め込むことが可能となる。
【００３２】
また、本発明によれば、複数の電子すかしを重畳した部分のみと、電子すかしを重畳しなかった部分とを結合することにより、１つのコンテンツを放送形式により配布することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電子すかしの重畳方法を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかる電子すかし装置を示すブロック図である。
【図３】Ｎ次ウェーブレット変換器から出力された１６チャネルの時間振幅信号を示す図である。
【図４】波形変形器における波形変形の方法を説明するための図である。
【符号の説明】
１０１ Ａ／Ｄ変換器
１０２ 単位時間分割器
１０３ Ｎ次ウェーブレット変換器
１０４ 波形変形条件判定器
１０５ 波形変形器
１０６ Ｎ次逆ウェーブレット変換器
１０７ 個体化ＩＤ発生器
１０８ フォーマット変換器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic watermarking method and apparatus, and more particularly, to an electronic watermarking method and apparatus for converting an acoustic signal into a digital signal and embedding the electronic watermark.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In order to prevent unauthorized use of voices and images converted into digital signals, a special signal is superimposed on a digital signal as an original signal. Such a special signal is called "electronic watermark". The electronic watermark is superimposed on the original signal so as not to degrade the sound quality and image quality. Therefore, if it is decoded by a normal decoder, it is hardly perceived by human hearing / sight. On the other hand, it is not known to which part the electronic watermark is superimposed. Even if it is known, rewriting the electronic watermark deteriorates the reproduced sound quality and image quality. The digital signal on which the digital watermark is superimposed can be identified by the inspection decoder using the encrypted information to identify the portion on which the digital watermark is superimposed, and the digital watermark information can be read. A method of superimposing a digital watermark is disclosed in, for example, Patent Document 1.
[0003]
The information embedded as a digital watermark is copyright information that can identify a work or an author. For example, even if an illegal copy is made, by detecting the electronic watermark, the copyrighted work or the author can be specified, and the right can be asserted. However, it is impossible to identify a person who has made unauthorized duplication, and the effect of suppressing unauthorized use is low. On the other hand, it has been considered to use user information that can identify a user as electronic watermark information. When content such as sound or image is sold or transferred, the information of the user is superimposed. When unauthorized copying is performed, the user whose content has been sold or transferred can be specified, so that the effect of suppressing unauthorized use is high.
[0004]
In an image signal, since the amount of information is large, a plurality of electronic watermark information is superimposed on one image (for example, refer to Patent Document 2), and electronic watermark information is included in each of multi-resolution image data. The superimposition of information is performed (for example, see Patent Document 3).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 10-224342 A
[Patent Document 2]
JP 2000-216988 A
[Patent Document 3]
JP-A-2002-94769
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of an audio signal such as a voice, the amount of information to be superimposed is limited because the amount of information to be superimposed is small. As the distribution of digitized works is promoted, the amount of information will increase dramatically. For example, when a CD recording music content is placed in the distribution process, information for identifying each legally duplicated product, ie, each CD, is required, and the amount of information is enormous. The conventional electronic watermarking method has a problem that it cannot be embedded so as not to deteriorate the sound quality of the original signal.
[0009]
Also, when distributing music content via the Internet or the like, since digital watermark information differs for each receiving user, the content cannot be distributed in a broadcast format. Distributing all contents to each user also has a problem in that the amount of traffic increases.
[0010]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object thereof is to embed a large amount of electronic watermark information in an audio signal and to distribute the electronic watermark in a broadcast format. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus therefor.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to an aspect of the present invention, there is provided an electronic watermarking method for superimposing electronic watermark information on a sound signal converted into a digital signal. A dividing step of dividing the digital signal for each unit time, a first transforming step of performing an Nth-order wavelet transform on the digital signal divided in the dividing step, and outputting a time amplitude signal; Based on the divided digital signal, a determining step of determining whether to perform waveform deformation for each unit time, based on the determination result of the determining step, the wavelet coefficient of the time amplitude signal, the electronic watermark A waveform modification step that changes every unit time in accordance with the information; and an Nth-order inverse wavelet for the time-amplitude signal modified in the waveform modification step. It performs the door conversion, characterized in that a second conversion step of outputting a digital signal.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the waveform modifying step according to the first aspect, the wavelet coefficient is changed over a plurality of sections divided for each unit time.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the waveform modifying step according to the first or second aspect, a wavelet coefficient of an intermediate frequency component is changed.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in the electronic watermarking method according to the first, second or third aspect, the waveform modification step includes a step of: And a format conversion step of combining and outputting the plurality of transformed time amplitude signals to the digital signal output from the second conversion step.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an electronic watermarking apparatus for superimposing electronic watermark information on a sound signal converted into a digital signal, wherein the dividing means divides an input digital signal for each unit time, A first conversion unit that performs N-order wavelet transform on the digital signal divided by the division unit and outputs a time amplitude signal; and a waveform for each unit time based on the digital signal divided by the division unit. Judgment means for judging whether or not to perform deformation, and a waveform deformation means for changing a wavelet coefficient of the time amplitude signal for each unit time according to the electronic watermark information based on the judgment result of the judgment means. And a second transforming unit that performs an Nth-order inverse wavelet transform on the time-amplitude signal transformed by the waveform transforming unit and outputs a digital signal. .
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention converts a sound signal into a digital signal, performs a wavelet conversion, and superimposes a digital watermark by changing a wavelet coefficient every unit time according to digital watermark information.
[0017]
With reference to FIG. 1, a method for superimposing a digital watermark according to an embodiment of the present invention will be described. The position where the electronic watermark is superimposed on the original signal 10 obtained by converting the analog audio signal into the digital signal is determined (FIG. 1A). In order to superimpose a plurality of electronic watermarks at this position, for example, different electronic watermark information for each user, superimposed signals 11 to 14 are generated (FIG. 1B). Information indicating the position of the electronic watermark is stored in the header 15 and the superimposed signals 11 to 14 are combined with the original signal 10 to obtain an output signal 20 (FIG. 1C). Further, for one unit time for performing the wavelet coefficient, a plurality of positions where the electronic watermark is superimposed are determined, and the electronic watermark is superimposed.
[0018]
In this way, by specifying a plurality of positions where electronic watermarks are to be superimposed, a large-capacity electronic watermark can be embedded. The details will be described later. Also, by combining only a portion where a plurality of electronic watermarks are superimposed and a portion where no electronic watermark is superimposed, one content can be distributed in a broadcast format. For example, a portion on which a digital watermark is superimposed is encrypted, and a decryption key is distributed to each user. The user to whom the music content has been distributed can reproduce the analog sound signal by decoding the portion on which the digital watermark is superimposed with the decoding key.
[0019]
FIG. 2 shows an electronic watermark device according to one embodiment of the present invention. The electronic watermark device includes an A / D converter 101 that converts an analog signal into a digital signal, a unit time divider 102 that divides the converted digital signal for every unit time T, and outputs the divided digital signal. An Nth-order wavelet transformer 103 corresponding to a first conversion means for performing an Nth-order wavelet transform on the signal is provided.
[0020]
A waveform deformation condition determiner 104 that performs condition determination using the divided signals is connected to the unit time divider 102, and deforms the waveform of the wavelet-transformed signal based on the determination result of the waveform deformation condition determiner 104. The waveform deformer 105 is connected to the Nth-order wavelet transformer 103. An Nth-order inverse wavelet transformer 106, which corresponds to a second transform unit and performs a Nth-order inverse wavelet transform on the transformed signal and outputs a digital signal, is connected to the waveform deformer 105.
[0021]
The waveform deformer 105 generates a plurality of superimposed signals shown in FIG. The format converter 108 combines the plurality of superimposed signals and the digital signal output from the Nth-order inverse wavelet transformer 106 to generate an output signal shown in FIG.
[0022]
With such a configuration, the input acoustic analog signal is converted into a digital signal by the A / D converter 101, divided by the unit time divider 102 for each unit time, and subjected to the wavelet transform by the Nth-order wavelet transformer 103. Is done. The 16-channel time amplitude signal obtained by the two-stage wavelet transform is input to the waveform deformer 105.
[0023]
FIG. 3 shows a time amplitude signal of 16 channels. Here, of the time amplitude signals of the 16 channels, the W0 channel is called a base signal. The waveform deformation condition determiner 104 determines whether to perform waveform deformation on the signal divided every unit time T. The output of the waveform deformation condition determiner 104 is a binary signal of TRUE (modification is applied) or FALSE (modification is not applied). The waveform deformation corresponds to embedding a predetermined electronic watermark in a digital signal, and the procedure will be described below.
[0024]
The criterion for determining whether or not to perform the waveform deformation is as follows: (1) The difference between the maximum value and the minimum value of the signal level with respect to the base signal, that is, TRUE when the amplitude value is equal to or more than a predetermined value, and FALSE. Or (2) TRUE if a signal level zero section exists, and FALSE otherwise. And so on. In FIG. 3, a hatched portion is a section where waveform deformation is performed.
[0025]
The waveform deformation is performed by changing the wavelet coefficient. The individualized ID generator 107 outputs a digitized ID signal embedded as electronic watermark information. Upon receiving the TRUE signal from the waveform deformation condition determiner 104, the waveform deformer 105 converts the wavelet coefficient of the wavelet-transformed signal according to the ID signal from the individualized ID generator 107. On the other hand, when the FALSE signal is input from the waveform deformation condition determiner 104, the waveform deformer 105 outputs the wavelet-transformed signal as it is.
[0026]
The transformed signal is subjected to an N-order inverse wavelet transform in an N-order inverse wavelet transformer 106, embedded with an electronic watermark, and output as a digital signal. According to this method, the energy in the time direction of sound is only minutely deformed per unit time, so when a digital signal is embedded and a digital signal is reproduced as an acoustic signal, it is hardly detected by human hearing. Can not do it.
[0027]
With reference to FIG. 4, a method of waveform deformation in the waveform deformer will be described. Let the wavelet coefficient value of the signal output from the N-order wavelet transformer 103 be a k = {a 1 , a 2 ,... An }. If a coefficient having a small value of k, that is, a low-frequency component is deformed, when a digital signal output from the electronic watermark device is reproduced as an audio signal, sound quality deteriorates to a degree that can be perceived by human hearing, which is not desirable. On the other hand, if the coefficient having a large value of k, that is, the high-frequency portion is deformed, the digital signal output from the electronic watermarking device is likely to be affected by redundancy compression, transmission line code error, and the like, which is not desirable. Therefore, the intermediate frequency component is deformed.
[0028]
Figure 4 shows the wavelet coefficients in quartic wavelet transform represents divided into a hierarchy of L 1 ~L 4 by the frequency components. The intermediate frequency components are k = 2 to n / 2, and correspond to wavelet coefficients belonging to the layers L 2 to L 3 . In the waveform deformation, a deformation is applied to only one frequency component of one layer. Here, the ID signal from the individualized ID generator 107 is set as b k = {b 1 , b 2 ,..., B 32 }, and the layer on which waveform deformation is performed is set as L 3 . Each of the ID signals is
Figure 2004279481
Change the wavelet coefficient of. In particular,
b i = 1: the value of a i is incremented by +1
b i = 0: the value of a i -1
And
[0029]
In this way, by embedding information to be embedded as a digital watermark over a plurality of unit times, a large-capacity electronic watermark can be embedded. Also, by generating only a portion where a plurality of electronic watermarks are superimposed for each user and combining the generated portion with a portion where the electronic watermark is not superimposed, one content can be distributed in a broadcast format.
[0030]
According to the present embodiment, for example, by embedding a digital watermark that cannot be perceived by a purchaser into a CD that records music content and embedding different information for each individual CD, the distribution status of the CD Can be grasped. Therefore, it is easy to catch an unmanaged copy, and an effect of preventing unauthorized copying is generated.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an audio signal is converted into a digital signal, a wavelet conversion is performed, and a wavelet coefficient is changed every unit time in accordance with the electronic watermark information, so that the electronic watermark is performed. , A large amount of electronic watermark information can be embedded in the audio signal.
[0032]
Further, according to the present invention, it is possible to distribute one content in a broadcast format by combining only a portion where a plurality of electronic watermarks are superimposed and a portion where no digital watermark is superimposed. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a method for superimposing a digital watermark according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an electronic watermark device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a time amplitude signal of 16 channels output from an N-order wavelet transformer.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of waveform deformation in a waveform deformer.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 101 A / D converter 102 Unit time divider 103 Nth-order wavelet converter 104 Waveform transformation condition determiner 105 Waveform transformer 106 Nth-order inverse wavelet transformer 107 Individualized ID generator 108 Format converter

Claims (5)

デジタル信号に変換された音響信号に電子すかし情報を重畳するための電子すかし方法において、
入力されたデジタル信号を単位時間ごとに分割する分割ステップと、
該分割ステップで分割されたデジタル信号に対して、Ｎ次のウェーブレット変換を行い、時間振幅信号を出力する第１変換ステップと、
前記分割ステップで分割されたデジタル信号に基づいて、単位時間ごとに波形変形を行うか否かを判定する判定ステップと、
該判定ステップの判定結果に基づいて、前記時間振幅信号のウェーブレット係数を、前記電子すかし情報に応じて、単位時間ごとに変更する波形変形ステップと、
該波形変形ステップで変形された時間振幅信号に対して、Ｎ次の逆ウェーブレット変換を行い、デジタル信号を出力する第２変換ステップと
を備えたことを特徴とする電子すかし方法。In a digital watermarking method for superimposing digital watermark information on a sound signal converted to a digital signal,
A dividing step of dividing the input digital signal per unit time,
A first transforming step of performing an Nth-order wavelet transform on the digital signal divided in the dividing step and outputting a time amplitude signal;
Based on the digital signal divided in the dividing step, a determining step of determining whether to perform waveform deformation for each unit time,
Based on the determination result of the determination step, the wavelet coefficient of the time amplitude signal, according to the electronic watermark information, a waveform deformation step of changing every unit time,
A second transforming step of performing an Nth-order inverse wavelet transform on the time-amplitude signal transformed in the waveform transforming step and outputting a digital signal. 前記波形変形ステップは、単位時間ごとに分割された複数の区間にわたって、ウェーブレット係数を変更することを特徴とする請求項１に記載の電子すかし方法。2. The electronic watermarking method according to claim 1, wherein the waveform changing step changes a wavelet coefficient over a plurality of sections divided for each unit time. 前記波形変形ステップは、中間周波数成分のウェーブレット係数を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の電子すかし方法。3. The electronic watermarking method according to claim 1, wherein the waveform changing step changes a wavelet coefficient of an intermediate frequency component. 前記波形変形ステップは、複数の前記電子すかし情報に応じて、複数の変形された時間振幅信号を出力し、
前記第２変換ステップから出力されたデジタル信号に、前記複数の変形された時間振幅信号を結合して出力するフォーマット変換ステップを備えたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の電子すかし方法。The waveform deforming step, according to a plurality of the electronic watermark information, outputs a plurality of deformed time amplitude signal,
4. The electronic device according to claim 1, further comprising a format conversion step of combining and outputting the plurality of transformed time amplitude signals to the digital signal output from the second conversion step. Watermark method. デジタル信号に変換された音響信号に電子すかし情報を重畳するための電子すかし装置において、
入力されたデジタル信号を単位時間ごとに分割する分割手段と、
該分割手段で分割されたデジタル信号に対して、Ｎ次のウェーブレット変換を行い、時間振幅信号を出力する第１変換手段と、
前記分割手段で分割されたデジタル信号に基づいて、単位時間ごとに波形変形を行うか否かを判定する判定手段と、
該判定手段の判定結果に基づいて、前記時間振幅信号のウェーブレット係数を、前記電子すかし情報に応じて、単位時間ごとに変更する波形変形手段と、
該波形変形手段で変形された時間振幅信号に対して、Ｎ次の逆ウェーブレット変換を行い、デジタル信号を出力する第２変換手段と
を備えたことを特徴とする電子すかし装置。In an electronic watermark device for superimposing electronic watermark information on the acoustic signal converted to a digital signal,
Division means for dividing the input digital signal per unit time,
First converting means for performing N-order wavelet transform on the digital signal divided by the dividing means and outputting a time amplitude signal;
Based on the digital signal divided by the dividing means, determining means to determine whether to perform the waveform deformation per unit time,
Based on the determination result of the determination unit, a wavelet coefficient of the time amplitude signal, in accordance with the electronic watermark information, a waveform deformation unit that changes every unit time,
An electronic watermarking device, comprising: a second transforming means for performing an Nth-order inverse wavelet transform on the time amplitude signal transformed by the waveform transforming means and outputting a digital signal.
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CN100452823C (en) * 2006-11-29 2009-01-14 吉林大学 Implementation method of anti printing and scanning meaningful digital watermark with large capacity

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