JP2005328424A - Digital watermark extractor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital watermark extractor capable of extracting digital watermark data accurately from a superposed video signal even when the degree of deterioration in a recorded video signal is high. <P>SOLUTION: The digital watermark extractor comprises an image quality deterioration model storing section 12, analog/digital converters 3, 5 and 6 for converting a video signal superposed with digital watermark data into digital data, a characteristics correction circuit 7 performing correction processing of the converted digital data based on an image quality deterioration model, and a digital watermark extraction circuit 8 for extracting the digital watermark data from the digital data subjected to correction processing by the characteristics correction circuit 7. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、映像信号に著作権データなどのデータを電子透かしとして重畳した重畳映像信号から電子透かし又は電子透かし候補を抽出する電子透かし抽出装置に関するものである。   The present invention relates to a digital watermark extraction apparatus that extracts a digital watermark or a digital watermark candidate from a superimposed video signal obtained by superimposing data such as copyright data on a video signal as a digital watermark.

電子透かし技術では、例えば、著作権データなどのメタデータを人間が知覚できない程度の微小なデータ(電子透かしデータ)として映像信号に重畳する(埋め込む)ことが可能である。以下の説明においては、電子透かしデータが埋め込まれた映像信号を「重畳映像信号」という。映像コンテンツは、DVD(Digital Versatile Disc)の場合にはMPEG(Motion Picture Experts Group)圧縮されて保存されており、デジタル放送の場合にはMPEG圧縮されて伝送される。MPEG方式において圧縮率が高い場合には、復号された映像が元の映像に比べて歪んでしまうため、重畳された電子透かしデータが保持できなくなり、失われやすくなる傾向にある。また、アナログVTR(ビデオ・テープ・レコーダ)などによって映像信号をダビングした場合には、映像の歪はさらに大きくなるため、重畳された電子透かしデータは、さらに失われやすくなる傾向にある。   In the digital watermark technology, for example, metadata such as copyright data can be superimposed (embedded) in a video signal as minute data (digital watermark data) that cannot be perceived by humans. In the following description, a video signal in which digital watermark data is embedded is referred to as a “superimposed video signal”. Video content is stored after being compressed by MPEG (Motion Picture Experts Group) in the case of DVD (Digital Versatile Disc), and is transmitted after being compressed by MPEG in the case of digital broadcasting. When the compression rate is high in the MPEG system, the decoded video is distorted as compared with the original video, so that the superimposed digital watermark data cannot be held and tends to be lost. Further, when a video signal is dubbed by an analog VTR (video tape recorder) or the like, the distortion of the video is further increased, so that the superimposed digital watermark data tends to be lost more easily.

この改善策として、著作権データを埋め込む際の信号レベルの設定を、フレーム画像を構成する画素の画素値に基づいて行う提案がある(例えば、特許文献1参照)。また、アナログVTRによって映像信号を記録する場合には、基準信号(例えば、輝度信号の白ピークレベルを表わす信号)を映像信号のオーバースキャン領域に挿入して記録し、この基準信号に基づいて映像信号の輝度レベルを補正した後に、電子透かしデータを抽出する提案もある(例えば、特許文献2参照)。   As an improvement measure, there is a proposal for setting the signal level when embedding copyright data based on the pixel values of the pixels constituting the frame image (see, for example, Patent Document 1). When recording a video signal with an analog VTR, a reference signal (for example, a signal representing the white peak level of the luminance signal) is recorded by being inserted into the overscan area of the video signal, and the video is based on the reference signal. There is also a proposal for extracting digital watermark data after correcting the luminance level of a signal (see, for example, Patent Document 2).

特開2004−15626号公報(段落0027)JP 2004-15626 A (paragraph 0027) 特開平11−146342号公報(段落0015−0016)JP 11-146342 A (paragraphs 0015-0016)

しかし、上記特許文献1に記載された装置においては、アナログVTRにより映像信号を記録した場合のように記録された映像信号の劣化の度合いが大きい場合には、映像信号自体の歪のために、埋め込まれた電子透かしデータを保持できなくなり、電子透かしデータの抽出を正確に行なうことができないという問題がある。   However, in the apparatus described in Patent Document 1, when the degree of deterioration of the recorded video signal is large as in the case where the video signal is recorded by the analog VTR, due to distortion of the video signal itself, There is a problem that the embedded digital watermark data cannot be held, and the digital watermark data cannot be extracted accurately.

また、上記特許文献2に記載された装置においては、基準信号の埋め込み領域が極めて狭い領域であり、補正のために使用できる情報が僅かであるため、画質劣化を十分に反映した補正を行うことができず、記録された映像信号の劣化の度合いが大きい場合には、埋め込みデータの抽出を正確に行うことができないという問題がある。さらに、上記特許文献2に記載された装置における輝度レベルの補正は、基準信号がオーバースキャン領域に記録されていることを前提とするものであり、基準信号がオーバースキャン領域に記録されていない映像信号に対しては適用できないという問題がある。   Further, in the apparatus described in Patent Document 2, the reference signal embedding area is an extremely narrow area and only a small amount of information can be used for correction. However, when the degree of deterioration of the recorded video signal is large, there is a problem that the embedded data cannot be extracted accurately. Further, the correction of the luminance level in the apparatus described in Patent Document 2 is based on the premise that the reference signal is recorded in the overscan area, and the video in which the reference signal is not recorded in the overscan area. There is a problem that it cannot be applied to signals.

さらにまた、映像信号に重畳する信号をより大きな振幅にすることによって電子透かしデータの消失を回避するという対策も考えられるが、この場合には、電子透かしデータによって生じる画質の劣化が顕著になるという問題がある。   Furthermore, a measure of avoiding the disappearance of the digital watermark data by increasing the amplitude of the signal superimposed on the video signal is also conceivable. In this case, however, the image quality degradation caused by the digital watermark data becomes significant. There's a problem.

また、上記特許文献1及び2に記載された装置においては、電子透かしデータの抽出が正しく行われなかった場合に、「抽出が行えなかった」という結果しか得られず、抽出結果の誤りが僅かな場合であっても抽出結果を活用しておらず、利便性に欠けるという問題がある。   In addition, in the devices described in Patent Documents 1 and 2, when the digital watermark data is not correctly extracted, only the result that “the extraction could not be performed” is obtained, and there is a slight error in the extraction result. Even in such a case, there is a problem that the extraction result is not utilized and the convenience is lacking.

そこで、本発明は、上記した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、記録された重畳映像信号の劣化の度合いが大きい場合であっても、重畳映像信号から電子透かしデータを正確に抽出することができる電子透かし抽出装置を提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the object thereof is to convert an electronic image from a superimposed video signal even when the degree of degradation of the recorded superimposed video signal is large. An object of the present invention is to provide an electronic watermark extracting apparatus capable of accurately extracting watermark data.

また、本発明の他の目的は、記録された重畳映像信号から電子透かしデータの抽出が正しく行われなかった場合であっても、電子透かしデータの候補となり得る近似データをデータベースから抽出することができる電子透かし抽出装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to extract approximate data that can be candidates for digital watermark data from a database even when digital watermark data is not correctly extracted from a recorded superimposed video signal. It is an object of the present invention to provide a digital watermark extraction apparatus capable of performing the above.

本発明に係る電子透かし抽出装置は、映像記録装置の各機種により映像信号を記録した場合に生じる画質劣化に関するデータを映像記録装置の各機種について画質劣化モデルとして保持する画質劣化モデル記憶手段と、映像信号に電子透かしデータを重畳した重畳映像信号をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換手段と、前記デジタルデータに対して前記画質劣化モデルに基づく補正処理を施す特性補正手段と、前記特性補正手段により補正処理が施されたデジタルデータから電子透かしデータを抽出する電子透かし抽出手段とを有することを特徴とするものである。   An electronic watermark extraction apparatus according to the present invention includes an image quality deterioration model storage unit that holds data relating to image quality deterioration that occurs when a video signal is recorded by each model of the video recording apparatus as an image quality deterioration model for each model of the video recording apparatus; An analog-to-digital conversion unit that converts a superimposed video signal obtained by superimposing digital watermark data on a video signal into digital data, a characteristic correction unit that performs correction processing on the digital data based on the image quality degradation model, and the characteristic correction unit And a digital watermark extracting means for extracting digital watermark data from the digital data subjected to the correction process.

また、本発明に係る他の電子透かし抽出装置は、映像記録装置の各機種により映像信号を記録した場合に生じる画質劣化に関するデータを映像記録装置の各機種について画質劣化モデルとして保持する画質劣化モデル記憶手段と、映像信号に電子透かしデータを重畳した重畳映像信号をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換手段と、前記電子透かしデータを抽出するときに用いる閾値を、前記画質劣化モデルに基づく値に設定する閾値制御手段と、前記閾値制御手段により設定された閾値を用いて、前記デジタルデータから電子透かしデータを抽出する電子透かし抽出手段とを有することを特徴とするものである。   In addition, another digital watermark extracting apparatus according to the present invention is an image quality degradation model that holds data relating to image quality degradation that occurs when a video signal is recorded by each model of the video recording apparatus as an image quality degradation model for each model of the video recording apparatus. A storage means, an analog-digital conversion means for converting a superimposed video signal obtained by superimposing digital watermark data on a video signal into digital data, and a threshold used when extracting the digital watermark data are set to values based on the image quality degradation model. And a digital watermark extracting means for extracting digital watermark data from the digital data using the threshold set by the threshold control means.

本発明によれば、映像記録装置の各機種についての画質劣化モデルを用いてデジタルデータに対して補正処理を施した後に、又は、電子透かしデータを抽出するときに用いる閾値を画質劣化モデルに基づく値に設定した後に、電子透かしデータの抽出処理を実行するので、重畳映像信号の劣化の度合いが大きい場合であっても、微小な信号である電子透かしデータを正確に抽出することができるという効果を得ることができる。   According to the present invention, the threshold used after digital data is corrected using the image quality degradation model for each model of the video recording apparatus or when digital watermark data is extracted is based on the image quality degradation model. Since the digital watermark data extraction process is executed after setting the value, the digital watermark data, which is a minute signal, can be accurately extracted even when the degree of deterioration of the superimposed video signal is large. Can be obtained.

また、本発明によれば、映像信号に電子透かしデータを不必要に大きな振幅で埋め込む必要がないので、電子透かしデータの埋め込みによる映像信号の画質劣化を抑制することができるという効果を得ることができる。   In addition, according to the present invention, since it is not necessary to embed digital watermark data with an unnecessarily large amplitude in a video signal, it is possible to obtain an effect that image quality degradation of the video signal due to embedding of the digital watermark data can be suppressed. it can.

さらに、本発明によれば、電子透かしデータを正しく抽出できなかった場合であっても、データベースから電子透かし候補となる近似データを抽出するようにしているため、使用者は、電子透かし候補を知ることができ、装置の利便性が向上するという効果が得られる。   Furthermore, according to the present invention, even if the digital watermark data cannot be correctly extracted, approximate data that is a digital watermark candidate is extracted from the database, so that the user knows the digital watermark candidate. Therefore, the effect that the convenience of the apparatus is improved can be obtained.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る電子透かし抽出装置の構成を概略的に示すブロック図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a digital watermark extracting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

図1に示されるように、実施の形態1に係る電子透かし抽出装置は、電子透かしデータが重畳された重畳映像信号から分離された輝度(Y)信号が入力されるY信号入力端子1と、電子透かしデータが重畳された重畳映像信号から分離された色(C)信号が入力されるC信号入力端子2と、Y信号入力端子1から入力されたY信号をデジタル化するA/D(アナログ/デジタル)変換器3とを備えている。また、実施の形態1に係る電子透かし抽出装置は、C信号入力端子2から入力されたC信号を直交AM(振幅)復調して、C信号をR−Y信号(赤色差信号)とB−Y信号(青色差信号)に変換する復調器(Dem)4と、復調器4から出力されたR−Y信号をデジタル化するA/D変換器5と、復調器4から出力されたB−Y信号をデジタル化するA/D変換器6とを備えている。   As shown in FIG. 1, the digital watermark extraction apparatus according to Embodiment 1 includes a Y signal input terminal 1 to which a luminance (Y) signal separated from a superimposed video signal on which digital watermark data is superimposed, A C signal input terminal 2 to which a color (C) signal separated from a superimposed video signal on which digital watermark data is superimposed is input, and an A / D (analog) that digitizes the Y signal input from the Y signal input terminal 1 / Digital) converter 3. Also, the digital watermark extraction apparatus according to Embodiment 1 performs quadrature AM (amplitude) demodulation on the C signal input from the C signal input terminal 2, and converts the C signal into an RY signal (red difference signal) and B- Demodulator (Dem) 4 for converting to Y signal (blue difference signal), A / D converter 5 for digitizing RY signal output from demodulator 4, and B− output from demodulator 4 And an A / D converter 6 for digitizing the Y signal.

さらに、実施の形態1に係る電子透かし抽出装置は、各コンポーネントに変換された映像信号(すなわち、Y信号、R−Y信号、B−Y信号)に対して、VTRなどのアナログ記録装置によって録画を行う際の画質劣化モデルに基づく特性補正(例えば、周波数特性、リニアリティ、及びタイミングの補正など)を行う特性補正回路7と、特性補正されたY信号、R−Y信号、B−Y信号から電子透かしデータを抽出する電子透かし抽出回路8と、映像信号データを出力する映像信号データ出力端子9と、電子透かしデータを出力する電子透かしデータ出力端子10とを備えている。さらにまた、実施の形態1に係る電子透かし抽出装置は、装置全体の動作を制御する制御回路11と、映像記録装置の各機種(例えば、アナログVTRなど)により映像信号を記録した場合に生じる画質劣化に関するデータを映像記録装置の各機種について画質劣化モデルとして保持する記憶部12とを備えている。記憶部12に保持され、特性補正回路7が使用する画質劣化モデルには、映像信号をVTRなどのアナログ記録装置にダビングした際に生じる周波数特性劣化に関する周波数特性劣化モデル、映像信号のリニアリティ特性劣化に関するリニアリティ劣化モデル、映像信号を磁気記録する際に生じるタイムシフト特性に関するタイミングシフトモデルのうち、少なくとも一つ以上のモデルを含む。   Furthermore, the digital watermark extraction apparatus according to the first embodiment records video signals (that is, Y signals, RY signals, BY signals) converted into components by an analog recording device such as a VTR. A characteristic correction circuit 7 that performs characteristic correction (for example, correction of frequency characteristics, linearity, timing, etc.) based on the image quality degradation model when performing the correction, and the Y signal, the RY signal, and the BY signal that have undergone characteristic correction A digital watermark extraction circuit 8 for extracting digital watermark data, a video signal data output terminal 9 for outputting video signal data, and a digital watermark data output terminal 10 for outputting digital watermark data are provided. Furthermore, the digital watermark extracting apparatus according to the first embodiment has image quality that is generated when a video signal is recorded by the control circuit 11 that controls the operation of the entire apparatus and each model of the video recording apparatus (for example, an analog VTR). And a storage unit 12 that holds data relating to deterioration as an image quality deterioration model for each model of the video recording apparatus. The image quality deterioration model held in the storage unit 12 and used by the characteristic correction circuit 7 includes a frequency characteristic deterioration model related to frequency characteristic deterioration caused when a video signal is dubbed to an analog recording apparatus such as a VTR, and a linearity characteristic deterioration of the video signal. At least one of the linearity degradation model related to the above and the timing shift model related to the time shift characteristic generated when the video signal is magnetically recorded.

図2は、図1に示される特性補正回路7の構成を概略的に示すブロック図である。図2に示されるように、特性補正回路7は、入力された映像信号(Y信号、R−Y信号、B−Y信号)に周波数特性劣化モデルに基づく周波数特性補正を行う周波数特性補正回路71と、リニアリティ劣化モデルに基づくリニアリティ補正を行うリニアリティ補正回路72と、タイミングシフトモデルに基づくタイミング補正を行うタイミング補正回路73とを有している。   FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the characteristic correction circuit 7 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the characteristic correction circuit 7 performs a frequency characteristic correction on the input video signal (Y signal, RY signal, BY signal) based on the frequency characteristic deterioration model. A linearity correction circuit 72 that performs linearity correction based on the linearity degradation model, and a timing correction circuit 73 that performs timing correction based on the timing shift model.

図3は、図1に示される電子透かし抽出回路8の構成を概略的に示すブロック図である。図3に示されるように、電子透かし抽出回路8は、映像信号上の電子透かしデータが埋め込まれている場所を特定する電子透かしデータの埋め込み位置同定回路81と、電子透かしデータが閾値を超えているか否か(電子透かしデータが正極性の信号の場合)、又は、電子透かしデータが閾値を下回っているか否か(電子透かしデータが負極性の信号の場合)を判断する閾値処理回路82と、埋め込み位置同定回路81によって特定された位置が1(電子透かしデータが正極性の信号の場合)又は0(電子透かしデータが負極性の信号の場合)のいずれのデータであるかを確定する代表値サンプリング回路63とを有している。   FIG. 3 is a block diagram schematically showing the configuration of the digital watermark extraction circuit 8 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the digital watermark extraction circuit 8 includes a digital watermark data embedding position identification circuit 81 for specifying a location where the digital watermark data is embedded in the video signal, and the digital watermark data exceeds the threshold value. A threshold value processing circuit 82 for determining whether or not the digital watermark data is a positive signal or whether the digital watermark data is below a threshold value (if the digital watermark data is a negative signal); A representative value for determining whether the position specified by the embedded position identification circuit 81 is 1 (when the digital watermark data is a positive signal) or 0 (when the digital watermark data is a negative signal). And a sampling circuit 63.

図4は、図2に示される周波数特性補正回路71の周波数補正特性を説明するための図である。ある映像信号を、機種AのVTRでダビングした場合と、機種B(機種Aとは異なる機種)のVTRでダビングした場合とでは、記録された映像信号の周波数特性が異なる。実施の形態1においては、アナログ記録装置の各機種の周波数応答を、周波数特性劣化モデルとして、記憶部12に記憶させておく。例えば、ある機種のVTR(実機)に記録された信号の周波数応答が、図4に実線(曲線F)で示すように周波数に応じて変化する特性である場合には、実機での周波数特性カーブ(曲線F)を破線の特性補正カーブ(曲線C)で補正し(ここでは、周波数特性カーブ(曲線F)の値と特性補正カーブ(曲線C)の値とを掛け算し)、周波数特性を図4の1点鎖線(曲線F)のように、平らな特性に補正する。このような補正を行うのが、図2に示される周波数特性補正回路71である。 FIG. 4 is a diagram for explaining the frequency correction characteristic of the frequency characteristic correction circuit 71 shown in FIG. The frequency characteristics of the recorded video signal differ between when a certain video signal is dubbed with a VTR of model A and when dubbed with a VTR of model B (model different from model A). In the first embodiment, the frequency response of each model of the analog recording apparatus is stored in the storage unit 12 as a frequency characteristic deterioration model. For example, when the frequency response of a signal recorded on a VTR (actual machine) of a certain model is a characteristic that changes according to the frequency as shown by a solid line (curve F 1 ) in FIG. The curve (curve F 1 ) is corrected with a dashed characteristic correction curve (curve C 1 ) (here, the value of the frequency characteristic curve (curve F 1 ) and the value of the characteristic correction curve (curve C 1 ) are multiplied) The frequency characteristic is corrected to a flat characteristic as shown by a one-dot chain line (curve F 2 ) in FIG. Such a correction is performed by the frequency characteristic correction circuit 71 shown in FIG.

図5は、図2に示されるリニアリティ補正回路72の入出力特性を説明するための図である。リニアリティ劣化モデルとは、例えば、映像が8ビット表現で、0から255までのレンジを持っていた映像信号を、VTRなどのアナログ記録装置にダビングした際に、10ビットでデジタル化した場合、入力と出力の関係は、図5の実線Lのように非線形になる。図5の実線Lのような関係になっている場合、リニアリティ劣化モデルとして、入力と出力のレベル応答が、実線の特性を持ったモデルとなる。これを補正するために、図2に示されるリニアリティ補正回路72によって、図5の破線Lのようにレベル応答を修正し、8ビットに変換する。 FIG. 5 is a diagram for explaining the input / output characteristics of the linearity correction circuit 72 shown in FIG. The linearity degradation model is, for example, when a video signal having a 8-bit representation and having a range from 0 to 255 is dubbed to an analog recording device such as a VTR and digitized with 10 bits. relationship between the output becomes nonlinearly as shown by the solid line L 1 in FIG. If it is the relationship shown by the solid line L 1 in FIG. 5, as the linearity degradation model, the level response of the input and output, a model having a solid characteristic. To compensate for this, the linearity correction circuit 72 shown in FIG. 2, to correct the so-level response shown by the broken line L 2 in FIG. 5, is converted to 8 bits.

図6は、図2に示されるタイミング補正回路73の入出力特性を説明するための図である。図6に示されるように、映像信号は、一般には水平同期信号を有しており、1水平走査期間に1度の同期信号が負極性で挿入されている。この水平同期信号HSは、映像の水平走査開始タイミングを定めているが、VTRなどのアナログ記録装置においては、磁気記録を行う磁気ヘッドと磁気テープの摺動によるタイミングずれが生じる。つまり、図6に示されるように、直前の1水平走査期間が摺動などにより、若干伸びるような状況が発生した場合には、次の1水平走査期間においては、映像信号全体が、時間軸上で若干後ろ方向へシフトする(時間的に遅れる)という現象が起きる。これがタイミングシフトモデルであり、これを補正するために水平同期信号を基準にして、水平帰線区間内で時間軸をシフトさせるように補正を行う。この補正を行うのが、図2に示されるタイミング補正回路73である。この補正を行うにあたり、デジタル化するときのサンプリング周波数を、電子透かしデータの抽出を行う場合より高い周波数として、サンプリング変換を行うことが望ましい。ここでは、周波数特性補正をリニアリティ補正の前に行っているが、リニアリティ補正が単純に画素レベルの変換を行う場合には、この順序で補正を行うことが望ましい。その理由は、映像信号の周波数特性の劣化により画素レベルも変化するので、リニアリティ補正の前に周波数特性の劣化を補正しておくことによって、周波数特性の劣化による影響を、リニアリティ補正に与えないようにすることができるからである。 FIG. 6 is a diagram for explaining the input / output characteristics of the timing correction circuit 73 shown in FIG. As shown in FIG. 6, the video signal generally has a horizontal synchronizing signal, and the synchronizing signal is inserted with a negative polarity once in one horizontal scanning period. The horizontal synchronizing signal HS 1 is defines a horizontal scanning start timing of the video, in the analog recording apparatus such as a VTR, the timing deviation due to the sliding of the magnetic head and the magnetic tape for magnetic recording occurs. That is, as shown in FIG. 6, when a situation occurs in which the immediately preceding horizontal scanning period is slightly extended due to sliding or the like, in the next horizontal scanning period, the entire video signal is There is a phenomenon of shifting slightly backward (lagging behind in time). This is a timing shift model, and in order to correct this, correction is performed so as to shift the time axis within the horizontal blanking interval with reference to the horizontal synchronization signal. The timing correction circuit 73 shown in FIG. 2 performs this correction. In performing this correction, it is desirable to perform sampling conversion by setting the sampling frequency when digitizing to a higher frequency than when digital watermark data is extracted. Here, the frequency characteristic correction is performed before the linearity correction. However, when the linearity correction simply converts the pixel level, it is desirable to perform the correction in this order. The reason is that the pixel level also changes due to the deterioration of the frequency characteristics of the video signal. Therefore, by correcting the deterioration of the frequency characteristics before the linearity correction, the influence of the deterioration of the frequency characteristics is not affected on the linearity correction. It is because it can be made.

図7(a)及び(b)は、図3に示される電子透かし抽出回路8の電子透かし抽出動作を説明するための波形図である。図7(a)及び(b)において、横軸は時間軸を示し、縦軸は、映像信号の輝度値を示している。   7A and 7B are waveform diagrams for explaining the digital watermark extraction operation of the digital watermark extraction circuit 8 shown in FIG. 7A and 7B, the horizontal axis represents the time axis, and the vertical axis represents the luminance value of the video signal.

電子透かし技術においては、非常に微小な信号(電子透かしデータ)を映像信号に加えることによって、人間の目に知覚されにくいようにしながら、映像に電子透かしデータを重畳している。図7(a)及び(b)においては、実線で示される映像信号S(図7(a)及び(b)においては、輝度信号)の値の平坦部Sに、映像信号の値に比べて極めて小さな振幅の電子透かしデータ(図7(a)及び(b)において、点線の丸で囲まれた範囲内に突起状凸部又は突起状凹部として描いている。)を加えていることを示している。電子透かしデータを、映像信号の何処に加えるかは、予め電子透かしアルゴリズムによって定められており、図7(a)及び(b)においては、映像信号が平坦になっている箇所に埋め込まれた例が示されている。このとき、図7(a)に示されるように、映像信号に対して、電子透かしデータが正極性の信号として加えられていることを1、図7(b)に示されるように、負極性の信号として加えられていることを0とする。このとき、映像信号Sの平坦部Sから、ある閾値TH又はTHをもって判断して、電子透かしデータが加えられた箇所の値が、閾値THを超えている場合には1という電子透かしデータが重畳され、ある閾値THを下回っている場合には0という電子透かしデータが重畳されていると判断する。したがって、映像信号Sの平坦部Sに加えられた電子透かしデータを抽出するためには、ある閾値を用いて1又は0を区別して、電子透かしデータを抽出することになる。このような抽出処理を実行する構成は、図3に示される電子透かしデータ抽出回路8である。 In the digital watermark technology, a very small signal (digital watermark data) is added to a video signal so that it is not easily perceived by human eyes, and the digital watermark data is superimposed on the video. In FIGS. 7 (a) and (b), (in FIGS. 7 (a) and (b), the luminance signal) video signals S 1 indicated by the solid line in the flat portion S 2 of the values of the value of the video signal Compared with the electronic watermark data having a very small amplitude (in FIG. 7A and FIG. 7B, it is depicted as a projecting convex portion or a projecting concave portion within a range surrounded by a dotted circle). Is shown. Where the digital watermark data is added to the video signal is determined in advance by the digital watermark algorithm. In FIGS. 7A and 7B, the video signal is embedded in a flat portion. It is shown. At this time, as shown in FIG. 7A, it is 1 that the digital watermark data is added as a positive signal to the video signal, and as shown in FIG. Is added as a signal of 0. At this time, it is determined from the flat portion S 2 of the video signal S 1 with a certain threshold value TH P or TH N, and is 1 when the value of the location where the digital watermark data is added exceeds the threshold value TH P. electronic watermark data is superimposed, it is determined that the electronic watermark data of 0 if below a certain threshold TH N is superimposed. Therefore, in order to extract the digital watermark data added to the flat portion S 2 of the video signal S 1 , the digital watermark data is extracted by distinguishing 1 or 0 using a certain threshold value. The configuration for executing such extraction processing is the digital watermark data extraction circuit 8 shown in FIG.

電子透かしアルゴリズムに従って、どの位置に電子透かしデータが埋め込まれていているかを判断するために、図3に示される埋め込み位置同定回路14は、映像信号上の電子透かしデータが埋め込まれている場所を特定する。埋め込み位置同定回路14は、例えば、水平同期信号の何ライン目の何サンプル目に埋め込まれているなどの特定を行う。電子透かしの埋め込み位置は、例えば、VTRが垂直帰線期間の文字放送などに使用される領域に、電子透かしデータの種類を埋め込んでおくことがわかっている場合には、容易に同定できる。また、電子透かしアルゴリズムの種類を知ることができない場合には、既知の電子透かしアルゴリズムにおいて採用されている埋め込み位置のすべてを対象として電子透かし抽出を行う。一方、図3に示される閾値処理回路15は、電子透かしデータが閾値を超えているか否か(電子透かしデータが正極性の信号の場合)、又は、電子透かしデータが閾値を下回っているか否か(電子透かしデータが負極性の信号の場合)によって、電子透かしデータが1であるか0であるかを判断できるようにし、特定された位置に1又は0のどちらの電子透かしデータが重畳されているかを代表値サンプリング回路16によって確定する。従って、電子透かしデータ出力端子10には、このような抽出の連続による0及び1から成り立つ2進数のデジタル信号の列が出力される。   In order to determine in which position the watermark data is embedded according to the watermark algorithm, the embedded position identification circuit 14 shown in FIG. 3 identifies the location where the watermark data is embedded in the video signal. To do. The embedding position identification circuit 14 specifies, for example, what line and what sample are embedded in the horizontal synchronization signal. The embedded position of the digital watermark can be easily identified when it is known that the type of the digital watermark data is embedded in, for example, an area used for the character broadcast in the vertical blanking period. If the type of digital watermark algorithm cannot be known, digital watermark extraction is performed for all embedding positions employed in known digital watermark algorithms. On the other hand, the threshold processing circuit 15 shown in FIG. 3 determines whether the digital watermark data exceeds the threshold (when the digital watermark data is a positive signal) or whether the digital watermark data is below the threshold. (When the digital watermark data is a negative signal), it is possible to determine whether the digital watermark data is 1 or 0, and either the 1 or 0 digital watermark data is superimposed on the specified position. Is determined by the representative value sampling circuit 16. Therefore, the digital watermark data output terminal 10 outputs a binary digital signal sequence composed of 0 and 1 by such a continuous extraction.

実施の形態1に係る電子透かし抽出装置は以上のように構成されているので、例えば、図8の点線のような重畳映像信号WをVTRなどのアナログ記録装置で記録した場合、周波数特性が劣化して、実線のような波形Wとなり、重畳データの波高値が低くなってしまうことがある。これに対し、特性補正回路7が周波数特性を補正することによって、映像信号が点線のような波形Wに戻されるため、閾値に対する尤度を保つことが可能になる。すなわち、図8上の一点鎖線の閾値THで、もとの重畳映像信号Wにおける電子透かしデータを正しく抽出することは可能であるが、重畳映像信号が実線のような波形Wになってしまった場合、一点鎖線の閾値THでは正しく電子透かしデータを抽出することができない。また、閾値THを下げることも考えられるが、どの程度まで閾値を下げていいのを判断するための基準がわからなければ、誤った抽出しかできない。以上説明したように、実施の形態1に係る電子透かし抽出装置によれば、微小な信号である電子透かしデータを正確に抽出することができる。 Since the electronic watermark extracting apparatus according to the first embodiment is constructed as described above, for example, when recording a superimposed image signal W 1 as a dotted line in FIG. 8 in the analog recording apparatus such as a VTR, the frequency characteristic deteriorated, there is the waveform W 2 becomes like the solid line, is the peak value of the superimposed data becomes low. On the other hand, the characteristic correction circuit 7 corrects the frequency characteristic, so that the video signal is returned to the waveform W 1 like a dotted line, so that the likelihood with respect to the threshold can be maintained. That is, the threshold value TH 1 of dashed line on FIG. 8, it is possible to correctly extract the digital watermark data in the original superimposed video signal W 1, superimposed image signal becomes a waveform W 2 as a solid line In such a case, the digital watermark data cannot be correctly extracted with the one-dot chain line threshold TH 1 . In addition, it may be possible to lower the threshold TH 1, unless, can not only wrong extraction know the criteria for determining that the good by lowering the threshold to what extent. As described above, the digital watermark extraction apparatus according to Embodiment 1 can accurately extract digital watermark data that is a minute signal.

また、映像信号のレベルにもリニアリティの劣化があれば、正しい閾値制御が働かず、また、タイミングがシフトされていても同様であるため、リニアリティ劣化及びタイムシフトを補正することによって、微小な信号である電子透かしデータを正確に抽出できるようなる。   Also, if there is linearity degradation in the video signal level, correct threshold control does not work, and even if the timing is shifted, the same is true. By correcting for linearity degradation and time shift, a minute signal can be obtained. It is possible to accurately extract the electronic watermark data.

記憶部12に記憶されている画質劣化モデルのうちのどの画質劣化モデル(例えば、周波数特性、リニアリティ、及びタイミングの補正など)を用いるかは、映像信号のダビングに用いたVTRの機種が特定できる場合には、その機種の画質劣化モデルを選択する。また、例えば、VTRが垂直帰線期間の文字放送などの領域に、映像信号のダビングに用いたVTRの機種が特定できる情報が埋め込まれる場合には、この情報に基づいて適切な画質劣化モデルの選択を行う。また、映像信号のダビングに用いたVTRの機種を知ることができない場合には、すべての画質劣化モデルを採用して特性補正を行い、例えば、映像信号に含まれる誤り訂正符号を用いて誤りがなかったものを採用する。   Which image quality degradation model (for example, frequency characteristics, linearity, timing correction, etc.) of the image quality degradation models stored in the storage unit 12 is used can be specified by the model of the VTR used for video signal dubbing. In this case, the image quality degradation model for that model is selected. For example, when information that can identify the model of the VTR used for dubbing the video signal is embedded in an area such as a teletext broadcast in the vertical blanking period, an appropriate image quality degradation model is determined based on this information. Make a selection. If the VTR model used for video signal dubbing cannot be known, all image quality degradation models are used to correct the characteristics, and for example, errors are detected using error correction codes included in the video signal. Adopt what did not exist.

なお、このような特性補正を施さずに、電子透かしデータの検出正解率を上げる最も単純な方法は、埋め込み波形の波高値を上げて、振幅を大きくして、埋め込むことで回避することはできるが、このように埋め込んでしまうと、電子透かしデータを埋め込むことによる映像信号の歪が大きくなり、画質の劣化を大きくしてしまうということにつながる。このような画質劣化モデルに基づく特性補正をすることで、埋め込み時に画質劣化を強くするような波高値にするような必要がなくなるために、埋め込みと抽出のトータルの画質で考えた場合、高い画質を維持することができる。   The simplest method for increasing the detection accuracy rate of digital watermark data without performing such characteristic correction can be avoided by increasing the peak value of the embedded waveform, increasing the amplitude, and embedding. However, if it is embedded in this way, the distortion of the video signal due to the embedding of the digital watermark data will increase, leading to an increase in image quality degradation. By correcting the characteristics based on such an image quality degradation model, there is no need to set a peak value that increases image quality degradation at the time of embedding, so when considering the total image quality of embedding and extraction, high image quality Can be maintained.

また、以上の説明においては、実施の形態1に係る電子透かし抽出装置をH/W(ハードウェア)構成によって実現した場合を説明したが、実施の形態1における信号処理をソフトウエア処理によって実現してもよい。その場合には、電子透かし抽出装置の構成は、回路ではなく、処理モジュールという実態となる。例えば、周波数特性補正を行うには、図4の特性補正カーブCを持ったデジタルフィルタをソフトウエア上で実現すればよく、実現コストを非常に安くすることが可能となる。 In the above description, the case where the digital watermark extraction apparatus according to the first embodiment is realized by an H / W (hardware) configuration has been described. However, the signal processing in the first embodiment is realized by software processing. May be. In that case, the configuration of the digital watermark extracting apparatus is not a circuit but a processing module. For example, in the frequency characteristic correction may be realized digital filter having characteristics correction curve C 1 in FIG. 4 on software, it is possible to very cheap realization costs.

さらに、実施の形態1に係る電子透かし抽出装置において用いる閾値は、例えば、埋め込み時の波高値の1/2程度であることが望ましいが、アナログ記録装置のノイズレベルが、もし、この波高値よりも大きければ、閾値をノイズレベルに埋もれないように上げてもよい。また、電子透かしアルゴリズムを工夫して、電子透かしデータを複数埋め込むことで、複数埋め込まれた電子透かしデータの検出結果の多数決により、電子透かしデータの抽出結果を決定してもよい。   Furthermore, the threshold value used in the digital watermark extracting apparatus according to the first embodiment is preferably about ½ of the peak value at the time of embedding, but the noise level of the analog recording device is higher than the peak value. If so, the threshold value may be raised so as not to be buried in the noise level. Further, by devising a digital watermark algorithm and embedding a plurality of digital watermark data, the extraction result of the digital watermark data may be determined by majority determination of the detection results of a plurality of embedded digital watermark data.

さらにまた、実施の形態1においては、電子透かしデータを、映像のベースバンド信号に重畳した場合を説明したが、例えば、DCT(離散コサイン変換)を行うなどして、周波数変換データなどへの埋め込みを行った場合でも、同様の効果を得ることができる。   Furthermore, in the first embodiment, the case where the digital watermark data is superimposed on the video baseband signal has been described. However, for example, DCT (discrete cosine transform) is performed to embed the digital watermark data in the frequency conversion data or the like. Even in the case of performing the same, the same effect can be obtained.

また、実施の形態1においては、電子透かし抽出装置の入力端子が、Y信号とC信号とを別経路とするS端子のような場合について説明したが、コンポジット信号を入力して輝度信号と色信号を分離するような輝度信号・色信号分離回路を有した構成にしても同様な効果を得ることができる。   Further, in the first embodiment, the case where the input terminal of the digital watermark extracting apparatus is an S terminal in which the Y signal and the C signal are separated from each other has been described. A similar effect can be obtained even with a configuration having a luminance signal / color signal separation circuit for separating signals.

また、A/D変換とコンポーネント信号への変換の順序については、実施の形態1の場合に限定されず、先に、Y信号とC信号をA/D変換によってデジタル化し、その後、デジタル処理によって、コンポーネント信号に変換してもよい。   In addition, the order of A / D conversion and component signal conversion is not limited to the case of the first embodiment. First, the Y signal and the C signal are digitized by A / D conversion, and then digital processing is performed. , It may be converted into a component signal.

実施の形態1に係る電子透かし抽出装置の利用方法として想定しているのは、DVDなどとして流通しているパッケージメディアに対して、コピーガードキャンセラ(例えば、マクロビジョンキャンセラ)を用いて、ダビングができないように制御している信号を解除し、不正にVTRなどでダビングを行う図9のような系で、違法コピーのパッケージメディアを大量に作成し、販売などが行われている場合である。このような場合には、そのようなパッケージメディアを入手し、違法コピーが行われているかどうかの判断を行うための装置として実施の形態1に係る電子透かし抽出装置を利用することができる。   As a method of using the digital watermark extraction apparatus according to the first embodiment, it is assumed that dubbing is performed using a copy guard canceller (for example, a macrovision canceller) on package media distributed as a DVD or the like. This is a case in which a large amount of illegally copied package media is created and sold in a system as shown in FIG. 9 in which a signal that is controlled so as not to be released is illegally dubbed with a VTR or the like. In such a case, the digital watermark extracting apparatus according to the first embodiment can be used as an apparatus for obtaining such package media and determining whether illegal copying has been performed.

また、実施の形態1に係る電子透かし抽出装置によれば、上記特許文献2(特開平11−146342号)に記載された装置のように、基準信号(例えば、輝度信号の白ピークレベルを表わす信号)を映像信号のオーバースキャン領域に挿入して記録しておく必要がない。このため、実施の形態1に係る電子透かし抽出装置は、基準信号を映像信号のオーバースキャン領域に挿入して記録しているという特殊な映像信号に限らず、一般的な映像信号に広く使用できる。   In addition, according to the digital watermark extraction apparatus according to the first embodiment, the reference signal (for example, the white peak level of the luminance signal) is represented as in the apparatus described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-146342). Signal) need not be recorded in the overscan area of the video signal. For this reason, the digital watermark extraction apparatus according to Embodiment 1 is not limited to a special video signal in which a reference signal is recorded by being inserted into an overscan area of the video signal, and can be widely used for general video signals. .

なお、実施の形態1の電子透かし抽出装置は、違法コピーなどを検出する管理センタなどの施設において使用されることを想定しており、世の中に販売されている(流通している)VTRのすべての機種の画質劣化モデルを持っており、それに基づく特性補正を行った後に、電子透かしデータを抽出する。   Note that the digital watermark extraction apparatus according to the first embodiment is assumed to be used in a facility such as a management center that detects illegal copies, and all VTRs sold (distributed) to the world. The digital watermark data is extracted after performing the characteristic correction based on the image quality degradation model of the model.

また、ダビングも複数回(例えば、2回)行うことを想定しており、ダビングを行う映像記録装置の組み合わせの特性劣化も計算でき、この組み合わせの特性劣化に基づいて特性補正を行った後に、電子透かしデータを抽出することもできる。   In addition, it is assumed that dubbing is performed a plurality of times (for example, twice), and the characteristic deterioration of the combination of the video recording apparatuses that perform the dubbing can be calculated, and after performing the characteristic correction based on the characteristic deterioration of the combination, It is also possible to extract digital watermark data.

実施の形態2.
図10は、本発明の実施の形態2に係る電子透かし抽出装置の構成を概略的に示すブロック図である。図2において、図1(実施の形態1)の構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 10 is a block diagram schematically showing the configuration of the digital watermark extraction apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 2, the same or corresponding components as those in FIG. 1 (Embodiment 1) are denoted by the same reference numerals.

図10に示されるように、実施の形態2に係る電子透かし抽出装置は、電子透かしデータが重畳された重畳映像信号から分離されたY信号が入力されるY信号入力端子1と、電子透かしデータが重畳された重畳映像信号から分離されたC信号が入力されるC信号入力端子2と、Y信号入力端子1から入力されたY信号をデジタル化するA/D変換器3とを備えている。また、実施の形態2に係る電子透かし抽出装置は、C信号入力端子2から入力されたC信号を直交AM復調して、C信号をR−Y信号とB−Y信号に変換する復調器4と、復調器4から出力されたR−Y信号をデジタル化するA/D変換器5と、復調器4から出力されたB−Y信号をデジタル化するA/D変換器6とを備えている。   As shown in FIG. 10, the digital watermark extracting apparatus according to Embodiment 2 includes a Y signal input terminal 1 to which a Y signal separated from a superimposed video signal on which digital watermark data is superimposed, and digital watermark data. Are provided with a C signal input terminal 2 to which a C signal separated from a superimposed video signal is input, and an A / D converter 3 for digitizing the Y signal input from the Y signal input terminal 1. . In addition, the digital watermark extracting apparatus according to the second embodiment is a demodulator 4 that performs quadrature AM demodulation on the C signal input from the C signal input terminal 2 and converts the C signal into an RY signal and a BY signal. And an A / D converter 5 for digitizing the RY signal output from the demodulator 4, and an A / D converter 6 for digitizing the BY signal output from the demodulator 4. Yes.

さらに、実施の形態2に係る電子透かし抽出装置は、VTRなどのアナログ記録を行う際の画質劣化モデル(例えば、周波数特性、リニアリティ、及びノイズなど)に基づいて電子透かしデータの抽出に際して用いる閾値を設定する閾値制御回路13と、閾値制御回路13により設定された閾値を用いてY信号、R−Y信号、B−Y信号から電子透かしデータを抽出する電子透かし抽出回路8と、映像信号データを出力する映像信号データ出力端子9と、電子透かしデータを出力する電子透かしデータ出力端子10とを備えている。さらにまた、実施の形態2に係る電子透かし抽出装置は、装置全体の動作を制御する制御回路14と、映像記録装置の各機種(例えば、アナログVTRなど)により映像信号を記録した場合に生じる画質劣化に関するデータを映像記録装置の各機種について画質劣化モデルとして保持する記憶部15とを備えている。   Furthermore, the digital watermark extraction apparatus according to the second embodiment uses a threshold value used in digital watermark data extraction based on an image quality degradation model (for example, frequency characteristics, linearity, noise, etc.) when analog recording such as VTR is performed. The threshold control circuit 13 to be set, the digital watermark extraction circuit 8 that extracts the digital watermark data from the Y signal, the RY signal, and the BY signal using the threshold set by the threshold control circuit 13, and the video signal data A video signal data output terminal 9 for outputting and a digital watermark data output terminal 10 for outputting digital watermark data are provided. Furthermore, the digital watermark extracting apparatus according to the second embodiment has an image quality generated when a video signal is recorded by the control circuit 14 that controls the operation of the entire apparatus and each model (for example, analog VTR) of the video recording apparatus. And a storage unit 15 that holds data relating to deterioration as an image quality deterioration model for each model of the video recording apparatus.

図11は、図10に示される閾値制御回路13及び電子透かし抽出回路8の構成を概略的に示すブロック図である。図11に示されるように、閾値制御回路13は、時間軸シフト情報解析回路131と、周波数解析回路132と、ノイズパラメータ制御回路133と、閾値演算回路134とを有している。また、電子透かし抽出回路8は、映像信号上の電子透かしデータが埋め込まれている場所を特定する電子透かしデータの埋め込み位置同定回路81と、電子透かしデータが閾値を超えているか否か(電子透かしデータが正極性の信号の場合)、又は、電子透かしデータが閾値を下回っているか否か(電子透かしデータが負極性の信号の場合)を判断する閾値処理回路82と、埋め込み位置同定回路81によって特定された位置が1(電子透かしデータが正極性の信号の場合)又は0(電子透かしデータが負極性の信号の場合)のいずれのデータであるかを確定する代表値サンプリング回路63とを有している。   FIG. 11 is a block diagram schematically showing the configuration of the threshold control circuit 13 and the digital watermark extraction circuit 8 shown in FIG. As shown in FIG. 11, the threshold control circuit 13 includes a time axis shift information analysis circuit 131, a frequency analysis circuit 132, a noise parameter control circuit 133, and a threshold calculation circuit 134. Also, the digital watermark extraction circuit 8 includes a digital watermark data embedding position identification circuit 81 for specifying a location where the digital watermark data is embedded in the video signal, and whether or not the digital watermark data exceeds a threshold (digital watermark). A threshold value processing circuit 82 for determining whether or not the digital watermark data is below a threshold value (when the digital watermark data is a negative signal) and an embedded position identification circuit 81; A representative value sampling circuit 63 for determining whether the specified position is 1 (when the digital watermark data is a positive signal) or 0 (when the digital watermark data is a negative signal). doing.

閾値制御回路13及び電子透かし抽出回路8には、各コンポーネントに分解された重畳映像信号が入力され、時間軸シフト情報解析回路131によって、図6に示したように、水平同期信号から時間軸シフト情報を解析して、例えば、20nsec信号遅延が生じていることを解析して、閾値も20nsec遅らせて制御し、その一方で、代表値サンプリング回路には、20nsec遅らせて電子透かしデータを決定する(1であるか、又は、0であるか)を決定するように制御指示を出す。   The threshold video control circuit 13 and the digital watermark extraction circuit 8 receive the superimposed video signal decomposed into each component, and the time axis shift information analysis circuit 131 shifts the time axis from the horizontal synchronization signal as shown in FIG. By analyzing the information, for example, analyzing that a signal delay of 20 nsec occurs, the threshold value is also controlled by delaying by 20 nsec, while the representative value sampling circuit determines the digital watermark data by delaying by 20 nsec ( A control instruction is issued to determine whether it is 1 or 0).

また、周波数解析回路132によって、画質劣化モデルから周波数特性が求められているが、その周波数特性をもったとき、映像信号の周波数解析を行って、その結果に逆周波数変換を施して時間軸上での信号に戻し、重畳されたはずの波形がどのように歪んだかどうかを推定する。その結果、図12の点線で示した埋め込み波形Wが実線Wのようになると推定すれば、閾値THを下の一点鎖線THになるように閾値レベルを制御するように制御指示を出す。 The frequency analysis circuit 132 obtains the frequency characteristic from the image quality degradation model. When the frequency characteristic is obtained, the frequency analysis of the video signal is performed, and the result is subjected to the inverse frequency conversion to be on the time axis. Returning to the signal at, it is estimated how the waveform that should have been superimposed is distorted. As a result, if it is estimated that the embedded waveform W 1 shown by the dotted line in FIG. 12 is as shown by the solid line W 2 , a control instruction is issued to control the threshold level so that the threshold TH 1 becomes the lower one-dot chain line TH 2. put out.

また、ノイズパラメータ制御回路133により、画質劣化モデルに所定のアナログ記録装置で記録された場合のノイズ量から閾値レベルを制御するように制御指示を出す。これらの閾値制御指示により、閾値演算回路134にて閾値を決定し、電子透かし抽出回路の閾値処理回路82に閾値を与える。例えば、時間軸シフト情報解析回路131により、20nsecの遅延を指示し、周波数解析により、透かしデータの波高値が1/3になると推定され、ノイズパラメータ制御回路133により、ノイズ量が50mVp−pと制御指示が来れば、波高値が1/3以下で、50mVp−p以上である閾値を20nsec遅らせて生成するように閾値演算回路134は動作する。   Further, the noise parameter control circuit 133 issues a control instruction to control the threshold level from the amount of noise when the image quality degradation model is recorded by a predetermined analog recording device. In accordance with these threshold control instructions, the threshold value calculation circuit 134 determines the threshold value and gives the threshold value to the threshold value processing circuit 82 of the digital watermark extraction circuit. For example, a delay of 20 nsec is instructed by the time axis shift information analysis circuit 131 and the peak value of the watermark data is estimated to be 1/3 by frequency analysis, and the noise amount is 50 mVp-p by the noise parameter control circuit 133. When a control instruction is received, the threshold value calculation circuit 134 operates so as to generate a threshold value having a peak value of 1/3 or less and 50 mVp-p or more with a delay of 20 nsec.

このように電子透かし抽出装置を構成しているので、例えば、図12の点線のような重畳映像信号をVTRなどのアナログ記録装置で記録した場合を想定したとき、周波数特性が劣化しているため、実線Wのような波形となり、重畳データの波高値が低くなってしまう。これに対し、閾値演算回路134が、上の一点鎖線THから、下の一点鎖線THに閾値を変更するよう動作するために、電子透かし抽出のための閾値を正しく設定することが可能になる。つまり、図12の上の一点鎖線THの閾値で、もとの重畳映像信号における電子透かしデータを正しく抽出することは可能であるが、実線のような波形になってしまった場合、上の一点鎖線THでは正しく電子透かしデータを抽出することができない。しかし、この閾値演算を行うことにより、微小な信号である電子透かしの重畳データを正確に抽出することができる。 Since the digital watermark extraction apparatus is configured as described above, for example, when assuming a case in which a superimposed video signal such as a dotted line in FIG. 12 is recorded by an analog recording apparatus such as a VTR, the frequency characteristics are deteriorated. , a waveform shown by the solid line W 2, the peak value of the superimposed data is lowered. On the other hand, since the threshold value operation circuit 134 operates to change the threshold value from the upper one-dot chain line TH 1 to the lower one-dot chain line TH 2 , the threshold value for digital watermark extraction can be set correctly. Become. That is, it is possible to correctly extract the digital watermark data in the original superimposed video signal with the threshold value of the one-dot chain line TH 1 in FIG. 12, but if the waveform becomes a solid line, In one-dot chain line TH 1 can not be correctly extracted electronic watermark data. However, by performing this threshold calculation, it is possible to accurately extract superimposed data of a digital watermark that is a minute signal.

また、タイミングがシフトされていても同様であるため、タイミングシフトに基づく補正を行うことによって、微小な信号である電子透かしの重畳データも正確に抽出することができる。   Further, since the same is true even if the timing is shifted, by performing correction based on the timing shift, it is possible to accurately extract the superimposition data of the digital watermark that is a minute signal.

さらには、ノイズレベルも把握し、ノイズレベルに基づいて閾値制御を行っているため、ノイズに埋もれることなく電子透かしデータを正しく抽出することができる。   Furthermore, since the noise level is also grasped and the threshold control is performed based on the noise level, the digital watermark data can be correctly extracted without being buried in the noise.

なお、このような閾値の制御を施さずに、電子透かしデータの検出正解率を上げる最も単純な方法は埋め込み波形の波高値を上げて、図12の2点鎖線Wのように、振幅を大きくして、埋め込むことで回避することはできるが、このように埋め込んでしまうと、電子透かしデータを埋め込むことによる映像信号の歪が大きくなり、画質の劣化を大きくしてしまうということにつながる。このような画質劣化モデルに基づく閾値制御をすることで、埋め込み時に画質劣化を強くするような波高値にするような必要がなくなるために、埋め込みと抽出のトータルの画質で考えた場合、高い画質を維持できるという効果を得ることができる。実施の形態1のように、映像信号のレベルにもリニアリティの劣化も反映した閾値制御を行えばさらに精度が上がる。 Note that without performing the control of such a threshold, the simplest way to increase the detection accuracy rate of the electronic watermark data by increasing the peak value of the embedded waveform, as shown by a two-dot chain line W 3 in FIG. 12, the amplitude Although this can be avoided by embedding it, embedding in this way increases the distortion of the video signal caused by embedding the digital watermark data, leading to a greater deterioration in image quality. By performing threshold control based on such an image quality degradation model, there is no need to set a peak value that increases image quality degradation at the time of embedding, so when considering the total image quality of embedding and extraction, high image quality Can be obtained. As in the first embodiment, the accuracy is further improved by performing threshold control that reflects the degradation of linearity in the level of the video signal.

また、以上の説明においては、実施の形態2に係る電子透かし抽出装置をH/W構成によって実現した場合を説明したが、実施の形態2における信号処理をソフトウエア処理によって実現してもよい。その場合には、電子透かし抽出装置の構成は、回路ではなく、処理モジュールという実態となる。例えば、周波数特性解析を行うには、FFT(高速フーリエ変換)や逆FFTなどの実現をソフトウエア上で行えばよいだけなので、実現コストを非常に安くして実現することが可能となる。   In the above description, the case where the digital watermark extracting apparatus according to the second embodiment is realized by the H / W configuration has been described. However, the signal processing in the second embodiment may be realized by software processing. In that case, the configuration of the digital watermark extracting apparatus is not a circuit but a processing module. For example, in order to perform the frequency characteristic analysis, it is only necessary to realize FFT (fast Fourier transform), inverse FFT, etc. on software, so that it is possible to realize it with a very low realization cost.

また、A/D変換とコンポーネント信号への変換の順序については、実施の形態2の場合に限定されず、先に、Y信号とC信号をA/D変換によってデジタル化し、その後、デジタル処理によって、コンポーネント信号に変換してもよい。   Further, the order of A / D conversion and conversion into component signals is not limited to the case of the second embodiment. First, the Y signal and the C signal are digitized by A / D conversion, and then by digital processing. , It may be converted into a component signal.

さらに、実施の形態2に係る電子透かし抽出装置において用いる閾値は、例えば、埋め込み時の波高値の1/2程度であることが望ましいが、アナログ記録装置のノイズレベルが、もし、この波高値よりも大きければ、閾値をノイズレベルに埋もれないように上げてもよい。また、電子透かしアルゴリズムを工夫して、電子透かしデータを複数埋め込むことで、複数埋め込まれた電子透かしデータの検出結果の多数決により、電子透かしデータの抽出結果を決定してもよい。   Further, the threshold value used in the digital watermark extracting apparatus according to the second embodiment is preferably about ½ of the crest value at the time of embedding, but the noise level of the analog recording apparatus is greater than the crest value. If so, the threshold value may be raised so as not to be buried in the noise level. Further, by devising a digital watermark algorithm and embedding a plurality of digital watermark data, the extraction result of the digital watermark data may be determined by majority determination of the detection results of a plurality of embedded digital watermark data.

さらには、実施の形態1においては、電子透かしデータを、映像のベースバンド信号に重畳した場合を説明したが、例えば、DCTを行うなどして、周波数変換データなどへの埋め込みを行った場合でも、同様の効果を得ることができる。   Furthermore, in the first embodiment, the case where the digital watermark data is superimposed on the video baseband signal has been described. However, even when the digital watermark data is embedded in the frequency conversion data by performing DCT, for example. The same effect can be obtained.

また、実施の形態1においては、電子透かし抽出装置の入力端子が、Y信号とC信号とを別経路とするS端子のような場合について説明したが、コンポジット信号を入力して輝度信号と色信号を分離するような輝度信号・色信号分離回路を有した構成にしても同様な効果を得ることができる。   Further, in the first embodiment, the case where the input terminal of the digital watermark extracting apparatus is an S terminal in which the Y signal and the C signal are separated from each other has been described. A similar effect can be obtained even with a configuration having a luminance signal / color signal separation circuit for separating signals.

なお、実施の形態2において、上記以外の点は、上記実施の形態1の場合と同じである。   In the second embodiment, points other than those described above are the same as those in the first embodiment.

また、実施の形態1及び2、以下に説明する実施の形態3乃至5のうちの幾つかを組み合わせた構成を採用することもできる。例えば、実施の形態1の特性補正回路7による映像信号の補正と、実施の形態2の閾値制御回路13による閾値設定とを両方実行する、又は、選択的に一方を実行する構成としてもよい。   Moreover, the structure which combined some of Embodiment 1 and 2 and Embodiment 3 thru | or 5 demonstrated below is also employable. For example, both the video signal correction by the characteristic correction circuit 7 of the first embodiment and the threshold setting by the threshold control circuit 13 of the second embodiment may be executed, or one of them may be selectively executed.

実施の形態3.
図13は、実施の形態3に係る電子透かし抽出装置において、画質劣化モデルのパラメータを取得するために用いられる基準信号の例を示す図である。実施の形態3に係る電子透かし抽出装置は、映像信号の映像の有効領域に挿入された基準信号を用いて画質劣化モデルのパラメータを取得し、そのパラメータを使用して特性補正(実施の形態1の場合)又は閾値設定(実施の形態2の場合)を行うことができる点において、上記実施の形態1又は2に係る電子透かし抽出装置と相違する。この点を除き、実施の形態3に係る電子透かし抽出装置は、上記実施の形態1又は2に係る電子透かし抽出装置と同じである。したがって、実施の形態3の説明においては、図1(実施の形態1)又は図10(実施の形態2)を参照する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a reference signal used for acquiring parameters of an image quality degradation model in the digital watermark extraction apparatus according to the third embodiment. The digital watermark extraction apparatus according to the third embodiment acquires parameters of the image quality degradation model using the reference signal inserted in the video effective area of the video signal, and corrects the characteristics using the parameters (first embodiment). ) Or threshold setting (in the case of the second embodiment) is different from the digital watermark extracting apparatus according to the first or second embodiment. Except for this point, the digital watermark extracting apparatus according to the third embodiment is the same as the digital watermark extracting apparatus according to the first or second embodiment. Therefore, FIG. 1 (Embodiment 1) or FIG. 10 (Embodiment 2) is referred to in the description of Embodiment 3.

本発明の電子透かし抽出装置は、映像コンテンツの違法コピーなどを検出する著作権保護のための管理センタなどの施設において使用されることを想定している。したがって、通常は、実施の形態1及び2に係る電子透かし抽出装置は、世の中に販売されているVTRのすべての機種の画質劣化モデルを予め保持していることが前提である。しかし、全世界のVTRの発売機種をすべて網羅するのは、システムの継続性から考えて困難が予想される。例えば、新たなVTRである機種Zが発売されたと同時に、機種Zを用いて違法コピーが行われたとする。この場合には、電子透かし抽出装置のバージョンアップを行い、新たな機種Zの画質劣化モデルを取得しなければならないが、新たな機種Zの画質劣化モデルの取得が間に合わず、違法コピーを正確に検出できないケースも想定される。このため、急遽調査しなければならない機種については、流通している電子透かし抽出装置を使って画質劣化モデルを求めることも必要になる場合がある。実施の形態3に係る電子透かし抽出装置は、映像信号の映像の有効領域に基準信号を挿入しておき、この基準信号を用いて画質劣化モデルのパラメータを取得し、そのパラメータを使用して特性補正又は閾値設定を行い、その後に電子透かしデータの抽出を行う。   The digital watermark extracting apparatus of the present invention is assumed to be used in a facility such as a management center for copyright protection that detects illegal copying of video content. Therefore, normally, the digital watermark extraction apparatus according to Embodiments 1 and 2 is premised on holding in advance the image quality degradation models of all models of VTRs sold in the world. However, it is expected that it will be difficult to cover all VTR models released worldwide, considering the continuity of the system. For example, it is assumed that a model Z, which is a new VTR, is released and illegal copying is performed using the model Z. In this case, it is necessary to upgrade the digital watermark extraction device and acquire a new model Z image quality deterioration model, but the new model Z image quality deterioration model cannot be acquired in time, and illegal copying can be performed accurately. There may be cases where it cannot be detected. For this reason, it may be necessary to obtain an image quality degradation model using a digital watermark extraction device that is in circulation for models that must be investigated immediately. The digital watermark extraction apparatus according to the third embodiment inserts a reference signal in the video effective area of the video signal, acquires a parameter of the image quality degradation model using the reference signal, and uses the parameter to Correction or threshold setting is performed, and then digital watermark data is extracted.

図9に示されるように、DVDのパッケージメディアを再生した際のDVDプレーヤからの再生信号を、コピーガードキャンセラ(例えば、マクロビジョンキャンセラ)に入力し、ここで再生信号に含まれるダビング防止信号を解除し、アナログVTRなどのアナログ記録装置にダビングする場合に、図13に示されるような基準信号が映像信号として出力できるようなDVDのディスクを用意しておく。このディスクをDVDプレーヤで再生すれば、一般的にはメニュー画面が再生され図14のような画面になる。これは、メニューボタンがハイライトして視聴者が見たいシーンにジャンプして再生映像を享受したり、特典映像などへジャンプして、劇場などでは見ることのできない特殊な映像を見たりするためのボタンである。このメニューボタンはDVDのディスクを制作するオーサリングの工程で作成されるものである。このメニューボタンを遷移させていくときに普通の視聴者には気づかないような、隠しボタンを用意するようにオーサリングを行う。その隠しボタンが選択されたときには、画質劣化モデルを構築するような図13のような基準信号が映像信号として出力される。DVDにおいては、MPEG圧縮を用いているために、同期信号区間などの非映像期間には基準信号を入れることはできない。このため、映像領域に基準信号を入れる。また、周波数特性を抽出したり、リニアリティをきめ細かく抽出したり、ノイズレベルを抽出したりするために、非常に多くの映像領域が安定的に必要であり、仮に非映像領域に基準信号を挿入できないMPEG方式を使用しない場合であっても、基準信号を映像領域に挿入することが望ましい。   As shown in FIG. 9, a reproduction signal from a DVD player when a DVD package medium is reproduced is input to a copy guard canceller (for example, a macrovision canceller), where a dubbing prevention signal included in the reproduction signal is input. In the case of releasing and dubbing to an analog recording device such as an analog VTR, a DVD disc is prepared so that a reference signal as shown in FIG. 13 can be output as a video signal. When this disc is reproduced by a DVD player, a menu screen is generally reproduced and a screen as shown in FIG. 14 is obtained. This is because the menu button highlights and the viewer jumps to the scene they want to see and enjoys the playback video, or jumps to the special video and sees special video that cannot be seen in the theater etc. It is a button. This menu button is created in the authoring process for producing a DVD disc. Authoring is performed so that a hidden button is prepared so that a normal viewer does not notice when the menu button is changed. When the hidden button is selected, a reference signal as shown in FIG. 13 for constructing an image quality degradation model is output as a video signal. Since DVD uses MPEG compression, a reference signal cannot be input in a non-video period such as a synchronization signal period. For this reason, a reference signal is entered in the video area. In addition, in order to extract frequency characteristics, extract linearity finely, and extract noise levels, a very large number of video areas are required stably, and a reference signal cannot be inserted into a non-video area. Even when the MPEG system is not used, it is desirable to insert the reference signal into the video area.

図13の映像信号の例においては、画面の上3分の1には、周波数特性に関する画質劣化モデルを構築するための基準信号が記録されている。画面の3分の1を占める広い領域を使用する理由は、映像信号として安定した特性を求めるために必要であるからである。また、画面の次の3分の1の領域では、映像信号のリニアリティに関する画質劣化モデルを構築するための基準信号が記録されている。また、画面の残りの3分の1の領域では、ノイズに関する画質劣化モデルを構築するための基準信号が記録されている。このようにフラットな映像信号であるのは、フラットな信号をダビングしたときのノイズ量で、画質劣化モデルを構築するからである。   In the example of the video signal in FIG. 13, a reference signal for constructing an image quality degradation model related to frequency characteristics is recorded in the upper third of the screen. The reason for using a wide area occupying a third of the screen is that it is necessary to obtain stable characteristics as a video signal. Further, in the next third region of the screen, a reference signal for constructing an image quality degradation model related to the linearity of the video signal is recorded. Further, in the remaining one-third area of the screen, a reference signal for constructing an image quality degradation model related to noise is recorded. The reason for the flat video signal is that an image quality degradation model is constructed with the amount of noise when the flat signal is dubbed.

このような基準信号を用意して、電子透かし抽出装置が設置された場所で、新しいVTRなどの実機についての画質劣化モデルを構築し、パラメータを抽出し、実施の形態1における特性補正又は実施の形態2における閾値制御を行う。実施の形態3に係る電子透かし装置は、記憶部に画質劣化モデルを保持していない実機についての画質劣化モデルを取得できるので、極めてフレキシブルな(融通性の高い)電子透かし抽出装置を構成することが可能になる。   By preparing such a reference signal, an image quality deterioration model for a real machine such as a new VTR is constructed at a place where a digital watermark extraction apparatus is installed, parameters are extracted, and the characteristic correction or implementation in the first embodiment is performed. Threshold control in form 2 is performed. Since the digital watermarking apparatus according to Embodiment 3 can acquire an image quality degradation model for an actual machine that does not hold the image quality degradation model in the storage unit, an extremely flexible (highly flexible) digital watermark extraction apparatus is configured. Is possible.

実施の形態4.
図15は、本発明の実施の形態4に係る電子透かし抽出装置の構成を概略的に示すブロック図である。図15において、図1(実施の形態1)の構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 15 is a block diagram schematically showing the configuration of the digital watermark extraction apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 15, the same or corresponding components as those in FIG. 1 (Embodiment 1) are denoted by the same reference numerals.

実施の形態4に係る電子透かし抽出装置は、電子透かしデータの誤り検出を行い、抽出データが誤って抽出された位置を検出する誤り検出回路22と、近似コード検出回路23と、著作権データなどのメタデータのデータベース(DB)であるメタデータDB記憶部24と、電子透かしデータの候補となり得る電子透かし近似データを出力するデータ出力端子25とを有する点が、上記実施の形態1に係る電子透かし抽出装置と相違する。   The digital watermark extraction apparatus according to the fourth embodiment performs error detection of digital watermark data, detects an error detection position where the extracted data is extracted, an approximate code detection circuit 23, copyright data, and the like. The electronic device according to the first embodiment is characterized in that it has a metadata DB storage unit 24 that is a metadata database (DB) and a data output terminal 25 that outputs digital watermark approximation data that can be a candidate for digital watermark data. This is different from the watermark extraction apparatus.

上記実施の形態1及び2の電子透かし抽出装置においては、抽出された電子透かしデータが間違っていた場合に、単に間違ったデータしか出力することができず(又は、データを検出できない旨の出力しか出力することができず)、著作権データなどのデータを間違って得てしまう(又は著作権データなどのデータに関する情報をまったく得ることが出来ない)という不都合な状況に対して、何らかの対処法を提供するものではない。これに対し、著作権データを推定しようとすると、人間がそれに近い著作権データを探し出すしかなく、この点において、十分に利用者の要望を実現していない利便性の低い装置となっている。すなわち、上記実施の形態1及び2においては、特性補正や閾値制御をすることで、基本的には正確な抽出を行うことができるものであるが、もしも間違って検出してしまった場合(又は電子透かしを検出できなかった場合)には、著作権データの候補を検索してくれる構成にはなっていない。   In the digital watermark extracting apparatus of the first and second embodiments, when the extracted digital watermark data is wrong, only wrong data can be output (or only an output indicating that the data cannot be detected). Can't output data), and some kind of countermeasure is taken against the inconvenient situation where the data such as copyright data is wrongly obtained (or the information about the data such as copyright data cannot be obtained at all). It is not provided. On the other hand, when trying to estimate the copyright data, humans have no choice but to find the copyright data close to it, and in this respect, the apparatus has not been sufficiently fulfilled by the user's request, and is a low convenience device. That is, in Embodiments 1 and 2 described above, it is basically possible to perform accurate extraction by performing characteristic correction or threshold control, but if it is detected by mistake (or If the digital watermark cannot be detected, the copyright data candidate is not searched.

実施の形態4に係る電子透かし抽出装置は、データの間違いに対しては、一般的には誤り訂正符号を付して電子透かしデータを埋め込むことが考えられるが、それでも訂正しきれないケースに対して、訂正はできなくても誤った位置は検出できる場合が多く、その間違った位置を特定して、電子透かし候補を抽出しようとするものである。そのために、誤り検出回路22によって、間違って抽出された位置を検出する。図16に間違った位置のわかった著作権に関するIDコードの例を挙げている。図16においては、“0021000012746”というデータが抽出されているが、この“7”の部分が間違っていることが誤り検出回路22によって判明したとき、この“7”に相当する部分を、想定しうるデータである0〜F(16進数)で埋め、このコードが存在するかどうかをメタデータDB記憶部24のデータベースに問い合わせ、存在すれば、近似コード検出回路23は近似コード一覧を出力端子25から出力する。   The digital watermark extraction apparatus according to the fourth embodiment can embed digital watermark data by adding an error correction code to an error in data, but it still cannot be corrected. In many cases, an incorrect position can be detected even if correction is not possible, and an attempt is made to extract an electronic watermark candidate by specifying the incorrect position. For this purpose, the error detection circuit 22 detects an erroneously extracted position. FIG. 16 shows an example of an ID code related to a copyright whose wrong position is known. In FIG. 16, data “0021000012746” is extracted, but when the error detection circuit 22 finds that the part “7” is wrong, the part corresponding to this “7” is assumed. It fills with possible data 0 to F (hexadecimal number) and inquires of the database of the metadata DB storage unit 24 whether or not this code exists, and if it exists, the approximate code detection circuit 23 outputs an approximate code list to the output terminal 25. Output from.

実施の形態4においては、例え電子透かし抽出結果が間違っていてもその候補リストを得ることができるので、著作権データを推定しやすくなり、使用者の操作の負担を軽減した利便性が向上した電子透かし抽出装置を得ることができる。   In the fourth embodiment, even if the digital watermark extraction result is wrong, the candidate list can be obtained, so that it is easy to estimate copyright data, and the convenience of reducing the burden on the user's operation is improved. An electronic watermark extraction apparatus can be obtained.

実施の形態4の説明においては、誤り検出回路の説明として誤り訂正符号を付したものを取り扱うことで説明を行ったが、より単純な方法として、電子透かしアルゴリズムを工夫して、電子透かしデータを複数埋め込むことで、複数埋め込まれた電子透かしデータの検出結果の多数決により、電子透かしデータの決定を行うような方法を採用してもよい。この場合に、電子透かしデータの決定のための多数決の結果が、僅差である場合には、上位の結果が得られた複数の電子透かしデータのそれぞれについて、電子透かし候補の抽出を行ってもよい。   In the description of the fourth embodiment, the description of the error detection circuit has been made by handling the one with the error correction code attached. However, as a simpler method, the digital watermark algorithm is devised to convert the digital watermark data. A method of determining the digital watermark data by majority embedding the detection result of the plurality of digital watermark data embedded may be adopted. In this case, when the result of majority decision for determining the digital watermark data is a small difference, the digital watermark candidates may be extracted for each of the plurality of digital watermark data from which higher-order results are obtained. .

また、この電子透かし抽出装置の入力をY信号とC信号が別経路のS端子のようなケースを想定しているが、コンポジット信号を入力して輝度信号と色信号を分離するような輝度信号・色信号分理回路を有した構成にしても同様な効果を得ることができる。   In addition, it is assumed that the input of this digital watermark extracting apparatus is like the S terminal where the Y signal and the C signal are different paths, but the luminance signal that separates the luminance signal and the color signal by inputting the composite signal A similar effect can be obtained even with a configuration having a color signal dividing circuit.

なお、実施の形態4において、上記以外の点は、上記実施の形態1の場合と同じである。   The fourth embodiment is the same as the first embodiment except for the points described above.

実施の形態5.
図17は、本発明の実施の形態5に係る電子透かし抽出装置の構成を概略的に示すブロック図である。図17において、図2(実施の形態2)の構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 17 is a block diagram schematically showing a configuration of the digital watermark extracting apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 17, the same or corresponding components as those in FIG. 2 (Embodiment 2) are denoted by the same reference numerals.

実施の形態5に係る電子透かし抽出装置は、電子透かしデータの誤り検出を行い、抽出データが誤って抽出された位置を検出する誤り検出回路22と、近似コード検出回路23と、著作権データなどのメタデータのデータベース(DB)であるメタデータDB記憶部24と、電子透かしデータの候補となり得る電子透かし近似データを出力するデータ出力端子25とを有する点が、上記実施の形態2に係る電子透かし抽出装置と相違する。   The digital watermark extracting apparatus according to the fifth embodiment detects an error in digital watermark data, detects an error extraction position of the extracted data, an approximate code detection circuit 23, copyright data, and the like. The electronic device according to the second embodiment is characterized in that it has a metadata DB storage unit 24 that is a metadata database (DB) and a data output terminal 25 that outputs digital watermark approximation data that can be candidates for digital watermark data. This is different from the watermark extraction apparatus.

上記実施の形態1及び2の電子透かし抽出装置においては、抽出された電子透かしデータが間違っていた場合に、単に間違ったデータしか出力することができず(又は、データを検出できない旨の出力しか出力することができず)、著作権データなどのデータを間違って得てしまう(又は著作権データなどのデータに関する情報をまったく得ることが出来ない)という不都合な状況に対して、何らかの対処法を提供するものではない。これに対し、著作権データを推定しようとすると、人間がそれに近い著作権データを探し出すしかなく、この点において、十分に利用者の要望を実現していない利便性の低い装置となっている。すなわち、上記実施の形態1及び2においては、特性補正や閾値制御をすることで、基本的には正確な抽出を行うことができるものであるが、もしも間違って検出してしまった場合(又は電子透かしを検出できなかった場合)には、著作権データの候補を検索してくれる構成にはなっていない。   In the digital watermark extracting apparatus of the first and second embodiments, when the extracted digital watermark data is wrong, only wrong data can be output (or only an output indicating that the data cannot be detected). Can't output data), and some kind of countermeasure is taken against the inconvenient situation where the data such as copyright data is wrongly obtained (or the information about the data such as copyright data cannot be obtained at all). It is not provided. On the other hand, when trying to estimate the copyright data, humans have no choice but to find the copyright data close to it, and in this respect, the apparatus has not been sufficiently fulfilled by the user's request, and is a low convenience device. That is, in Embodiments 1 and 2 described above, it is basically possible to perform accurate extraction by performing characteristic correction or threshold control, but if it is detected by mistake (or If the digital watermark cannot be detected, the copyright data candidate is not searched.

実施の形態5に係る電子透かし抽出装置は、データの間違いに対しては、一般的には誤り訂正符号を付して電子透かしデータを埋め込むことが考えられるが、それでも訂正しきれないケースに対して、訂正はできなくても誤った位置は検出できる場合が多く、その間違った位置を特定して、電子透かし候補を抽出しようとするものである。そのために、誤り検出回路22によって、間違って抽出された位置を検出する。図16に間違った位置のわかった著作権に関するIDコードの例を挙げている。図16においては、“0021000012746”というデータが抽出されているが、この“7”の部分が間違っていることが誤り検出回路22によって判明したとき、この“7”に相当する部分を、想定しうるデータである0〜F(16進数)で埋め、このコードが存在するかどうかをメタデータDB記憶部24のデータベースに問い合わせ、存在すれば、近似コード検出回路23は近似コード一覧を出力端子25から出力する。   In the digital watermark extracting apparatus according to the fifth embodiment, it is generally considered to embed digital watermark data with an error correction code for data errors. In many cases, an incorrect position can be detected even if correction is not possible, and an attempt is made to extract an electronic watermark candidate by specifying the incorrect position. For this purpose, the error detection circuit 22 detects an erroneously extracted position. FIG. 16 shows an example of an ID code related to a copyright whose wrong position is known. In FIG. 16, data “0021000012746” is extracted, but when the error detection circuit 22 finds that the part “7” is wrong, the part corresponding to this “7” is assumed. It fills with possible data 0 to F (hexadecimal number) and inquires of the database of the metadata DB storage unit 24 whether or not this code exists, and if it exists, the approximate code detection circuit 23 outputs an approximate code list to the output terminal 25. Output from.

実施の形態5においては、例え電子透かし抽出結果が間違っていてもその候補リストを得ることができるので、著作権データを推定しやすくなり、使用者の操作の負担を軽減した利便性が向上した電子透かし抽出装置を得ることができる。   In the fifth embodiment, even if the digital watermark extraction result is wrong, the candidate list can be obtained, so that it is easy to estimate copyright data, and the convenience of reducing the burden on the user's operation is improved. An electronic watermark extraction apparatus can be obtained.

実施の形態5の説明においては、誤り検出回路の説明として誤り訂正符号を付したものを取り扱うことで説明を行ったが、より単純な方法として、電子透かしアルゴリズムを工夫して、電子透かしデータを複数埋め込むことで、複数埋め込まれた電子透かしデータの検出結果の多数決により、電子透かしデータの決定を行うような方法を採用してもよい。この場合に、電子透かしデータの決定のための多数決の結果が、僅差である場合には、上位の結果が得られた複数の電子透かしデータのそれぞれについて、電子透かし候補の抽出を行ってもよい。   In the description of the fifth embodiment, the description of the error detection circuit has been made by handling the one with the error correction code attached. However, as a simpler method, the digital watermark algorithm is devised to convert the digital watermark data. A method of determining the digital watermark data by majority embedding the detection result of the plurality of digital watermark data embedded may be adopted. In this case, when the result of majority decision for determining the digital watermark data is a small difference, the digital watermark candidates may be extracted for each of the plurality of digital watermark data from which higher-order results are obtained. .

また、この電子透かし抽出装置の入力をY信号とC信号が別経路のS端子のようなケースを想定しているが、コンポジット信号を入力して輝度信号と色信号を分離するような輝度信号・色信号分理回路を有した構成にしても同様な効果を得ることができる。   In addition, it is assumed that the input of this digital watermark extracting apparatus is like the S terminal where the Y signal and the C signal are different paths, but the luminance signal that separates the luminance signal and the color signal by inputting the composite signal A similar effect can be obtained even with a configuration having a color signal dividing circuit.

なお、実施の形態5において、上記以外の点は、上記実施の形態2の場合と同じである。   In the fifth embodiment, points other than those described above are the same as in the second embodiment.

本発明の実施の形態1に係る電子透かし抽出装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the digital watermark extraction apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示される特性補正回路の構成を概略的に示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of a characteristic correction circuit shown in FIG. 1. 図1に示される電子透かし抽出回路の構成を概略的に示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration of a digital watermark extraction circuit shown in FIG. 1. 図2に示される周波数特性補正回路の周波数補正特性を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining frequency correction characteristics of the frequency characteristic correction circuit shown in FIG. 2. 図2に示されるリニアリティ補正回路の入出力特性を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the input-output characteristic of the linearity correction circuit shown by FIG. 図2に示されるタイミング補正回路の入出力特性を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining input / output characteristics of the timing correction circuit shown in FIG. 2. (a)及び(b)は、図3に示される電子透かし抽出回路による電子透かし抽出動作を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating the digital watermark extraction operation | movement by the digital watermark extraction circuit shown by FIG. 実施の形態1において、映像信号に埋め込まれた電子透かしデータと、電子透かしデータを検出する際に使用される閾値との関係を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing a relationship between digital watermark data embedded in a video signal and a threshold value used when detecting the digital watermark data in the first embodiment. 重畳映像信号が記録されたDVDをVTRにより磁気テープにダビングするシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the system which dubs DVD on which the superimposition video signal was recorded on magnetic tape by VTR. 本発明の実施の形態2に係る電子透かし抽出装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the digital watermark extraction apparatus which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図10に示される閾値制御回路及び電子透かし抽出回路の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the threshold value control circuit and digital watermark extraction circuit which are shown by FIG. 実施の形態2において、映像信号に埋め込まれた電子透かしデータと、電子透かしデータを検出する際に使用される閾値との関係を示す波形図である。In Embodiment 2, it is a wave form diagram which shows the relationship between the digital watermark data embedded in the video signal, and the threshold value used when detecting digital watermark data. 本発明の実施の形態3に係る電子透かし抽出装置における基準信号画面とその信号波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reference | standard signal screen and its signal waveform in the digital watermark extraction apparatus which concerns on Embodiment 3 of this invention. 実施の形態3に係る電子透かし抽出装置において基準信号を出力させるためのメニュー画面の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a menu screen for outputting a reference signal in the digital watermark extracting apparatus according to the third embodiment. 本発明の実施の形態4に係る電子透かし抽出装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the digital watermark extraction apparatus which concerns on Embodiment 4 of this invention. 実施の形態4及び5に係る電子透かし抽出装置における近似コードの抽出動作を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an approximate code extraction operation in the digital watermark extraction apparatus according to Embodiments 4 and 5. 本発明の実施の形態5に係る電子透かし抽出装置の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the digital watermark extraction apparatus which concerns on Embodiment 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 Y信号入力端子、 2 C信号入力端子、 3 A/D変換器、 4 復調器、 5,6 A/D変換器、 7 特性補正回路、 8 電子透かし抽出回路、 9 映像信号データ出力端子、 10 電子透かしデータ出力端子、 11,14 制御回路、 12,15 記憶部、 13 閾値制御回路、 22 誤り検出回路、 23 近似コード検出回路、 24 メタデータDB記憶部、 25 電子透かし近似データ出力端子、 71 周波数特性補正回路、 72 リニアリティ補正回路、 73 タイミング補正回路、 81 埋め込み位置同定回路、 82 閾値処理回路、 83 代表値サンプリング回路、 131 時間軸シフト情報解析回路、 132 周波数解析回路、 133 ノイズパラメータ制御回路、 134 閾値演算回路。   1 Y signal input terminal, 2 C signal input terminal, 3 A / D converter, 4 demodulator, 5, 6 A / D converter, 7 characteristic correction circuit, 8 digital watermark extraction circuit, 9 video signal data output terminal, 10 digital watermark data output terminal, 11, 14 control circuit, 12, 15 storage unit, 13 threshold control circuit, 22 error detection circuit, 23 approximate code detection circuit, 24 metadata DB storage unit, 25 digital watermark approximate data output terminal, 71 Frequency characteristic correction circuit, 72 Linearity correction circuit, 73 Timing correction circuit, 81 Embedding position identification circuit, 82 Threshold processing circuit, 83 Representative value sampling circuit, 131 Time axis shift information analysis circuit, 132 Frequency analysis circuit, 133 Noise parameter control Circuit, 134 threshold value operation circuit.

Claims (6)

映像記録装置の各機種により映像信号を記録した場合に生じる画質劣化に関するデータを映像記録装置の各機種について画質劣化モデルとして保持する画質劣化モデル記憶手段と、
映像信号に電子透かしデータを重畳した重畳映像信号をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換手段と、
前記デジタルデータに対して前記画質劣化モデルに基づく補正処理を施す特性補正手段と、
前記特性補正手段により補正処理が施されたデジタルデータから電子透かしデータを抽出する電子透かし抽出手段と
を有することを特徴とする電子透かし抽出装置。
Image quality deterioration model storage means for holding data relating to image quality degradation that occurs when a video signal is recorded by each model of the video recording apparatus as an image quality degradation model for each model of the video recording apparatus;
Analog-digital conversion means for converting a superimposed video signal obtained by superimposing digital watermark data on a video signal into digital data;
Characteristic correction means for performing correction processing on the digital data based on the image quality degradation model;
An electronic watermark extraction apparatus comprising: an electronic watermark extraction unit that extracts electronic watermark data from digital data that has been subjected to correction processing by the characteristic correction unit.
映像記録装置の各機種により映像信号を記録した場合に生じる画質劣化に関するデータを映像記録装置の各機種について画質劣化モデルとして保持する画質劣化モデル記憶手段と、
映像信号に電子透かしデータを重畳した重畳映像信号をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換手段と、
前記電子透かしデータを抽出するときに用いる閾値を、前記画質劣化モデルに基づく値に設定する閾値制御手段と、
前記閾値制御手段により設定された閾値を用いて、前記デジタルデータから電子透かしデータを抽出する電子透かし抽出手段と
を有することを特徴とする電子透かし抽出装置。
Image quality deterioration model storage means for holding data relating to image quality degradation that occurs when a video signal is recorded by each model of the video recording apparatus as an image quality degradation model for each model of the video recording apparatus;
Analog-digital conversion means for converting a superimposed video signal obtained by superimposing digital watermark data on a video signal into digital data;
Threshold control means for setting a threshold used when extracting the digital watermark data to a value based on the image quality degradation model;
An electronic watermark extraction apparatus comprising: an electronic watermark extraction unit that extracts electronic watermark data from the digital data using a threshold set by the threshold control unit.
映像信号に電子透かしデータとして重畳されるメタデータに関するデータベースを保持するデータベース記憶手段と、
前記電子透かし抽出手段により抽出された電子透かしデータに近似するメタデータを前記データベース記憶手段から検出する近似コード検出手段と
をさらに有することを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の電子透かし抽出装置。
Database storage means for holding a database relating to metadata superimposed as digital watermark data on a video signal;
3. The electronic according to claim 1, further comprising: an approximate code detection unit that detects, from the database storage unit, metadata that approximates the digital watermark data extracted by the digital watermark extraction unit. Watermark extraction device.
予め定められた基準信号を映像の有効領域に挿入した映像信号を受信し、前記基準信号に基づいて画質劣化モデルのパラメータを抽出する画質劣化モデル抽出手段をさらに有し、
前記特性補正手段は、前記デジタルデータに対して前記画質劣化モデル抽出手段により抽出された画質劣化モデルに基づく補正処理を施す
ことを特徴とする請求項1に記載の電子透かし抽出装置。
An image quality degradation model extracting means for receiving a video signal obtained by inserting a predetermined reference signal into an effective area of the video and extracting parameters of the image quality degradation model based on the reference signal;
The digital watermark extraction apparatus according to claim 1, wherein the characteristic correction unit performs a correction process on the digital data based on the image quality deterioration model extracted by the image quality deterioration model extraction unit.
予め定められた基準信号を映像の有効領域に挿入した映像信号を受信し、前記基準信号に基づいて画質劣化モデルのパラメータを抽出する画質劣化モデル抽出手段をさらに有し、
前記閾値制御手段は、前記電子透かしデータを抽出するときに用いる閾値を、前記画質劣化モデル抽出手段により抽出された画質劣化モデルに基づく値に設定する
ことを特徴とする請求項2に記載の電子透かし抽出装置。
An image quality degradation model extracting means for receiving a video signal obtained by inserting a predetermined reference signal into an effective area of the video and extracting parameters of the image quality degradation model based on the reference signal;
The electronic device according to claim 2, wherein the threshold control means sets a threshold used when extracting the digital watermark data to a value based on the image quality deterioration model extracted by the image quality deterioration model extraction means. Watermark extraction device.
前記画質劣化モデルは、映像信号を磁気記録する際に生じる周波数特性劣化に関するモデル、映像信号を磁気記録する際に生じる映像信号のリニアリティ特性劣化に関するモデル、映像信号を磁気記録する際に生じるタイムシフト特性に関するモデル、及び映像信号を磁気記録する際に生じるノイズ特性劣化に関するモデルのうち、少なくとも一つ以上のモデルを含むことを特徴とする請求項1から5までのいずれかに記載の電子透かし抽出装置。   The image quality degradation model is a model relating to frequency characteristic degradation that occurs when magnetically recording a video signal, a model relating to linearity characteristic degradation of the video signal that occurs when magnetically recording the video signal, and a time shift that occurs when magnetically recording the video signal. 6. The digital watermark extraction according to claim 1, further comprising at least one model selected from a model related to characteristics and a model related to noise characteristic degradation caused when magnetically recording a video signal. apparatus.
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