JP2005513835A - 可変方向及びプロトコルを伴う法的デジタル透かし - Google Patents

Abstract

本発明は、法的デジタル透かし(102)を入れる方法であって、コンテンツ信号(100)に埋め込まれる法的デジタル透かし(102)に対して方向及び又は埋め込みプロトコルをランダムに選択する方法を提供する。次いで、法的デジタル透かし(102)信号をコンテンツ信号(100)にその選択された方向で埋め込む。この埋め込みは、法的透かしを埋め込むインスタンスごとに法的デジタル透かし(102)に異なる方向を与える。これは、平均化したり上に埋め込んだりする攻撃を阻み、世代的法的追跡を可能にする。

Description

本発明は、デジタル透かし及びオーティオ−ビジュアルコンテンツの法的追跡に係る。

背景及び概要

デジタル透かしとは、マシン読み取り可能な隠れたコードを埋め込むように物理的又は電子的媒体を変更するプロセスである。媒体は、埋め込まれたコードがユーザに気付かれないか又はほとんど気付かれないが自動検出プロセスを通じて検出できるように変更される。最も一般的には、デジタル透かしは、イメージ、オーディオ信号及びビデオ信号のような媒体信号に適用される。しかしながら、これは、ドキュメント（例えば、スルーライン、ワード又はキャラクタシフト）、ソフトウェア、多次元グラフィックモデル、及びオブジェクトの表面テクスチャを含む他の形式の媒体オブジェクトに適用されてもよい。

デジタル透かしシステムは、典型的に、２つの主たる要素、即ちホスト媒体信号に透かしを埋め込むエンコーダと、透かしを含むと推測される信号（疑わしい信号）から埋め込まれた透かしを検出して読み取るデコーダとを有する。エンコーダは、ホスト媒体信号を微妙に変更することで透かしを埋め込む。読み取り要素は、疑わしい信号を分析して、透かしが存在するかどうか検出する。透かしが情報をエンコードするアプリケーションでは、読み取り装置が、検出された透かしからこの情報を抽出する。

幾つかの特定の透かし技術が開発されている。読者は、この分野の文献に精通していると推定される。気付かれない透かしを媒体信号に埋め込んで検出するための特定の技術が、参考としてここに援用する本譲受人の出願中の特許出願第０９／５０３，８８１号及び第０９／６６１，９００号、並びに米国特許第６，１２２，４０３号に詳細に説明されている。本明細書では、「透かし」という語は、デジタル透かしを指すものとして使用する。

あるアプリケーションでは、デジタル透かしは、コンテンツを識別するコンテンツ識別子（例えば、イメージ、歌又は番組識別子）を保持する。このようなアプリケーションでは、コンテンツの各バージョンが同じ透かし信号を有し、コンテンツの２つ以上の断片を一緒に平均化した場合に、透かしは同じに保たれる。これは、２つ以上の同一の透かしを平均化した場合に同じ透かし信号が生じるためである。更に、このような機構における透かしエンベッダー(embedder)は、既存のコンテンツＩＤを含むコンテンツ信号の上に新たなコンテンツＩＤが埋め込まれるのを防止するようにしばしば設計される。従って、透かしエンベッダーは、既存の透かしの上に異なるコンテンツＩＤを埋め込むように使用することはできない。

しかしながら、各受信及び／又は視聴システムにおいてそのシステムを識別する透かしを埋め込むことにより、透かしを使用して、コンテンツが受信及び／又は視聴された各場所を法的に追跡することができる。例えば、ケーブルセットトップボックス（ＳＴＢ）は、受信した各プレミアム映画に３２ビットスマートカードＩＤを法的透かしとして埋め込むことができる。この３２ビットＩＤをユーザの名前及びアドレスにリンクするスマートカードシステムの製造者により、プライバシーが保護されたデータベースを維持することができる。コンテンツ所有者により違法の映画が見つかった場合には、それらの映画からこの法的透かしを読み取り、これを使用して、製造者のデータベースからユーザの名前及びアドレスを得るためのサーチ許可を得ることができる。

この構成では、同一のコンテンツに異なる透かしを埋め込むことができると共に、コンテンツの１つの断片に異なる透かしを埋め込むことができる。上述した例を拡張すると、１つのプレミアム映画は、２つの異なるＳＴＢにより受信されたときに、２つの異なる３２ビットＩＤをもつことになる。同様に、ＳｏｎｉｃＢＬＵＥ ＲｅｐｌａｙＴＶ ４０００で行なわれるように、ＳＴＢが映画を共有する場合には、あるＳＴＢから別のＳＴＢへ送信される映画は、世代的法的追跡として知られている２つの異なる法的透かしをもつことができる。

従って、侵害者は、多数の透かしプロトコルでの透かし検出を不能とするように平均化したり上に埋め込んだりすることができる。前記例を続けると、侵害者は２つ以上のＳＴＢを所有して、ビデオミクサにおいて出力映像を平均化し、多数の透かし方法を排除することができる。同様に、侵害者は、映像を２つ以上のＳＴＢに順次に通して、複数の透かしを互いに他の上にオーバーレイすることにより、多数の方法による透かし検出を停止することもできる。

上述したアーキテクチャー例は、放送に適用することができるが、この場合、通常、家庭内の消費者装置である放送受信器に法的透かしエンベッダーを配置しなければならない。インターネットストリーミングの場合には、現在のユニキャスト方法がポイント対ポイント接続を使用するので、エンベッダーをストリームサーバーに配置することができる。或いは又、エンベッダーを、この場合も受信装置、おそらくは、消費者の家庭内のＰＣ内部に配置することもできる。後者の方法は、マルチキャストインターネットストリームに対して法的追跡を行なえるようにする。

本発明は、法的デジタル透かしを入れる方法を提供する。この方法は、コンテンツ信号に埋め込まれる法的デジタル透かし信号に対する方向を選択する。次いで、法的デジタル透かし信号をコンテンツ信号に選択された向きで埋め込む。埋め込みは、透かしを埋め込む各インスタンスに対して法的デジタル透かしに異なる方向を与える。

法的デジタル透かしを埋め込むこの方法には、多数の変形及び改善がある。例えば、エンベッダーは、異なるランダムキャリア又はマッピングキー、オーディオ及びビデオのような時間ベースコンテンツに対する時間的に異なるセグメント化、及び／又はイメージ及びビデオのようなスペースベースのコンテンツに対するスペース的に異なるセグメント化を使用して、埋め込みインスタンスごとに法的透かしを挿入してもよい。法的透かしの埋め込みについての変形は、検出器に混乱を生じることなく、複数の異なる法的透かしがコンテンツに存在することを可能にする。更に、これらの各解決策の各埋め込みプロセスをランダムに行なうことで、平均化したり上に埋め込んだりする攻撃に対する耐性を改善する。

更に、この方法は、多数の法的透かしが同じコンテンツ信号に共存することを可能にするが、依然として正確に検出できるので、世代的法的追跡を行なうことができる。

デジタル透かし埋め込みプロトコルは、コンテンツが共有されて、２つ以上の法的透かしをそれに埋め込む場合、コンテンツのクオリティが低下するように設計することができる。平均化や上に埋め込む攻撃で透かしを回復できないようにするために幾つかのエンベッダーを必要とする場合には、それにより得られるコンテンツが質低下し、低い値となる。

本発明の更に別の特徴は、以下の詳細な説明及び添付図面から明らかとなろう。

詳細な説明

図１は、パーソナルビデオ記録（ＰＶＲ）機能を伴っており、間もなく一般的なホームネットワークとなるプレミアムＴＶ放送用の法的追跡アプリケーションの概要を示す。この特定例は、法的追跡環境を説明する上で助けとなるが、法的追跡は、ＭｕｓｉｃＮｅｔ及びＰｒｅｓｓＰｌａｙにより提供される音楽のオンラインストリーミングを含む多数の環境に適用することができる。プレミアムコンテンツ１０がコンテンツＩＤと共に埋め込まれて、家庭へ放送される。家庭用ＰＶＲ１２は、３２ビット製造者コード及び２４ビット製造者ＩＤのような法的ＩＤを埋め込み、コンテンツをそのハードドライブに記録する。コンテンツは、レガシーＴＶ１４で見ることができると共に、慣習的なアナログ接続を経てレガシー装置１８に記録することができる。アナログ接続は、レガシーＴＶ１４のために要求され、アナログ接続中に、コンテンツを取り巻いている暗号ベースセキュリティが取り去られる。更に、レガシー装置１６は、コンテンツをいかに保護するか知らない。従って、レガシー装置１６は、インターネットに接続されたＰＣでもよいし、又はレガシー装置１８は、ＰＣにコンテンツを転送することもできる。このＰＣは、コンテンツをデジタルで圧縮することができると共に、ＫａｚａＡのようなファイル共有ソフトウェアを実行することができ、これは、他のものが、このプレミアムコンテンツ１０をダウンロードして自由に視聴するのを許す。というのは、このコンテンツが保護されていないからである。しかしながら、プレミアムコンテンツ１０には透かしが入れられた法的ＩＤがあるために、コンテンツの所有者は、ＫａｚａＡのようなファイル共有ネットワークからコンテンツをダウンロードし、アナルグ接続及びデジタル圧縮によりコンテンツに保たれている透かし入りの法的ＩＤを読み取ることができる。次いで、この法的ＩＤを使用して、ＰＶＲ１２の製造者を探索し、ユーザの名前及びアドレスについてそれらのデータベースをサーチし、ユーザが版権資料を共有するのを停止することができる。このプロセスは、その国及び州内で正しいプライバシー処置が取られたと仮定する。

多くの法的追跡透かしアプリケーションで重要な幾つかの実際的な事柄は、この例から学習することができる。エンベッダーは、消費者装置に配置されるので、低廉なものでなければならない。又、エンベッダーは、リアルタイムでなければならない。コンテンツ所有者は、検出器を所有するので、これは、多量の時間及び処理能力を使用して透かしを見つける装置の強力な断片となる。更に、双方向ＴＶに対してコンテンツＩＤを使用するときに要求されるような双方向要件がないので、透かしを検出するのに使用されるコンテンツの量及び検出の速度が高いものとなる。法的透かし検出では、完全な歌、イメージ又は映画のようなコンテンツの全断片が利用できると期待され、検出器は、コンテンツのどこかで法的透かしを見つける大きな機会をもつ。全コンテンツが利用できない場合には、その値が低下され、関連性が低くなる。

インターネットストリーミングに現在使用されているポイント対ポイント分配では、これらの要求が同様である。しかしながら、サーバーは、受信アカウントを知っているので、埋め込みを実行することができ、これは、エンベッダーにおけるコスト要求を若干低減する。

図２は、コンテンツ信号配送システムにおいて法的透かし埋め込みを行なう方法を示す。このコンテンツ配送システムは、ビデオ及び音楽のようなオーディオ−ビジュアルコンテンツを、セットトップボックス、コンピュータ、テレビジョン等の受信器のネットワークへ配送する。この方法は、一般に、種々の放送コンテンツに適用できるので、図２では、コンテンツが一般に「媒体コンテンツ信号」１００として示されている。この信号は、番組、映画又は歌のようなコンテンツタイトルを表わす。

システムの放送側では、放送局が、信号１００において透かし埋め込み動作１０２を任意に実行して、埋め込みプロトコルに基づきディストリビュータ識別子（ＩＤ）１０４を追加することができる。このプロトコルは、デジタル透かし埋め込み動作のパラメータ、例えば、透かしのメッセージペイロードを変調するのに使用されるキャリアキー、及びメッセージペイロードをホストコンテンツ信号の特徴又はサンプルへとマップするためのマッピングキーを指定する。キャリアキーの一例は、メッセージペイロードのキャリア信号として働く擬似ランダム番号である。メッセージは、ＸＯＲ、乗算、畳み込み、キャリアの位相シフト、位相シフトしたキャリアの加算等の種々の技術を使用してキャリアを変調してもよい。

マッピングキーの一例は、メッセージペイロードのメッセージ記号と、これら記号を埋め込むために変更されるホスト信号の対応サンプル又は特徴との間の関係を特定するテーブルである。

デジタル透かしは、メッセージペイロードを搬送するのに加えて、コンテンツ信号の潜在的に崩壊した形態でも検出を行なえるようにする同期又は校正成分も含む。この成分は、透かしの属性、例えば、特定の変換ドメイン（例えば自己相関又はフーリエドメイン）におけるピーク、既知のメッセージ記号のシーケンス又はパターン、或いはその組み合わせである。同期成分は、検出器が、崩壊した信号を通してサーチを行い、透かしの存在及び原点を、場合によっては、信号の時間的及び空間的歪を識別できるようにする。同期成分は、キャリアキーの信号ピーク又はパターン、マッピングキーを経てホストへ記号をマッピングすることにより形成された信号ピーク又はパターン、或いは検出を助ける既知のピーク又はパターンを伴う或る独立した信号成分でよい。

ディストリビュータＩＤは、放送のソースを識別する。これは、例えば、ケーブルサービスプロバイダー、契約サービスプロバイダー、放送局等を含んでもよい。このディストリビュータＩＤの埋め込みは、放送局において任意なものとして示されている。というのは、これは、法的追跡機能の必須成分ではなく、いずれにせよ、受信側で埋め込まれてもよいし、又はコンテンツ信号に関連したアウトオブバウンドメタデータを使用して識別されてもよいからである。

放送局１０８は、放送媒体１１０を経て２つ以上の受信器１１２、２１２、２２４へコンテンツ信号を配信する。この媒体は、従来の地上放送キャリア、衛星放送、ケーブル放送、インターネットダウンロード、又はマルチキャスト等でよい。

法的追跡は、受信器が受信するコンテンツのタイトルに法的透かしを埋め込むときに可能とされる。この法的透かしは、法的ＩＤにより特定の受信器に関連付けされる。特に、法的ＩＤは、法的透かしの可変メッセージペイロードへとエンコードされる。更に、法的ＩＤは、受信装置に関連付けされる。この装置は、セットトップボックス、パーソナルビデオレコーダ、テレビ等でよい。

世代的な法的追跡は、コンテンツ信号が或る受信装置から別の受信装置へ通されるときに、媒体コンテンツ信号の後続受信器がそのコンテンツ信号にその法的透かしの別の層を埋め込むときに可能とされる。例えば、コンピュータやセットトップボックスやＰＶＲのようなネットワーク型装置は、ユーザがコンテンツ信号のコピーを互いに転送できるようにする。コピーを受信すると、受信器は、その法的透かしを埋め込む。このプロセスは、受信装置への参照を各々与える法的透かしの別の層を追加する。

透かし層間の干渉を最小にすると共に、法的透かしを平均化攻撃に対して健全なものにするために、受信器は、ある受信器から次の受信器へと変化する埋め込みプロトコル及び／又は埋め込み方向を選択する。以前に定義したが、埋め込みプロトコルは、他のプロトコルにおける１つ以上のキャリアに対して直交する擬似ランダム番号シーケンスのような異なるキャリア信号を含んでもよい。又、プロトコルは、透かしメッセージ記号を、ホスト媒体コンテンツ信号内の異なる位置又は特徴にマップする異なるマッピング関数を含んでもよい。

この説明における信号「特徴」は、法的透かしのメッセージ記号をエンコードするようにホスト信号の特徴を変調する透かし技術に特に関連している。このような埋め込み技術の幾つかの例は、埋め込まれる記号に対応する特定値に対する自己相関、パワー、強度、周波数係数、空間ドメインオブジェクトのような設定特徴を含む。

埋め込み方向は、法的透かし信号の空間的、時間的又は周波数ドメイン位置を指す。サウンドトラックを伴う映画のようなオーディオ−ビジュアル作品では、空間的位置は、選択された空間的エリアにおける或る空間的位置、例えば、ピクセルブロック位置のマトリクス（例えば、フレーム内の各５番目の１２８ｘ１２８ピクセルブロック）を指す。透かしは、フレーム内の全ピクセルを使用することができ、ここで、原点はランダムに選択され、フレームの縁の周りに透かしが巻き付けられる。従って、法的透かし層の各インスタンスは、完全にオーバーラップするが、プロトコルが完全に整列されないので干渉はしない。或いは又、フレームの一部分を、透かしを保持するのに用いられるピクセルのマトリクスとして使用することもできる。この場合には、異なる透かしがオーバーラップしてもよいし、しなくてもよい。

時間的位置は、オーディオ又はビデオのような時間的成分を含むコンテンツの時間に伴う透かしの方向を指す。空間的位置について説明したように、透かし埋め込み方法は、異なる開始方向でオーディオ又はビデオの全巾を使用することもできるし、或いは透かし埋め込み方法は、ビデオの１つ以上のフレーム又は所定巾をもつオーディオのクリップのようなコンテンツの時間セグメントを使用することもできる。異なる開始方向は、コンテンツの僅かな部分を開始時に非透かし状態に残すか、又はコンテンツの周りに透かしを巻き付けて、コンテンツの開始部が透かしデータペイロードの終端部を含むようにすることを含む。この場合も、異なる開始方向で、各透かし層は、完全にオーバーラップするが、キャリア信号の整列状態が異なり、干渉を減少する。時間セグメントを使用するときには、各透かし層は、オーバーラップしてもよいし、しなくてもよい。

周波数位置は、コンテンツの完全な周波数範囲内の透かしの選択された方向、或いは１組の周波数係数又は周波数帯域を指す。これは、ビデオ又はイメージのフレームの空間的周波数、オーディオのクリップの周波数帯域、或いはビデオの１組のフレームの時間的周波数でよい。周波数帯域を使用するときには、周波数帯域がプリセットされてエンベッダーがその組から選択を行ってもよいし、又は範囲がプロセットされてエンベッダーがその範囲に一致するように実際の係数を選択してもよい。幾つかの法的透かし技術は、周波数帯域範囲も変更することができる。各透かし層の潜在的なオーバーラップは、上記と同じであるが、最も重要なことは、整列が異なると共に、異なる法的透かし間の干渉が相当に減少されることである。

埋め込み方向は、プロトコルのマッピングキーに関連付けされ、マッピングキーが、特定の装置又は装置クラスに対して許可された１組の考えられる方向を指定するが、装置において法的透かしを埋め込む特定のインスタンスで選択される方向がその許可された組の中から選択されるのが好ましい。方向は、許可された１組の方向において指定された選択肢の中から擬似ランダムに選択されてもよい。異なる方向が使用されるときには、変調機能が同じでも、それらが完全にオーバーラップされるときほどの干渉をもつことはない。より詳細には、擬似ランダムノイズ（ＰＮ）シーケンスを使用する拡散スペクトル技術では、ＰＮシーケンスが完全に整列されない場合には、それらが相互作用しない。これは、各ポイントが他のポイントと独立しているので、ＰＮシーケンスの定義により生じる。干渉を回避するために、キャリアキーに対して異なるＰＮシーケンスを使用することができる。

エンベッダーがプロトコル及び／又は方向をいかに変更するか説明するために、図２の例を参照するのが有用であろう。図示されたように、各受信器は、プロトコル１１６、２１６に従う媒体コンテンツ信号に保持されたデジタル透かしに法的ＩＤ１１４、２１４を気付かないように埋め込む法的透かしエンベッダー１２２、２２２を備えている。図２において、受信器は、異なる埋め込みプロトコル（プロトコルＢ及びＣと示された）を使用している。それに加えて又はそれとは別に、受信器は、法的透かしを異なる方向で埋め込む。

一実施形態では、各エンベッダーは、それ自身の独特のプロトコルで予め特徴づけられる。この実施形態では、２つのエンベッダーの相互作用が最小にされるが、２つの装置がオーバーラッププロトコルを有する場合には、それらが互いに干渉する。２つのエンベッダーが互いに干渉しないように確保するために、中央データベースを維持し、この中央データベースを使用してプロトコルを指定して、それらエンベッダーが非干渉プロトコルをもつよう確保することが必要である。

別の実施形態では、各エンベッダーは、異なるプロトコル及び／又は方向を選択することにより特定コンテンツアイテムの各インスタンスに対して埋め込みを変更する。これは、２つのエンベッダーがコンテンツの１つのセグメントと干渉することはあるが、他のコンテンツ又は他のセグメントとは干渉しないことを意味する。換言すれば、共謀又はコラージュ攻撃を成功させるのに更に多くのエンベッダーが必要となり、コストを増大し、コンテンツの質を低下させる。プロトコル及び方向を選択するための１つの方法は、擬似ランダム関数１２０、２２０を使用して、許可された組から各々を選択することである。例えば、プロトコルは、許可された１組の１０００個のキャリアキー又は１０００個のマッピング関数を有してもよい。更に、各エンベッダーは、許可された１組のＮ個の方向を含んでもよい。上述したように、これらの方向は、マッピングキーに基づくものでよく、この場合、各マッピングキーは、許可された１組の方向を有する。図２に示す例では、この擬似ランダム関数は、法的透かしを埋め込む或るインスタンスから次のインスタンスへと変化する時間又は日付のようなローカルデータに基づいて変化する。

エンベッダーは、平均化攻撃の効果を低減するやり方で、法的透かしを或る装置から別の装置へと変化させるのが好ましい。異なる法的透かし間の干渉を減少するプロトコル及び／又は方向を使用することにより、異なる法的透かしを有するコンテンツ信号のコピーに対する平均化の影響が減少される。同期成分のような法的透かしの或る特徴は、コピーごとに同様であってもよく、それ故、平均化は、それに対してほとんど又は全く影響しない。

特定の実施例は、次の通りである。エンベッダーは、法的ＩＤを埋め込むのに１秒を要すると仮定する。スタート種がコンテンツの各断片及びエンベッダーごとに異なり、例えば、スタート種をエンベッダーＩＤ及びミリ秒精度の現在時間に基づくものとするポアソン確率プロセス又はガウス分布を使用して、エンベッダーが平均で３０秒のオーディオ又はビデオコンテンツごとに一度法的ＩＤを埋め込む場合には、多くの歌の長さである３分のコンテンツ又は多くの映画の長さである９０分のコンテンツにおいて２つのエンベッダーが相互作用することはほとんどあり得ない。

同様に、イメージ又はビデオフレーム内の位置は、ランダムに選択することができる。或いは、キャリア信号の方向をランダムに選択することができる。

上記実施例の解決策を、異なる１組のランダム透かしキャリア信号からの選択と組み合せると、多数の法的透かしの干渉が起き難くなる。従って、平均化したり上に埋め込んだりする攻撃に対する堅固性が改善される。

可変埋め込み解決策の別の効果は、コンテンツ信号が或る装置から次の装置へ移動するときに法的透かしがコンテンツ信号において互いに積層されるような世代的追跡を可能にすることである。可変埋め込みは、異なる法的透かし間の干渉を減少するので、多数の透かしを、各々の検出性にほとんど影響なく埋め込むことができる。

世代的追跡は、透かし層の存在を知るか又は検出し、次いで、異なる非干渉プロトコルで特に設計された新たな透かし層を選択することにより、標準的な非可変の埋め込み方法で行なうことができる。しかしながら、この方法は多くの状態において最適であるが、エンベッダーが消費者装置に配置される多くの法的追跡アプリケーションでは、エンベッダーが透かしも検出することが要求され、従って、そのコストが高くなる。インターネットストリーミングに使用されるサーバーベースの法的追跡エンベッダーでも、コストは大きな要件である。このため、可変埋め込み解決策は、世代的な法的追跡を低いコストで行なえるようにすることである。

図３は、デジタル透かしを使用するコンテンツの世代的追跡を行なう方法を示す。この図は、媒体コンテンツ信号３００が３つの受信器に通され、その受信器に関連した法的透かしをそのたびに受信するような実施例を示す。任意であるが、これら受信器は、法的透かし又はディストリビュータ透かしの以前の層（１つ又は複数）を検出するための透かし検出器３０２を備えてもよい。これは、既存の透かし層との干渉を最小にする透かし方向及び／又はプロトコルをエンベッダーが選択できるようにする。しかしながら、適切に設計された場合には、干渉は、通常、最小であり、従って、検出器は不要である。

透かしエンベッダー３０４は、装置のローカルプロトコル（３０６、プロトコルＢ）に基づいて法的透かしＩＤを埋め込む。一実施形態では、埋め込み動作は、キャリアキーとして働く擬似ランダム番号で法的ＩＤを変調し、それにより得られた信号をコンテンツ信号のフレーム内のブロック位置へマップする。この中間信号は、次いで、知覚的マスキング機能及び埋め込み機能に基づいて対応サンプルに埋め込まれ、この機能は、変調された信号を、マスキング機能により測定されたマスキング能力と同程度の強度でエンコードするようにサンプルを調整する。

第１世代装置は、次いで、信号を、ポータブルメモリデバイス、ネットワーク型記憶位置等のある共有チャンネルへ転送する。異なる受信器内の次世代装置３１０、３１２は、同じ機能を遂行して、法的透かしの付加的な層を埋め込む。

法的透かしの前記アプリケーションは、受信器、例えば、セットトップボックス、ＰＶＲ、ＰＣ等において、コンテンツ信号の通常の処理流の中断を最小にして実施できるように計算効率の良い埋め込み方法を使用するのが好ましい。受信装置は、コンテンツが装置に記憶されるときにコンテンツに法的透かしを埋め込む。或いは又、コンテンツが装置に受信されたときに埋め込まれる。

ビデオ用の一実施形態では、エンベッダーは、出願中の特許出願第０９／５０３，８８１号及び米国特許第６，１２２，４０３号に説明された埋め込み技術の態様を使用する。エンベッダーは、法的ＩＤに対応するエラー修正エンコード２進対蹠シーケンスを発生し、このシーケンスの各ビットに対応キャリアキーを乗算することによりＰＮ２進対蹠キャリアキーにわたって各ビットを拡散して中間信号を形成し、更に、この中間信号のエレメントを、ビデオの選択されたブロック内の位置へマップする。知覚的分析では、データ隠蔽容量を、ローカルの空間的及び時間的信号アクティビティの関数として計算する。この分析は、ホスト信号への中間信号の埋め込みを制御するのに使用されるホスト信号内の位置に対応する利得値のマスクを発生する。利得値は、ホスト信号内の対応位置における中間信号の強度を調整する。埋め込みを完了するために、エンベッダーは、利得値及び中間信号の対応値に基づいてホスト信号のレベルを調整する。

同期については、ホスト信号内の位置に既知のパターンがマップされる。この既知のパターンは、検出及び同期を可能にするフーリエドメイン内のピークを示す。この同期信号は、キャリアキー及び／又は個別信号成分の一体化成分であってもよい。知覚的マスクは、この成分にも適用される。

アプリケーションの性質にもよるが、法的透かし検出器の計算の複雑さは、システム設計に制約を及ぼす程ではない。媒体コンテンツ信号の法的分析は、強力なサーバーコンピュータにおいてオフラインで行われてもよいし、或いは多数のコンピュータ又はプロセッサを横切って並列処理を呼び出してもよい。

典型的に、法的透かしのアプリケーションでは、コンテンツ所有者又はディストリビュータが、そのコンテンツの不法配信を監視する。これは、無許可のファイル共有システム等においてインターネットで手動サーチ又は自動サーチすることを含んでもよい。疑わしいコンテンツタイトルが見つかったときには、図３に示すように、疑わしい媒体信号４００が法的透かし検出器４０２に入力される。

最初に、検出器は、例えば、相関関数を使用して同期信号をサーチし、同期ピーク及び／又はパターンを検出する。異なるプロトコルが同じ同期信号を使用してもよいし異なる同期信号を使用してもよい。別々の場合には、検出器は、考えられる同期信号を介して動作を繰り返し、法的透かしの存在を検出する。

同期がとられると、検出器は、デジタル透かしペイロードを抽出するように進み、これは、中間信号の値を推定し、各エラー修正エンコードビットに対する推定値をマッピング関数に基づいて合成し、次いで、逆エラー修正コード化を遂行して、法的ＩＤを回復することにより行なわれる。

検出器は、同様の解決策を使用して、ディストリビュータＩＤを、それが存在する場合に、他の法的ＩＤと一緒に抽出してもよい。ディストリビュータＩＤは、ディストリビュータに対するポインタを与えるのに使用できる。この場合に、検出器は、図３のブロック４０４に示すように、見つかった法的ＩＤのリストを、コンテンツタイトルを識別するコンテンツＩＤと一緒にディストリビュータへ送信する。

この可変埋め込み解決策のある特徴として、コストの妥協がある。例えば、キャリアキー又はマッピングキーの数を増加すると、エンベッダー及び検出器の両方でコストが増加する。エンベッダーは、これらキーを記憶しなければならず、検出器は、これらのキーを使用して法的透かしを検出することができねばならない。しかしながら、透かしの方向を時間、位置及び周波数について変更することで、エンベッダーに対するコスト増加は最小となる。

更に、これは、各法的追跡透かしが最大強度で埋め込まれる場合にも最適である。換言すれば、透かしの強度が増加された場合には、イメージ及びビデオの見易さ又はオーディオの聞き易さのような知覚性が受け入れられないものとなる。透かし層を追加すると、強度を増加するのと同様にコンテンツが質低下するので、このプロセスは最適となる。しかしながら、各透かし層の独立性のために、コンテンツの質低下は、通常、単一の透かし層に対してキャリアの振幅を増加する場合よりもゆっくりとした割合で生じる。最後に、コラージュ又は共謀攻撃は、質低下した、価値の低いコンテンツを生じさせる。これは、世代的追跡の要望とでバランスをとらねばならない。例えば、３つの世代は、全て、コンテンツ所有者がそれを可能にすることを希望するものでよい。従って、第４の透かし層は、異議のある質低下を生じることがあり、これは、４つ以上のエンベッダーを要求する共謀又はコラージュ攻撃の有効性が最小であることを意味する。別の実施例では、コンテンツ所有者は、ファイルの共有を可能にすることを希望せず、これは、２つの透かしエンベッダーがコンテンツの質低下を生じる場合に受け入れられる。

図４は、放送環境において法的透かしを埋め込むための装置を示す。テレビ用のＳＴＢ及び／又はＰＶＲであるか或いはラジオ用のチューナである受信器４００は、放送信号を受信して、透かしを埋め込む。ＴＶの場合に、ほとんどのＳＴＢ及びＰＶＲは、コンテンツを取り扱うための媒体プロセッサ４１０と、双方向性を取り扱うためのＣＰＵ４２０とを備えている。透かしエンベッダーは、媒体プロセッサ４１０又はＣＰＵ４２０で実行されるソフトウェアでもよいし、ＣＰＵがコンテンツストリームにアクセスできると仮定すれば、いずれかの要素に一体化されたハードウェアでもよいし、或いは受信器に一体化されたスタンドアローンハードウェアチップでもよい。ラジオの場合には、受信器アーキテクチャーは、現在、もっと単純であり、法的エンベッダーは、おそらく、スタンドアローンハードウェアチップである。ラジオが、デジタル衛星ラジオのように、より多くの双方向性を含むように進歩する場合には、その構成が、ＴＶに近いものとなろう。

図５は、オーディオ又はビデオのいずれかに対し、ポイント対ポイントのインターネットストリーミング環境において法的透かしを埋め込むための装置を示す。インターネットストリーミングサーバー５００は、透かしを埋め込むことができる。このサーバー５００は、通常、メモリ５１０及びＣＰＵ５２０を含むＰＣ又はＰＣ状の装置である。メモリ５１０は、透かしプロトコルを記憶するのに使用でき、ＣＰＵ５２０は、この透かしプロトコルを使用して、ストリームの受信クライアントソフトウェア及びクライアントソフトウェアの製造者を識別する法的ＩＤと共に法的透かしを埋め込むのに使用できる。図６は、コラージュ攻撃に対する法的透かしエンベッダーの構成を示す。この構成は、放送及びインターネットマルチキャストで要求されるがインターネットユニキャストでは要求されない法的透かしエンベッダーを消費者装置が含むものと仮定する。エンベッダー１ ６００、エンベッダー２ ６１０、・・・エンベッダーＮ ６２０のような多数のエンベッダーが直列に構成され、各エンベッダーが異なる法的透かしをコンテンツに追加する。その目標とするところは、矢印で示すようにエンベッダーＮ ６２０から出て来るコンテンツが適度なクオリティのもので、検出器では法的透かしを読み取れないほど多数の透かしを有することである。テレビでは、各エンベッダーがＳＴＢ又はＰＶＲである。

図７は、共謀攻撃に対する法的透かしエンベッダーの構成を示す。この構成は、放送及びインターネットマルチキャストで要求されるがインターネットユニキャストでは要求されない法的透かしエンベッダーを消費者装置が含むものと仮定する。エンベッダー１ ７００、エンベッダー２ ７１０、・・・エンベッダーＮ ７２０のような多数のエンベッダーが並列に構成されて、コンテンツミクサ７３０に接続され、各エンベッダーは、異なる法的透かしをコンテンツに追加し、ミクサがこれら全ての透かしを平均化する。その目標とするところは、矢印で示すようにミクサ７３０から出て来るコンテンツが適度なクオリティのもので、検出器では法的透かしを読み取れないほど多数の透かしを有することである。テレビでは、各エンベッダーがＳＴＢ又はＰＶＲであり、信号ミクサは専門のビデオミクサである。又、ミクサは、ビデオ捕獲及び発生ボードをもつＰＣにおいてカスタムプログラムとして容易に実行することもできる。オーディオ又はビデオのインターネットストリーミングの場合には、エンベッダーを多数のＰＣ内に配置し、その各々がそれ自身の受信クライアントをもつか、又は多数のクライアントが１つのＰＣに存在するようにしてもよい。

結び

特定の実施形態を参照して技術の原理を図示して説明したが、この技術は、多数の他の異なる形態でも実施できることが明らかであろう。明細書を不当に長くせずに包括的開示を与えるために、本出願人は、上述した特許及び特許出願を参考として援用する。

上述した方法、プロセス及びシステムは、ハードウェアで実施されてもよいし、ソフトウェアで実施されてもよいし、或いはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実施されてもよい。例えば、プログラム可能なコンピュータ又は特殊目的のデジタル回路において補助的なデータエンコードプロセスが実施されてもよい。同様に、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、或いはこれらソフトウェア、ファームウェア及びハードウェアの組み合わせにおいて補助的なデータデコード動作が実施されてもよい。上述した方法及びプロセスは、システムのメモリ（電子、光学又は磁気記憶装置のようなコンピュータ読み取り可能な媒体）から実行されるプログラムで実施されてもよい。

前記で詳細に述べた実施形態における要素及び特徴の特定の組み合わせは、単なる例示に過ぎず、これら技術と、本出願及びここに援用した特許／特許出願における他の技術との交換及び置き換えも意図される。

法的追跡透かしアプリケーションを全体的に示す図である。 コンテンツ信号配送システムにおける法的透かし埋め込み方法を示す図である。 デジタル透かしを使用したコンテンツの世代的追跡方法を示す図である。 法的透かしエンベッダーを伴うビデオセットトップボックスシステムを示す図である。 法的透かしエンベッダーを伴うインターネットサーバーを示す図である。 コラージュ攻撃に対する法的透かしエンベッダーの構成を示す図である。 共謀攻撃に対する法的透かしエンベッダーの構成を示す図である。

符号の説明

１０・・・プレミアムコンテンツ、１２・・・ホームＰＶＲ、１４・・・レガシーＴＶ、１６、１８・・・レガシー装置、１００・・・媒体コンテンツ信号、１０４・・・ディストリビュータ識別子、１０８・・・放送局、１１０・・・放送媒体、１１２、２１２、２２４・・・受信器、１１６、２１６・・・プロトコル、１２０、２２０・・・擬似ランダム関数、１２２、２２２・・・法的透かしエンベッダー、３００・・・媒体コンテンツ信号、３０２・・・透かし検出器、３０４・・・透かしエンベッダー、３０６・・・ローカルプロトコル、３１０、３１２・・・後続世代、４００・・・疑わしい媒体信号、４０２・・・法的透かし検出器

Claims (9)

1. 媒体コンテンツ信号を受信するステップと、
   上記コンテンツ信号に埋め込まれる法的デジタル透かし信号に対する方向を選択するステップと、
   上記法的デジタル透かし信号を上記コンテンツ信号に上記選択された方向で埋め込むステップであって、上記埋め込みは、上記法的デジタル透かしを埋め込むインスタンスごとに上記法的デジタル透かしに異なる方向を与える、前記ステップと、
   を備える、法的デジタル透かしを入れる方法。
2. 上記方向は、上記デジタル透かしを埋め込むインスタンスごとにランダムである、請求項１に記載の方法。
3. 上記方向は、上記コンテンツ信号のランダム時間セグメントを指定する、請求項２に記載の方法。
4. 上記方向は、上記コンテンツ信号のランダム周波数帯域を指定する、請求項２に記載の方法。
5. 上記方向は、上記コンテンツ信号のランダム空間位置を指定する、請求項２に記載の方法。
6. 上記方向は、上記コンテンツ信号のランダム開始時間整列を指定する、請求項２に記載の方法。
7. 上記方向は、上記コンテンツ信号のランダム開始周波数整列を指定する、請求項２に記載の方法。
8. 上記方向は、上記コンテンツ信号のランダム開始空間整列を指定する、請求項２に記載の方法。
9. 上記コンテンツ信号においてデジタル透かしを検出するよう試みるステップと、
   デジタル透かしの検出に応答して、上記デジタル透かしと干渉しない方向で法的デジタル透かしを埋め込むステップと、
   を備える、請求項１に記載の方法。

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