JP2007523543A - 電子透かし検出 - Google Patents

Abstract

検出器（１００）は、情報信号中の電子透かしの存在を検出する。前記情報信号は、相関結果のセット（６４）を導出するため、電子透かしに関する前記情報信号の複数の相対位置のそれぞれについて、予期される電子透かし（Ｗｉ）と相関をとられる。相関結果（６４）の一部が、前記結果中の相関ピークの予期される形状についての情報（８１）と相互相関をとられる（８２）。このことは、検出器（１００）の感度を改善する。相互相関結果（８４）は、ピーク検出ユニット（８５）において閾値と比較される。該比較（８５）において利用される閾値は、前記予期される形状に従う適合的な方法で設定される。前記相関ピークの予期される形状についての情報（８１）は、前記情報信号に実行された、若しくは実行されたと予測される処理演算の知識に基づくものであっても良いし、又は以前の相関結果の形状からのものであっても良い。

Description

本発明は、情報信号における電子透かしの検出に関する。

電子透かしは、何らかの種類のラベル（label）が情報信号に付加される手法である。電子透かしが付加される情報信号は、データファイル、静止画像、ビデオ、オーディオ又は他のいずれかの種類のメディアコンテンツを表し得る。前記ラベルは、前記情報信号が配布される前に、該情報信号に埋め込まれる。情報信号を劣化させないようにするため、前記ラベルは通常、通常の条件下では知覚されないような態様で付加される。例えば、オーディオファイルに付加された電子透かしは、通常の聴取条件下では可聴ではないべきである。しかしながら電子透かしは、前記情報信号が符号化又は圧縮、変調等のような伝送の間の通常の処理を経た後にも検出可能なままであるために、十分に頑強であるべきである。

多くの電子透かし方式は、検出手法として相関を利用し、ここではテスト中の信号が既知の電子透かしを含む信号と相関をとられる。これらのシステムにおいては、電子透かしの存在は、相関結果における１以上のピークによって示唆される。Ton Kalkerらによる論文「A Video Watermarking System for Broadcast Monitoring」（Proceedings of the SPIE、Bellingham、Virginia、Vol. 3657、1999年1月25日、103-112頁）は、放送ビデオコンテンツにおける電子透かしの存在を検出するための方式を記載している。本論文においては、結果の相関ピークの高さが閾値と比較され、これによりオーディオ／ビデオコンテンツが電子透かしを入れられているか否かが決定される。前記閾値は、誤検知（false positive）確率（実際にはオーディオ／ビデオが電子透かしを入れられていない場合に電子透かしの存在を宣言してしまう確率）が適切に低くなるように選択される。典型的な閾値は５σ（相関結果の標準偏差の５倍）である。

殆どのアプリケーションにおいて、電子透かしを入れられたコンテンツには、電子透かしが該コンテンツに埋め込まれる時点と、該電子透かしの存在が検出される時点との間に、種々の処理演算が実行される。コンテンツ処理の一般的な例は、ＭＰＥＧ符号化のような損失の大きい圧縮である。一般に、処理の効果は、電子透かし検出処理の間に生じることが通常期待される相関ピークを低下させるものである。従って、相関ピークを見出すことに基づく電子透かし検出手法の性能は、斯かる処理を実行されたコンテンツにおける電子透かしを検出しようと試みる場合にかなり低下させられる。

本発明の目的は、情報信号における電子透かしを検出する改善された方法を提供することにある。

従って、本発明の第１の態様は、情報信号における電子透かしを検出する方法であって、
前記電子透かしに対する前記情報信号の複数の相対位置のそれぞれについて、前記情報信号と電子透かしとの相関をとることにより、相関結果のセットを導出するステップと、
前記相関結果のセットの少なくとも一部を、前記結果における相関ピークの予期される形状についての情報と比較することにより、電子透かしが存在するか否かを決定するステップと、
を有する方法を提供する。

相関ピークの予期される形状についての情報を利用することは、検出器の感度を改善し得る。なぜなら、前記検出器が、特定の高さを超える点の出現にのみ依存するのではなく、特定の形状のピークを「探す」ことができるからである。

メディアコンテンツのアイテムにおいて僅かに弱くのみ存在する電子透かしを検出する能力は、電子透かしがより弱くコンテンツに埋め込まれることを許容するという選択肢をも提供し、これにより潜在的な不正者による閲覧の際の該電子透かしの可視性を減少させ、又は通常の視聴条件下における該電子透かしの知覚性を減少させる。

ここで説明される機能は、ソフトウェア、ハードウェア又はこれらの組み合わせで実装されることができる。従って、本発明の他の態様は、本方法を実行するためのソフトウェアを提供する。ソフトウェアは機器の寿命の間のいずれの時点においてホスト装置にインストールされても良いことは理解されるであろう。該ソフトウェアは、電子メモリ装置、ハードディスク、光ディスク又は他の機械読み取り可能な記憶媒体に保存されても良い。該ソフトウェアは、コンピュータプログラムとして機械読み取り可能な担体で配布されても良いし、又はネットワーク接続を介して装置に直接にダウンロードされても良い。

本発明の更なる態様は、本方法のステップのいずれかを実行する電子透かし検出器、及び前記電子透かし検出器の出力に応答する情報信号を提示する装置を提供する。

説明される実施例は画像又はビデオ信号（ディジタルシネマコンテンツを含む）の処理に言及しているが、前記情報信号はオーディオ又は他のいずれの種類のメディアコンテンツを表すデータであっても良いことは理解されるであろう。

本発明の実施例は、添付図面を参照しながら、例としてのみ、以下に説明される。

背景として、及び本発明の理解のため、図１を参照しながら、電子透かしを埋め込む処理が簡潔に説明される。電子透かしパターンｗ（Ｋ）は、１以上の基本電子透かしパターンｗを利用して構築される。データのペイロード（payload）が該電子透かしによって担持されるべき場合には、幾つかの基本電子透かしパターンが利用される。電子透かしパターンｗ（Ｋ）は、埋め込まれるべきペイロード（多ビットのコードＫ）に従って選択される。前記コードは、幾つかの基本パターンｗを選択し、これらパターンを特定の距離及び方向に互いから離して配置することにより表される。組み合わせられた電子透かしパターンｗ（Ｋ）は、コンテンツに付加されることができるノイズパターンを表す。電子透かしパターンｗ（Ｋ）は、ＭｘＭビットのサイズを持ち、一般にコンテンツのアイテムよりもかなり小さい。従って、ＭｘＭパターンが、コンテンツデータのフォーマットに合致する、より大きなパターンへと繰り返される（タイル状に並置される）（１４）。画像の場合には、パターンｗ（Ｋ）が、組み合わせられる画像のサイズと等しくなるように、タイル状に並置される（１４）。

コンテンツ信号は受信されバッファリングされる（１６）。コンテンツ信号中のローカルアクティビティ（local activity）の度合いλ（Ｘ）が、各画素位置において導出される（１８）。該値は、付加的なノイズの可視性についての尺度を与え、電子透かしパターンＷ（Ｋ）をスケーリングするために利用される。このことは、電子透かしが画像における等しい明るさのエリアのようなコンテンツにおいて知覚可能となることを防ぐ。全体のスケーリング因子ｓが乗算器２２において電子透かしに適用され、このことは電子透かしの全体的な強度を決定する。ｓの選択は、必要とされる頑強さの度合いと、該電子透かしがどの程度知覚可能であるべきかの要件との妥協点である。最後に、電子透かし信号Ｗ（Ｋ）が前記コンテンツ信号に追加される（２４）。該電子透かしが中に埋め込まれた結果の信号は次いで、該コンテンツの通常の配布の一部としての種々の処理ステップを実行される。

図２は、電子透かし検出器１００の模式的な図を示す。前記電子透かし検出器は、電子透かしを埋め込まれたものであり得るコンテンツを受信する。以下の説明においては、該コンテンツは画像又はビデオコンテンツであると仮定される。電子透かし検出は、個々のフレームに対して実行されても良いし、又はフレームの群に対して実行されても良い。蓄積されたフレームは、ＭｘＭ（例えばＭ＝１２８）のサイズのブロックに分割され、次いでＭｘＭサイズのバッファに折り畳まれる。これらの初期ステップはブロック５０として示される。次いでバッファ中のデータに対して、高速フーリエ変換５２が実行される。検出処理における次のステップは、バッファに保持されたデータにおける電子透かしの存在を決定する。前記バッファが特定の電子透かしパターンＷを含むか否かを検出するため、前記バッファの内容と、予期される電子透かしパターンとに対して、相関がとられる。前記コンテンツのデータは複数の電子透かしパターンを含み得るため、幾つかの並列の分岐６０、６１及び６２が示される。分岐のそれぞれは、基本電子透かしパターンＷ０、Ｗ１及びＷ２の１つとの相関をとる。前記分岐の１つが、より詳細に示されている。基本パターンＷｉの全てのとり得るシフトベクトルについての相関値が同時に計算される。データ信号と相関をとる前に、基本電子透かしパターンＷｉ（ｉ＝０、１、２）に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が実行される。次いで相関値のセットに対して逆高速フーリエ変換が実行される（６３）。相関演算のより完全な詳細は、米国特許ＵＳ６５０５２２３Ｂ１に記載されている。

前記相関をとる際に利用されるフーリエ係数は複素数であり、それぞれが大きさ及び位相を表す実部と虚部とを持つ。検出器の信頼性は、大きさの情報が捨てられ、位相のみが考慮される場合に、著しく改善されることが分かっている。大きさの正規化演算は、点毎の乗算の後、且つ逆フーリエ変換６３の前に実行されることができる。正規化回路の動作は、大きさによる各係数の点毎の除算を有する。この全体的な検出手法は、ＳＰＯＭＦ（Symmetrical Phase Only Matched Filtering）として知られている。

上述の処理からの相関結果のセットは、バッファに保存される（６４）。相関結果のセットの小さな例が図３に示される。電子透かしを入れられたコンテンツは、該相関結果データにおけるピークの存在により示唆される。ピークの形状は、図５に示されるような、相関値がグラフの底線からの高さとしてプロットされたグラフの形で相関結果を見ることにより、より良く理解され得る。相関結果のセットは、コンテンツデータにおける電子透かしの存在によるものであり得るピークを特定するために検査される。電子透かしの存在は、鋭い、かなりの高さの孤立したピークによって示唆され得る。しかしながら、殆どの孤立したピークはノイズによる偽の合致を表す傾向がある。コンテンツの配布の間の、以前の処理演算が、電子透かしが相関結果における幾つかの隣接する位置に亘って不鮮明にされた（smeared）ことによる相関ピークを引き起こした見込みが高い。初期処理段６５は、相関ピークを表している可能性のある相関結果データの候補のクラスタを特定する。候補のピークを特定するための手法は、後により詳細に説明される。

候補のピークが特定されると、これらピークはそれぞれテストされ、どのピークが電子透かしによる相関ピークを表しているかを決定する。クラスタにおける相関結果は、予期されるピーク形状を表す、記憶装置８０からのデータ８１と相互相関をとられる（８２）。前記相互相関の結果は、バッファ６４に保存されたデータの形状と予期される形状との間の類似性の示唆を与える。前記相互相関の結果は、ピーク検出ユニットにおいて閾値と比較される（８５）。本比較（８５）において利用される閾値は一定値ではなく、前記予期される形状によって適合的な方法で設定される。前記閾値は、予期されるピークの高さの二乗の合計（該予期されるピーク形状のエネルギーと呼ばれても良い）に依存する。このことは、前記相互相関の結果を正規化する効果を持つ。本ステップは、結果の実際のクラスタと結果の予期される形状との間の偽の一致の出現を減少させる。なぜなら、予期される形状が高いエネルギーを持つからである。実質上、このことは予期されるピーク形状が単位エネルギーのものであることを必要とする。

保存された形状データはまた、候補探索段６５の一部として利用される。例えば、比較的平坦な形状が予期されることが分かれば、候補探索段６５は、候補クラスタを探索するために利用する閾値を低下させて、それにより相関結果における低いピークが除外されないようにすることができる。

保存される形状データが収集されることができる種々の方法がある。形状データは、検出器１００に付随し、該検出器と共にインストールされるファイルとして提供されても良い。更新は周期的に実行されても良い。代替として、又はデータの初期セットを利用することに加えて、利用時に前記検出器が観測した相関結果に基づいて、該検出器が形状データを取得することも可能である。

形状データのテーブルが保存され、該テーブルが、配布の間にコンテンツ信号に実行された処理、コンテンツ信号のタイプ又は配布チャネルのタイプに従って構成されても良い。配布の間にコンテンツ信号に実行された処理の各タイプは、該信号におけるデータに影響を与え、このことは検出器１００が電子透かしの存在をテストするときの相関ピークの形状にも影響を与える。各処理の影響は、ユニット８０において形状情報として観測され保存されても良い。配布の間にコンテンツ信号に実行された処理を定量化することが可能である場合には、前記検出器の相互相関段８２において適切な形状を適用することが可能である。信号が複数の処理を実行された場合（例えばＭＰＥＧ符号化及び無線チャネルによっての伝送のための符号化）、複数の形状のデータが組み合わせられ、又は処理の特定の組み合わせに対応する適切なテンプレートが取得されても良い。テンプレートは、一般に利用されるコンテンツのタイプ又は配布方法の範囲（例えば放送チャネルにより受信されるＭＰＥＧビデオ、有線接続を介して受信されるＭＰ３オーディオコンテンツ、無線接続を介して受信されるコンテンツ）について保存されても良い。コンテンツ又は配布のタイプについての情報は、ユニット８０に対する入力４０として提供され、情報４０は前記受信器の他の部分から得られる。テンプレートは種々のコンテンツのビットレート（例えばＭＰＥＧ２Ｍｂｐｓ、４Ｍｂｐｓ、６Ｍｂｐｓ等）、フォーマット変換（例えばＰＡＬからＮＴＳＣ、ＮＴＳＣからＰＡＬへ）、及びＭＰＥＧとフォーマット変換との組み合わせについて提供される。該データのテーブルは、電子透かし検出器の製造者、及びインストール時に検出器にプログラムされる関連する設定によって決定され得る。テンプレートは、前記検出器に対する更新によって変更されても良い。

前記形状データは、合わせて予期されるピークの形状を定義する数値のセットを有する。前記形状は、前記セット中の数値の相対的なサイズから生じる。該値のセットは、任意のサイズにスケーリングされても良い。従って、相互相関段８２において比較されるものは、サイズではなくピークの形状である。図６は、ユニット８０によって保存され得る形状情報のテーブルの種類の例を示す。コンテンツ、処理又は処理の組み合わせ１０２の各タイプが、形状データ１０３、及びユニット８５による利用のための検出閾値１０４に関連付けられる。ここで示される形状データ１０３はグラフィカルな形式であるが、実際には合わせて予期されるピーク形状を定義する数値のセットを有する。

例えば、前記コンテンツが何の処理を実行されたかについての情報４０を前記受信器が受信しない場合、又は受信装置自身が当該情報を知らない場合には、このような保存されたデータの利用は可能ではない。この場合には、前記予期されるピーク形状を推定するために種々の手法が利用され得る。図７は、或る期間に亘って、形状データの移動平均が取得される実施例を示す。相関結果バッファ（又は候補探索ユニット６５）からの新たなピーク形状情報８３は、平均化機能９１へと送信される。以前のランニング平均のような、以前の形状データは、保存されたデータ９０から取得され（９２）、新たな平均が算出され、更新された平均が保存のために返信される（９３）。前記移動平均は、以前のＤ個の検出に亘って算出され得る。Ｄの値はアプリケーションに依存し、前記コンテンツ／処理が一定である期間に対して、毎秒実行される検出の数に依存する。本アプローチは、前記コンテンツに適用される処理が幾つかの検出期間に亘って一定にとどまる場合に、特に有利である。コンテンツのタイプ又はコンテンツについての配布処理若しくはチャネルについての情報が既知である場合には、それぞれがこれらの処理又はチャネルと関連した、複数の保存されたテンプレートが或る期間に亘って取得されることができる。再び図７を参照すると、ユニット８０はまた、情報４０を受信し、適切な形状データ及び閾値を記憶装置９０から取得する、適切なインタフェース９５を含む。形状データ８１は相互相関器８２に送信され、決定閾値データ８６がピーク検出ユニット８５に返送される。

図８は、本発明の更なる発展形を示す。検出器１００の各分岐６０、６１及び６２は、分岐６０に詳細に示された特徴を含む。ユニット８０は、各分岐６０、６１及び６２のバッファ６４から形状データを取得し、該データを組み合わせて全体の形状テンプレートを導出する。前記組み合わせられたデータ及び決定閾値データが次いで、分岐６０、６１及び６２のそれぞれにおける相関ユニット８２に適用される。
形状照合処理の単純な数学的例が、ここで説明される。コンテンツのアイテムが、以前に説明されたＳＰＯＭＦ手法及びバッファ６４に保存された相関結果を利用して、対称となる電子透かしパターンと相関をとられているとする。バッファ６４における相関結果は、相関値のベクトル

であり、該ベクトルの各要素は、コンテンツ信号に対する電子透かしパターンの異なる（サイクリックな）シフトに対応する。明確さのため

は１次元であると仮定するが、殆どのコンテンツについて、バッファ６４中の相関結果は、水平及び垂直方向におけるシフトに対応する２次元マトリクスであることは理解されるであろう。電子透かしを入れられていないマテリアル（

）の場合、

の要素は略独立した白色ガウス雑音（White Gaussian Noise、ＷＧＮ）であることが分かっている。電子透かしを入れられたマテリアル（Ｈ_Ｗ）の場合、バッファの結果はまた略ガウス雑音であるが、ピークも存在することを実験が示している。ペイロードシフトτについて、相関ピークの形状が、

によって記述されることができると仮定する。これは、範囲がバッファ中のＣ個の隣接する位置であると考慮する相関ピークの非常に一般的なモデルであり、

によって定義される形状を持ち、スケール因子Ａによって与えられる高さを持つ。既知の（予期される）ピーク形状

は、バッファの内容

と相互相関をとられ、次いで閾値と比較され、電子透かしが存在するか（Ｈ_Ｗ）否か（

）を決定する。ペイロードシフト推定値

が、前記相互相関を最大にする位置としてとられる。

この検出基準の導出は、付録に提供される。ピーク形状情報を用いることの利点の単純な例として、ピーク形状が平坦であること、即ち

であることが分かっている場合を考える。図９は、電子透かしピークに対応する位置におけるバッファ結果ｙ_ｉの、電子透かしが存在すると宣言されるために必要とされる最小平均高さを示す。これらは、単純な閾値５σを用いる既存の検出方法と同じ誤検知確率を達成するように算出される。大きく広がったピーク形状については、即ちＣ個の点の大きなクラスタについては、現在の検出器によって必要とされる５σレベルよりもかなり低いピーク高さにおいて正常に電子透かしが検出されることが分かる。

図２及び８のユニット６５における利用のための、相関結果における候補の相関ピークを特定するための処理が、ここで説明される。クラスタリングアルゴリズムが、幾つかの点のクラスタを形成し、これらクラスタのいずれかが、真の相関ピークに対応し得る。これらのクラスタの尤度（likelihood）が比較され、最小の尤度を持つクラスタが所望の相関ピークであると仮定される。本アルゴリズムは以下のステップを有する。

１．閾値を設定し、相関データにおける当該閾値を超える全ての点を見出す。本基準に合致する全ての点がリストptsAboveThreshに保存される。提案される閾値は３．３σ（σはバッファ中の結果の標準偏差）であるが、該値はいずれの好適な値に設定されても良い。好適な範囲は２．５σ乃至４σである。前記閾値が低く設定され過ぎると、電子透かしの存在に対応しない多くの点が前記リストに保存されてしまう。逆に、該値が高く設定され過ぎると、正当だが不鮮明にされたピークに対応する点が前記リストに追加されないというリスクがある。
２．最も高い絶対値を持つ点を見出す。
３．候補のクラスタ、即ち相関点のクラスタを形成する。候補のクラスタは、「有意」値（前記閾値より大きな値）を持つのみならず、有意な値を持つ少なくとも１つの他の点の非常に近くに配置された点を収集することにより形成される。このことは、以下のように達成される：
（ｉ）ptsAboveThreshから第１の点を除去し、該点を新たなクラスタの第１の点ｐとして挿入する。
（ii）ptsAboveThreshから、点ｐの距離ｄ内にある点を検索する。ptsAboveThreshから斯かる点を全て除去し、これら点を前記クラスタに追加する。
（iii）前記クラスタ中の次の点を現在の点ｐとする。新たな点ｐの距離ｄ内にあるptsAboveThresh中の全ての点を前記クラスタに追加するように、ステップ（ii）を繰り返す。
（iv）ptsAboveThreshが前記クラスタ中の全ての点について処理されるまでステップ（iii）を繰り返す。
（ｖ）結果のクラスタが単一の点のみから成り、且つ該点が上述のステップ２において見出された最も高いピークと等しくない場合には、該クラスタを破棄する。
（vi）ptsAboveThreshが空になるまでステップ（ｉ）乃至（ｖ）を繰り返す。
本手順の終了時には、上述のステップ１においてptsAboveThreshに最初に入力された全ての点は、
−該点に近いptsAboveThreshリストからの他の点を含むクラスタに割り当てられているか、又は
−類似の高さを持つ近隣の点を持たないために廃棄され、それ故クラスタの一部でなくなっているか、
のいずれかである。

前記相関バッファ中の全ての点のうち最も大きな高さの絶対値を持つ点である場合にのみ、クラスタが該単一の点を有することが許容される。このことは、鋭く不鮮明にされていない相関ピークが破棄されることを防ぎ、一方で真のノイズを表す他の孤立したピークが利用されることを防ぐ。

再び図３及び４を参照すると、これら図は、検出器によって算出されるタイプの相関データのセットの例を示す。図３は、不鮮明にされたピークについての結果のセットを示し、値は−３．８１７２と４．９１９０との間に亘る。電子透かしは負の大きさを持って埋め込まれ得、負の相関ピークを与え得る。最高値４．９１９０は、ボックス１３０内に示されている。この値は典型的な検出器閾値５よりも小さいが、該最高値は類似の値を持つ他の相関値に囲まれている。このことは、配布連鎖の間の処理によって不鮮明にされたピークを示すものである。上述した手順に従い、また閾値Ｔを３．３に、距離を１に設定すると、リング１４０内の相関値が当該基準に合致することが見出され得る。前記処理の間の動作により、有意な値の結果は全て互いと近くに位置する。図４に示されるデータを見ると、値は−３．７３６８と１０．７６５２との間に亘る。同様の検出基準を提供すると、１つの点１６０のみが前記閾値を超える。該点の値は前記閾値を明らかに超えており、従って正当なピークであると考慮される。近隣の値を調査することにより、該値が鋭い相関ピークを表すことが分かる。

ペイロードコードＫとして表される埋め込まれた情報は、例えばコンテンツの著作権所有者又はコンテンツの説明を識別し得る。ＤＶＤコピー保護においては、マテリアルが「１度コピー可」、「コピー不可」、「制限なし」、「これ以上のコピー不可」等といったラベル付けをされることを可能とする。図１０は、光ディスク、メモリ装置又はハードディスクのような記憶媒体２００に保存されたコンテンツ信号を取得し提示する装置を示す。前記コンテンツ信号は、コンテンツ取得ユニット２０１によって取得される。コンテンツ信号２０２は処理ユニット２０５に供給され、処理ユニット２０５はデータをデコードし、提示（２１１、２１３）のために該データをレンダリングする。コンテンツ信号２０２はまた、上述したタイプの電子透かし検出ユニット２２０に適用される。処理ユニット２０５は、所定の電子透かしが前記コンテンツ信号中に検出された場合にのみ前記コンテンツ信号を処理することが許可されるように構成される。電子透かし検出ユニット２２０から送信された制御信号２２５は、前記コンテンツの処理が許可されるべきか若しくは拒否されるべきかを処理ユニット２０５に通知するか、又は前記コンテンツに関連する何らかのコピー制限を処理ユニット２０５に通知する。代替として、処理ユニット２０５は、所定の電子透かしが前記信号中に検出されなかった場合にのみ前記コンテンツ信号を処理することを許可されるように構成されても良い。

以上の説明において、３つの電子透かしのセットが考慮された。しかしながら本手法は、１つの電子透かしのみを担持するコンテンツデータにおける相関ピークを見出すために適用されても良く、又はいずれの数の複数の電子透かしを担持するコンテンツデータに適用されても良いことは理解されるであろう。

以上の説明において、図を参照しながら、情報信号中の電子透かしの存在を検出する検出器１００が説明された。前記情報信号は、相関結果のセット６４を導出するため、電子透かしに対する前記情報信号の複数の相対位置のそれぞれについて、予期される電子透かしＷｉと相関をとられる。相関結果６４の一部が、前記結果中の相関ピークの予期される形状についての情報８１と相互相関をとられる（８２）。このことは、検出器１００の感度を改善する。相互相関結果８４は、ピーク検出ユニット８５において閾値と比較される。該比較８５において利用される閾値は、前記予期される形状に従う適合的な方法で設定される。前記相関ピークの予期される形状についての情報８１は、前記情報信号に実行された、若しくは実行されたと予測される処理演算の知識に基づくものであっても良いし、又は以前の相関結果の形状からのものであっても良い。

付録：
本セクションでは、上述した検出アルゴリズムの例を導出し、所望の誤検知確率を実現するための検出閾値の設定方法を説明する。

電子透かしを入れられたコンテンツ（Ｈ_Ｗ）について、相関結果が、該電子透かしに加えＷＧＮによるピークであることを仮定する。このことは、ピーク自身を除き、電子透かしを入れられたコンテンツの場合、相関結果がここでも略ガウス分布するという観測によって支持される。このとき以下の仮説検定が、電子透かしの存在を検出するために記述されることができる。

ここで、

は独立のＷＧＮ値の長さＮのベクトルである。

は、相関バッファ内のτ個の位置だけサイクリックにシフトされる、電子透かし相関ピーク形状に対応する長さＮのベクトルである。以下の動作において、ノイズは１の標準偏差を持つことが仮定される。このことは、電子透かし検出に先立ち、相関結果を正規化することによって達成される。瞬間的に、ピーク形状ｓとペイロードシフトτの両方が知られると仮定すると、各仮説下のＰＤＦは以下のようになる。

の下では、

における値はＰＤＦ：

を持つ純粋なＷＧＮである。Ｈ_Ｗの下では、前記バッファはピークに加えＷＧＮを含み、ＰＤＦ：

を持つ。２つの仮説の間の決定は、尤度比検定：

を利用して為される。ここで、対数尤度比は、

である。電子透かし相関ピーク

の以下のモデルは、

が仮定される。上式は、Ｃ個の点に亘るピークであって、既知の形状を持ち、１つの高さにより与えられ、しかしながら全体の高さは未知であり、スケール因子Ａにより与えられたピークを記述する。Ｃは既知であると仮定される。実際には、電子透かし相関点の典型的な広がりの程度に基づいて推定値が利用されることが必要とされるか、又はＣの値が上述したクラスタ検出手法を利用して得られることができる。式６を式５の対数尤度（likelihood）式に代入すると、

が得られる。未知のパラメータ（Ａ，τ）は、観測されたデータ（ｙ）の尤度を最大化する値によって推定される。未知のピークの高さに対する最大化は、

を与え、対数尤度は、

となる。前記尤度を最大化するように前記ペイロードのシフトの推定値

を選択すると、

が得られる。分母における和は、

における相関結果に依存しない一定値であることに留意されたい。それ故尤度比決定規則は、

とピーク形状

との間の相互相関の大きさについての閾値検定に簡単化される。

ここで、

は、前記相互相関を最大化するシフトとして選択される。値αの許容可能な低い誤検知確率を実現するために必要な閾値ｈは、

によって与えられる。仮説

の下では、要素は独立にガウス分布し、ゼロの平均値と単位標準偏差を持つ。それ故、

として定義される変数γもまたガウス分布を持つが、標準偏差：

を持つ。この表記を利用すると、式８は

となる。これにより、ｈの適切な値が、Φ（ａ）＝Ｐｒ（Ｚ＜ａ）のテーブルを介して決定されることができる。ここでＺはゼロ平均で単位標準偏差のガウス確率変数である。σ_ｙに対する検出閾値の依存は、所定のピーク形状のエネルギーによる調節を提供し、これにより所望の誤検知確率が達成される。

コンテンツのアイテムに電子透かしを埋め込む既知の方法を示す。 コンテンツのアイテムにおける電子透かしの存在を検出する第１の構成を示す。 検出器及び方法における利用のための相関結果のテーブルを示す。 検出器及び方法における利用のための相関結果のテーブルを示す。 相関結果データのグラフを示す。 図２の構成において利用される、保存された形状データの例を示す。 形状データを保存するユニットを示す。 コンテンツのアイテムにおける電子透かしの存在を検出する第２の構成を示す。 相関結果のクラスタにおける基準検出の効果を説明するグラフである。 電子透かし検出器を実施化する、コンテンツを提示するための装置を示す。

Claims (15)

1. 情報信号における電子透かしを検出する方法であって、
   前記電子透かしに対する前記情報信号の複数の相対位置のそれぞれについて、前記情報信号と電子透かしとの相関をとることにより、相関結果のセットを導出するステップと、
   前記相関結果のセットの少なくとも一部を、前記結果における相関ピークの予期される形状についての情報と比較することにより、電子透かしが存在するか否かを決定するステップと、
   を有する方法。
2. 前記比較は、前記相関結果のセットの少なくとも一部と、相関ピークの予期される形状についての情報との相互相関をとるステップを有する、請求項１に記載の方法。
3. 正当な電子透かしの存在を決定するため、前記比較の出力を閾値と比較するステップを更に有する、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記閾値は、前記相関ピークの予期される形状に依存して変化する、請求項３に記載の方法。
5. 前記相関ピークの予期される形状についての情報は、前記情報信号に対して実行された又は実行されたと予期される処理演算の知識から導出される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記相関ピークの予期される形状についての情報は、以前の相関結果の形状から導出される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記以前の相関結果は、同一のタイプの情報信号、同一の処理ステップを実行された情報信号又は同一のチャネルを通して配布された情報信号についての結果である、請求項６に記載の方法。
8. 相関ピークを表している見込みが高い相関結果のクラスタを特定するステップと、電子透かしが前記特定された結果のクラスタにのみ存在するか否かを決定するステップとを更に有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記相関結果のクラスタを特定するステップは、前記閾値を超える前記セット中の全ての相関結果を決定するステップと、次いで前記相関結果のうち互いから所定の距離内に位置するものはどれかを決定するステップとを有する、請求項８に記載の方法。
10. 複数の電子透かしが利用され、前記相関結果のセットを導出するステップが各電子透かしについて繰り返され、前記方法は更に、前記電子透かしのうちの１つについての相関結果における相関ピークの形状についての情報を決定するステップと、前記電子透かしの他のものについての比較において前記情報を利用するステップとを有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の方法を実行するためのソフトウェア。
12. 情報信号における電子透かしを検出するための電子透かし検出器であって、
    前記電子透かしに対する前記情報信号の複数の相対位置のそれぞれについて、前記情報信号と電子透かしとの相関をとることにより、相関結果のセットを導出する手段と、
    前記相関結果のセットの少なくとも一部を、前記結果における相関ピークの予期される形状についての情報と比較することにより、電子透かしが存在するか否かを決定する手段と、
    を有する電子透かし検出器。
13. 請求項２乃至１０のいずれか一項に記載の方法のいずれかのステップを実行するための手段を有する、請求項１２に記載の電子透かし検出器。
14. 前記相関結果のセットを導出する手段及び前記電子透かしが存在するか否かを決定する手段は、これら機能を実行するためのソフトウェアを実行するように構成されたプロセッサを有する、請求項１２又は１３に記載の電子透かし検出器。
15. 情報信号を提示する装置であって、前記情報信号における正当な電子透かしの存在に依存して前記装置の動作をディスエーブルにする手段を有し、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の電子透かし検出器を有する装置。

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