JP2007523544A - 電子透かし検出 - Google Patents

Abstract

情報信号が、権利情報のようなデータのペイロードを合わせて定義する複数の電子透かし（Ｗｉ）を含む。検出器（１００）は、前記情報信号における複数の電子透かしのそれぞれの存在を検出し（６０乃至６２）、前記電子透かしによって表されるペイロードを決定する（７０、７５）ために利用され得る出力（１０１乃至１０３）を供給する。前記電子透かしによって表現されるペイロードの正確性についての信頼度が、検出段（６０乃至６２）からの情報（１０４乃至１０６）を利用して算出される（１１０）。このことは、ＤＲＭ（Digital Rights Management）システムのような、ペイロード結果に依存する任意の機器に、ペイロードの品質の尺度を提供する。検出段（６０乃至６２）において得られる相関ピークの形状についての情報が、ペイロードの正確性についての信頼度を導出するために利用されても良い。

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。

単純な電子透かし形式は、コンテンツのアイテムに単一の電子透かしを埋め込み、前記単一の電子透かしの存在をテストする検出方式を伴うものであり得る。この場合、電子透かしは１ビットの情報のみを伝達する。即ち電子透かしの存在又は不在の情報である。電子透かし技術の開発において、情報信号に複数の電子透かしを埋め込み、該電子透かしの組み合わせがペイロード（payload）として知られるコードを表すために利用されることが知られている。前記ペイロードは、例えば「コピー」、「コピー不可」又はコンテンツの識別番号といったコードを表しても良い。この種の方式は、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）に記載されている。本方式においては、互いに対して空間的なシフトを持つ複数の（例えば４個の）基本電子透かしパターンを埋め込むことにより、ペイロードがエンコードされる。テスト下の信号は、前記基本電子透かしパターンのそれぞれと個別に相関をとられ、相関結果のバッファを生成する。各電子透かしの存在は、前記相関結果におけるピークによって示唆される。４個全ての基本電子透かしパターンが、閾値５σ（結果バッファにおける相関結果のセットの標準偏差の５倍）よりも大きな相関ピークを生成する場合、電子透かしが存在すると宣言される。該閾値は、電子透かしを入れられていないコンテンツが誤って電子透かしを入れられていると宣言される（誤検知）確率が許容可能な程度に低くなるように選択される。電子透かしが見出されると、前記基本パターン間のシフトを検査することにより、前記ペイロードがデコードされる。一般に、電子透かしが信頼性高く検出される場合には、ペイロードもまた信頼性高く抽出されると仮定される。しかしながら実際には、電子透かしの存在が検出される一方で、抽出されるペイロードが誤ったものであることが起こり得る。

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によって担持されるペイロードを抽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、複数の電子透かしが存在する情報信号を処理する方法であって、前記複数の電子透かしは合わせてペイロードを定義し、前記方法は、
前記情報信号における前記複数の電子透かしのそれぞれの存在を検出するステップと、
前記電子透かしにより表現されるペイロードを決定するステップと、
前記電子透かしにより表現されるペイロードの正確性の信頼度を算出するステップと、
を有する方法を提供する。

本方法は、ペイロード結果に依存する任意の機器（例えばＤＲＭ（Digital Rights Management）システム）に、ペイロードの品質の尺度を供給する利点を持つ。このことは例えば、コンテンツ管理／コピー保護アプリケーションにおいて誤った権利が推定されることを防ぐことができる。更にこのことは、新たな動作が実行されることを可能とする。即ち、電子透かしは見出された（ことによると保護されたオーディオ／ビデオコンテンツを示唆している）が、ペイロードが抽出されない（従って正確な権利が決定されない）場合に対して、一意的な応答が定義されることができる。

好適な実施例においては、前記情報信号は、予期される電子透かしパターンのそれぞれと相関をとられ、相関結果のセットが導出される。相関ピークの形状についての情報は、ペイロードの正確さについての信頼度を導出するために利用される。

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、前記方法のステップのいずれかを実行する、情報信号を処理する装置、及び前記装置の出力に応答する、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６４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。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。理想的な条件下では、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、コンテンツの配布の間の、以前の処理演算が、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、更なる処理段８５が、どのピークが電子透かしによるものである見込みが高いかを決定する。相関データの１以上のセットにおいて正当なピークが特定されると、ベクトル取得段７０が、データの種々のセットを照合し、電子透かしパターン間のベクトルを見出す。即ち、種々のパターンｗ０、ｗ１及びｗ２が互いから離れている距離及び方向を特定する。最後のステップ７５において、先行するステップ７０において特定されたベクトルが、前記電子透かしのペイロードを表すコードＫに変換される。

各分岐６０、６１及び６２のピーク検出段８５は、電子透かしパターンが当該分岐において見出されたか否かを表すそれぞれの信号１０１、１０２及び１０３を出力する。加えて、各分岐６０、６１及び６２からの情報１０４、１０５及び１０６が、ペイロード信頼度算出ユニット１１０に供給される。信頼度算出ユニット１１０は、抽出されたペイロードＫがどれだけ信頼性の高いものであるかの尺度を決定するために算出を実行する。

前記信頼度は比較器１１２に供給され、比較器１１２は前記信頼度を許容可能なレベルの信頼度を表す閾値１１１と比較する。閾値１１１は、アプリケーションに応じて、いずれの望ましい値に設定されても良い。最後の段１１５は、電子透かし検出信号を受信し、電子透かし検出信号１０１、１０２及び１０３並びに信頼度値１１３に依存する出力２２５を供給する。３つの起こり得る結果がある：
（ａ）電子透かしが見出されない（電子透かし検出信号１０１、１０２及び１０３のうち１以上が、電子透かしが存在しないことを示唆する）。
（ｂ）電子透かしが見出され、ペイロードが抽出される（全ての電子透かし信号１０１、１０２及び１０３が、電子透かしが見出され且つ信頼度値１１３が高いことを示唆する）。
（ｃ）電子透かしが見出されるが、ペイロードが信頼性高く決定されない（全ての電子透かし信号１０１、１０２及び１０３が、電子透かしが見出され且つ信頼度値１１３が低いことを示唆する）。

出力２２５は、ディジタル権利管理（digital rights management）システムによって、適切な動作を提供するために利用されても良い。例えば、前記ペイロードがコピー制限（例えば「コピー禁止」、「１度だけコピー可」、「コピー自由」）を示し、出力２２５が上述の状況（ｃ）を示す場合には、ディジタル権利管理システムが、コンテンツが提示されることを許可するが、該コンテンツがコピーされることを許可しないといったことが可能となる。

検出器１００が動作し得る種々の方法がある。最も単純な形式においては、有意なピークを特定するため、バッファ６４中の相関結果が閾値と比較される。典型的には、前記閾値は値５σ（結果バッファ中の相関結果のセットの標準偏差の５倍）に設定される。

より複雑な方式においては、より低い閾値を設定し、有意な値の相関結果のクラスタを特定することにより、「不鮮明にされた」相関ピークが検出されることができる。複数のピークがある場合、真のピークを表している見込みが高いピークを特定するため、これらピークが評価される。このことを実現するための手法は後述する。

更に複雑な形式においては、相互相関等によって、相関ピークの形状が予期される形状についての保存された情報と比較される。十分な形状の合致は、相関ピークの存在を示唆し得る（該ピークがかなり不鮮明にされたものであっても）。配布の間にコンテンツ信号に実行される種々の処理はそれぞれ特性を持ち得、従って認識可能であり、相関ピークの形状に影響を与える。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。ピークの形状についての情報は、信頼度算出ユニット１１０へと供給される（１０４、１０５及び１０６）。

これにより、相関結果が理想値を下回っていても、電子透かしの存在を検出することが可能であることが理解されるであろう。しかしながら、相関ピークの不鮮明化は、ペイロードの算出において幾分の不確実性をもたらす。相関ピークの相対位置がペイロードを決定し、不鮮明にされた又は平坦にされたピークがピークの真の位置に不明確さをもたらしている例を考える。ペイロード信頼性算出ユニット１１０は、ユニット８５から得られたピーク形状情報を、信頼度の基礎とする。

再び図３及び４を参照すると、これら図は、バッファ６４に保存され得る種類の相関結果データの２つのセットを示している。図３は、鋭く、良く定義された相関ピーク１６０が出現する場合に収集され得る種類のデータを示す。表１は、図３の結果データについて、誤り値の確率を示す。ペイロード誤り確率は、全てが前記バッファ中の最高点にセンタリングされた種々の推定されるピークサイズについて、式８（付録を参照されたい）によって与えられる。Ｃの値は、相関ピーククラスタに含まれる結果値の数を表す。３つの異なるサイズを持つクラスタが考慮される。Ｃ＝１は単一の点である。Ｃ＝９は、相関ピークにセンタリングされた３ｘ３の正方形である。Ｃ＝２５は、相関ピークにセンタリングされた５ｘ５の正方形である。単純さのため、全てのとり得るペイロードシフトが等しい確率であることが仮定される。

これに対し図４は、より低く、広く不鮮明にされた（平坦化された）相関ピークについての相関結果データを示し、表２は当該データについての誤り値の確率を示す。

図３のバッファにおけるピーク形状は、図４の平坦化されたピークに比較して（表２）、抽出されるペイロード（表１）の正確さにおいてはるかに高い信頼度に導くことは明らかである。これらの例においては、ピークを形成するためにとられる相関結果のクラスタは、最高値を持つ相関結果にセンタリングされた結果の正方形のグリッドである。例えば図４を見ると、該正方形のグリッドは、値４．９１９０を持つ結果１３０の周囲の結果の正方形である。クラスタを特定するためにより効率的な手法が利用される場合（以下に説明される）には、当該検出手法により特定されたクラスタが利用されても良い。上述の例におけるように結果のクラスタは正方形である必要はない。

再び図２を参照すると、線１１６によって示されるように、比較器１１２からの出力１１３が、ペイロード算出ユニット７５に供給され得る。ペイロードの信頼度値が閾値信頼度値１１１よりも低い場合には、ペイロード算出ユニット７５はペイロードＫを算出しないよう指示される。かくして、ペイロードが不正確である見込みが高い場合には、該ペイロードは全く出力されない。

図２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４に示されたデータのセットにおいては、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、それ故負の値もまた有意である。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３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、いずれの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。

以上の実施例において、コンテンツにおける電子透かしの存在を決定するために相関手法が利用された。電子透かしの存在を検出する他の多くの既知の方法があり、本発明は、当業者に良く理解されるであろう方法で、これらのいずれかに適用されても良い。

以上の説明において、図を参照しながら、権利情報のようなデータのペイロードを合わせて定義する複数の電子透かしＷｉを含む情報信号が説明された。検出器１００は、前記情報信号における複数の電子透かしのそれぞれの存在を検出し（６０乃至６２）、前記電子透かしによって表されるペイロードを決定する（７０、７５）ために利用され得る出力１０１乃至１０３を供給する。前記電子透かしによって表現されるペイロードの正確性についての信頼度が、検出段からの情報１０４乃至１０６を利用して算出される（１１０）。このことは、ＤＲＭ（Digital Rights Management）システムのような、ペイロード結果に依存する任意の機器に、ペイロードの品質の尺度を提供する。検出段６０乃至６２において得られる相関ピークの形状についての情報が、ペイロードの正確性についての信頼度を導出するために利用されても良い。

付録：
本セクションでは、Philips社によって開発されたＪＡＷＳのような、相関ベースの検出方式について、ペイロードの正確性の信頼度を導出する。
ペイロードに対応するシフトの最大事後（Maximum A Posteriori、ＭＡＰ）推定

は、

である。本式は、ＳＰＯＭＦ結果のバッファ

と、相関ピーク形状

と、及びコンテンツが電子透かしを入れられている（Ｈ_Ｗ）こととが与えられると、推定されるペイロードシフトは最大の確率を持つものであることを示している。電子透かし相関ピークは、Ｃ個の隣接する点を有するものと仮定されることができ、これによりピーク形状ベクトル

の要素は、

となり、ピークの形状はパラメータ

のベクトルによって制御される。各とり得るペイロードシフトτ_ｉが事前確率（a prior probability）Ｐｒ［τ_ｉ］を持つと仮定すると、

となる。幾つかのアプリケーションにおいては、全てのとり得るペイロードシフトが等しい事前確率を持ち、それ故

の選択に影響を与えないことを仮定することが可能である。しかしながら、このことは全てのアプリケーションにおいて当てはまるわけではない。例えばコピー保護においてはことによると、メッセージ「コピー禁止」、「コピー自由」、「１度だけコピー可」及び「これ以上のコピー禁止」に対応する４つのとり得るペイロードのみが利用される。更に、保護されるコンテンツよりも「コピー自由」のコンテンツがはるかに多い又はその逆といったように、これら４つのペイロードは必ずしも等しい確率を持つわけではない。
電子透かしを入れられていないマテリアルの場合（

）、

のＮ個の要素が略独立した白色ガウス雑音（gaussian white noise）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の場合（Ｈ_Ｗ）、ＳＰＯＭＦ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。それ故、Ｈ_Ｗの下でのＰＤＦは、

となる。本式を式２に代入すると、

が得られる。本式は、値ｉに対して一定である全ての項を落とすことにより、更に簡単化され得る。本式は、シフトがサイクリックであるため、上述の式における第１の和と第３の和との両方を含む。結果は、

となる。本式は、ペイロードシフトの最良の推定は、各シフトの事前確率、及びＳＰＯＭＦバッファの内容

とピーク形状

との間の相互相関により決定されることを示している。式１のピーク形状モデルを式４に代入すると、

が得られる。抽出されるペイロードの信頼度は、

の選択における誤りの確率から導出される。少なくとも１つのシフトτ_ｉが、正常なペイロードに対応するシフトτ_ｃのものよりも高い確率Ｐｒ［τ_ｉ｜ｙ，ｓ，Ｈ_Ｗ］を持つ場合に、誤り（error）が生じる。

式５を利用すると、ｐ_ｃ，ｉは

と記述されることができる。τ_ｃが正常なペイロードに対応するシフトである場合、式１から、

となる。ここでｎ（）はＡＷＧＮである。同様に、

である。これら２つの式を式７に代入すると、

が得られる。ここで、

は、ゼロ平均及び

に等しい標準偏差を持つガウス分布であり、閾値Ｔ_ｉは、

によって与えられる。第１の和は相関ピークの総エネルギーである。該エネルギー項が大きくなる程、ｐ_ｃ，ｉの値は大きくなり、それ故式６におけるペイロードの誤りの確率が小さくなる。第２の和は非ゼロのシフトについてのピーク形状の自己相関である。該項が大きくなる程、即ち相関ピークが不鮮明にされる程、誤りの確率は大きくなる。

ｐ_ｃ，ｉの式はこのとき以下のように記述されることができる：

ここでΦ（Ｚ）は、ゼロ平均で単位標準偏差のガウス確率変数の累積確率分布である。最後に、本式を誤りの確率の式（式６）に代入することで、

が得られる。ペイロードシフトを決定する際に誤りが生じる該確率は、抽出される電子透かしペイロードの信頼性の尺度を与える。

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ための構成を示す。 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。 相関結果データのセットの例をグラフィカルな形式で示す。 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. 複数の電子透かしが存在する情報信号を処理する方法であって、前記複数の電子透かしは合わせてペイロードを定義し、前記方法は、
   前記情報信号における前記複数の電子透かしのそれぞれの存在を検出するステップと、
   前記電子透かしにより表現されるペイロードを決定するステップと、
   前記電子透かしにより表現されるペイロードの正確性についての信頼度を算出するステップと、
   を有する方法。
2. 前記信頼度を閾値信頼度値と比較するステップと、前記閾値信頼度値との比較に基づいて出力を供給するステップとを更に有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記出力が、前記信頼度が前記閾値信頼度値を下回ることを示す場合に、前記複数の電子透かしにより表現されるペイロードを決定しないステップを更に有する、請求項２に記載の方法。
4. 前記電子透かしのそれぞれの存在を検出するステップは、
   各前記電子透かしについて、前記電子透かしに対する情報信号の複数の相対位置のそれぞれについて、前記情報信号と前記電子透かしの１つ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、
   各前記電子透かしについて、前記相関結果のセットにおける相関ピークを検出するステップと、
   を有する、請求項２に記載の方法。
5. 前記ペイロードについての信頼度は、前記相関ピークの領域における相関結果に基づく、請求項４に記載の方法。
6. 前記信頼度は、前記相関ピークの総エネルギーに関連する、請求項５に記載の方法。
7. 前記信頼度は、前記相関ピークの形状に関連する、請求項５又は６に記載の方法。
8. 相関ピークを表す見込みの最も高い相関結果のクラスタを特定するステップと、真の相関ピークを表す見込みの高いクラスタを特定するためクラスタを処理するステップとを更に有する、請求項４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. 前記電子透かしの存在を検出するステップは、前記相関結果のセットの少なくとも１つを、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ステップを有する、請求項４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. 複数の電子透かしが存在する情報信号を処理する装置であって、前記複数の電子透かしは合わせてペイロードを定義し、前記装置は、
    前記情報信号における前記複数の電子透かしのそれぞれの存在を検出する手段と、
    前記電子透かしにより表現されるペイロードを決定する手段と、
    前記電子透かしにより表現されるペイロード正確性についての信頼度を算出する手段と、
    を有する装置。
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に記載の装置。
14. 前記検出する手段、前記決定する手段及び前記算出する手段は、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に記載の装置。
15. 情報信号を提示する機器であって、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機器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装置を有する機器。

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