JP2009122680A - アナログ信号への情報の埋込みおよび抽出を分布信号特徴を用いて行なう装置および方法 - Google Patents
アナログ信号への情報の埋込みおよび抽出を分布信号特徴を用いて行なう装置および方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】アナログのホスト信号またはカバー信号にディジタル・データを埋め込むかまたは埋め込むための装置および方法が提供される。特定の定義域(時間、周波数または空間)におけるカバー信号の分布信号特徴が計算され、符号化される情報シンボルに対応する所定の量子化値の集合と比較される。信号特徴を判定されたターゲット量子化値へ変更するのに要求された変化の量が計算され、それにしたがって、カバー信号は、所定の区間にわたって特徴値が変化するように変更される。情報シンボルは、反対のプロセスによって抽出される。一実施の形態では、所定の値が、カバー信号の短期自己相関値である。
【選択図】図1
Description
ここで図面を参照すると、図1は、本発明の第1の実施の形態によるシステム全体のブロック図を示す。このシステムは、符号化された信号4を作るために、補助情報信号6と共にホスト信号2(オーディオ・プログラムまたはビデオ・プログラムもしくはソース信号など)を符号化するためのエンコーダ10を備えている。符号化された信号4は、通信媒体、チャネルまたは信号線を介して伝送されることができ、または、磁気テープ、光学メモリ、固体メモリまたは電磁メモリなどの記録媒体に記憶することができ、また符号化された補助情報を損なわず、劣化させずに、フィルタリング、適応利得制御または他の信号処理技術などによってさらに処理することができる。符号化された信号4は、その後、デコーダ20内で復号化されて、補助情報信号6が取り出される。
または
e(t)=gs(t+τ) (3b)
である。式(3a)および(3b)をそれぞれ式(2)に代入することによって、結果の変更された信号の短期自己相関を次のように記述できることがわかる。
または
Rm(t,τ)=R(t,τ)+gR(t,0) +gR(t+τ,2τ)+g2R(t+τ,τ) (4b)
図9を参照すると、本発明の第2の好適な実施の形態によれば、本発明は、埋め込み器10aを使用して、ステゴ信号4aを生成するものであり、ステゴ信号4aは、カバー信号2によって搬送される情報の内容および品質に関して実質的に同一である。たとえば、カバー信号2が、ビデオ信号またはオーディオ信号である場合、ステゴ信号4aは、ビデオ・ディスプレイまたはラウドスピーカなどの出力装置に印加された時に、本質的に同一のビデオまたはオーディオのプログラムまたは情報を生じる。
代替実施の形態によれば、フィルタリング/マスキング・モジュール30を削除することができる。この場合、カバー信号は、ステゴ信号を作るために、埋め込み信号ジェネレータによって直接に変更される。したがって、図10の加算器12は、この代替実施の形態では不要になるはずである。
この例では、カバー信号2はオーディオ信号である。この実施の形態では、オーディオ信号は、まず、特定のデータ・メッセージの埋込みに使用される特定の周波数帯域を分離するためにフィルタリングされて、フィルタリングされたオーディオ信号s(t)が作られる。他の周波数帯域は、並列にまたはカスケード処理技法のいずれかで、他のメッセージを埋め込むのに使用することができる。さらに、変調される周波数帯域を信号スペクトル全体の一部だけに制限することによって、ホスト信号またはカバー信号に対するそのような変調の影響が減る。しかし、フィルタリング・ステップは、埋込み処理の効率または埋め込まれるデータの堅牢性のいずれかに影響することなく、省略することができる。
f(s(t))=absα(s(t)) (11)
ここで、abs( )は、絶対値計算を表し、αはパラメータである。α=1およびα=0.5を使用するシステムが、本発明人によって成功裡に実施された。
Q1=q((2k+1)ε),k=0,1,2,...
ここで、εは、堅牢さ/透明性のトレードオフを決定する量子化区間であり、q(x)は、単調関数である。q(x)=xおよびq(x)=log(x)を使用するシステムが、成功裡に実施された。
ここで、Qiは、i番目のシンボルに属する量子化集合のうちで最も近い要素である。
この例では、第1の例に類似のフィルタリング/マスキング・ステップの後に、フィルタリングされたオーディオ信号s(t)の関数f(s(t))が、次式に従って計算される。
ここで、mは整数である。m=1およびm=2を使用するシステムが、成功裡に実施された。
Q1=q((2k−0.5)ε),k=0,±1,±2,...
ここで、εは、堅牢さと透明性のトレードオフを決定する量子化区間であり、q(x)は、単調関数である。q(x)=xおよびq(x)=x+ε/2について、成功裡の実施が実行された。
このように本発明を説明してきたが、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、本発明に多数の形で変更を加えることができることは、当業者には明白であろう。当業者に明白なこのような変更のすべてが、以下の請求の範囲によって含まれることが意図されている。
Claims (22)
- ホスト内容上に情報シンボルをコード化する装置であって、
各構成要素が異なる遅延またはオフセットを有している複数の構成要素を有する補助情報キャリアを生成するための手段と、
情報シンボルを表す補助情報信号の値を決定するための手段と、
前記補助情報信号の値および前記補助情報キャリアの定義済み関係に従って前記補助情報信号の前記決定された値に対応する前記補助情報キャリアの値を算出するための手段と、
前記算出された値に基づいて、前記ホストの内容を変更するためのホスト変更信号を開発するための手段と、
前記ホスト変更信号で前記ホストの内容を変更するための手段と、
を備えることを特徴とする装置。 - 前記のホストを変更する構成要素は、前記ホスト内容に関連があることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記ホスト内容を変更するための前記手段は、前記ホスト変更信号を前記ホスト内容に加えるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記ホスト変更信号を開発する前記手段は、前記定義済み関係、前記ホスト内容の1つ以上の値、及び前記補助情報信号の前記決定された値の関数として、前記ホスト内容の変動の量を変化させるために構成されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記ホスト変更信号の開発に用いるために、フィルタ処理されたホスト内容を生成するための手段を更に備えることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記手段は、
周波数範囲、
サンプリングレート、
時間的領域、又は
空間的領域
の1つ以上において前記ホスト内容と異なるフィルタ処理されたホスト内容を生成するために構成されていることを特徴とする請求項5記載の装置。 - ホスト変更信号を生成するための前記手段は、前記ホスト内容に関して定義済みの遅延だけ遅延したホスト変更信号を生成するために構成されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記定義済みの遅延は、定義済みのパターンに従って時間の関数として変化することを特徴とする請求項7記載の装置。
- 補助情報キャリアを生成するための前記手段は、多重の異なる周波数帯を備える補助情報キャリアを生成するために構成されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- 前記補助情報キャリアの値を算出するための前記手段は、前記補助情報信号値だけに従って固定利得値を生成するために構成されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
- ホスト内容上にコード化された情報シンボルをデコードする装置であって、
前記コード化されたホスト内容を定義済みの補助情報キャリアと比較するために構成されたコンパレータであり、前記補助情報キャリアが、前記ホスト内容の定義済みの属性に基づき、かつ、互いに異なる量の遅延又はオフセットを有する複数の構成要素から成っているものと、
相関構成要素を生成するために、前記コード化されたホスト内容を前記補助情報キャリアの特定の構成要素に関連させるように構成された相関手段と、
情報シンボルの値と前記補助情報キャリアの構成要素との間の定義済みの関係、及び前記相関構成要素の関数として、情報シンボルの値を算出するために構成された算出手段と、
を備えることを特徴とする装置。 - ホスト内容上に情報シンボルをコード化する方法であって、
生成手段が、各構成要素が異なる遅延またはオフセットを有している複数の構成要素を有する補助情報キャリアを生成する工程と、
決定手段が、情報シンボルを表す補助情報信号の値を決定する工程と、
算出手段が、前記補助情報信号の値および前記補助情報キャリアの定義済み関係に従って前記補助情報信号の前記決定された値に対応する前記補助情報キャリアの値を算出する工程と、
開発手段が、前記算出された値に基づいて、前記ホストの内容を変更するためのホスト変更信号を開発する工程と、
変更手段が、前記ホスト変更信号で前記ホストの内容を変更する工程と、
を備えることを特徴とする方法。 - 前記のホストを変更する構成要素は、前記ホスト内容に関連があることを特徴とする請求項12記載の方法。
- 前記変更する工程は、前記ホスト変更信号を前記ホスト内容に加える工程を含むことを特徴とする請求項12記載の方法。
- 前記変更する工程は、前記定義済み関係、前記ホスト内容の1つ以上の値、及び前記補助情報信号の前記決定された値の関数として、前記ホスト内容の変動の量を変化させる工程を含むことを特徴とする請求項12記載の方法。
- 前記ホスト変更信号の開発に用いるために、フィルタ処理されたホスト内容を生成する工程を更に備えることを特徴とする請求項12記載の方法。
- 前記フィルタ処理されたホスト内容は、前記ホスト内容と、
周波数範囲、
サンプリングレート、
時間的領域、又は
空間的領域
の1つ以上において異なることを特徴とする請求項16記載の方法。 - 前記ホスト変更信号は、前記ホスト内容に関して、定義済みの遅延だけ遅延していることを特徴とする請求項12記載の方法。
- 前記定義済みの遅延は、定義済みのパターンに従って時間の関数として変化することを特徴とする請求項18記載の方法。
- 前記補助情報キャリアは、多重の異なる周波数帯を備えることを特徴とする請求項12記載の方法。
- 前記算出する工程は、前記補助情報信号値だけに従って固定利得値を算出する工程を含むことを特徴とする請求項12記載の方法。
- ホスト内容上にコード化された情報シンボルをデコードする方法であって、
コンパレータが、前記コード化されたホスト内容を定義済みの補助情報キャリアと比較する工程であり、前記補助情報キャリアが、前記ホスト内容の定義済みの属性に基づき、かつ、互いに異なる量の遅延又はオフセットを有する複数の構成要素から成っている工程と、
層間手段が、相関構成要素を生成するために、前記コード化されたホスト内容を前記補助情報キャリアの特定の構成要素に関連させる工程と、
算出手段が、情報シンボルの値と前記補助情報キャリアの構成要素との間の定義済みの関係、及び前記相関構成要素の関数として、情報シンボルの値を算出する工程と、
を備えることを特徴とする方法。
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