JP3269014B2

JP3269014B2 - 統計的性質を用いたデータ・ハイディング方法及びシステム

Info

Publication number: JP3269014B2
Application number: JP23968397A
Authority: JP
Inventors: 周一清水
Original assignee: IBM Japan Ltd
Current assignee: IBM Japan Ltd
Priority date: 1996-12-25
Filing date: 1997-09-04
Publication date: 2002-03-25
Anticipated expiration: 2017-09-04
Also published as: EP0851391A3; KR100267822B1; DE69720167D1; SG80581A1; JPH10240626A; EP0851391A2; MY117498A; DE69720167T2; CN1197243A; CN1109993C; EP0851391B1; KR19980063583A; ATE235722T1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する利用分野】本発明は、データ中に情報を
隠し込むデータ・ハイディング方法及び隠し込まれた情
報を抽出する情報抽出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＶＤと呼ばれる新たなメディアの普及
に伴い、より多くの画像情報や音声情報がこのメディア
を通じて流通されることが期待されている。デジタル化
されたこれらの情報は、誰もが簡単に劣化のない完全な
コピーを作成することができるため、ＤＶＤの詳細なス
ペックを標準化する際に、不正な使用をいかに防止し、
その著作権をどのように保護するかという点が問題にな
っている。そこで、これらの情報（データ）を第三者が
不法にコピーすることを防止すべく、オリジナルのデー
タ中に別の情報を隠し込む（ハイディング）技術が注目
されて始めている。このような隠し込みの技術は、「デ
ータ・ハイディング」と呼ばれている。データ・ハイデ
ィングとは、ある情報を他の媒体（静止画像、音声、動
画など）に埋め込むための技術の総称であり、この技術
のめざすところは、暗号化と異なり、媒体のもつ情報を
秘匿することではなく、媒体のもつ情報と埋め込む情報
とを一体化することである。データ・ハイディングの大
きな特徴の１つとして、非可視のマーキング手法である
点が挙げられる。メディアに対して情報を埋め込む際
に、データ・ビットを追加するのではなく、既存のデー
タを人間の視覚で検知できないように加工（データ変
形）して情報を埋め込むため、付加情報の埋め込みによ
る総データ量の増加がない。たとえば、テキスト情報や
音声情報を画像に埋め込むことにより、ストレージ側で
は一種類の媒体だけを取り扱える。また別の大きな特徴
の１つとして、埋め込み情報の不可分性が挙げられる。
データ・ハイディングは、付加情報をヘッダや別ファイ
ルではなく、媒体のデータ構造に直接埋め込むため、媒
体のプラットフォームやデータ・フォーマットが変わっ
ても、元データの品質が保存されている限り、埋め込ん
だ情報を取り出すことができる。データ・ハイディング
技術を用いれば、例えば，データの複製又は再生を認め
るか否かを示した複製又は再生許諾情報を、メッセージ
・データとして，データ中に埋め込むことができる。Ｄ
ＶＤプレーヤーが記録媒体中に記録されたデータにアク
セスする際、この複製又は再生許諾情報を抽出し、それ
が複製又は再生の禁止を示していれば、プレーヤーはそ
の複製又は再生を禁止するように動作することも可能で
ある。従って、エンド・ユーザー向けのＤＶＤプレーヤ
ー中に、埋め込まれた情報を抽出する機構を設けておい
て、記録媒体中のデータへのアクセス時に、アクセスと
同時進行的に、埋め込まれた情報の抽出・解析するよう
にすれば、一般家庭におけるデータの複製又は不正コピ
ーの再生を防止することができる。

【０００３】さて、このデータ・ハイディング技術に関
して、「日経エレクトロニクス４−２２ 1996」（1996
年4月22日発行）には以下のような技術が開示されてい
る。図１は、従来技術におけるデータのハイディング及
び抽出を説明するための概念図である。ＩＤ情報を隠し
持たせる過程においては、まず、オリジナルの動画像、
静止画像、写真、または音声といったメディア情報を、
離散コサイン変換や高速フーリエ変換等で周波数変換し
て、周波数スペクトラムを求める。このメディア情報の
周波数スペクトラムに、ＩＤ情報をスペクトラム拡散し
て畳み込む。ＩＤ情報は、著作物の購入者ごとに固有の
乱数である。乱数の発生アルゴリズムには正規分布を用
い、その長さは1000である。そして、ＩＤ情報が加えら
れたメディア情報の周波数スペクトラムを逆周波数変換
することにより、ＩＤ情報を隠し持つディジタル著作物
を復元する。このディジタル著作物には、ＩＤ情報が隠
し込まれているものの、オリジナルの作品とほとんど相
違しないため、購入者はそれを視覚的に認識することは
できない。

【０００４】逆に、ＩＤ情報を抜き出すためには、違法
コピーしたと思われるディジタル著作物に関するデータ
の他に、オリジナルの著作物に関するデータが必要とな
る。入手したデータ及びオリジナルのデータを周波数変
換することにより、これらの周波数スペクトラムを求め
る。そして、それらの周波数スペクトラムの差分を取
り、これを著作者が発行したＩＤ情報と比較する。これ
により著作物の購入者を特定することができるため、違
法なコピーであるか否かの判断ができる。

【０００５】この技術の特徴の一つは、データの隠し込
みのために周波数空間を利用している点である。すなわ
ち、メディア情報を実空間から周波数空間へ変換して、
その周波数スペクトラム中の周波数成分をＩＤ情報に基
づいて操作している。また、別の特徴としては、利用す
る周波数領域が局所的であるという点である。すなわ
ち、メディア情報の周波数スペクトラム中の高周波数成
分は利用せずに、低周波数領域だけにスペクトラム拡散
を施している。これは、高周波数領域までＩＤ情報を拡
散させると、画像を圧縮・伸長する際に、ＩＤ情報が削
られることを防ぐためである。つまり、この従来技術
は、メディア情報の周波数空間において、ＩＤ情報を局
所的にスペクトラム拡散して、メディア情報の実空間全
体にＩＤ情報を隠し込んでいるのである。

【０００６】上記の従来技術は、オリジナルのデータ
が、抽出時に与えられることにより、はじめて埋め込ま
れた情報の抽出が可能となる。ところが、汎用ＤＶＤプ
レーヤーに与えられる情報は、挿入された記憶媒体中に
記憶されている、埋め込み処理がされたデータ、及びプ
レーヤー中のＲＯＭ等に予め記憶された付加情報（デー
タの抽出のために標準化された情報）のみである。ＤＶ
Ｄプレーヤーが汎用品である以上、オリジナルのデータ
を，個々のデータのアクセス時に個別に与えることは実
際には不可能である。従って、オリジナルのデータの保
有が抽出条件である従来技術を、一般家庭における複製
コントロールといった上記態様に利用することはできな
い。

【０００７】また、上記態様に利用できる条件として、
複製時に、埋め込まれた情報を、アクセスと同時進行的
に抽出でき、かつシステム動作をリアルタイムで制御で
きることが必要である。しかしながら、従来技術は、埋
め込まれた情報の抽出時に行われる周波数変換等に多大
な計算コストを必要とするため、かかる要求を満足する
ことが困難である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、オリジナルのデータが、抽出時に与えられることな
く、情報抽出が可能となるように記憶媒体中に、情報を
埋め込むデータ・ハイディング方法またはシステムを提
供することである。また、オリジナルのデータを与えな
くても埋め込まれた情報を抽出することができる抽出方
法またはシステムを提供することである。また埋め込ま
れた情報を、比較的少ない計算コストで情報を抽出でき
る方法またはシステムを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１の発明は、多数の配列要素で構成されたデータ
配列中に、情報を埋め込むデータ・ハイディング方法に
おいて、(a) 少なくとも１つの正の基準値及び少なくと
も１つの負の基準値を含み、当該正の基準値と当該負の
基準値との総和が０である、複数の配列要素で構成され
たパターン配列を用意するステップと、(b) ある情報を
埋め込むために、パターン配列のサイズに対応したサイ
ズを有する埋め込み領域をデータ配列中にＮ個特定する
ステップと、(c) 前記情報と、パターン配列に応じた埋
め込み領域に対するパターン配列の適用との対応関係を
規定したハイディング規則を参照して、一の埋め込み領
域に関して、当該埋め込み領域中の配列要素ごとの操作
量を、当該配列要素と位置的に対応した正の基準値また
は負の基準値に基づいて決定するステップと、(d) 当該
一の埋め込み領域中の配列要素の値ごとに、決定された
操作量を加算するステップと、(e) Ｎ個の埋め込み領域
に対して、上記ステップ(c)乃至(d)を実行し、それによ
って、Ｎ個の埋め込み領域中に、前記情報を埋め込むス
テップと、を有するデータ・ハイディング方法を提供す
る。

【００１０】また、第２の発明は、多数の配列要素で構
成されたデータ配列中に埋め込まれた情報を取り出す情
報抽出方法において、(a) 少なくとも１つの正の基準値
及び少なくとも１つの負の基準値を含み、当該正の基準
値と当該負の基準値との総和が０である、複数の配列要
素で構成されたパターン配列のサイズに対応したサイズ
を有し、情報が埋め込まれている埋め込み領域を、統計
的性質が出現するのに十分な個数、ｎ個を前記データ配
列中に特定するステップと、(b) ある埋め込み領域にパ
ターン配列を重畳することにより計算されるブロック値
を、ｎ個の埋め込み領域のそれぞれについて計算し、か
つｎ個のブロック値の総和から統計的判定値を求めるス
テップと、(c) 統計的判定値と抽出されるべき情報との
対応関係を規定した抽出規則を参照して、計算された統
計的判定値から埋め込まれた情報を抽出するステップ
と、を有する情報抽出方法を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】

（１）データ配列Ι データは、情報が埋め込まれる対象であり、静止画像デ
ータ、動画像データ、または音声データ等が挙げられ
る。このデータをデータ配列Ιによって表現する。本発
明は、静止画像データ等の二次元データのみならず、音
声データ等の一次元データにも適用できる。以下、図２
に示すような６４０×４８０画素で構成された静止画像
中または動画像の１フレーム中に、ある情報を埋め込む
場合を例に説明する。同図のような画像データにおい
て、データ配列Ιを構成する多数の配列要素ａ_xyは、以
下のように表現される。

【数１】 Ι(x,y):｛ａ₁₁,・・・,ａ_{640_1},ａ₂₁,・・・,ａ_xy,・・・,ａ_{640_480}｝

【００１２】ここで(x,y)は、配列中の位置を示し、"x"
は一次元方向（横方向）であり、"y"は画像の二次元方
向（縦方向）である。図２の画像データは、1≦x≦64
0、1≦y≦480の範囲内で値を有する。配列要素ａ_xyは、
画像データの特徴を表現した特性値であり、輝度値など
の画像の直接的なパラメータや、平均値や分散値といっ
た間接的なパラメータを用いることができるが、ここで
は画素値として説明する。

【００１３】（２）パターン配列Ｐ複数の配列要素で構成されるパターン配列Ｐは、データ
配列の所定領域に存在する複数の配列要素の加算パター
ンを示すものである。所定領域中の個々の配列要素は、
位置的に対応したパターン配列中の配列要素の値に従っ
て、加算処理が施される。パターン配列中Ｐの配列要素
は、少なくとも１つの正の基準値（例えば"+1"）、及び
少なくとも１つの負の基準値（例えば"-1"）を含んでい
る。データが画像データのような二次元データである場
合において、パターン配列Ｐは、それぞれが所定の値を
有する複数の配列要素が、マトリクス状に配置された二
次元配列である。図３は、４×４の配列要素で構成され
たパターン配列Ｐを示す図である。同図において、「＋
1」は正の基準値を、また記号「−1」は負の基準値を示
していて、正負の基準値が均一にかつ分散して配置され
ている。また、これらの基準値を配置されている配列要
素以外の配列要素の値は０である。このように０を配置
する理由は、隣接する配列要素間の値の差を小さくする
ことにより、埋め込み処理による画質の低下を抑制する
ためである。

【００１４】ここで、パターン配列は下式のような関係
を満たしていなければならない。

【数２】すなわち、パターン配列Ｐの全ての配列要素の値の総和
が０である必要がある。図３の例では、４つの正の基準
値と４つの負の基準値が存在するから、その総和は０で
ある。本アルゴリズムは、統計的手法を用いて、埋め込
まれた情報を抽出しようとするものであり、抽出時にお
ける統計的性質を保証するためにも、値の総和が０であ
ることは重要である。

【００１５】（３）情報の埋め込みデータ配列中に、Ｎ個の埋め込み領域の位置を特定す
る。この埋め込み領域は、パターン配列Ｐのサイズに対
応した大きさを有しており、４×４の配列要素で構成さ
れる。ここで、Ｎの数は、後述するように、統計的性質
が出現する程多数でなければならない。具体的な、埋め
込み領域の特定方法は、画像データ等に関係なく決定さ
れた所定領域としてもよいし、位置系列生成アルゴリズ
ムを用いて、画像データの内容等に応じて適応的に決定
してもよい。

【００１６】以下、Ｎ個の埋め込み領域は、図４に示す
ような位置に予め決定されているものとする。すなわ
ち、図２に示した６４０×４８０のデータ配列を、４×
４の埋め込み領域ごとに格子状に分割していく。これに
より、Ｎ個（この例ではＮ＝19200）の埋め込み領域を
得ることができる。ある一つの埋め込み領域の位置は、
この埋め込み領域の左上に存在する配列要素の位置(x,
y)（以下、埋め込み領域の基準位置という）及びこれを
基準としたオフセット量(i,j)で表現できる。例えば、
左上の埋め込み領域２１ａは、左上の配列要素Ι(1,1)
２２ａを基準として、Ι(1+i,1+j)（但し、0≦i,j≦3)
で表現できる。同様に、埋め込み領域２１ｂ、２１ｃ
は、それぞれ、Ι(5+i,1+j)、Ι(633+i,1+j)で表現でき
る。これを一般化すると、埋め込み領域は以下のように
表現できる。埋め込み領域Ι(x+i,y+j) (x,y)：埋め込み領域の基準位置 (i,y)：オフセット量(0≦i,j≦3)）基準位置(x,y)の値は、埋め込み領域の左上の配列要素
の位置であり、４つ飛びの離散的な値を有する。

【００１７】次に、予め定義されているハイディング規
則を用いて、パターン配列の内容に従って埋め込み処理
の対象となるＮ個の埋め込み領域中の各配列要素の値を
操作する。ハイディング規則は、埋め込むべき情報の意
味に対応して、パターン配列をどのように埋め込み領域
に適用するのかという関係を規定している。すなわち、
パターン配列中の正の基準値及び負の基準値に基づい
て、埋め込み領域中の配列要素の値に、正負のどちらの
値を加算するかということを規定している。この点を，
以下のように定義されたハイディング規則に従って詳述
する。

【００１８】上記のように定義されたハイディング規則
に従えば、画像データの複製に対して何ら制限を設けな
い場合には，パターン配列に基づいた画像データに対し
て何ら操作を行わない。従って、オリジナルのデータ配
列Ιをそのまま配布すればよい。

【００１９】次に、画像データの複製を禁止しようとす
る場合、パターン配列の符号関係をそのまま適用して、
下式に示すような加算処理を施す。すなわち、それぞれ
の埋め込み領域について、パターン配列Ｐの重ね合わせ
である、配列要素の加算処理を施す。すなわち、埋め込
み領域を構成する各配列要素に、パターン配列の基準値
に応じて、所定の値を加算する。この所定の値は、ある
配列要素と位置的に対応したパターン配列中の基準値に
従って決定される。

【数３】 Ι'(x+i,y+j)＝Ι(x+i,y+j)＋Ｐ(i,j) （x:1,5,9,・・・,637 y:1,5,9,・・・,477 0≦(i,j)≦3）

【００２０】図５は、図４の埋め込み領域Ι(1+i,1+j)
２１ａに対して、パターン配列Ｐをそのまま適用して重
ね合わせる操作を説明した図である。パターン配列中の
正の基準値"+1"、負の基準値"-1"、及び値"0"は、配列
位置として対応した埋め込み領域中の値に、それぞれ"+
1"、"-1"、"0"の操作量を加算することを示している。
すなわち、パターン配列Ｐにおける正の基準値"+1"と位
置的に対応した埋め込み領域Ι中の４つの画素値ａ₁₁、
ａ₄₂、ａ₃₃、ａ₂₄に対して、この基準値"+1"を加算す
る。また、パターン配列Ｐにおける負の基準値"-1"に対
応した４つの画素値ａ₃₁、ａ₂₂、ａ₁₃、ａ₄₄に対して
は、基準値"-1"を加算する。なお、パターン配列Ｐにお
ける値"0"に対応した８つの画素値ａ₂₁、ａ₄₁、ａ₁₂、
ａ₃₂、ａ₂₃、ａ₄₃、ａ₁₄、ａ₃₄は、そのままの値であ
る。

【００２１】このような重ね合わせを、Ｎ個の埋め込み
領域に対して実行する。これにより、Ｎ個の埋め込み領
域中に「画像データの複製禁止」という情報が埋め込ま
れたデータ配列Ι'を得ることができる。ここで、多数
の埋め込み領域に対してパターン配列を重ね合わせるこ
とにより、それら全体で「データの複製禁止」という情
報を表現している点に留意されたい。これは、換言する
と、処理が施された一つの埋め込み領域のみをもって、
「データの複製禁止」という情報を取り出すことができ
ないということであるが、この詳細については後述す
る。

【００２２】なお、このデータ配列Ι'は、パターン配
列に基づき、多数の埋め込み領域中の要素値が操作され
ているものの、個々の値の操作量は極めて微少である。
従って、値が操作されたデータ配列Ι'とオリジナルの
データ配列Ιとの視覚的な相違は殆どない。

【００２３】一方、画像データの複製を一回だけ認め、
それ以降の複製を禁止しようとする場合には、パターン
配列の符号関係を逆転して重ね合わせる。すなわち、パ
ターン配列中に存在する正の基準値"+1"を負の基準値"-
1"に、負の基準値"-1"を正の基準値"+1"に、それぞれ変
更して適用する。パターン配列を逆転して適用するとい
うことは、すなわち、下式に示すような減算処理を施す
ことと等価である。

【数４】 Ι'(x+i,y+j)＝Ι(x+i,y+j)−Ｐ(i,j) （x:1,5,9,・・・,637 y:1,5,9,・・・,477 0≦(i,j)≦3）

【００２４】この処理において、パターン配列中の正の
基準値"+1"、負の基準値"-1"、及び値"0"は、配列位置
として対応した埋め込み領域中の値に、それぞれ"-
1"、"+1"、"0"の操作量を加算することを示している。
このような重ね合わせを、Ｎ個の埋め込み領域に対して
実行する。これにより、Ｎ個の埋め込み領域中に、「画
像データの複製許可(１回のみ)」という情報が埋め込み
が完了した。

【００２５】なお、多数の埋め込み領域に対してパター
ン配列を重ね合わせることにより、それら全体で「画像
データの複製許可(１回のみ)」という情報を表現してい
るため、処理が施された一つの埋め込み領域のみをもっ
て、「データの複製禁止」という情報を取り出すことが
できない点に再度留意されたい。

【００２６】（４）埋め込まれた情報の抽出埋め込まれている情報を抽出するためには、以下の情報
が既知である必要があるが、オリジナルのデータ配列Ι
を知らなくても情報を抽出することができる点に本発明
の特徴がある。 (a) 情報が埋め込まれたデータ配列Ι' (b) パターン配列Ｐ (c) ｎ個の埋め込み領域のオフセット位置(x,y) (d) ハイディング規則に対応した抽出規則

【００２７】上記情報(a)のデータ配列Ι'は、オリジナ
ルのデータ配列Ιと視覚的には殆ど相違しないので、ど
のような情報が埋め込まれているかは抽出者にとっては
不明である。図６は、どのような情報が埋め込まれてい
るか不明なデータ配列Ι'(x,y)の状態を示す図である。
それぞれの配列要素ａ'_xyは、ハイディング規則に基づ
いてそれぞれの値が操作されているかもしれないし、そ
うでないかもしれない。また、上記情報(b)、(c)及び
(d)に関しては、ＤＶＤプレーヤー等の抽出システムに
おける半導体メモリの中に、標準化された情報として既
に記憶されているならば、抽出者がこれらの情報を抽出
の度に入力する必要は必ずしもない。このような場合、
抽出時には、情報が埋め込まれたデータ配列Ι'のみを
入力すればよい。以下の説明においては、情報(b)、(c)
は既知であり、情報(d)の抽出規則は以下のような規則
に従うことを前提とする。なお、統計的判定値Ｄ及び信
頼度距離Ｋについては後述する。

【００２８】情報を抽出するために、まず、入手したデ
ータ配列Ι'中に存在するｎ個（ｎ≦Ｎ）の埋め込み領
域を、既知の情報(b)及び(c)に基づいて特定する。それ
ぞれの埋め込み領域の位置及び大きさは、埋め込み領域
の基準位置である基準位置(x,y)及び埋め込み領域の大
きさを示すオフセット量(i,j)により特定できる（図４
参照）。それぞれの埋め込み領域をΙ'(x+i,y+j)で表現
する。なお、ｎの数は統計的性質が出現する程に多数で
なければならないが、ここでは、埋め込み時で特定され
たＮ個(=19200)と同数であるとして説明する。

【００２９】次に、下式に示すように、ある埋め込み領
域Ι'(x+i,y+j)と図３に示したパターン配列との重畳を
計算することにより、ブロック値Ｆ(x,y)（スカラー
値）を求める。

【数５】

【００３０】図７は、画像の左上の埋め込み領域Ι'(1+
i,1+j)（図４中の埋め込み領域２１ａ）に関するブロッ
ク値Ｆ(1,1)の計算を説明するための図である。ブロッ
ク値Ｆ(1,1)は、埋め込み領域中の各配列要素の値とこ
の要素と位置的に対応したパターン配列の値との積を求
め、それぞれの積を総和することにより求められる。同
図において、「＋」は、正の基準値を、「−」は負の基
準値を示している。

【００３１】このような重畳を、ｎ個の埋め込み領域に
ついて求めることにより、ｎ個のプロック値を得る。そ
して、下式のように、ｎ個のブロック値Ｆ(x,y)の平均
を求めることにより、情報抽出の指標である統計的判定
値Ｄを求める。統計的判定値Ｄは、パターン配列がデー
タ配列中に重ね合わされたか否か、及び重ね合わされて
いるならばどのような状態でパターン配列が適用された
のか、を統計的性質に鑑みて判断するためのものであ
る。

【数６】

【００３２】まず、パターン配列Ｐが重ね合わされてい
ない場合、すなわち、データ配列Ι'がデータ配列Ιそ
のものである場合、統計的判定値Ｄは０に収束すること
が期待される。この場合、上記の数式６は、以下のよう
に展開できる。

【数７】

【００３３】ここで、オリジナルのデータ配列Ιの各配
列要素は様々な値（画素値ならば0から256の範囲の値）
をとり得る。また、パターン配列中の正の基準値と負の
基準値の総和は０であり、正の基準値と負の基準値は均
一に分布している。従って、オリジナルのデータ配列Ι
(x,y)の並びとパターン配列Ｐ(i,j)との相関がない場合
には、統計的な性質に基づき、それらの重畳（ブロック
値Ｆ）の平均値である統計的判定値Ｄは０になることが
期待できる。すなわち、パターン配列中の正の基準値"+
1"と負の基準値"-1"の総和は０であるから、統計的性質
が出現するのに十分な多数のブロック値Ｆ(x,y)を求
め、その平均値をとることで、統計的判定値Ｄは０に収
束する。ところが、後述するように、パターン配列に基
づいて埋め込み領域が重ね合わされている場合には、統
計的判定値は０には収束し得ない。このことから、判定
値Ｄが０に収束する場合には、パターン配列が埋め込ま
れていない場合に生じる現象であると判断できるので、
抽出規則に従って、”画像データの複製許可（無制
限）”という情報が抽出される。

【００３４】次に、パターン配列Ｐがそのまま重ね合わ
されている場合、統計的判定値Ｄを求める数式６は以下
のように展開できる。

【数８】この式において、右辺第１項は、数式７で説明したよう
に０となる。また、右辺第２項は、パターン配列Ｐ自身
の重畳であるから定数となり、この場合、基準値（正負
の基準値の双方）の要素数Ｋとなる。この要素数Ｋを以
下、信頼度距離と呼ぶ。図３に示したパターン配列で
は、４つの正の基準値"+1"及び４つの負の基準値"-1"が
あるから信頼度距離Ｋは８（Ｋ＝((+1)*(+1))*4+((-1)*
(-1))*4=８）という定数である。信頼度距離Ｋは、デー
タ配列の配列要素の値や、埋め込み領域の数ｎに基本的
には依存しないので、その平均も信頼度距離Ｋそのもの
となる。その結果、統計的判定値Ｄは信頼度距離Ｋとな
る。従って、判定値ＤがＫになるということは、すなわ
ち、パターン配列が（基準値の正負の逆転することな
く）そのまま重ね合わされている場合に生じる特異な場
合であるから、抽出規則に従って、”画像データの複製
禁止”という情報が抽出される。

【００３５】さらに、パターン配列Ｐが逆転して重ね合
わされている場合、統計的判定値Ｄを求める数式６は、
数式４に基づいて以下のように展開できる。

【数９】この式からわかるように、パターン配列が逆転して重ね
合われているので、結果として得られる統計的判定値Ｄ
は、値−Ｋとなる。従って、判定値Ｄが値−Ｋに収束す
るということは、パターン配列が逆転して（すなわち、
基準値の正負の逆転して）重ね合わされている場合に生
じる特異な場合であるから、抽出規則に従って、”画像
データの複製許可（１回のみ）”という情報が抽出され
る。

【００３６】このように、統計的な性質が出現するのに
十分な数の埋め込み領域のブロック値Ｆ(x,y)から、こ
の平均である統計的判定値Ｄを求めることにより、パタ
ーン配列が埋め込まれているか否かを判断することがで
きる。具体的には、０と信頼度距離Ｋとの間及び０と−
Ｋとの間に適当な閾値を設けておき、計算された統計的
判定値Ｄを設定された閾値と比較することで、埋め込ま
れている情報を特定することができる。

【００３７】（５）統計的判定値Ｄと信頼度距離Ｋ画像中の存在するＮ個の埋め込み領域から計算されたＮ
個のブロック値Ｆ(x,y)について、画像データ全体にお
けるヒストグラムを取る。すなわち、Ｎ個のブロック値
の頻度分布を求める。これにより、その平均値μ₁と標
準偏差σ₁を計算することができる。各ブロック値Ｆ(x,
y)を、図３のパターン配列の配列要素数(16)で割って正
規化する。0から256までの範囲内の値を画素値の場合、
正規化されたブロック値Ｆ(x,y)は、-64から+64の範囲
において分布する。ここで、統計的な性質が出現するの
に十分なサンプル数を用いれば、ブロック値Ｆ(x,y)の
平均値μ₁≒0、すなわち、平均値は０になることが期待
される。

【００３８】このブロック値Ｆ(x,y)の分布から、Ｎよ
り小さいｎ個のブロック値をランダムに選択した場合、
全ての選び方についての平均値μ_nと標準偏差σ_nはそれ
ぞれ下式のようになることが知られている。

【数１０】μ_n ＝ μ₁ σ_n ＝ σ₁／√n

【００３９】従って、統計的判定値Ｄ＝1/n＊ΣＦの分
布は、平均値μ₁、標準偏差 σ₁／√nで近似することが
できる。パターン配列を重ね合わせていない場合、統計
的判定値Ｄの頻度分布は図８に示すようになる。ここ
で、信頼度距離Ｋを、パターン配列を埋め込まない場合
の分布の中心（平均）、すなわち０から、十分に離れた
値に設定するならば、パターンが埋め込まれた場合に得
られる分布の中心（信頼度距離Ｋ、−Ｋ）は確率的に特
異な現象であるということができる。

【００４０】信頼度距離Ｋは、パターン配列を重畳した
値であると説明したが、より一般的には、単位埋め込み
領域当たりの操作量（絶対値）の平均値であるといえ
る。図３に示す配列パターンに基づいて埋め込み領域を
操作するということは、埋め込み領域中の１６個の配列
要素の値を合計で８だけ操作というになる。単位埋め込
み領域当たりの操作量を、十分な信頼度距離Ｋをとるよ
うな操作量を決定すれば、抽出された情報の信頼性を確
保することができる。単位埋め込み領域当たりの操作量
を、例えば、Ｋ＝６×σを閾値とするなら、単位領域当
たり６×σなので、埋め込み領域全体では６×σ×ｎと
なる。６４０×４８０画素サイズの画像データでは、パ
ターン配列のサイズ（例えば８×８）で割った画素当た
りの標準偏差は、σ₁＝６ほどである。従って、ｎ=4900
とするならばσ_nは0.09となるので、理論上は、画素当
たりＫ＝６×σ＝0.6ほど画素値を変更すればよい。こ
こで用いるパターン配列は、その半分の配列要素の値は
０であるので、一画素当たり1.0から2.0を操作量とすれ
ばよい。単位画素当たりの加算量は非常に微少であるか
ら、このような加算を各埋め込み領域に対して施して
も、画質の劣化は殆ど目立たないにも拘わらず、高い信
頼度でパターン配列を検出できる。

【００４１】信頼度距離Ｋをどの程度の値に設定するか
は、画像の特性によっても異なる。「夕焼けの中の鳥の
群」という画像と、「森の中の虎」という画像では、画
像の特性が異なるため、信頼度距離Ｋを変更する必要が
ある。従って、画像の埋め込みに際しては、画像の特性
に鑑み、画像ごとのσ、ｎを測定し、信頼度距離Ｋを設
定するのが好ましい。なお、信頼度距離Ｋをあまり大き
な値に設定しすぎると、単位埋め込み領域当たりの操作
量が増えることになるので、画質が低下してしまう。従
って、埋め込み情報の判定の信頼性及び画質の劣化抑制
の双方を満足するような信頼度距離Ｋを適切に定めるこ
とが重要である。

【００４２】信頼度距離Ｋは、単位埋め込み領域当たり
の平均操作量であるから、Ｎ個の埋め込み領域における
操作量が総和が一定である限り、加算する値の大きさを
埋め込み領域ごとに変えてもよい。すなわち、ある埋め
込み領域に対しては、正負の基準値を２倍した値"+2","
-2"を加算し、他の埋め込み領域に対しては、３倍した
値"+3","-3"を加算してもよい。さらに、Ｎ個の埋め込
み領域における操作量が総和が一定である限り、同一の
埋め込み領域内を構成する配列要素ごとに、加算する値
の大きさを変えてもよい。但し、この場合に重要なこと
は、配列要素の値の加算において、パターン配列が有す
る各基準値の符号関係が維持されていることである。図
５に基づいて説明すれば、正の基準値"+1"に対応した４
つの配列要素ａ₁₁、ａ₄₂、ａ₃₃、ａ₂₄に対して、"+2"を
加算してもよいが、基準値と符号が異なる"-2"を加算す
ることはできない。すなわち、パターン配列中の基準値
の符号の意味は、パターン配列をそのまま適用する場
合、正の基準値は、対応する配列要素の値に必ず正の値
（その値は任意であるが）を加算すべきことを示してお
り、負の基準値は、対応する配列要素の値に必ず負の値
を加算すべきことを示しているのである。従って、数式
３及び数式４は以下のように拡張できる。

【数１１】Ι'(x+i,y+j)＝Ι(x+i,y+j)±αＰ(i,j) α：自然数

【００４３】このように、適応的に加算すべき値の大き
さを変えることにより、画質の劣化を一層抑えることが
可能となる。例えば画像のエッジの部分のように視覚的
に敏感な部分に対しては、操作量は小さい方が好まし
い。逆に、加算すべき値が大きくても視覚的にその変化
に殆ど気づかない部分もある。従って、敏感な部分は小
さな値を、そうでない部分はその分だけ大きな値を適応
的に選び、全体のＮ個の埋め込み領域の総操作量が一定
になるようにすることが好ましい。

【００４４】（６）信号処理に対する耐性本発明を用いて埋め込まれた情報の各種信号処理に対す
る耐性について説明する。図９は、信号処理をしない場
合に、パターン配列による処理の有無により得られた統
計的判定値Ｄを示すグラフである。ある画像について、
パターン配列を重ね合わさない場合に得られた場合と、
信頼度距離Ｋが最低でも＋８を越えるようにパターン配
列を重ね合わせた場合に得られた統計的判定値Ｄを示し
ている。なお、横軸に示した１００つのサンプル画像
は、それぞれ別の画像であり、そのサイズは640×480で
ある。また、パターン配列は、図１０に示した８×８の
パターンを用いた。このパターン配列は、２×２のサイ
ズからなる正の基準値、負の基準値及び０が均一に分散
して配置されている。また、縦軸の統計的判定値は画像
ごとにσを用いて正規化している。処理が施されていな
い場合の統計的判定値は０近傍に集中している一方で、
施された場合のそれは信頼度距離＋８付近に集中してい
るため、パターン配列が埋め込まれているか否かを高い
信頼性で区別できることがわかる。

【００４５】図１１は、図９で用いた各サンプル画像に
対して、ＪＰＥＧ圧縮を施した場合に得られた統計的判
定値を示すグラフである。パターン配列による処理を施
した場合の統計的判定値Ｄは、信頼度距離＋8.0よりや
や落ちているものの、パターン配列の埋め込みの有無を
区別するための閾値を＋4.0付近に設定しておけば、十
分な信頼度を持ってそれを区別できることがわかる。

【００４６】図１２は、図９で用いた各サンプル画像に
対して、画像サイズの変更による平均化操作を施した場
合に得られた統計的判定値を示すグラフである。これ
は、埋め込み操作後の画像を一端縦方向に3/4倍した後
に、4/3倍に引き延ばした画像に対して、情報の検出処
理を行ったものである。統計的判定値が信頼度距離＋8.
0よりやや落ちているものの、＋4.0付近に閾値を設定し
ておけば、十分な信頼度を持って情報を抽出できること
がわかる。

【００４７】図１３は、ＭＰＥＧ２による処理を施した
場合に得られた統計的判定値を示すグラフである。サン
プルとしては、連続したインターレスの150フレームに
情報を埋め込んだ後に、圧縮処理を施して得られた統計
的判定値を示している。１フレームは720×480である。
差分情報から構成されたＢフレームから得られた統計的
判定値（パターン処理をした場合）は、Ι及びＰフレー
ムのそれよりも落ちており、統計的判定値＋6.0付近に
近傍しているものの、＋4.0付近に閾値を設定しておけ
ば、十分な信頼度を持って情報を抽出できることがわか
る。

【００４８】上記の実験結果から分かるように、本アル
ゴリズムを用いて埋め込まれた情報は、デジタル情報に
対して一般的に行われる各種の信号処理に対して、十分
な耐性を有していることがわかる。

【００４９】なお、上記の説明は、１フレーム中のみで
一つの情報を埋め込む例を説明したが、複数フレームに
渡って一つの情報を埋め込むことも可能である。例え
ば、１フレーム中に100個の埋め込み領域を特定し、10
フレーム分（1000個の埋め込み領域）で一つの情報を埋
め込んでもよい。どの程度の個数の埋め込み領域を用意
するかは、パターン配列のサイズの大きさ及び信頼度距
離Ｋの値の設定に大きく依存している。パターン配列の
サイズを大きくすれば、個々の画素値の操作量は小さく
ても信頼度距離を確保できるが、何フレームにも渡って
埋め込み領域を用意せねばならない。従って、様々なフ
ァクターを考慮して最適な信頼度距離Ｋを設定すること
が重要である。

【００５０】このように、本アルゴリズムは、統計的性
質が出現し得る程度の多数の埋め込み領域をデータ配列
中に特定し、これらにハイディング規則に応じたパター
ン配列の重ね合わせ、すなわち配列要素の値に対する加
算演算を行っている。抽出時には、入手したデータ配列
中の埋め込み領域とパターン配列との重畳の平均値を調
べる。統計的な性質により、重ね合わせの状態に応じて
この平均値が異なってくるため、この値により、パター
ン配列の重ね合わせの有無を、重ね合わせの状態も含め
て検知できる。ハイディング規則に対応した抽出規則を
参照することにより、この値から埋め込まれている情報
を特定することができる。

【００５１】

【実施例】上記方法を用いたＤＶＤ−ＲＯＭにおけるデ
ータ・ハイディング・システムについて説明する。図１
４は、データを記録媒体に記録する手順を示す図であ
る。画像、音声、ソフトウェア等のデータは、以下の手
順に従って、ＤＶＤ−ＲＯＭメディア中に記録される。
アナログ・データであるデータは、アナログ／デジタル
変換処理を行いデジタル・データに変換される（ステッ
プ１１）。この変換されたデジタル・データは、例えば
ＭＰＥＧ(Moving Picture Experts Group)を用いて圧縮
される（ステップ１２）。この圧縮されたデータは、さ
らに、符号、暗号化され（ステップ１３）、変調するこ
とにより（ステップ１４）、ＤＶＤ−ＲＯＭメディアに
記録される。

【００５２】本実施例において、データは、管理情報を
圧縮前もしくは圧縮中、後にデータ中に埋め込んだ上
で、ＤＶＤ−ＲＯＭに記憶される。この管理情報は、シ
ステムがＤＶＤ−ＲＯＭに記憶されたデータにアクセス
する際に、このデータに対するアクセスを制限するため
のものであり、この管理情報に基づいて、システムが制
御される。

【００５３】管理情報の埋め込みは、本発明のデータ・
ハイディング手法により行われる。すなわち、本システ
ムはデータ配列を記憶した第１の記憶手段と、少なくと
も１つの正の基準値及び少なくとも１つの負の基準値を
含み、当該正の基準値と当該負の基準値との総和が０で
ある、複数の配列要素で構成されたパターン配列を記憶
した第２の記憶手段とを有している。また、ある情報を
埋め込むために、それぞれがパターン配列のサイズに対
応したサイズを有するＮ個の埋め込み領域を、データ配
列中に特定する領域特定手段を有している。さらに情報
とパターン配列に応じた埋め込み領域中の配列要素の操
作との対応関係を規定したハイディング規則を参照し
て、領域特定手段により特定されたＮ個の埋め込み領域
のそれぞれに関して、当該埋め込み領域中の配列要素ご
との操作量を、当該配列要素と位置的に対応した正の基
準値または負の基準値に基づいて決定すると共に、当該
配列要素の値ごとに、決定された操作量を加算する演算
手段を有している。このようなシステムにより、Ｎ個の
前記埋め込み領域中に情報を埋め込む。このようにして
管理情報が埋め込まれ、ＤＶＤ−ＲＯＭ中に記憶された
データは、以下の手順によりアクセスされる。まず、Ｄ
ＶＤ−ＲＯＭからデータを読み出す。この読み出しデー
タは、第１図で説明したように、管理情報が埋め込まれ
たデータをＭＰＥＧ圧縮し（ステップ１１）、符号、暗
号化（ステップ１２）後に変調された（ステップ１４）
信号である。

【００５４】図１５は、データのアクセス方法を管理す
る手順を示す図である。まず、情報が埋め込まれたデー
タがアクセス・システムに供給される。データの供給元
は、例えば、ＤＶＤ−ＲＯＭやＣＤ−Ｒといった記憶媒
体(メディア)、インターネット等の通信、或いは衛星放
送などである。供給されたデータは復調され（ステップ
４１）、復号される（ステップ４２）。データがＭＰＥ
Ｇ圧縮されている場合には、これを解凍する（ステップ
４３）。データ中に埋め込まれた管理情報を抽出し、必
要ならば、管理情報の内容を変更して、必要な変更分だ
けデータに再度埋め込む。

【００５５】レコーダに入力されたデータから管理情報
を抽出する回路は、 (a) 少なくとも１つの正の基準値及び少なくとも１つの
負の基準値を含み、当該正の基準値と当該負の基準値と
の総和が０である、複数の配列要素で構成されたパター
ン配列のサイズに対応したサイズを有し、情報が埋め込
まれている埋め込み領域を、統計的性質が出現するのに
十分な個数（ｎ個）だけ前記データ配列中に特定する領
域特定回路。 (b) ある埋め込み領域に前記パターン配列を重畳するこ
とにより計算されるブロック値を、ｎ個の埋め込み領域
のそれぞれについて計算し、かつｎ個のブロック値の総
和から統計的判定値を求める演算回路。 (c) 統計的判定値と抽出されるべき情報との対応関係を
規定した抽出規則を参照して、計算された統計的判定値
から埋め込まれた情報を判定する判定回路。を有する回
路からなる。まず、読み出しデータから、管理情報が埋め込まれた埋
め込み領域を特定する。次に、埋め込み領域の状態を抽
出するデータの内容に対応づけた抽出規則を参照するこ
とにより、埋め込み領域の状態に応じて、管理情報を抽
出する。

【００５６】図１６は、ＤＶＤ−ＲＯＭに記憶されたデ
ータの再生システムのブロック図である。データ供給部
６１にセットされたＤＶＤ−ＲＯＭ５１には、上述のよ
うに、データ・ハイディング技術を用いて、管理情報を
埋め込まれたデータが記憶されている。データ供給部６
１中の読み出し器５２から読み出されたデータは、信号
処理系６２を構成する、復調器５３、暗号復号化器５
４、及びＭＰＥＧ復号化器５５により処理される。これ
により、解凍されたデジタル・データが得られる。管理
情報抽出器５６は、ＭＰＥＧ復号化器５５の出力である
解凍されたデジタル・データ（若しくはＭＰＥＧのデー
タから直接）から、管理情報が埋め込まれた埋め込み領
域を特定すると共に、埋め込み領域の状態を抽出するデ
ータの内容に対応づけた抽出規則を参照することによ
り、埋め込み領域の状態に応じて、管理情報を抽出す
る。（なおＭＰＥＧ解凍前でも後でも管理情報は取り出
し可能であることに留意されたい）信号処理系６２中のＤ／Ａコンバータ５７は、管理情報
が除かれたデジタル化されているデータをアナログ変換
して、アナログ再生信号（例えば、ＮＴＳＣ）を出力す
る。また、妨害信号発生器６０により生成された妨害信
号（例えば、Macrovision Signal等のＡＰＳ：Analogue
Protection System）は、出力部６３中のスイッチ５９
により、アナログ再生信号に選択的に重畳される。この
スイッチ５９は、管理情報抽出器５６からの制御信号に
よって制御されている。出力部６３は、アナログ再生信
号または重畳された信号を、アナログ出力信号として出
力する。

【００５７】このシステムにおいて、管理情報抽出器５
６により抽出された管理情報が、データの複製を認めて
いる場合には、管理情報抽出器５６はスイッチ５９をオ
フにするような制御信号を出力する。この場合、妨害信
号は、アナログ再生信号に重畳されず、アナログ再生信
号がそのまま出力される。一方、管理情報がデータの複
製を禁止している場合には、管理情報抽出器５６はスィ
ッチ５９をオンにするような制御信号を出力する。この
場合、Ｄ／Ａコンバータ５７からのアナログ信号に妨害
信号発生器６０が発生する妨害信号が重畳した信号を出
力する。妨害信号が重畳されている信号に基づいて、映
像をモニター上に映し出そうとした場合、モニターの特
性上、妨害信号の影響を受けることなく、正常な映像を
モニター上に映し出すことができる。しかしながら、ア
ナログ入力端子を有するデジタルＶＴＲを用いて、この
映像を記録しようとした場合、妨害信号の影響を受け、
正常な映像を記録することはできない。従って、妨害信
号が重畳された信号から、映像を再生することはできて
も、それをデジタル化して記録することはできないた
め、データの複製を有効に防止することができる。

【００５８】さらに、基本的な管理情報とは別に、コピ
ー（複製）及び再生をさらに詳細に制御するための付加
的な情報を用いても良い。これにより、記録／再生メデ
ィアの種類（ＲＯＭ、ＲＡＭ又はＲタイプ等）に応じた
柔軟な制御が容易にできる。上記に記載の管理情報は、
複製の制限に関する情報に限定されるものではなく、シ
ステムを制御するようなさまざまな管理情報についても
適用できるのは明らかである。例えば、アクセス機器の
限定や、アクセス・ユーザの限定、データ使用期限、認
証情報等、発明の本質を外れることなく、適宜、その他
の管理に応用できる。

【００５９】

【効果】このように本発明によれば、オリジナルのデー
タを情報をとして与えなくても、埋め込まれた情報を抽
出することができ、かつ、周波数変換等の複雑な演算が
必要ないので比較的少ない計算コストで情報を抽出する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術におけるデータのハイディング及び抽
出を説明するための概念図である。

【図２】６４０×４８０画素で構成された静止画像また
は動画像中の１フレームの状態を示す図である。

【図３】４×４画素で構成されたパターン配列を示す図
である。

【図４】画像データ中に格子状に特定されたＮ個の埋め
込み領域を示す図である。

【図５】Ι(1+i,1+j)で表現される埋め込み領域に対し
てパターン配列Ｐ(i,j)を重ね合わせる操作を説明した
図である。

【図６】どのような情報が埋め込まれているか不明なデ
ータ配列Ι'(x,y)の状態を示す図である。

【図７】画像の左上の埋め込み領域Ι'(1+i,1+j)に関す
るブロック値Ｆ(1,1)の計算を説明するための図であ
る。

【図８】ｎ個のブロック値をランダムに選択した場合の
統計的判定値Ｄの頻度分布を示す図である。

【図９】信号処理をしない場合に、パターン配列による
処理の有無により得られた統計的判定値を示すグラフで
ある。

【図１０】配列要素が２×２画素ごとにまとまって配置
された８×８画素のパターン配列を示す図である。

【図１１】ＪＰＥＧ圧縮を施した場合に得られた統計的
判定値を示すグラフである。

【図１２】画像サイズの変更による平均化操作を施した
場合に得られた統計的判定値を示すグラフである。

【図１３】ＭＰＥＧ２によるデータ圧縮に対する耐性を
示すグラフである。

【図１４】データをメディアに記録する手順を示す図で
ある。

【図１５】記録されたデータの再生を管理する手順を示
す図である。

【図１６】データのアクセスを管理し出力するシステム
のブロック図である。

フロントページの続き (56)参考文献Ｗ．Ｂｅｎｄｅｒ他，”Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｄａｔａｈｉｄｉｎｇ”，ＩＢＭＳｙｓｔｅｍｓＪｏｕｒｎａｌ，1996年11月29日，ＶＯＬ. 35，Ｎｏｓ．３＆４，ＰＰ．313−336 Ｗ．Ｂｅｎｄｅｒ他，”Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｄａｔａｈｉｄｉｎｇ”，ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＳＰＩＥ，1995年５月30日，Ｖｏｌ. 2420，ＰＰ．164−173 清水，沼尾，森本，“ピクセルブロックによる静止画像データハイディング”，情報処理学会第53回全国大会講演論文集，日本，ｐｐ．２−257−２−258 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G09C 1/00 - 5/00 H04K 1/00 - 3/00 H04L 9/00 G06F 12/14 320 G11B 20/10 H04N 7/08 H04N 7/081 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】コンピュータ読み取り可能な媒体に記録さ
れたデジタルデータからなる、多数の配列要素で構成さ
れたデータ配列中に、情報を埋め込むデータ・ハイディ
ング方法であって、該方法が、 (a) 少なくとも１つの正の基準値及び少なくとも１つの
負の基準値を含み、当該正の基準値と当該負の基準値と
の総和が０である、複数の配列要素で構成されたパター
ン配列を用意するステップと、 (b) ある情報を埋め込むために、前記パターン配列のサ
イズに対応したサイズを有する埋め込み領域を前記デー
タ配列中にＮ個特定するステップと、 (c) 前記情報と、前記パターン配列に応じた前記埋め込
み領域に対する前記パターン配列の適用との対応関係を
規定したハイディング規則を参照して、一の埋め込み領
域に関して、当該埋め込み領域中の前記配列要素ごとの
操作量を、当該配列要素と位置的に対応した前記正の基
準値または前記負の基準値に基づいて決定するステップ
と、 (d) 当該一の埋め込み領域中の前記配列要素の値ごと
に、前記決定された操作量を加算するステップと、 (e) Ｎ個の前記埋め込み領域に対して、上記ステップ
(c)乃至(d)を実行し、それによって、Ｎ個の前記埋め込
み領域中に、前記情報を埋め込むステップと、を有することを特徴とするデータ・ハイディング方法。
【請求項２】コンピュータ読み取り可能な媒体に記録さ
れたデジタルデータからなる、多数の配列要素で構成さ
れたデータ配列中から、埋め込まれた情報を取り出す情
報抽出方法であって、該方法が、 (a) 少なくとも１つの正の基準値及び少なくとも１つの
負の基準値を含み、当該正の基準値と当該負の基準値と
の総和が０である、複数の配列要素で構成されたパター
ン配列のサイズに対応したサイズを有し、情報が埋め込
まれているＮ個の埋め込み領域を、前記データ配列中に
特定するステップと、 (b) ある埋め込み領域に前記パターン配列を重畳するこ
とにより計算されるブロック値を、前記Ｎ個の埋め込み
領域のそれぞれについて計算し、かつＮ個のブロック値
の総和から統計的判定値を求めるステップと、 (c) 前記統計的判定値と抽出されるべき情報との対応関
係を規定した抽出規則を参照して、計算された統計的判
定値から埋め込まれた情報を抽出するステップと、を有することを特徴とする情報抽出方法。
【請求項３】コンピュータ読み取り可能な媒体に記録さ
れたデジタルデータからなる、多数の配列要素で構成さ
れたデータ配列中に、情報を埋め込むデータ・ハイディ
ング・システムであって、該システムが、 (a) 少なくとも１つの正の基準値及び少なくとも１つの
負の基準値を含み、当該正の基準値と当該負の基準値と
の総和が０である、複数の配列要素で構成されたパター
ン配列を用意する手段と、 (b) ある情報を埋め込むために、前記パターン配列のサ
イズに対応したサイズを有する埋め込み領域を前記デー
タ配列中にＮ個特定する手段と、 (c) 前記情報と、前記パターン配列に応じた前記埋め込
み領域に対する前記パターン配列の適用との対応関係を
規定したハイディング規則を参照して、一の埋め込み領
域に関して、当該埋め込み領域中の前記配列要素ごとの
操作量を、当該配列要素と位置的に対応した前記正の基
準値または前記負の基準値に基づいて決定する手段と、 (d) 当該一の埋め込み領域中の前記配列要素の値ごと
に、前記決定された操作量を加算する手段と、 (e) Ｎ個の前記埋め込み領域に対して、上記ステップ
(c)乃至(d)を実行し、それによって、Ｎ個の前記埋め込
み領域中に、前記情報を埋め込む手段と、を有することを特徴とするデータ・ハイディング・シス
テム。
【請求項４】コンピュータ読み取り可能な媒体に記録さ
れたデジタルデータからなる、多数の配列要素で構成さ
れたデータ配列中から、埋め込まれた情報を取り出す情
報抽出システムであって、該システムが、 (a) 少なくとも１つの正の基準値及び少なくとも１つの
負の基準値を含み、当該正の基準値と当該負の基準値と
の総和が０である、複数の配列要素で構成されたパター
ン配列のサイズに対応したサイズを有し、情報が埋め込
まれているＮ個の埋め込み領域を、前記データ配列中に
特定する手段と、 (b) ある埋め込み領域に前記パターン配列を重畳するこ
とにより計算されるブロック値を、前記Ｎ個の埋め込み
領域のそれぞれについて計算し、かつＮ個のブロック値
の総和から統計的判定値を求める手段と、 (c) 前記統計的判定値と抽出されるべき情報との対応関
係を規定した抽出規則を参照して、計算された統計的判
定値から埋め込まれた情報を抽出する手段と、を有することを特徴とする情報抽出システム。
【請求項５】データへのアクセスを管理する情報を、コ
ンピュータ読み取り可能な媒体に記録されたデジタルデ
ータからなるデータ中に埋め込む、アクセス管理情報埋
め込みシステムであって、前記データが多数の配列要素
で構成されており、該システムが、 (a) 埋め込む管理情報を用意する手段と、 (b) 少なくとも１つの正の基準値及び少なくとも１つの
負の基準値を含み、当該正の基準値と当該負の基準値と
の総和が０である、複数の配列要素で構成されたパター
ン配列を用意する手段と、 (c) 前記管理情報を埋め込むために、前記パターン配列
のサイズに対応したサイズを有する埋め込み領域を前記
データ配列中にＮ個特定する手段と、 (d) 前記管理情報と、前記パターン配列に応じた前記埋
め込み領域に対する前記パターン配列の適用との対応関
係を規定したハイディング規則を参照して、一の埋め込
み領域に関して、当該埋め込み領域中の前記配列要素ご
との操作量を、当該配列要素と位置的に対応した前記正
の基準値または前記負の基準値に基づいて決定する手段
と、 (e) 当該一の埋め込み領域中の前記配列要素の値ごと
に、前記決定された操作量を加算する手段と、 (f) Ｎ個の前記埋め込み領域に対して、上記ステップ
(c)乃至(d)を実行し、それによって、Ｎ個の前記埋め込
み領域中に、前記管理情報を埋め込む手段と、を具備することを特徴とする、アクセス管理情報埋め込
みシステム。
【請求項６】コンピュータ読み取り可能な媒体に記録さ
れたデジタルデータからなる、多数の配列要素で構成さ
れたデータから、埋め込まれた管理情報を取り出し、該
データのアクセスを管理するシステムであって、該シス
テムが、 (a) 少なくとも１つの正の基準値及び少なくとも１つの
負の基準値を含み、当該正の基準値と当該負の基準値と
の総和が０である、複数の配列要素で構成されたパター
ン配列のサイズに対応したサイズを有し、情報が埋め込
まれているＮ個の埋め込み領域を、前記データ配列中に
特定する手段と、 (b) ある埋め込み領域に前記パターン配列を重畳するこ
とにより計算されるブロック値を、Ｎ個の埋め込み領域
のそれぞれについて計算し、かつＮ個のブロック値の総
和から統計的判定値を求める手段と、 (c) 前記統計的判定値と抽出されるべき管理情報との対
応関係を規定した抽出規則を参照して、計算された統計
的判定値から埋め込まれた管理情報を抽出する手段と、 (d)抽出した前記管理情報に応じて前記データに対する
アクセスを管理する手段、を具備することを特徴とする、アクセス管理システム。