JP3709205B2 - 二進化データセットのマーキング方法 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、特にイメージデータならびに可聴信号に関する二進化され符号化されたデータセットを、少なくとも１つの情報単位を適当なデータセットへ埋込みすることによりマーキングする分野に関するものである。
背景技術
知的所有権ならびにその使用権の保護は情報プロデューサー、出版者、メディア会社ならびに使用権仲介者の主たる関心事の１つである。知的所有権の創作者の主要な関心事の１つは著作権のあるマルチメディアデータの不法複写ならびに配布を防ぐことである。多くの場合、例えばデジタル方式で記憶させたデータの配布の際には、不法配布を直接抑止することは不可能である。これに対抗するため、不法複写ならびにその配布の検知ならびに追跡と、同様に最初の下手人の追跡のできる技術も開発されねばならない。
このような情報の特定電子データセットへの埋込みの措置は、特別の機密情報を原データの品質および外観を著しく低下させることなく原データを変更することでデータにおける追加の秘密情報を統合させ得る、いわゆるステガノグラフ的（ｓｔｅｇａｎｏｇｒａｐｈｉｃ）措置を構成する。
追加の情報の埋込みのため原デジタルデータを僅かに変更する多数の方法が研究されている。マツイ（Ｍａｔｓｕｉ）とタナカ（Ｔａｎａｋａ）が、デジタルイメージ、ビデオならびにファクシミリにおける知的所有権を識別する多数のステガノグラフ的方法を提案した。詳しくはマツイとＫ．タナカの「ビデオステガノグラフィー：ハウ．ツー．シークレットリー．エンベッド．ア．シグネイチャー．イン．ア．ピクチャー（Ｖｉｄｅｏ Ｓｔｅｇａｎｏｇｒａｐｈｙ：Ｈｏｗ ｔｏ ｓｅｃｒｅｔｌｙ ｅｍｂｅｄ ａ ｓｉｇｎａｔｕｒｅ ｉｎ ａ ｐｉｃｔｕｒｅ）と題する出版物参照のこと。ＩＭＡ インテレクチュアル．プロパティー．プロシーディングズ（Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ）１９９４年刊第１巻第１号参照のこと。
これらの方法の基本となる原理は、それが単に原データにあるさらなる不正確さ（すなわち、ノイズレベルの増大）であることを明らかにするような方法で情報を埋込むことに基づいている。
ＡＴ＆Ｔにおける研究者は、他のクラスのドキュメント、すなわち構造化テキストにおける情報を埋込ませる可能性を研究し、被制御様式で、後続行間の間隔と、同様に語間の間隔も変化させる形にしてひずみを入れた。Ｊ．ブラッシル（Ｂｒａｓｓｉｌ）ほかによる「エレクトロニック．マーキング．アンド．アイデンティフィケーション．テクニークス．トウ．ディスカレッジ．ドキュメント．コピーイング（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｒｋｉｎｇ ａｎｄ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｔｏ Ｄｉｓｃｏｕｒａｇｅ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｃｏｐｙｉｎｇ）」を参照のこと。詳細は１９９４年ニュージャージ州．ミューレイ．ヒルのＡＴ＆Ｔ．ベル研究室に問合せのこと。
現存するデジタルイメージのステガノグラフ的技術はどんなことをしてもマルチメディア作品ならびに情報に対する知的所有権の保護および立証に必要な要件を満さない。これは、これらの技術が特にイメージデータのデジタル方式による処理で可能な意図的ならびに偶然によるアタックに対しては必要な保護策も提供しないからである。埋込み情報の削除、変更もしくは大きいひずみは、古い技術の場合にはデータ／イメージ表現の損失性イメージ圧縮、ローパスフィルタリングおよび／または変更により容易に達成できる。しかしながら、このような処理工程はデジタルマルチメディアドキュメントが創作者から最終消費者もしくはユーザーに至る途上での必要性により行われることがしばしばであり、したがって上述の技術は知的所有権権利者の信憑性の立証や、あるいは保持者の識別には適していない。
ヨーロッパ特許第ＥＰ ０ ５８１ ３１７号は、例えばデジタルイメージデータのようなディジタルデータセットのデジタル方式マーキングの方法を含むものである。このヨーロッパ特許に述べられた方法は、別名デジタルイメージデータにおけるマーキングとしても周知のデジタル署名を統合させることができる。このデジタル署名を埋込んでイメージの将来の識別に役立てることができる。これはイメージの画素識別により達成でき、それは画素値における相対的最低値と最高値（すなわち極値）を含む。このように識別された画素から画素を決定して、識別コード、いわゆる署名を統合する。署名の各ビットをイメージの被選択的点で統合するため、被選択画素の画素値と、囲繞画素の画素値は適応、すなわち修正される。この技術は、署名値の統合に要する被選択位置を容易に決定でき、したがってアタッカーにも周知のことであり得るという内在的欠点を有する。本体存在する極値の位置の選択により、このように統合された識別コードは容易に検知され、対応して取除きできる。
同様に、ヨーロッパ特許公開第ＥＰ ０ ６１４ ３０８ Ａ１号はデータの暗号化の方法を含んでいる。このような暗号化技術は未許可アクセスの全データセットのスクランブルをなし遂げる。この技術では、高解像度イメージコンポーネントはキーもしくは暗号化技術により不法アクセスから保護される。しかしながら、非高解像度イメージコンポーネントは自由にアクセスできて、情報に対する階層型アクセス制御が実現できる。イメージ情報の全体が１つの記憶メディアに共存できるが、共存するイメージデータのすべてをアクセスできるのは許可ユーザーだけである。上述のヨーロッパ特許公開は、例えば将来の識別のためのイメージ情報の直接的マーキングの達成には役立たないが、イメージの全情報内容の暗号化に単に役立つので、未許可ユーザーは情報にアクセスできない。
発明の開示
本発明は、イメージデータならびに可聴信号に特に限定されない二進化され符号化されたデータセットを、保護されるべきデータセットを独特に識別するのに役立つようにして、データセットに少なくとも１つの情報単位を埋込むことによりマーキングを施す方法であって、データセットと被埋込情報との間の関係が、データセットの多数の修正の中でも失われないようにしたものである。この識別方法は創作者と、マルチメディアの創作品の顧客ならびに配布者にも、データに対する知的財産権の所有の確認と立証の機会と、マルチメディアデータの不正使用の事実立証を提供する筈である。
上述の目的を達成するため、本発明の第１の実施態様に係るマーキング方法は、データセットにおける少なくとも１つの情報単位を埋込むことによって二進化され符号化されたデータセット、詳述すればイメージデータならびに可聴信号をマーキングする方法において、前記データセットの特徴的な性質（特性）を使用して、またキーを使用して個別位置シーケンスを生成し、イメージ画素もしくは可聴時間信号のうち少なくとも１つのブロックを、前記個別位置シーケンスを基礎として選択し、空間的もしくは時間的ドメインから変換ブロックが多くの周波数係数を有する周波数ドメインに画素もしくは時間信号の選択されたブロックを変換し、所定の周波数係数範囲内にある位置で前記変換ブロックに前記情報単位を埋込むことを特徴とするものであり、また、本発明の第２の実施態様に係るマーキング方法は、データセットにおける少なくとも１つの情報ユニット埋込むことにより二進化され符号化された二層のイメージデータセットをマーキングする方法において、前記データセットの特性を使用して、またキーを使用して個別位置シーケンスを生成し、個別位置シーケンスを基礎として複数のブロックを選択し、各ブロックは多くの画像エレメントを含み、各画像エレメントは“１”または“０”の値を有し、“１”の値を有する画像エレメントの数と“０”の値を有する画像エレメントの数の所定との関係を特定し、前記選択ブロックにおける“１”の数と“０”の数との間の実際の関係を調べ、前記調べた関係と前記所定の関係とを比較し、前記調べた関係が、ブロックｂで符号化された“１”ビットに等しい情報単位の前記埋込みが次の要求条件：
Ｔ ₁ ，最低＜Ｒ（ｂ）＜Ｔ ₁ ，最高
［式中、Ｒ（ｂ）＝Ｎ ₁ ／Ｎ
Ｎ ₁ はブロックｂの“１”ビット画素の数
最低Ｔ ₁ ；最高Ｔ ₁ は高い方の閾値と低い方の閾値
Ｎはブロックにおける画素の総数］
を満足させる前記所定の関係に等しくなるまで前記ブロックにおける“１”の数と“０”の数との関係を調節することを特徴とするものである。
さらに本発明の第３の実施態様に係る読み取り方法は、二進化され符号化されたコードデータセットがデータセットにおける少なくとも１つの情報単位を埋込むことによってマークされるマークづけされた二進化され符号化されたデータセット、詳述すればイメージデータならびに可聴信号を読み取る方法において、前記データセットの特性を使用して、またキーを使用して別個位置シーケンスを生成し、イメージ画素もしくは可聴時間信号の少なくとも１つのブロックを、前記別個位置シーケンスを基礎として選び、空間的もしくは時間的ドメインから変換ブロックが多くの周波数係数を有する周波数ドメインに画素もしくは時間信号の選ばれたブロックを変換し、所定周波数領域における前記周波数の関係を調べ、前記所定の関係を基礎として前記情報を回復することを特徴とするものであり、さらにまた本発明の第４の実施態様に係るマーキング方法は、データセットにおける少なくとも１つの情報ユニット埋込むことにより二進化され符号化された二層のレベルイメージデータセットをマーキングする方法において、前記データセットの特性を使用して、またキーを使用して別個位置シーケンスを生成し、個別位置シーケンスを基礎として複数のブロックを選択し、各ブロックは多くの画像エレメントを含み、各画像エレメントは“１”または“０”の値を有し、“１”の値を有する画像エレメントの数と“０”の値を有する数の間を所定の関係を特定し、前記選択ブロックにおける“１”の数と“０”の数との間の所定の関係を調べ、前記調べた関係と前記所定の関係とを比較し、前記調べた関係が、ブロックｂで符号化された“１”ビットに等しい情報単位の前記埋込みが次の要求条件：
Ｔ ₂ ，最低＜Ｒ（ｂ）＜Ｔ ₂ ，最高
［式中、Ｒ（ｂ）＝Ｎ ₁ ／Ｎ
Ｎ ₁ はブロックｂの“１”ビット画素の数
最低Ｔ ₂ ；最高Ｔ ₂ は高い方の閾値と低い方の閾値
Ｎはブロックにおける画素の総数］
を満足させる前記所定の関係に等しくなるまで前記ブロックにおける“１”の数と“０”の数との関係を調節することを特徴とするものである。
特にイメージデータもしくは可聴信号に限定されない二進化され符号化されたデータのマーキング方法に関する本発明は、マークされることになるデータに特定の特徴と、キーにも影響されたマークづけされることになっているデータに情報単位を統合するため、個別の位置シーケンスを生成することと；データセットに所定の位置シーケンス統合ずみ（と別に統合されることになっている）情報単位を引続き読取るかあるいは書込むことからなる。
本発明は、特別の極秘情報をマルチメディアデータ、すなわち特にデジタルイメージにしっかりとした様式で埋込むことからもなる。同一の方法を画素値ではなく時間値で構成された可聴信号のマーキングにも用いることができる。
本発明は、色彩、グレースケールならびに二層の静止イメージでの使用とは別に、デジタルビデオデータ、すなわちイメージシーケンスとの使用からもなる。追加の情報の埋込みはイメージの品質の可視度の低下には繋がらない。この埋込みずみ情報はひょっとしたら極秘のキーとなり得る一定の認識があれば再構成できる。
前述の方法における最初の工程は、コードもしくはさらに一般的に言えば情報単位が埋込まれた位置の決定に用いられる疑似乱数位置シーケンスを生成させることである。特性、例えばイメージデータそれ自体より抽出できる情報を位置生成のシード(seed)値としての極秘キーと組合せて用いる。第２の工程では、情報単位を前記位置シーケンスにより決められた位置で読取るか、あるいは書込むことのいずれかである。情報単位の読取りと書込みの方法はイメージデータの表現の種類により種々異なって存する。
概して言えば、３つの区別できるマーキング技術があって、それはマークを付されることになるデータセットにより異なる。
Ａ．色彩ならびにグレースケールイメージのマーキングに基づく周波数
この技術は人、建物、自然景観などの代表的デジタルイメージを、妨害に対して極めて不静定かつ耐性のある非静止統計的方法と見做すことができるという考え方に基づく。
二進化され符号化された情報の埋込みはイメージの周波数ドメインで起こる。この後の説明は空間ドメインにあってあらゆるイメージをそれに変換できるイメージの表現と見做す。このイメージは数ブロックの画素に分割される。任意の関数は変換関数として選択できる。これらのブロックは前記空間ドメインから周波数ドメインに変換関数により変換する。好ましい関数の１つは、いわゆる「離散的コサイン変換（ＤＣＴ）」である。さらなる変換は同様に、例えばウエーブレット変換、フリーエ変換、アダマール−ウオルシュ変換もしくはＺ変換に向いている。特に前記ウエーブレット変換を用いる時、比較的大きいブロックの大きさが有用である。
次に周波数コンポーネントのブロック（すなわちブロックの関連部分）を量子化する。量子化工程には、ＪＰＥＧ圧縮標準に用いられているものと同様の量子化マトリックスが好ましい。前述の圧縮標準に関しての詳細については１９９１年４月刊ＡＣＭの第３４巻第４号第３０乃至４０頁のウォレース（Ｗａｌｌａｃｅ）による出版物に見出すことができる。
本発明の方法の第１工程に見出される位置シーケンスを用いて、ブロックと、同様に被選択ブロック内の正確な位置も決定でき、その中に情報を埋込むことになる。単一ビット（“１”もしくは“０”）の適当なブロックへの埋込みは特定の素子、いわゆるブロックの周波数係数間の関係（すなわち大きさ関係）のパターンを中程度の分散閾値をもたせて設定することで達成できる。
比較的高い周波数のコンポーネントがイメージ品質を目に見えて低下させることなく容易に取外し（例えば不可逆的アルゴリズムを用いて）できるので、中波が情報の埋込みのため特に適している。低周波数のコンポーネントにおける修正は可視人工品の発生に繋がり、全体のイメージ品質を低下させる。しかしながら概して言えば、あらゆる周波数が利用できる。情報の埋込みに用いられる情報単位を、データセットの定様式化もしくはデータセットのできる限りの適切な再整理を要する不法アクセスもしくは不法データ処理工程にアクセスできないものとするために、埋込みずみ情報の未許可アクセスに対する強健性を２つのパラメータのチューニングにより最も効果的に活用できる。一方では、たとえ僅かに高い可視性のある修正と結びついたとしても、よりよい強健性を与えるより大きい距離をもつ被選択量子化周波数コンポーネント間の距離Ｄである。第２のパラメータは、いわゆる量子化係数Ｑであって、情報コードの埋込みの被選択値の量子化形成に用いられる。比較的大きい量子化係数は結果としてイメージデータの比較的小さい修正となるが、しかしながらそれも結果として、不可逆的アルゴリズム、例えば前記ＪＰＥＧ標準により用いられるものに対し比較的低い強健性をもたらすことになる。
アタックに対する強健性をさらに増大させるために、マーキング工程を反復（重複）して行うことができる。この場合、同一の情報もしくは情報単位を１回以上原データに埋込む。データセットのすべてのブロックを選択ならびにマークづけをした場合、いわば「ホログラフィック」マーキングを達成できる。
データセットのブロックへの分割では、ブロックの大きさを変化し得るようにしておくことができる。極端な場合、全データセットは単一の大型ブロックからなり；周波数に基づく方法の場合、これは全ブロックもしくはデータセットの変換を必要とする。ブロックの大きさも２×２画素で始まる適度のブロックの大きさをもつ１ブロック当り１画素という小さいものにすることができる。データセットにある種々のブロックも種々の大きさをもつことができる。情報単位の統合の後、イメージを空間ドメインで表現できるものに再量子化ならびに変換できる。
この方法は多数の変形、例えば変換の任意の選択、ブロックの形成、周波数コンポーネントの選択、符号化の比較パターンへの選択と整理と、同様に比較パターンの分布と種々のブロック全部に亘る関連コーディングを可能にする。
Ｂ．二層のイメージの関係に基づくマーキング
適当な二層のイメージにおける各単画素の値は、“１”もしくは“０”のいずれかの値に対応する。これは特別の情報の挿入に用いることができる余地をノイズもしくは妨害のためには残さない。二進化され符号化された情報の埋込みのため、イメージ中の原イメージの品質を著しく劣化させない適当な領域を見つける必要がある。これらのイメージ領域はそれぞれ個々のイメージにとっては様々であるか、あるいは特定の種類のイメージにとっては少なくとも違っている。二層のイメージの提案された方法は、被選択ブロックの“０”および“１”の間の比較に基づくものである。Ｒ（ｂ）は黒色画素の率、例えばイメージの被選択ブロックｂにある“１”ビットとしよう：
Ｒ（ｂ）＝Ｎｓ／Ｎ
［式中、Ｎｓはブロックｂにある黒色画素の数を意味し、またＮはブロックの大きさ、すなわちブロックｂにある画素の合計数を表す］。
ブロックｂにあるビットの埋込みは所定の方法に続いて起こる：
“１”ビットは、Ｒ（ｂ）が所定の範囲（最低Ｔ１；最高Ｔ１）内にある場合にブロックｂに埋込まれる。“０”ビットは、Ｒ（ｂ）が異なる所定領域（最低Ｔ２；最高Ｔ２）内にある場合に埋込まれる。両決定領域は０％と１００％の間にある。適当なビットを埋込むため、考慮中のブロックは必要に応じて、“１”を“０”ビットに変えることにより、Ｒ（ｂ）が所望の範囲となる（逆も同じ）。多過ぎる修正が必要となる場合、ブロックは無効と宣言され、Ｒ（ｂ）が“０”と“１”の両範囲の外側に無効範囲に入るような方法で修正される。さらにバッファーが所定範囲と無効範囲の間に導入されると、マークづきイメージの上でイメージ処理技術の使用に対し強健性の度合いを増大させる。したがってバッファーはブロック内のビットの数を描写しているが、それは埋込みずみビットを損傷させることなくイメージ処理技術により変えることができる。例えば、５％のバッファーは８×８ビットブロック内の４ビット以下を変えても埋込みずみコードを損傷させない。領域の適度の選択（最小Ｔ１；最大Ｔ１）と（最小Ｔ２；最大Ｔ２）と、同様にバッファー（（例えば、Ｔ１＝（５５、６０）、Ｔ２＝（４０、４５）ならびに８×８ビットブロックに対する５のバッファー））も一方ではイメージ処理技術に対する強健性と、他方埋込ずみ情報の可視性との間の適度な釣合いがとれる。
情報単位をデータセットの位置シーケンスにより予め決められた位置に加えるために用いるアルゴリズムは、“１”ならびに“０”ビットの分布にある程度依存する。例えば、「ディザ」イメージの場合、修正は全体のブロックに亘って均一に拡がる。同一の値で隣合うものが最も多くビットを変える。
際立ったコントラストをもつ二層のイメージ（黒／白）の場合、修正は黒と白の領域の間の縁で行われる。相反する値で隣合うものが最も多いビットを変える。
両事例とも、隣合うブロックのビットを考慮に入れる。
上述のように、適切なブロックの閾値Ｔは特徴とする選択の基準を導入する。
ブロックの被選択係数への変化がＴより小さい場合、ブロックは有効であるが、そうでなければ無効である。下記では考慮中のブロックが抽出工程中に有効であるか、あるいは無効であるかいずれかの決定をさせるいくつかの方法を提案する：
・各ブロックがマーキングの再構成のための有効性に関するステートメントをキーの第２の部分として記憶する。シークエンス“１１０１１１...”は、第１、第２、第４、第５ならびに第６のブロックが有効であるが、第３のブロックが無効であることを知らせる。ブロックのシーケンスは、前と同様、キー（すなわち、キーの第１の部分）とイメージの特徴的な性質（特性）を介して決定される。
・第２の方法により有効と無効ブロックの間のバッファーが決まる。マーキング統合の係数の修正が閾値Ｔより大、閾値とバッファーの合計より小である場合、バッファーを修正値が閾値とバッファーの合計より大となるような方法で修正する。この技術を上述の両事例に適用する。
・前記閾値Ｔがゼロに設定された場合、マーキングの埋込みの原データの修正はできない。この場合、固有の埋込み法を用いる、すなわち周波数係数の間の関係の変更を必要としないようなブロックだけをマーキングに用いる。ブロック／位置をマーキングに用いる情報をキーの第２部分として埋込む。
Ｃ．イメージシークエンスのマーキング方法
上述のイメージのマーキングの方法は主として静止イメージのマーキングについて説明している。しかしながら、それはイメージのシーケンス、例えばビデオにも適用できる。イメージシーケンスの場合、マーキングに対抗するアタックの特別の様式も可能である。例えば、単一フレームのマーキングはそのフレームを前記のシーケンスから削除することで取外すことができる。移動見積りならびに移動補償圧縮技術、例えばＭＰＥＧ標準に適用されているようなものもマーキングの取外しに繋がることもある。これの補償には、イメージシーケンスのマーキングの第３の技術は、埋込まれることになる情報シーケンスの長さの基準化により増大する周知の攻撃に対する強健性をもつ全体のイメージ順序の特定のシーケンスの静止フレームにマーキングを反復埋込む。極端な一事例では情報は全体のビデオの各フレームに埋込まれる。
【図面の簡単な説明】
本発明を実施例により、また図面を参照して本発明の一般的範囲を限定することなく説明する。
図１はマーキングの書込み方法を示すフローチャート図である。
図２はマーキングの読取り方法を示すフローチャート図である。
図３は“１”もしくは“０”ビットと、「無効」のパターンを表として示す図である。
図４は８×８ブロックへの情報埋込みの実行できる位置を示す図である。
図５は周波数コンポーネントの変換、量子化ならびに修正による情報単位の埋込みの実施例を示す図である。
図６は“１”と“０”ビットを均一に分布させたマーキングの修正を示す図である。
図７は“１”と“０”ビットの間に鋭い縁を有するマーキングの修正を示す図である。
実施例の説明
図１では二進化され符号化された情報単位のデータセット、所定の事例ではイメージへの埋込みのフローチャートを本発明が必要とするように説明する。位置シーケンスは画像に現れる情報からと、同様に秘密キーからも生成する。この位置シーケンスがコードのイメージへの埋込みを決定する。マークづきイメージはそのマーキングが未許可アクセスにより、あるいはイメージもしくはデータセットの修正により支障を来たすことはないが、結果として達成される。
例えば、可能性のある不法複写ならびに配布のトラッキングに用いられる検知法として、先にマークづけしたイメージを先に情報単位の埋込みに用いて、埋込みずみコードの検出を可能にする位置シーケンスの生成に用いられた秘密キーと共に用いる（図２参照）。その結果、先に埋込まれたコードが得られる。
図３と４はカラーイメージ、特に８×８画素ブロックの周波数に基づくマーキングの実施例である。図３に示された表から、周波数係数の間の関係パターンの３つの異なる群、すなわち“１”ビットのパターン、“０”のパターン、ならびにいわゆる「無効」のパターンが表される。前記“１”のパターンは“１”ビットを表し、“０”パターンは埋込みずみ符号化情報単位の“０”ビットを示す。原データセットの過大修正が適当なビットの所望のパターンを達成させる埋込みの方法に必要な場合、このブロックは無効である。この場合、エレメント間の大きさ比較を、任意の「無効」パターンが埋込みずみ情報の独特の符号化を可能にするため達成させるような方法で修正する。上部の表にある関係パターンは８×８ブロックの３つのエレメント（ｅ１、ｅ２、ｅ３）の大きさの関係の従属性を示す。
図５は変換工程、量子化工程と、同様に係数の修正からもなる埋込み法を例証する。
図４に示すシークエンスは８×８ブロックの被選択パターンのビットを埋込む。
図６と７は２つの二層のイメージの比較に基づくマーキングの２つの実施例を含む。図６は、修正を全ブロックに亘り均一に分布させた「デイザ」二層のイメージの実施例を示す。埋込みは同一の値をもつ隣合うものが最も多いビットを変えるような方法で行われる。
これと対照的に、図７では、際立ったコントラストをもつ二層のイメージを示す。この場合の埋込みは黒と白の画素の間の縁の修正により起こる。隣合うものが最も相反する値をもつビットを変える。
示された両事例での方法では、変えることになるビットの選択にあたってブロックの境界に隣接するビットを考慮する。
本発明の上述の方法は、情報をマルチメディアの創作品と、特にイメージならびにイメージシークエンスへの秘密で強健な埋込みを可能にする。原データ（識別タグ、マーキング、ラベル）へ埋込まれた情報を用いてマルチメディア創作品の著作権の保持者、創作品もしくはマルチメディア創作品それ自体の受取人と別々にユーザーのマーキングもしくは識別に用いることができる。
本発明それ自体は知的所有権の不正使用を防がないが、ドキュメントのマーキングを法廷での証拠物件として使用できるので、不法使用と配布の制限に役立つことは極めて有り得ることである。しかしながら、情報の確固とした、また秘密の統合が他の目的、例えば個人情報（例えば医療用デジタルイメージングに埋込まれた患者記録）を虚偽ドキュメントがある患者との偶然の一致を最小限に止めることができるイメージへ埋込むことにも用いることができる。さらにマルチメディア創作品に対するマーキングを用いてユーザーの数を自動的に決定もしくは決定できる。
本発明の応用分野は、デジタルデータの未許可のアクセス、配布および複製に対する防御と、知的所有権の保護が必要とされるあらゆる電子情報サービスを含む。一次的応用は新聞、書籍、イメージ、ビデオなどをポータブル媒体、例えばＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、フロッピーディスク、デープと、通信網、人工衛星もしくは地上伝送媒体を用いる電子出版の領域である。示された方法は地点情報システム、医療情報システム、電子配布システム、例えば有料ＴＶ、ビデオ・オン・デマンドなどと、ラジオおよびＴＶへの消費者参入率の正確な測定の応用分野にも用いられることになる。

Claims (20)

1. データセットにおける少なくとも１つの情報単位を埋込むことによって二進化され符号化されたデータセット、詳述すればイメージデータならびに可聴信号をマーキングする方法において、前記データセットの特徴的な性質（特性）を使用して、またキーを使用して個別位置シーケンスを生成し、イメージ画素もしくは可聴時間信号のうち少なくとも１つのブロックを、前記個別位置シーケンスを基礎として選択し、空間的もしくは時間的ドメインから変換ブロックが多くの周波数係数を有する周波数ドメインに画素もしくは時間信号の選択されたブロックを変換し、所定の周波数係数範囲内にある位置で前記変換ブロックに前記情報単位を埋込むことを特徴とする方法。
2. 前記データセットの特異性は内容系特性、目的特性、幾何学的もしくはフォーマット比特性であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記変換関数が離散コサイン変換、ウエーブレット変換、フーリエ変換、アダマール・ウォード変換もしくはＺ変換であることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記周波数領域に変換されたブロックを、量子化マトリックスを用いて量子化することを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 前記量子化マトリックスがＪＰＥＧ圧縮標準で用いられる量子化工程に対応することを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 周波数の位置を選択するため前記生成ずみ位置シーケンスを用いて、前記情報単位を前記ブロックに埋込むことを特徴とする請求項４記載の方法。
7. 前記データセットの空間的ドメインへの再量子化と再変換が前記情報単位の前記埋込みの後に起こることを特徴とする請求項４記載の方法。
8. 前記統合されることになる情報単位の埋込みが前記選択された周波数係数の間の所定寸法の関係を等しくするため選択された寸法関係を調整することにより前記ブロックの選択された係数位置に生じることを特徴とする請求項１記載の方法。
9. 前記ブロックは前記データセットの全体を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
10. 前記ブロックはイメージ画素もしくは単一可聴サンプル信号であることを特徴とする請求項１記載の方法。
11. 前記ブロックは前記位置シーケンスを使用してデータセットから収集された一連のイメージ画素／可聴信号であることを特徴とする請求項１記載の方法。
12. 前記ブロックはイメージの二進化連続領域もしくは連続可聴信号のいずれかのセグメントであることを特徴とする請求項１記載の方法。
13. データセットにおける少なくとも１つの情報ユニット埋込むことにより二進化され符号化された二層のイメージデータセットをマーキングする方法において、前記データセットの特性を使用して、またキーを使用して個別位置シーケンスを生成し、個別位置シーケンスを基礎として複数のブロックを選択し、各ブロックは多くの画像エレメントを含み、各画像エレメントは“１”または“０”の値を有し、“１”の値を有する画像エレメントの数と“０”の値を有する画像エレメントの数の所定との関係を特定し、前記選択ブロックにおける“１”の数と“０”の数との間の実際の関係を調べ、前記調べた関係と前記所定の関係とを比較し、前記調べた関係が、ブロックｂで符号化された“１”ビットに等しい情報単位の前記埋込みが次の要求条件：
    Ｔ ₁ ，最低＜Ｒ（ｂ）＜Ｔ ₁ ，最高
    ［式中、Ｒ（ｂ）＝Ｎ ₁ ／Ｎ
    Ｎ ₁ はブロックｂの“１”ビット画素の数
    最低Ｔ ₁ ；最高Ｔ ₁ は高い方の閾値と低い方の閾値
    Ｎはブロックにおける画素の総数］
    を満足させる前記所定の関係に等しくなるまで前記ブロックにおける“１”の数と“０”の数との関係を調節することを特徴とする方法。
14. ８×８ブロックには次の値：
    最低Ｔ₁＝５５
    最高Ｔ₁＝６０
    最低Ｔ₂＝４０
    最高Ｔ₂＝４５
    が適用できることを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. ビット埋込みが中で行われるビット値のかなり均一の分布をもつブロックで、それらの隣合わせの位置で等値のビットが高い率で分布することを特徴とする請求項１３記載の方法。
16. 均一ビット値をもつブロックでの前記埋込みが、種々の値の領域が集まる位置で行われて、相反する値が最も隣合うビットを変えることを特徴とする請求項１３記載の方法。
17. 前記情報の前記選択ずみ位置への埋込みに過大修正の必要な場合、対応するブロックを無効とマークづけし、それに伴い前記無効領域がＴ₁＝（最低Ｔ₁；最高Ｔ₁）、Ｔ₂＝（最低Ｔ₂；最高Ｔ₂）の範囲外に位置することを特徴とする請求項１３記載の方法。
18. 前記Ｔ₁、Ｔ₂および無効領域の間に特別の許容バッファーを導入することを特徴とする請求項１７記載の方法。
19. 二進化され符号化されたコードデータセットがデータセットにおける少なくとも１つの情報単位を埋込むことによってマークされるマークづけされた二進化され符号化されたデータセット、詳述すればイメージデータならびに可聴信号を読み取る方法において、前記データセットの特性を使用して、またキーを使用して別個位置シーケンスを生成し、イメージ画素もしくは可聴時間信号の少なくとも１つのブロックを、前記別個位置シーケンスを基礎として選び、空間的もしくは時間的ドメインから変換ブロックが多くの周波数係数を有する周波数ドメインに画素もしくは時間信号の選ばれたブロックを変換し、所定周波数領域における前記周波数の関係を調べ、前記所定の関係を基礎として前記情報を回復することを特徴とする方法。
20. データセットにおける少なくとも１つの情報ユニット埋込むことにより二進化され符号化された二層のレベルイメージデータセットをマーキングする方法において、前記データセットの特性を使用して、またキーを使用して別個位置シーケンスを生成し、個別位置シーケンスを基礎として複数のブロックを選択し、各ブロックは多くの画像エレメントを含み、各画像エレメントは“１”または“０”の値を有し、“１”の値を有する画像エレメントの数と“０”の値を有する数の間を所定の関係を特定し、前記選択ブロックにおける“１”の数と“０”の数との間の所定の関係を調べ、前記調べた関係と前記所定の関係とを比較し、前記調べた関係が、ブロックｂで符号化された“１”ビットに等しい情報単位の前記埋込みが次の要求条件：
    Ｔ ₂ ，最低＜Ｒ（ｂ）＜Ｔ ₂ ，最高
    ［式中、Ｒ（ｂ）＝Ｎ ₁ ／Ｎ
    Ｎ ₁ はブロックｂの“１”ビット画素の数
    最低Ｔ ₂ ；最高Ｔ ₂ は高い方の閾値と低い方の閾値
    Ｎはブロックにおける画素の総数］
    を満足させる前記所定の関係に等しくなるまで前記ブロックにおける“１”の数と“０”の数との関係を調節することを特徴とする方法。

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