JP5246804B2 - 時間同期化のための方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は、概してディジタル・コンテンツのセキュリティに関し、詳しくはディジタル・コンテンツの符号化及び復号化用時間同期化のための方法及びシステムに関する。

ディジタル・コンテンツの符号化及び復号化について、同期化は、極めて重要な役割を担っている。例えば、ディジタル透かし環境に於いて、同期化（「レジストレーション（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）」ともいう）は、透かし処理のようなアプリケーションでのペイロードの復号化にとって、極めて重要である。オーディオ及びビデオの透かし処理について、同期化は一般的に時間同期化の形態を取るが、一部のビデオの透かし処理方法では空間同期化も必要である。一般的な透かし同期化の方法は、次の４つの主要なカテゴリに分類できる。
（１）幾何学的に不変の変換に基づくもの（透かしが、特定の幾何変換に対して不変である信号変換領域に埋め込まれる）
（２）回復支援方法（ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｓｓｉｓｔｅｄ ｍｅｔｈｏｄ）（同期信号、或いは、周期的な透かしの自己相関（ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）が同期化に利用される）
（３）特徴に基づくもの（透かしが、コンテンツの意味論（ｓｅｍａｎｔｉｃ）的に意味のある特徴に埋め込まれる）
（４）徹底的な探索（検出処理が、可能な限りの幾何歪みについて行われる）

しかしながら、現在の同期化方式には、欠点がある。例えば、ペイロードｐをＮビットの２進シーケンスであるｂ＿０ｂ＿１ｂ＿２・・・ｂ＿{Ｎ−１}とし（ここではｂ＿ｉ＝０又はｂ＿ｉ＝１であり、０≦ｉ＜Ｎである）、 更に、ペイロードｐを繰り返して、ｂ＿０ｂ＿１ｂ＿２・・・ｂ＿{Ｎ−１}ｂ＿０ｂ＿１ｂ＿２・・・ｂ＿{Ｎ−１}・・・ｂ＿０ｂ＿１ｂ＿２・・・ｂ＿{Ｎ−１}のようにして、コンテンツ内に埋め込むと仮定すると、復号化の際、先端の切り落とし（クロッピング（ｃｒｏｐｐｉｎｇ））、挿入（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ）、削除（ｄｅｌｅｔｉｏｎ）、及び／又は、置換（ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ）（これらは、総称として、ＩＤＳと呼ばれる）等に因り、一部のペイロード・ビットが喪失され、一部のペイロード・ビットが不正確に復号化され、そして、余計なビットが付加されることがあり、その結果、復号化済みシーケンスは、ｂ＿３ｂ＿４ｂ＿６ｂ＿７ｂ＿８ａ＿０ｂ＿９ａ＿１ｂ＿１１ｂ＿１２のようになってしまうことがある（この例では、ｂ＿０ｂ＿１ｂ＿２が切り落とされ、ｂ＿５が削除され、余計なビットであるａ＿０がｂ＿８とｂ＿９との間に挿入され、ｂ＿１０がａ＿１に置き換えられている）。

従って、ＩＤＳ劣化を克服できる、ディジタル・コンテンツについての頑強な同期化方式が必要である。

本発明は、従来技術の欠点に取り組み、利点として、受信されたディジタル・コンテンツ、例えば、オーディオ及びビデオの透かし処理されるコンテンツの時間同期化のための方法、装置及びシステムを提供して、ディジタル・コンテンツの頑強な符号化及び復号化を可能にするものである。

本発明の一実施形態に於いて、ディジタル・コンテンツの時間同期化のための方法が、少なくとも１つのマーカ・シンボルと対応マーカ符号とを決定する処理であって、ディジタル・コンテンツがマーカ符号を用いて符号化される際に、マーカ・シンボルが符号化ディジタル・コンテンツによって繰り返されることのないように決定する上記処理と、ディジタル・コンテンツのペイロード内の識別可能位置に決定されたマーカ・シンボルを埋め込む処理と、決定されたマーカ符号を用いてディジタル・コンテンツのペイロードを符号化して周期シーケンスを形成する処理とを含む。マーカ・シンボルは、ディジタル・コンテンツのペイロードを復号化する際に使用されるペイロード内の識別可能位置を示しており、ディジタル・コンテンツのペイロード内の該マーカ・シンボルを識別することによって符号化ディジタル・コンテンツが復号化用に時間同期化される。

本発明の別の一実施形態に於いて、ディジタル・コンテンツの時間同期化のための方法が、ディジタル・コンテンツのペイロード内に固有の埋め込み済みマーカ・シンボルを有し、マーカ符号により符号化されて周期シーケンスが形成されているディジタル・コンテンツを受信する処理と、ディジタル・コンテンツのペイロード内に在り、ディジタル・コンテンツのペイロードを復号化する際に使用されるペイロード内の識別可能位置を示しているマーカ・シンボルを識別することによって、ディジタル・コンテンツを復号化用に時間同期化する処理と、少なくとも識別されたマーカ・シンボルの位置とマーカ符号とを用いてディジタル・コンテンツのペイロードを復号化する処理とを含む。

本発明の更に別の一実施形態に於いて、ディジタル・コンテンツの符号化処理の際に利用されるディジタル・コンテンツの時間同期化のための装置が、マーカ生成／符号化ユニットを備えており、該マーカ生成／符号化ユニットは、少なくとも１つのマーカ・シンボルと対応マーカ符号とを決定する処理であって、ディジタル・コンテンツがマーカ符号を用いて符号化される際に、マーカ・シンボルが符号化ディジタル・コンテンツによって繰り返されることのないように決定する上記処理と、ディジタル・コンテンツのペイロード内の識別可能位置に決定されたマーカ・シンボルを埋め込む処理と、決定されたマーカ符号を用いてディジタル・コンテンツのペイロードを符号化して周期シーケンスを形成する処理とを行うように構成されている。

本発明の更に別の一実施形態に於いて、ディジタル・コンテンツの復号化処理の際に利用されるディジタル・コンテンツの時間同期化のための装置が、マーカ復号化ユニットを備えており、該マーカ復号化ユニットは、ディジタル・コンテンツのペイロード内に固有の埋め込み済みマーカ・シンボルを有し、マーカ符号により符号化されて周期シーケンスが形成されている上記ディジタル・コンテンツを受信する処理と、ディジタル・コンテンツのペイロード内に在り、ディジタル・コンテンツのペイロードを復号化する際に使用されるペイロード内の識別可能位置を示しているマーカ・シンボルを識別することによって、ディジタル・コンテンツを復号化用に時間同期化する処理と、少なくとも識別されたマーカ・シンボルの位置とマーカ符号とを用いてディジタル・コンテンツのペイロードを復号化する処理とを行うように構成されている。

本発明の更に別の一実施形態に於いて、ディジタル・コンテンツの時間同期化のためのシステムがマーカ生成／符号化ユニットとマーカ復号化ユニットとを備えている。マーカ生成／符号化ユニットは、少なくとも１つのマーカ・シンボルと対応マーカ符号とを決定する処理であって、ディジタル・コンテンツがマーカ符号を用いて符号化される際に、マーカ・シンボルが符号化ディジタル・コンテンツによって繰り返されることのないように決定する上記処理と、ディジタル・コンテンツのペイロード内の識別可能位置に決定されたマーカ・シンボルを埋め込む処理と、決定されたマーカ符号を用いてディジタル・コンテンツのペイロードを符号化して周期シーケンスを形成する処理とを行うように構成されている。マーカ復号化ユニットは、ディジタル・コンテンツのペイロード内に固有の埋め込み済みマーカ・シンボルを有し、マーカ符号により符号化されて周期シーケンスが形成されている該ディジタル・コンテンツを受信する処理と、ディジタル・コンテンツのペイロード内に在り、ディジタル・コンテンツのペイロードを復号化する際に使用されるペイロード内の識別可能位置を示しているマーカ・シンボルを識別することによって、ディジタル・コンテンツを復号化用に時間同期化する処理と、少なくとも識別されたマーカ・シンボルの位置とマーカ符号とを用いてディジタル・コンテンツのペイロードを復号化する処理とを行うように構成されている。

本発明の各開示事項は、以下に述べる詳しい説明と添付図面とによって容易に理解できる。
本発明の一実施形態に従う時間同期化処理を含む受信コンテンツの符号化及び復号化のためのシステムの高水準ブロック図である。 図１の符号化及び復号化システム内のマーカ生成／符号化ユニット及び／又はマーカ復号化ユニットとして使用するのに適したマーカ・ユニットの実施形態の高水準ブロック図である。 本発明の一実施形態に従う符号器に関する方法の高水準ブロック図である。 本発明の一実施形態に従う復号器に関する方法の高水準ブロック図である。

尚、各図面は、本発明の概念を例示する目的のものであり、必ずしも本発明の説明のための唯一可能な構成を示すものではない。理解を容易にする為に、可能な場合には、同一の参照番号を用いて、各図面に共通である同一の要素を示している。

本発明は、利点として、受信されたディジタル・コンテンツ、例えば、オーディオ及びビデオの透かし処理済みコンテンツの時間同期化のための方法、装置及びシステムを提供して、頑強な符号化及び復号化を可能にする。以下、本発明を、主に、透かし処理されるコンテンツのペイロード上の埋め込みマーカ・シンボル及びマーカ符号が、符号器及び復号器によって、それぞれ、マーカ符号化及びマーカ復号化される独立型の回復支援方法の範囲内で説明するが、その本発明の具体的な実施形態は、本発明の範囲を限定するものとして解されるべきではない。本発明の概念が、ペイロードにより伝送される、或いは、ペイロードに埋め込まれる他の特定の構成を用いて有利に適用でき、また、独立型の装置に於いてマーカ符号化及びマーカ復号化を行え得ることは、当業者に理解されることであり、本発明の開示事項により判ることである。更に、本発明の概念は、他の同期化方法、例えば、同期信号の埋め込み処理と組み合わせて利用可能であり、或いは、特徴に基づく透かし処理方法と組み合わせて利用できる。

各図面に示された種々の要素の各機能は、専用ハードウェアを用いても、また、適切なソフトウェアと共にソフトウェア実行可能ハードウェアを用いても提供できる。各機能がプロセッサによって提供される場合、１つの専用プロセッサによって、或いは、１つの共用プロセッサによって、或いは、一部が共用可能な複数の個別プロセッサによって提供可能である。更に、「プロセッサ」或いは「コントローラ（制御器）」という用語の明示的な使用は、ソフトウェア実行可能ハードウェアのみを意味していると解釈されるべきではなく、暗示的に、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ソフトウェアを記憶するリード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、及び、不揮発性記憶装置が無制限に含まれ得る。更に、本発明の原理、特徴、及び、実施形態、並びに、それらの具体例についての本明細書に於ける各記載は、全て、それらの構造的な等価物と機能的な等価物とを包含するものである。更に、そのような等価物には、現時点で既知のもの、及び、将来開発されるもの（即ち、構成の如何に関係なく同じ機能を実施するように開発された全ての要素）も含まれる。

従って、当業者であれば、例えば、本願図面に示されたブロック図が、本発明の原理を実施するシステムの構成要素及び／又は回路の例を概念的に表していることが判るであろう。同様に、フローチャート、流れ図、状態遷移図、及び、擬似符号等が、種々の処理を表しており、その種々の処理が、実質的にコンピュータ読み取り可能メディアで表すことが出来、従って、明示的に示されているか否かに関係なく、コンピュータ或いはプロセッサによって実行できることが判るであろう。

時間同期化に於いては、２つの重要な問題がある。第１の問題は、ディジタル・コンテンツに於ける特定の位置（例えば、透かしシーケンスの開始点及び／又は終了点）の識別である。第２の問題は、マーキング（ｍａｒｋｉｎｇ）及び位置の識別が挿入、削除及び置換（ＩＤＳ）に対して如何に頑強であるかである。ディジタル・コンテンツ（例えば、ビデオ・フレーム、或いは、ブロック単位のオーディオ・サンプル）がデータの挿入、削除及び／又は置換を受け易いので、ＩＤＳに対する頑強さはペイロードの復号化にとって極めて重要である。

以下、本発明の種々の実施形態に従って、時間同期化の方法、装置及びシステムを説明する。以下説明する方法、装置及びシステムには、本発明の実施形態に従って、ペイロードに設けられた特別な構造体が含まれている。例えば、本発明の一実施形態では、復号化処理に於いての自動再同期化が完遂され得るように、マーカ符号がペイロードを表している。本発明の各実施形態の方法は、他の同期化方法、例えば、埋め込み同期信号、或いは、特徴に基づく透かし処理方法と組み合わせて利用できる。

図１には、本発明の一実施形態に従う、時間同期化を含む受信ディジタル・コンテンツの符号化及び復号化のためのシステムの高水準ブロック図が示されている。図１のシステム１００の例には、ディジタル・コンテンツ供給源１０５（例えば、ディジタル・カメラ）、符号器１１０、復号器１１５、及び、出力装置１２０が含まれている。図１の符号器１１０は、マーカ生成／符号化ユニット１１２と送信装置（例えば、送信アンテナ）１１４を備えている。図１の復号器１１５は、マーカ復号化ユニット１１７及び受信装置（例えば、受信アンテナ）１１９を備えている。

図１のシステム１００に於いて、符号器１１０が、ディジタル・コンテンツ供給源１０５からディジタル・コンテンツを受信する。本発明の一実施形態に従えば、マーカ生成／符号化ユニット１１２が、固有のマーカ・シンボルを決定して、それを受信ディジタル・コンテンツ（ペイロード）内に一定の間隔で挿入する。復号器１１５に於いて、特別なマーカ・シンボルを検索することによって、ペイロード内のマーカ・シンボルの位置（即ち、ペイロードの１つの完全な期間の開始点、或いは、終了点）を識別でき、従って、例えば、各マーカ・シンボルを整列させることによって、コンテンツを適切に復号化できる。本発明の一実施形態に於いて、本発明のシステムは、透かし埋め込み処理を行うことが出来る。しかしながら、透かし埋め込み装置がマーカ・シンボルを一定の間隔で挿入しても、透かし復号器による１つの完全なペイロード期間の識別は、ＩＤＳに因り、困難を伴うことがあり得る。

更に具体的に述べると、非透かし処理データ同期化アプリケーションでは、データ・ブロック長が符号化から復号化まで不変であると想定できる。そのような場合、本発明のマーカ・シンボルは、コンテンツ内に於いて既知の場所で検索されて、符号化された復号化対象のコンテンツの時間同期化に使用される。即ち、２つの該マーカ・シンボルがコンテンツ区間（例えば、データ・ブロック長）に等しい長さ以内で見つかった場合、データをその２つのマーカ・シンボルと整列するようにして同期化できる。

一方、ディジタル透かし処理アプリケーション等に於いては、ＩＤＳに因り、一部のペイロード・ビットが失われることがあり、及び／又は、一部の非ペイロード・ビットが付加されることがあり、即ち、ホスト信号に歪みが生じることがある。従って、データ・ブロック長が一定であるとは想定できない。更に、マーカ・シンボルがペイロードの一部と同じになる可能性があり、これにより不明瞭さが増すことになる。従って、本発明の各実施形態に従えば、本発明のマーカ符号化をより頑強にして透かし同期化等に有効に機能させる為に、特別なマーカ・シンボルを挿入することに加えて、ペイロード・ビットの更なる符号化をここに提案する。本発明の様々な実施形態に於いて、ここに提案するマーカ符号化方法は、ペイロードの生成時に適用される。これとは対照的に、現行の殆どの同期化方法は、ペイロードの生成後に適用される。例えば、幾何学的に不変の変換に基づく方法と特徴に基づく方法とは透かし埋め込み処理時に適用され、徹底的な探索方法は、検出段階で適用され、同期化又は自己相関方法はペイロードの生成後に適用される。しかしながら、本発明の各実施形態は、上述のような他の同期化方法と組み合わせることが可能である。即ち、本発明の各方法の実施形態は、ディジタル透かし処理システムの内側レイヤ（ペイロード生成）に於いて機能し、時間同期化について頑強さの更なるレイヤ（ｌａｙｅｒ：層）を提供する。

図１に戻ると、本発明の一実施形態に於いて、マーカ生成／符号化ユニット１１２は、固有のマーカ・シンボルを決定することに加えて、マーカ符号化も行う。更に具体的に述べると、本発明の一実施形態に於いて、ｋビットの２値数がマーカ・シンボルとして選択され（例えば、全てゼロの００・・・０とすることが出来る）、ペイロードｐ内の識別位置（即ち、ペイロードの開始点或いは終了点）に挿入される。その次に、マーカ符号化用の選択された符号語が、マーカ・シンボルがペイロード内で繰り返されないように、使用される。更に、符号語の選択は、マーカ・シンボルに幾分似ているペイロード・ビットになるような特定の符号語がペイロードのマーカ符号化に使用されないようにして、行うことが出来る。例えば、本発明の一実施形態では、ｍ個の予約（ｒｅｓｅｒｖｅｄ：リザーブド）ｋビット２値数の選択が、ｍ個の選択された符号語がペイロードの符号化に使用されないように行われる。このようにペイロードの符号化に使用されない符号語を用いる理由は、本発明のマーカ・シンボルから得られる時間同期化の頑強さを高める為である。

例えば、本発明の一実施形態に於いて、数字ｍが０から（２^∧ｋ−３）の範囲を取り、所与のｍについて、予約符号語を決定するための閉じた形の手順を導き出せる。各々がｋビット長である残りの（２^∧ｋ−ｍ−１）個の符号語について、それらを使用してペイロードｐを表し、例えば、ｐをその２値表現から、ベースが（２^∧ｋ−ｍ−１）であり符号語がｋビット長である新たな表現に変換する。例えば、２つの極値の場合について、即ち、ｍ＝０の場合、予約符号語がなく、マーカ・シンボル以外の全ての符号語がマーカ符号化に使用され、ｍ＝２^∧ｋ−３の場合、２つの符号語のみがペイロード表現に残され、従って、ペイロードの全てのビットの各々がｋビット符号語によって表されることになる。ペイロード表現処理の後に、ディジタル・コンテンツに於いて、誤り訂正符号化を適用でき、次いで、繰り返し埋め込み処理を適用できる。

マーカ・シンボルを容易に識別し、且つ、符号語とマーカ・シンボルとの最短距離（即ち、使用する復号器に従うハミング距離またはその他の距離基準）を最大化する為に、マーカ・シンボルの選択は、以下に説明する例からも判るように（２^∧ｋ−ｍ−１）個の符号語の任意の組み合わせがマーカ・シンボルとは異なるように、行うことが出来る。

マーカ符号は、簡単な例で説明できる。この例では、ｋ＝３とし、０００をマーカ・シンボルとして選ぶ。各々がマーカ・シンボル０００と１ビットのみ異なる３つの符号語１００、０１０及び００１を、頑強さを最大にする為に、予約しておき、ペイロードの符号化には使用しない。４つの可能な符号語（０１１、１０１、１１０及び１１１）が残っているので、ペイロードｐは、これらの４つの符号語を用いたベース・フォー（ｂａｓｅ ｆｏｕｒ（４））表現システムで表すことが出来る。従って、ペイロードｐ内の各２ビットは、４つの符号語０１１、１０１、１１０及び１１１のうちの１つの符号語にマッピングできる。

例えば、以下の符号は、次のように定義できる。
００→０１１
０１→１０１
１０→１１０
１１→１１１
ここで、左側はペイロードｐの２ビットを表し、右側は、それに対応する３ビットの対応符号語を表している。マーカ・シンボル０００が開始点に在る場合、マーカ符号化後のペイロードは、（３Ｎ／２＋３）ビットを有する。これらの（３Ｎ／２＋３）ビットは、更に、誤り訂正符号化され、ディジタル・コンテンツ内に繰り返して埋め込まれる。

上述のマーカ符号例の特殊な特性は、４つの符号語０１１、１０１、１１０及び１１１の各々の符号語に於いて、「０」が多くても１つしかないことである。その結果、ペイロードのマーカ符号に於いて、例えばペイロードの開始点に在るマーカ・シンボル０００を除けば、「０」が３つ連続することはない。

マーカ・シンボルが埋め込まれたマーカ符号化コンテンツは、送信装置１１４を介して復号器１１５へと送信され、受信装置１１９を介して復号器１１５に受信される。復号器１１５内のマーカ復号化ユニット１１７は、マーカ・シンボルについて受信コンテンツを検査する。マーカ復号化ユニット１１７は、繰り返し埋め込み処理されたペイロードのマーカ符号内にマーカ・シンボル（例えば、３つの連続する「０」）を識別すると、ペイロードの識別可能位置（例えば、開始点）を見つけたと、高い信頼度で、判定する。従って、本発明は、ペイロードの特定の位置（即ち、ペイロードの開始点または終了点）と例えば復号化の際のペイロードの再同期化用の位置との識別を容易に行うことを可能にする。

復号化について、１６ビットのペイロード０１０１００１１０１１０１０１１を例に取ると、本発明の一実施形態に従う対応マーカ符号は、０００１０１１０１０１１１１１１０１１１０１１０１１１とすることができる。ここで、最初の３ビット「０００」はマーカ・シンボル、次の３ビット「１０１」はビット１及び２のマーカ符号（ペイロードの「０１」）、次の３ビット「１０１」はビット３及び４のマーカ符号（ペイロードの「０１」）、等々である。この２７ビットのマーカ符号を、符号器側で、誤り訂正符号化し、ディジタル・コンテンツ内に繰り返し埋め込むことが出来る。復号器側では、例えば抽出及び誤り訂正復号化後に、マーカ復号化ユニット１１７が３つの連続する「０」についてマーカ符号を検査する。３つの連続する「０」の位置が特定されると、マーカ復号化ユニット１１７は、ペイロード・シーケンスの時間同期化用の位置を特定する。マーカ・シンボル位置とマーカ符号とを用いてディジタル・コンテンツを復号化できる。次に、復号化されたディジタル・コンテンツを出力装置１２０に伝えることが出来る。

しかしながら、透かし処理済みコンテンツについてのＩＤＳ、或いは、その他の信号処理動作に因り、復号化されるシーケンスに３つの連続する「０」が無いケースが起こり得る。本発明に従えば、マーカ復号化ユニット１１７は、最大尤度原理（ｍａｘｉｍｕｍ ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ）を適用して、どのペイロード・シーケンスが最もコンテンツ内に埋め込まれたマーカ・シンボルらしいかを判定できる。更に具体的に、且つ、上述の例について述べると、本発明の上述の実施形態では、５つの符号語「０００」、「０１１」、「１０１」、「１１０」及び「１１１」のみが符号器で使用されるので、最大尤度原理をマーカ符号化ディジタル・コンテンツに適用してどのペイロード・シーケンスが最もコンテンツ内に埋め込まれたマーカ・シンボルらしいかを判定できる。

図１に於いて、マーカ生成／符号化ユニット１１２及びマーカ復号化ユニット１１７は、それぞれ、符号器１１０及び復号器１１５に一体形成されているように示されているが、本発明の別の実施形態では、本発明のマーカ生成／符号化ユニット１１２及びマーカ復号化ユニット１１７は、独立型ユニットとして本発明の各特徴を実施できる。例えば、図２には、本発明に従って、図１の符号化及び復号化システム１００内のマーカ生成／符号化ユニット１１２及び／又はマーカ復号化ユニット１１７として使用するのに適したマーカ・ユニットの実施形態の高水準ブロック図が示されている。図２のマーカ・ユニットは、プロセッサ２１０と、制御プログラム、アルゴリズム、マーカ・シンボル、及び、マーカ符号等を記憶するメモリ２２０とを備えている。プロセッサ２１０は、例えばメモリ２２０に記憶されたソフトウェア・ルーチンの実行を支援する各回路、電源、クロック回路、キャッシュ・メモリ等のような通常の補助回路２３０と協働する。従って、ソフトウェア処理としてここに述べる一部の処理ステップは、例えばプロセッサ２１０と協働して種々のステップを行う回路としてのハードウェア内に於いて、実施できることが考えられる。マーカ・ユニットには、入出力回路２４０も含まれており、マーカ・ユニットと通信を行う種々の各機能素子相互間のインタフェースを形成している。

図２のマーカ・ユニットは、本発明に従って種々の制御機能を果たすようにプログラミングされた汎用コンピュータとして示されているが、本発明は、例えば、アプリケーション専用集積回路（ＡＳＩＣ：Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）として、ハードウェアの形態で実施できる。従って、ここに述べる各処理ステップがソフトウェア、ハードウェア、或いは、それらの組み合わせによって等価的に行われると広く解釈されることを意図している。

図３には、本発明の一実施形態に従う符号器に関する方法の高水準ブロック図が示されている。図３では、透かしペイロードが６４ビットを有すると仮定する。図３のペイロードは、先ず無損失の圧縮処理を施し、次に、暗号化処理を施すことが出来、場合によっては、その圧縮ステップ及び／又は暗号化ステップを省略できる。図３の方法３００は、ステップ３０２から開始する。このステップに於いて、ディジタル・コンテンツ（例えば、６４ビット・ペイロード）が、例えば、本発明に従ってマーカ符号化を行う符号器のマーカ生成／符号化ユニットによって受信される。次に、方法３００はステップ３０４に進む。

ステップ３０４に於いて、６ビットの周期冗長検査（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）符号がペイロードの終了点に付加され、その結果、ペイロード長が７０ビットに増える。次に、方法３００はステップ３０６に進む。

ステップ３０６に於いて、マーカ・シンボルが決定されてペイロードに埋め込まれ、対応マーカ符号がペイロードに適用されて、３×７０／２＋３の新たなシーケンスが導出され、１０８ビットのペイロードになる。即ち、上述の如く、０００がマーカ・シンボルとして選択され、一例としてペイロードの開始点に挿入でき、ペイロードの各２ビットが、符号語０１１、１０１、１１０及び１１１のうちの１つの符号語に符号化できる。上述の如く、本発明の様々な実施形態に於いて、マーカ・シンボルとマーカ符号の決定は、マーカ・シンボルがマーカ符号化コンテンツ内で繰り返されないように符号語がマーカ・シンボルと異なるように、行われる。次に、方法３００はステップ３０８に進む。

ステップ３０８に於いて、レート１／２の畳み込み符号化が１０８ビット・シーケンスに適用され、２１６ビットの２値シーケンスが得られる。次に、方法３００はステップ３１０に進む。

ステップ３１０に於いて、２１６ビット・シーケンスは、コンテンツ、例えば、ビデオ・シーケンス内に繰り返して埋め込まれ、この際、各々のフレームは２１６ビット・シーケンスの１ビットの情報を表す。種々の既知の埋め込み技術が適用でき、従って、本発明は特定の埋め込み方法に限定されるべきではない。従って、フレーム・レートが毎秒２４フレームである３分のビデオ・シーケンスの場合、埋め込み処理は、３×６０×２４／２１６回繰り返され、その結果、同期信号を別途加えないとすると、２０回の埋め込み処理になる。次に、符号化方法３００は、終了するか、或いは、オプションとしてステップ３１２に進むことが出来る。

ステップ３１２に於いて、オプションとして、同期信号を別途埋め込み、本発明の同期化の頑強さを更に高めることが出来る。

図４には、本発明の一実施形態に従う復号器に関する方法４００の高水準ブロック図が示されている。図４の方法４００はステップ４０２から開始し、このステップに於いて、本発明の各実施形態（即ち、図３の方法の符号化処理）に従って符号化されたコンテンツが、例えば本発明の復号器のマーカ復号化ユニットによって受信される。方法４００はステップ４０４に進む。

ステップ４０４に於いて、フレーム・レート変化がある場合、当該方法は、ステップ４０６に進み、このステップに於いてコンテンツが再サンプリングされる。次に、当該方法はステップ４０８に進む。フレーム・レート変化がない場合、当該方法４００はステップ４０８に進む。

ステップ４０８に於いて、１ビットの情報が各々のフレームから抽出される。次に、方法４００はステップ４１０に進む。

ステップ４１０に於いて、抽出された２値シーケンスが復号化される。符号化処理から復号化処理までの経路で歪みが無い場合、復号化シーケンスは、２０回繰り返された１０８ビットのシーケンスになる。しかしながら、クロッピング、フレームの付加もしくは削除、及び／又は、その他の信号処理の動作、或いは、悪意の有る攻撃に因り、復号化シーケンスが、誤りの無い繰り返された１０８ビットのシーケンスとは異なることが有り得る。復号化の後、方法４００はステップ４１２に進む。

ステップ４１２に於いて、復号化コンテンツは、マーカ・シンボル（例えば、３つの連続するゼロ（０００））について、検査される。マーカ・シンボルの位置が特定された場合、方法４００はステップ４１６にスキップする。マーカ・シンボルの位置が特定されない場合、方法４００は、ステップ４１４に進み、このステップに於いて最大尤度処理を行い、どのペイロード・シーケンスが最もコンテンツ内に埋め込まれたマーカ・シンボルらしいかを判定する。次に、方法４００はステップ４１６に進む。

ステップ４１６に於いて、コンテンツはマーカ復号化処理を受ける。即ち、コンテンツ内の既知の位置がマーカ・シンボルによって識別されている（即ち、コンテンツの開始点が識別され、従って、時間同期化が実現される）ので、コンテンツは、上述のマーカ符号化処理の逆の処理によって、マーカ復号化処理を受けることが出来る。次に、方法４００は、ステップ４１８に進む。

ステップ４１８に於いて、マーカ復号化コンテンツが検査されて、６４ビット後の次の６ビットが、埋め込まれたＣＲＣと一致するか否かが判定される。埋め込まれたＣＲＣが検証された場合は、ペイロードが正確に復号化されていると判断でき、当該方法は終了する。マーカ・シンボルが見つかった全てのケースについて、ＣＲＣが一致しない場合、本発明の一実施形態では、方法４００は更に１ステップ先のステップ４２０に進むことが出来る。

ステップ４２０に於いて、マーカ・シンボルより前の各ペイロード・ビットとマーカ・シンボルの後の各ペイロード・ビットとが収集される（即ち、ペイロード・シーケンスが再定義される）。例えば、前のペイロード・シーケンスの最後の２０ビットと現在のペイロード・シーケンスの最初の４４ビットとを収集できる。次に、当該方法はステップ４２２に進む。

ステップ４２２に於いて、この新たな６４ビットのシーケンスのＣＲＣが、埋め込まれたＣＲＣと一致する場合、ペイロードは正確に復号化されており、方法４００は終了する。この新たな６４ビットのシーケンスのＣＲＣが、埋め込まれたＣＲＣと一致しない場合、方法４００はステップ４２０に戻ることが出来る。本発明の方法４００は、正確に復号化され得るペイロード・シーケンスを特定するべく、ステップ４２０の様々な反復を行うことが出来る。

上述の各方法を符号器と復号器について説明したが、本発明の創意に富んだ各特徴はこれらに限定されるものではない。本発明のマーカ・シンボルの選択、マーカ符号の選択、マーカ符号の符号化、及び、マーカ符号の復号化は、符号器及び復号器に含まれていない独立型の装置で実施できる。従って、本発明の一実施形態に従う独立型のマーカ生成／符号化装置は、上述の如く、ディジタル・コンテンツがマーカ符号で符号化される場合にマーカ・シンボルがその符号化ディジタル・コンテンツによって繰り返されないように少なくとも１つのマーカ・シンボルと対応マーカ符号とを決定し、決定したマーカ・シンボルをディジタル・コンテンツのペイロード内の識別可能位置に埋め込み、決定したマーカ符号でディジタル・コンテンツのペイロードをマーカ符号化して周期シーケンスを形成する。即ち、本発明の一実施形態に従う独立型のマーカ生成／符号化装置を適用する場合、例えば図３の方法３００の全ての方法ステップがその独立型のマーカ生成／符号化装置で実施される訳ではなく、従来の各符号化ステップは、付随した符号器で行われる。

同様に、本発明の一実施形態に従う独立型のマーカ符号復号化装置は、上述の如く、ペイロードに埋め込み済みの固有のマーカ・シンボルを有するディジタル・コンテンツであって、マーカ符号によって符号化されて周期シーケンスが形成された該ディジタル・コンテンツを受信し、該ディジタル・コンテンツのペイロードの復号化に使用されるペイロード内の識別可能位置を示すマーカ・シンボルであって、該ディジタル・コンテンツのペイロード内に在る該マーカ・シンボルを識別することによって該ディジタル・コンテンツを復号化用に時間同期化し、少なくとも識別されたマーカ・シンボルの位置とマーカ符号とによって該ディジタル・コンテンツのペイロードを復号化することを含む方法を実施できる。即ち、本発明の一実施形態に従う独立型のマーカ符号復号化装置を適用する場合、例えば図４の方法４００の全ての方法ステップがその独立型のマーカ符号復号化装置で実施される訳ではなく、従来の復号化ステップは、付随する復号器で行われる。

以上、例えば、固有のマーカ・シンボルと対応マーカ符号とに基づくディジタル・コンテンツの時間同期化のための方法、装置及びシステムについての様々な実施形態（これらの実施形態は、例であって、限定するものではない）を説明したが、上述の各開示事項に照らして種々の修正及び変形が当業者によって考案され得る。従って、ここに開示した本発明の個々の実施形態に、本願特許請求の範囲の各請求項に定められた本発明の適用範囲と本発明の意図の範囲内に於いて、種々の変更を加えることが出来ることは理解されるべきである。上述の説明は本発明の様々な実施形態についてのものであるが、本発明の基本適用範囲から逸脱することなく、本発明の別の更なる種々の実施形態を考案できるであろう。

１００ 符号化及び復号化システム
１０５ コンテンツ供給源
１１０ 符号器
１１２ マーカ生成／符号化ユニット
１１４ 送信装置
１１５ 復号器
１１７ マーカ復号化ユニット
１１９ 受信装置
１２０ 出力装置
２４０ 入出力回路
２３０ 補助回路
２１０ プロセッサ
２２０ メモリ
３００ 符号器に関する方法
４００ 復号器に関する方法

Claims (17)

1. ディジタル・コンテンツの時間同期化のための方法であって、
   少なくとも１つのマーカ・シンボルと該マーカ・シンボルから導出される対応マーカ符号語とを決定するステップと、
   前記対応マーカ符号語のうちどれが前記マーカ・シンボルに類似する前記ディジタル・コンテンツの符号化済みペイロード・ビットになるかを決定するステップと、
   前記ディジタル・コンテンツのペイロード内の位置に前記決定されたマーカ・シンボルを埋め込むステップと、
   前記決定されたマーカ符号語を使用して前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードを符号化して周期シーケンスを形成するステップであって、前記マーカ・シンボルに類似する前記ディジタル・コンテンツの符号化済みペイロード・ビットになるマーカ符号語が、該ディジタル・コンテンツが符号化される際に該マーカ・シンボルが繰り返されることのないように該ディジタル・コンテンツのペイロードを符号化するために使用されない、該ステップと、
   を含み、
   前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロード内の前記マーカ・シンボルを識別することによって前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードが復号のために時間同期化され、該マーカ・シンボルが、前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードを復号する際に使用される前記ペイロード内の位置をマーキングする、前記方法。
2. 前記ディジタル・コンテンツを誤り訂正符号化するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記マーカ・シンボルが一定の間隔で前記ディジタル・コンテンツに埋め込まれる、請求項１に記載の方法。
4. 前記一定の間隔がペイロード区間を含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロード内に同期信号を別途埋め込むステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記符号化ディジタル・コンテンツを復号装置へ送信するために符号化するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
7. ＣＲＣ符号を前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードに付加するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
8. ディジタル・コンテンツの時間同期化のための方法であって、
   ディジタル・コンテンツのペイロード内に固有の埋め込み済みマーカ・シンボルを有する該ディジタル・コンテンツを受信するステップであって、該ディジタル・コンテンツが該マーカ・シンボルから導出されたマーカ符号語を使用して符号化されて周期シーケンスが形成されており、前記マーカ・シンボルに類似する前記ディジタル・コンテンツの符号化済みペイロード・ビットになるマーカ符号語が、該ディジタル・コンテンツが符号化される際に該マーカ・シンボルが繰り返されることのないように該ディジタル・コンテンツのペイロードを符号化するために使用されない、該ステップと、
   前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロード内の前記マーカ・シンボルを識別することによって前記ディジタル・コンテンツを復号のために時間同期化するステップであって、該マーカ・シンボルが前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードを復号する際に使用される前記ペイロード内の識別可能位置をマーキングしている、該ステップと、
   少なくとも前記識別されたマーカ・シンボルの位置と前記マーカ符号語とを使用して前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードを復号するステップと、
   を含み、
   前記受信されたマーカ符号化ディジタル・コンテンツが更に抽出処理と誤り訂正復号処理とを受ける、前記方法。
9. 前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロード内のマーカ・シンボルが識別されないことに応答して、最大尤度原理が前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードに適用されて、どのペイロード・シーケンスが最も前記コンテンツ内に埋め込まれたマーカ・シンボルらしいかが判定される、請求項８に記載の方法。
10. 前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードに付加された周期冗長検査（ＣＲＣ）符号を検査して前記ディジタル・コンテンツが適切に復号されているか否かを判定するステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
11. 検査されたＣＲＣ符号が符号化処理において前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードに付加されたＣＲＣ符号と一致しない場合、前記ディジタル・コンテンツ内の前記付加されたＣＲＣ符号を位置特定して識別するべく、識別されたマーカ・シンボルの前後の各ペイロード・ビットが再編成される、請求項１０に記載の方法。
12. ディジタル・コンテンツの符号化処理の際に使用される前記ディジタル・コンテンツの時間同期化のための装置であって、
    マーカ生成／符号化ユニットを備えており、
    前記マーカ生成／符号化ユニットが、
    少なくとも１つのマーカ・シンボルと該マーカ・シンボルから導出される対応マーカ符号語とを決定する処理と、
    前記対応マーカ符号語のうちどれが前記マーカ・シンボルに類似する前記ディジタル・コンテンツの符号化済みペイロード・ビットになるかを決定する処理と、
    前記ディジタル・コンテンツのペイロード内の位置に前記決定されたマーカ・シンボルを埋め込む処理と、
    前記決定されたマーカ符号語を使用して前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードを符号化して周期シーケンスを形成する処理であって、前記マーカ・シンボルに類似する前記ディジタル・コンテンツの符号化済みペイロード・ビットになるマーカ符号語が、該ディジタル・コンテンツが符号化される際に該マーカ・シンボルが繰り返されることのないように該ディジタル・コンテンツのペイロードを符号化するために使用されない、該処理と、
    を行うように構成されている、前記装置。
13. 当該装置が符号器を備える、請求項１２に記載の装置。
14. 前記マーカ・シンボルと前記対応マーカ符号語とが、オーディオ又はビデオのディジタル・コンテンツの透かし処理の際に使用される、請求項１２に記載の装置。
15. 前記符号化ディジタル・コンテンツを復号化装置に送信する送信器を更に備えている、請求項１２に記載の装置。
16. ディジタル・コンテンツの時間同期化のためのシステムであって、
    少なくとも１つのマーカ・シンボルと該マーカ・シンボルから導出される対応マーカ符号語とを決定する処理と、
    前記対応マーカ符号語のうちどれが前記マーカ・シンボルに類似する前記ディジタル・コンテンツの符号化済みペイロード・ビットになるかを決定する処理と、
    前記ディジタル・コンテンツのペイロード内の位置に前記決定されたマーカ・シンボルを埋め込む処理と、
    前記決定されたマーカ符号語を使用して前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードを符号化して周期シーケンスを形成する処理であって、前記マーカ・シンボルに類似する前記ディジタル・コンテンツの符号化済みペイロード・ビットになるマーカ符号語が、該ディジタル・コンテンツが符号化される際に該マーカ・シンボルが繰り返されることのないように該ディジタル・コンテンツのペイロードを符号化するために使用されない、該処理と、
    を行うように構成されているマーカ生成／符号化ユニットと、
    ディジタル・コンテンツのペイロード内に固有の埋め込み済みマーカ・シンボルを有する該ディジタル・コンテンツを受信する処理であって、該ディジタル・コンテンツが該マーカ・シンボルから導出されたマーカ符号語を使用して符号化されて周期シーケンスが形成されており、前記マーカ・シンボルに類似する前記ディジタル・コンテンツの符号化済みペイロード・ビットになるマーカ符号語が、該ディジタル・コンテンツが符号化される際に該マーカ・シンボルが繰り返されることのないように該ディジタル・コンテンツのペイロードを符号化するために使用されない、該処理と、
    前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロード内の前記マーカ・シンボルを識別することによって前記ディジタル・コンテンツを復号のために時間同期化する処理であって、該マーカ・シンボルが前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードを復号する際に使用される前記ペイロード内の識別可能位置をマーキングしている、該処理と、
    少なくとも前記識別されたマーカ・シンボルの位置と前記マーカ符号語とを使用して前記ディジタル・コンテンツの前記ペイロードを復号する処理と、
    を行うように構成されているマーカ復号ユニットと、
    を備える、前記システム。
17. 前記復号済みディジタル・コンテンツを提示する出力装置を更に備える、請求項１６に記載のシステム。

Images