JP5338170B2 - Apparatus, method and program for embedding and extracting digital watermark information - Google Patents

Apparatus, method and program for embedding and extracting digital watermark information Download PDF

Info

Publication number
JP5338170B2
JP5338170B2 JP2008187444A JP2008187444A JP5338170B2 JP 5338170 B2 JP5338170 B2 JP 5338170B2 JP 2008187444 A JP2008187444 A JP 2008187444A JP 2008187444 A JP2008187444 A JP 2008187444A JP 5338170 B2 JP5338170 B2 JP 5338170B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
symbol
band
modulation
signal
carrier signals
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008187444A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010026242A (en
Inventor
嘉一 横谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP2008187444A priority Critical patent/JP5338170B2/en
Publication of JP2010026242A publication Critical patent/JP2010026242A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5338170B2 publication Critical patent/JP5338170B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Description

この発明は、電子透かし情報の埋め込み伝送技術に係り、特に空気中を伝播する音響信号等に電子透かし情報を埋め込んで伝送し、受信側において音響信号等から電子透かし情報を抽出する技術に関する。   The present invention relates to a technique for embedding and transmitting digital watermark information, and more particularly to a technique for embedding and transmitting digital watermark information in an acoustic signal propagating in the air and extracting the digital watermark information from the acoustic signal or the like on the receiving side.

オーディオ信号を電子透かし情報の担い手であるキャリア信号とし、このキャリア信号の一部の帯域に電子透かし情報を埋め込んで伝送する技術が各種提案されている(例えば特許文献1参照)。この埋め込み技術によれば、例えば電子透かし情報の埋め込まれたオーディオ信号が音として再生され、この音をマイクにより収音することにより得られるオーディオ信号が録音されて伝播する過程においても、録音されたオーディオ信号に電子透かし情報を留めておくことができる。従って、この埋め込み技術は、圧縮符号化データに電子透かし情報を埋め込む技術に比べて、幅広い用途に使用することができる。
特許第3659321号
Various techniques have been proposed in which an audio signal is used as a carrier signal that bears digital watermark information, and the digital watermark information is embedded in a part of the band of the carrier signal for transmission (see, for example, Patent Document 1). According to this embedding technique, for example, an audio signal in which digital watermark information is embedded is reproduced as sound, and the audio signal obtained by collecting the sound with a microphone is recorded and propagated in the process of being recorded and propagated. Digital watermark information can be kept in an audio signal. Therefore, this embedding technique can be used for a wider range of applications than the technique of embedding digital watermark information in compression-encoded data.
Japanese Patent No. 3659321

ところで、上述した従来の技術において、電子透かし情報が埋め込まれているキャリア信号の帯域が分かると、キャリア信号を取得した第3者がこの帯域から電子透かし情報を抽出することが可能になるため、その帯域に埋め込まれた電子透かし情報を改竄する、といった行為が可能になるという問題があった。   By the way, in the above-described conventional technology, when the band of the carrier signal in which the digital watermark information is embedded is known, it becomes possible for a third party who has acquired the carrier signal to extract the digital watermark information from this band. There has been a problem that an act of falsifying digital watermark information embedded in the band becomes possible.

この発明は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、電子透かし情報をキャリア信号に埋め込んで伝送する場合においてキャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報の秘匿性を高めることができる技術的手段を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the circumstances described above, and technical means that can enhance the confidentiality of digital watermark information embedded in a carrier signal when the digital watermark information is embedded in a carrier signal for transmission. The purpose is to provide.

この発明は、キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割手段と、電子透かし情報を示す各シンボルに対応した変調信号を各々発生する変調信号生成手段と、前記複数の帯域キャリア信号を所定時間長のシンボルフレームに区切り、各シンボルフレーム内の複数の帯域キャリア信号において、前記複数の帯域キャリア信号の各帯域間を横切る方向に分散し、かつ、時間軸方向に分散した複数の変調対象要素に対し、前記変調信号生成手段により発生された1シンボル分の変調信号を用いた変調処理を施す埋め込み手段と、前記埋め込み手段による処理を終えた複数の帯域キャリア信号を合成して、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成手段とを具備することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み装置を提供する。
また、この発明は、キャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割手段と、前記複数の帯域キャリア信号を所定時間長のシンボルフレームに区切り、各シンボルフレーム内の複数の帯域キャリア信号において、前記複数の帯域キャリア信号の各帯域間を横切る方向に分散し、かつ、時間軸方向に分散した複数の変調対象要素に対して復調処理を施し、復調結果信号を出力する復調手段と、前記復調手段から得られる復調結果信号と所定のシンボルを示す変調信号との相互相関係数を算出し、この相互相関係数の算出結果に基づいて、キャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報を示すシンボルを判定する電子透かし情報抽出手段とを具備することを特徴とする電子透かし情報の抽出装置を提供する。
この発明による埋め込み装置の埋め込み手段は、複数の帯域キャリア信号の各帯域間を横切る方向に分散し、かつ、時間軸方向に分散した複数の変調対象要素に対し、変調信号生成手段により発生された1シンボル分の変調信号を用いた変調処理を施す。従って、この発明による抽出装置以外の装置がキャリア信号を構成する複数の帯域キャリア信号の中の複数の変調対象要素を特定し、それらからキャリア信号に埋め込まれたシンボルを抽出することは極めて困難である。従って、この発明によれば、キャリア信号に埋め込まれる電子透かし情報の秘匿性を高めることができる。
なお、特許文献1は、電子透かし情報の埋め込み先である帯域を変化させる技術(例えば特許文献1の図11参照)を開示している。しかし、この技術は、シンボルフレーム単位で埋め込み先の帯域を変えるものであり、本発明のように、複数の帯域キャリア信号間に分散し、かつ、時間軸方向に分散した複数の変調対象要素の列に対して、1つのシンボルを示す変調信号による変調処理を施すものではない。
The present invention provides a band dividing means for performing band division on a carrier signal and outputting a plurality of band carrier signals belonging to different bands, and a modulation signal generating means for generating a modulation signal corresponding to each symbol indicating digital watermark information. And the plurality of band carrier signals are divided into symbol frames having a predetermined time length, and the plurality of band carrier signals in each symbol frame are distributed in a direction crossing between the bands of the plurality of band carrier signals, and time Embedding means for performing modulation processing using a modulation signal for one symbol generated by the modulation signal generating means on a plurality of modulation target elements dispersed in the axial direction, and a plurality of bands after processing by the embedding means Band synthesizing means for synthesizing carrier signals and outputting a carrier signal in which digital watermark information is embedded. Providing embedding apparatus of the electronic watermark information and said.
The present invention also provides band dividing means for performing band division on a carrier signal and outputting a plurality of band carrier signals belonging to mutually different bands, and dividing the plurality of band carrier signals into symbol frames having a predetermined time length, In a plurality of band carrier signals in a frame, a demodulation process is performed on a plurality of modulation target elements dispersed in a direction crossing between the bands of the plurality of band carrier signals and dispersed in a time axis direction. A cross-correlation coefficient between a demodulation means for outputting a signal, a demodulation result signal obtained from the demodulation means and a modulation signal indicating a predetermined symbol, and based on the calculation result of the cross-correlation coefficient, An electronic watermark information extracting device comprising: electronic watermark information extracting means for determining a symbol indicating embedded digital watermark information To provide.
The embedding means of the embedding device according to the present invention is generated by the modulation signal generating means for a plurality of modulation target elements dispersed in a direction crossing between each band of a plurality of band carrier signals and dispersed in a time axis direction. Modulation processing using a modulation signal for one symbol is performed. Therefore, it is extremely difficult for an apparatus other than the extracting apparatus according to the present invention to identify a plurality of modulation target elements in a plurality of band carrier signals constituting a carrier signal and extract symbols embedded in the carrier signal from them. is there. Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the confidentiality of the digital watermark information embedded in the carrier signal.
Note that Patent Literature 1 discloses a technique (for example, see FIG. 11 of Patent Literature 1) that changes a band into which digital watermark information is embedded. However, this technique changes the embedding band in symbol frame units, and as in the present invention, a plurality of modulation target elements distributed between a plurality of band carrier signals and distributed in the time axis direction. The column is not subjected to a modulation process using a modulation signal indicating one symbol.

以下、図面を参照し、この発明の一実施形態について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

<第1実施形態>
キャリア信号に電子透かし情報を埋め込んで伝送する埋め込み伝送技術は、電子透かし情報の抽出の際に電子透かし情報の埋め込まれていない元のキャリア信号を必要としないブラインド透かし方式の埋め込み伝送技術と、元のキャリア信号を必要とするノンブラインド透かし方式の埋め込み伝送技術に大別される。以下説明する第1実施形態は、前者のブラインド透かし方式の埋め込み伝送技術に属する。
<First Embodiment>
An embedded transmission technique in which digital watermark information is embedded in a carrier signal and transmitted is a blind watermark embedded transmission technique that does not require an original carrier signal in which digital watermark information is not embedded in the extraction of digital watermark information. It is roughly classified into a non-blind watermarking embedded transmission technique that requires a single carrier signal. The first embodiment described below belongs to the former blind watermarking embedded transmission technique.

図1は、この発明の第1実施形態による電子透かし情報の埋め込み装置100の構成を示すブロック図、図2は、同実施形態による電子透かし情報の抽出装置200の構成を示すブロック図である。なお、埋め込み装置100および抽出装置200の各々は、キャリア信号へ電子透かし情報を埋め込む処理またはキャリア信号から電子透かし情報を抽出する処理を実行する専用のハードウェアとして実現してもよいし、埋め込み処理や抽出処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムとして実現してもよい。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital watermark information embedding device 100 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a digital watermark information extracting device 200 according to the first embodiment. Note that each of the embedding device 100 and the extraction device 200 may be realized as dedicated hardware for executing processing for embedding digital watermark information in a carrier signal or processing for extracting digital watermark information from a carrier signal, or embedding processing. Or a computer program that causes a computer to execute extraction processing.

まず、図1に示す電子透かし情報の埋め込み装置100について説明する。図1において、帯域分割部110は、キャリア信号のサンプル列に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属するM個の帯域キャリア信号を出力する。ここで、キャリア信号は、オーディオ信号であってもよいし、画像を構成する画素信号をラスタスキャン順に一次元化した信号であってもよい。   First, the digital watermark information embedding device 100 shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, a band dividing unit 110 performs band division on a sample sequence of carrier signals and outputs M band carrier signals belonging to different bands. Here, the carrier signal may be an audio signal, or may be a signal obtained by one-dimensionalizing pixel signals constituting an image in the raster scan order.

ある好ましい態様において、帯域分割部110は、窓掛け部と、帯域分割フィルタバンクとにより構成されている(図示略)。ここで、窓掛け部は、キャリア信号のサンプル列を1ハーフブロック当たりNサンプルのハーフブロックに区切る処理と、現在までの最新の1ブロック=2ハーフブロックのサンプル列に窓関数を乗じて帯域分割フィルタバンクに供給する処理を繰り返す。帯域分割フィルタバンクは、各々、通過帯域中心角周波数が異なったM個の複素係数BPF(Band Pass Filter;帯域通過フィルタ)からなる。各複素係数BPFは、窓掛け部から窓関数の乗算された1ブロック分のサンプルの列を受け取る都度、受け取ったサンプル列に対して、各々の通過帯域中心角周波数に対応した複素係数を用いたBPF処理を施すことにより、サンプル列に含まれた通過帯域中心角周波数の成分を示す複素スペクトラム係数を算出し、帯域キャリア信号として出力する。   In a preferable aspect, the band dividing unit 110 includes a windowing unit and a band dividing filter bank (not shown). Here, the windowing unit divides the band by multiplying the sample sequence of the carrier signal into half blocks of N samples per half block, and multiplying the sample sequence of the latest 1 block = 2 half blocks up to the present by a window function The process of supplying to the filter bank is repeated. Each of the band division filter banks includes M complex coefficients BPF (Band Pass Filter) having different passband center angular frequencies. Each time the complex coefficient BPF receives a sequence of samples for one block multiplied by a window function from the windowing unit, a complex coefficient corresponding to each passband center angular frequency is used for the received sample sequence. By performing the BPF process, a complex spectrum coefficient indicating a component of the passband center angular frequency included in the sample sequence is calculated and output as a band carrier signal.

他の好ましい態様において、帯域分割部110は、上記と同様な窓掛け部と、窓掛け部により窓関数が乗算された1ブロック分のサンプル列にFFT(Fast Fourier Transform;高速フーリエ変換)を施して、異なる周波数に対応したM個の複素スペクトラム係数を算出するFFT部とにより構成される。   In another preferred embodiment, the band dividing unit 110 performs an FFT (Fast Fourier Transform) on a windowing unit similar to the above and a sample sequence for one block obtained by multiplying the window function by the windowing unit. The FFT unit calculates M complex spectrum coefficients corresponding to different frequencies.

以上の各態様では、Lブロック分(Lは2以上の整数)のキャリア信号から得られる複素スペクトラム係数(帯域キャリア信号)が電子透かし情報を示すシンボル列における1個のシンボルの埋め込み先となる。   In each of the above modes, a complex spectrum coefficient (band carrier signal) obtained from carrier signals for L blocks (L is an integer of 2 or more) is an embedding destination of one symbol in a symbol string indicating digital watermark information.

さらに他の好ましい態様において、帯域分割部110は、複素ウェーブレット変換部または複素ウェーブレットパケット分解部である。この態様において、帯域分割部110は、キャリア信号のサンプル列を時間軸上においてオーバラップしないブロックに区切り、区切ったブロックに対して複素ウェーブレット変換または複素ウェーブレットパケット分解を施し、M帯域分の複素ウェーブレット係数を帯域キャリア信号として出力する。この態様では、Lブロック分の複素ウェーブレット変換または複素ウェーブレットパケット分解から得られる複素ウェーブレット係数が、電子透かし情報を示すシンボル列の1個のシンボルの埋め込み先となる。
以下では、帯域分割部110が、帯域毎に、Lブロック(1シンボルフレーム)当たり(N/M)*L個の帯域キャリア信号のサンプルを出力するものとする。
In still another preferred embodiment, the band dividing unit 110 is a complex wavelet transform unit or a complex wavelet packet decomposition unit. In this aspect, the band division unit 110 divides the sample sequence of the carrier signal into blocks that do not overlap on the time axis, performs complex wavelet transform or complex wavelet packet decomposition on the divided blocks, and performs complex wavelet for M bands. Coefficients are output as band carrier signals. In this aspect, a complex wavelet coefficient obtained from complex wavelet transform or complex wavelet packet decomposition for L blocks is an embedding destination of one symbol in a symbol string indicating digital watermark information.
In the following, it is assumed that band division section 110 outputs (N / M) * L band carrier signal samples per L block (one symbol frame) for each band.

絶対値検出部121は、帯域分割部110が出力するM個の帯域キャリア信号の各々の実数部と虚数部とから各帯域キャリア信号の絶対値成分を算出する。また、偏角検出部122は、帯域分割部110が出力するM個の帯域キャリア信号の各々の実数部と虚数部とから各帯域キャリア信号の偏角成分を算出する。   The absolute value detection unit 121 calculates an absolute value component of each band carrier signal from the real part and imaginary part of each of the M band carrier signals output from the band division unit 110. Further, the declination detection unit 122 calculates the declination component of each band carrier signal from the real part and imaginary part of each of the M band carrier signals output from the band division unit 110.

変調信号生成部131および132は、電子透かし情報を示すシンボルに応じた変調信号を発生する手段である。本実施形態による埋め込み装置100は、電子透かし情報を示すシンボルを埋め込むための手段として、絶対値検出部121から得られるM個の帯域キャリア信号の絶対値成分にシンボルを埋め込む第1埋め込み部140と、偏角検出部122から得られるM個の帯域キャリア信号の偏角成分にシンボルを埋め込む第2埋め込み部150とを有している。変調信号生成部131は、前者の第1埋め込み部140に対し、埋め込み対象であるシンボルを示す変調信号を供給する手段である。変調信号生成部132は、後者の第2埋め込み部150に対し、埋め込み対象であるシンボルを示す変調信号を供給する手段である。変調信号生成部131および132は、電子透かし情報を示すシンボル列のうち異なるシンボルに対応した各変調信号を発生するものであってもよいし、同じシンボルに対応した変調信号を重複して発生するものであってもよい。   Modulation signal generation units 131 and 132 are means for generating a modulation signal corresponding to a symbol indicating digital watermark information. The embedding device 100 according to the present embodiment includes a first embedding unit 140 that embeds symbols in the absolute value components of M band carrier signals obtained from the absolute value detection unit 121 as means for embedding symbols indicating digital watermark information. And a second embedding unit 150 that embeds symbols in the declination components of the M band carrier signals obtained from the declination detection unit 122. The modulation signal generation unit 131 is a unit that supplies a modulation signal indicating a symbol to be embedded to the first embedding unit 140. The modulation signal generation unit 132 is a unit that supplies a modulation signal indicating a symbol to be embedded to the second second embedding unit 150. The modulation signal generation units 131 and 132 may generate modulation signals corresponding to different symbols in the symbol string indicating the digital watermark information, or generate the modulation signals corresponding to the same symbol in duplicate. It may be a thing.

変調信号生成部131および132の各々は、1個のシンボルを示す変調信号として、互いに逆相関係にある2相の変調信号を発生する。これらの変調信号は、1シンボル当たりLm個(Lm≦M×(N/M)*L)のサンプルにより構成されている。図1に示す例において、変調信号生成部131は、1つのシンボルbを示す変調信号として正逆2相の三角波信号を発生している。ここで、正相の変調信号は、表現するシンボルbがビット“0”である場合には前半が山、後半が谷の波形となり、表現するシンボルがビット“1”である場合には前半が谷、後半が山の波形となる。そして、逆相の変調信号は、これとは逆相の信号となる。   Each of the modulation signal generation units 131 and 132 generates a two-phase modulation signal having an opposite phase relationship as a modulation signal indicating one symbol. These modulation signals are composed of Lm samples (Lm ≦ M × (N / M) * L) per symbol. In the example illustrated in FIG. 1, the modulation signal generation unit 131 generates a forward / reverse two-phase triangular wave signal as a modulation signal indicating one symbol b. Here, when the symbol b to be expressed is a bit “0”, the positive phase modulation signal has a peak in the first half and a waveform in the valley in the second half. When the symbol to be expressed is a bit “1”, the first half is The valley and the latter half have a mountain waveform. The modulated signal having the opposite phase is a signal having the opposite phase.

第1埋め込み部140は、スペクトログラム記憶部141と、乗算器142と、加算器143とを有する。スペクトログラム記憶部141には、1シンボルフレーム毎に絶対値検出部121から得られるM×(N/M)*L個の帯域キャリア信号の絶対値がM行(N/M)*L列の行列として書き込まれる。   The first embedding unit 140 includes a spectrogram storage unit 141, a multiplier 142, and an adder 143. The spectrogram storage unit 141 is a matrix in which the absolute values of M × (N / M) * L band carrier signals obtained from the absolute value detection unit 121 for each symbol frame are M rows (N / M) * L columns. Written as

図1に示す例において、スペクトログラム記憶部141を示すボックスの中には帯域キャリア信号の絶対値を要素とするM行(N/M)*L列の行列が図示されており、この行列の各要素の中には数字1’〜12’の記入された要素と、数字1〜12の記入された要素がある。ここで、数字1’〜12’の記入された各要素は、変調信号生成部131から与えられる正相の変調信号による変調処理の対象となる要素(以下、正相変調対象要素という)を例示するものである。また、数字1〜12の記入された各要素は、変調信号生成部131から与えられる逆相の変調信号による変調処理の対象となる要素(以下、逆相変調対象要素という)を例示するものである。   In the example shown in FIG. 1, in the box indicating the spectrogram storage unit 141, a matrix of M rows (N / M) * L columns whose elements are absolute values of band carrier signals is illustrated. Among the elements, there are elements written with numbers 1 ′ to 12 ′ and elements written with numbers 1 to 12. Here, each element in which the numbers 1 ′ to 12 ′ are entered is an example of an element (hereinafter referred to as a positive phase modulation target element) that is a target of modulation processing using a positive phase modulation signal provided from the modulation signal generation unit 131. To do. Also, each element with the numbers 1 to 12 is an example of an element (hereinafter referred to as an anti-phase modulation target element) that is a target of modulation processing using the anti-phase modulation signal given from the modulation signal generation unit 131. is there.

第1埋め込み部140は、これらの各正相変調対象要素と各逆相変調対象要素がスペクトログラム記憶部141に記憶されたM行(N/M)*L列の行列のどこに所在するか、すなわち、シンボルの埋め込み先の所在を示す2次元埋め込みパターンを予め記憶している。そして、第1埋め込み部140は、この2次元埋め込みパターンに従い、スペクトログラム記憶部141に記憶されたM行(N/M)*L列の各行列要素(帯域キャリア信号の絶対値のサンプル)のうち一連の正相変調対象要素の列に対する正相の変調信号に応じた振幅変調処理と一連の逆相変調対象要素の列に対する逆相の変調信号に応じた振幅変調処理を実行する。   The first embedding unit 140 determines where each of these positive phase modulation target elements and each of the negative phase modulation target elements is located in a matrix of M rows (N / M) * L columns stored in the spectrogram storage unit 141, that is, A two-dimensional embedding pattern indicating the location of the symbol embedding destination is stored in advance. Then, according to this two-dimensional embedding pattern, the first embedding unit 140 out of matrix elements (samples of absolute values of band carrier signals) of M rows (N / M) * L columns stored in the spectrogram storage unit 141 Amplitude modulation processing according to the positive-phase modulation signal for the series of normal-phase modulation target element sequences and amplitude-modulation processing according to the negative-phase modulation signal for the series of reverse-phase modulation target element sequences are executed.

さらに詳述すると、第1埋め込み部140は、スペクトログラム記憶部141に記憶されたM行L列の行列要素の中から複数の正相変調対象要素(図1の例では数字1’〜12’の記入された各要素)を読み出し、これらの各正相変調対象要素と変調信号生成部131から与えられる正相の変調信号の各サンプル(この例では12個のサンプルの各々)との乗算を乗算器142に各々行わせる。そして、各乗算結果と各正相変調対象要素(図1の例では数字1’〜12’の記入されたもの各要素)との加算を加算器143に行わせ、この各加算結果をスペクトログラム記憶部141内の元の各正相変調対象要素に上書きするのである。また、第1埋め込み部140は、スペクトログラム記憶部141に記憶されたM行L列の行列要素の中から複数の逆相変調対象要素(図1の例では数字1〜12の記入された各要素)を読み出し、これらの各逆相変調対象要素と変調信号生成部131から与えられる逆相の変調信号の各サンプル(この例では12個のサンプルの各々)との乗算を乗算器142に各々行わせる。そして、各乗算結果と各逆相変調対象要素(図1の例では数字1〜12の記入された各要素)との加算を加算器143に行わせ、この各加算結果をスペクトログラム記憶部141内の元の各逆相変調対象要素に上書きするのである。   More specifically, the first embedding unit 140 selects a plurality of positive phase modulation target elements (numbers 1 ′ to 12 ′ in the example of FIG. 1) from among the matrix elements of M rows and L columns stored in the spectrogram storage unit 141. Read each element), and multiply each positive phase modulation target element by each sample (each of 12 samples in this example) of the positive phase modulation signal provided from the modulation signal generator 131. Each of the containers 142 is made to perform. Then, the adder 143 is caused to add each multiplication result and each positive phase modulation target element (each element in which numerals 1 ′ to 12 ′ are entered in the example of FIG. 1), and each addition result is stored in a spectrogram. Each original positive phase modulation target element in the unit 141 is overwritten. In addition, the first embedding unit 140 includes a plurality of anti-phase modulation target elements (elements numbered 1 to 12 in the example of FIG. 1) among the matrix elements of M rows and L columns stored in the spectrogram storage unit 141. ) And each of the anti-phase modulation target elements and the respective samples (in this example, each of 12 samples) of the anti-phase modulation signal provided from the modulation signal generation unit 131 are multiplied by the multiplier 142. Make it. Then, the adder 143 performs addition of each multiplication result and each anti-phase modulation target element (elements with numerals 1 to 12 in the example of FIG. 1), and the addition result is stored in the spectrogram storage unit 141. In other words, each element of the original anti-phase modulation is overwritten.

第2埋め込み部150は、スペクトログラム記憶部151と、加算器152とを有する。スペクトログラム記憶部151には、1シンボルフレーム毎に偏角検出部122から得られるM×(N/M)*L個の帯域キャリア信号の偏角成分がM行(N/M)*L列の行列として書き込まれる。第2埋め込み部150は、各正相変調対象要素と各逆相変調対象要素がスペクトログラム記憶部151に記憶されたM行(N/M)*L列の行列のどこに所在するかを示す2次元埋め込みパターンを予め記憶している。この2次元埋め込みパターンは、第1埋め込み部140が記憶しているものと同一内容のものでもよく、異なった内容のものでもよい。そして、第2埋め込み部150は、この2次元埋め込みパターンに従い、スペクトログラム記憶部151に記憶されたM行L列の各行列要素(帯域キャリア信号の偏角成分のサンプル)のうち一連の正相変調対象要素の列に対する正相の変調信号に応じた位相変調処理と一連の逆相変調対象要素の列に対する逆相の変調信号に応じた位相変調処理を実行する。   The second embedding unit 150 includes a spectrogram storage unit 151 and an adder 152. In the spectrogram storage unit 151, the deviation components of M × (N / M) * L band carrier signals obtained from the deviation detection unit 122 for each symbol frame are M rows (N / M) * L columns. Written as a matrix. The second embedding unit 150 is a two-dimensional unit that indicates where each normal phase modulation target element and each negative phase modulation target element are located in a matrix of M rows (N / M) * L columns stored in the spectrogram storage unit 151. The embedding pattern is stored in advance. The two-dimensional embedding pattern may have the same contents as those stored in the first embedding unit 140 or may have different contents. Then, in accordance with this two-dimensional embedding pattern, the second embedding unit 150 performs a series of normal phase modulation among the matrix elements (samples of the declination component of the band carrier signal) of M rows and L columns stored in the spectrogram storage unit 151. A phase modulation process corresponding to the normal phase modulation signal for the target element sequence and a phase modulation process corresponding to the reverse phase modulation signal for the series of reverse phase modulation target element sequences are executed.

さらに詳述すると、第2埋め込み部150は、スペクトログラム記憶部151に記憶されたM行(N/M)*L列の行列要素の中から複数の正相変調対象要素(図1の例では数字1’〜12’の記入されたもの各要素)を読み出し、これらの各正相変調対象要素と変調信号生成部132から与えられる正相の変調信号の各サンプル(この例では12個のサンプルの各々)との加算を加算器152に各々行わせる。そして、各加算結果をスペクトログラム記憶部151内の元の各正相変調対象要素に上書きする。また、第2埋め込み部150は、スペクトログラム記憶部151に記憶されたM行(N/M)*L列の行列要素の中から複数の逆相変調対象要素(図1の例では数字1〜12の記入されたもの各要素)を読み出し、これらの各逆相変調対象要素と変調信号生成部132から与えられる逆相の変調信号の各サンプル(この例では12個のサンプルの各々)との加算を加算器152に各々行わせる。そして、各加算結果をスペクトログラム記憶部151内の元の各逆相変調対象要素に上書きするのである。   More specifically, the second embedding unit 150 includes a plurality of positive phase modulation target elements (numerical numbers in the example of FIG. 1) among the matrix elements of M rows (N / M) * L columns stored in the spectrogram storage unit 151. 1 ′ to 12 ′ written elements), and each positive phase modulation target element and each sample of the positive phase modulation signal given from the modulation signal generation unit 132 (in this example, 12 samples) And adder 152 to each adder 152. Then, each addition result is overwritten on each original positive phase modulation target element in the spectrogram storage unit 151. In addition, the second embedding unit 150 includes a plurality of anti-phase modulation target elements (numbers 1 to 12 in the example of FIG. 1) among the matrix elements of M rows (N / M) * L columns stored in the spectrogram storage unit 151. Are added to each of the anti-phase modulation target elements and each sample of the anti-phase modulation signal given from the modulation signal generating unit 132 (each of the twelve samples in this example). Are added to each of the adders 152. Then, each addition result is overwritten on each original anti-phase modulation target element in the spectrogram storage unit 151.

図1に例示するように、本実施形態では、1シンボルの各部(1シンボルを表す変調信号の各サンプル)の埋め込み先である正相変調対象要素および逆相変調対象要素は、M帯域の帯域キャリア信号の各帯域間を横切る方向に分散し、かつ、時間軸方向に分散している。従って、第3者がM帯域の帯域キャリア信号から1シンボルを示す変調信号の各部を読み出して1シンボル分の変調信号を構成するのは極めて困難であり、高い秘匿性を実現することができる。   As illustrated in FIG. 1, in the present embodiment, a normal phase modulation target element and an antiphase modulation target element, which are embedding destinations of each part of one symbol (each sample of a modulation signal representing one symbol), are M band bands. It is distributed in the direction crossing between each band of the carrier signal and distributed in the time axis direction. Therefore, it is extremely difficult for a third party to read out each part of the modulation signal indicating one symbol from the band carrier signal in the M band to form a modulation signal for one symbol, and high confidentiality can be realized.

再結合部160は、第1埋め込み部140の振幅変調処理を経たM行(N/M)*L列からなる帯域キャリア信号の絶対値のサンプルを受け取るとともに、第2埋め込み部150の位相変調処理を経たM行(N/M)*L列からなる帯域キャリア信号の偏角成分のサンプルを受け取り、各絶対値成分と各偏角成分を同一帯域・同一時刻のもの同士結合させ、複素形式のM帯域分の帯域キャリア信号を発生する。帯域合成部170は、帯域分割部110の処理に対する逆変換処理を行う手段であり、M帯域分の帯域キャリア信号を時間領域の信号に戻して合成し、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する。   The recombination unit 160 receives a sample of the absolute value of the band carrier signal composed of M rows (N / M) * L columns that has undergone the amplitude modulation process of the first embedding unit 140 and the phase modulation process of the second embedding unit 150. The sample of the declination component of the band carrier signal consisting of M rows (N / M) * L columns after passing through is combined, and each absolute value component and each declination component of the same band and the same time are combined with each other in a complex format Band carrier signals for M bands are generated. The band synthesizing unit 170 is a means for performing an inverse transform process on the process of the band dividing unit 110, and combines the band carrier signals for M bands back to a time domain signal, and synthesizes the carrier signal in which digital watermark information is embedded. Output.

次に図2に示す抽出装置200について説明する。帯域分割部210、絶対値検出部221および偏角検出部222は、埋め込み装置100の帯域分割部110、絶対値検出部121および偏角検出部122と同様な構成のものである。例えばオーディオ信号をキャリア信号として用いる場合、前述した埋め込み装置100により電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号(オーディオ信号)は、例えば音として空気中に放音され、図示しない収音装置により収音され、音声波形の時系列サンプルであるキャリア信号となって、一時的な記憶手段に蓄積される。そして、この記憶手段から読み出されて帯域分割部210に供給される。帯域分割部210は、このキャリア信号を1シンボルフレームの区間に分割して、シンボルフレーム単位で、1帯域当たり(N/M)*L個のサンプルからなるM帯域分の帯域キャリア信号を出力する。絶対値検出部221は、このM帯域の帯域キャリア信号のサンプルの絶対値を出力し、偏角検出部222は、M帯域の帯域キャリア信号のサンプルの偏角成分を出力する。   Next, the extraction device 200 shown in FIG. 2 will be described. The band dividing unit 210, the absolute value detecting unit 221 and the declination detecting unit 222 have the same configuration as the band dividing unit 110, absolute value detecting unit 121 and declination detecting unit 122 of the embedding device 100. For example, when an audio signal is used as a carrier signal, the carrier signal (audio signal) in which digital watermark information is embedded by the embedding device 100 described above is emitted into the air as sound, for example, and collected by a sound collecting device (not shown). The carrier signal, which is a time-series sample of the speech waveform, is accumulated in the temporary storage means. Then, it is read from this storage means and supplied to the band dividing unit 210. The band dividing unit 210 divides this carrier signal into sections of one symbol frame, and outputs band carrier signals for M bands composed of (N / M) * L samples per band for each symbol frame. . The absolute value detection unit 221 outputs the absolute value of the sample of the band carrier signal in the M band, and the deviation angle detection unit 222 outputs the deviation component of the sample of the band carrier signal in the M band.

第1復調部240は、絶対値検出部221から得られるM帯域の帯域キャリア信号の絶対値に対して、上述した振幅変調処理の逆処理である復調処理を施し、復調結果信号を出力する手段である。また、第2復調部250は、偏角検出部222から得られるM帯域の帯域キャリア信号の偏角成分に対して、上述した位相変調処理の逆処理である復調処理を施し、復調結果信号を出力する手段である。   The first demodulator 240 performs a demodulation process which is an inverse process of the amplitude modulation process described above on the absolute value of the M band carrier signal obtained from the absolute value detector 221 and outputs a demodulation result signal It is. Also, the second demodulator 250 performs a demodulation process, which is the reverse process of the above-described phase modulation process, on the declination component of the M-band carrier signal obtained from the declination detector 222, and outputs a demodulation result signal. It is a means to output.

図2に示すように、第1復調部240は、スペクトログラム記憶部241と、除算器242と、後処理部243とを有する。スペクトログラム記憶部141には、1シンボルフレーム毎に絶対値検出部221から得られるM×(N/M)*L個の帯域キャリア信号の絶対値がM行(N/M)*L列の行列として書き込まれる。第1復調部240は、埋め込み装置100の第1埋め込み部140が記憶しているものと同様な2次元埋め込みパターンを記憶している。第1復調部240は、この2次元埋め込みパターンに従い、スペクトログラム記憶部241に記憶されたM行L列の各行列要素(帯域キャリア信号の絶対値のサンプル)の中から、正相変調対象要素と考えられるものの列と逆相変調対象要素と考えられるものの列を読み出し、前者を後者によって除算する処理を除算器242に行わせ、除算器242から復調結果信号を出力させる。   As shown in FIG. 2, the first demodulation unit 240 includes a spectrogram storage unit 241, a divider 242, and a post-processing unit 243. The spectrogram storage unit 141 is a matrix in which the absolute values of M × (N / M) * L band carrier signals obtained from the absolute value detection unit 221 for each symbol frame are M rows (N / M) * L columns. Written as The first demodulation unit 240 stores a two-dimensional embedding pattern similar to that stored in the first embedding unit 140 of the embedding device 100. In accordance with this two-dimensional embedding pattern, the first demodulator 240 selects the positive phase modulation target element from the matrix elements (samples of absolute values of the band carrier signals) of M rows and L columns stored in the spectrogram storage unit 241. A sequence of possible components and a sequence of components that are considered to be antiphase-modulated elements are read out, and the processing of dividing the former by the latter is performed by the divider 242, and the demodulation result signal is output from the divider 242.

後処理部243は、復調結果信号に対してオフセット除去処理と正規化処理を施す手段である。さらに詳述すると、オフセット除去処理では、過去一定期間内に出力された復調結果信号のサンプルの平均値(すなわち、移動平均値)を求めて、それをオフセットとして、復調結果信号のサンプルから減算する。これにより復調結果信号からオフセット成分(直流成分)が除去される。正規化処理では、このようにしてオフセット成分が除去された復調結果信号の過去一定期間内における絶対値の最大値を求め、オフセット除去済みの復調結果信号のサンプルをこの最大値によって除算することにより正規化し、正規化された復調結果信号を出力する。   The post-processing unit 243 is means for performing an offset removal process and a normalization process on the demodulation result signal. More specifically, in the offset removal process, an average value (that is, a moving average value) of the demodulation result signal samples output within a predetermined period in the past is obtained, and is used as an offset to be subtracted from the demodulation result signal samples. . As a result, the offset component (DC component) is removed from the demodulation result signal. In the normalization process, the maximum value of the demodulation result signal from which the offset component has been removed in this way is obtained in a past fixed period, and the sample of the demodulation result signal from which the offset has been removed is divided by this maximum value. Normalize and output the normalized demodulation result signal.

図1および図2に例示するように、M帯域の帯域キャリア信号において、正相変調対象要素(数字1’〜12’が記入された要素)は逆相変調対象要素(数字1〜12が記入された要素)が属する帯域の隣接帯域の要素である。従って、振幅変調前において正相変調対象要素と逆相変調対象要素は近似した内容であると考えられる。従って、第1復調部240において、仮に正相変調対象要素の列と逆相変調対象要素の列とが正常に読み出されて除算器242に供給された場合、除算により得られる復調結果信号は、第1埋め込み部140において正相変調対象要素の列と逆相変調対象要素の列の振幅変調に用いられた変調信号に近い波形を持った信号となる。   As illustrated in FIG. 1 and FIG. 2, in the M band carrier signal, the positive phase modulation target elements (elements with numbers 1 ′ to 12 ′) are reversed phase modulation target elements (numbers 1 to 12 are written). Is an element of an adjacent band of the band to which the element belongs. Therefore, it is considered that the normal phase modulation target element and the negative phase modulation target element have approximate contents before amplitude modulation. Therefore, in the first demodulator 240, if the normal phase modulation target element sequence and the reverse phase modulation target element sequence are normally read and supplied to the divider 242, the demodulation result signal obtained by the division is The first embedding unit 140 becomes a signal having a waveform close to the modulation signal used for amplitude modulation of the column of the normal phase modulation target element and the column of the negative phase modulation target element.

第2復調部250は、スペクトログラム記憶部251と、減算器252と、後処理部253とを有する。スペクトログラム記憶部251には、1シンボルフレーム毎に偏角検出部222から得られるM×(N/M)*L個の帯域キャリア信号の偏角成分がM行(N/M)*L列の行列として書き込まれる。第2復調部250は、埋め込み装置100の第2埋め込み部150が記憶しているものと同様な2次元埋め込みパターンを記憶している。第2復調部250は、この2次元埋め込みパターンに従い、スペクトログラム記憶部251に記憶されたM行(N/M)*L列の各行列要素(帯域キャリア信号の偏角成分のサンプル)の中から、正相変調対象要素と考えられるものの列と逆相変調対象要素と考えられるものの列を読み出し、前者から後者を減算する処理を減算器252に行わせ、減算器252から復調結果信号を出力させる。後処理部253は、復調結果信号に対して後処理部243と同様なオフセット除去処理と正規化処理を施す手段である。   The second demodulation unit 250 includes a spectrogram storage unit 251, a subtracter 252, and a post-processing unit 253. The spectrogram storage unit 251 stores M × (N / M) * L declination components of the band carrier signals obtained from the declination detection unit 222 for each symbol frame in M rows (N / M) * L columns. Written as a matrix. The second demodulator 250 stores a two-dimensional embedding pattern similar to that stored by the second embedding unit 150 of the embedding device 100. In accordance with this two-dimensional embedding pattern, the second demodulator 250 selects from the matrix elements (samples of the declination component of the band carrier signal) of M rows (N / M) * L columns stored in the spectrogram storage unit 251. Read out the sequence of elements considered to be the positive phase modulation target and the sequence of the elements considered to be the reverse phase modulation, cause the subtractor 252 to perform the process of subtracting the latter from the former, and output the demodulation result signal from the subtractor 252 . The post-processing unit 253 is means for performing the same offset removal processing and normalization processing as the post-processing unit 243 on the demodulation result signal.

第2復調部250において、仮に正相変調対象要素の列と逆相変調対象要素の列とが正常に読み出されて減算器252に供給された場合、第2復調部250から得られる復調結果信号は、第2埋め込み部150において正相変調対象要素の列と逆相変調対象要素の列の位相変調に用いられた変調信号に近い波形を持った信号となる。   In the second demodulator 250, if the normal-phase modulation target element sequence and the reverse-phase modulation target element sequence are normally read and supplied to the subtractor 252, the demodulation result obtained from the second demodulation unit 250 The signal is a signal having a waveform close to the modulation signal used in the second embedding unit 150 for phase modulation of the sequence of the normal phase modulation target elements and the sequence of the negative phase modulation target elements.

第1電子透かし情報抽出部260は、第1復調部240が出力する復調結果信号から電子透かし情報を示すシンボルを抽出する手段である。また、第2電子透かし情報抽出部270は、第2復調部250が出力する復調結果信号から電子透かし情報を示すシンボルを抽出する手段である。   The first digital watermark information extraction unit 260 is a means for extracting a symbol indicating the digital watermark information from the demodulation result signal output from the first demodulation unit 240. The second digital watermark information extraction unit 270 is means for extracting a symbol indicating the digital watermark information from the demodulation result signal output from the second demodulation unit 250.

図2に示すように、第1電子透かし情報抽出部260は、バッファ261と、変調信号生成部262と、相関算出部263と、相関判定部264を有している。バッファ261は、第1復調部240から出力される1シンボルフレーム分の復調結果信号のサンプルを一時記憶するバッファである。変調信号生成部262は、ビット“0”を示す変調信号のサンプル列とビット“1”を示す変調信号のサンプル列を交互に発生する手段である。相関算出部263は、バッファ261に記憶された復調結果信号のサンプル列とビット“0”を示す変調信号のサンプル列との相互相関係数(以下、第1の相互相関係数)および復調結果信号のサンプル列とビット“1”を示す変調信号のサンプル列との相互相関係数(以下、第2の相互相関係数)を算出する。   As illustrated in FIG. 2, the first digital watermark information extraction unit 260 includes a buffer 261, a modulation signal generation unit 262, a correlation calculation unit 263, and a correlation determination unit 264. The buffer 261 is a buffer that temporarily stores a sample of the demodulation result signal for one symbol frame output from the first demodulator 240. The modulation signal generation unit 262 is means for alternately generating a modulation signal sample string indicating bit “0” and a modulation signal sample string indicating bit “1”. The correlation calculation unit 263 includes a cross-correlation coefficient (hereinafter referred to as a first cross-correlation coefficient) between the sample sequence of the demodulation result signal stored in the buffer 261 and the sample sequence of the modulation signal indicating bit “0”, and the demodulation result. A cross-correlation coefficient (hereinafter referred to as a second cross-correlation coefficient) between the sample sequence of the signal and the sample sequence of the modulation signal indicating bit “1” is calculated.

相関判定部264の役割は2つある。第1の役割は、相関算出部263から得られる第1の相互相関係数と第2の相互相関係数の履歴に基づき、帯域分割部210および第1復調部240の動作がキャリア信号におけるシンボルフレームの区切りと同期しているかどうかを判定する役割である。   The correlation determining unit 264 has two roles. The first role is based on the history of the first cross-correlation coefficient and the second cross-correlation coefficient obtained from the correlation calculation unit 263, and the operations of the band division unit 210 and the first demodulation unit 240 are symbols in the carrier signal. It is a role to determine whether or not it is synchronized with the frame delimiter.

キャリア信号においてシンボルの埋め込まれた区間以外の区間の帯域キャリア信号が帯域分割部210、絶対値検出部221および第1復調部240により処理された場合、2次元埋め込みパターンに従ってスペクトログラム記憶部241から行列要素を読み出したとしても、正相変調対応要素および逆相変調対象要素は読み出されない。従って、第1復調部240から得られる復調結果信号は、ビット“0”を示す変調信号でもなく、ビット“1”を示す変調信号でもなく、そのような変調信号とは無相関の信号である。従って、相関算出部263により得られる第1および第2の相互相関係数はいずれも0に近い値となる。   When a band carrier signal in a section other than a section in which symbols are embedded in the carrier signal is processed by the band dividing section 210, the absolute value detecting section 221 and the first demodulating section 240, a matrix is generated from the spectrogram storage section 241 according to a two-dimensional embedding pattern. Even if the element is read, the normal phase modulation corresponding element and the negative phase modulation target element are not read. Therefore, the demodulation result signal obtained from the first demodulator 240 is neither a modulation signal indicating bit “0” nor a modulation signal indicating bit “1”, and is a signal uncorrelated with such a modulation signal. . Accordingly, the first and second cross-correlation coefficients obtained by the correlation calculation unit 263 are both close to 0.

また、キャリア信号においてシンボルの埋め込まれた区間と概ね一致する区間の帯域キャリア信号が帯域分割部210、絶対値検出部221および第1復調部240により処理されたが、キャリア信号をシンボルフレーム単位に区切るときの区切り位置が埋め込み装置100の帯域分割部110がキャリア信号をシンボルフレーム単位に区切ったときの区切り位置からずれている場合も、同様な結果となる。   Further, the band carrier signal in the section that substantially matches the section in which the symbol is embedded in the carrier signal has been processed by the band dividing section 210, the absolute value detecting section 221 and the first demodulating section 240. The same result is obtained when the dividing position when dividing is shifted from the dividing position when the band dividing unit 110 of the embedding apparatus 100 divides the carrier signal into symbol frames.

そこで、相関判定部264には、相関算出部263から得られる第1および第2の相互相関係数の履歴を監視し、これらの相互相関係数がいずれも0に近い値である期間は、読み出し開始位置(シンボルフレームの開始位置)を所定量だけシフトして、1シンボルフレーム分の帯域分割処理を帯域分割部210に行わせ、絶対値検出部221および第1復調部240に帯域分割部110から得られる帯域キャリア信号の処理を行わせる、という操作を繰り返す。そして、このような操作を繰り返しつつ相関算出部263から得られる第1および第2の相互相関係数を監視し、一方の相互相関係数が「1」に顕著に接近したことを以って、帯域分割部210、絶対値検出部221および第1復調部240の動作がキャリア信号におけるシンボルフレームの区切りに同期した状態になったと判定するのである。   Therefore, the correlation determination unit 264 monitors the history of the first and second cross-correlation coefficients obtained from the correlation calculation unit 263, and the period in which both of these cross-correlation coefficients are values close to 0 is The read start position (symbol frame start position) is shifted by a predetermined amount to cause the band division unit 210 to perform band division processing for one symbol frame, and the absolute value detection unit 221 and the first demodulation unit 240 perform band division processing. The operation of causing the band carrier signal obtained from 110 to be processed is repeated. The first and second cross-correlation coefficients obtained from the correlation calculation unit 263 are monitored while repeating such operations, and one of the cross-correlation coefficients is remarkably close to “1”. It is determined that the operations of the band dividing unit 210, the absolute value detecting unit 221 and the first demodulating unit 240 are synchronized with the symbol frame delimiter in the carrier signal.

相関判定部264の第2の役割は、キャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報を示すシンボルを判定する役割である。上述のようにして帯域分割部210、絶対値検出部221および第1復調部240の動作がキャリア信号におけるシンボルフレームの区切りに同期した状態において、相関判定部264は、この同期状態を維持しつつ、各シンボルフレームの処理を帯域分割部210、絶対値検出部221および第1復調部240に行わせる。そして、各シンボルフレーム毎に相関算出部263から得られる第1の相互相関係数および第2の相互相関係数の大小比較を行い、第1の相互相関係数の方が大きければ埋め込まれたシンボルがビット“0”であると判定し、第2の相互相関係数の方が大きければ埋め込まれたシンボルがビット“1”であると判定するのである。   The second role of the correlation determining unit 264 is to determine a symbol indicating the digital watermark information embedded in the carrier signal. In the state where the operations of the band dividing unit 210, the absolute value detecting unit 221 and the first demodulating unit 240 are synchronized with the symbol frame delimiter in the carrier signal as described above, the correlation determining unit 264 maintains this synchronized state. Each of the symbol frames is processed by the band dividing unit 210, the absolute value detecting unit 221 and the first demodulating unit 240. Then, the first cross-correlation coefficient and the second cross-correlation coefficient obtained from the correlation calculation unit 263 are compared for each symbol frame. If the first cross-correlation coefficient is larger, the first cross-correlation coefficient is embedded. The symbol is determined to be bit “0”, and if the second cross-correlation coefficient is larger, it is determined that the embedded symbol is bit “1”.

第2電子透かし情報抽出部270も、第1電子透かし情報抽出部260と同様な構成を有する。なお、第1電子透かし情報抽出部260に同期化制御機能(キャリア信号におけるシンボルフレームの区切り位置に帯域分割部210およびその後段部の動作を同期化させる制御機能)を設ける場合には、この同期化制御機能を第2電子透かし情報抽出部270に設けなくてもよい。
以上が本実施形態の詳細である。
The second digital watermark information extraction unit 270 also has the same configuration as the first digital watermark information extraction unit 260. When the first digital watermark information extraction unit 260 is provided with a synchronization control function (a control function for synchronizing the operations of the band division unit 210 and the subsequent stage at the symbol frame delimiter positions in the carrier signal), the synchronization is performed. The second digital watermark information extraction unit 270 may not be provided with the digitization control function.
The above is the details of the present embodiment.

本実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)埋め込み装置100では、キャリア信号を帯域分割することにより得られた複数の帯域キャリア信号において、複数の帯域キャリア信号の帯域間を横切る方向に分散し、かつ、時間軸方向に分散した複数の変調対象要素に対し、電子透かし情報の1つのシンボルを示す変調信号による変調処理が施される。従って、抽出装置200以外の装置がキャリア信号における電子透かし情報の埋め込み箇所を見つけることは極めて困難であり、第3者がキャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報を改竄する行為等を防止することができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the embedding device 100, among a plurality of band carrier signals obtained by dividing a carrier signal into a plurality of bands, a plurality of band carrier signals distributed in a direction crossing between bands of the plurality of band carrier signals and distributed in a time axis direction The modulation target element is modulated by a modulation signal indicating one symbol of the digital watermark information. Accordingly, it is extremely difficult for a device other than the extraction device 200 to find a place where the digital watermark information is embedded in the carrier signal, and it is possible to prevent a third party from falsifying the digital watermark information embedded in the carrier signal. it can.

(2)埋め込み装置100では、シンボルに対応した変調信号の各サンプルを用いた変調処理を、複数の帯域キャリア信号において、複数の帯域キャリア信号の帯域間を横切る方向に分散し、かつ、時間軸方向に分散した複数の変調対象要素に施す。従って、1シンボルの埋め込みを行うシンボルフレーム長を短くしても、1シンボルに対応した変調信号のサンプルとして十分な個数のサンプルをシンボルフレーム内の帯域キャリア信号の変調に用いることができる。従って、抽出装置200側でのシンボルの抽出の容易さを犠牲にすることなく、シンボルフレーム長を短縮することが可能になる。 (2) In the embedding device 100, the modulation processing using each sample of the modulation signal corresponding to the symbol is distributed in a direction across the bands of the plurality of band carrier signals in the plurality of band carrier signals, and the time axis This is applied to a plurality of modulation target elements dispersed in the direction. Therefore, even if the symbol frame length for embedding one symbol is shortened, a sufficient number of samples as modulation signal samples corresponding to one symbol can be used for modulation of the band carrier signal in the symbol frame. Therefore, the symbol frame length can be shortened without sacrificing the ease of symbol extraction on the extraction apparatus 200 side.

(3)埋め込み装置100の帯域分割部110において帯域分割の手段として複素ウェーブレット変換や複素ウェーブレットパケット分解を用いた場合には、次の効果が得られる。まず、キャリア信号をブロックに区切って、FFTにより帯域キャリア信号への帯域分割を行うと、電子透かし情報の抽出時にブロック境界においてアーティファクト(振幅や位相の不連続)が生じる。このため、切り出しのための手段としてFFTを用いるときには、キャリア信号を時間軸上においてオーバラップしたブロックに区切る必要がある。しかし、キャリア信号をこのようなオーバラップしたブロックに区切って、電子透かし情報のシンボルを各ブロックに埋め込むと、シンボルの抽出時に隣接するシンボル間の干渉が発生する場合がある。これに対し、帯域分割の手段として、時間・周波数的な分割を行う複素ウェーブレット変換や複素ウェーブレットパケット分解を用いた場合には、抽出時のアーティファクトを発生させることなく、キャリア信号を時間軸上においてオーバラップしないブロックに区切って、キャリア信号を帯域キャリア信号に分割することができ、抽出時における隣接シンボルの干渉を回避することができる。 (3) When the complex wavelet transform or the complex wavelet packet decomposition is used as the band dividing means in the band dividing unit 110 of the embedding device 100, the following effects can be obtained. First, when a carrier signal is divided into blocks and band-divided into band carrier signals by FFT, artifacts (discontinuity in amplitude and phase) occur at the block boundary when digital watermark information is extracted. For this reason, when using FFT as a means for clipping, it is necessary to divide the carrier signal into overlapping blocks on the time axis. However, if a carrier signal is divided into such overlapping blocks and a symbol of digital watermark information is embedded in each block, interference between adjacent symbols may occur when the symbol is extracted. On the other hand, when using complex wavelet transform or complex wavelet packet decomposition that performs temporal and frequency division as a means of band division, carrier signals can be placed on the time axis without generating artifacts during extraction. By dividing the block into non-overlapping blocks, the carrier signal can be divided into band carrier signals, and interference of adjacent symbols during extraction can be avoided.

(4)本実施形態において埋め込み装置100では、M帯域の帯域キャリア信号に散在する隣接した2帯域の正相変調対象要素および逆相変調対象要素に対し、電子透かし情報のシンボルに対応した波形を持った正逆2相の変調信号による変調を施すことより、電子透かし情報のシンボルのキャリア信号への埋め込みを行った。従って、抽出装置200側では、変調に用いられた変調信号を大きな振幅で抽出することができ、安定して電子透かし情報をキャリア信号から抽出することができる。 (4) In the present embodiment, the embedding device 100 generates waveforms corresponding to the symbols of the digital watermark information for the adjacent two-phase normal phase modulation target elements and reverse phase modulation target elements scattered in the M band carrier signal. The digital watermark information symbol was embedded in the carrier signal by performing modulation using the normal / reverse two-phase modulation signal. Therefore, the extraction apparatus 200 can extract the modulation signal used for modulation with a large amplitude, and can stably extract digital watermark information from the carrier signal.

<第2実施形態>
本実施形態は、ブラインド透かし方式の埋め込み伝送技術に属する上記第1実施形態をノンブラインド透かし方式に変更したものである。図示は省略したが、本実施形態における電子透かし情報の埋め込み装置は、上記第1実施形態における埋め込み装置100において例えばスペクトログラム記憶部141および151に記憶された各帯域キャリア信号の絶対値および偏角成分の各行列要素において、例えば正相変調対象要素(数字1’〜12’の記入された要素)のみに対して正相の変調信号による変調処理を施し、逆相変調対象要素(数字1〜12の記入された要素)に対する変調処理を行わない構成となっている。
Second Embodiment
In this embodiment, the first embodiment belonging to the blind watermarking embedded transmission technique is changed to a non-blind watermarking method. Although not shown, the digital watermark information embedding device according to the present embodiment is the absolute value and the declination component of each band carrier signal stored in, for example, the spectrogram storage units 141 and 151 in the embedding device 100 according to the first embodiment. In each of the matrix elements, for example, only the positive phase modulation target element (the element in which the numbers 1 ′ to 12 ′ are entered) is subjected to modulation processing using the positive phase modulation signal, and the negative phase modulation target elements (numbers 1 to 12) The element is not subjected to modulation processing.

図3は、本実施形態による抽出装置200Aの構成を示すブロック図である。なお、図3では、図面が煩雑になるのを防止するため、振幅変調により埋め込まれたシンボルを抽出するための装置構成のみを図示し、位相変調により埋め込まれたシンボルを抽出するための装置構成の図示を省略した。   FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the extraction apparatus 200A according to the present embodiment. Note that FIG. 3 shows only a device configuration for extracting a symbol embedded by amplitude modulation in order to prevent the drawing from becoming complicated, and a device configuration for extracting a symbol embedded by phase modulation. Is omitted.

図3に示すように、抽出装置200Aでは、上記第1実施形態における抽出装置200に対し、帯域分割部210aが追加されており、同抽出装置200の第1復調部240が第1復調部240aに置き換えられている。   As shown in FIG. 3, in the extraction device 200A, a band dividing unit 210a is added to the extraction device 200 in the first embodiment, and the first demodulation unit 240 of the extraction device 200 is replaced with the first demodulation unit 240a. Has been replaced.

本実施形態では、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号が帯域分割部210に供給されるのに同期し、電子透かし情報の埋め込まれていない元のキャリア信号が帯域分割部210aに供給される。帯域分割部210aは、元のキャリア信号の帯域分割を行い、帯域分割部210が出力するM帯域の帯域キャリア信号と同じ帯域の帯域キャリア信号を出力する。絶対値検出部221aは、この帯域分割部210aが出力するM帯域の帯域キャリア信号の絶対値を算出し、M帯域分の絶対値のサンプル列を出力する。   In the present embodiment, in synchronization with the supply of the carrier signal embedded with the digital watermark information to the band dividing unit 210, the original carrier signal without the embedded digital watermark information is supplied to the band dividing unit 210a. The band dividing unit 210a performs band division on the original carrier signal, and outputs a band carrier signal in the same band as the M band carrier signal output from the band dividing unit 210. The absolute value detector 221a calculates the absolute value of the M band carrier signal output from the band divider 210a, and outputs a sample string of absolute values for the M band.

第1復調部240aは、スペクトログラム記憶部241の他に、スペクトログラム記憶部241aを有する。上記第1実施形態と同様、スペクトログラム記憶部241には、絶対値検出部221から出力される1シンボルフレーム当たりM×(N/M)*L個の帯域キャリア信号の絶対値の行列が書き込まれる。また、スペクトログラム記憶部241aには、絶対値検出部221aから出力される1シンボルフレーム当たりM×(N/M)*L個の帯域キャリア信号の絶対値の行列が書き込まれる。   In addition to the spectrogram storage unit 241, the first demodulation unit 240a includes a spectrogram storage unit 241a. As in the first embodiment, the spectrogram storage unit 241 stores a matrix of absolute values of M × (N / M) * L band carrier signals per symbol frame output from the absolute value detection unit 221. . In addition, a matrix of absolute values of M × (N / M) * L band carrier signals per symbol frame output from the absolute value detection unit 221a is written in the spectrogram storage unit 241a.

第1復調部240aは、スペクトログラム記憶部241に記憶されたM行L列の行列における変調対象要素(図3の例では、スペクトログラム記憶部241内のM行L列の行列において、数字1’〜12’が記入された要素)の所在を示す2次元埋め込みパターンを記憶している。第1復調部240aは、この2次元埋め込みパターンに従い、スペクトログラム記憶部241に記憶された行列要素のうち変調対象要素と考えられるものの列を読み出すとともに、スペクトログラム記憶部241aに記憶された行列要素のうち変調対象要素と同じ位置にあるものの列を読み出し、前者を後者によって除算する処理を除算器242に行わせ、除算器242から復調結果信号を出力させる。後処理部242の処理内容は上記第1実施形態と同様である。   The first demodulator 240a is a modulation target element in the matrix of M rows and L columns stored in the spectrogram storage unit 241 (in the example of FIG. 3, in the matrix of M rows and L columns in the spectrogram storage unit 241, the numbers 1 ′ to A two-dimensional embedding pattern indicating the location of the element 12) is stored. In accordance with the two-dimensional embedding pattern, the first demodulator 240a reads a column of the matrix elements stored in the spectrogram storage unit 241 that is considered to be a modulation target element, and among the matrix elements stored in the spectrogram storage unit 241a. A sequence of elements that are at the same position as the modulation target element is read, the former is divided by the latter, the divider 242 is processed, and the divider 242 outputs a demodulation result signal. The processing content of the post-processing unit 242 is the same as that in the first embodiment.

本実施形態においても、第1復調部240aにおいて、仮に変調対象要素の列が正常に読み出されて除算器242に供給された場合、除算により得られる復調結果信号は、埋め込み装置側において変調対象要素の列の振幅変調に用いられた変調信号に近い波形を持った信号となる。従って、上記第1実施形態と同様、電子透かし情報抽出部260では、振幅変調によりキャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報のシンボルを判定することができる。   Also in the present embodiment, in the first demodulator 240a, if the modulation target element column is normally read out and supplied to the divider 242, the demodulation result signal obtained by the division is modulated on the embedding device side. The signal has a waveform close to the modulation signal used for amplitude modulation of the element row. Therefore, as in the first embodiment, the digital watermark information extraction unit 260 can determine the symbol of the digital watermark information embedded in the carrier signal by amplitude modulation.

図示は省略したが、位相変調によりキャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報を抽出する装置の構成および動作も、以上説明したものと基本的に同様である。   Although not shown, the configuration and operation of an apparatus for extracting digital watermark information embedded in a carrier signal by phase modulation is basically the same as described above.

<他の実施形態>
以上、この発明の第1および第2実施形態を説明したが、この発明には、他にも各種の実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
<Other embodiments>
While the first and second embodiments of the present invention have been described above, various other embodiments are conceivable for the present invention. For example:

(1)上記各実施形態では、振幅変調および位相変調の両方を用いて、電子透かし情報を示すシンボルをキャリア信号に埋め込んだが、振幅変調または位相変調のいずれか一方のみを利用して、電子透かし情報を示すシンボルをキャリア信号に埋め込んでもよい。 (1) In each of the above embodiments, a symbol indicating digital watermark information is embedded in a carrier signal using both amplitude modulation and phase modulation. However, only one of amplitude modulation and phase modulation is used to perform digital watermarking. A symbol indicating information may be embedded in the carrier signal.

(2)振幅変調および位相変調の両方を用いて、電子透かし情報を示すシンボルをキャリア信号に埋め込む場合において、同一のシンボルについて振幅変調による埋め込みと位相変調による埋め込みを行ってもよい。この場合において、抽出装置側では、シンボルフレーム毎に、振幅変調により埋め込まれたシンボルを抽出する処理と位相変調により埋め込まれたシンボルを抽出する処理を実行し、両処理において同一シンボルが抽出されるか否かにより、抽出されたシンボルの信頼度に関する判定を行うようにしてもよい。 (2) When a symbol indicating digital watermark information is embedded in a carrier signal using both amplitude modulation and phase modulation, the same symbol may be embedded by amplitude modulation and phase modulation. In this case, on the extraction device side, for each symbol frame, a process of extracting a symbol embedded by amplitude modulation and a process of extracting a symbol embedded by phase modulation are executed, and the same symbol is extracted in both processes. Whether or not the reliability of the extracted symbol is determined may be determined based on whether or not the extracted symbol is determined.

(3)電子透かし情報を示す複数のシンボルからなるシンボル列をキャリア信号に埋め込む場合において、例えば第1のシンボルは2次元埋め込みパターンP1、第2のシンボルは2次元埋め込みパターンP2、…という具合に、変調対象要素を指定する2次元埋め込みパターンを埋め込み装置および抽出装置間で予め合意されたルールに従って変化させてもよい。この態様によれば、キャリア信号に埋め込まれる電子透かし情報の秘匿性をさらに高めることができる。 (3) When embedding a symbol string composed of a plurality of symbols indicating digital watermark information in a carrier signal, for example, the first symbol is a two-dimensional embedding pattern P1, the second symbol is a two-dimensional embedding pattern P2, and so on. The two-dimensional embedding pattern designating the modulation target element may be changed according to a rule agreed in advance between the embedding device and the extracting device. According to this aspect, the confidentiality of the digital watermark information embedded in the carrier signal can be further enhanced.

(4)上記各実施形態において、1個のシンボルは、2値を表すビットであったが、1つのシンボルを表す変調波形を3種類以上用意し、1シンボル当たり3値以上を表すシンボルを帯域キャリア信号に埋め込んでもよい。 (4) In each of the above embodiments, one symbol is a bit representing a binary value, but three or more types of modulation waveforms representing one symbol are prepared, and a symbol representing a ternary value or more per symbol is provided in a band. It may be embedded in the carrier signal.

(5)上記第1実施形態では、同一時刻に対応し、かつ、互いに隣接する帯域に属する正相変調対象要素と逆相変調対象要素を各シンボルフレーム内の複数の帯域キャリア信号の中から選択し、正相変調対象要素の列に対して正相の変調信号による変調処理を施し、逆相変調対象要素の列に対して前記逆相の変調信号による変調処理を施した。しかし、正相変調対象要素と逆相変調対象要素は、必ずしも隣接する帯域に属するものである必要はなく、周波数の近い異なる帯域に属するものであればよい。 (5) In the first embodiment, a normal phase modulation target element and a negative phase modulation target element corresponding to the same time and belonging to mutually adjacent bands are selected from a plurality of band carrier signals in each symbol frame. Then, the modulation process by the normal phase modulation signal is performed on the column of the normal phase modulation target elements, and the modulation process by the negative phase modulation signal is performed on the column of the negative phase modulation target elements. However, the positive-phase modulation target element and the negative-phase modulation target element do not necessarily belong to adjacent bands, and may be elements belonging to different bands close in frequency.

(6)上記各実施形態において、変調信号として、所定範囲(例えば振幅変調の場合は−1から+1までの範囲。位相変調の場合は逆相関係にある2相の変調信号の差分が−πから+πとなる範囲。)の振幅を持った基本的な変調信号に対し、変調強度Aを乗算した信号を発生してもよい。この場合において、変調強度Aは、0から1までの範囲の中から選択する。A=1である場合、最大限の変調が行われ、A=0である場合は無変調となる。この変調強度Aは、帯域毎に要求されるシンボル埋め込みによる音質劣化の抑制効果、シンボルの外乱に対する耐性等に応じて決定すればよい。 (6) In each of the above embodiments, the modulation signal has a predetermined range (for example, a range from −1 to +1 in the case of amplitude modulation. In the case of phase modulation, the difference between the two-phase modulation signals having a negative phase relationship is −π. May be generated by multiplying a basic modulation signal having an amplitude of from + to + π by a modulation intensity A. In this case, the modulation intensity A is selected from a range from 0 to 1. When A = 1, maximum modulation is performed, and when A = 0, no modulation is performed. The modulation intensity A may be determined according to the effect of suppressing sound quality deterioration due to symbol embedding required for each band, the tolerance to disturbance of symbols, and the like.

(7)スペクトログラム記憶部141等に書き込む1シンボルフレーム分の帯域キャリア信号の絶対値または偏角のサンプルの個数は、帯域分割部110等が行う帯域分割の方法に合わせて適切に定めればよい。また、複素ウエーブレット変換や複素ウェーブレットパケット分解により等分割でない帯域分割を行う場合、1シンボルフレーム当たりの帯域キャリア信号のサンプルの個数が帯域間で異なる場合がある。このような場合、例えばサンプル数の多い帯域の帯域キャリア信号のサンプルは複数行に跨って行列の要素にする等の処理を行い、全帯域の帯域キャリア信号のサンプルを1つの行列の中に収めればよい。あるいは、1シンボルフレーム分の帯域キャリア信号の絶対値または偏角のサンプルを行列の形式にはしないでメモリに記憶させ、1シンボルフレーム分の帯域キャリア信号の絶対値または偏角のサンプルにおいて帯域間を跨る方向に分散し、かつ、時間軸方向に分散した複数サンプルを予め定めたルールに従って選択し、埋め込み対象であるシンボルに応じた変調を施しても良い。 (7) The number of absolute value or declination samples of the band carrier signal for one symbol frame to be written in the spectrogram storage unit 141 or the like may be appropriately determined according to the band division method performed by the band division unit 110 or the like. . Further, when performing band division that is not equal division by complex wavelet transform or complex wavelet packet decomposition, the number of band carrier signal samples per symbol frame may differ between bands. In such a case, for example, a band carrier signal sample of a band with a large number of samples is processed into a matrix element across multiple rows, and the band carrier signal samples of all bands are stored in one matrix. Just do it. Alternatively, the absolute value or declination sample of the band carrier signal for one symbol frame is stored in the memory without being in the form of a matrix, and the absolute value or declination sample of the band carrier signal for one symbol frame is May be selected according to a predetermined rule and modulated according to the symbol to be embedded.

この発明の第1実施形態による電子透かし情報の埋め込み装置100の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a digital watermark information embedding device 100 according to a first embodiment of the present invention. FIG. 同実施形態による電子透かし情報の抽出装置200の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electronic watermark information extraction apparatus 200 by the embodiment. この発明の第2実施形態による電子透かし情報の抽出装置200Aの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 200 A of electronic watermark information extraction apparatuses by 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

100……埋め込み装置、200,200A……抽出装置、110,210,210a……帯域分割部、121,221,221a……絶対値検出部、122,222……偏角検出部、140……第1埋め込み部、150……第2埋め込み部、160……再結合部、170……帯域合成部、131,132……変調信号生成部、141,151,241,251,241a……スペクトログラム記憶部、142……乗算器、143,152……加算器、242……除算器、252……減算器、243,253……後処理部、260,270……電子透かし情報抽出部、261……バッファ、262……変調信号生成部、263……相関算出部、264……相関判定部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Embedded device, 200, 200A ... Extraction device, 110, 210, 210a ... Band division part, 121, 221, 221a ... Absolute value detection part, 122, 222 ... Declination angle detection part, 140 ... First embedding unit, 150 ... second embedding unit, 160 ... recombination unit, 170 ... band synthesis unit, 131, 132 ... modulation signal generation unit, 141, 151, 241, 251, 241a ... spectrogram storage , 142... Multiplier, 143, 152... Adder, 242... Divider, 252... Subtracter, 243, 253 .. Post-processing unit, 260, 270. ... Buffer, 262... Modulation signal generator, 263... Correlation calculator, 264.

Claims (7)

所定時間長のブロック毎にキャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割手段と、
電子透かし情報を示す各シンボルに対応した1シンボル分の変調信号波形のサンプル列を各々発生する変調信号生成手段と、
前記複数の帯域キャリア信号を時間的に連続する複数の前記ブロックから構成されるシンボルフレームに区切り、各シンボルフレーム内の複数の帯域キャリア信号において、前記複数の帯域キャリア信号の各帯域間を横切る方向に分散すると共に、Lブロック(Lは2以上の整数)に亙って時間軸方向に分散した複数の変調対象要素に対し、前記変調信号生成手段により発生された1シンボル分の変調信号波形のサンプル列の各サンプルを用いた変調処理を施す埋め込み手段と、
前記埋め込み手段による処理を終えた複数の帯域キャリア信号を合成して、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成手段と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み装置。
Band division means for performing band division on a carrier signal for each block of a predetermined time length and outputting a plurality of band carrier signals belonging to different bands,
Modulation signal generating means for generating a sample string of a modulation signal waveform for one symbol corresponding to each symbol indicating electronic watermark information;
The plurality of band carrier signals are divided into symbol frames composed of a plurality of temporally continuous blocks, and a plurality of band carrier signals in each symbol frame are crossed between the bands of the plurality of band carrier signals. And a modulation signal waveform for one symbol generated by the modulation signal generating means for a plurality of modulation target elements distributed in the time axis direction over L blocks (L is an integer of 2 or more) . An embedding means for performing modulation processing using each sample of the sample sequence;
An apparatus for embedding digital watermark information, comprising: band synthesizing means for synthesizing a plurality of band carrier signals that have been processed by the embedding means and outputting a carrier signal in which digital watermark information is embedded.
前記変調信号生成手段は、1つのシンボルに対応した変調信号波形のサンプル列として、正逆2相の変調信号波形のサンプル列を出力し、
前記埋め込み手段は、前記複数の変調対象要素の各変調対象要素として、同一時刻に対応し、かつ、互いに異なる帯域に属する正相変調対象要素と逆相変調対象要素を各シンボルフレーム内の複数の帯域キャリア信号の中から選択し、前記正相変調対象要素の列に対して前記正相の変調信号波形のサンプル列の各サンプルによる変調処理を施し、前記逆相変調対象要素の列に対して前記逆相の変調信号波形のサンプル列の各サンプルによる変調処理を施すことを特徴とする請求項1に記載の電子透かし情報の埋め込み装置。
The modulation signal generating means outputs a sample sequence of the modulation signal waveform of the normal / reverse two phases as the sample sequence of the modulation signal waveform corresponding to one symbol,
The embedding means includes, as each modulation target element of the plurality of modulation target elements, a normal phase modulation target element and a negative phase modulation target element that correspond to the same time and belong to different bands from each other. A band carrier signal is selected, and a modulation process is performed on each of the samples of the sample sequence of the positive phase modulation signal waveform on the sequence of the positive phase modulation target elements, and the sequence of the negative phase modulation target elements is applied. 2. The digital watermark information embedding apparatus according to claim 1, wherein modulation processing is performed on each sample of the sample sequence of the modulation signal waveform having the opposite phase.
所定時間長のブロック毎にキャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割手段と、
前記複数の帯域キャリア信号を時間的に連続する複数の前記ブロックから構成されるシンボルフレームに区切り、各シンボルフレーム内の複数の帯域キャリア信号において、前記複数の帯域キャリア信号の各帯域間を横切る方向に分散すると共に、Lブロック(Lは2以上の整数)に亙って時間軸方向に分散した複数の変調対象要素に対して復調処理を施し、復調結果信号を出力する復調手段と、
前記復調手段から得られる復調結果信号と所定のシンボルを示す変調信号との相互相関係数を算出し、この相互相関係数の算出結果に基づいて、キャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報を示すシンボルを判定する電子透かし情報抽出手段と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の抽出装置。
Band division means for performing band division on a carrier signal for each block of a predetermined time length and outputting a plurality of band carrier signals belonging to different bands,
The plurality of band carrier signals are divided into symbol frames composed of a plurality of temporally continuous blocks, and a plurality of band carrier signals in each symbol frame are crossed between the bands of the plurality of band carrier signals. Demodulating means for performing demodulation processing on a plurality of modulation target elements distributed in the time axis direction over L blocks (L is an integer of 2 or more) and outputting a demodulation result signal;
A cross-correlation coefficient between a demodulation result signal obtained from the demodulation means and a modulation signal indicating a predetermined symbol is calculated, and digital watermark information embedded in the carrier signal is indicated based on the calculation result of the cross-correlation coefficient An electronic watermark information extracting device comprising: electronic watermark information extracting means for determining a symbol.
所定時間長のブロック毎にキャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割過程と、
電子透かし情報を示す各シンボルに対応した1シンボル分の変調信号波形のサンプル列を各々発生する変調信号生成過程と、
前記複数の帯域キャリア信号を時間的に連続する複数の前記ブロックから構成されるシンボルフレームに区切り、各シンボルフレーム内の複数の帯域キャリア信号において、前記複数の帯域キャリア信号の各帯域間を横切る方向に分散すると共に、Lブロック(Lは2以上の整数)に亙って時間軸方向に分散した複数の変調対象要素に対し、前記変調信号生成手段により発生された1シンボル分の変調信号波形のサンプル列の各サンプルを用いた変調処理を施す埋め込み過程と、
前記埋め込み過程による処理を終えた複数の帯域キャリア信号を合成して、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成過程と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の埋め込み方法。
A band division process for performing band division on a carrier signal for each block having a predetermined time length and outputting a plurality of band carrier signals belonging to different bands;
A modulated signal generating process for generating a sample sequence of a modulated signal waveform for one symbol corresponding to each symbol indicating digital watermark information;
The plurality of band carrier signals are divided into symbol frames composed of a plurality of temporally continuous blocks, and a plurality of band carrier signals in each symbol frame are crossed between the bands of the plurality of band carrier signals. And a modulation signal waveform for one symbol generated by the modulation signal generating means for a plurality of modulation target elements distributed in the time axis direction over L blocks (L is an integer of 2 or more) . An embedding process for performing modulation processing using each sample of the sample sequence;
A method of embedding digital watermark information, comprising: synthesizing a plurality of band carrier signals that have undergone processing in the embedding process, and outputting a carrier signal in which digital watermark information is embedded.
所定時間長のブロック毎にキャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割過程と、
前記複数の帯域キャリア信号を時間的に連続する複数の前記ブロックから構成されるシンボルフレームに区切り、各シンボルフレーム内の複数の帯域キャリア信号において、前記複数の帯域キャリア信号の各帯域間を横切る方向に分散すると共に、Lブロック(Lは2以上の整数)に亙って時間軸方向に分散した複数の変調対象要素に対して復調処理を施し、復調結果信号を出力する復調過程と、
前記復調過程において得られる復調結果信号と所定のシンボルを示す変調信号との相互相関係数を算出し、この相互相関係数の算出結果に基づいて、キャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報を示すシンボルを判定する電子透かし情報抽出過程と
を具備することを特徴とする電子透かし情報の抽出方法。
A band division process for performing band division on a carrier signal for each block having a predetermined time length and outputting a plurality of band carrier signals belonging to different bands;
The plurality of band carrier signals are divided into symbol frames composed of a plurality of temporally continuous blocks, and a plurality of band carrier signals in each symbol frame are crossed between the bands of the plurality of band carrier signals. A demodulation process of performing demodulation processing on a plurality of modulation target elements distributed in the time axis direction over L blocks (L is an integer of 2 or more) and outputting a demodulation result signal;
A cross-correlation coefficient between a demodulation result signal obtained in the demodulation process and a modulation signal indicating a predetermined symbol is calculated, and digital watermark information embedded in the carrier signal is indicated based on the calculation result of the cross-correlation coefficient A method for extracting digital watermark information, comprising: a digital watermark information extracting step for determining a symbol.
コンピュータに、
所定時間長のブロック毎にキャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割過程と、
電子透かし情報を示す各シンボルに対応した1シンボル分の変調信号波形のサンプル列を各々発生する変調信号生成過程と、
前記複数の帯域キャリア信号を時間的に連続する複数の前記ブロックから構成されるシンボルフレームに区切り、各シンボルフレーム内の複数の帯域キャリア信号において、前記複数の帯域キャリア信号の各帯域間を横切る方向に分散すると共に、Lブロック(Lは2以上の整数)に亙って時間軸方向に分散した複数の変調対象要素に対し、前記変調信号生成手段により発生された1シンボル分の変調信号波形のサンプル列の各サンプルを用いた変調処理を施す埋め込み過程と、
前記埋め込み過程による処理を終えた複数の帯域キャリア信号を合成して、電子透かし情報の埋め込まれたキャリア信号を出力する帯域合成過程と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
On the computer,
A band division process for performing band division on a carrier signal for each block having a predetermined time length and outputting a plurality of band carrier signals belonging to different bands;
A modulated signal generating process for generating a sample sequence of a modulated signal waveform for one symbol corresponding to each symbol indicating digital watermark information;
The plurality of band carrier signals are divided into symbol frames composed of a plurality of temporally continuous blocks, and a plurality of band carrier signals in each symbol frame are crossed between the bands of the plurality of band carrier signals. And a modulation signal waveform for one symbol generated by the modulation signal generating means for a plurality of modulation target elements distributed in the time axis direction over L blocks (L is an integer of 2 or more) . An embedding process for performing modulation processing using each sample of the sample sequence;
A computer program, comprising: combining a plurality of band carrier signals that have undergone the processing in the embedding process, and outputting a carrier signal in which digital watermark information is embedded.
コンピュータに、
所定時間長のブロック毎にキャリア信号に帯域分割を施し、互いに異なる帯域に属する複数の帯域キャリア信号を出力する帯域分割過程と、
前記複数の帯域キャリア信号を時間的に連続する複数の前記ブロックから構成されるシンボルフレームに区切り、各シンボルフレーム内の複数の帯域キャリア信号において、前記複数の帯域キャリア信号の各帯域間を横切る方向に分散すると共に、Lブロック(Lは2以上の整数)に亙って時間軸方向に分散した複数の変調対象要素に対して復調処理を施し、復調結果信号を出力する復調過程と、
前記復調過程において得られる復調結果信号と所定のシンボルを示す変調信号との相互相関係数を算出し、この相互相関係数の算出結果に基づいて、キャリア信号に埋め込まれた電子透かし情報を示すシンボルを判定する電子透かし情報抽出過程と
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
On the computer,
A band division process for performing band division on a carrier signal for each block having a predetermined time length and outputting a plurality of band carrier signals belonging to different bands;
The plurality of band carrier signals are divided into symbol frames composed of a plurality of temporally continuous blocks, and a plurality of band carrier signals in each symbol frame are crossed between the bands of the plurality of band carrier signals. A demodulation process of performing demodulation processing on a plurality of modulation target elements distributed in the time axis direction over L blocks (L is an integer of 2 or more) and outputting a demodulation result signal;
A cross-correlation coefficient between a demodulation result signal obtained in the demodulation process and a modulation signal indicating a predetermined symbol is calculated, and digital watermark information embedded in the carrier signal is indicated based on the calculation result of the cross-correlation coefficient A computer program for executing a digital watermark information extracting process for determining a symbol.
JP2008187444A 2008-07-18 2008-07-18 Apparatus, method and program for embedding and extracting digital watermark information Expired - Fee Related JP5338170B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008187444A JP5338170B2 (en) 2008-07-18 2008-07-18 Apparatus, method and program for embedding and extracting digital watermark information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008187444A JP5338170B2 (en) 2008-07-18 2008-07-18 Apparatus, method and program for embedding and extracting digital watermark information

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010026242A JP2010026242A (en) 2010-02-04
JP5338170B2 true JP5338170B2 (en) 2013-11-13

Family

ID=41732135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008187444A Expired - Fee Related JP5338170B2 (en) 2008-07-18 2008-07-18 Apparatus, method and program for embedding and extracting digital watermark information

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5338170B2 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2362386A1 (en) 2010-02-26 2011-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Watermark generator, watermark decoder, method for providing a watermark signal in dependence on binary message data, method for providing binary message data in dependence on a watermarked signal and computer program using a two-dimensional bit spreading
EP2362387A1 (en) * 2010-02-26 2011-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Watermark generator, watermark decoder, method for providing a watermark signal in dependence on binary message data, method for providing binary message data in dependence on a watermarked signal and computer program using a differential encoding
EP2362384A1 (en) 2010-02-26 2011-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Watermark generator, watermark decoder, method for providing a watermark signal, method for providing binary message data in dependence on a watermarked signal and a computer program using improved synchronization concept
EP2362382A1 (en) 2010-02-26 2011-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Watermark signal provider and method for providing a watermark signal
EP2362383A1 (en) 2010-02-26 2011-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Watermark decoder and method for providing binary message data
EP2362385A1 (en) 2010-02-26 2011-08-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. Watermark signal provision and watermark embedding

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3659321B2 (en) * 2000-06-29 2005-06-15 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Digital watermarking method and system
DE102004021404B4 (en) * 2004-04-30 2007-05-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Watermark embedding
JP2006251676A (en) * 2005-03-14 2006-09-21 Akira Nishimura Device for embedding and detection of electronic watermark data in sound signal using amplitude modulation
JP5011855B2 (en) * 2006-07-10 2012-08-29 大日本印刷株式会社 Information embedding device for sound signal and device for extracting information from sound signal

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010026242A (en) 2010-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5338170B2 (en) Apparatus, method and program for embedding and extracting digital watermark information
US20020061118A1 (en) Electronic watermarking method and system
US6526385B1 (en) System for embedding additional information in audio data
KR20070045993A (en) Audio processing
JP2006254147A (en) Electronic watermark detecting apparatus and method thereof
WO2007049056A1 (en) Audio processing
EP1286306A2 (en) Data processing apparatus and method of processing data
JP2006129464A (en) Method and apparatus to eliminate noise from multi-channel audio signals
JP2007221549A (en) Electronic watermark detecting method and apparatus
US7266466B2 (en) Watermark time scale searching
US20010032313A1 (en) Embedding a watermark in an information signal
US20080273707A1 (en) Audio Processing
JP2008141391A (en) Digital watermark embedding method, device and program
US20070036357A1 (en) Watermarking of multimedia signals
US20050147248A1 (en) Window shaping functions for watermarking of multimedia signals
KR20030014329A (en) Watermarking
JP5051051B2 (en) Apparatus, method and program for embedding and extracting digital watermark information
JP5755339B2 (en) Receiving apparatus and method
JP4290014B2 (en) Decoding watermarked information signals
EP1286305A2 (en) Data processing apparatus
JP5332345B2 (en) Apparatus, method, and program for extracting digital watermark information from carrier signal
Xiang Non-integer expansion embedding for prediction-based reversible watermarking
JP4984178B2 (en) High frequency signal interpolation apparatus and high frequency signal interpolation method
JP2010008699A (en) Device which embeds and extracts electronic watermark information, method, and program therefor
JP5510121B2 (en) Extraction device for extracting digital watermark information embedded in carrier signal, and embedding device for embedding digital watermark information in carrier signal

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110520

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120615

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120626

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120822

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130510

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20130520

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130709

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130722

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees