JPH11501173A - デジタル・データ作品の操作のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 デジタル・データ作品内に著作権関連のメッセージを隠す方法が説明されている。この方法は、実際のメッセージ自体によって変化する特定の規則に従って作品内のデータ要素を修正するものである。メッセージの情報内容は、修正された作品の定義済の部分の計測可能特性の比較によって抽出できる。

Description

【発明の詳細な説明】 デジタル・データ作品の操作のための方法および装置 発明の分野 本発明は、デジタル・データ作品の操作のための方法および装置に関するもの で、特に、例えば作品のソース、その所有権および著作権侵害なしでの合法的複 製の可能性など、作品についての説明データをこのようなデジタル・データ作品 に提供または埋め込みするための方法および装置に関するものである。 従来技術の説明 デジタル・データに基づいたシステムは、さらに普遍的かつ重要なものとなっ てきている。コンピュータ間で交換されるデジタル・データ、デジタル情報通信 、デジタル・オーディオ、デジタル・カメラ、そしてこれら個々の構成部分がマ ルチメディアに終結したものは、本発明の対象技術の一部である。これらの様々 な技術で使用されたデータ構造やフォーマットは普遍的に文献化されており、こ の明細書では説明しない。しかし、デジタル記録や送信では高度なコード下や圧 縮アルゴリズムが普遍的に使用されており、これらの技術ではデータに追加情報 を含めるために元のデジタル・データの操作が必要であることは、有能な導入技 術者なら理解できることである。しかし、従来の技術において導入された追加情 報は、例えば生のデータのバイトを正しく理解し、取り扱うのに必要なデータを 提供するものである。 本発明は、デジタル・データそのものの適切な理解に欠かせない情報をデータ に含めるためにデジタル・データの小さいユニットを操作するためのものではな く、特定のデジタル・データ作品を特に 説明する情報をデジタル・データ作品に隠すためのものである。デジタル・デー タ作品という用語は、著作権が存在する可能性のある作品を構成することができ るデジタル・データのシーケンス、またはそのデジタル・データ・シーケンスの 無断複製によりその作品またはその作品が一部となっているさらに大規模な作品 に存在する著作権の侵害が起こる可能性のあるものを表している。そのため、例 えば35mmカラー・スライドからスキャンしたアウトプットを定義するデジタル・ データは、デジタル・データ作品となる。 デジタル・データ作品そのものから作品の所有権が簡単に分かるようにする必 要が緊迫化している。このことにより、作品の著作権所有者は所有権をさらに簡 単に証明し、違法複製を防ぎ、作品使用のためのライセンス料金の交渉を行える ようになる。また、例えばマルチメディアCD-ROMの編纂を行う会社などのデジタ ル・データ作品出版社が、誤って著作権を侵害することを防止できる。これまで 、このために労力がかかり細密な第三者デジタル・データ作品記録を取ることが 必要であり、時間、費用の面で効率が悪く、信頼性も優れたものではなかった。 さらに具体的な例として、デジタル・カメラを使用してデジタル写真の撮影を 行うプロの写真家について考えてみる。デジタル・データ作品（デジタル化した 写真）を構成するデータ・ファイルを写真ライブラリに預けたとする。写真が使 用されると、写真家に著作権ライセンス料金が支払われる。しかし、情報のロス なしで簡単にデータ・ファイルを複製できるため、その後のイメージ使用の管理 が不可能になる。実際には、写真家の知らないところでイメージが再度出版され 、取るべきライセンス料金を取れない可能性が高まる。デジタル・イメージの切 り落としや改変が簡単なことも、問題の一部である。 現在、デジタル・データ作品のデータ・ファイルのヘッダに単純な識別子を含 めることは可能である。このヘッダは、通常単純な著作権についての通告である 。しかし、この情報は簡単に削除でき、このアプローチの信頼性が失われる。さ らに、別のフォーマットにファイルを変換すると、この情報のロスが起こる。 小松等の「署名の実現のための、文書イメージ通信でのデジタルすかしマーク およびその応用についての提案」；日本エレクトロニクス通信1990年5月31日、7 5巻、5号、ニューヨーク・ページ22-23、XP 000159282も参照する。この文書で は、イメージを修正し、隠された情報を含めるようにする技術を開示している。 しかし、後日イメージを操作すると、この情報が破壊される。そのため、イメー ジの無断使用者は、例えば切り落としや微量の回転（例えば、イメージの水平線 を正しく設定するためにプラスまたはマイナス１度の回転を行うなど）などの普 遍的なイメージ操作を行うだけで、コード化された情報を簡単に破壊できるので ある。 また、コピーを形成する点の配置を操作するためのシステムを開示しているキ ャノン株式会社のEP 0551016も参照する。ここでは、点の相対的位置が特定の情 報を示す。しかし、ここではデジタル・データ作品の改変は行われない。 デジタル・データ作品に著作権情報を埋め込むことのできる実用的システムの 具体的な条件は非常に厳しい： １．システムは、適度に高速であることが必要で、メモリを取りすぎてはならな い。 ２．追加の情報をコード化する改変は、簡単に分かるものであってはならない。 ３．このようなデータ作品に普通に行われる操作に耐えるよう、改変は頑丈なも のでなければならない（例えば、デジタル・イメージ の場合、切り取りや少しの回転で情報が失われてはならない）。 ４．改変は、無断使用者が簡単に識別でき、除去できるものであってはならない 。 ５．改変は、元のデータ作品を参照せずに簡単に分かるものでなければならない 。 本発明は、これらの条件を満たしている。 発明の開示 本発明によれば、多数のデータ要素で構成され、デジタル・データ作品を説明 する追加の情報を含めるための操作方法であって、 作品の全体または一部を、計測可能な特性を持つデータ要素のセットで構成さ れる構成部分のパターンに分割し、 特定の構成部分を選択し、 その特定の構成部分のデータ要素セットの一部またはすべてを特定の規則に従 って、そのセットが相対する未修正のデータ要素セットまたは他の構成部分の他 のセットの計測可能特性と異なるように修正する各ステップにより構成され、 作品に対して普通に行われる改変を少なくとも一つ行っても、構成部分のパタ ーンと計測可能特性の性質が、他の方法で簡単に検出されてないもので、分かっ ていれば、その差異が検出可能なようにし、 このようにしてデジタル・データ作品を説明する追加のデータの修正コードと することを特徴とするものである。 このように、発明の根本は、特定の規則から出力された選択されたパターンを 、作品のデータ要素のセットに重ね合わせ、セットを改変することである。パタ ーンは、繰り返しパターンでも良いが、これは必須ではない。本発明は、ノイズ と考えることもできる。す べてのデジタル情報には、ノイズ要素が含まれている。このノイズは、気付かれ ないものである。本発明は、このノイズをレギュラーなパターンに整理したもの と考えても良い。パターンそのものに情報を含めることができる。 作品がイメージの場合、修正は、ある形でイメージのすべてのピクセルに添え られる。但し、通常のユーザにそのようなパターンがすぐ分かる部分には添えな いでおくことができる。パターンまたはテンプレートは、例えばイメージの行で あってもよく、修正は選択した行のすべてのピクセルに＋１を加え、他の選択し た行のすべてのピクセルに−１を加えるものであってもよい。この修正は、特定 のピクセルを説明する値に微量の変更を行うが、パターンがイメージのほとんど またはすべてに適用されるため、合計情報量は大量になる可能性を持つ。どのパ ターンを探すかを知っているユーザはパターンの存在に気づき、そのユーザは計 測可能特性が知られていれば適用された少量の変更の合計を数量的に見定めるこ とができる。その後、統計的方法を使用して、どの情報が重要で、どの情報が通 常の変化の範囲内にあり無視できるかを判断できるのである。 ピクセル値に＋１または−１を追加する上記の例では、１増加したピクセルの セットの平均値と１減少したピクセルのセットの平均値の差は、指定の方法で要 素が改変されていないイメージから入手可能な最大値より大きくなる。そのため 、修正されたイメージにマークが付いていると考えられる。修正されたイメージ を複製するものは、このようにマークの付いたイメージを作成することになり、 複製の存在を確証できる。 このような方法で修正されたデータ要素の存在自体、追加のデータを構成する 場合がある。つまり、デジタル・データ作品に隠されたテキスト情報はないので ある。その代わり、操作されたデータ要 素セットの存在は、例えば著作権所有者からの特定の許可なしで複製できない著 作権付きの作品であることを示すインジケータとなる。これは、デジタル・デー タ作品に「指紋」を与えるとも言えよう。 また、別の方法では、修正手順で、デジタル・データ作品をさらに明示的に説 明する追加のデータを作品に組み込む。 典型的に、デジタル・データ作品の著作権のメッセージまたはその著作権に関 するさらに詳しい履歴的情報（例えば作成日、作成者など）を、簡単に分からな い方法で、デジタル・データ作品を明らかに変化させずにデジタル・データ作品 に隠すことができる。作品の中にこのようなデータを隠すことができることは、 商業的ユーザにとっても便利である。例えば、現在の多数カメラには、イメージ に日付を入れる機能が付いている。この方法では、イメージを一部隠すことにな ってしまう。しかし、本発明のこの方法をデジタル・カメラに組み込めば、イメ ージ自体に影響なく、日付の情報だけでなく他のデータ（例えば題材、写真撮影 場所）をそれぞれのデジタル・イメージに組み込むことができるようになる。 そのため、このような手段では、操作されたデータ要素セットの実際のデータ 内容は、作品の著作権について説明する特定のテキスト情報のコードとなっても よい。このような方法で、例えばデジタル化されたイメージを表示している者に は分からないが、以上に定義した特定のパターンと計測可能特性の性質を知って いれば著作権に関連したコード番号が分かるようになる。 構成部分のパターンは、作品全体で連続したシーケンスの一部とならないこと が望ましい。多くの場合、時間的または空間的に複雑な方法で作品全体に構成部 分を分布させるパターンを出力する置換アルゴリズムを備えることが望ましい場 合もある。これは特に、シ ステムを解析しにくいようにするために、必要なパターンを隠す必要がある場合 （ほとんどの応用ではこのような必要がある）に便利である。また、改変の手順 そのものも、作品に隠す追加のテキスト・データのデータ内容の関数であること が望ましい。 望ましい実行方法では、各ユーザに秘密のキーが与えられる。そのキーからア ルゴリズムを派生させ、置換を出力する。この派生は、普遍的で有能な暗号技師 にわかるいくつかの方法で達成できる。データ作品に隠すメッセージを表すバイ ナリ数のシーケンスに置換を適用することができる。これは、置換の性質を知っ ている者、即ち秘密のキーを持つ者だけが読み取れるメッセージを含む置換パタ ーンを出力する。その後、置換パターンが元のデータ作品全体、即ちすべてのピ クセルに繰り返し重ねられる。注意深く計算された置換は、データ作品の「ノイ ズ」の組織に対する２つの競合する要求をパターンに解析する。最初の要求は、 簡単に除去できなく、イメージ上で見られないようにするための複雑さである。 しかし、特に作品がイメージでそのイメージを切り落としまたは回転した場合に は、複雑にしすぎると検出時間が非常に長くなる場合があるため、複雑さについ ても気を付ける必要がある。本発明では、これらの競合する要求が、根底を成す 単純なパターンの使用によって解決され、慎重に計算された置換によって大幅に 複雑化することが出来る。これらの置換は、可視パターン効果を最小限に抑え、 検索と検出プロセスを大幅に単純化することが出来る。その上、置換数が非常に 多くできる。例えば、10ビットの長さのメッセージでは、置換数は10となる（3, 268,800）。そのため、ユーザに独特なキーを提供することに問題はない。 別の実施例では、２つの異なったメッセージのコードに２つの直交置換を適用 できる。典型的には、最初のメッセージは写真代理店 やライブラリを識別し、公用キーを使用して検出できる。著作権所有者および作 品そのものの詳細を示す二番目のメッセージは、秘密のキーを使用して検出でき る。 置換化されたパターンは、例えばデジタル・データ作品がオーディオ作品の場 合、時間のシーケンスで存在することも可能である。また、互いの空間的関係に よって定義される位置のパターンとして起こることも可能である。これは、上記 の例のように、デジタル・データ作品がイメージの場合に起こることがある。パ ターンは、デジタル・データ作品がテレビ・プログラムや映画など、視聴覚作品 の場合など、時間および空間のシーケンスまたはパターンの組み合わせとして存 在することも可能である。 データ要素は、デジタル情報の個別または基本ユニットでよく、特性はこのよ うな値に関連したデジタル情報または統計的計測値となる。例えば、デジタル・ データ作品がオーディオ作品の場合、計測可能特性は連続した期間に関連した量 子化された振幅レベルの値であっても良い。デジタル・データ作品がデジタル・ イメージの場合、上記の例の通りデータ要素はピクセルで、特性はピクセル値ま たはこれらの値に関連した統計的計測値となる。 さらに一般的に言うと、データ要素の修正手順は、元のデータと改変されたデ ータ要素の差が既定の許容差以下の場合のみ行われる。このように、デジタル・ データ作品の操作により、許容差を超えたイメージの変化が起こらず、操作が簡 単にわからないことを確認できる。その上、修正の範囲は、作品のノイズのレベ ルにあわせることが出来る。作品の中でノイズの多い部分ではさらに大きな変更 が必要であり、作品のスムーズな部分では、必要な変更の規模が小さくて済む。 本発明のもう一つの面では、データ要素によって構成されたデジ タル・データ作品を読み取る方法が提供されている。前もって定められた構成部 分に対してデジタル・データ作品を分析し、特定の構成部分のデータ要素の計測 可能な特性が予想と異なっているかどうかを判断する手順で構成されている。 さらに、別の面では、上記の手段を実行するための操作可能な、デジタル・デ ータ作品を操作するための装置が提供されている。 発明の詳細な説明 以下の詳細な説明は、カラー・デジタル・イメージのデジタル・データの操作 に関連した発明の実施例に関するものである。 本実施例は、DIP（デジタル・イメージ保護）と呼ばれる装置で導入されてお り、この装置は、［1］イメージのピクセルを選択的に改変することにより、デ ジタル・イメージを変化させ、［2］イメージで以前に行われた改変を検索し、 検知器として動作する。DIPの目的は、イメージの著作権の法的所有者が、イメ ージの極度の改変後にも、イメージの所有権を証明できるようにするように、イ メージにテキスト情報を隠す（「指紋」を付ける）ものである。 イメージにこのような隠し情報を含めるためにユーザがプログラムを実行する 度に、DIPのカウンタが１上がる。所定の回数実行すると、ユーザがリフレッシ ュを入手するまで、これ以上の実行は出来なくなる。カウンタは、ソフトウェア のコピー防止およびアクセス・コントロール機器として従来使用されている「ド ングル」に組み込むことが出来る。リフレッシュは、ユーザが新しい「ドングル 」を購入することによっても行える。または、接続されたキーボードを通じてDI P装置にコードワードを入力したときにさらに使用を可能にするコード化プログ ラムにカウンタをリンクすることも可能である。そのコードワードは特定のDIP および／または接続された ドングル専用であり、様々なコードの記録を持つDIPサプライヤーにユーザが連 絡して入手できる。このような方法で、DIPサプライヤーは使用量によって継続 した収入を得ることが出来る。 置換プロセスは、本発明の一つの実施例、即ちメッセージをデジタル・データ 作品にコード化して組み込むように出来る実施例において重要である。置換方法 の開発における単純な例が次に記載されている。最初は少し単純化されたこの方 法の一般化されたバージョンが、数式で表示されている。置換方法の概念的な根 本が以下に記載されている。 置換なしの単純なコード・シーケンス サイズ６０×６０ピクセルのオリジナル・イメージにコードを追加し、そのコ ードが６つの番号a，b，c，d，e，fで、すべて−２から＋２の範囲であるとする 。このコードは、６つの隣接したピクセルのグループに追加でき、そのためコー ドはabcdefabcdefabcdef....のシーケンスを構成する。 しかし、このシーケンスは非常にレギュラーであり、裸眼で簡単にわかる可能 性がある。また、コードは非常に簡単で、ハッカーが簡単に検出できる。それは ともかく、解説だけのためにこの例を続ける。イメージの元のピクセル値が以下 の通りであることを仮定する。 34 49 38 41 77 70 68 63（...... 最高60番目の列まで） （.... 最高60番目の行まで） したがって、コード化されたイメージは、次の値を持つ： 34+a 49+b 38+c 41+d 77+e 70+f 68+a 63+b（.... 最高60番目 の列まで） （.....最高60番目の行までのすべての行） その後、aを追加したすべてのピクセルのセットをセットAと定義し、bを追加 したすべてのピクセルのセットをセットBと定義し、C，D，E，Fも同様に行う。 コードが適用される前のイメージ全体のピクセル値の平均が100であると仮定 する。A，B，C，D，EおよびFのセットの要素数が大きいため、各セットの平均値 も100に近くなる。例えば、平均値はそれぞれ以下の値となる可能性がある。 100.3 99.6 100.1 100.2 99.9 99.8 a，b，c，d，e，fの値を以下のように設定したとする： 2 -1 1 1 -2 -1 これで、各セットの平均値は以下の通りとなる。 102.3 98.6 101.1 101.2 97.9 98.8 整数に四捨五入すると、次の値が得られる。 102 99 101 102 98 99 これらそれぞれから100を引くとすると、次の元のコードを得られる。 2 -1 1 1 -2 -1 この単純な例は、コード化されたメッセージがどのようにインプ ットおよび復旧されるかを示している。コードの有無を判断するために統計テス トを使用することも可能である。ランダム変化によって結果が起きていないこと を確認するためにセットA，B，..の平均値の偏差限度を計算することが必要なた め、統計テストは常に必要である。 置換方法 abcdefabcdefabcdef....のコードは非常にレギュラーであり、裸眼で見えるこ とになる。また、コードは非常に明らかで、ハッカーによって簡単に検出される 。そのため、置換技術は両方の課題を効果的に解決している。 置換は、番号の単純な並べ替えである。標準の記法を使用して、通常の昇順ab cdefをコードP0で表すことができる。このシーケンスを置換して、最初の要素を ３番目、２番目の要素を６番目、３番目の要素を５番目、４番目の要素を１番目 、５番目の要素を２番目、６番目の要素を４番目に移動できる。これは単純な記 法で表せる。 P = 1 2 3 4 5 6 3 6 5 1 2 4 そのため、P1｛a,b,c,d,e,f｝ =｛d,e,a,f,c,b｝ 新しいセットに同じ置換を行い、次のようにすることが出来る。 P2｛a,b,c,d,e,f｝ =P｛d,e,a,f,c,b｝ =P(P｛a,b,c,d,e,f｝）=｛f,c,d,b,a,e｝ これで、次の６つの置換が行われる。 P0 =｛a,b,c,d,e,f｝ P1 =｛d,e,a,f,c,b｝ P2 =｛f,c,d,b,a,e｝ P3 =｛b,a,f,e,d,c｝ P4 =｛e,d,b,c,f,a｝ P5 =｛c,f,e,a,b,d｝ P6 =｛a,b,c,d,e,f｝=P0 上記の一番目の例では、コードが最も単純な方法で追加された。すなわち、 abcdefabcdefabcdef..... 置換技術では、代わりに次のシーケンスを追加できるようになる。 abcdef deafcb fcdbae bafedc edbcfa cfeabd このシーケンスは、わかりにくく、破壊も難しい。検出器はどの置換を検索す るかを知っているため、セットA，B，C，D，E，Fを作り直すことが出来る。 相互の置換テクニックは柔軟性が高く、またイメージの切り落としなどの操作 後にも、イメージが十分なコード情報を保持できるようになる。例えば、イメー ジの切り落とし前に、最初のピクセルに値aを追加したとする。切り落とし後に 、最初のピクセルでシーケンスのどの部分が始まるかがわからなくなる。上記の 例では、６つ の要素のある６つのセットがあり、合計36要素となっている。しかし、検出器は 可能な開始要素として36の要素それぞれを試す必要はない。実際、最初の６要素 だけを見ることが必要なのである。実際には、６つの要素を持つ６セットがある 代わりに、典型的には30の要素を持つ30のセットがあるため、さらに大きな節約 を行える。イメージが切り落とされており、パターンが次のように追加されてい ることを想像してみる。 fcb fcdbae bafedc edbcfa cfeabd abcdef deafcb fcdbae bafedc... 検出器は、イメージが切り取られたことを知らず、そのため最初のセットの最 初の６の要素を仮定する。そのため、検出器は上記のシーケンスを次のように考 える。 fcbfed baebaf edcedb cfacfe adbabc defdea fcbfed baebaf edc... シーケンスfcbfedが真の最初のセットの場合、この置換結果である次のセット はfefdbcとなるはずである。しかし、次のセットはbaebafである。この不適合に より、検出器はシーケンスがfcbfedで始まらないことを判断し、イメージが切り 落とされていることがわかる。そのあと次の文字である最初のcに移動すると、 同じ問題が起こる。その次の文字bでも同じ問題が起こるが、次の４番目の要素 、即ち２つ目の文字fに移動すると、その後の予想された置換がイメージに存在 する実際の置換と適合する。そのため、イメージが切り落とされたにも関わらず 、検出器は最初の６要素のみを見て本当のシーケンスの開始を迅速に判断できる 。 各セットP0，P1，P2，P3，P4，P5を他の互いに変換するために同じ置換が使用 されるため、検出器がfedbaeがP2であるかそれとも別のセットの一つであるか判 断することができない。しかしこれは、要素aが常に特定の値(上記の例では2)で あるとし、他の要素はこの値を持たないようにすることにより解決できる。fedb aeセットが見つかったら、独特な値aが5番目の位置で見つかる。これはそのため 、セットがP2であることを示す。P2を定義すると、他のセットをすべて正しい順 に定義できる。 本物のイメージで置換を実行する パターンをさらに小型化し、「指紋」によって模様が付くのを避けるために、 線状の列ではなく長方形で形成される。以上で定義された置換は、実際には次の ように付けられる。 abc baf abc baf abc baf.... def dec def dec def dec.... fed cfe fed cfe fed cfe.... bae abd bae abd bae abd.... edb dea edb dea edb dea... cfa fcb cfa fcb cfa fcb.... abc baf abc baf abc baf... def dec def dec def dec... これは、次のように表せる。 P0 P3 P0 P3 P0 P3 P2 P5 P2 P5 P0 P5 P4 P1 P4 P1 P4 P1 P0 P3 P0 P3 P0 P3 P2 P5 P2 P5 P0 P5 P4 P1 P4 P1 P4 P1 検出は、上記のように行われ、また同じプロセスは切り落としを検出するため にも適用される。使用できるコンピュータのパワーが上がるにつれて、検出器は さらに高度な検出方法を使用できるようになり、そのため、適切な時間内にさら に高いイメージの劣化度でも扱えるようになり、また高度な変化を扱えるように なる。 上記の例では、６つの要素のみを持つコードのみが説明されている。さらに多 くの要素を持つコードを扱わなければならないとする。上記の長方形の列に整理 し、整列しすぎないようにする。そのため、２つの素数のペアrおよびsの積であ るn（上記の例では、素数ペア２および３の積nは６） に関心を持つことになる 。置換数が非常に大きいため、キーと抽出方法の知識なしではメッセージの抽出 が難しくなる。 置換方法の一般化 上記の例の一般化を、まず少し単純化して説明する。この一般化では、それぞ れのイメージ・ラインに適用されるオフセットのある線状置換制度を説明する。 上記の総合的概念が繰り返されるが、その方法は少し異なって（一部はさらに数 学的）いる。 この例では、DIPがイメージにかけるパターンは、ピクセルのセ ットを対象とするテンプレートとして見なすことが出来る。テンプレートは、イ メージに繰り返し配置される。テンプレートの選択された要素は、イメージ上の 多数の位置に現れる。テンプレートの要素に相当するのは、ピクセルのセットで あり、それぞれテンプレートの要素に相当する。テンプレートの形やサイズを適 切に選択すると、イメージを分割したセットを堅くインタレースすることになる 。これは、一つのセットのピクセル値の平均値が別のセットの平均値と大幅に変 わらないことを意味する。しかし、これらのセットの一つのそれぞれの部分に値 が追加されると、平均値は他のセットとは非常に異なったものとなる。この差は 、回収可能な情報を構成する。 さらに数学的に言うと、イメージを小分けした値のセットの平均値には、既知 の統計的分布が行われる。この分布のパラメータは、事前に簡単に計算できる。 このようにして、レギュラーなパターンを適用することによって起こる例外的な 値を検出できるようになる。また、パターンの中の要素数の間の関係、データに 適用された変更の程度、イメージのサイズおよびパターンの検出可能性を計算す ることも可能である。そのため、特定の状況にて記したパターンのタイプを選択 できる。 以前の例と同様に、適用されたパターンはイメージにある種のメッセージを保 管する方法を提供する。このメッセージの長さは上記の条件、すなわちイメージ をサイズの小さすぎるセットに小分けしすぎない必要によって制限される。しか し、繰り返しのパターンが短すぎると、最初のマーク付けプロセスで使用された 暗号化キーを持たない者による検出の問題が軽減されることになる（以下を参照 ）。この理由から、暗号化キーから派生した規則に従ってイメージ全体でパター ンが置換される。 一つの実施例では、ユーザがアルファベット数字の暗号キーK｛k₁,k₂........ k_nおよびメッセージM｛m₁,m₂........m_p｝を選択する。メッセージの言葉の数p は、「指紋」を検出するためのイメージの最小サイズによって左右される。 暗号化プロセスEは、Kをq-1の置換P｛p₁,p₂......p_q-1｝のセットおよびO｛of f₁,off₂......off_s｝という整数オフセットのセットに変換し、またM を整数の セットN｛n₁,n₂......n_r｝（正と負の混合）に変換する。 それから、次の配列に従ってNのq置換セットが作成される。 N₁ = p₁（N） N₂ = p₂（N₁） N₃ = p₃（N₂） 即ち、N_q-1= p_q-1（N(_q-2)） N,N₁,N₂......N_q-1は、その後連結されて、単一の拡張セットEN｛en₁,en₂,..... .en_qr｝を作成する。 イメージのラインに沿ったピクセルを説明する値にENの値が順に追加される。 同じ値は、セットOから順に選択されたオフセットを使用して次のラインに追加 される。 図式的には、これは次のように表せる。 そのため、イメージ全体に指紋が存在し、切り落とし、回転やスケーリングに より指紋存在に影響が出ない。同一周波のパターン以外のパターンを追加しても 、指紋を隠すことは出来ない。必要な破壊周波の知識を得るためには、暗号かプ ロセスEの知識が必要である。 DIPが指紋の存在を検出するための方法を説明する。検出には、暗号化キーKの 知識が必要である。上記の通り、置換PのセットおよびオフセットOは、このキー Kから出力されている。それから、検出器は次のようにイメージの同等ピクセル のセットを計算する： セットS｛1,2,3.....p｝は次の方式で置換される： S₁ = p₁（S） S₂ = p₂（S₁） S₃ = p₃（S₂） 即ち: S_q-1= p_q-1（S_(q-2)） S,S₁,S₂,.....S_q-1はその後連結されて、単一の拡張セットES｛es ₁ ,es₂,....... es_nq｝を作成し、ここでは要素esはそれぞれ1からpまでの整数と なる。 この値のセットは、イメージのラインを横切ったそれぞれのピクセルに添付さ れる。検出器はイメージの最初のラインを使用して、各ピクセル値を以下の通り にp同等セットQ｛q₁,q₂,q₃.....q_p｝の一つに属させる。そこで、各セットのピ クセルの合計値Tqが見つかる。 図式的には： この和は、合計Tqのpのセットを作成する。Chi乗にしたテストを適用すること により、これらの合計が選択された暗号化に従って修正されていないデータから 出たものかどうかを見分けることが出来る。このテストはそのため、キーKの使 用によってコード化されたメッセージの存在を確証できる。メッセージがあるこ とがわかれば、次のように解析できる。合計Tqのセットの平均値T平均を見つけ る。合計の標準偏差は、元のデータの標準偏差およびイメージの ピクセル値数の知識から計算される。ここから、Tqの予想値の上限Uと下限Lが算 出される。イメージにパターンが適用されている場合のみ、Tqの値が範囲(L,U) 外になる。 各合計の規則を順に使用して、メッセージがバイナリ形式に解析される。 mの値がすべて定義されている場合、メッセージは有効である。 イメージの変換により、異なった方向、開始位置およびスケーリング計数で上 記の方法を適用しなければならない。しかし、方法の 性質は実質的に変化しない。 上記の配列を元の単純な例で表すには、その例で説明された理由により、置換 されたセットN¹,N²,N³,.... のそれぞれは、線状ではなく長方形にアレンジされ ている。それからこれらの長方形を、上記の例で説明し方法に類似した方法でア レンジされる。 方向マーカー 正確に指定されたパターンをイメージに適用することにおける問題の一つは、 イメージのサイズ変更や回転により、検出が非常に困難になることであり、通常 、３つのパラメータの異なった値での検索を繰り返すことが必要になる。この問 題を解決するために、方向マーカーをイメージに付けて印刷することが出来る。 これらのマーカーは、選択した角度の縞の形式である。簡単に裸眼でわからない ように、縞はべた塗りされていない。そのかわり、縞を構成するピクセルがラン ダムにオンになっている。このようにして、縞のイメージを簡単に除去できない ように出来る。 縞の検出方法は、縞の幅に相当する、レギュラーに出ている周波数をイメージ で検索することである。それから少しずつイメージを回転し、それぞれの位置で 顕著な周波数の存在が検索される。このような周波数が起こる角度は、回転角度 を示している。周波数の値は、元のイメージの周波数がわっていれば、イメージ のスケーリングを示すことになる。 あるいは、顕著な周波数を２つの直交の方向で検索し、変形についての情報と 共に同じ情報を得ることが出来る。既知の周波数の関数にイメージを相関させる 通常の方法または、イメージの２つ以上の別部分を相関させることにより検索さ れる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．多数のデータ要素で構成され、デジタル・データ作品を説明する追加の情報 を含めるための操作方法であって、 作品の全体または一部を、計測可能な特性を持つデータ要素のセットで構成 される構成部分のパターンに分割し、 特定の構成部分を選択し、 その特定の構成部分のデータ要素セットの一部またはすべてを特定の規則に 従って、そのセットが相対する未修正のデータ要素セットまたは他の構成部分の 他のセットの計測可能特性と異なるように修正する各ステップにより構成され、 作品に対して普通に行われる改変を少なくとも一つ行っても、構成部分のパ ターンと計測可能特性の性質が、他の方法で簡単に検出されないもので、分かっ ていれば、その差異が検出可能なようにし、 このようにしてデジタル・データ作品を説明する追加のデータの修正コード とすることを特徴とするデジタル・データ作品の操作方法。 ２．操作されたデータ要素のセットの実際のデータ内容が追加のデータのコード となる請求項１に記載の方法。 ３．さらに、 ［1］ 秘密のキーを作成する； ［2］ 秘密のキーを使用して置換を作成する； ［3］ データ作品について説明する追加のデータを表す、データ作品に隠され たバイナリ数シーケンスを出力する； ［4］ バイナリ数シーケンスに置換を行って、置換済パターンを出力する； ［5］ 置換されたパターンをオリジナルのデータ作品全体に繰り 返し適用するステップを備える請求項１または２に記載の方法。 ４．置換されたパターンが線状の列として適用される請求項３に記載の方法。 ５．置換されたパターンが長方形状の列として適用される請求項３に記載の方法 。 ６．デジタル・データ作品を説明する追加データが２つのメッセージで構成され ており、一つは最初の置換に関連しており、二番目は二番目の置換に関連してお り、また置換が直交となっている請求項４または５に記載の方法。 ７．さらに、作品に方向マーカーを適用するステップを備える請求項１〜６のう ちのいずれかに記載の方法。 ８．作品の特定の部分における改変の程度が、その部分のノイズ・レベルによっ て変化する請求項１〜７のうちのいずれかに記載の方法。 ９．複数のデータ要素によって構成され、構成部分のパターンに分割され、それ ぞれの構成部分はデータ要素のセットによって構成されており、データ要素のセ ットはそれぞれ計測可能な特性を持っており、そこでデジタル・データ作品を操 作し、そのデジタル・データ作品を説明する追加データを含めるためにデジタル ・データ作品の操作に適用される装置であって、 ［1］ 計測可能な特性を表すデータを保管するためのデータ記憶装置 ［2］ データ記憶装置に保管された、特定の構成部分のデータ要素のセットを 示すデータの一部またはすべてを、そのセットの計測可能特性が相当する未修正 のデータ要素のセットまたは他の構成部分の他のセットと異なるように、特定の 規則に従って修正するように造られたプロセッサ よりなり；構成部分のパターンと計測可能特性の性質が知られており、そのよ うな作品に普通に適用されるある種の操作を作品が受けた後でも差異を検出可能 であるが、その他の方法では検出が容易でないものであり、かつデジタル・デー タ作品を説明する追加のデータの修正コードとすることを特徴とするデジタル・ データ作品の操作に適用される装置。