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WO2007102403A1

Electronic watermark embedding method, device, and program, and electronic watermark detecting method, device, and program

Abstract

An electronic watermark embedding device for embedding embedment information as an electronic watermark in an input signal having N or more dimensions (N is 2 or more an integer) and an electronic watermark detecting device are disclosed. The electronic watermark embedding device creates an embedment sequence according to embedment information, creates an (N-1)-dimensional pattern according to the embedment sequence, modulates a periodical signal according to the value on the (N-1)-dimensional pattern, thus creates an N-dimensional embedment pattern, superimposes the embedment pattern on the input signal, and outputs the resultant signal. The electronic watermark detecting device measures the component of a predetermined periodic signal in one dimensional direction of the input signal, obtains an (N-1)-dimensional pattern, obtains a detection sequence from the values of the (N-1)-dimensional pattern, and detects the embedded electronic watermark according to the magnitude of the value of the correlation between the detection sequence and the embedded sequence.

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38 claims: 35 independent, 3 dependent

  1. 1
    請求の範囲 [1] 埋め込み系列生成手段、配列生成手段、変調手段、記憶手段、埋め込みパターン 重畳手段と、を有する電子透力 埋め込み装置において、 N (Nは 2以上の整数)以 上の次元を持つ入力信号に対して埋め込み情報を電子透力しとして人間の知覚に 感知されな!、ように埋め込む電子透かし埋め込み方法であって、 前記埋め込み系列生成手段が、前記埋め込み情報に基づき埋め込み系列を生成 し、第 1の記憶手段に格納し、 前記配列生成手段が、前記第 1の記憶手段の前記埋め込み系列に基づき N— 1次 元パターンを生成し、 前記変調手段が、前記 N— 1次元パターン上の値に応じて周期信号を変調するこ とにより N次元の埋め込みパターンを生成し、第 2の記憶手段に格納し、 前記埋め込みパターン重畳手段が、前記第 2の記憶手段に格納されて 、る前記 N 次元の埋め込みパターンを取得し、該埋め込みパターンを前記入力信号に重畳す る埋め込む、 ことを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
  2. 2
    [2] 前記変調手段は、前記 N— 1次元パターン上の位置によって N次元目の方向の位 相がそれぞれ異なるように N次元の埋め込みパターンを生成する請求項 1記載の電 子透かし埋め込み方法。
  3. 3
    [3] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記配列生成手段は、前記埋め込み系列の一部を実部、一部を虚部となるように 前記 N— 1次元パターンを生成する請求項 1または 2記載の電子透かし埋め込み方 法。
  4. 4
    [4] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記変調手段は、前記 N— 1次元パターン上の複素数の偏角が変調信号の位相と なり、絶対値が変調信号の大きさとなるように前記周期信号を変調する請求項 1乃至 3のうちいずれか 1項記載の電子透かし埋め込み方法。
  5. 5
    [5] 前記埋め込み系列生成手段が、生成された前記埋め込み系列を分割して複数の 埋め込み系列を生成し、前記第 1の記憶手段に格納し、 前記配列生成手段が、前記第 1の記憶手段に格納された前記複数の埋め込み系 列毎に各々対応する N— 1次元パターンを生成し、 前記変調手段が、前記 N— 1次元パターン毎に各々対応する N次元の埋め込みパ ターンを生成し、前記第 2の記憶手段に格納し、 前記埋め込みパターン重畳手段が、前記第 2の記憶手段の前記埋め込みパターン を全て加算した後に、前記入力信号に重畳する、 請求項 1乃至 4のうちいずれか 1項記載の電子透力し埋め込み方法。
  6. 6
    [6] 埋め込み系列生成手段、配列生成手段、変換手段、記憶手段、埋め込みパターン 重畳手段、逆変換手段と、を有する電子透かし埋め込み装置において、 N (Nは 2以 上の整数)以上の次元を持つ入力信号に対して埋め込み情報を電子透力しとして人 間の知覚に感知されないように埋め込む電子透かし埋め込み方法であって、 前記埋め込み系列生成手段が、前記埋め込み情報に基づき埋め込み系列を生成 し、第 1の記憶手段に格納し、 前記配列生成手段が、前記第 1の記憶手段に格納されている前記埋め込み系列 に基づき N— 1次元パターンを生成し、第 2の記憶手段に格納し、 前記変換手段が、前記入力信号を直交変換し、変換済信号を取得し、 前記埋め込みパターン重畳手段が、前記第 2の記憶手段に格納されて 、る前記 N 1次元パターンを前記変換済信号の一部の N— 1次平面に重畳し、逆変換前信号 を取得し、 前記逆変換手段が、前記逆変換前信号を直交逆変換し、埋め込み済み信号を得 る、 ことを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
  7. 7
    [7] 前記埋め込み系列生成手段が、複数の埋め込み系列を生成して前記第 1の記憶 手段に格納し、 前記配列生成手段が、前記第 1の記憶手段に格納されている前記複数の埋め込 み系列毎に各々対応する N— 1次元パターンを生成し、前記第 2の記憶手段に格納 し、 前記埋め込みパターン重畳手段が、前記第 2の記憶手段に格納されて 、る前記 N 1次元パターンを前記変換済み信号の複数の N— 1次元平面にそれぞれ重畳す る、請求項 6記載の電子透かし埋め込み方法。
  8. 8
    [8] 復調手段、検出系列抽出手段、相関値計算手段、記憶手段と、を有する電子透か し検出装置にぉ 、て、 N (Nは 2以上の整数)以上の次元を持つ入力信号に対して予 め人間の知覚に感知されないように埋め込まれた電子透力 を検出する電子透かし 検出方法であって、 前記復調手段が、前記入力信号の一つの次元方向における所定の周期信号の成 分を測定し、 N— 1次元パターンを求め、 前記検出系列抽出手段が、前記 N— 1次元パターンの値力 検出系列を求め、記 憶手段に格納し、 前記相関値計算手段が、前記記憶手段に格納された前記検出系列と埋め込み系 列の相関値の大きさに基づ 、て、埋め込まれて！/ヽる電子透かしを検出する、 ことを特徴とする電子透かし検出方法。
  9. 9
    [9] 前記復調手段が、同一の周波数を持つ直交する 2つの周期信号を生成し、前記入 力信号と前記周期信号との相関に基づ!/、て N - 1次元パターンを求める、請求項 8 記載の電子透かし検出方法。
  10. 10
    [10] 前記復調手段が、前記入力信号を N次元目の方向の差分もしくは微分値に基づい て復調する、請求項 8または 9記載の電子透かし検出方法。
  11. 11
    [11] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記検出系列抽出手段が、前記 N— 1次元パターンの実部及び虚部の値に基づ いて前記検出系列を求め、前記記憶手段に格納する、請求項 8乃至 10のうちいず れか 1項記載の電子透かし検出方法。
  12. 12
    [12] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記相関値計算手段が、各ビット毎の複素相関値を求め、各ビット毎の複素相関 値の向きを揃えた上でそれらの総和をとり、この総和に基づいて埋め込まれている電 子透力 を検出する請求項 8乃至 11のうちいずれか 1項記載の電子透かし検出方法
  13. 13
    [13] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記相関値計算手段が、複素相関値の絶対値に基づいて埋め込まれている電子 透力 を検出する、請求項 8乃至 11のうちいずれ力 1項記載の電子透かし検出方法
  14. 14
    [14] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記相関値計算手段が、各ビット毎の複素相関値を求め、各ビット毎の複素相関 値の向きを揃えた上でそれらの総和をとり、同期手段が、この総和の偏角に基づき、 前記入力信号の同期変位量を求める請求項 8乃至 13のうちいずれか 1項記載の電 子透かし検出方法。
  15. 15
    [15] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 同期手段が、前記検出系列と前記埋め込み系列の複素相関値の偏角に基づき、 前記入力信号の同期変位量を求める請求項 8乃至 13のうちいずれか 1項記載の電 子透かし検出方法。
  16. 16
    [16] 前記復調手段が、複数の周期信号の位相を測定し、複数の N— 1次元パターンを 求め、 前記同期手段が、複数の N— 1次元パターン毎に各々同期変位量を求め、 前記検出系列抽出手段が、前記複数の N— 1次元パターンを各々対応する前記同 期変位量に基づいて同期を補正して検出系列を求め、前記記憶手段に格納し、 前記相関値計算手段が、前記複数の N— 1次元パターン毎に得られた前記記憶手 段に格納されている前記検出系列を結合した系列と前記埋め込み系列の相関値を 計算する、 請求項 15記載の電子透かし検出方法。
  17. 17
    [17] 前記同期手段は、前記複数の N— 1次元パターン毎に得られた同期変位量を元に 、 N次元目の軸方向の全体の変位量を求める、請求項 16記載の電子透かし検出方 法。
  18. 18
    [18] 前記同期手段は、予め埋め込まれた同期系列を検出し、同期合わせを行い、前記 同期変位量に応じて入力信号を再分割し、残る複数の埋め込み情報を検出する請 求項 15記載の電子透かし検出方法。
  19. 19
    [19] N (Nは 2以上の整数)以上の次元を持つ入力信号に対して埋め込み情報を電子透 力しとして人間の知覚に感知されないように埋め込む電子透力し埋め込み装置であ つて、 前記埋め込み情報に基づき埋め込み系列を生成し、第 1の記憶手段に格納する埋 め込み系列生成手段と、 前記第 1の記憶手段の前記埋め込み系列に基づき N— 1次元パターンを生成する 配列生成手段と、 前記 N— 1次元パターン上の値に応じて周期信号を変調することにより N次元の埋 め込みパターンを生成し、第 2の記憶手段に格納する変調手段と、 前記第 2の記憶手段に格納されている前記 N次元の埋め込みパターンを取得し、 該埋め込みパターンを前記入力信号に重畳する埋め込みパターン重畳手段と、 を有することを特徴とする電子透かし埋め込み装置。
  20. 20
    [20] 前記変調手段は、 前記 N— 1次元パターン上の位置によって N次元目の方向の位相がそれぞれ異な るように N次元の埋め込みパターンを生成する請求項 19記載の電子透力し埋め込 み装置。
  21. 21
    [21] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記配列生成手段は、前記埋め込み系列の一部を実部、一部を虚部となるように 前記 N— 1次元パターンを生成する請求項 19または 20記載の電子透かし埋め込み 装置。
  22. 22
    [22] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記変調手段は、前記 N— 1次元パターン上の複素数の偏角が変調信号の位相と なり、絶対値が変調信号の大きさとなるように前記周期信号を変調する請求項 19乃 至 21のうちいずれか 1項記載の電子透かし埋め込み装置。
  23. 23
    [23] 前記埋め込み系列生成手段は、生成された前記埋め込み系列を分割して複数の 埋め込み系列を生成し、前記第 1の記憶手段に格納し、 前記配列生成手段は、前記第 1の記憶手段に格納された前記複数の埋め込み系 列毎に各々対応する N— 1次元パターンを生成し、 前記変調手段は、前記 N— 1次元パターン毎に各々対応する N次元の埋め込みパ ターンを生成し、前記第 2の記憶手段に格納し、 前記埋め込みパターン重畳手段は、前記第 2の記憶手段の前記埋め込みパター ンを全て加算した後に、前記入力信号に重畳する、 請求項 19乃至 22のうちいずれか 1項記載の電子透力し埋め込み装置。
  24. 24
    [24] N (Nは 2以上の整数)以上の次元を持つ入力信号に対して埋め込み情報を電子透 力しとして人間の知覚に感知されないように埋め込む電子透力し埋め込み装置であ つて、 前記埋め込み情報に基づき埋め込み系列を生成し、第 1の記憶手段に格納する埋 め込み系列生成手段と、 前記第 1の記憶手段に格納されている前記埋め込み系列に基づき N— 1次元バタ ーンを生成し、第 2の記憶手段に格納する配列生成手段と、 前記入力信号を直交変換し、変換済信号を得る変換手段と、 前記第 2の記憶手段に格納されている前記 N— 1次元パターンを前記変換済信号 の一部の N— 1次平面に重畳し、逆変換前信号を得る埋め込みパターン重畳手段と 前記逆変換前信号を直交逆変換し、埋め込み済み信号を得る逆変換手段と、 を有することを特徴とする電子透かし埋め込み装置。
  25. 25
    [25] 前記埋め込み系列生成手段は、複数の埋め込み系列を生成して前記第 1の記憶 手段に格納し、 前記配列生成手段は、前記第 1の記憶手段に格納されている前記複数の埋め込 み系列毎に各々対応する N— 1次元パターンを生成し、前記第 2の記憶手段に格納 し、 前記埋め込みパターン重畳手段は、前記第 2の記憶手段に格納されて 、る前記 N 1次元パターンを前記変換済み信号の複数の N— 1次元平面にそれぞれ重畳す る、請求項 24記載の電子透かし埋め込み装置。
  26. 26
    [26] N (Nは 2以上の整数)以上の次元を持つ入力信号に対して予め人間の知覚に感 知されな 、ように埋め込まれた電子透力 を検出する電子透かし検出装置であって、 前記入力信号の一つの次元方向における所定の周期信号の成分を測定し、 N— 1 次元パターンを求める復調手段と、 前記 N— 1次元パターンの値力 検出系列を求め、記憶手段に格納する検出系列 抽出手段と、 前記記憶手段に格納された前記検出系列と埋め込み系列の相関値の大きさに基 づいて、埋め込まれている電子透力しを検出する相関値計算手段と、 を有することを特徴とする電子透かし検出装置。
  27. 27
    [27] 前記復調手段は、同一の周波数を持つ直交する 2つの周期信号を生成し、前記入 力信号と前記周期信号との相関に基づ!/、て N - 1次元パターンを求める請求項 26 記載の電子透かし検出装置。
  28. 28
    [28] 前記復調手段は、前記入力信号を N次元目の方向の差分もしくは微分値に基づい て復調を行う、請求項 26または 27記載の電子透かし検出装置。
  29. 29
    [29] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記検出系列抽出手段は、前記 N— 1次元パターンの実部及び虚部の値に基づ いて前記検出系列を求め、前記記憶手段に格納する、請求項 26乃至 28のうちいず れカ 1項記載の電子透かし検出装置。
  30. 30
    [30] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記相関値計算手段が、各ビット毎の複素相関値を求め、各ビット毎の複素相関 値の向きを揃えた上でそれらの総和をとり、この総和に基づいて埋め込まれている電 子透力 を検出する請求項 26乃至 29のうちいずれ力 1項記載の電子透かし検出装 置。
  31. 31
    [31] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記相関値計算手段は、複素相関値の絶対値に基づいて埋め込まれている電子 透力 を検出する、請求項 26乃至 29のうちいずれか 1項記載の電子透かし検出装 置。
  32. 32
    [32] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記相関値計算手段が、各ビット毎の複素相関値を求め、各ビット毎の複素相関 値の向きを揃えた上でそれらの総和をとり、 この総和の偏角に基づき、前記入力信号の同期変位量を求める同期手段を有する 請求項 26乃至 31のうちいずれか 1項記載の電子透かし検出装置。
  33. 33
    [33] 前記 N— 1次元パターンが複素数パターンであって、 前記検出系列と前記埋め込み系列の複素相関値の偏角に基づき、前記入力信号 の同期変位量を求める同期手段を有する、請求項 26乃至 31のうちいずれか 1項記 載の電子透かし検出装置。
  34. 34
    [34] 前記復調手段は、複数の周期信号の位相を測定し、複数の N— 1次元パターンを 求め、 前記同期手段は、複数の N— 1次元パターン毎に各々同期変位量を求め、 前記検出系列抽出手段は、前記複数の N— 1次元パターンから各々対応する前記 同期変位量に基づいて同期を補正して検出系列を求め、前記記憶手段に格納し、 前記相関値計算手段は、前記複数の N— 1次元パターン毎に得られた前記記憶手 段に格納されている前記検出系列を結合した系列と前記埋め込み系列の相関値を 計算する、 請求項 33記載の電子透かし検出装置。
  35. 35
    [35] 前記同期手段は、 前記複数の N— 1次元パターン毎に得られた同期変位量を元に、 N次元目の軸方 向の全体の変位量を求める請求項 34記載の電子透かし検出装置。
  36. 36
    [36] 前記同期手段は、予め埋め込まれた同期系列を検出し、同期合わせを行い、前記 同期変位量に応じて入力信号を再分割し、残る複数の埋め込み情報を検出する検 出手段を有する請求項 34記載の電子透かし検出装置。
  37. 37
    [37] N (Nは 2以上の整数)以上の次元を持つ入力信号に対して埋め込み情報を電子透 力しとして人間の知覚に感知されないように埋め込む電子透力し埋め込みプログラム であって、 コンピュータを、 請求項 19乃至 25のうちいずれか 1項記載の電子透かし埋め込み装置として機能さ せることを特徴とする電子透かし埋め込みプログラム。
  38. 38
    [38] N (Nは 2以上の整数)以上の次元を持つ入力信号に対して予め人間の知覚に感 知されないように埋め込まれた電子透力 を検出する電子透かし検出プログラムであ つて、 コンピュータを、 請求項 26乃至 36のうちいずれか 1項記載の電子透かし検出装置として機能させる ことを特徴とする電子透かし検出プログラム。
Independent claims38