JP3924562B2 - 可変位置を有する電子透かし - Google Patents

Description

この発明は、包括的には、主デジタルデータ内に補助デジタルデータを埋込む方法および装置に関し、特に、電子透かし処理に関する。

例えば、特許文献１，２は、電子透かしを開示する。
目下、主デジタルデータ（時に、コンテンツまたはユーザコンテンツと呼ぶ）内に補助デジタルデータを埋込むことが必要とされている。
補助データは、たとえば、所有権または出所の識別もしくは使用制御情報に使用することができる。
電子透かしは、主デジタルデータを変更することによって生成される、主デジタルデータに埋込まれた補助データである。
オリジナルデータが変更されるため、電子透かしは通常は、音声、画像および映像等人間が知覚可能なデータに限定され、データは通常は、電子透かしが「透過的」である（知覚可能ではない）ように変更される。

電子透かしは、存在する場合は使用制御の指標としての役割を果たすことができるが、本来透かしを含んでいた主データから電子透かしを取除くことにより保護されていない主データを使用可能にすることが、理論的には可能である。
さらに、圧縮、スケーリングおよびクリッピング等、娯楽データの一般的な変換によっては、電子透かしを変更または破壊する可能性がある。
代替的に、システムは、有効な透かしの存在を必要とする場合があり、有効な透かしが存在しない場合、主データを読出すことを拒絶するかまたは出力を提供することを拒絶する場合がある。
透かしを追加または変更することにより、無許可の使用または複製を可能にすることは理論的に可能である。
米国特許第５，８２８，７５４号 米国特許第６，２７８，３８６号

故意のおよび意図しない破壊および除去を阻止することができ、不用意な追加または変更を阻止することができる、永続的な電子透かし処理が必要とされる。

データファイルにおける電子透かしは、ファイル内の複数の位置で発生する。
第１の電子透かし以外の各電子透かしの位置を、以前の電子透かしによるか、または以前の電子透かしと同じ論理ブロックの他の補助情報により、指定する。

図１は、本発明にかかる電子透かしの処理を実現するコンピュータを例示する。
以下に示す本発明にかかる電子透かしのために必要な処理は、例えば、図１に示すようなコンピュータにおいて、ソフトウェアにより実現される。
図２は、論理的にブロックに分割されるデータファイルを示す。
データファイルは、媒体（たとえば、磁気ディスク、光ディスクまたはテープ）上にあってもよく、あるいは伝送されてもよい（伝送には、データの有線または無線転送が含まれる）。
第１のブロック１００は、電子透かし（黒のドットで示す）を含む。
第１のブロック１００の透かし、すなわちブロック１００における補助データは、次の電子透かしの開始位置と複数の連続したブロックとを指定する。
ブロック１００は、次の透かしがブロック１０２にあること、ブロック１０２で開始する３つの連続したブロックが電子透かしを含むこと、とを指定するデータを含む。
ブロック１０２（または、電子透かしを含む３つの連続したブロックにおける他のブロックのうちの１つ）は、電子透かしを含む次のブロック（または連続したブロックのセット）を指定するデータを含む。

図２Ｂにおいて、ブロックは、図２Ａのように電子透かしを含むが、次の電子透かしの位置を指定する代替方法を用いる。
図２Ｂでは、電子透かしを含む各ブロックにおけるデータは、電子透かしを含む次のブロックの位置を指定する。

図２Ｃにおいて、ブロックは、さらに論理的にサブブロックに分割される。
たとえば、ブロック１０４は、論理的に４つのサブブロックに分割される。
ブロック１０４内のデータは、次の電子透かしのブロック位置と、ブロック内のサブブロック位置と、を指定してもよい。

図２Ｄにおいて、ブロック１０６は、ヘッダ１０８を含む。
ヘッダは、補助情報であり、通常は識別および使用制御のようなものを含む。
ヘッダ内のデータは、次の電子透かしのブロック位置（および適当な場合はサブブロック位置）を指定してもよい。

各電子透かしは、次の電子透かしの位置を指定する透かしデータを含んでもよい。
代替的に、次の電子透かしの位置を指定するデータを、論理ブロック内の補助データ（たとえば、図２Ｄに示すようなヘッダ）に含めてもよい。
さらに別の代替態様として、補助データを、符号化されたユーザコンテンツ内、または誤り検出データおよび誤り訂正データ等のオーバーヘッドデータ内に埋込んでもよい。
ユーザコンテンツは、電子透かしにおけるように変更されない。
たとえば、参照により本明細書に援用される、米国特許第５，６９９，４３４号（Hogan）とその特許の分割（米国特許第５，８２８，７５４号および同第６，２７８，３８６号）とを参照されたい。
次の電子透かしの位置を指定するデータを、たとえばHoganが教示するように、電子透かしを含むブロックにおいて、符号化データに埋込まれるかまたはオーバーヘッドデータに埋込まれるデータに含めてもよい。

次の電子透かしの位置の指定は、ブロック番号を含んでもよい。
代替的に、位置の指定は、時間値を含んでもよい（たとえば、音楽用コンパクトディスクは時間情報を含む）。
代替的に、位置の指定は、ビデオフレーム番号とフレーム内の画像要素の行・列座標とを含んでもよい。
代替的に、位置の指定は、相対値を含んでもよい（たとえば、３ブロックスキップする、またはたとえば３フレームスキップし１３５度の角度で１００画像要素の距離を移動する）。

ブロックは、物理単位、たとえば媒体上のセクタまたはトラックを含んでもよい。
代替的に、ブロックは、たとえばHoganにおいて論考されるように、誤り検出および訂正のための符号化ブロック等、論理単位を含んでもよい。
代替的に、ブロックは、デジタルビデオフレームを含んでもよい。
代替的に、ブロックは、圧縮データの論理単位を含んでもよい。
圧縮されていないビデオフレームは、論理的に画像要素（画素）の行および列にフォーマット化される。
デジタルビデオの圧縮に一般に使用される離散コサイン変換は、各ビデオフレームを圧縮のために画素のブロック、たとえば８画素×８画素に分割する。
そして、各圧縮ブロックにヘッダを追加する。
代替的に、ブロックは、物理単位または論理単位の連続したグループを含んでもよく、その場合電子透かしはグループにわたってもよい。
たとえば、デジタルビデオの場合、データを含む電子透かしは、複数のビデオフレームにわたってもよく、その場合、図２Ａないし図２Ｄに関して論考したようなブロックは、電子透かしを含むフレームのグループである。

電子透かしは、時に、電子透かしを知覚できないものとするためにデータの最下位ビットの変更を含む。
しかしながら、最下位ビットは、スケーリング、クリッピング、圧縮および故意の攻撃によりさらなる変更の影響を受け易い。
電子透かしをより頑強にするためにデータの追加のより上位のビットを変更する場合、電子透かしが人間の観察者にとって好ましくないものとなり得る危険性が増大する。
以下の例では、上述したように位置が可変の電子透かしは、好ましくないアーティファクトを生成することなく頑強な電子透かし処理を可能とする。

図３において、ブロック２００は、圧縮していないビデオデータのフレームを示す。
図３の電子透かしは、強度が実質的に変更される少なくとも１つの画素を含んでもよい（黒のドットで示す）。
複数のビットを変更してもよく、あるいは画素（複数可）を新たな値で完全に置換してもよい。

多くの連続したビデオフレームに対して１つまたは複数の画素が実質的に変更される場合、それらは、人間の観察者にとって目立つ。
しかしながら、短い期間におよび比較的まれに、１つまたは数個の実質的に変更された画素が発生する場合、およびビデオフレーム内の位置が実質的に変化する場合、電子透かしは目立たなくなる可能性がある。
たとえば、変更された画素がたった１／３０秒の期間しか発生せず数秒毎にしか再発生しない場合、およびすべての再発生がビデオフレーム内の異なる位置における場合、それは目立たなくなる可能性がある。
透かしと周囲画像との間のコントラストを低減するように透かしをビデオ画像内の位置に意図的に配置することにより、知覚の確率をさらに低減してもよい。
この配置を、自動的に実行しても手作業で実行してもよい。

ビデオデータのブロックに少なくとも１つの実質的に変更された画素を含む電子透かしは、次の電子透かしの位置を指定するデータを含んでもよい。
代替的に、次の電子透かしの位置を、ヘッダ（たとえば、圧縮ブロックの場合）かもしくは符号化データまたはオーバーヘッドデータに埋込まれたデータに含めてもよい。
上述したように、電子透かしデータは、複数のデジタルビデオフレームにわたってもよい。

少なくとも１つの実質的に変更された画素を含む電子透かしデータは、最下位ビットを変更する可能性のあるユーザコンテンツの操作、たとえば非可逆圧縮によって除去も破壊もされない。
次の電子透かしの位置を指定するデータが、最下位ビットを変更することにより電子透かしの一部として埋込まれる場合、位置指定データは、ユーザコンテンツの操作によって影響を受ける可能性がある。
しかしながら、次の電子透かしの位置を指定するデータがヘッダに含まれるか、もしくは符号化データまたは他のオーバーヘッドデータに埋込まれる場合、ユーザコンテンツの操作による破壊を受ける可能性がずっと低くなる。

システムによっては、電子透かしの存在を必要とする。
特定パターンを有しておらずブロック毎に変化する電子透かしを生成することにより、不用意に透かしを追加しようとする試みが阻止される。

本発明は、電子透かしのために利用される。

本発明にかかる電子透かしの処理を実現するコンピュータを例示する図である。 電子透かし位置を指定する第１の方法例による、電子透かしを含むデータファイルの実施形態例のブロック図である。 電子透かし位置を指定する第２の方法例による、図２Ａのデータファイルのブロック図である。 各データブロックがサブブロックに論理的にフォーマット化されるデータファイルの実施形態例のブロック図である。 各データブロックがヘッダを有するデータファイルの実施形態例のブロック図である。 位置が変化する電子透かしを有するビデオフレームの実施形態例のブロック図である。

符号の説明

１００，１０２，１０４，１０６・・・ブロック、
１０８・・・ヘッダ、

Claims (11)

1. 論理的にブロック（１００、１０２、１０４、１０６、２００）に編成され、第１のデータを含むデータと、
   該データ内の複数の電子透かしであって、第１の電子透かし以外の各電子透かしの位置が、以前の電子透かしを含むデータのブロック内で指定される電子透かしと
   を具備し、
   第１の電子透かし以外の各電子透かしの位置が、該第１のデータを変更することなく、以前の電子透かしを含む第１のデータのブロックに埋込まれた補助データ内で指定される
   データ媒体。
2. 各ブロック（２００）がビデオデータのフレームを含み、
   各電子透かしが、該ビデオデータにおける実質的に変更される少なくとも１つの画素を含む
   請求項１に記載のデータ媒体。
3. 論理的にブロック（１００、１０２）にフォーマット化されるデータと、
   該データの第１のブロック（１００）に埋込まれた第１の電子透かしと、
   該データの第２のブロック（１０２）に埋込まれた第２の電子透かしと
   を具備し、
   前記データ内の前記第２の電子透かしの位置が、前記第１のブロックにおいて指定され、
   電子透かしを含む各ブロック内のデータは、次の電子透かしのブロックとブロック内の位置とを指定する
   データ媒体。
4. さらに、前記第１のブロック内のデータは、追加の電子透かしの複数の連続した発生を指定する
   請求項３に記載のデータ媒体。
5. さらに、電子透かしを含む各ブロック内のデータは、次の電子透かしの位置を指定する
   請求項３に記載のデータ媒体。
6. さらに、前記第２の電子透かしの前記位置は、相対位置として指定される
   請求項３に記載のデータ媒体。
7. 各ブロック（２００）は、ビデオデータのフレームを含み、
   各電子透かしは、実質的に変更される前記ビデオデータにおける少なくとも１つの画像要素を含む
   請求項３に記載のデータ媒体。
8. 第１のデータを含むデータを、論理的にブロック（１００、１０２、１０４、１０６、２００）に編成することと、
   該データ内の複数の電子透かしであって、第１の電子透かし以外の各電子透かしの位置を、以前の電子透かしを含むデータのブロック内で指定することと、
   第１の電子透かし以外の各電子透かしの位置を、該第１のデータを変更することなく、以前の電子透かしを含む第１のデータのブロックに埋込まれた補助データ内で指定することと
   を含む方法。
9. データを、論理的にブロック（１００、１０２）にフォーマット化することと、
   該データの第１のブロック（１００）に、第１の電子透かしを埋め込むことと、
   該データの第２のブロック（１０２）に、第２の電子透かしを埋め込むことと、
   前記データ内の前記第２の電子透かしの位置を、前記第１のブロックにおいて指定することと
   を含む方法であって、
   電子透かしを含む各ブロック内のデータは、次の電子透かしのブロックとブロック内の位置とを指定する
   方法。
10. （１３）
    データの前記第１および第２のブロックを媒体に記録すること
    をさらに含む請求項９に記載の方法。
11. （１４）
    データの前記第１および第２のブロックを伝送すること
    をさらに含む請求項９に記載の方法。

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