JP5749804B2 - 透かし生成器、透かしデコーダ、離散値のデータに基づき透かし付信号を付与するための方法および透かし付信号に依存して離散値のデータを付与する方法 - Google Patents
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Description
様々な透かし付与システムについて、以下に簡単に説明する。
以下に、透かし生成器100の模式ブロック図である図1を参照して、透かし生成器について説明する。透かし生成器100は、「wm」としても示す透かし信号102を後続の透かし係数のシーケンスとして付与するよう構成される。透かし生成器は、任意の情報処理装置106および差動エンコーダ108を含む。情報処理装置106は、離散値のデータ104(バイナリデータ等)の情報単位(ビット等)に依存して、後続ストリーム値の第1のストリーム110を付与し、これによりストリーム110が離散値のデータ104を表すようになっている。差動エンコーダ108は、透かし信号102を付与しかつ離散値のデータ104を表すストリーム値の現在のストリーム値(ストリーム値b(i,j)等)または離散値のデータ104を表すストリーム値の現在のストリーム値(ストリーム値b(i,j)等)に対応する現在の透かし記号(透かし記号xk(i,j))へ位相回転112を適用して、透かし信号102の現在の透かし係数(透かし係数wm(i,j)等)を得る。
本発明の実施例による透かし生成器において使用する差動エンコーダ208について以下に図2および図3a〜3cを参照しながら説明する。以下の記載では、ホスト信号118は、オーディオ信号であり、透かし信号を埋め込む予定のホストオーディオ信号としても表示され得る。しかしながら、本発明の実施例は、ビデオ信号等におけるオーディオ信号以外の信号にも透かし信号を埋め込むために利用することができる。差動エンコーダ208の機能性は、差動エンコーダ108の機能性と等価でかつ差動エンコーダ208は、図2に示すさらなる機能性を備え得る。
こうして得られた、透かし付信号の現在のスペクトル係数awm(i,j)を、差動エンコーダ208(差動エンコーダ208の遅延素子206により表す)に記憶してもよい。透かし付信号の記憶された現在のスペクトル係数awm(i,j)を使用して、後続の透かし係数wm(i,j+1)を決定し得る。
b(i,j)={−1,1} (3)
wm(i,j)=b(i,j)・γ(i,j)・ejφ(i,j-1) (4)
awm(a)(i,j)=a(i,j)+wm(a)(i,j) (5)
または現在のストリーム値b(i,j)の値に依存して以下のように計算することができる。
awm(b)(i,j)=a(i,j)+wm(b)(i,j) (6)
前項で使用したものと同じ原則にしたがい、ここで発明をM点コンステレーションに汎用化する。そのために、異なる記号に図5に示すような同じ情報をマッピングさせる。このプロットでは、各ビット状態に対して2つの記号を許容する。たとえば、ビット状態「1」については、0の位相の第1の複素記号510およびπの位相の第2の複素記号512を許容する。第2のビット状態「0」については、π/2の位相の第3の複素記号520および3π/2の位相の第4の複素記号522を許容する。異なる記号間の選択については、ここでも、インフォームド埋め込みの考え方に従って実行でき、これは、現在のホストオーディオ信号(ホスト信号118の現在のスペクトル係数a(i,j))および(異なる符号化については)前回の透かし付信号(透かし付信号の前回のスペクトル係数awm(i,j−1))を考慮することにより実行することを意味する。
図7は、本発明の実施例による透かし生成器700の模式ブロック図である。透かし生成器700の機能性は、透かし生成器100の機能性と類似し得る。透かし生成器700は、図7に示す任意の特徴を含んでも良い。透かし生成器700は、情報処理装置706、差動エンコーダ708および変調器710を備える。情報処理装置706の機能性は、情報処理装置106の機能性と類似し、かつ情報処理装置706は図7に示す追加の特徴を含み得る。差動エンコーダ708は、差動エンコーダ108,208,408または本発明の実施例よる他の差動エンコーダでもよい。
図9は、時間領域透かし付オーディオ信号awm(t)を付与する音響心理学的処理モジュール902に関連して図7の透かし生成器700を示す模式ブロック図である。この例では、透かし生成器700は、例としてのみ使用される。したがって、透かし生成器は、本発明の実施例によるいずれか他の透かし生成器で代替することができる。図9からわかるとおり、透かし生成器700は、入力として離散値のデータ104(本例では、バイナリデータ104)、ホスト信号118(本例では、時間領域オーディオホスト信号118)および現在のスケーリングファクタγ(i,j)を受ける。スケーリングファクタγ(i,j)は、時間領域オーディオホスト信号118に基づき音響心理学的処理モジュール902により付与される。音響心理学的処理モジュール902は、透かし生成器700内で内部的に生成される各ストリーム値b(i,j)(i,j∈N)のスケーリングファクタγ(i,j)(i,j∈N)を付与する。言い換えれば、音響心理学的処理モジュール802は、各サブチャネルi(中心周波数fiで)および各時間スロットjの現在のスケーリングファクタγ(i,j)を付与する。
awm(t)=a(t)+wm(t) (12)
これは、通信チャネル上を送信できかつ受信部で受信信号y(t)を構成する。
図10は、離散値のデータに基づく後続の透かし係数のシーケンスとして透かし信号を付与する方法1000のフロー図である。
透かしデコーダを含む受信部において、典型的には透かし信号を生成するための上記の動作の逆を、逆の順序で行って透かしを復号化する。図2の差動エンコーダ208が透かし生成器において使用され、透かし信号を生成する場合には、差動復号化は以下のように実行できる。
装置に関連していくつかの特徴について説明したが、これらの特徴は、ブロックまたは装置が方法のステップまたは方法ステップの特徴に対応する、対応の方法の説明も表すことは明らかである。同様に、方法ステップに関連して説明した特徴は、対応のブロックもしくはアイテムまたは対応の装置の特徴の説明をも表す。方法ステップのいくつかまたはすべてが、マイクロプロセッサ、プログラム可能コンピュータまたは電子回路等のハードウェア装置により(またはこれらを用いて)実行され得る。いくつかの実施例においては、最も重要な方法ステップの1つ以上がこのような装置によって実行されても良い。
Claims (15)
- 離散値のデータ(104)を表す後続のストリーム値のストリーム(110)に基づく後続の透かし係数のシーケンスとして、透かし信号(102)を付与するための透かし生成器であって、該透かし生成器が、
透かし信号(102)を付与するように構成される差動エンコーダ(108,208,408,708)を含み、該差動エンコーダ(108,208,408,708)が、離散値のデータ(104)を表すストリーム値の現在のストリーム値または現在の透かし記号に位相回転(112)を適用して透かし信号(102)の現在の透かし係数を得るよう構成され、現在の透かし記号が、離散値のデータ(104)を表すストリーム値の現在のストリーム値に対応し、
差動エンコーダ(108,208,408,708)が、ホスト信号(118)と透かし信号(102)との組み合わせである透かし付信号の前回のスペクトル係数の位相(116)を導出するよう構成され、
差動エンコーダ(108,208,408,708)は、現在のストリーム値または現在の透かし記号に適用される位相回転(112)の位相角が、透かし付信号の前回のスペクトル係数の位相(116)に依存するように、透かし信号(102)を付与するよう構成され、かつ、
ホスト信号(118)が、オーディオ信号、画像信号または映像信号であり、かつ透かし付信号が、オーディオ信号、画像信号または映像信号である、透かし生成器。 - 透かし生成器が情報処理装置(106)を含み、
情報処理装置(106)が時間周波数領域において離散値のデータ(104)を表すストリーム(110)を付与し、それによりストリーム(110)の各ストリーム値が、周波数サブチャネルおよび時間スロットに関連し、
差動エンコーダ(108、208、408)が、時間周波数領域において現在の透かし係数を得るよう構成され、それにより現在の透かし係数に関連する周波数サブチャネルが、現在のストリーム値に関連する周波数サブチャネルと同じになり、かつ現在の透かし係数に関連する時間スロットが、現在のストリーム値に関連する時間スロットと同じになるようにされる、請求項1に記載の透かし生成器。 - 差動エンコーダ(208,408)が、時間周波数領域において透かし付信号のスペクトル係数を導出するよう構成され、それにより透かし付信号の各スペクトル係数が周波数サブチャネルおよび時間スロットに関連するようになっており、かつ
差動エンコーダ(208,408)が、位相回転(112)を決定するよう構成され、それにより、これに依存して現在のストリーム値または現在の透かし記号に適用される位相回転(112)の位相角が選択される、透かし付信号の前回のスペクトル係数に関連する時間スロットと、現在のストリーム値に関連する時間スロットとが、時間において隣接する、請求項2に記載の透かし生成器。 - 差動エンコーダ(208,408)は、透かし付信号の前回のスペクトル係数に関連する周波数サブチャネルおよび現在のストリーム値に関連する周波数サブチャネルが同じになるように構成される、請求項3に記載の透かし生成器。
- 差動エンコーダ(208,408)が、現在のスケーリングファクタまたは現在のスケーリングファクタより小さい現在のファクタにより現在のストリーム値または現在の透かし記号を付加的にスケーリングする(210)よう構成され、かつ
現在のスケーリングファクタが、透かし信号(102)が埋め込まれるホスト信号(118)に依存して、かつ現在のスケーリングファクタが、ホスト信号(118)のマスキング特性を記述するように、音響心理学的処理モジュール(902)により付与される、請求項1から4のいずれかに記載の透かし生成器。 - 差動エンコーダ(208,408)は、透かしが、ホスト信号(118)と透かし信号(102)との組み合わせにより決定される透かし付信号において非可聴になるように、現在のスケーリングファクタにより現在のストリーム値または現在の透かし記号をスケーリングして、現在の透かし係数の振幅を調節するように構成される、請求項5に記載の透かし生成器。
- 差動エンコーダ(408)が、現在のストリーム値に依存してコンステレーションを構成する複数の現在の透かし記号を選択的に付与するよう構成されるサブコンステレーション選択部(402)を含み、
差動エンコーダ(408)が、現在のストリーム値またはそのスケーリングされたものに対応するサブコンステレーションの現在の透かし記号の各々に位相回転(112)を適用して、複数の現在の候補透かし係数を得るよう構成され、かつ
差動エンコーダ(408)が現在の透かし係数として、現在の候補透かし係数のうち1つを選択するよう構成される決定部(404)を含む、請求項1から6のいずれかに記載の透かし生成器。 - 決定部(404)が、ホスト信号(118)の現在のスペクトル係数と複数の候補透かし係数の組み合わせに基づいて、複数の現在の候補透かし付スペクトル係数を導出して、複数の現在の候補透かし付スペクトル係数から最も高いべき指数を有する現在の候補透かし付スペクトル係数を決定し、最も高いべき指数を有する現在の候補透かし付スペクトル係数に対応する現在の候補透かし係数を現在の透かし係数として選択するよう構成される、請求項7に記載の透かし生成器。
- サブコンステレーション選択部(402)が、異なる現在の透かし記号が、位相においてのみ異なりかつ同じ現在のストリーム値と関連する異なる隣接する現在の透かし記号の位相差が等しくなるように、複数の現在の透かし記号を複素値として付与するよう構成される、請求項7から8のいずれかに記載の透かし生成器。
- 後続の透かし係数に基づいて、時間領域における透かし信号を導出するよう構成される変調部(710)をさらに含む、請求項1から9のいずれかに記載の透かし生成器。
- 透かし付信号(1101)に依存して離散値のデータ(1102)を付与するための透かしデコーダであって、該透かしデコーダが、
複素値のスペクトル係数のストリーム(1108)を付与する情報処理装置(1104)を含み、ストリーム(1108)が、透かし付信号(1101)を表し、さらに、
前回の複素値のスペクトル係数(1112)と現在の複素値のスペクトル係数(1114)との間の位相角度差を決定するよう構成される差動デコーダ(1106)を含み、
少なくとも2つの異なる位相角度範囲(1202,1204)内の位相角度差を離散値のデータ(1102)の第1の離散値(1102)にマッピングし、かつ他の少なくとも2つの異なる位相角度範囲(1206,1208)内の位相角度差を離散値のデータ(1102)の第2の離散値(1118)にマッピングするよう構成され、
差動デコーダ(1106)が、少なくとも4つの異なる位相角度範囲(1202,1204,1206,1208)を区別するよう構成され、
差動デコーダ(1106)が、隣接する位相角度範囲を離散値のデータ(1102)の異なる離散値(1116,1118)にマッピングするよう構成され、かつ
透かし付信号(1101)がオーディオ信号、画像信号または映像信号である、透かしデコーダ。 - 情報処理装置(1104)が、各複素数スペクトル係数が1つの周波数サブチャネル(i)と1つの時間スロット(j)とに関連するように時間周波数領域において複素数スペクトル係数のストリーム(1108)を付与するよう構成され、
差動デコーダ(1106)が、前回の複素数スペクトル係数(1112)と現在の複素数スペクトル係数(1114)とが、隣接する時間スロットおよび同じ周波数サブチャネルに関連するように構成される、請求項11に記載の透かしデコーダ。 - 離散値のデータに基づいて後続の透かし係数のシーケンスとして透かし信号を付与する方法であって、
ストリームが離散値のデータを表すように、離散値のデータの情報単位に依存して、後続のストリーム値のストリームを付与するステップ(1102)と、
離散値のデータを表すストリーム値の現在のストリーム値または現在の透かし記号に対して位相回転(1004)を適用して透かし信号の現在の透かし係数を取得するステップと、
ホスト信号と透かし信号との組み合わせである透かし付信号の前回のスペクトル係数の位相を導出するステップ(1006)と、
現在のストリーム値または現在の透かし記号に適用される位相回転の位相角が、透かし付信号の前回のスペクトル係数の位相に依存するように、透かし信号を付与するステップ(1008)とを含み、
現在の透かし記号が、離散値のデータを表すストリーム値の現在のストリーム値に対応し、
ホスト信号が、オーディオ信号、画像信号または映像信号であり、かつ透かし付信号が、オーディオ信号、画像信号または映像信号である、方法。 - 透かし付信号に依存して離散値のデータを付与する方法であって、該方法が、
複素値のスペクトル係数のストリームを付与するステップを含み、該ストリームが透かし付信号を表し、さらに
前回の複素値のスペクトル係数と現在の複素値のスペクトル係数との間の位相角度差を決定するステップと、
少なくとも2つの異なる位相角度範囲内の位相角度差を離散値のデータの第1の離散値にマッピングし、かつ他の少なくとも2つの異なる位相角度範囲内の位相角度差を離散値のデータの第2の離散値にマッピングするステップとを含み、
隣接する位相角度範囲が、離散値のデータの異なる離散値にマッピングされ、かつ
透かし付信号が、オーディオ信号、画像信号または映像信号である、方法。 - コンピュータ上で実行した際に、請求項13または14に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラム。
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