JP2003143390A

JP2003143390A - 電子透かしの埋め込みおよび抽出

Info

Publication number: JP2003143390A
Application number: JP2001337959A
Authority: JP
Inventors: Kineo Matsui; 甲子雄松井
Original assignee: Kowa Co Ltd
Current assignee: Kowa Co Ltd
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2003-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】高い秘匿性を実現でき、且つ、高能率圧縮符
号化やＪｉｔｔｅｒ攻撃などに対して十分な耐性を有す
る電子透かしを提供する。【解決手段】帯域分割部４２が原音声データを低周波
帯域成分と複数の中間周波帯域成分とに帯域分割する
（Ｓ１０４）。拡散部４４が低周波帯域成分にＰＮ系列
を乗じて拡散信号を生成する（Ｓ１０６）。ＭＤＣＴ変
換部４６が拡散信号にＭＤＣＴ変換を施してＭＤＣＴ係
数を導き出す（Ｓ１０８）。埋め込み部４８がＭＤＣＴ
係数に透かしビットを埋め込む（Ｓ１１０）。ＩＭＤＣ
Ｔ変換部５０が透かしビットの埋め込まれたＭＤＣＴ係
数にＩＭＤＣＴ変換を施して埋め込み済み拡散信号を生
成する（ステップＳ１１２）。帯域成分復元部５２が埋
め込み済み拡散信号にＰＮ系列を乗じて埋め込み済み低
周波帯域成分を生成する（Ｓ１１４）。帯域合成部５４
が埋め込み済み低周波帯域成分と複数の中間周波帯域成
分とを合成して、埋め込み済み音声データを生成する
（Ｓ１１６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、音声データや画像
データなどのデジタルデータに電子透かしの埋め込みを
行う電子透かしの技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インターネットなどのコンピュータネッ
トワークの発展に伴って、情報のデジタル化が進み、多
くのユーザが簡単に必要とする情報にアクセスできるよ
うになっている。その反面、そのデジタル情報に著作権
が発生しているデジタルコンテンツについて、その著者
に断わりなく容易にデータが複製できるような環境にな
りつつあり、不正コピーにともなう著作権侵害の問題が
注目されてきている。そこで、デジタルコンテンツの主
たる情報である音声や画像に関しての著作権侵害を防止
すること等を目的として、著作権情報などの透かし情報
を音声データや画像データに埋め込む電子透かし技術が
注目されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような電子透かし
技術においては、第三者によって電子透かしの存在を不
正に特定されないような高い秘匿性を有すると共に、高
能率圧縮符号化やＪｉｔｔｅｒ攻撃などに対して十分な
耐性を有することが望ましい。

【０００４】そこで、本発明の目的は、上記した課題を
解決し、高い秘匿性を実現でき、且つ、高能率圧縮符号
化やＪｉｔｔｅｒ攻撃などに対して十分な耐性を有し得
る電子透かし技術を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明
の電子透かし埋め込み方法は、デジタルデータに透かし
情報の埋め込みを行う電子透かし埋め込み方法であっ
て、（ａ）前記透かし情報の埋め込みの対象となる対象
データと、前記透かし情報の埋め込みのために用いる広
帯域信号と、を準備する工程と、（ｂ）前記対象データ
を複数の帯域成分に帯域分割する工程と、（ｃ）前記複
数の帯域成分のうち、少なくとも１つの対象帯域成分に
前記広帯域信号を乗じて拡散信号を生成する工程と、
（ｄ）前記拡散信号に所定の直交変換を施すことによっ
て、変換係数を導き出す工程と、（ｅ）前記変換係数に
前記透かし情報の埋め込みを行う工程と、（ｆ）前記透
かし情報の埋め込みの行われた前記変換係数に、前記直
交変換とは逆の変換を施すことによって、埋め込み済み
拡散信号を生成する工程と、（ｇ）前記埋め込み済み拡
散信号に前記広帯域信号を乗じて、埋め込み済み対象帯
域成分を生成する工程と、（ｈ）前記複数の帯域成分の
うち、前記対象帯域成分以外の帯域成分と、前記埋め込
み済み対象帯域成分と、を合成して、埋め込み済み対象
データを生成する工程と、を備えることを要旨とする。

【０００６】このように、本発明の電子透かし埋め込み
方法では、対象データを複数の帯域成分に帯域分割し、
それら複数の帯域成分のうち、少なくとも１つの対象帯
域成分に、予め準備した広帯域信号を乗じて拡散信号を
生成する。そして、その拡散信号に所定の直交変換を施
すことによって、変換係数を導き出し、その変換係数に
透かし情報の埋め込みを行う。その後、その透かし情報
の埋め込みの行われた変換係数に、先程の直交変換とは
逆の変換を施すことによって、埋め込み済み拡散信号を
生成する。そして、その埋め込み済み拡散信号に先程と
同じ広帯域信号を乗じて、埋め込み済み対象帯域成分を
生成し、前述の複数の帯域成分のうち、対象帯域成分以
外の帯域成分と、生成した埋め込み済み対象帯域成分
と、を合成して、埋め込み済み対象データを生成するよ
うにしている。

【０００７】本発明の電子透かし埋め込み方法によれ
ば、透かし情報の埋め込みの対象となる対象データを帯
域分割して、透かし情報を埋め込むべき帯域を所望の対
象帯域に予め制限することにより、拡散帯域幅に対する
計算処理量を削減することができる。また、広帯域信号
と同じ広帯域信号を用いない限り、スペクトル拡散の原
理により、埋め込まれた透かし情報を正しく抽出するこ
とはできないので、高い秘匿性を実現することができ
る。さらにまた、埋め込まれた透かし情報は、高能率圧
縮符号化やＪｉｔｔｅｒ攻撃などに対して十分な耐性を
有し得る。

【０００８】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記工程（ｂ）では、前記対象データを、低周波帯
域成分と、１つ以上の中間周波帯域成分と、に帯域分割
することが好ましい。さらに、前記対象帯域成分は、前
記低周波帯域成分であることが好ましい。

【０００９】このように、対象帯域成分を低周波帯域成
分とすることにより、埋め込まれた透かし情報のスペク
トルは、広帯域の低周波帯域成分へ拡散されるため、対
象データの品質をほとんど劣化させることなく、高い強
度での透かし情報の埋め込みが可能となる。

【００１０】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記広帯域信号は、擬似乱数系列から成ることが好
ましい。また、前記擬似乱数系列は、自乗すると１にな
る乱数系列であることが好ましい。

【００１１】このような擬似乱数系列を用いることによ
って、拡散信号から帯域成分を生成する際の処理が複雑
にならなくて済む。

【００１２】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記直交変換は、変形離散コサイン変換であること
が好ましい。

【００１３】このように直交変換として、変形離散コサ
イン変換を用いることにより、例えば、対象データを複
数のフレームに分割して直交変換を施した場合でも、フ
レーム間に生じやすいスパイク雑音や歪を低減すること
ができる。

【００１４】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記工程（ａ）では、さらに、前記透かし情報の埋
め込みのために用いる鍵乱数列を準備すると共に、前記
工程（ｄ）は、（ｄ−１）前記拡散信号を時間軸上で複
数のフレームに分割する工程と、（ｄ−２）前記フレー
ムに前記直交変換を施すことによって、複数の変換係数
を求める工程と、を備え、前記工程（ｅ）は、（ｅ−
１）前記フレーム毎に、前記鍵乱数列から順次抽出され
る乱数値に応じて、そのフレームから求めた前記複数の
変換係数の中から、対象変換係数と、該対象変換係数と
周波数が近接する近接変換係数と、をそれぞれ導出する
工程と、（ｅ−２）前記対象変換係数と前記近接変換係
数とを演算し、その演算結果が、埋め込むべき前記透か
し情報に応じた所定の条件を満たさない場合に、その条
件を満たすように、前記対象変換係数および前記近接変
換係数のうち、少なくとも一方の値を変更する工程と、
を備え、前記工程（ｆ）は、（ｆ−１）前記対象変換係
数および前記近接変換係数を含む前記複数の変換係数
に、前記直交変換とは逆の変換を施すことによって、埋
め込み済みフレームを生成する工程と、（ｆ−２）複数
の前記埋め込み済みフレームを合成して、前記埋め込み
済み拡散信号を生成する工程と、を備えることが好まし
い。

【００１５】このように、透かし情報の埋め込みに、こ
のような対象変換係数と近接変換係数とを演算し、その
演算結果を利用した手法を用いることにより、増幅や減
数の処理にも十分耐えることができる。

【００１６】本発明の電子透かし抽出方法は、透かし情
報の埋め込まれたデジタルデータから前記透かし情報を
抽出する電子透かし抽出方法であって、（ａ）前記透か
し情報の抽出の対象となる対象データと、前記透かし情
報の抽出のために用いる広帯域信号と、を準備する工程
と、（ｂ）前記対象データを帯域成分に帯域分割して、
前記透かし情報の抽出の対象となる対象帯域成分を導き
出す工程と、（ｃ）前記対象帯域成分に前記広帯域信号
を乗じて拡散信号を生成する工程と、（ｄ）前記拡散信
号に所定の直交変換を施すことによって、変換係数を導
き出す工程と、（ｅ）前記変換係数から、埋め込まれて
いる前記透かし情報の抽出を行う工程と、を備えること
を要旨とする。

【００１７】このように、本発明の電子透かし抽出方法
では、対象データを帯域成分に帯域分割して、透かし情
報の抽出の対象となる対象帯域成分を導き出し、その対
象帯域成分に広帯域信号を乗じて拡散信号を生成する。
そして、その拡散信号に所定の直交変換を施すことによ
って、変換係数を導き出し、その変換係数から、埋め込
まれている透かし情報の抽出を行うようにしている。

【００１８】本発明の電子透かし抽出方法によれば、透
かし情報の埋め込みに用いた広帯域信号と同じ広帯域信
号を準備すれば、前述した本発明の電子透かし埋め込み
方法によって埋め込まれた電子透かしを、容易に検出す
ることができる。

【００１９】本発明のの電子透かし抽出方法において、
前記工程（ｂ）では、前記対象データを、低周波帯域成
分と、１つ以上の中間周波帯域成分と、に帯域分割する
ことが好ましい。また、前記対象帯域成分は、前記低周
波帯域成分であることが好ましい。

【００２０】本発明のの電子透かし抽出方法において、
前記広帯域信号は、擬似乱数系列から成ることが好まし
い。さらに、前記擬似乱数系列は、自乗すると１になる
乱数系列であることが好ましい。

【００２１】本発明の電子透かし抽出方法において、前
記直交変換は、変形離散コサイン変換であることが好ま
しい。

【００２２】透かし情報を埋め込んだ際に用いた対象帯
域成分や、広帯域信号や、直交変換などに対応させるた
めである。

【００２３】本発明の電子透かし抽出方法において、前
記工程（ａ）では、さらに、前記透かし情報の抽出のた
めに用いる鍵乱数列を準備すると共に、前記工程（ｄ）
は、（ｄ−１）前記拡散信号を時間軸上で複数のフレー
ムに分割する工程と、（ｄ−２）前記フレームに前記直
交変換を施すことによって、複数の変換係数を求める工
程と、を備え、前記工程（ｅ）は、（ｅ−１）前記フレ
ーム毎に、前記鍵乱数列から順次抽出される乱数値に応
じて、そのフレームから求めた前記複数の変換係数の中
から、対象変換係数と、該対象変換係数と周波数が近接
する近接変換係数と、をそれぞれ導出する工程と、（ｅ
−２）前記対象変換係数と前記近接変換係数との大小関
係を比較し、その比較結果から、埋め込まれている前記
透かし情報を抽出する工程と、を備えることが好まし
い。

【００２４】透かし情報の埋め込みに、対象変換係数と
近接変換係数とを演算し、その演算結果を利用した手法
を用いた場合には、透かし情報の抽出に、それに対応す
る手法を用いる必要があるからである。

【００２５】なお、本発明は、上記した電子透かし埋め
込み方法や電子透かし検出方法などの方法発明の態様に
限ることなく、電子透かし装置などの装置の発明として
の態様や、それら方法や装置を構築するためのコンピュ
ータプログラムとしての態様や、そのようなコンピュー
タプログラムを記録した記録媒体としての態様で実現す
ることも可能である。また、さらには、上記コンピュー
タプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号
など、種々の態様で実現することも可能である。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて以下の順序で説明する。Ａ．電子透かし埋め込み処理：Ｂ．電子透かし検出処理：Ｃ．具体例：Ｃ−１．音質への影響：Ｃ−２．レベル変調に対する耐性：Ｃ−３．帯域通過フィルタに対する耐性：Ｃ−４．高能率圧縮符号化に対する影響：Ｃ−５．Ｊｉｔｔｅｒ攻撃に対する耐性：Ｃ−６．まとめ：Ｄ．装置全体の構成及び処理手順：Ｆ．変形例：Ｆ−１．変形例１：Ｆ−２．変形例２：Ｆ−３．変形例３：Ｆ−４．変形例４：Ｆ−５．変形例５：

【００２７】Ａ．電子透かし埋め込み処理：図１は本発
明の一実施例としての電子透かし埋め込み処理の概要を
示す説明図である。本実施例では、電子透かしの秘匿性
を確実にするためと、高能率圧縮符号化やＪｉｔｔｅｒ
攻撃など対して十分耐え得るようにするために、スペク
トル拡散法の１方式である直接拡散（ＤＳ：Direct Seq
uence）方式を用いると共に、サブバンド化による帯域
分割の技術を応用する。なお、埋め込み対象として、音
声データを用いる場合について説明する。

【００２８】まず、透かし情報の埋め込みの対象となる
原音声データＳと、透かし情報の埋め込みのために用い
る広帯域信号（後述する擬似乱数系列ｇ（ｔ_j））およ
び鍵乱数列Ｒと、埋め込まれる透かし情報である透かし
ビットｂ_iと、を準備する。

【００２９】次に、その原音声データＳを、低周波帯域
成分Ｌ_jと、複数の中間周波帯域成分Ｈ₁，Ｈ₂，Ｈ₃，
…，Ｈ_jと、に帯域分割する。

【００３０】具体的には、まず、原音声データＳをＬ₀
とおき、サンプリング時刻ｔ₀における時系列データを
ｌ₀（ｔ₀）（ｔ₀＝０，１，２，…）とする。そして、
そのデータＬ₀について、低周波帯域成分Ｌ₁のサンプリ
ング時刻ｔ₁における時系列データｌ₁（ｔ₁）（ｔ₁＝
０，１，２，…）、および、中間周波帯域成分Ｈ₁のサ
ンプリング時刻ｔ₀における時系列データｈ₁（ｔ₀）
（ｔ₀＝０，１，２，…）を、それぞれ式（１），
（２）によって求める。

【００３１】

【数１】

【００３２】

【数２】

【００３３】この処理によって、データＬ₀は、Ｌ₀の半
分の帯域を持つ低周波帯域成分Ｌ₁と、Ｌ₀と同帯域を持
つ中間周波帯域成分Ｈ₁と、に帯域分離される。

【００３４】図２は図１の帯域分割処理における基本的
な処理を示す説明図である。そこで、図２に示す基本的
な処理を、式（３）に示すように、ｊ回、再帰的に実行
することよって、段階的に高周波帯域成分（中間周波帯
域成分）Ｈ₁，Ｈ₂，Ｈ₃，…，Ｈ_jが得られると共に、最
終的に低周波帯域成分Ｌ_jが得られる。

【００３５】

【数３】

【００３６】以上のようにして、原音声データＳを低周
波帯域成分Ｌ_jと、複数の中間周波帯域成分Ｈ₁，Ｈ₂，
Ｈ₃，…，Ｈ_jと、に帯域分割する。

【００３７】次に、ＤＳ方式によるスペクトル拡散を行
う。即ち、得られた低周波帯域成分Ｌ_jに、先に準備し
た広帯域信号を乗じて、拡散信号を生成する。

【００３８】具体的には、式（４）に従って、低周波帯
域成分Ｌ_jのサンプリング時刻ｔ_jにおける時系列データ
ｌ_j（ｔ_j）に、広帯域信号である擬似乱数（ＰＮ：Pseu
do-random Number）系列ｇ（ｔ_j）を乗じることによ
り、広帯域に拡散された拡散信号ｘ（ｔ_j）を生成す
る。ここで、ＰＮ系列ｇ（ｔ_j）は、±１の値をランダ
ムにとる２値の乱数系列である。

【００３９】

【数４】

【００４０】次に、生成された拡散信号ｘ（ｔ_j）に直
交変換である変形離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）を施
す。

【００４１】具体的には、拡散信号ｘ（ｔ_j）を時間軸
上で複数の一定長のフレームに分割し、各フレームに対
して変形離散コサイン変換（ＭＤＣＴ）を施して、それ
ぞれ、Ｍ個の周波数係数（変換係数）であるＭＤＣＴ係
数Ｘ_iを得る。

【００４２】ＭＤＣＴは、図３に示すように、Ｍ個のＭ
ＤＣＴ係数を得るために、１つのフレームとして、２Ｍ
個の時系列サンプルを用いる。これは、周波数分離度を
高くし、且つ、隣接するフレームを互いに重複させるこ
とで、フレーム間歪を抑制できる手法である。

【００４３】拡散信号ｘ（ｔ）におけるｉ番目のフレー
ムについて、各ＭＤＣＴ係数Ｘ_i（ｋ）は、式（５）に
よって求めることができる。

【００４４】

【数５】

【００４５】なお、ここで、窓関数ｗ（ｎ）およびＭＤ
ＣＴ基底ｃ（ｋ，ｎ）は、それぞれ、式（６），（７）
に示す如くである。

【００４６】

【数６】

【００４７】

【数７】

【００４８】次に、フレームｉ毎に、得られたＭＤＣＴ
係数Ｘ_i（ｋ）に先に準備した透かし情報である透かし
ビットｂ_iを埋め込んでいく。ここで、透かしビットｂ_i
は、０または１から成り、例えば、予め用意された著作
権データを暗号化し、その暗号化データからフレーム毎
にビットを抽出することによって得ることができる。

【００４９】そこで、具体的には、まず、フレームｉ毎
に、先に準備した鍵乱数列Ｒから乱数値ｒ_iを抽出し、
その乱数値ｒ_iに応じて、そのフレームｉから求めたＭ
個のＭＤＣＴ係数Ｘ_i（ｋ）の中から、対象となるＭＤ
ＣＴ係数Ｘ_i（ｒ_i）と、それに隣接するＭＤＣＴ係数Ｘ
_i（ｒ_i＋１）と、を導き出す。ここで、鍵乱数列Ｒを構
成する各乱数値ｒ_iは、それぞれ、（０，１，…，Ｍ−
２）の何れかの値をとる。

【００５０】この処理によって、フレームｉ毎に、透か
しビットｂ_iを埋め込むべき周波数係数がランダムに選
び出される。

【００５１】続いて、導き出した２つのＭＤＣＴ係数Ｘ
_i（ｒ_i），Ｘ_i（ｒ_i＋１）について、それらの絶対値
（即ち、周波数係数の強さ）の差を求め、その結果が、
埋め込むべき透かしビットｂ_iに応じた所定の条件を満
たすか否かを判定し、その条件を満たす場合はそのまま
とするが、満たさない場合には、２つのＭＤＣＴ係数の
何れかの値を変更する。なお、上記条件には、埋め込み
強度を制御するための基準値ｐ（＞０）を用いる。

【００５２】概念的には、図４に示す如く、これらＭＤ
ＣＴ係数の値を変更する。即ち、透かしビットｂ_iがｂ_i
＝０のときには、式（８）に示す条件を満たすか否かを
判定する。

【００５３】

【数８】

【００５４】そして、判定の結果、上記条件を満たす場
合には、２つのＭＤＣＴ係数Ｘ_i（ｒ_i），Ｘ_i（ｒ_i＋
１）の値はそのままとし、上記条件を満たさない場合に
は、図４（ａ）に示すように、Ｘ_i（ｒ_i＋１）の絶対値
を式（９）に従って置き換えた上で、その絶対値に元の
Ｘ_i（ｒ_i＋１）の正負符号と同じ符号を付すことによ
り、Ｘ_i（ｒ_i＋１）の値を変更する。

【００５５】

【数９】

【００５６】一方、透かしビットｂ_iがｂ_i＝０のときに
は、式（１０）に示す条件を満たすか否かを判定する。

【００５７】

【数１０】

【００５８】そして、判定の結果、上記条件を満たす場
合には、２つのＭＤＣＴ係数Ｘ_i（ｒ_i），Ｘ_i（ｒ_i＋
１）の値はそのままとし、上記条件を満たさない場合に
は、図４（ｂ）に示すように、Ｘ_i（ｒ_i）の絶対値を式
（１１）に従って置き換えた上で、その絶対値に元のＸ
_i（ｒ_i）の正負符号と同じ符号を付すことにより、Ｘ _i
（ｒ_i）の値を変更する。

【００５９】

【数１１】

【００６０】以上のようにして、フレームｉ毎に、ＭＤ
ＣＴ係数Ｘ_i（ｋ）に透かしビットｂ_iを埋め込んでい
く。このようにして、透かしビットｂ_iの埋め込まれた
ＭＤＣＴ係数をＸ’_i（ｋ）（ｋ＝０，…，Ｍ−１）と
する。

【００６１】次に、この透かしビットｂ_iの埋め込まれ
たＭＤＣＴ係数Ｘ’_i（ｋ）に、逆変形離散コサイン変
換（ＩＭＤＣＴ）を施して、埋め込み済み拡散信号を生
成する。

【００６２】具体的には、各フレームｉ毎に、式（１
２）に従って、ＭＤＣＴ係数Ｘ’_i（ｋ）にＩＭＤＣＴ
を行い、拡散信号の、各フレーム毎の波形要素ｘ’
_i（ｎ）を得る。

【００６３】

【数１２】

【００６４】そして、これら得られたｘ’_i（ｎ）を隣
接するフレーム毎に式（１３）に示す如くして干渉さ
せ、埋め込み済み拡散信号ｘ’（ｔ_j）を生成する。

【００６５】

【数１３】

【００６６】次に、ＤＳ方式による逆スペクトル拡散を
行う。即ち、埋め込み済み拡散信号ｘ’（ｔ_j）に、先
に用いた広帯域信号であるＰＮ系列ｇ（ｔ_j）を乗じ
て、埋め込み済み低周波帯域成分Ｌ’_jを生成する。

【００６７】具体的には、ＰＮ系列ｇ（ｔ_j）は、前述
したとおり±１の値をランダムにとる２値の乱数系列で
あるため、自乗すると、必ずｇ²（ｔ_j）＝１となる。従
って、埋め込み済み拡散信号ｘ’（ｔ_j）にＰＮ系列ｇ
（ｔ_j）を乗じると、式（４）の関係を用いて、式（１
４）に示す如く変形されて、結果として、埋め込み済み
低周波帯域成分Ｌ’_jの時系列データｌ’_j（ｔ_j）を得
ることができる。

【００６８】

【数１４】

【００６９】次に、こうして生成された埋め込み済み低
周波帯域成分Ｌ’_jと、前述の帯域分割により得られた
複数の中間周波帯域成分Ｈ₁，Ｈ₂，Ｈ₃，…，Ｈ_jと、を
合成して、埋め込み済み音声データＳ’を生成する。

【００７０】具体的には、例えば、帯域分割された帯域
成分Ｌ₁とＨ₁を用いて、元の帯域Ｌ ₀を復元するには、
式（２）から明らかなように、式（１５）を用いて、時
系列データｌ₀（ｔ₀）（ｔ₀＝０，１，２，…）を求め
ればよい。

【００７１】

【数１５】

【００７２】また、さらに低い周波帯域から元の帯域を
復元するには、上記した処理を段階的に繰り返し実行す
ればよい。

【００７３】そこで、埋め込み済み低周波帯域成分Ｌ’
_jから、埋め込み済み音声データＳ’であるＬ’₀を生成
するには、中間周波帯域成分Ｈ₁，Ｈ₂，Ｈ₃，…，Ｈ_jを
用いて、図２に示した基本的な処理とは逆方向の処理
を、式（１６）に示す如く、ｊ回、段階的に繰り返し実
行するようにすればよい。

【００７４】

【数１６】

【００７５】以上のように、本実施例の電子透かし埋め
込み方法では、透かし情報の埋め込みの対象となる音声
データを帯域分割して、透かし情報を埋め込む帯域を低
周波帯域に予め制限することにより、拡散帯域幅に対す
る計算処理量を削減することができる。

【００７６】そこで、透かしビットの埋め込みビットレ
ートを一定した場合の、ｊに対する処理時間（１．４
［ｂｉｔ／ｓ］）を図５に示す。但し、計算処理量の削
減効果は、埋め込みアルゴリズムによって異なることに
注意する必要がある。

【００７７】なお、この方法では、広帯域信号であるＰ
Ｎ系列ｇ（ｔ_j）および鍵乱数列Ｒを、透かし情報を抽
出するための秘密鍵として用いることができる。

【００７８】Ｂ．電子透かし検出処理：図６は本発明の
一実施例としての電子透かし抽出処理の概要を示す説明
図である。まず、図１の電子透かし埋め込み処理によっ
て生成した埋め込み済み音声データＳ’と、図１の電子
透かし埋め込み処理で用いた秘密鍵である広帯域信号
（即ち、ＰＮ系列ｇ（ｔ_j））および鍵乱数列Ｒと、を
準備する。

【００７９】次に、その埋め込み済み音声データＳ’を
帯域成分に帯域分割して、埋め込み済み低周波帯域成分
Ｌ’_jを導き出す。帯域分割の処理手順は、埋め込み時
と同様の処理手順で行う。

【００８０】続いて、埋め込み時と同様に、ＤＳ方式に
よるスペクトル拡散を行う。即ち、導き出された埋め込
み済み低周波帯域成分Ｌ’_jに、先に準備した埋め込み
処理で用いた広帯域信号、即ち、ＰＮ系列ｇ（ｔ_j）を
乗じて、埋め込み済み拡散信号ｘ’（ｔ_j）を生成す
る。

【００８１】次に、生成された埋め込み済み拡散信号
ｘ’（ｔ_j）にＭＤＣＴを施し、フレームｉ毎に、埋め
込み済みＭＤＣＴ係数Ｘ’_i（ｋ）を導き出す。ＭＤＣ
Ｔを施す処理手順は、埋め込み時と同様の処理手順で行
う。

【００８２】こうして、フレームｉ毎に得られた埋め込
み済みＭＤＣＴ係数Ｘ’_i（ｋ）から、埋め込まれてい
る透かし情報である透かしビットｂ_iを順次抽出する。

【００８３】具体的には、まず、フレームｉ毎に、先に
準備した埋め込み処理で用いた鍵乱数列Ｒから乱数値ｒ
_iを抽出し、その乱数値ｒ_iに応じて、そのフレームｉか
ら求めたＭ個のＭＤＣＴ係数Ｘ_i（ｋ）の中から、対象
となるＭＤＣＴ係数Ｘ’_i（ｒ _i）と、それに隣接するＭ
ＤＣＴ係数Ｘ’_i（ｒ_i＋１）と、を導き出す。

【００８４】次に、導き出した２つのＭＤＣＴ係数Ｘ’
_i（ｒ_i），Ｘ’_i（ｒ_i＋１）について、それらの絶対値
を求めた上で、両者の大小関係を比較する。そして、式
（１７）に示すように、ＭＤＣＴ係数Ｘ’_i（ｒ_i）の絶
対値がＭＤＣＴ係数Ｘ’_i（ｒ_i＋１）の絶対値より大き
いか否かによって、透かしビットｂ_iを決定する。

【００８５】

【数１７】即ち、ＭＤＣＴ係数Ｘ’_i（ｒ_i）の絶対値がＭＤＣＴ係
数Ｘ’_i（ｒ_i＋１）の絶対値より小さい場合には、透か
しビットｂ_i＝０と決定し、ＭＤＣＴ係数Ｘ’_i（ｒ_i）
の絶対値がＭＤＣＴ係数Ｘ’_i（ｒ_i＋１）の絶対値より
大きい場合には、透かしビットｂ_i＝１と決定する。

【００８６】以上のようにして、フレームｉ毎に、埋め
込み済みＭＤＣＴ係数Ｘ’_i（ｋ）から、埋め込まれて
いる透かしビットｂ_iを順次抽出する。

【００８７】従って、電子透かし埋め込み処理において
スペクトル拡散を行う際に用いた広帯域信号（即ち、Ｐ
Ｎ系列ｇ（ｔ_j））と同じ広帯域信号を用い、透かし情
報を埋め込むべき周波数係数を選ぶ際に用いた鍵乱数列
Ｒと同じ鍵乱数列を用いない限り、スペクトル拡散の原
理により、埋め込まれた透かし情報を正しく抽出するこ
とはできない。従って、本実施例の電子透かし技術を用
いれば、高い秘匿性を実現することができる。

【００８８】Ｃ．具体例：音声データとしてＣＤなどの
高音質の音楽データに透かし情報を埋め込む場合、音質
の劣化が少なく、さらに、その音楽データを高能率圧縮
しても、埋め込まれた透かし情報が消失しにくいことが
望まれる。そこで、以下に述べる具体例では、高品質な
音楽データに透かし情報を埋め込んだ場合に、音質に与
える影響や、高能率圧縮などのデジタル信号処理を施し
た場合に、透かし情報の受ける影響などについて検討す
る。

【００８９】この具体例では、対象となる音声データ
は、図７に示すように、音楽データ（Ｃｌａｓｓｉｃ，
Ｊａｚｚ，Ｄａｎｃｅの３種類）の再生音を４４，１ｋ
Ｈｚ，１６ビットでデジタル化して得られるデータを用
いた。なお、通常、音楽データはステレオ音であるが、
議論を簡単にするために、この具体例では片側成分のみ
を用いた。

【００９０】また、音質の評価方法としては、音質の客
観的な評価尺度して最も基本的な信号対量子化雑音比Ｓ
ＮＲ（Signal to quantization Noise Ratio）が知られ
ているが、この具体例では、ＳＮＲを改良して主観評価
との対応関係を向上したＳＮＲseg（Segmental SNR）を
用いた。

【００９１】さらにまた、以下に出てくる検出率ＤＲ
（Detection Rate）とは、埋め込んだ透かしビットと、
抽出した透かしビットと、が一致した割合を意味する。
例えば、音声データに透かしビットとして１５ビット埋
め込み、その埋め込み済み音声データから、正しい透か
しビットが１４ビットしか抽出できず、１ビットは誤検
出したような場合には、検出率ＤＲは、１４／１５＝
０．９３となる。

【００９２】Ｃ−１．音質への影響：対象となる音声デ
ータに透かし情報を埋め込んだ場合の音質を調べると、
次のような結果が得られた。

【００９３】まず、埋め込みのビットレート、および埋
め込み強度を制御するための基準値ｐをそれぞれ一定と
して（ｐ＝１５，１．４［ｂｉｔ／ｓ］）、帯域分割を
行う際のｊを変化させた場合、音質は図８に示すように
変化した。この結果から、ｊが大きくなるにつれて、よ
り低周波な帯域成分へ、透かし情報の埋め込みがなされ
るため、音質が向上することがわかる。

【００９４】次に、ｊ＝１０，Ｍ＝３２として（１．４
［ｂｉｔ／ｓ］）、基準値ｐを変化させた場合、音質は
図９に示すように変化した。この結果から、埋め込み強
度を制御するための基準値ｐが大きいほど、音質が劣化
することがわかる。また、この具体例で用いた音声デー
タ（音楽データ）の場合、ｐ＝２０としても、４５ｄＢ
以上の高い音質を維持できることがわかった。また、実
際に人が聴取しても、透かし情報の埋め込まれた再生音
声からは、不自然な雑音や、原音声との差異を感じられ
なかった。

【００９５】なお、本実施例の電子透かし埋め込み方法
を用いる場合、ここで示した埋め込みの特性を考慮した
上で、埋め込みパラメータであるｊやｐやＭの各値を適
切に選択することが望ましい。

【００９６】Ｃ−２．レベル変調に対する耐性：本実施
例の電子透かし埋め込み方法では、透かし情報の埋め込
みを、周波数係数（ＭＤＣＴ係数）の相対的な大小関係
を利用して行っているため、音声のダイナミックレンジ
を変化させる増幅や減衰などの処理に耐性を持つと考え
られる。

【００９７】そこで、対象となる音声データとして、Ｃ
ｌａｓｓｉｃを用い、ｊ＝１０，ｐ＝１０，Ｍ＝３２と
して透かし情報の埋め込みを行い、その音声データの波
形スペクトルを定数０．５〜１．５で、増幅または減衰
して、透かし情報が消失しないかどうか調べた。

【００９８】その結果、何れの処理でも、ほぼ１．０の
高い検出率ＤＲが得られた。よって、本実施例の電子透
かし埋め込み方法では、音声波形の波形振幅レベルの変
調による影響を受けにくいことが確認できた。

【００９９】Ｃ−３．帯域通過フィルタに対する耐性：
本実施例のＤＳ方式を原理とした電子透かし埋め込み方
法では、広い周波数帯域へ透かし情報のスペクトルがフ
ラットで弱い状態に拡散するため、帯域通過フィルタの
影響を受けやすいと考えられる。そこで、本実施例の電
子透かし埋め込み方法が、帯域通過フィルタ攻撃に耐え
られるかどうか検討する。

【０１００】まず、対象となる音声データに、ｊ＝１
０，ｐ＝１０，Ｍ＝３２として透かし情報の埋め込みを
行い、その埋め込んだ音声データを、離散フーリエ変換
による帯域通過フィルタで処理し、その後、その音声デ
ータから透かし情報を抽出した結果を図１０に示す。

【０１０１】この結果から、本実施例の電子透かし埋め
込み方法では、埋め込んだ透かし情報の成分は低周波帯
域に集中していることがわかる。よって、透かし情報の
埋め込まれた音声データから、低周波帯域成分がフィル
タによってカットされると、透かし情報を正しく検出す
ることができなくなると考えられる。この対策として
は、透かし情報のより高い周波数帯域への埋め込みが考
えられる。

【０１０２】Ｃ−４．高能率圧縮符号化に対する影響：
次に、周波数変換やサブバンド符号化などを原理とした
高能率圧縮符号化方式であるＭＰ３（MPEG Audio Layer
III）のアルゴリズムを用いて、高度なデジタル信号処
理への耐性を調べた。ＭＰ３による符号圧縮は、インタ
ーネットを利用した高音質な音楽の配信ツールとして普
及している。

【０１０３】そこで、ｊ＝１０，Ｍ＝３２として、ｐを
変化させながら、対象となる音声データに透かし情報の
埋め込みを行い（埋め込み量：１．４［ｂｉｔ／
ｓ］）、その音声データをＭＰ３で圧縮伸張し、その再
生音声から透かし情報を抽出した場合、図１１に示すよ
うな結果が得られた。なお、ＭＰ３としては、インター
ネットで標準的に利用されている圧縮率が約１／１０の
ビットレートのＭＰ３を用いた。

【０１０４】この結果から、ＭＰ３の圧縮符号化による
冗長成分の除去によって、透かしのビット列に誤りが発
生するものの、ｐ＝８以上において、透かし検出率ｅは
やや低下するものの、９０％以上の高い検出率ＤＲを示
した。

【０１０５】Ｃ−５．Ｊｉｔｔｅｒ攻撃に対する耐性：
次に、音声データに埋め込まれた透かし情報を破壊する
攻撃として知られるＪｉｔｔｅｒ攻撃によって、本実施
例の電子透かし埋め込み方法による透かし情報が消失し
ないかどうか調べた。Ｊｉｔｔｅｒ攻撃は、音楽の周波
数帯域を不特定に０．１％程度増減する攻撃法であっ
て、人間の聴覚が微少なピッチの変動を知覚できない特
徴を利用したものである。

【０１０６】そこで、ｊ＝１０，Ｍ＝３２として、ｐを
変化させながら、対象となる音声データに透かし情報の
埋め込みを行い（埋め込み量：１．４［ｂｉｔ／
ｓ］）、その音声データにＪｉｔｔｅｒ攻撃を施した
後、その音声データから透かし情報を抽出した場合、図
１２に示すような結果が得られた。この結果から、ｐを
大きな値にするほど、Ｊｉｔｔｅｒ攻撃に対する耐性が
向上することがわかる。具体的には、ｐ≧９の条件で９
０％以上の高い検出率ＤＲが得られた。

【０１０７】Ｃ−６．まとめ：以上説明した結果から、
本実施例の電子透かし埋め込み方法によれば、約５０ｄ
Ｂ（図９参照）の高音質を維持しつつ、高能率圧縮符号
化やＪｉｔｔｅｒ攻撃に対して高い耐性を持つ電子透か
しを実現できることがわかる。また、更なる改善策とし
て、多数決判定などの誤り訂正技術の導入は容易であ
る。

【０１０８】Ｄ．装置全体の構成及び処理手順：上述し
た電子透かし埋め込み処理及び電子透かし検出処理を実
行する電子透かし装置１０の構成について図１３を用い
て説明する。図１３は本発明の一実施例としての電子透
かし装置１０の構成を示すブロック図である。この電子
透かし装置１０は、ＣＰＵ２２と、ＲＡＭ２４と、ＲＯ
Ｍ２６と、キーボード３０と、マウス３２と、ＣＲＴな
どから成る表示装置３４と、ハードディスク装置３６
と、ネットワークカードやモデムなどから成る通信装置
３８と、これらの各要素を接続するバス４０と、を備え
るコンピュータである。なお、図１３では各種のインタ
ーフェイス回路は省略されている。通信装置３８は、図
示しない通信回線を介してコンピュータネットワークに
接続されている。コンピュータネットワークの図示しな
いサーバは、通信回線を介してコンピュータプログラム
を電子透かし装置１０に供給するプログラム供給装置と
しての機能を有する。

【０１０９】ＲＡＭ２４には、帯域分割部４２と、拡散
部４４と、ＭＤＣＴ変換部４６と、埋め込み部４８と、
ＩＭＤＣＴ変換部５０と、帯域成分復元部５２と、帯域
合成部５４と、抽出部５６の、各機能を実現するための
コンピュータプログラムが格納されている。これらの各
部４２〜５６の機能については後ほど詳しく説明する。

【０１１０】このような各部４２〜５６の機能を実現す
るコンピュータプログラムは、フレキシブルディスクや
ＣＤ−ＲＯＭ等の、コンピュータ読み取り可能な記録媒
体に記録された形態で提供される。コンピュータは、そ
の記録媒体からコンピュータプログラムを読み取って内
部記憶装置または外部記憶装置に転送する。あるいは、
通信経路を介してコンピュータにコンピュータプログラ
ムを供給するようにしてもよい。コンピュータプログラ
ムの機能を実現する時には、内部記憶装置に格納された
コンピュータプログラムがコンピュータのマイクロプロ
セッサによって実行される。また、記録媒体に記録され
たコンピュータプログラムをコンピュータが読み取って
直接実行するようにしてもよい。

【０１１１】この明細書において、コンピュータとは、
ハードウェア装置とオペレーションシステムとを含む概
念であり、オペレーションシステムの制御の下で動作す
るハードウェア装置を意味している。また、オペレーシ
ョンシステムが不要でアプリケーションプログラム単独
またはファームウェア単独でハードウェア装置を動作さ
せるような場合には、そのハードウェア装置自体がコン
ピュータに相当する。ハードウェア装置は、ＣＰＵ等の
マイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュ
ータプログラムを読み取るための手段とを少なくとも備
えている。例えば、ＣＤ−ＲＡＭドライブやＤＶＤ−Ｒ
ＡＭドライブなどの電子機器に、ＣＰＵやＲＯＭなどが
組み込まれていて、これら電子機器がコンピュータとし
ての機能を有する場合も、これら電子機器はコンピュー
タの概念に当然に含まれる。コンピュータプログラム
は、このようなコンピュータに、上述の各手段の機能を
実現させるプログラムコードを含んでいる。なお、上述
の機能の一部は、アプリケーションプログラムでなく、
オペレーションシステムによって実現されていても良
い。更に、透かし情報の埋め込み処理や検出処理を行う
プログラムは、音声処理を行うプログラムに対して、プ
ラグインの形式で付加されるものとしてもよい。

【０１１２】なお、この発明における「記録媒体」とし
ては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気デ
ィスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカー
ド、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピ
ュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）
および外部記憶装置等の、コンピュータが読取り可能な
種々の媒体を利用することができる。

【０１１３】図１４は帯域分割部４２、拡散部４４、Ｍ
ＤＣＴ変換部４６、埋め込み部４８、ＩＭＤＣＴ変換部
５０、帯域成分復元部５２、および帯域合成部５４が行
う電子透かし埋め込み処理の手順を示すフローチャート
である。

【０１１４】ステップＳ１０２では、帯域分割部４２
が、透かし情報の埋め込み対象となる原音声データと、
透かし情報の埋め込みのために用いる広帯域信号である
ＰＮ系列と、埋め込まれる透かし情報である透かしビッ
トを準備する。ステップＳ１０４では、帯域分割部４２
が、原音声データを、低周波帯域成分と、複数の中間周
波帯域成分と、に帯域分割する。ステップＳ１０６で
は、拡散部４４が、それら帯域成分のうち、低周波帯域
成分に広帯域信号であるＰＮ系列を乗じて拡散信号を生
成する。ステップＳ１０８では、ＭＤＣＴ変換部４６
が、拡散信号にＭＤＣＴ変換を施して、ＭＤＣＴ係数を
導き出す。ステップＳ１１０では、埋め込み部４８が、
ＭＤＣＴ係数に透かし情報である透かしビットを埋め込
む。ステップＳ１１２では、ＩＭＤＣＴ変換部５０が、
透かしビットの埋め込まれたＭＤＣＴ係数に、ＩＭＤＣ
Ｔ変換を施して、埋め込み済み拡散信号を生成する。ス
テップＳ１１４では、帯域成分復元部５２が、埋め込み
済み拡散信号に、前述の広帯域信号であるＰＮ系列を乗
じて、埋め込み済み低周波帯域成分を生成する。ステッ
プＳ１１６では、帯域合成部５４が、生成された埋め込
み済み低周波帯域成分と、前述の帯域分割により得られ
た複数の中間周波帯域成分と、を合成して、埋め込み済
み音声データを生成する。

【０１１５】図１５は帯域分割部４２、拡散部４４、Ｍ
ＤＣＴ変換部４６、抽出部５６が行う電子透かし検出処
理の手順を示すフローチャートである。

【０１１６】ステップＳ２０２では、帯域分割部４２
が、透かし情報の抽出の対象となる埋め込み済み音声デ
ータと、透かし情報の抽出のために用いる埋め込み時と
同じ広帯域信号であるＰＮ系列を準備する。ステップＳ
２０４では、帯域分割部４２が、埋め込み済み音声デー
タを、帯域成分に帯域分割して、埋め込み済み低周波帯
域成分を導き出す。ステップＳ２０６では、拡散部４４
が、埋め込み済み低周波帯域成分に広帯域信号であるＰ
Ｎ系列を乗じて埋め込み済み拡散信号を生成する。ステ
ップＳ２０８では、ＭＤＣＴ変換部４６が、埋め込み済
み拡散信号にＭＤＣＴ変換を施して、埋め込み済みＭＤ
ＣＴ係数を導き出す。ステップＳ２１０では、抽出部５
６が、埋め込み済みＭＤＣＴ係数から、埋め込まれてい
る透かし情報である透かしビットを抽出する。

【０１１７】Ｆ．変形例：なお、この発明は上記の実施
例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々の態様において実施することが
可能であり、例えば次のような変形も可能である。

【０１１８】Ｆ−１．変形例１：上記した実施例では、
直交変換として、ＭＤＣＴ変換を用いたが、ＤＣＴ、Ｆ
ＦＴやウェーブレット変換などの他の種類の直交変換を
採用することが可能である。

【０１１９】Ｆ−２．変形例２：上記した実施例では、
透かし情報を埋め込むべき対象帯域成分として、低周波
帯域成分を用いたが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、他の中間周波帯域成分（高周波帯域成分を含
む）を、対象帯域成分として用いるようにしても良い。

【０１２０】Ｆ−３．変形例３：上記した実施例では、
ＭＤＣＴ係数に透かし情報を埋め込む際、対象となるＭ
ＤＣＴ係数Ｘ_i（ｒ_i）と、それに隣接するＭＤＣＴ係数
Ｘ_i（ｒ_i＋１）と、を用いたが、例え隣接していなくて
も、近接するＭＤＣＴ係数同士を用いるようにしても良
い。また、３つ以上のＭＤＣＴ係数を用いるようにして
も良い。

【０１２１】Ｆ−４．変形例４：上記した実施例では、
ＭＤＣＴ係数に透かし情報を埋め込む際、隣接する２つ
のＭＤＣＴ係数の絶対値の大小関係を利用するようにし
ていたが、絶対値に限らず、種々の演算値を利用するよ
うにしても良い。

【０１２２】Ｆ−５．変形例５：上記した実施例では、
音声データに対して透かし情報を埋め込んでいたが、本
発明は、これに限るものではなく、画像データに透かし
情報を埋め込む場合にも適用可能である。即ち、本発明
は、一般に、デジタルデータに透かし情報を埋め込む場
合に適用可能である。なお、透かし情報が埋め込まれる
原音声データや原画像データを、単に「対象データ」と
呼ぶことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての電子透かし埋め込み
処理の概要を示す説明図である。

【図２】図１の帯域分割処理における基本的な処理を示
す説明図である。

【図３】ＭＤＣＴにおける窓関数を示す説明図である。

【図４】透かしビットに応じてＭＤＣＴ係数の値の変更
する仕方を説明するための説明図である。

【図５】透かしビットの埋め込みビットレートを一定し
た場合の、ｊに対する処理時間を示す説明図である。

【図６】本発明の一実施例としての電子透かし抽出処理
の概要を示す説明図である。

【図７】対象となる音声データの例を示す説明図であ
る。

【図８】帯域分割を行う際のｊに対する音質の変化を示
すグラフである。

【図９】埋め込み強度を制御するための基準値ｐに対す
る音質の変化を示すグラフである。

【図１０】帯域通過フィルタで処理した場合における透
かし情報に対する影響を示す説明図である。。

【図１１】ＭＰ３で圧縮伸張した場合における透かし情
報に対する影響を示す説明図である。

【図１２】Ｊｉｔｔｅｒ攻撃を施した場合における透か
し情報に対する影響を示す説明図である。

【図１３】本発明の一実施例としての電子透かし装置１
０の構成を示すブロック図である。

【図１４】帯域分割部４２、拡散部４４、ＭＤＣＴ変換
部４６、埋め込み部４８、ＩＭＤＣＴ変換部５０、帯域
成分復元部５２、および帯域合成部５４が行う電子透か
し埋め込み処理の手順を示すフローチャートである。

【図１５】帯域分割部４２、拡散部４４、ＭＤＣＴ変換
部４６、抽出部５６が行う電子透かし検出処理の手順を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０…電子透かし装置２２…ＣＰＵ２４…ＲＡＭ２６…ＲＯＭ３０…キーボード３２…マウス３４…表示装置３６…ハードディスク装置３８…通信装置４０…バス４２…帯域分割部４４…拡散部４６…ＭＤＣＴ変換部４８…埋め込み部５０…ＩＭＤＣＴ変換部５２…帯域成分復元部５４…帯域合成部５６…抽出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタルデータに透かし情報の埋め込み
を行う電子透かし埋め込み方法であって、（ａ）前記透かし情報の埋め込みの対象となる対象デー
タと、前記透かし情報の埋め込みのために用いる広帯域
信号と、を準備する工程と、（ｂ）前記対象データを複数の帯域成分に帯域分割する
工程と、（ｃ）前記複数の帯域成分のうち、少なくとも１つの対
象帯域成分に前記広帯域信号を乗じて拡散信号を生成す
る工程と、（ｄ）前記拡散信号に所定の直交変換を施すことによっ
て、変換係数を導き出す工程と、（ｅ）前記変換係数に前記透かし情報の埋め込みを行う
工程と、（ｆ）前記透かし情報の埋め込みの行われた前記変換係
数に、前記直交変換とは逆の変換を施すことによって、
埋め込み済み拡散信号を生成する工程と、（ｇ）前記埋め込み済み拡散信号に前記広帯域信号を乗
じて、埋め込み済み対象帯域成分を生成する工程と、（ｈ）前記複数の帯域成分のうち、前記対象帯域成分以
外の帯域成分と、前記埋め込み済み対象帯域成分と、を
合成して、埋め込み済み対象データを生成する工程と、を備えることを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
【請求項２】請求項１に記載の電子透かし埋め込み方
法において、前記工程（ｂ）では、前記対象データを、低周波帯域成
分と、１つ以上の中間周波帯域成分と、に帯域分割する
ことを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
【請求項３】請求項２に記載の電子透かし埋め込み方
法において、前記対象帯域成分は、前記低周波帯域成分であることを
特徴とする電子透かし埋め込み方法。
【請求項４】請求項１に記載の電子透かし埋め込み方
法において、前記広帯域信号は、擬似乱数系列から成ることを特徴と
する電子透かし埋め込み方法。
【請求項５】請求項４に記載の電子透かし埋め込み方
法において、前記擬似乱数系列は、自乗すると１になる乱数系列であ
ることを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
【請求項６】請求項１に記載の電子透かし埋め込み方
法において、前記直交変換は、変形離散コサイン変換であることを特
徴とする電子透かし埋め込み方法。
【請求項７】請求項１に記載の電子透かし埋め込み方
法において、前記工程（ａ）では、さらに、前記透かし情報の埋め込
みのために用いる鍵乱数列を準備すると共に、前記工程（ｄ）は、（ｄ−１）前記拡散信号を時間軸上で複数のフレームに
分割する工程と、（ｄ−２）前記フレームに前記直交変換を施すことによ
って、複数の変換係数を求める工程と、を備え、前記工程（ｅ）は、（ｅ−１）前記フレーム毎に、前記鍵乱数列から順次抽
出される乱数値に応じて、そのフレームから求めた前記
複数の変換係数の中から、対象変換係数と、該対象変換
係数と周波数が近接する近接変換係数と、をそれぞれ導
出する工程と、（ｅ−２）前記対象変換係数と前記近接変換係数とを演
算し、その演算結果が、埋め込むべき前記透かし情報に
応じた所定の条件を満たさない場合に、その条件を満た
すように、前記対象変換係数および前記近接変換係数の
うち、少なくとも一方の値を変更する工程と、を備え、前記工程（ｆ）は、（ｆ−１）前記対象変換係数および前記近接変換係数を
含む前記複数の変換係数に、前記直交変換とは逆の変換
を施すことによって、埋め込み済みフレームを生成する
工程と、（ｆ−２）複数の前記埋め込み済みフレームを合成し
て、前記埋め込み済み拡散信号を生成する工程と、を備えることを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
【請求項８】透かし情報の埋め込まれたデジタルデー
タから前記透かし情報を抽出する電子透かし抽出方法で
あって、（ａ）前記透かし情報の抽出の対象となる対象データ
と、前記透かし情報の抽出のために用いる広帯域信号
と、を準備する工程と、（ｂ）前記対象データを帯域成分に帯域分割して、前記
透かし情報の抽出の対象となる対象帯域成分を導き出す
工程と、（ｃ）前記対象帯域成分に前記広帯域信号を乗じて拡散
信号を生成する工程と、（ｄ）前記拡散信号に所定の直交変換を施すことによっ
て、変換係数を導き出す工程と、（ｅ）前記変換係数から、埋め込まれている前記透かし
情報の抽出を行う工程と、を備えることを特徴とする電子透かし抽出方法。
【請求項９】請求項８に記載の電子透かし抽出方法に
おいて、前記工程（ｂ）では、前記対象データを、低周波帯域成
分と、１つ以上の中間周波帯域成分と、に帯域分割する
ことを特徴とする電子透かし抽出方法。
【請求項１０】請求項９に記載の電子透かし抽出方法
において、前記対象帯域成分は、前記低周波帯域成分であることを
特徴とする電子透かし抽出方法。
【請求項１１】請求項８に記載の電子透かし抽出方法
において、前記広帯域信号は、擬似乱数系列から成ることを特徴と
する電子透かし抽出方法。
【請求項１２】請求項１１に記載の電子透かし抽出方
法において、前記擬似乱数系列は、自乗すると１になる乱数系列であ
ることを特徴とする電子透かし抽出方法。
【請求項１３】請求項８に記載の電子透かし抽出方法
において、前記直交変換は、変形離散コサイン変換であることを特
徴とする電子透かし抽出方法。
【請求項１４】請求項８に記載の電子透かし抽出方法
において、前記工程（ａ）では、さらに、前記透かし情報の抽出の
ために用いる鍵乱数列を準備すると共に、前記工程（ｄ）は、（ｄ−１）前記拡散信号を時間軸上で複数のフレームに
分割する工程と、（ｄ−２）前記フレームに前記直交変換を施すことによ
って、複数の変換係数を求める工程と、を備え、前記工程（ｅ）は、（ｅ−１）前記フレーム毎に、前記鍵乱数列から順次抽
出される乱数値に応じて、そのフレームから求めた前記
複数の変換係数の中から、対象変換係数と、該対象変換
係数と周波数が近接する近接変換係数と、をそれぞれ導
出する工程と、（ｅ−２）前記対象変換係数と前記近接変換係数との大
小関係を比較し、その比較結果から、埋め込まれている
前記透かし情報を抽出する工程と、を備えることを特徴とする電子透かし抽出方法。
【請求項１５】デジタルデータに透かし情報の埋め込
みを行う電子透かし装置であって、前記透かし情報の埋め込みの対象となる対象データを複
数の帯域成分に帯域分割する帯域分割部と、前記複数の帯域成分のうち、少なくとも１つの対象帯域
成分に、前記透かし情報の埋め込みのために用いる広帯
域信号を乗じて拡散信号を生成する拡散部と、前記拡散信号に所定の直交変換を施すことによって、変
換係数を導き出す直交変換部と、前記変換係数に前記透かし情報の埋め込みを行う埋め込
み部と、前記透かし情報の埋め込みの行われた前記変換係数に、
前記直交変換とは逆の変換を施すことによって、埋め込
み済み拡散信号を生成する逆直交変換部と、前記埋め込み済み拡散信号に前記広帯域信号を乗じて、
埋め込み済み対象帯域成分を生成する帯域成分復元部
と、前記複数の帯域成分のうち、前記対象帯域成分以外の帯
域成分と、前記埋め込み済み対象帯域成分と、を合成し
て、埋め込み済み対象データを生成する帯域合成部と、を備えることを特徴とする電子透かし装置。
【請求項１６】透かし情報の埋め込まれたデジタルデ
ータから前記透かし情報を抽出する電子透かし装置であ
って、前記透かし情報の抽出の対象となる対象データを複数の
帯域成分に帯域分割する帯域分割部と、前記複数の帯域成分のうち、少なくとも１つの対象帯域
成分に、前記透かし情報の抽出のために用いる広帯域信
号を乗じて拡散信号を生成する拡散部と、前記拡散信号に所定の直交変換を施すことによって、変
換係数を導き出す直交変換部と、前記変換係数から、埋め込まれている前記透かし情報の
抽出を行う抽出部と、を備えることを特徴とする電子透かし装置。
【請求項１７】デジタルデータに透かし情報の埋め込
みを行うためのコンピュータプログラムであって、前記透かし情報の埋め込みの対象となる対象データを複
数の帯域成分に帯域分割する機能と、前記複数の帯域成分のうち、少なくとも１つの対象帯域
成分に、前記透かし情報の埋め込みのために用いる広帯
域信号を乗じて拡散信号を生成する機能と、前記拡散信号に所定の直交変換を施すことによって、変
換係数を導き出す機能と、前記変換係数に前記透かし情報の埋め込みを行う機能
と、前記透かし情報の埋め込みの行われた前記変換係数に、
前記直交変換とは逆の変換を施すことによって、埋め込
み済み拡散信号を生成する機能と、前記埋め込み済み拡散信号に前記広帯域信号を乗じて、
埋め込み済み対象帯域成分を生成する機能と、前記複数の帯域成分のうち、前記対象帯域成分以外の帯
域成分と、前記埋め込み済み対象帯域成分と、を合成し
て、埋め込み済み対象データを生成する機能と、をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログ
ラム。
【請求項１８】透かし情報の埋め込まれたデジタルデ
ータから前記透かし情報を抽出するためのコンピュータ
プログラムであって、前記透かし情報の抽出の対象となる対象データを複数の
帯域成分に帯域分割する機能と、前記複数の帯域成分のうち、少なくとも１つの対象帯域
成分に、前記透かし情報の抽出のために用いる広帯域信
号を乗じて拡散信号を生成する機能と、前記拡散信号に所定の直交変換を施すことによって、変
換係数を導き出す機能と、前記変換係数から、埋め込まれている前記透かし情報の
抽出を行う機能と、をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログ
ラム。