分布推定手法を用いた電子透かしの検出誤り確率推定方式

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  • ブンプ スイテイ シュホウ オ モチイタ デンシ スカシ ノ ケンシュツ アヤマリ カクリツ スイテイ ホウシキ
  • Estimating the Bit-error-rate in Digital Watermarking Using Inferential Statistics
  • ディジタル権限管理

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抄録

電子透かしは不正コピー者の特定や機器の制御に用いるので，挿入した情報とは異なる情報を誤って検出し，それを信用して処理を進めると，不正者の誤認や機器の誤動作などの重大な問題を引き起こす可能性がある．この問題への1つの対策は，誤検出を防止することであるが，完全な防止は困難である．そこで，検出した情報が誤っている確率を知り，その大きさによって検出情報を適切に利用することが重要である．ところが，この誤り確率を推定する方式は従来提案されていなかった．本論文では，画像の統計量に基づく電子透かし方式を前提として，誤り確率の推定方法を提案した．提案方式は，検出情報のビットに対応した統計量を分析し，これら統計量が従う正規分布の推定を通じて，誤り確率を推定する．正規分布の推定手段としてEMアルゴリズムを用いることで具体的なシステムを実現し，実際の画像を用いて，情報埋め込み直後および様々な圧縮強度のJPEG処理を行った画像からの検出実験を行った．その結果，誤り確率の実測値と推定値の比は，0.4から2.2であり，安全係数を2.2とすることで，提案方式を信頼して利用できることを明らかにした．

Bit-errors in detecting digital watermarks could cause critical failures because the detected bits are used to identify persons who illegally copied the digital contents and to control equipment that copy and playback the contents. It is difficult, however, to prevent bit-error completely. Estimating the ratio with that the detected bits are not correct is therefore important to use these bits appropriately and to avoid critical failures. This paper proposes a method for this estimation. The proposed method can be applied to statistic-based watermark methods. The method takes statistical values corresponding to the detected bits to infer Gaussian model that exists behind these values. It then estimates the ratio based on this model. Experimental evaluations have shown that the actual error ratio divided by the estimated ratio is 2.2 in the worst case and that the method can be reliably used with this margin.

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