JP2000138815A - Information imbedding device and imbedded information decoder - Google Patents

Information imbedding device and imbedded information decoder

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JP2000138815A
JP2000138815A JP10310842A JP31084298A JP2000138815A JP 2000138815 A JP2000138815 A JP 2000138815A JP 10310842 A JP10310842 A JP 10310842A JP 31084298 A JP31084298 A JP 31084298A JP 2000138815 A JP2000138815 A JP 2000138815A
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JP
Japan
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block
watermark information
information
bit
embedded
Prior art date
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Pending
Application number
JP10310842A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masao Hiramoto
政夫 平本
Hiromatsu Aoki
博松 青木
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Information Systems Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JP2000138815A publication Critical patent/JP2000138815A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an information imbedding device and the imbedded information decoder, where large amounts of watermark information can be imbedded in a natural image, in a state which recognized can not be visually, and the watermark information can be decoded even in the absence of position information of the imbedded watermark information. SOLUTION: An block-specifying section 107 capable of imbedding in the information imbedding device 100 checks whether or not the number of '1s' included in a block consisting of 8 pixels for each bit plane of an original image satisfies a prescribed condition, and an imbed processing section 108 imbeds the components of the watermark information that is converted into 8-bit data, whose number of '1s' satisfies a prescribed condition by a conversion section 106 to the block-satisfying the condition. An imbed block specifying section 113 in the imbed information decoder 101 specifies blocks whose number of '1s' satisfies the prescribed condition, an extract processing section 115 extracts the blocks as 8-bit data and an inverse conversion section 116 applies inverse conversion to the data to components of the original watermark information.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データの中に
著作権情報などの秘匿したい情報を見た目にはわからな
い状態で埋め込む情報埋め込み装置、及び当該埋め込ま
れた情報を復元する埋め込み情報復元装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information embedding apparatus for embedding information to be concealed, such as copyright information, in image data in an invisible state, and an embedded information restoring apparatus for restoring the embedded information. .

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、パソコン等のハードウエアの高性
能化、低価格化やインターネットに代表される多数の加
入者が参加するネットワークの広がりにより、個々人が
著作物を生み出し、多くの人々に公開する機会が増えて
きた。それとともに著作物の不法な利用や改竄も見られ
るようになったため、著作権保護技術が重要となってき
ている。その中でも画像データそのものに署名データな
どを透かしとして隠して埋め込む電子透かし技術は、情
報の改ざんや2次的加工に強いことから注目されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, due to the high performance and low cost of hardware such as personal computers, and the spread of networks involving a large number of subscribers represented by the Internet, individuals have created copyrighted works and made them available to many people. Opportunities have increased. At the same time, illegal use and tampering of copyrighted works have been observed, and copyright protection technology has become important. Among them, a digital watermarking technique for embedding and embedding signature data or the like as a watermark in image data itself has attracted attention because it is strong in information falsification and secondary processing.

【0003】電子透かし技術とは、画像データ中の高周
波成分などの人間の視覚にとって重要でない冗長な部分
に別の情報を透かしとして埋め込むもので、その有効性
から様々な手法が検討されている。これまでの電子透か
し技術は如何に効果的に情報を埋め込み、画像処理等の
2次的な加工に強いかという方向で開発されてきたが、
最近では自然画等の画像で従来よりもはるかに多量の情
報を埋め込む技術も開発されている(新見他:“複雑さ
による領域分割を利用した画像深層暗号化法”,電子情
報通信学会技術報告,IE97−14(1997−
5)、 野崎他:“自然画像をダミーデータとする大容
量Steganography方式について”,電子情
報通信学会技術報告,IE97−43,PRMU97−
74,MVE97−59(1997−07))。
The digital watermarking technique embeds other information as a watermark in a redundant portion that is not important to human vision, such as high-frequency components in image data, and various techniques are being studied from the viewpoint of its effectiveness. Until now, digital watermarking technology has been developed in the direction of how to effectively embed information and withstand secondary processing such as image processing.
Recently, a technology for embedding much more information in images such as natural images than in the past has been developed (Niimi et al .: "Image deep encryption using region segmentation by complexity", IEICE Tech. Report, IE97-14 (1997-
5), Nozaki et al .: "On a large-capacity Steganography method using natural images as dummy data", IEICE Technical Report, IE97-43, PRMU97-
74, MVE97-59 (1997-07)).

【0004】これらの埋め込み技術は、自然画像中の複
雑な部分は別の複雑データで置き換えても見た目には判
らないという特徴を利用したもので、自然画像をビット
プレーンに分解し、さらに8×8画素を最小単位ブロッ
クとした上で、各ブロックが一定条件で定義された複雑
さの基準を満たせば、そのブロックに透かし情報を複雑
なパターンに変換して埋め込むものである。
[0004] These embedding techniques make use of the characteristic that a complicated part in a natural image is not apparent even if it is replaced with another complex data. With eight pixels as the minimum unit block, if each block satisfies a complexity criterion defined under certain conditions, the watermark information is converted into a complicated pattern and embedded in that block.

【0005】これらの技術によって、自然画像として見
た目の同一性を維持しつつ多量の透かし情報を埋め込む
ことが可能となる。
[0005] These techniques make it possible to embed a large amount of watermark information while maintaining the same visual appearance as a natural image.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、透かし情報を埋め込んだ位置を記録して
おくマップファイルが必要となり、復元時には、そのマ
ップファイルをもとにして透かし情報を取り出すことに
なる。当然ながら、このマップファイルは画像ごとに異
なったものとなる。このことは、非常に煩わしい作業を
生じさせ、電子透かし技術の実用化を大きく妨げる要因
となる。
However, in the above-mentioned conventional technology, a map file for recording the position where the watermark information is embedded is required, and at the time of restoration, the watermark information is extracted based on the map file. become. Of course, this map file will be different for each image. This causes a very troublesome operation, and greatly hinders the practical use of the digital watermarking technology.

【0007】例えば、上記従来技術を日経エレクトロニ
クス(1997年 2−24(no.683)、p.112)に示
される著作権管理システムに適用する場合を考える。こ
こで、著作権管理システムとは以下のようなシステムで
ある。著作権所有者Aは、著作権管理会社BからID番
号を与えられ、自己が創作した画像を使用権を与えた第
三者Cに供給する際に、ID番号を埋め込むソフトウエ
アを用いて創作画像にID番号を埋め込む。その画像を
見た別の第三者Dがその画像の使用を希望して、ID番
号を検出するソフトウエアを用いて、その画像からID
番号を取り出し著作権管理会社に問い合わせる。著作権
管理会社BはID番号に対応した著作権所有者の名前、
連絡先など回答する。
For example, consider a case in which the above-described conventional technology is applied to a copyright management system shown in Nikkei Electronics (2-24, 1997, No. 683, p. 112). Here, the copyright management system is the following system. The copyright owner A is given an ID number from the copyright management company B, and uses the software for embedding the ID number when supplying the image created by himself to the third party C who has been given the right to use. Embed an ID number in the image. Another third party D who sees the image desires to use the image, and uses software for detecting an ID number to generate an ID from the image.
Take out the number and contact the copyright management company. Copyright management company B is the name of the copyright owner corresponding to the ID number,
Answer the contact information.

【0008】このシステムに上記従来の情報埋め込み技
術を用いた場合、DがID番号を検出するには、ID番
号を検出する汎用のソフトウエアだけでなく、その画像
のID番号を埋め込んだ位置を記録したマップファイル
が必要となる。そのため、AはID番号を埋め込んだ位
置を記録したマップファイルを創作画像とともにBに送
り、Bは創作画像とマップファイルとを対応させて管理
しておき、Dの要求によってDが使用を希望している画
像はどの画像かを特定して、その画像のマップファイル
をDに配送しなければならないので、A、B、Dのすべ
てにとって煩わしいこととなる。
When the above-mentioned conventional information embedding technique is used in this system, in order for D to detect the ID number, not only general-purpose software for detecting the ID number but also the position where the ID number of the image is embedded is used. A recorded map file is required. Therefore, A sends a map file in which the position where the ID number is embedded is recorded to B together with the created image, and B manages the created image and the map file in association with each other. Since it is necessary to specify which image is present and to deliver the map file of the image to D, it becomes troublesome for all of A, B, and D.

【0009】そこで、本発明はかかる問題点に鑑みてな
されたものであり、透かし情報の復元時に、透かし情報
を埋め込んだ位置を記録したマップファイルを必要とす
ることのない情報埋め込み装置、及び埋め込み情報復元
装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an information embedding apparatus and an embedding method that do not require a map file recording a position where watermark information is embedded when restoring watermark information. An object of the present invention is to provide an information restoration device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、画像データに透かし情報を埋め込む情報
埋込み装置であって、透かし情報の構成要素がnビット
で表現可能な全データ数2n個のうちの特定条件を満た
すm個(0<m<2n)のいずれかを用いて表現されて
おり、そのような透かし情報を取得する透かし情報取得
手段と、画像データを表現する全ビットプレーンのうち
の少なくとも一のビットプレーン上のビットデータをn
ビットずつブロック化するブロック化手段と、前記ブロ
ックの中から前記特定条件を満たしているブロックを埋
め込み可能ブロックとして特定する埋め込み可能ブロッ
ク特定手段と、特定されたブロックを前記透かし情報取
得手段が取得した透かし情報の構成要素と置換するデー
タ埋め込み手段とを備える。
In order to achieve the above object, the present invention provides an information embedding apparatus for embedding watermark information in image data, wherein a component of the watermark information has a total number of data that can be represented by n bits. 2 and the n of being represented using any particular conditions are satisfied the m (0 <m <2 n), representing the watermark information acquisition means for acquiring such watermark information, the image data Bit data on at least one bit plane of all bit planes is represented by n
Blocking means for blocking by bit, embeddable block specifying means for specifying a block satisfying the specific condition as an embeddable block from among the blocks, and the watermark information obtaining means for obtaining the specified block Data embedding means for replacing a component of the watermark information.

【0011】また、本発明は、画像データに埋め込まれ
た透かし情報を復元する埋め込み情報復元装置であっ
て、前記画像データを表現した全ビットプレーンの少な
くとも一のビットプレーン上のビットデータについてn
ビットずつ順次ブロック化するブロック化手段と、前記
ブロックの中から特定条件を満たすブロックを埋め込み
ブロックとして特定する埋め込みブロック特定手段と、
特定されたブロック内のnビットデータを透かし情報の
構成要素として取り出すデータ取り出し手段とを備え
る。
The present invention also relates to an embedded information restoring apparatus for restoring watermark information embedded in image data, wherein at least one bit plane on at least one bit plane of all bit planes expressing the image data is set to n.
Blocking means for sequentially blocking each bit, embedded block specifying means for specifying a block satisfying a specific condition among the blocks as an embedded block,
Data extracting means for extracting n-bit data in the specified block as a component of the watermark information.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。 (実施の形態1)実施の形態1は、透かし情報を自然画
像に埋め込む情報埋め込み装置、及び当該透かし情報を
復元する埋め込み情報復元装置に関する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) Embodiment 1 relates to an information embedding device for embedding watermark information in a natural image and an embedded information restoring device for restoring the watermark information.

【0013】図1は、情報埋め込み装置及び埋め込み情
報復元装置の構成を示す機能ブロック図である。情報埋
め込み装置100は、画像データ中の特定条件を満たす
場所に透かし情報を埋め込み、埋め込み情報復元装置1
01は、埋め込まれた画像データそのものから透かし情
報の埋め込まれた位置を特定できるので、埋め込んだ位
置を記録するマップファイルを不要となる。
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of an information embedding device and an embedded information restoring device. The information embedding device 100 embeds watermark information in a location in image data that satisfies a specific condition, and
In No. 01, since the position where the watermark information is embedded can be specified from the embedded image data itself, a map file for recording the embedded position becomes unnecessary.

【0014】情報埋め込み装置100は、埋め込まれる
対象である自然画像等の原画像が記憶されている原画像
記憶部103と、埋め込む対象である著作権情報(7ビ
ットASCIIコードの列で表される文字列)等の原透
かし情報が記憶されている原透かし情報記憶部105
と、原透かし情報の構成要素(7ビットASCIIコー
ドで表される1文字)を変換テーブルに従って埋め込み
に適した8ビットデータの透かし情報の構成要素に変換
する変換部106と、原画像を8画素を単位としたブロ
ックごとに読み出すブロック読み出し部104と、本実
施の形態の最も特徴的な部分でありブロックに含まれる
1の個数が3個以上5個以下であるブロックを埋め込み
可能ブロックとして特定する埋め込み可能ブロック特定
部107と、この埋め込み可能ブロック(8画素)に透
かし情報の構成要素(8ビットデータ)を埋め込む埋め
込み処理部108と、透かし情報が埋め込まれた埋め込
み後画像を記憶する埋め込み後画像記憶部109と、埋
め込み後画像をインターネット102により配送する送
信部110とから構成される。
The information embedding device 100 includes an original image storage unit 103 in which an original image such as a natural image to be embedded is stored, and copyright information to be embedded (represented by a sequence of 7-bit ASCII codes). Original watermark information storage unit 105 in which original watermark information such as a character string is stored.
A conversion unit 106 that converts the components of the original watermark information (one character represented by a 7-bit ASCII code) into components of the 8-bit data watermark information suitable for embedding according to the conversion table; And a block reading unit 104 that reads out each block in units of, and identifies the most characteristic part of the present embodiment as a block in which the number of 1s included in the block is 3 or more and 5 or less as an embeddable block. An embeddable block specifying unit 107, an embedding processing unit 108 for embedding a component (8-bit data) of watermark information in the embeddable block (8 pixels), and an embedded image storing an embedded image in which the watermark information is embedded From the storage unit 109 and the transmission unit 110 that delivers the embedded image via the Internet 102 It is made.

【0015】埋め込み情報復元装置101は、インター
ネット102より埋め込み後画像を受信する受信部11
1と、受信した埋め込み後画像を記憶する埋め込み後画
像記憶部112と、埋め込み後画像を8画素を単位とし
たブロックごとに読み出すブロック読み出し部114
と、本実施の形態の最も特徴的な部分でありブロックに
含まれる1の個数が3個以上5個以下であるブロックを
透かし情報の構成要素が埋め込まれている埋め込みブロ
ックとして特定する埋め込みブロック特定部113と、
埋め込みブロック(8画素)から透かし情報の構成要素
を8ビットデータとして取り出す取り出し処理部115
と、取り出された透かし情報の構成要素(8ビットデー
タ)を変換テーブルに従って本来の形式である原透かし
情報の構成要素(7ビットACSIIコードで表される
文字)にもどす逆変換部116と、逆変換された原透か
し情報を記憶する原透かし情報記憶部117と、原透か
し情報の構成要素が埋め込みの終了を示すフラグか判定
する終了判定部118とから構成される。
[0015] The embedded information restoring device 101 receives a post-embedded image from the Internet 102.
1, an embedded image storage unit 112 for storing the received embedded image, and a block reading unit 114 for reading the embedded image for each block of 8 pixels.
And an embedded block specification for specifying a block which is the most characteristic part of the present embodiment and in which the number of 1s included in the block is 3 or more and 5 or less as an embedded block in which components of the watermark information are embedded. Part 113,
Extraction processing unit 115 that extracts components of watermark information from embedded blocks (8 pixels) as 8-bit data
And an inverse conversion unit 116 that returns the components (8-bit data) of the extracted watermark information to the components (characters represented by 7-bit ACSII code) of the original watermark information in the original format according to the conversion table. An original watermark information storage unit 117 that stores the converted original watermark information, and an end determination unit 118 that determines whether a component of the original watermark information is a flag indicating the end of embedding.

【0016】図2は、変換部106と逆変換部116で
用いる原透かし情報の構成要素が整数値(0〜255)
の場合の変換テーブル200を示す図である。変換部1
06は、変換テーブル200に従って、原透かし情報の
構成要素である整数値(0〜255)201を透かし情
報の構成要素である8ビットデータ202に変換し、逆
変換部116は、この変換テーブル200に従って、透
かし情報の構成要素である8ビットデータ202を逆変
換して原透かし情報の構成要素である整数値201にも
どす。
FIG. 2 shows that the components of the original watermark information used in the conversion unit 106 and the inverse conversion unit 116 are integer values (0 to 255).
FIG. 4 is a diagram showing a conversion table 200 in the case of FIG. Conversion unit 1
06 converts the integer value (0 to 255) 201 which is a component of the original watermark information into 8-bit data 202 which is a component of the watermark information according to the conversion table 200. , The 8-bit data 202 which is a component of the watermark information is inversely converted to return to the integer value 201 which is a component of the original watermark information.

【0017】この8ビットデータ202は1の個数によ
りグループ203に分類されており、例えば、808
1は、それぞれ1の個数が0個、1個を示す。8ビッ
トデータ202は、1の個数が少ないグループに属する
データほど、同一グループでは1の存在する位置が下位
ビットなデータほど整数値の小さな数に対応するように
順序づけられている。
The 8-bit data 202 is classified into groups 203 according to the number of 1, for example, 8 C 0 , 8
C 1 represents 0, 1 and 1 respectively. The 8-bit data 202 is ordered such that data belonging to a group having a smaller number of 1s and data having lower bits in the same group in the same group correspond to a smaller number of integer values.

【0018】この変換テーブル200によると、原透か
し情報の構成要素である0〜255のすべての整数値を
透かし情報の構成要素である8ビットのデータに変換で
きるが、埋め込み処理との関係で透かし情報の構成要素
としては特定のグループのみが用いられることがある。
すなわち、本実施の形態では、1の個数が3個以上5個
以下である838485の3つのグループ204が
用いられる。この場合、原透かし情報の構成要素の範囲
は37〜218(182個分)に限定されることにな
る。従って、原透かし情報の構成要素がこの範囲外とな
る場合には変換テーブルでの変換に先立って正規化して
おくことが必要となる。
According to the conversion table 200, all integer values from 0 to 255, which are components of the original watermark information, can be converted into 8-bit data, which is a component of the watermark information. Only a specific group may be used as a component of information.
That is, in this embodiment, three groups 204 of 8 C 3 , 8 C 4 , and 8 C 5 in which the number of 1 is 3 or more and 5 or less are used. In this case, the range of the components of the original watermark information is limited to 37 to 218 (for 182). Therefore, when the components of the original watermark information are out of this range, it is necessary to normalize the components before the conversion in the conversion table.

【0019】また、本実施の形態では、原透かし情報の
構成要素は7ビットASCIIコードで表現される文字
であることから、7ビットASCIIコードと838
4 85のグループに属する8ビットデータの対応づ
けが必要となる。図3は、変換部106と逆変換部11
6で用いる原透かし情報の構成要素が7ビットASCI
Iコードで表される文字の場合の変換テーブル300を
示す図である。ここでは、原透かし情報の構成要素30
1である7ビットASCII文字304(128個分)
と埋め込みの終了を示す終了フラグ306(1個分)が
透かし情報の構成要素である8ビットデータ302に対
応づけられており、残り(53個分)は未使用305と
している。
In the present embodiment, the original watermark information
The component is a character represented by 7-bit ASCII code
Therefore, the 7-bit ASCII code and8CThree,8
CFour, 8CFiveOf 8-bit data belonging to the group
Injury is required. FIG. 3 shows the conversion unit 106 and the inverse conversion unit 11
7 is 7-bit ASCI
The conversion table 300 for the character represented by the I code
FIG. Here, the component 30 of the original watermark information
7-bit ASCII character 304 that is 1 (128 characters)
And an end flag 306 (for one) indicating the end of embedding
For the 8-bit data 302 which is a component of the watermark information,
The remaining (53 pieces) are unused 305
are doing.

【0020】図4は、原画像のデータを8個のビットプ
レーンで表現し、各ビットプレーンをブロックに分割し
た様子を示す。すなわち、原画像400は、水平512
画素×垂直512画素、8ビットプレーンで構成されて
おり、ブロックの単位は各ビットプレーンの水平4画素
×垂直2画素とされている。ブロック番号は1ビットプ
レーンから順番に、同一ビットプレーンでは画像の左上
から順番に番号が付されている。
FIG. 4 shows a state in which the data of the original image is represented by eight bit planes, and each bit plane is divided into blocks. That is, the original image 400 is horizontally 512
It is composed of pixels × 512 pixels and 8 bit planes, and the unit of the block is 4 pixels × 2 pixels of each bit plane. The block numbers are assigned in order from the 1-bit plane, and in the same bit plane, the numbers are assigned in order from the upper left of the image.

【0021】原画像400はこのブロックごとにブロッ
ク番号の順番に、ブロック読み出し部104によって読
み出され、埋め込み可能ブロック特定部107によって
埋め込み可能かが判定され、埋め込み処理部108によ
って透かし情報の構成要素が埋め込まれる。従って、透
かし情報の構成要素は下位ビットプレーンの適切なブロ
ックから順番に埋め込まれることになる。
The original image 400 is read by the block reading unit 104 for each block in the order of the block number, and it is determined by the embeddable block specifying unit 107 whether it can be embedded. Is embedded. Therefore, the components of the watermark information are embedded in order from the appropriate block of the lower bit plane.

【0022】ここで、ブロックの単位を8画素としたの
は、埋め込む情報量を大きくし、かつ通常のCRT画面
上で視覚的に目立たない状態で埋め込むことを可能にす
るためである。下位ビットプレーンから順番に透かし情
報の構成要素を埋め込むとしたのは、下位ビットプレー
ンは他のデータで置き換わっても、変化量が小さいこと
から視覚的に目立たないからである。例えば、8ビット
プレーンのビット値が変ると画像の濃淡値が128も変
化するが、1ビットプレーンのビット値が変化しても濃
淡値が1しか変化しないからである。
Here, the reason why the block unit is set to 8 pixels is to increase the amount of information to be embedded and to allow the information to be embedded in a normal CRT screen in a visually inconspicuous state. The reason why the components of the watermark information are embedded in order from the lower bit plane is that even if the lower bit plane is replaced with other data, the amount of change is small and thus it is not visually noticeable. For example, if the bit value of the 8-bit plane changes, the gray value of the image changes by 128, but even if the bit value of the 1-bit plane changes, only the gray value changes by 1.

【0023】図5(a)は、透かし情報が原画像に埋め
込まれる際のデータの関連を示し、図5(b)は、埋め
込み後画像520を示す図である。まず、変換部106
によって原透かし情報である署名コード(43−7A)
を構成する各文字と終了フラグが838485のい
ずれかに属する8ビットデータ値501〜506に変換
される。
FIG. 5A shows the relationship of data when watermark information is embedded in an original image, and FIG. 5B shows an image 520 after embedding. First, the conversion unit 106
The signature code (43-7A) which is the original watermark information
Each letter and end flag constituting a is converted to 8 C 3, 8 C 4, 8 C 8 -bit data values belonging to one of the 5 501-506.

【0024】次に、透かし情報の構成要素である8ビッ
トデータ110001000 501(変換前は‘4’
の7ビットASCIIコード)の埋め込みが以下のよう
にして行なわれる。ブロック読み出し部104は、原画
像400の第1ブロック507を読み出す。埋め込み可
能ブロック特定部107は、そのブロックに含まれる1
の個数が3個以上5個以下という埋め込み可能条件を満
たす場合に、そのブロックを埋め込み可能ブロックとす
る。該ブロックを埋め込み可能としたのは、視覚的に区
別できない状態で埋め込むためである。第1ブロックは
1を4個含むことから埋め込み可能ブロックとなり、埋
め込み処理部108は、8ビットデータ1100010
00 501を埋め込み後画像の第1ブロック524と
して記録する。
Next, 8-bit data 110001000 501 which is a component of watermark information ('4' before conversion)
(7-bit ASCII code) is embedded as follows. The block reading unit 104 reads the first block 507 of the original image 400. The embeddable block identification unit 107 is configured to include 1
If the number of satisfies the embeddable condition of 3 or more and 5 or less, the block is regarded as an embeddable block. The reason why the block can be embedded is to embed the block in a visually indistinguishable state. Since the first block includes four 1s, it becomes an embeddable block, and the embedding processing unit 108 outputs the 8-bit data 1100010
00 501 is recorded as the first block 524 of the image after embedding.

【0025】次に、透かし情報の構成要素である8ビッ
トデータ11000010 502(変換前は‘3’の
7ビットASCIIコード)の埋め込みは以下のように
して行われる。ブロック読み出し部104は、第2ブロ
ック508を読み出す。埋め込み可能ブロック特定部1
07は、第2ブロックが1を2個含み、埋め込み可能条
件を満たさないので、そのブロックを埋め込み可能ブロ
ックとしない。この場合には、原画像の第2ブロック5
08は、そのまま埋め込み後画像の第2ブロック530
となる。そして、ブロック読み出し部104は、次の第
3のブロック509を読み出す。埋め込み可能ブロック
特定部107は、第3ブロックが1を3個含み、埋め込
み可能条件を満たすので、そのブロックを埋め込み可能
ブロックとする。埋め込み処理部108は8ビットデー
タ11000010 502を埋め込み後画像の第3ブ
ロック525として記憶する。
Next, embedding of 8-bit data 11000010 502 (7-bit ASCII code of '3' before conversion), which is a component of watermark information, is performed as follows. The block reading unit 104 reads the second block 508. Embedding block specifying unit 1
In the case of 07, since the second block includes two 1 and does not satisfy the embedding condition, the block is not regarded as an embedding block. In this case, the second block 5 of the original image
08 is the second block 530 of the image after embedding as it is.
Becomes Then, the block reading unit 104 reads the next third block 509. The embeddable block specifying unit 107 sets the block as an embeddable block because the third block includes three 1s and satisfies the embeddable condition. The embedding processing unit 108 stores the 8-bit data 11000010 502 as the third block 525 of the image after embedding.

【0026】同様にして、透かし情報の構成要素である
8ビットデータ10100001503(変換前は
‘−’の7ビットASCIIコード)が原画像のブロッ
ク{1,1,0,0,0,1,1,1}(510)に埋
め込まれた結果、埋め込み後画像の当該ブロックは
{1,0,1,0,0,0,0,1}(526)とな
る。透かし情報の構成要素である8ビットデータ001
10011504(変換前は‘A’の7ビットASCI
Iコード)は、第1ビットプレーンに埋め込み可能ブロ
ックが見つからずに、第2ビットプレーンのブロック
{0,1,0,1,1,0,0,0}(511)に埋め
込まれた結果、埋め込み後画像の当該ブロックは{0,
0,1,1,0,0,1,1}(527)となる。
Similarly, 8-bit data 10100001503 (a 7-bit ASCII code of “-” before conversion), which is a component of the watermark information, is converted into a block # 1,1,0,0,0,1,1 of the original image. , 1} (510), the block of the image after embedding becomes {1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1} (526). 8-bit data 001 as a component of watermark information
10011504 (Before conversion, 7-bit ASCI of 'A'
I code) is embedded in the block {0,1,0,1,1,0,0,0} (511) of the second bit plane without finding an embeddable block in the first bit plane. The block of the image after embedding is $ 0,
0, 1, 1, 0, 0, 1, 1} (527).

【0027】以下、同様にして、透かし情報の構成要素
である8ビットデータ11100000 505(変換
前は‘7’の7ビットASCIIコード)は、第5ビッ
トプレーンのブロック512に埋め込まれ、埋め込み後
画像の当該ブロックは{1,l,1,0,0,0,0,
0}(528)となり、透かし情報の構成要素である8
ビットデータ11111000 506(変換前は終了
を示す文字の7ビットASCIIコード)は、第5ビッ
トプレーンのブロック513に埋め込まれ、埋め込み後
画像の当該ブロックは{1,l,1,1,1,0,0,
0}(529)となる。
Similarly, 8-bit data 11100000 505 (7-bit ASCII code of “7” before conversion), which is a component of the watermark information, is embedded in the block 512 of the fifth bit plane, and the embedded image The corresponding block of {1, l, 1, 0, 0, 0, 0,
0} (528), which is 8 which is a component of the watermark information.
Bit data 11111000 506 (7-bit ASCII code of a character indicating the end before conversion) is embedded in block 513 of the fifth bit plane, and the block of the embedded image is {1,1,1,1,1,0}. , 0,
0} (529).

【0028】図6(a)は、透かし情報が埋め込み後画
像から取り出される際のデータの関連を示し、図6
(b)は、取り出された透かし情報500を示す図であ
る。ブロック読み出し部114は、埋め込み後画像52
0の第1ブロック524を読み出す。埋め込みブロック
特定部113は、そのブロックに含まれる1の個数が3
個以上5個以下という埋め込み可能条件を満たす場合
に、そのブロックを埋め込みブロックとする。第1ブロ
ック524は1を3個含むことから埋め込みブロックと
なり、取り出し処理部115が、第1ブロック524の
データ{1,1,0,0,0,1,0,0}を取り出し
て、透かし情報の構成要素である8ビットデータ110
00100 501(逆変換によって‘4’の7ビット
ASCIIコードにもどる)とされる。
FIG. 6A shows the relation of data when watermark information is extracted from an image after embedding.
(B) is a diagram showing the extracted watermark information 500. The block reading unit 114 stores the post-embedded image 52
The first block 524 of 0 is read. The embedded block specifying unit 113 determines that the number of 1s included in the block is 3
When the embeddable condition of not less than 5 and not more than 5 is satisfied, the block is regarded as an embedded block. The first block 524 becomes an embedded block because it contains three 1s, and the extraction processing unit 115 extracts the data {1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0} of the first block 524 and outputs the watermark. 8-bit data 110 as a component of information
00100 501 (return to 7-bit ASCII code of '4' by inverse conversion).

【0029】次に、ブロック読み出し部114は、埋め
込み後画像520の第2ブロック530を読み出す。埋
め込みブロック特定部113は、第2ブロック530は
1を2個含むことから埋め込みブロックとしない。従っ
て、このブロックは取り出し処理部115によって取り
出されない。ブロック読み出し部114は、埋め込み後
画像520の第3ブロック525を読み出す。埋め込み
ブロック特定部113は、第3ブロック525は1を3
個含むことから埋め込みブロックとする。取り出し処理
部115が、第3ブロック525のデータ{1,1,
0,0,0,0,1、0}を取り出して、透かし情報の
構成要素である8ビットデータ11000010 50
2(逆変換によって‘3’の7ビットASCIIコード
にもどる)とされる。
Next, the block reading section 114 reads the second block 530 of the image 520 after embedding. The embedded block specifying unit 113 does not set the second block 530 as an embedded block because the second block 530 includes two ones. Therefore, this block is not extracted by the extraction processing unit 115. The block reading unit 114 reads the third block 525 of the image 520 after embedding. The embedded block specifying unit 113 sets the third block 525 to 1
The embedded block is included because of the number. The extraction processing unit 115 outputs the data # 1,1,3 of the third block 525.
0, 0, 0, 0, 1, 0} are taken out, and 8-bit data 11000010 50 which is a component of the watermark information is extracted.
2 (return to 7-bit ASCII code of '3' by inverse conversion).

【0030】以下、同様にして、第1ビットプレーンの
ブロック526から10100001 503(逆変換
によって‘−’の7ビットASCIIコードにもどる)
が取り出され、第2ビットプレーンのブロック527か
ら00110011 504(逆変換によって‘A’の
7ビットASCIIコードにもどる)が取り出され、第
5ビットプレーンのブロック528から1110000
0 505(逆変換によって‘7’の7ビットASCI
Iコードにもどる)が取り出され、第5ビットプレーン
のブロック529から11111000 506(逆変
換によって終了を示す特定文字の7ビットASCIIコ
ードにもどる)が取り出される。
Hereinafter, similarly, the blocks 526 to 10100001 503 of the first bit plane (return to the 7-bit ASCII code of "-" by the inverse conversion)
Is extracted, and 00110011 504 (returned to the 7-bit ASCII code of 'A' by inverse conversion) is extracted from the second bit plane block 527, and the fifth bit plane block 528 to 110000 is extracted.
0 505 (7-bit ASCI of '7' by inverse conversion
The fifth bit plane block 529 is extracted, and 11111000 506 (returned to the 7-bit ASCII code of the specific character indicating the end by the inverse conversion) is extracted.

【0031】次に、以上のように構成された本発明に関
する情報埋め込み装置全体の動作について説明する。図
7は、情報埋込み装置全体の動作手順を示すフローチャ
ートである。まず、変換部106は、原透かし情報記憶
部104から原透かし情報の構成要素である署名コード
文字と終了フラグを1文字ずつ順番に読み出し、図4に
示す変換テーブルに従って、838485のグルー
プに属するいずれかのデータ、すなわち1の数が3個以
上5個以下の8ビットデータに変換し、埋め込み処理部
108に出力する(ステップS700)。
Next, the operation of the entire information embedding device according to the present invention configured as described above will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the operation procedure of the entire information embedding device. First, the conversion unit 106 reads from the original watermark information storage section 104 and a signature code text which is a component of the original watermark information end flag one by one character, according to the conversion table shown in FIG. 4, 8 C 3, 8 C 4, 8 C either data belonging to a group of 5, i.e., converts the number of 1 is 3 or more 5 or the following 8-bit data, and outputs the embedding processing unit 108 (step S700).

【0032】次に、埋め込み可能ブロック特定部107
は、原画像の読み出すブロックの番号が所定値を超えて
いないかを調べる。本実施の形態では、1ビットプレー
ンから順番に5ビットプレーンまで埋め込むのでブロッ
ク番号は、32,768(ブロック/ビットプレーン)
×5(ビットプレーン)=163,840ブロックまで
埋め込むものとする(ステップS701)。
Next, the embeddable block specifying unit 107
Checks whether the number of the block from which the original image is to be read exceeds a predetermined value. In the present embodiment, since a 5-bit plane is embedded in order from a 1-bit plane, the block number is 32,768 (block / bit plane).
It is assumed that up to × 5 (bit plane) = 163,840 blocks are embedded (step S701).

【0033】埋め込み可能ブロック特定部107は、原
画像の読み出すブロック番号が所定値を超えていない場
合には、ブロック読み出し部104にブロック読み出し
を指示し、ブロック読み出し部104は、原画像記憶部
103から原画像の次のブロックを読み出す(ステップ
S702)。次に、埋め込み可能ブロック特定部107
は、読み出したブロックに含まれている1の個数を数
え、1の個数が3個以上5個以下であるかどうかを調べ
る(ステップS703) ブロックに含まれている1の個数が3個以上5個以下の
場合には、原画像のそのブロックに透かし情報の構成要
素が埋め込まれる。すなわち、埋め込み処理部108
は、ステップS700で変換された透かし情報の構成要
素(8ビットデータ)を埋め込み後画像のブロックとし
て埋め込み後画像記憶部109に記録する。(ステップ
S704)。
When the block number from which the original image is to be read does not exceed the predetermined value, the embeddable block specifying unit 107 instructs the block reading unit 104 to read the block. Next, the next block of the original image is read out (step S702). Next, the embeddable block specifying unit 107
Counts the number of 1s included in the read block and checks whether the number of 1s is 3 or more and 5 or less (step S703). The number of 1s included in the block is 3 or more and 5 or less. If the number is less than or equal to the number, the component of the watermark information is embedded in that block of the original image. That is, the embedding processing unit 108
Records the components (8-bit data) of the watermark information converted in step S700 in the embedded image storage unit 109 as embedded image blocks. (Step S704).

【0034】ブロックに含まれている1の個数が3個以
上5個以下でない場合には、原画像のそのブロックには
透かし情報は埋め込まれない。すなわち、読み出された
原画像のブロックはそのまま埋め込み後画像のブロック
として埋め込み後画像記憶部109に記憶される。埋め
込まれなかった透かし情報の構成要素は、上記のステッ
プS701からの処理を繰り返して、埋め込まれるブロ
ックが特定され、そのブロックに埋め込まれる(ステッ
プS705)。
If the number of 1s contained in a block is not more than 3 and not more than 5, no watermark information is embedded in that block of the original image. That is, the read original image blocks are stored in the post-embedded image storage unit 109 as they are as the post-embedded image blocks. For the components of the watermark information that have not been embedded, the process from step S701 described above is repeated, and the block to be embedded is specified and embedded in that block (step S705).

【0035】次に、変換部106は、すべての原透かし
情報の構成要素が読み込まれたかを調べる。読み込みが
完了していない場合には、次の原透かし情報の構成要素
(次の1文字)を埋め込むためにステップS700に戻
る(ステップS706)。すべての原透かし情報の構成
要素の読み込みが完了した場合には、その旨がブロック
読み出し部104に伝えられ、ブロック読み出し部10
4は、原画像記憶部103から次のブロック以降の原画
像のブロックをすべて読み出し、それをそのまま埋め込
み後画像の残りのブロックとして、埋め込み後画像記憶
部109に記憶する(ステップS707)。
Next, the converter 106 checks whether all the components of the original watermark information have been read. If the reading has not been completed, the process returns to step S700 to embed the component (next one character) of the next original watermark information (step S706). When reading of all the components of the original watermark information is completed, the fact is notified to the block reading unit 104, and the block reading unit 10
4 reads out all blocks of the original image after the next block from the original image storage unit 103, and stores them in the embedded image storage unit 109 as they are as the remaining blocks of the embedded image (step S707).

【0036】このようにして作成された埋め込み後画像
は適当な時に送信部110からインターネット102で
接続されている端末に送信される。次に、本発明に係わ
る埋め込み情報復元装置全体の動作について説明する。
図8は、埋め込み情報復元装置全体の動作手順を示すフ
ローチャートである。埋め込みブロック特定部113
は、埋め込み後画像の読み出すブロックの番号が所定値
を超えていないかを調べる(ステップS800)。本実
施の形態では、埋め込み情報復元装置101は、1ビッ
トプレーンから5ビットプレーンまでに埋め込まれてい
ることをあらかじめ知っているので、その所定値は5ビ
ットプレーンまでのブロック数163,840である。
The post-embedded image created in this way is transmitted from the transmitting unit 110 to a terminal connected via the Internet 102 at an appropriate time. Next, the operation of the entire embedded information restoring device according to the present invention will be described.
FIG. 8 is a flowchart showing an operation procedure of the entire embedded information restoring device. Embedded block specifying unit 113
Checks whether the number of the block from which the embedded image is read does not exceed a predetermined value (step S800). In the present embodiment, since the embedded information restoring device 101 knows in advance that the embedded data is embedded in the range from the 1-bit plane to the 5-bit plane, the predetermined value is the number of blocks 163 and 840 up to the 5-bit plane. .

【0037】埋め込み後画像の読み出すブロック番号が
所定値を超えていない場合には、埋め込みブロック特定
部113は、ブロック読み出し部114にブロック読み
出しを指示し、ブロック読み出し部114は、インター
ネット102より受信部111で受信して埋め込み後画
像記憶部112に格納されている埋め込み後画像をブロ
ック単位で読み出す(ステップS801)。
If the block number from which the embedded image is read does not exceed the predetermined value, the embedded block specifying unit 113 instructs the block reading unit 114 to read the block, and the block reading unit 114 The embedded image received in step 111 and stored in the embedded image storage unit 112 is read out in block units (step S801).

【0038】次に、埋め込みブロック特定部113は、
読み出したブロックに含まれる1の個数を数え、1の個
数が3個以上5個以下であるかを調べる。ブロックに含
まれる1の個数が3個以上5個以下でない場合には、次
のブロックを調べるためにステップS800に戻る(ス
テップS802)。ブロックに含まれる1の個数が3個
以上5個以下である場合には、取り出し処理部115は
そのブロックを透かし情報の構成要素である8ビットデ
ータとして取り出して逆変換部116に送る(ステップ
S803)。
Next, the embedded block specifying unit 113
The number of 1s included in the read block is counted, and it is checked whether the number of 1s is 3 or more and 5 or less. If the number of 1s included in the block is not 3 or more and 5 or less, the process returns to step S800 to check the next block (step S802). If the number of 1s included in the block is 3 or more and 5 or less, the extraction processing unit 115 extracts the block as 8-bit data, which is a component of the watermark information, and sends it to the inverse conversion unit 116 (step S803). ).

【0039】逆変換部116は、その8ビットデータを
変換テーブルに従って、原透かし情報の構成要素(署名
コード文字、あるいは終了フラグ)にもどし、原透かし
情報記憶部117に記憶する。(ステップS804)。
終了判定部118は、原透かし情報の構成要素が終了フ
ラグに相当するかを調べ、終了フラグの場合には、透か
し情報の復元を終了するように埋め込むブロック特定部
113に指示する。終了フラグでない場合には、次の文
字を復元するために、ステップS800にもどる(ステ
ップS805)。
The inverse conversion unit 116 returns the 8-bit data to the components (signature code character or end flag) of the original watermark information according to the conversion table, and stores it in the original watermark information storage unit 117. (Step S804).
The end determination unit 118 checks whether the component of the original watermark information corresponds to the end flag, and in the case of the end flag, instructs the embedding block specifying unit 113 to end the restoration of the watermark information. If not, the process returns to step S800 to restore the next character (step S805).

【0040】以上のように、情報埋め込み装置は、ブロ
ックに含まれる1の個数が3個以上5個以下という条件
を満たすブロックに、原透かし情報の構成要素を前記条
件を満たす形式に変換して埋め込むので、埋め込み情報
復元装置は、ブロックに含まれる1の個数が3個以上5
個以下という条件を満たすかどうかを画像データのみか
ら判断するだけで、透かし情報の埋め込み位置が特定で
きる。すなわち、本情報埋め込み装置及び埋め込み情報
復元装置は、画像データ中に多量に存在する目立たない
部分に、埋め込んだ位置を別途記録することなく、簡易
な埋め込み規則で、多量の透かし情報を埋め込むことを
可能にしたもので、画像ごとの透かし情報の埋め込み位
置を記録したマップファイルを不要にしたものである。
As described above, the information embedding apparatus converts the components of the original watermark information into a block satisfying the condition that the number of 1s included in the block is 3 or more and 5 or less, and converts the component into a format that satisfies the above condition. Since the embedding is performed, the embedding information restoring device determines that the number of 1s included in the block is 3 or more
The embedding position of the watermark information can be specified only by judging from the image data only whether or not the condition of not more than the number is satisfied. That is, the information embedding device and the embedded information restoring device can embed a large amount of watermark information with a simple embedding rule without separately recording the embedding position in an inconspicuous portion existing in a large amount in image data. This is made possible by eliminating the need for a map file that records the watermark information embedding position for each image.

【0041】なお、本実施の形態では、1ビットプレー
ンから5ビットプレーンまで透かし情報を埋め込むこと
ができるとしたが、画質が損われても、より簡易な埋め
込み方法にするならば、すべてのビットプレーンに埋め
込めるとしてもよい。また、本実施の形態では、画像の
大きさが水平512画素×垂直512画素、ビットプレ
ーン数が8、ブロックの大きさが水平4画素×垂直2画
素であって、CRTで表示される画像に透かし情報を埋
め込んだが、これと異なる画像に対しても、どのビット
プレーンのどういう条件を満たすブロックに埋め込むか
(パラメータ設定)については本実施の形態と異なる
が、本実施の形態と同様の処理方法が適用できる。この
際、ブロックに含まれる1の個数の頻度分布よりどのビ
ットプレーンのどのブロックに埋め込むのかを決定して
もよい。例えば、どのビットプレーンまで埋め込むか
は、1の個数の頻度分布における、すべてが1のブロッ
クと0のブロックの頻度の平均A(両端の平均)とそれ
以外のブロックの頻度の平均Bより、(B−A)が負な
らそのビットプレーンには埋め込み、(B−A)が正な
らそのビットプレーンには埋め込まないとしてもよい。
In this embodiment, the watermark information can be embedded from the 1-bit plane to the 5-bit plane. However, even if the image quality is impaired, if the embedding method is simplified, all the bits can be embedded. It may be embedded in a plane. In this embodiment, the image size is 512 horizontal pixels × 512 vertical pixels, the number of bit planes is 8, and the block size is 4 horizontal pixels × 2 vertical pixels. Although the watermark information is embedded, even for an image different from the watermark information, what bit plane and what condition are to be embedded in a block that satisfies the condition (parameter setting) is different from the present embodiment, but the same processing method as in the present embodiment is used. Can be applied. At this time, it may be determined which block of which bit plane is to be embedded from the frequency distribution of the number of 1s included in the block. For example, which bit plane is to be embedded is calculated from the average A (average of both ends) of the frequency of all 1 and 0 blocks and the average B of the frequency of the other blocks in the frequency distribution of 1 ( If (BA) is negative, the bit plane may be embedded, and if (BA) is positive, the bit plane may not be embedded.

【0042】また、本実施の形態では、各ビットプレー
ン毎一律に「ブロック内の1が3個以上5個以下」の条
件を満たすブロックに透かし情報の構成要素の埋め込み
を行ったが、埋め込む情報量と埋め込み後の画質を考慮
して最適な埋め込みを行ないたい場合には、各ビットプ
レーン毎に埋め込むブロックの条件を設定してもよい。
例えば、1〜3ビットプレーンにはすべてのブロック
に、4、5ビットプレーンには1の個数が3〜5個の条
件を満たすブロックにのみ透かし情報を埋め込むものと
してもよい。
Further, in this embodiment, the components of the watermark information are embedded in the blocks satisfying the condition of “3 to 5 in the block” uniformly for each bit plane. If it is desired to perform optimal embedding in consideration of the amount and the image quality after embedding, the conditions of the block to be embedded may be set for each bit plane.
For example, the watermark information may be embedded in all the blocks in the 1 to 3 bit planes, and only in the blocks in which the number of 1s satisfies the condition of 3 to 5 in the 4 and 5 bit planes.

【0043】また、どのブロックに埋め込むかは、ブロ
ックに含まれる1の個数の頻度分布より決定してもよ
い。N画素からなるブロックに含まれる1の個数nの分
布がN nの分布に一定の範囲で近似している場合にはす
べてのブロックに埋め込み、N nからずれる場合には、
頻度分布において高い頻度となる1の個数が中間の範囲
にあるブロックにのみ埋め込むことにしてもよい。
The block to be embedded is determined by the block.
May be determined from the frequency distribution of one number included in the
No. The number n of 1s contained in the block consisting of N pixels
Cloth isNC nIf the distribution approximates to a certain extent,
Embedded in every block,NC nIf it deviates,
In the frequency distribution, the number of 1s with high frequency is in the middle range
May be embedded only in the block located at.

【0044】また、本発明は、専用の装置だけでなく、
汎用のコンピュータで実行することができるので、本発
明の処理手順をプログラムとして媒体に記録し配布する
ことも可能である。 (考察)ここでは、上記実施の形態において、埋め込む
可能なビットプレーンを第1〜5ビットプレーンとし、
その中の埋め込み可能なブロックを1の個数が3〜5個
とした根拠について説明する。
The present invention is not limited to a dedicated device.
Since the program can be executed by a general-purpose computer, the processing procedure of the present invention can be recorded on a medium as a program and distributed. (Consideration) Here, in the above embodiment, the bit planes that can be embedded are the first to fifth bit planes,
The grounds for setting the number of embeddable blocks to 1 to 3 to 5 will be described.

【0045】図9は、自然画のフラット領域でのビット
プレーンごとにブロックの1を含む個数別の頻度を示す
図である。図10は、自然画のエッジ領域でのビットプ
レーンごとにブロックの1を含む個数別の頻度を示す図
である。これらの図は、ある自然画(8ビットの濃淡画
像)の各ビットプレーンの中を水平4画素×垂直2画素
の計8ビットのブロックに分けて、8ビット中で1がN
個含んでいる場合を(8ConbiN)で表わしている。
FIG. 9 is a diagram showing the frequency of each block including 1 for each bit plane in the flat area of the natural image. FIG. 10 is a diagram illustrating the frequency according to the number of blocks including 1 for each bit plane in the edge region of the natural image. In these figures, each bit plane of a certain natural image (8-bit grayscale image) is divided into a total of 8-bit blocks of 4 horizontal pixels × 2 vertical pixels, and 1 is N in 8 bits.
The case where the number is included is represented by (8 ConbiN).

【0046】画像のフラット領域とエッジ領域を以下の
基準で分類した。画像の濃淡値の水平方向での変化が1
0%を超えるか、垂直方向での変化が10%を超えると
きに、その画素をエッジ画素とする。各プレーンのブロ
ックは、その領域内にエッジ画素が2個以上含まれる場
合にエッジブロックとし、それ以外をフラットブロック
とした。フラットブロックの集まりをフラット領域、エ
ッジブロックの集まりをエッジ領域とした。こららの図
より透かし情報の適切な埋め込む位置を以下のようにし
て検討した。 (1) 1〜3ビットプレーンについて フラット部とエッジ部のどちらにおいても、これらのビ
ットプレーンでの分布は、8n(nが1を含む個数)の
確率分布に従っているといえる。すなわち、これらのビ
ットプレーンのビット値は量子化に伴う雑音成分とみな
すことができる。また、これらのビットプレーンのビッ
ト値を変えても画像の濃淡値の変化は小さく(1、2、
または4)、視覚上区別されない。
The flat area and the edge area of the image were classified according to the following criteria. The change in the gray level of the image in the horizontal direction is 1
When the value exceeds 0% or the change in the vertical direction exceeds 10%, the pixel is regarded as an edge pixel. The block of each plane is an edge block when two or more edge pixels are included in the area, and the other blocks are flat blocks. A collection of flat blocks was defined as a flat area, and a collection of edge blocks was defined as an edge area. From these figures, the appropriate embedding position of the watermark information was examined as follows. (1) In both the flat portion and the edge portion about 1-3 bit plane, the distribution of these bit planes can be regarded as (the n number including 1) 8 C n follows a probability distribution. That is, the bit values of these bit planes can be regarded as noise components accompanying the quantization. Further, even if the bit values of these bit planes are changed, the change in the gray level of the image is small (1, 2,.
Or 4), visually indistinguishable.

【0047】従って、これらのビットプレーンは、透か
し情報の埋め込み場所に適しているといえる。また、ブ
ロックの1の個数によらず、どのブロックにも透かし情
報を埋め込むことができるので、埋め込める情報量が多
量であるという特徴がある。また、より上位ビットプレ
ーンでの埋め込み規則と合わせるために、埋め込むブロ
ックを1の個数が中間のブロック(3〜5個)に限った
としても、8n(n=3〜5)の組合わせの数は182
個と多いため、埋め込める情報量は尚、維持できるとい
える。 (2) 4ビットプレーンについて エッジ部では、1〜3ビットプレーンと同様に、8
n(nが1を含む個数)の確率分布に従っていることか
ら、すべてのブロックに透かし情報を埋め込むことがで
きる。
Therefore, it can be said that these bit planes are suitable for embedding the watermark information. Also, since the watermark information can be embedded in any block regardless of the number of one block, the amount of information that can be embedded is large. Also, in order to match the embedding rule in a higher-order bit plane, even if the number of blocks to be embedded is limited to an intermediate block (3 to 5), the combination of 8 C n (n = 3 to 5) 182
It can be said that the amount of information that can be embedded can still be maintained because there are many pieces. (2) About 4-bit plane In the edge part, like the 1-3 bit plane, 8 C
Since it follows the probability distribution of n (the number of n including 1), the watermark information can be embedded in all the blocks.

【0048】フラット部では、8n分布から少しずれ、
画像の特長成分が少しずつ現われてきているといえる。
この場合には、すべてが1あるいは0のブロック、ある
いはこれに近いブロックは埋め込みには適切でない。一
方、1の個数が中間の領域(3〜5個)は雑音成分とみ
なされ、1の個数が3〜5のブロックに透かし情報を埋
め込むことが妥当といえる。
[0048] In the flat part, a little deviation from the 8 C n distribution,
It can be said that the characteristic components of the image are gradually appearing.
In this case, blocks of all 1's or 0's, or blocks close to this, are not suitable for embedding. On the other hand, an area where the number of 1s is intermediate (3 to 5) is regarded as a noise component, and it can be said that it is appropriate to embed watermark information in a block with the number of 1s being 3 to 5.

【0049】以上より、このビットプレーンには1の個
数が3〜5個のブロックにのみ透かし情報を埋め込むこ
とが適切と考える。 (3) 5ビットプレーンについて このビットプレーンでは、8n(nが1を含む個数)の
確率分布からずれて、もはや雑音とはみなされない。
From the above, it is considered appropriate to embed watermark information only in blocks having 3 to 5 1s in this bit plane. (3) About the 5-bit plane In this bit plane, the probability distribution deviates from the probability distribution of 8 C n (the number including n is 1) and is no longer regarded as noise.

【0050】エッジ部では、濃淡の変化が激しいところ
で、そのような場所では、1の個数が3〜5個の入り組
んだ複雑ブロックを、同じ3〜5個の条件を満たす複雑
ブロックに置き換えても視覚的に目立たない。従って、
1の個数が3〜5個のブロックへ1の個数が3〜5個の
条件を満たす透かし情報を埋め込みことが適切である。
In the edge part, where the shading changes sharply, in such a place, a complicated block having 3 to 5 1s is replaced with a complex block satisfying the same 3 to 5 conditions. Not visually noticeable. Therefore,
It is appropriate to embed watermark information that satisfies the condition that the number of 1s is 3 to 5 in a block where the number of 1s is 3 to 5.

【0051】一方、フラット部では、すべてが1あるい
は0のブロックの比率が高く、画像の隣接画素間の相
関、つまり画像の重要な特徴成分を示しているといえ
る。また、フラット部では、濃淡の変化が目立ちやすく
エッジ部に比べて埋め込みには適していないといえる。
しかし、1の個数が中間のブロックの比率は高くないこ
とからから、中間のブロックに透かし情報を埋め込むと
しても、置き換わるブロックが少なく目立ちにくいとい
える。
On the other hand, in the flat portion, the ratio of all 1 or 0 blocks is high, and it can be said that it indicates the correlation between adjacent pixels of the image, that is, an important feature component of the image. Further, it can be said that the change in density is more conspicuous in the flat portion and is not suitable for embedding as compared with the edge portion.
However, since the ratio of 1s is not high in the ratio of the intermediate blocks, it can be said that even if the watermark information is embedded in the intermediate blocks, the number of blocks to be replaced is small and it is not conspicuous.

【0052】以上より、1の個数が3〜5個のブロック
に、1の個数が3〜5個の透かし情報を埋め込むことが
有効であると考える。 (4)6〜8ビットプレーンについて これらのビットプレーンでの分布は、1の個数が0個と
8個の頻度が高い。つまりブロックはすべて0か、1か
どちらかになる。これは、これらのビットプレーンで、
画像の隣接画素間の相関が強く現れていることを示して
いる。すなわち、これらのビットプレーンのビット値は
画像中の特長を示す重要な成分といえる。また、これら
のビットプレーンのビット値を変えると画像の濃淡値の
変化は大きく(32、64、128)、視覚上明らかに
目立つ。従って、これらのビットプレーンへの透かし情
報の埋め込みは適切でない。しかし、下位ビットプレー
ンとの埋め込み規則と合わせるため、あえてこれらのビ
ットプレーンへ透かし情報を埋め込むとすると、1の個
数が中間のブロック(3〜5個)は、それらのブロック
の個数が少なく置き換わるブロック数が少ないことか
ら、目立ちにくいといえる。
From the above, it is considered effective to embed 3 to 5 pieces of watermark information in 1 to 3 to 5 blocks. (4) 6 to 8 Bit Planes In the distribution in these bit planes, the number of 1s is 0 and the frequency of 8 is high. That is, all blocks are either 0 or 1. This is these bit planes,
This indicates that the correlation between adjacent pixels of the image is strong. That is, it can be said that the bit values of these bit planes are important components indicating the features in the image. Further, when the bit values of these bit planes are changed, the change in the gray level of the image is large (32, 64, 128), and is visually noticeable. Therefore, embedding watermark information in these bit planes is not appropriate. However, if the watermark information is intentionally embedded in these bit planes in order to match the embedding rules with the lower bit planes, the blocks in which the number of 1s is intermediate (3 to 5) are the blocks in which the number of those blocks is small and replaced. Because of the small number, it can be said that it is not noticeable.

【0053】以上の検討より以下の埋め込み規則が有効
と考える。 (1) 1ビットプレーンから5ビットプレーンまで、
下位ビットプレーンから順番に、1の個数が3〜5個の
条件を満たすブロックに、1の個数が3〜5個の透かし
情報を埋め込む。これによって、簡易かつ、画質を維持
した埋め込みが可能である。 (2) 1ビットプレーンから8ビットプレーンまで透
かし情報を埋め込む。他の条件は(1)と同一である。
処理は簡易だが、高ビットプレーンに埋め込むことから
画質が落ちる場合もある。 (3) 1ビットプレーンから5ビットプレーンまで、
下位ビットプレーンから順番に透かし情報を埋め込む。
埋め込むブロックはビットプレーンごとに可変とする。
例えば、1〜3ビットプレーンではすべてのブロック
に、4、5ビットプレーンには1の個数が3〜5個の条
件を満たすブロックにのみ透かし情報を埋め込むものと
する。(1)に比べて、処理が複雑になるが、より多く
の情報を埋め込むことができる。
From the above examination, it is considered that the following embedding rules are effective. (1) From 1 bit plane to 5 bit plane,
In order from the lower bit plane, 3 to 5 pieces of watermark information of 1 are embedded in blocks satisfying the condition of 3 to 5 1s. As a result, it is possible to embed easily and maintain the image quality. (2) Embed watermark information from 1-bit plane to 8-bit plane. Other conditions are the same as (1).
Although the process is simple, embedding in a high bit plane may result in lower image quality. (3) From 1 bit plane to 5 bit plane,
The watermark information is embedded in order from the lower bit plane.
The block to be embedded is variable for each bit plane.
For example, it is assumed that the watermark information is embedded in all the blocks in the 1 to 3 bit plane, and only in the block in which the number of 1 satisfies the condition of 3 to 5 in the 4 and 5 bit plane. Processing becomes more complicated than in (1), but more information can be embedded.

【0054】上記(1)の方法を用いて、2種類の自然
画像に1の個数が3〜5個のランダムな数を埋め込む実
験をした。その結果、自然画像は埋め込み前後で見た目
には違いがなく、本方法の有効性が証明された。
(2)、(3)についてもそれぞれの長所を反映した結
果が得られるものと考えられる。上記の考察は、画像の
大きさが水平512画素×垂直512画素、ビットプレ
ーン数が8、ブロックの大きさが水平4画素×垂直2画
素であって、CRTで表示される画像に透かし情報を埋
め込む際のものだが、これと異なる画像に対しても上記
と同様の考察が可能である。
Using the above method (1), an experiment was conducted in which three to five random numbers were embedded in two types of natural images. As a result, the natural image did not look different before and after embedding, and the effectiveness of the method was proved.
It is considered that the results of (2) and (3) reflect the respective advantages. The above consideration is based on the assumption that the image size is 512 horizontal pixels × 512 vertical pixels, the number of bit planes is 8, the block size is 4 horizontal pixels × 2 vertical pixels, and watermark information is added to the image displayed on the CRT. Although embedding is performed, similar considerations can be made for an image different from this.

【0055】この際、図9、図10のようなブロックに
含まれる1の個数についての頻度分布よりどのビットプ
レーンのどのブロックに埋め込むかを検討することが必
要である。また、以下の規則を適用するのも有効である
と考える。例えば、どのビットプレーンまで埋め込むか
は、すべてが1のブロックと0のブロックの個数の平均
A(両端の平均)とそれ以外のブロックの個数の平均B
より決めることができる。具体的には、図9、図10の
1〜5ビットプレーンのように(B−A)が負なら埋め
込み可能なビットプレーンとし、6ビットプレーン〜8
ビットプレーンのように、(B−A)が正なら埋め込ま
ないビットプレーンとしてもよい。
At this time, it is necessary to consider which bit plane is to be embedded in which block from the frequency distribution of the number of 1s included in the block as shown in FIGS. Also, it is effective to apply the following rules. For example, to what bit plane to embed, the average A (the average of both ends) of the number of 1 and 0 blocks and the average B of the number of other blocks are all determined.
You can decide more. More specifically, if (B−A) is negative as in the 1 to 5 bit planes of FIGS.
If (BA) is positive, the bit plane may not be embedded like a bit plane.

【0056】また、どのブロックに埋め込むかは、Nn
の分布より決めることもできる。具体的には、図9、図
10の1〜3ビットプレーンのように1の個数の分布が
Nnに一定の範囲で近似している場合にはすべてのブロ
ックに埋め込み、Nnからずれる場合には1の個数が中
間のブロック(頻度分布で高い頻度を示すブロック)に
のみ埋め込むことにしてもよい。
[0056] Also, the embedded or to which the block, N C n
Can also be determined from the distribution of Specifically, the distribution of the number of 1s as shown in the 1 to 3 bit planes of FIGS.
N C if you are approximated by a certain range in the n-buried in all the blocks, the number of 1 when shifted from N C n be embedded only in the middle of the block (block showing high frequency in the frequency distribution) It may be.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、画像データに透かし情報を埋め込む情報埋込み装置
であって、透かし情報の構成要素がnビットで表現可能
な全データ数2n個のうちの特定条件を満たすm個(0
<m<2n)のいずれかを用いて表現されており、その
ような透かし情報を取得する透かし情報取得手段と、画
像データを表現する全ビットプレーンのうちの少なくと
も一のビットプレーン上のビットデータをnビットずつ
ブロック化するブロック化手段と、前記ブロックの中か
ら前記特定条件を満たしているブロックを埋め込み可能
ブロックとして特定する埋め込み可能ブロック特定手段
と、特定されたブロックを前記透かし情報取得手段が取
得した透かし情報の構成要素と置換するデータ埋め込み
手段とを備えたことを特徴とする。これによって、画像
中の特定条件を満たすブロックに透かし情報の構成要素
が埋め込まれることになるので、画像中の透かし情報が
埋め込まれている位置を位置情報として別途記録するこ
となく、画像データそのものだけで透かし情報の位置が
判定できるように透かし情報を埋め込むことのできる情
報埋め込み装置が実現される。
As is apparent from the above description, the present invention relates to an information embedding device for embedding watermark information in image data, wherein the component of the watermark information is 2 n data elements which can be represented by n bits. M (0
<M <2 n ), a watermark information acquisition unit that acquires such watermark information, and a bit on at least one bit plane of all bit planes that represent image data. Blocking means for dividing data into n-bit blocks; embeddable block specifying means for specifying, as an embeddable block, a block satisfying the specified condition from among the blocks; and watermark information obtaining means for specifying the specified block. And a data embedding unit that replaces the component of the acquired watermark information. As a result, the components of the watermark information are embedded in the blocks satisfying the specific conditions in the image. Therefore, the position where the watermark information is embedded in the image is not separately recorded as position information, and only the image data itself is recorded. Thus, an information embedding device capable of embedding the watermark information so that the position of the watermark information can be determined is realized.

【0058】ここで、前記特定条件は、前記nビット中
の1の個数が特定範囲にあることを特徴とすることもで
きる。これによって、画像中の1の個数が特定範囲にあ
るブロックにのみ透かし情報が埋め込まれ、画像データ
のブロックの1の個数が特定範囲にあるかという簡単な
条件を調べるだけで透かし情報の位置が判定できるよう
に透かし情報を埋め込むことのできる情報埋め込み装置
が実現される。
Here, the specific condition can be characterized in that the number of 1s in the n bits is within a specific range. As a result, the watermark information is embedded only in the blocks in which the number of 1s in the image is within the specific range, and the position of the watermark information can be determined by simply checking whether the number of 1s in the image data block is in the specific range. An information embedding device that can embed watermark information so that it can be determined is realized.

【0059】また、ここで、前記1の個数の特定範囲
は、前もって準備された画像データの各ビットプレーン
に属するブロックに含まれる1の個数についての頻度分
布を分析し、その分析結果から高い頻度となる1の個数
の範囲が選定されていることを特徴とすることもでき
る。これによって、埋め込み可能なブロック数を多く維
持でき、また、高い頻度を示すブロックは1の個数が中
間の範囲であり、この範囲では埋め込みによっても見た
目には目立たないので、多量の透かし情報を見た目の同
一性を維持して埋め込むことができる。
Here, the specific range of the number of 1 is obtained by analyzing the frequency distribution of the number of 1 included in the block belonging to each bit plane of the image data prepared in advance, and determining the high frequency from the analysis result. It can be characterized in that a range of 1 is selected. As a result, the number of blocks that can be embedded can be maintained large, and the number of blocks having a high frequency is in the middle range, and in this range, the embedding is inconspicuous even by embedding. Can be embedded while maintaining the same identity.

【0060】また、前記1の個数の特定範囲は、画像デ
ータのビットプレーンごとに個別に定められ、その数の
幅が下位ビットプレーンから上位ビットプレーンになる
にしたがって狭められていることを特徴とすることもで
きる。これによって、埋め込みが目立ちにくい低ビット
プレーンには埋め込むブロックの1を含む個数の範囲を
広げ、目立ちやすい高ビットプレーンには埋め込むブロ
ックの1を含む個数の範囲を狭くすることができるの
で、埋め込み前後の見た目の同一性を維持が可能なブロ
ックを有効に活用できる効果がある。
Further, the specific range of the number 1 is individually determined for each bit plane of the image data, and the width of the number is narrowed from the lower bit plane to the upper bit plane. You can also. As a result, the range of the number including the block 1 to be embedded can be expanded in the low bit plane in which the embedding is not conspicuous, and the range of the number including the block 1 can be narrowed in the high bit plane that is conspicuous. This has the effect of effectively utilizing blocks that can maintain the same visual appearance.

【0061】さらに、前記埋め込み可能ブロック特定手
段は、下位ビットプレーンから上位ビットプレーンに向
けて順番に前記埋め込み可能ブロックを特定し、前記デ
ータ埋め込み手段は、特定されたブロックを透かし情報
構成要素で置き換えていくことを特徴とすることもでき
る。これによって、ビット値が変化しても視覚的には目
立ちにくいブロックから透かし情報が埋め込まれるの
で、埋め込み前後で画像の見た目の同一性を高度に維持
することのできる情報埋め込み装置が実現される。
Further, the embeddable block specifying means specifies the embeddable blocks in order from the lower bit plane to the upper bit plane, and the data embedding means replaces the specified block with a watermark information component. It can also be characterized by going. As a result, watermark information is embedded from a block that is visually inconspicuous even when the bit value changes, so that an information embedding device that can maintain a high degree of visual identity between images before and after embedding is realized.

【0062】また、前記埋め込み可能ブロック特定手段
は、最上位のビットプレーンを含む所定個数の上位ビッ
トプレーンを除く下位に属するビットプレーンを対象と
して前記埋め込み可能ブロックの特定を行なうことを特
徴とすることもできる。これによって、ビット値が変化
すると違いが目立つブロックには透かし情報が埋め込ま
れないので、透かし情報の埋め込みによって、もとの画
像の見た目の同一性が損われるという障害を回避するこ
とができるという効果がある。
Further, the embeddable block specifying means specifies the embeddable block for bit planes belonging to the lower order excluding a predetermined number of upper bit planes including the most significant bit plane. Can also. As a result, the watermark information is not embedded in the block where the difference is conspicuous when the bit value changes, so that the embedding of the watermark information can avoid an obstacle that the apparent identity of the original image is lost. There is.

【0063】また、本発明は、画像データに埋め込まれ
た透かし情報を復元する埋め込み情報復元装置であっ
て、前記画像データを表現した全ビットプレーンの少な
くとも一のビットプレーン上のビットデータについてn
ビットずつ順次ブロック化するブロック化手段と、前記
ブロックの中から特定条件を満たすブロックを埋め込み
ブロックとして特定する埋め込みブロック特定手段と、
特定されたブロック内のnビットデータを透かし情報の
構成要素として取り出すデータ取り出し手段とを備えた
ことを特徴とする。これによって、透かし情報が画像中
の特定条件を満たすブロックに埋め込まれている画像デ
ータが与えられた場合、画像中の透かし情報が埋め込ま
れている位置を画像データそのものだけで特定して透か
し情報を取り出して復元できるので、透かし情報の埋め
込んだ位置情報がなくても透かし情報を復元できる埋め
込み情報復元装置が実現される。
According to the present invention, there is also provided an embedded information restoring apparatus for restoring watermark information embedded in image data, wherein at least one bit plane of all bit planes expressing the image data is n-bit data.
Blocking means for sequentially blocking each bit, embedded block specifying means for specifying a block satisfying a specific condition among the blocks as an embedded block,
Data extracting means for extracting n-bit data in the specified block as a component of the watermark information. With this, when image data in which watermark information is embedded in a block satisfying a specific condition in an image is given, the position where the watermark information is embedded in the image is specified only by the image data itself, and the watermark information is determined. Since the information can be extracted and restored, an embedded information restoring device that can restore the watermark information without the position information in which the watermark information is embedded is realized.

【0064】また、本発明は、画像データへの透かし情
報の埋め込みをコンピュータに実行させるプログラムを
記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっ
て、透かし情報の構成要素がnビットで表現可能な全デ
ータ数2n個のうちの特定条件を満たすm個(0<m<
n)のいずれかを用いて表現されており、そのような
透かし情報を取得するステップと、画像データを表現す
る全ビットプレーンのうちの少なくとも一のビットプレ
ーン上のビットデータをnビットずつブロック化するス
テップと、前記ブロックの中から前記特定条件を満たし
ているブロックを埋め込み可能ブロックとして特定する
ステップと、特定されたブロックを前記取得した透かし
情報の構成要素と置換するステップとをコンピュータに
実行させるプログラムを記録したことを特徴とする。こ
れによって、画像中の特定の条件を満たすブロックに透
かし情報が埋め込むことができるので、画像中の透かし
情報が埋め込まれている位置を画像データそのものだけ
で判定できるように透かし情報を埋め込むことのでき
る、汎用のコンピュータで実行可能なプログラムが実現
される。
The present invention also relates to a computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to embed watermark information in image data is recorded, wherein all components of the watermark information can be represented by n bits. number the 2 n satisfies a specific condition of m of (0 <m <
2 n ), obtaining such watermark information, and blocking n bits of bit data on at least one bit plane of all bit planes representing image data. Executing the steps of: converting a block satisfying the specified condition from the blocks as an embeddable block; and replacing the specified block with a component of the acquired watermark information. The program is characterized by recording a program to be executed. As a result, the watermark information can be embedded in a block satisfying a specific condition in the image, so that the watermark information can be embedded so that the position where the watermark information is embedded in the image can be determined only by the image data itself. Thus, a program executable by a general-purpose computer is realized.

【0065】また、本発明は、画像データに埋め込まれ
た透かし情報の復元をコンピュータに実行させるプログ
ラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体で
あって、前記画像データを表現した全ビットプレーンの
少なくとも一のビットプレーン上のビットデータについ
てnビットずつ順次ブロック化するステップと、前記ブ
ロックの中から特定条件を満たすブロックを埋め込みブ
ロックとして特定するステップと、特定されたブロック
内のnビットデータを透かし情報の構成要素として取り
出すステップとをコンピュータに実行させるプログラム
を記録したことを特徴とする。これによって、画像中の
透かし情報が埋め込まれている位置を画像データそのも
のだけで特定して透かし情報を取り出して復元できるの
で、任意の画像から透かし情報を埋め込んだ位置情報が
なくても透かし情報を取り出せることができる、汎用の
コンピュータで実行可能なプログラムを実現することが
できる。
According to the present invention, there is provided a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to restore watermark information embedded in image data, wherein at least one of all bit planes expressing the image data is stored. Step of sequentially dividing the bit data on the bit plane of n bits by n bits, identifying a block satisfying a specific condition from the blocks as an embedded block, and converting n bit data in the identified block into watermark information. Recording a program for causing a computer to execute the step of extracting as a component. This makes it possible to identify the position where the watermark information is embedded in the image only by the image data itself and extract and restore the watermark information. Therefore, even if there is no position information in which the watermark information is embedded from any image, the watermark information can be obtained. A program that can be extracted and can be executed by a general-purpose computer can be realized.

【0066】以上のように、本発明によって、透かし情
報を埋め込んだ画像の位置情報がなくても、透かし情報
の埋め込み、復元が可能となり、これによって、画像に
著作権情報などを埋め込んで流通配布し、画像から著作
権情報を復元するような著作権保護システムにおいて、
透かし情報を埋め込んだ画像の位置情報のやりとりとい
う面倒な手続きが不要となり、その実用的効果は極めて
大きい。
As described above, according to the present invention, watermark information can be embedded and restored even without the position information of the image in which the watermark information is embedded, whereby the copyright information and the like are embedded in the image for distribution and distribution. In a copyright protection system that restores copyright information from images,
The troublesome procedure of exchanging the position information of the image in which the watermark information is embedded becomes unnecessary, and its practical effect is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態1の情報埋め込み装置及び埋め込み
情報復元装置の構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a configuration of an information embedding device and an embedded information restoring device according to a first embodiment.

【図2】変換部106と逆変換部116で用いる、透か
し情報が整数値(0〜255)の場合の変換テーブル2
00を示す図である。
FIG. 2 is a conversion table 2 used by the conversion unit 106 and the inverse conversion unit 116 when the watermark information is an integer value (0 to 255).
FIG.

【図3】変換部106と逆変換部116で用いる、透か
し情報が7ビットASCIIで表される文字の場合の変
換テーブル200を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a conversion table 200 used by the conversion unit 106 and the inverse conversion unit 116 when watermark information is a character represented by 7-bit ASCII.

【図4】原画像のデータを8個のビットプレーンで表現
し、各ビットプレーンをブロックに分割した様子を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which data of an original image is represented by eight bit planes and each bit plane is divided into blocks.

【図5】図5(a)は透かし情報が原画像に埋め込まれ
る際のデータの関連を示し、図5(b)は埋め込み後画
像520を示す図である。
FIG. 5A shows the relationship between data when watermark information is embedded in an original image, and FIG. 5B shows an image 520 after embedding.

【図6】図6(a)は透かし情報が埋め込み後画像から
取り出される際のデータの関連を示し、図6(b)は取
り出された透かし情報500を示す図である。
FIG. 6A shows the relationship between data when watermark information is extracted from an image after embedding, and FIG. 6B shows extracted watermark information 500.

【図7】情報埋込み装置全体の動作手順を示すフローチ
ャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation procedure of the entire information embedding device.

【図8】埋め込み情報復元装置全体の動作手順を示すフ
ローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation procedure of the entire embedded information restoring apparatus.

【図9】自然画のフラット領域でのビットプレーンごと
にブロックの1を含む個数別の頻度を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing frequencies for each number of blocks including 1 for each bit plane in a flat region of a natural image.

【図10】自然画のエッジ領域でのビットプレーンごと
にブロックの1を含む個数別の頻度を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating frequencies according to the number of blocks including 1 for each bit plane in an edge region of a natural image.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 情報埋め込み装置 101 埋め込み情報復元装置 102 インターネット 103 原画像記憶部 104 ブロック読み出し部 105 透かし情報記憶部 106 変換部 107 埋め込み可能ブロック特定部 108 埋め込み処理部 109 埋め込み後画像記憶部 110 送信部 111 受信部 112 埋め込み後画像記憶部 113 埋め込みブロック特定部 114 ブロック読み出し部 115 取り出し処理部 116 逆変換部 117 透かし情報記憶部 118 終了判定部 REFERENCE SIGNS LIST 100 information embedding device 101 embedded information restoring device 102 internet 103 original image storage unit 104 block reading unit 105 watermark information storage unit 106 conversion unit 107 embeddable block specifying unit 108 embedding processing unit 109 embedded image storage unit 110 transmission unit 111 reception unit 112 Image storage unit after embedding 113 Embedding block specifying unit 114 Block reading unit 115 Extraction processing unit 116 Inverse conversion unit 117 Watermark information storage unit 118 End determination unit

フロントページの続き Fターム(参考) 5B057 AA20 CA16 CA18 CB16 CE08 CG07 DA17 DC19 5C076 AA16 AA40 BA07 CA10 5C077 LL14 MP05 MP08 NP05 PP23 PP27 PP58 PP68 PQ08 PQ12 PQ19 PQ22 PQ23 Continued on the front page F term (reference) 5B057 AA20 CA16 CA18 CB16 CE08 CG07 DA17 DC19 5C076 AA16 AA40 BA07 CA10 5C077 LL14 MP05 MP08 NP05 PP23 PP27 PP58 PP68 PQ08 PQ12 PQ19 PQ22 PQ23

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像データに透かし情報を埋め込む情報
埋込み装置であって、透かし情報の構成要素がnビット
で表現可能な全データ数2n個のうちの特定条件を満た
すm個(0<m<2n)のいずれかを用いて表現されて
おり、そのような透かし情報を取得する透かし情報取得
手段と、 画像データを表現する全ビットプレーンのうちの少なく
とも一のビットプレーン上のビットデータをnビットず
つブロック化するブロック化手段と、 前記ブロックの中から前記特定条件を満たしているブロ
ックを埋め込み可能ブロックとして特定する埋め込み可
能ブロック特定手段と、 特定されたブロックを前記透かし情報取得手段が取得し
た透かし情報の構成要素と置換するデータ埋め込み手段
とを備えたことを特徴とする情報埋め込み装置。
1. An information embedding device for embedding watermark information in image data, wherein m (0 <m) components of the watermark information satisfy a specific condition among a total of 2 n data items that can be represented by n bits. <2 n ), a watermark information acquiring unit that acquires such watermark information, and a bit data on at least one bit plane of all bit planes that represent image data. blocking means for blocking by n bits, embeddable block specifying means for specifying a block satisfying the specified condition as an embeddable block from among the blocks, and the watermark information obtaining means obtaining the specified block An information embedding apparatus comprising: a data embedding unit that replaces a component of the watermark information.
【請求項2】 前記特定条件は、前記nビット中の1の
個数が特定範囲にあることを特徴とする請求項1記載の
情報埋め込み装置。
2. The information embedding apparatus according to claim 1, wherein the specific condition is that the number of 1s in the n bits is within a specific range.
【請求項3】 前記1の個数の特定範囲は、前もって準
備された画像データの各ビットプレーンに属するブロッ
クに含まれる1の個数についての頻度分布を分析し、そ
の分析結果から高い頻度となる1の個数の範囲が選定さ
れていることを特徴とする請求項2記載の情報埋め込み
装置。
3. The specific range of the number of “1” is obtained by analyzing a frequency distribution of the number of “1” included in a block belonging to each bit plane of image data prepared in advance, and obtaining a high frequency from the analysis result. 3. The information embedding device according to claim 2, wherein a range of the number of the information embeddings is selected.
【請求項4】 前記1の個数の特定範囲は、画像データ
のビットプレーンごとに個別に定められ、その数の幅が
下位ビットプレーンから上位ビットプレーンになるにし
たがって狭められていることを特徴とする請求項2記載
の情報埋込み装置。
4. The method according to claim 1, wherein the specific range of the number of 1 is individually determined for each bit plane of the image data, and the width of the number is narrowed from a lower bit plane to an upper bit plane. The information embedding device according to claim 2, wherein
【請求項5】 前記埋め込み可能ブロック特定手段は、
下位ビットプレーンから上位ビットプレーンに向けて順
番に前記埋め込み可能ブロックを特定し、 前記データ埋め込み手段は、特定されたブロックを透か
し情報構成要素で置き換えていくことを特徴とする請求
項1又は2記載の情報埋め込み装置。
5. The embeddable block specifying means,
3. The embedding block is specified in order from a lower bit plane to an upper bit plane, and the data embedding unit replaces the specified block with a watermark information component. 4. Information embedding device.
【請求項6】 前記埋め込み可能ブロック特定手段は、
最上位のビットプレーンを含む所定個数の上位ビットプ
レーンを除く下位に属するビットプレーンを対象として
前記埋め込み可能ブロックの特定を行なうことを特徴と
する請求項1又は2記載の情報埋め込み装置。
6. The embeddable block specifying means,
3. The information embedding apparatus according to claim 1, wherein the embeddable block is specified for bit planes belonging to lower levels excluding a predetermined number of upper bit planes including the highest bit plane.
【請求項7】 画像データに埋め込まれた透かし情報を
復元する埋め込み情報復元装置であって、 前記画像データを表現した全ビットプレーンの少なくと
も一のビットプレーン上のビットデータについてnビッ
トずつ順次ブロック化するブロック化手段と、 前記ブロックの中から特定条件を満たすブロックを埋め
込みブロックとして特定する埋め込みブロック特定手段
と、 特定されたブロック内のnビットデータを透かし情報の
構成要素として取り出すデータ取り出し手段とを備えた
ことを特徴とする埋め込み情報復元装置。
7. An embedded information restoring device for restoring watermark information embedded in image data, wherein bit data on at least one bit plane of all bit planes expressing the image data is sequentially blocked by n bits. Block-forming means, embedded block specifying means for specifying a block satisfying a specific condition from the blocks as an embedded block, and data extracting means for extracting n-bit data in the identified block as a component of watermark information. An embedded information restoring device, comprising:
【請求項8】 画像データへの透かし情報の埋め込みを
コンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体であって、 透かし情報の構成要素がnビットで表現可能な全データ
数2n個のうちの特定条件を満たすm個(0<m<2n
のいずれかを用いて表現されており、そのような透かし
情報を取得するステップと、 画像データを表現する全ビットプレーンのうちの少なく
とも一のビットプレーン上のビットデータをnビットず
つブロック化するステップと、 前記ブロックの中から前記特定条件を満たしているブロ
ックを埋め込み可能ブロックとして特定するステップ
と、 特定されたブロックを前記取得した透かし情報の構成要
素と置換するステップとをコンピュータに実行させるプ
ログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒
体。
8. A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to embed watermark information in image data is recorded, wherein a total number of data elements in which watermark information can be represented by n bits is 2 n. M satisfying a specific condition (0 <m <2 n )
Obtaining such watermark information, and blocking n bits of bit data on at least one bit plane of all bit planes representing image data. A program that causes a computer to execute the steps of: identifying a block that satisfies the specific condition from the blocks as an embeddable block; and replacing the identified block with a component of the acquired watermark information. A computer-readable recording medium that has been recorded.
【請求項9】 画像データに埋め込まれた透かし情報の
復元をコンピュータに実行させるプログラムを記録した
コンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、 前記画像データを表現した全ビットプレーンの少なくと
も一のビットプレーン上のビットデータについてnビッ
トずつ順次ブロック化するステップと、 前記ブロックの中から特定条件を満たすブロックを埋め
込みブロックとして特定するステップと、 特定されたブロック内のnビットデータを透かし情報の
構成要素として取り出すステップとをコンピュータに実
行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
能な記録媒体。
9. A computer-readable recording medium on which a program for causing a computer to execute restoration of watermark information embedded in image data is recorded, wherein at least one bit plane of all bit planes expressing the image data is recorded. Sequentially blocking the bit data by n bits, identifying a block satisfying a specific condition from the blocks as an embedded block, and extracting n-bit data in the identified block as a component of watermark information And a computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute the steps.
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