JP2006254100A - Detecting method and device for water mark information - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子透かし情報の検出方法及び装置に係り、特に、画像の著作権保護、画像の改竄防止等のために画像に埋め込まれた電子透かし等の目視しにくい情報を外部からの要求によって出力する電子透かし情報の検出方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for detecting digital watermark information, and in particular, information that is difficult to see such as a digital watermark embedded in an image for the purpose of protecting the copyright of the image and preventing falsification of the image. The present invention relates to a detection method and apparatus for digital watermark information to be output.
アナログ画像と比較して、画像をデジタルデータとして扱うデジタル画像は、コンピュータ等によって画質劣化を伴わずに簡単にコピーすることができ、また、通信回線等を介して電送することができ、この場合にも画質劣化が生じないという特徴を有している。このような特徴のため、デジタル画像は、その画像が不正にコピーされた場合、著作権を持つ権利者等に与える損害が大きくなる。デジタル画像の不正コピーを防止する方法に関する従来技術として、電子透かしと呼ばれる技術があり、例えば、特許文献1等に記載された技術が知られている。
Compared to analog images, digital images that handle images as digital data can be easily copied without image quality degradation by a computer, etc., and can be sent via a communication line, etc. In addition, the image quality is not deteriorated. Due to such characteristics, a digital image has a great damage to a copyright owner when the image is illegally copied. As a conventional technique related to a method for preventing unauthorized copying of a digital image, there is a technique called digital watermark. For example, a technique described in
電子透かしには、大きく分類して、著作権情報、ユーザ情報等の透かし情報を目に見えない形で画像に埋め込む不可視型と、画像上に著作権を保有する会社のロゴ等の透かし画像を目に見える形で形成する可視型とがある。 There are two types of digital watermarks: a non-visible type that embeds watermark information such as copyright information and user information in an invisible image, and a watermark image such as a logo of a company that owns the copyright on the image. There is a visible type that forms in a visible form.
不可視型の電子透かしは、透かし情報が埋め込まれている画像を一見しただけでは、透かし情報が埋め込まれているということが認識できないが、画像を特定の方法に従って処理することにより、埋め込まれている透かし情報のデータ、例えば、著作権情報等を取り出すことが可能である。前述の特許文献1に記載されている従来技術による方法は、著作権情報等の透かしデータを画像全体にノイズのような形で埋め込み、これを統計処理することによって透しデータを取り出すというものである。
An invisible digital watermark cannot be recognized as having watermark information embedded at first glance, but is embedded by processing the image according to a specific method. Watermark information data such as copyright information can be extracted. The method according to the prior art described in
この方法は、統計処理によるものであるため、透かしを埋め込んだ画像データが何らかの原因で劣化したような場合、例えば、画像全体にノイズが乗ったような状態の場合、元々埋め込んでおいた透かしデータを完全な形で取り出すことができず、あるいは、取り出したデータが充分信頼性のあるデータであることを保証できないことがある。この場合、例えば、著作権情報を透かしデータとして埋め込んでいたにもかかわらず、著作権の充分な保護を行うことができないことになる。 Since this method is based on statistical processing, if the image data embedded with a watermark deteriorates for some reason, for example, if the entire image has noise, the watermark data that was originally embedded May not be extracted completely, or it may not be possible to guarantee that the extracted data is sufficiently reliable. In this case, for example, even though the copyright information is embedded as watermark data, sufficient protection of the copyright cannot be performed.
画像データの劣化の原因の1つとして、画像データに対する圧縮処理がある。現在広く用いられている動画像に対する圧縮方式の1つとして、MPEG(Moving Picture Experts Group)と呼ばれる方式が知られている。MPEGは、動画像の各フレームを複数の圧縮方法に従って効率よく圧縮することができるものである。ここで用いられる圧縮方法には、フレーム内符号化方式と、フレーム間符号化方式とがあり、さらに、フレーム間符号化方式には、直前フレームを予測フレームとする順方向予測符号化方式と、直前と直後とのフレームを予測フレームとする双方向予測符号化方式とがある。MPEGにおいて、フレーム内符号化方式による画像をIピクチャ、順方向予測符号化方式による画像をPピクチャ、双方向予測符号化方式による画像をBピクチャと呼んでいる。 One cause of image data degradation is compression processing on image data. A method called MPEG (Moving Picture Experts Group) is known as one of the compression methods for moving images widely used at present. MPEG is capable of efficiently compressing each frame of a moving image according to a plurality of compression methods. The compression methods used here include an intra-frame coding scheme and an inter-frame coding scheme. Further, the inter-frame coding scheme includes a forward predictive coding scheme in which the immediately preceding frame is a predicted frame, There is a bidirectional predictive encoding method in which the immediately preceding and immediately following frames are used as predicted frames. In MPEG, an image based on an intra-frame coding scheme is called an I picture, an image based on a forward predictive coding scheme is called a P picture, and an image based on a bidirectional predictive coding scheme is called a B picture.
さて、画像圧縮処理に起因する画像データの劣化によって埋め込まれている透かしデータを正しく取り出すことができないという問題を解決することのできる従来技術として、例えば、特許文献2等に記載されている技術が知られている。この特許文献2に記載の従来技術は、動画像のうち一部の静止画のみが取り出されて不正コピーされることを想定し、不正コピーされた画像がIピクチャ、すなわち、フレーム内符号化方式によるものであれば電子透かしの検出処理を容易に行うことができることに着目し、画像表示装置から静止画として出力できる画像をIピクチャだけに限定する機構を設けるというものである。すなわち、動画像を表示する画像表示装置を使用するユーザが動画像の一時停止操作をしても、Iピクチャのフレーム以外では一時停止することができないようにする制限機構を設けるというものであり、これにより、著作権保護を確実に行うことができるようにしたものである。
As a conventional technique that can solve the problem that the embedded watermark data cannot be correctly extracted due to the deterioration of the image data caused by the image compression process, for example, a technique described in
一方、電子透かし検出を行う際、画像に埋め込まれている透かしデータを正確に検出することができたか否かの確からしさを一般に検出確度と呼んでいるが、この検出確度を上げるために、一般に、埋め込むデータ量に対して、変化させる画素の数量や変化量を単純に増加させるという方法が用いられている。しかし、この方法は、埋め込むデータの増加に比例して、画質の低下が見込まれるという問題がある。 On the other hand, when performing digital watermark detection, the probability of whether or not the watermark data embedded in an image has been detected correctly is generally called detection accuracy. In order to increase this detection accuracy, in general, A method of simply increasing the number of pixels to be changed and the amount of change with respect to the amount of data to be embedded is used. However, this method has a problem that image quality is expected to decrease in proportion to an increase in data to be embedded.
以下に説明する本発明は、電子透かし埋め込み及び検出のアルゴリズムとして、特許文献3等に記載されて知られている技術を使用することを想定している。この特許文献3に記載のアルゴリズムは、電子透かし埋め込み時に、画像を複数の矩形ブロックに仮想的に分割し、それぞれの矩形ブロック内の同じ相対位置に輝度ノイズを埋め込み、電子透しの検出時に、このノイズを統計的に検出し、これを透かし情報として取り出すというものである。
In the present invention described below, it is assumed that a technique known and described in
前述のアルゴリズムは、平坦な輝度を持つ画像に埋め込んだ透かし情報は高い確度で検出することができるが、乱雑な輝度を持つ画像に埋め込んだ透かし情報は検出時の確度が低くなるという傾向にあるという特徴を有している。 The above algorithm can detect watermark information embedded in an image with flat luminance with high accuracy, but watermark information embedded in an image with random luminance tends to have low accuracy when detected. It has the characteristics.
一方、人間の視覚は、画像の平坦な部分のノイズは知覚し易く、乱雑な部分のノイズには鈍感であるという特性がある。これに加え、人間の視覚は、例えば、顔の輪郭のような、エッジ部分のノイズも知覚しやすく、また、動画として動きの激しい部分については、細かい部分を認識しないといった特性もある。実際に電子透かしを埋め込む際には、前述したような人間の視覚の特性を考慮して埋め込みを行うことによって、人間が知覚する画質の劣化を最小に抑えつつ、多くの透し情報を埋め込むことが可能になる。
現在よく使用されているMPEGビデオストリームにおけるPピクチャ画像の品質は、Iピクチャ画像の品質に比べてやや劣るものの大きくは変わらない。これに対して、Bピクチャ画像の品質は、他のピクチャ画像の品質に比べて大きく劣るものになっている。この理由は、Iピクチャ及びPピクチャが、フレーム間符号化方式による予測フレームとして参照される画像であるのに対して、Bピクチャが、単に表示するために使用されるだけで、予測フレームとして参照されないためである。予測フレームとして参照される画像の場合、その画像の品質が参照先の画像品質に直接影響するため、品質をなるべく高く保持する必要がある。このように、MPEGによって圧縮された動画像は、フレームによって画像の品質に差があることが普通である。 The quality of a P picture image in an MPEG video stream that is often used at present is slightly inferior to that of an I picture image, but does not change significantly. On the other hand, the quality of a B picture image is significantly inferior to the quality of other picture images. This is because the I picture and P picture are images that are referred to as prediction frames by the inter-frame coding scheme, whereas the B picture is used only for display and is referred to as a prediction frame. Because it is not done. In the case of an image that is referred to as a prediction frame, the quality of the image directly affects the image quality of the reference destination, and therefore it is necessary to keep the quality as high as possible. As described above, a moving image compressed by MPEG generally has a difference in image quality depending on a frame.
しかし、前述で説明した従来技術は、全てのフレームに対して同様の透かしデータの埋め込みを行い、また、全てのフレームにから透しデータの検出を行おうとしているため、電子透かし情報検出の効率が悪いという問題点を有している。例えば、Iピクチャとして圧縮される画像と、Bピクチャとして圧縮される画像とに対して、それぞれ同一の方法で透かしデータを埋め込んだ場合、動画像の内容によっては、Iピクチャからは正しく透かしデータを取り出すことができても、Bピクチャからは正しく取り出すことができない、あるいは、取り出した透かしデータの検出確度が低すぎるというようなことが起こり得る。このような場合は、Bピクチャから透かしデータを取り出すための計算量が結果的に無駄になる上、場合によっては取り出した透かしデータに誤った情報が乗ってしまう原因にもなる。誤った情報が乗ってしまう可能性がある場合、取り出した透しデータの情報が間違っているか否かについて、処理の後段で考慮する必要が生じてしまい、さらに計算量の増大に繋がってしまうことになる。 However, since the conventional technology described above embeds the same watermark data in all frames and attempts to detect the watermark data from all frames, the efficiency of digital watermark information detection Has the problem of being bad. For example, when watermark data is embedded in the same method for an image compressed as an I picture and an image compressed as a B picture, depending on the content of the moving image, the watermark data is correctly output from the I picture. Even if it can be extracted, it may not be correctly extracted from the B picture, or the detection accuracy of the extracted watermark data may be too low. In such a case, the calculation amount for extracting the watermark data from the B picture is wasted as a result, and in some cases, erroneous information is added to the extracted watermark data. If there is a possibility that wrong information will be carried, it will be necessary to consider later whether the information of the extracted watermark data is wrong, which will further increase the amount of calculation. become.
本発明の目的は、前述した従来技術の問題点を解決し、MPEG等のデータ圧縮を施した画像、ビデオストリームから効率よく確度の高い電子透し情報を検出することができる電子透かし情報の検出方法及び装置を提供することにある。 An object of the present invention is to detect digital watermark information that solves the above-described problems of the prior art and can efficiently detect highly accurate digital watermark information from an image or video stream subjected to data compression such as MPEG. It is to provide a method and apparatus.
本発明によれば前記目的は、電子透かし情報が埋め込まれ、圧縮符号化された画像データを復号して電子透かし情報を検出する電子透し情報検出方法において、入力されるストリームから量子化スケールが小さな値を持つピクチャを判定、選択し、選択したピクチャ内の特定位置のブロックを用いて電子透し情報を検出することにより、また、入力されるストリームのピクチャ毎に量子化スケールの平均値を算出し、算出した平均値の小さい量子化スケールを持つピクチャを判定、選択し、選択したピクチャを用いて電子透し情報を検出することにより達成される。 According to the present invention, in the electronic watermark information detection method for detecting digital watermark information by decoding compressed and encoded image data embedded with digital watermark information, the quantization scale is determined from an input stream. A picture having a small value is determined and selected, and electronic watermark information is detected using a block at a specific position in the selected picture. Also, an average value of a quantization scale is calculated for each picture of an input stream. This is achieved by calculating, determining and selecting a picture having a small quantization scale of the calculated average value, and detecting electronic watermark information using the selected picture.
また、前記目的は、前述において、選択したピクチャの複数を累積加算し、加算したピクチャ内の特定位置のブロックを用いて、また、加算したピクチャを用いて電子透し情報を検出することにより達成される。 In addition, the object is achieved by accumulating a plurality of selected pictures, using a block at a specific position in the added picture, and detecting electronic watermark information using the added picture. Is done.
また、前記目的は、電子透かし情報が埋め込まれ、圧縮符号化された画像データを復号して電子透かし情報を検出する電子透し情報検出装置において、入力されるストリームから量子化スケールが小さな値を持つピクチャを判定、選択する手段と、選択したピクチャ内の特定位置のブロックを用いて電子透し情報を検出する手段とを備えることにより、また、入力されるストリームのピクチャ毎に量子化スケールの平均値を算出する手段と、算出した平均値の小さい量子化スケールを持つピクチャを判定、選択する手段と、選択したピクチャを用いて電子透し情報を検出する手段とを備えることにより達成される。 Another object of the present invention is to provide a digital watermark information detecting device for detecting digital watermark information by decoding compressed and encoded image data in which digital watermark information is embedded. A quantization scale for each picture of the input stream by means for determining and selecting a picture possessed and means for detecting electronic watermark information using a block at a specific position in the selected picture. This is achieved by comprising means for calculating an average value, means for determining and selecting a picture having a quantization scale with a small calculated average value, and means for detecting electronic watermark information using the selected picture. .
本発明によれば、MPEG等のデータ圧縮方式により圧縮された動画像ストリームから、予め埋め込まれている電子透かし等の情報を検出する際に、検出のための計算量を低減することが可能となり、また、検出された電子透かしデータ等の検出確度を高めることが可能となり、さらに、同等程度の検出確度であれば画質を高めることが可能となるという効果を得ることができる。 According to the present invention, when detecting information such as a digital watermark embedded in advance from a moving image stream compressed by a data compression method such as MPEG, it is possible to reduce the amount of calculation for detection. In addition, it is possible to improve the detection accuracy of the detected digital watermark data and the like, and it is possible to obtain an effect that the image quality can be improved if the detection accuracy is comparable.
以下、本発明による電子透かし情報の検出方法及び装置の実施形態を図面により詳細に説明する。 Embodiments of a digital watermark information detection method and apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
本発明の実施形態を説明する前に、まず、本発明での基本的な考え方についてを説明する。すなわち、本発明は、量子化スケール(QS)に着目して、電子透かしを検出する画像の部分あるいはフレームを限定するものである。量子化スケール(QS)というパラメータは、MPEGによる圧縮のために量子化演算を行う際に、
量子化後のデータ=(離散コサイン変換係数×8)÷(量子化行列×2×QS)
という演算を行うが、この量子化スケールを調整することにより圧縮率を調整することを可能にするものである。
Before describing the embodiment of the present invention, first, the basic concept of the present invention will be described. That is, the present invention focuses on the quantization scale (QS) and limits the portion or frame of the image from which the digital watermark is detected. A parameter called quantization scale (QS) is used when performing a quantization operation for compression by MPEG.
Data after quantization = (discrete cosine transform coefficient × 8) ÷ (quantization matrix × 2 × QS)
However, the compression ratio can be adjusted by adjusting the quantization scale.
この量子化スケールは、マクロブロック(16ドット×16ドット)単位に指定することが可能であると定められており、例えば、画面上の複雑な模様の部分だけ圧縮率を低くするということも可能である。QSを小さくすれば、圧縮率が小さくなり、画像の劣化も少なくなる。このことは、電子透かしの検出には、QSの小さいところを使用して検出する方が、検出率を高くすることができることを意味している。また、画面間でも、QSにより圧縮率を調整することができ、QSの値が小さい画面は圧縮率が低く、劣化が少ないので、電子透かしの検出がしやすい。本発明は、このようなQSの特性を利用し、QSの小さい画像内の部分あるいはフレームを限定して、それらから電子透かしを検出することとしたものである。なお、以下に説明する本発明の実施形態は、入力される画像の全てに電子透しの情報が埋め込まれているとしている。 This quantization scale is determined to be able to be specified in units of macroblocks (16 dots × 16 dots). For example, it is possible to reduce the compression rate only for complex pattern portions on the screen. It is. If the QS is reduced, the compression rate is reduced and the deterioration of the image is reduced. This means that the detection rate can be increased by detecting a digital watermark using a small QS. In addition, the compression rate can be adjusted by QS even between screens, and a screen with a small QS value has a low compression rate and little deterioration, so that it is easy to detect a digital watermark. The present invention uses such QS characteristics to limit portions or frames in an image with a small QS and detect a digital watermark from them. In the embodiment of the present invention described below, electronic watermark information is embedded in all input images.
図1は本発明の第1の実施形態による電子透かし情報の検出装置の構成を示すブロック図である。図1において、1は量子化スケール大小判定部、2はMPEGデコード部、3はスイッチ、4は電子透かし抽出部、5は電子透かし情報の検出装置、6はMPEGストリーム入力装置、7、8は表示装置である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a digital watermark information detection apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a quantization scale size determination unit, 2 is an MPEG decoding unit, 3 is a switch, 4 is a digital watermark extraction unit, 5 is a digital watermark information detection device, 6 is an MPEG stream input device, and 7 and 8 are It is a display device.
本発明の第1の実施形態による電子透かし情報の検出装置5は、MPEGストリーム入力101が入力され、量子化スケールの大きさを判別して、電子透しを検出するか否かを示すQS大小判定信号を出力する量子化スケール大小判定部1と、MPEGストリーム入力101が入力され、入力されたMPEG信号をデコードするMPEGデコード部2と、量子化スケール大小判定部1が出力する電子透しを検出するか否か示すQS大小判定信号102により制御されるスイッチ3と、スイッチ3を経て入力される信号に含まれる電子透し抽出部4とにより構成される。
The digital watermark
そして、電子透かし情報の検出装置5には、記録媒体等に記録された、あるいは、無線または有線により配信された電子透かし情報が埋め込まれたMPEGストリームを出力して電子透かし情報の検出装置5に入力するMPEGストリーム入力装置6が接続されていると共に、抽出された電子透しデータをモニタするための表示装置7及びMPEGデコード部2によりデーコードされた画像を表示する画像出力装置としての表示装置8が接続されている。
The digital watermark
前述したように構成される本発明の第1の実施形態による電子透かし情報の検出装置5において、外部のMPEGストリーム入力装置6から入力されるMPEGストリーム入力101は、量子化スケール大小判定部1及びMPEGデコード手段2に供給される。量子化スケール大小判定部1は、入力されたストリーム中のQS値の大小を判定する。この判定は、単一のフレーム(1枚の画像)内における統計処理によって、特定の相対位置に特異なノイズが乗っているかどうかを統計情報として抽出することにより行われる。そして、量子化スケール大小判定部1は、QS値の大小の判定結果として、電子透かしを検出すべきか否かの情報であるQS大小判定信号102をスイッチ3に送る。
In the digital watermark
スイッチ3は、量子化スケール大小判定手段1からのQS大小判定信号102による指示を元に動作し、指示された画像データを選択して出力する。この指示は、QS値が小さいとき、画像データを電子透かし抽出手段4に送るための指示である。このため、スイッチ3は、量子化スケール大小判定部1がQSの値が小さく電子透かしを検出すべきとした信号102によりオンとされ、入力されたMPEGストリームをデコードして画像データとして出力するMPEGデコード手段2からの画像データを電子透かし抽出部4に転送する。電子透かし抽出部4は、入力されたピクチャをフレーム単位で処理し、当該フレームの特定の相対位置のブロック内に電子透かしが埋め込まれているか否か、埋め込まれているならばその値は何かを検出する。
The
電子透かし抽出部4により検出された透し情報は、表示装置7に出力されてモニタ等のために表示され、また、MPEGデコード部2によりデーコードされた画像データは、画像出力装置としての表示装置8に出力されて表示される。なお、ここでは、検出された透し情報とデコードされた画像とは、別々の表示装置に表示されるとしたが、本発明は、これらを1台の表示装置に同時に表示させるようにすることができる。この場合、透し情報は、表示される画像を邪魔しないような位置、例えば、画面の下部、上部、左側部、右側部に透し情報表示用の領域を設けて表示するようにすればよく、あるいは、これらの位置に表示される画像に重畳させて表示してもよい。
The watermark information detected by the digital
前記した本発明の第1の実施形態によれば、電子透しデータの検出の確度が高いと判断されるフレームだけが電子透かし抽出部4に入力されることになるので、電子透し抽出部4から出力される電子透しの情報として、確度の高い情報を得ることができる。
According to the first embodiment of the present invention described above, only the frame that is judged to have high detection accuracy of the digital watermark data is input to the digital
図2は本発明の第2の実施形態による電子透かし情報の検出装置の構成を示すブロック図である。図2において、9は量子化スケール平均値算出部であり、他の符号は図1の場合と同一である。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a digital watermark information detection apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, 9 is a quantization scale average value calculation unit, and other symbols are the same as those in FIG.
図2に示す本発明の第2の実施形態は、量子化スケール大小判定部1の前段に、入力されたMPEGストリーム101を受け取る量子化スケール平均値算出部9が備えられている点で、図1により説明した本発明の第1の実施形態と異なるだけで、その他の構成は、図1により説明した本発明の第1の実施形態と同一である。
The second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 is that a quantization scale average
量子化スケール平均値算出部9は、入力されたストリームの各フレームのQSの平均値を算出するものである。前述したように、QSは、ブロック単位で設定され、1フレームの中には多数のブロックがあるので、量子化スケール平均値算出部9は、これらの複数のブロックに設定されたQSの平均値を算出する。量子化スケール大小判定手段1は、前述で算出された平均値の大小を判定することにより、そのフレームが他のフレームと比べて、どの程度画質の劣化が少ないかを判定することができ、これによりスイッチ3を制御する。本発明の第2の実施形態におけるその他の機能部での動作は、図1により説明した本発明の第1の実施形態の場合と同一であるので、ここでの説明を省略するが、電子透し抽出部4は、フレーム全体から、あるいは、フレームの特定の相対位置のブロックから電子透し情報の抽出を行う。この本発明の第2の実施形態によっても、前述した本発明の第1の実施形態の場合と同様な効果を得ることができる。
The quantization scale average
次に、本発明の第3の実施形態について説明するが、第3の実施形態を説明する前に、標準的に用いられるMPEGストリームにおけるピクチャの並びについて説明する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. Prior to the description of the third embodiment, the arrangement of pictures in a standard MPEG stream will be described.
図3は標準的に用いられるMPEGストリームにおけるピクチャの並びの例を説明する図である。図3において、201はMPEGストリーム、202はMPEGストリーム中のGOP(Group of Pictures)、211はIピクチャ、212はPピクチャである。 FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the arrangement of pictures in a standardly used MPEG stream. In FIG. 3, 201 is an MPEG stream, 202 is a GOP (Group of Pictures) in the MPEG stream, 211 is an I picture, and 212 is a P picture.
図3に示す例では、標準的に用いられるMPEGストリームが15ピクチャ毎にGOPを構成するものとしており、この15ピクチャからなるGOPの中に、1つのIピクチャ、4つのPピクチャが含まれ、それらが3フレーム毎に現われるとされている。なお、1GOPを幾つのピクチャにより構成するか、Iピクチャ、Pピクチャを幾つのフレーム毎に有するようにするかは、任意に設定することができるものである。 In the example shown in FIG. 3, the MPEG stream used as a standard constitutes a GOP for every 15 pictures, and one I picture and four P pictures are included in the GOP composed of 15 pictures. They appear to appear every three frames. It should be noted that it is possible to arbitrarily set how many pictures a 1 GOP is composed of and how many frames each have an I picture and a P picture.
本発明の第3の実施形態は、前述したようなMPEGストリームにおけるピクチャの並びによる複数のフレームのうちQSの平均値が小さいピクチャを累積して記憶させ、電子透かし抽出手段に入力することにより、精度の高い電子透しの検出を行うことができるようにしたものである。 The third embodiment of the present invention accumulates and stores pictures having a small average QS value among a plurality of frames based on the arrangement of pictures in the MPEG stream as described above, and inputs the accumulated pictures to the digital watermark extracting means. This makes it possible to detect electronic watermark with high accuracy.
図4は本発明の第3の実施形態による電子透かし情報の検出装置の構成を示すブロック図である。図4において、11は累積加算処理部、12は累積情報記憶部であり、他の符号は図1の場合と同一である。 FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a digital watermark information detecting apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 4, 11 is a cumulative addition processing unit, 12 is a cumulative information storage unit, and the other symbols are the same as those in FIG.
図4に示す本発明の第3の実施形態において、量子化スケール大小判定部1、MPEGデコード部2での処理動作は前述で説明した本発明の第1の実施形態と同一である。なお、図4に示す例においても、前述した本発明の第2の実施形態の場合と同様に、量子化スケール大小判定部1の前段に、入力されたMPEGストリームを受け取る量子化スケール平均値算出部9が備えられてもよい。そして、本発明の第3の実施形態では、スイッチ3を経て転送された複数のフレームを加算する累積加算処理部11と、該累積加算処理部11からの累積情報をいったん蓄積して電子透し検出部4に渡す累積情報記憶部12とが設けられている。
In the third embodiment of the present invention shown in FIG. 4, the processing operations in the quantization scale
前述したような構成を有する本発明の第3の実施形態において、MPEGデコード手段2からは、図3に矢印で示す時間軸に従ってMPEGストリーム201の各フレームがデコードされた各ピクチャが画像データとして出力される。量子化スケール大小判定部1は、MPEGストリーム201の複数のフレームのうちQSの平均値が小さいピクチャを検出してスイッチ3を閉じ、それらのピクチャの複数が累積加算処理部11に入力される。
In the third embodiment of the present invention having the configuration as described above, each picture obtained by decoding each frame of the
累積加算処理部11は、予め設定したフレーム数のピクチャについて統計的な加算処理を行い、画像データ上の特定の相対位置に、特異なノイズが乗っているかどうかを統計情報として得るための処理を行う。加算処理をおこなった結果は、累積情報として累積情報記憶部12に一旦記憶され、その後順次、電子透かし抽出部4に送られる。
The cumulative addition processing unit 11 performs a statistical addition process on a picture having a preset number of frames, and performs a process for obtaining, as statistical information, whether or not a specific noise is on a specific relative position on the image data. Do. The result of the addition process is temporarily stored in the accumulated
前述した本発明の第1の実施形態は、単一のフレーム内における統計処理によって、特定の相対位置に特異なノイズが乗っているかどうかを統計情報として抽出するものであったが、本発明の第3の実施形態では、複数のフレーム、すなわち、より多くのサンプル画像に対して同様の統計処理を施し、特定の相対位置に特異なノイズが乗っているかどうかを統計情報として抽出している。これにより、本発明の第3の実施形態は、検出確度の高い電子透かしの検出を行うことができる。特に、この本発明の第3の実施形態は、MPEGストリームが静止画的な動画、すなわち、動画であっても例えば風景を固定して一定時間表示するような画像での電子透しを検出する場合に、極めて確度の高い透し情報を得ることができる。 In the first embodiment of the present invention described above, whether or not a specific noise is present at a specific relative position is extracted as statistical information by statistical processing within a single frame. In the third embodiment, similar statistical processing is performed on a plurality of frames, that is, a larger number of sample images, and whether or not noise specific to a specific relative position is present is extracted as statistical information. Thereby, the third embodiment of the present invention can detect a digital watermark with high detection accuracy. In particular, the third embodiment of the present invention detects electronic watermark in an image in which an MPEG stream is a still image, that is, an image that is displayed for a certain period of time, for example, even if the image is a moving image. In some cases, watermark information with extremely high accuracy can be obtained.
累積ピクチャ情報を生成する方法としては、ピクチャ毎の情報を別々に記憶しておいて必要に応じて加算処理を行う方法や、累積処理対象のピクチャが現れるたびに順次加算処理を行っておくといった方法をとることができる。また、累積されている統計情報と、現在の検出対象ピクチャからの統計情報とを、同一の重み付けで処理する必要はなく、例えば、現在の検出対象ピクチャからの情報を重要視するといった処理をしてもよい。 As a method of generating cumulative picture information, information for each picture is stored separately and addition processing is performed as necessary, or addition processing is sequentially performed every time a picture to be accumulated appears. Can take the way. Further, it is not necessary to process the accumulated statistical information and the statistical information from the current detection target picture with the same weighting, for example, processing that places importance on the information from the current detection target picture. May be.
前述において、量子化スケール大小判定部1の制御により累積加算処理部11に入力されるQSの平均値が小さいピクチャとしては、Iピクチャ及びPピクチャとなるが、BピクチャにもQSの平均値が小さいものがあり、このようなBピクチャをふくませることもできる。すなわち、累積加算処理部11に入力するピクチャを、Iピクチャだけとすることもでき、また、Iピクチャ及びPピクチャとすることもできる。さらに、Bピクチャの中のQSの平均値が小さいピクチャをIピクチャ及びPピクチャに加えて累積加算処理部11に入力するようにすることもできる。
In the above description, pictures having a small QS average value input to the cumulative addition processing unit 11 under the control of the quantization scale
前述した本発明の第3の実施形態によれば、MPEGストリームにおけるピクチャの並びによる複数のフレームのうちQSの平均値が小さいピクチャを累積して記憶させ、電子透かし抽出手段に入力することとしているので、より精度の高い電子透しの検出を行うことができる。 According to the third embodiment of the present invention described above, pictures having a small average QS value among a plurality of frames based on the arrangement of pictures in the MPEG stream are accumulated and stored and input to the digital watermark extracting means. Therefore, it is possible to detect the electronic watermark with higher accuracy.
1 量子化スケール大小判定部
2 MPEGデコード部
3 スイッチ
4 電子透かし抽出部
5 電子透かし情報の検出装置
6 MPEGストリーム入力装置
7、8 表示装置
9 量子化スケール平均値算出部
11 累積加算処理部
12 累積情報記憶部
201 MPEGストリーム
202 MPEGストリーム中のGOP(Group of Pictures)
211 Iピクチャ
212 Pピクチャ
DESCRIPTION OF
211 I picture 212 P picture
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