JP2007528644A - オンチップでの電子透かしの入ったイメージ信号及び電子透かしを通じた写真によるトラベルログ - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
[0026]この詳細な説明は、i)例えばCMOSセンサ内における補助的な情報のオンチップでの埋め込みと、ii)イメージ及び関連するアプリケーション内における位置情報の透かしの作成という2つの主要なセクションへと編成されている。セクション(及びサブセクション)への分割は、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。1つのセクションの下で論じられている方法及び装置は、別のセクションの下で論じられている方法及び装置へ容易に適用して、そうした方法及び装置と組み合わせることができると思われる。
CMOSイメージャアレイ
[0027]図1は、CMOSイメージャアレイ10の全体的なブロック図である。アレイ10は、光検出器の行及び列を含む。それぞれの光検出器は、1つのイメージピクセルに対応することが好ましい。それぞれの光検出器は、アクティブな回路、例えば(いわゆる「アクティブピクセルセンサ」を可能にする)信号増幅器を含むことができる。アレイ10は、25個の光検出器を含むものとして示されているが、実際のイメージャアレイは、数百万個の光検出器を含むことができるということが理解できるであろう。アレイ10は、イメージあるいはピクセルの情報をピクセルの位置から読み出すことができるようにする通信ネットワークあるいは信号グリッドを含む。このネットワークは、ピクセルウィンドウ、データのブロック、あるいは行がアレイから出力されることを可能にすることさえできる。ウィンドウの選択(すなわち直接のランダムアクセス機能)によって、CMOSセンサは、センサアレイの全体ではなくピクセルの選択グループを読み出すことをインテリジェントに選択することができる。もちろんアレイ10は、例えばタイミングコントロール、行及び列ドライバ、デコーダ、アナログデジタルコンバータ、カラーコンバータ、メモリなど、様々なその他の回路と連携することができる。
G R G R G
B G B G B
G R G R G
B G B G B
[0032]譲受人であるDigimarc Corporationは、例えば米国特許第5,862,260号、第6,674,876号、及び第6,549,638号において論じられているような、専用のハードウェアを通じた透かし機能の表示について以前に検討したことがあり、また、例えば米国特許第6,650,761号において論じられているような、オンチップでCMOSイメージャと同一の位置に配置されている透かし作成回路について検討したことがある。
[0043]透かしの埋め込みはオンチップで行われるため、メッセージの作成を効率よく容易にする複数の異なる方法が存在する。
[0047]取り込んだ後のイメージデータを微調整して後のエンベッダステージでステガノグラフィックな配向コンポーネントを埋め込むのではなく、イメージデータの取り込み中にそのような配向コンポーネントを取り入れることによって、埋め込み時間及びゲートの複雑さを少なくすることができる。これを実現するために、チップの製造中にイメージアレイ内に配置される光検出器のセットに対するわずかな物理的なバリエーションを取り入れる。これらのバリエーションは、適切なイメージの特性(例えば、色の変化)あるいは値のオフセットを提供する−微妙な固定されたパターンノイズに類似している。これらのバリエーションは、ピクセルごとに同一である必要はなく、1つの固定された配向コンポーネントを実現するために異なるものとすることができる。これらのバリエーションは、1つの配向コンポーネントに対応する所定のパターンでピクセルアレイに取り入れられる。したがって、これらのオフセット値は、共同して1つの配向コンポーネントをイメージデータ内に取り入れる。もちろん配向コンポーネントは、センサアレイの全体にわたって、例えば64×64あるいは128×128のピクセルブロック内で繰り返すことができる。これらのバリエーションは、製造プロセス中にイメージデータのオフセットを取り入れるために選択フォトダイオードあるいはフォトゲートの電位、ドーピング、あるいは特性を変更することなど、複数の方法で提供することができる。これらのイメージオフセットは、結果として生じるイメージデータを見る人間にとってかすかなものであり、感知不能であることが好ましく、その一方で依然として、ステガノグラフィックなコンポーネントを、取り込まれたイメージ内に含めて共同して伝達する。バリエーションは、固定された透かしコンポーネントを、イメージセンサによって取り込まれたすべてのイメージ内に取り入れる。図2Bを参照すると、固定された透かしコンポーネントを含むイメージデータが、透かしエンベッダに提供される。エンベッダは、可変コンポーネント(例えばメッセージ)を受け取り、その可変コンポーネントをイメージデータ内に埋め込む。例えば、固定されたコンポーネントが透かし配向コンポーネントを含む場合には、可変コンポーネントは、その固定されたコンポーネントに登録されることが好ましく、次いでイメージ内に埋め込まれる。エンベッダは、固定されたコンポーネントがセンサアレイ内においてどのように(及びどこで)位置合わせされるかを知っているため、固定されたコンポーネントへの可変コンポーネントの登録が簡略化される。
[0052]透かしエンベッダ(あるいはHVSモジュール)は、チップの特性を利用するように構成することができる。例えば埋め込みは、シリコンの特性あるいは色付け処理に基づいて調整される。エンベッダ(あるいはHVS)が、固定されたパターンノイズが存在すると判断した場合には、埋め込みは、そのノイズを使用して、埋め込みの位置を導くか、あるいは隠すことができる。エンベッダ(あるいはHVS)は、統計データ及びイメージの質を追跡監視し、知覚不能性を補うかあるいは高めるように調整を行うことができる。
イメージの認証
[0054]センサイメージャは、イメージデータの特性を明らかにするためのさらなる回路を任意選択で含むことができる。例えば、この特性を明らかにする回路は、イメージ又はそのイメージのサブセットの電子署名あるいはハッシュマーク(又は指紋)を作成することができる。この署名あるいはハッシュマークは、電子透かしのコンポーネントとして埋め込まれる(透かしの埋め込みに対して敏感ではないアルゴリズムを使用することが好ましい。すなわち、署名あるいはハッシュマークを作成するアルゴリズムは、そこに埋め込まれている電子透かしの有無にかかわらず、同じハッシュマークあるいは署名を作成することになる)。この署名あるいはハッシュマークは、イメージが改ざんされているかどうかを確認する上で役に立つ。いくつかの実施形態においては、低周波数のJPEG値を識別し、それらの値を日付、時間、及び場所と共にイメージデータ内に埋め込む。これらのJPEG値、日付、時間、及び場所は、イメージを識別する上で役に立つ。ハッシュマークの作成は、詳細な(例えば、行ごとの)イメージの認証を提供することもできる。例えば、ピクセルの第1の行あるいはブロックのハッシュマークを(例えば、色の値あるいは色を変換する前のピクセル値に基づいて)作成することができる。このハッシュマークは、ピクセルの次の行あるいはブロック内に埋め込まれる。ピクセルのそれぞれの行あるいはブロックにハッシュマークを作成することができ、そのハッシュマークが、透かしコンポーネントとして次の行あるいはブロック内に埋め込まれるという形でこのプロセスが継続されることが好ましい。1つのピクセルあるいは行が変更されると、そのピクセルあるいは行は、もはやそのピクセルあるいは行のハッシュマークには対応しなくなる。この方法は、圧縮後のデータにも適用することができる。圧縮後のイメージデータの1つのブロックを表すために、1つのハッシュマークが作成される。このハッシュマークは、圧縮後のデータの次のブロック内に保存される。
前記第1のステガノグラフィックエンコーダを使用して、前記第1の行のイメージ検出器によって取り込まれたイメージ内にステガノグラフィックなデータを埋め込むステップと、
前記第2のステガノグラフィックエンコーダを使用して、前記第2の行のイメージ検出器によって取り込まれたイメージ内にステガノグラフィックなデータを埋め込むステップと
を含む方法。
イメージセンサアレイと、
前記イメージセンサアレイと同一の位置に配置されている少なくとも1つの透かし検出器であって、前記イメージセンサアレイによって取り込まれたイメージから、配向コンポーネントを含む電子透かしをデコードするように機能し、予想される透かしの配向に関連する配向情報を前記コントローラに提供する前記透かし検出器と
を備えるイメージセンサであって、
前記コントローラが、少なくとも前記イメージセンサアレイによって取り込まれたイメージを前記配向情報に従って調整するように機能するイメージセンサ。
ピクセルの第1のグループの第1の低ビット表示を作成するステップと、
ピクセルの第2のグループの第2の低ビット表示を作成するステップと、
前記第1の低ビット表示をピクセルの前記第2のグループ内に埋め込むステップと、
前記第2の低ビット表示をピクセルの第3のグループ内に埋め込むステップと
を含む方法。
[0066]譲受人の米国公開特許出願2002−0122564A1、2002−0124024A1、2002−0124171A1、及び2004−0008866A1、米国特許第6,664,976号、ならびに公開PCT出願国際公開第02/071685号パンフレットには、位置情報(例えばGPSデータ)をイメージ及びビデオデータ内に埋め込むことに関する詳細が含まれている。本明細書においては、さらなる改良について開示する。
[0073]次いで、ファイル共有ネットワークの(例えば、Napsterのような)環境において利用可能なこれら及びその他の写真について考察する。中央サーバは、複数のユーザコンピュータと通信する。ユーザコンピュータのそれぞれは、その上に保存されたイメージを含む。それらのイメージは、少なくとも関連する位置情報と共に内部に埋め込まれた電子透かしを含む。この透かしの情報が(好ましくはユーザコンピュータによって、別法としては中央サーバによって)デコードされて、位置情報が得られる。この位置情報は、インデックスあるいは識別子として使用され、中央サーバによって保存される。中央サーバは、イメージがどこに位置するかという位置情報及び対応するインターネットアドレスのリストを保持する。ユーザは、中央サーバと対話し、所望の地理的座標を使用してリストに対してクエリを行う(あるいはユーザは、テキストの言葉(例えば、ベア湖やワシントンモニュメント)を使用してクエリを行うこともでき、そのテキストの言葉に対して、サーバが、対応する地理的座標を識別する)。中央サーバは、ユーザのアクセスのために、関連するイメージのリストを提供する。
[0077]電子透かしは、旅行の視覚的な表示であるトラベルログの作成を補助するために、及び/又はグラフィカルな写真の管理に役立てるために使用される。例えば、ある旅行者が、アメリカ合衆国の西部での休暇中に写真を撮影している。この旅行者は、GPSを装備したカメラ(あるいは位置情報を受信又は通信するカメラ)を使用して写真を撮影している。GPSを装備したカメラの代わりに、カメラは、一部の携帯電話で一般的な三角アプローチを使用することができる。例えば、カメラ(例えばカメラを含む携帯電話)は、セルタワーからの位置情報を受信し、この位置情報は通常、複数のセルタワーにおいて携帯電話の信号が受信されたことに基づいて得られる。位置情報は、その情報源を問わず、カメラによって撮影されたイメージ内にステガノグラフィックに埋め込まれる(図5)。本発明によるステガノグラフィックな埋め込みの好ましい形態は、電子透かしである。位置情報は、イメージ内に重複して埋め込むことさえできる。
第1のイメージを表すデータを受け取るステップと、
前記データを分析して、その中にステガノグラフィックにコード化されている情報を入手するステップであって、前記情報が、前記第1のイメージに関連付けられている第1の位置情報を含むか、あるいは第1の位置情報へリンクしているステップと、
前記第1の位置情報に関連付けられているエリアを含む地図を提供するステップであって、前記地図がコンピュータディスプレイを介して表示されるステップと、
前記第1の位置情報に関連付けられている前記地図上の第1の位置を視覚的にあるいはグラフィカルに識別するステップと
を含む方法。
前記データを分析して、その中にステガノグラフィックにコード化されている情報を入手するステップであって、前記情報が、前記第2のイメージに関連付けられている第2の位置情報を含むか、あるいは第2の位置情報へリンクしているステップと、
前記第2の位置情報に関連付けられている前記地図上の第2の位置を視覚的にあるいはグラフィカルに識別するステップと
をさらに含むA1の組合せ。
第1のワイヤレスデバイスから取り込まれたイメージを受け取るステップであって、前記イメージが、内部にステガノグラフィックに埋め込まれている位置情報を含むステップと、
前記ステガノグラフィックな埋め込みをデコードして、前記位置情報を入手するステップと、
前記位置情報、あるいは前記位置情報によって識別された情報を使用することによって、前記位置情報に関連付けられている位置を表す地図を識別するステップと、
前記地図を表示するステップと
を含む方法。
プロセッサと、
通信バスと、
前記通信バスを介して前記プロセッサと通信状態にあるメモリと
とを備えるコンピュータであって、
前記メモリが、前記プロセッサによって実行するための内部に格納された命令を含み、
前記命令が、
イメージ内に埋め込まれている電子透かしをデコードするための命令であって、前記電子透かしが位置情報を含む命令と、
前記位置情報を地図ソフトウェアモジュールに提供するための命令であって、前記地図ソフトウェアモジュールが、前記位置情報を受け取ると、前記位置情報に関連付けられている少なくとも1つのエリアを示す地図を提供し、前記エリアを識別するために視覚的なあるいはグラフィカルなオブジェクトを前記地図上に提供する命令と
を含む、コンピュータ。
第1の地理的位置に関する第1のクエリを受け取るステップと、
前記第1の地理的位置に対応するイメージを識別するステップと、
前記第1の地理的位置に対応する前記イメージの少なくとも1つのリストを提供するステップと、
前記リストに応答して前記リストを絞り込む第2のクエリを受け取るステップと
を含む方法。
第1の地理的位置及び第1のイメージ取り込みアングルに対応する第1のクエリを受け取るステップと、
前記第1の地理的位置及び第1のイメージ取り込みアングルに対応するイメージを識別するステップと、
前記第1の地理的位置及び第1のイメージ取り込みアングルに対応する前記イメージの少なくとも1つのリストを提供するステップと
を含む方法。
地理的位置に従ってインデックス付けされたイメージのリストを含むカタログをコンピュータサーバ上に保持するステップであり、前記カタログが、前記イメージに関連付けられているインターネットアドレスを含むステップと、
地理的位置に基づく問合せに応答して前記カタログのサブセットを提供するステップと
を含む方法。
前記電子透かしをデコードして前記位置情報を入手するステップと、
前記位置情報に対応する1つの位置を示す地図を識別するステップと、
コンピュータネットワークを介してアクセス用として前記地図を提供するステップと
を含む方法。
1つのイメージに関連付けられているオーディオを受け取るステップと、
前記オーディオを1つの識別子に変換するステップと、
前記識別子を前記イメージ内にステガノグラフィックなコンポーネントとして埋め込むか、あるいは前記イメージに関連付けられているヘッダ内に前記識別子を保存するステップと
を含む方法。
[0125]上述のものは、本発明の典型的な実施形態にすぎない。これらの基本的な主題に関しては多数の変形形態が存在することが認識できるであろう。上述のものは、詳細にわたる技術のうちのごくわずかな応用例を示しているにすぎない。ほかにも多くの応用例が存在する。
Claims (28)
- イメージセンサによって作成されたイメージにステガノグラフィックなコンポーネントを取り入れる方法で、前記イメージセンサが、物理的な特性を有する複数のピクセルを含む、前記方法であって、
前記複数のピクセルのセットの前記物理的な特性におけるバリエーションを提供するステップであり、前記バリエーションが、イメージの取り込み中に前記ステガノグラフィックなコンポーネントを取り入れるために提供される前記ステップと、
前記イメージセンサを使用してイメージを作成するステップであり、前記イメージが前記ステガノグラフィックなコンポーネントを含む前記ステップと
を含む方法。 - ピクセルの前記セットが、それぞれ光検出器を備え、前記バリエーションが、前記光検出器の電位、ドーピング特性、及び次元のうちの少なくとも1つを変更することによって提供される請求項1に記載の方法。
- ピクセルの前記セット内のそれぞれのピクセルが、カラーフィルタを含み、前記バリエーションが、ピクセルの前記セットに関連付けられている前記カラーフィルタを通じて提供される請求項1に記載の方法。
- ピクセルの前記セット内のそれぞれのピクセルが、マイクロレンズを含み、前記バリエーションが、ピクセルの前記セットに関連付けられている前記マイクロレンズにおけるバリエーションを通じて提供される請求項1に記載の方法。
- 前記バリエーションが、それぞれのピクセルに関する色の値の変化あるいはデータのオフセットを取り入れる請求項1に記載の方法。
- 前記バリエーションが、前記イメージセンサの製造中に提供される請求項1に記載の方法。
- 前記ステガノグラフィックなコンポーネントが、配向コンポーネントを含む請求項1に記載の方法。
- 列及び行に配列された複数のピクセルと、
前記複数のピクセルからイメージデータを選択的に読み出すための通信バスと
を備えるCMOSイメージャであって、
前記ピクセルのそのそれぞれが、
光検出器と、
カラーフィルタ部分と、
マイクロレンズとを含むピクセルと、
を含み、
前記複数のピクセルが、ピクセルの第1のセットを含み、ピクセルの前記第1のセットが、CMOSイメージャによるイメージの取り込み中に電子透かしコンポーネントをイメージデータへ取り入れるために物理的な特性を有するCMOSイメージャ。 - 前記物理的な特性が、ピクセルの前記第1のセット内に存在しないピクセルに関連する前記光検出器の電位、ドーピング特性、及び次元のうちの少なくとも1つを含む請求項8に記載のCMOSイメージャ。
- 前記物理的な特性が、ピクセルの前記第1のセットに関連付けられているカラーフィルタ部分を通じて提供される請求項8に記載のCMOSイメージャ。
- 前記物理的な特性が、ピクセルの前記第1のセットに関連付けられているマイクロレンズを通じて提供される請求項8に記載のCMOSイメージャ。
- 前記透かしコンポーネントが、ピクセルの前記第1のセットに関するイメージピクセル値の変化によって取り入れられる請求項8に記載のCMOSイメージャ。
- 前記複数のピクセルのそれぞれが、別々の増幅器と通信し、前記物理的な特性が、前記別々の増幅器の様々な増幅率を含む請求項8に記載のCMOSイメージャ。
- 前記電子透かしコンポーネントが、前記イメージデータのさらなる処理を伴わずに前記CMOSイメージャによって取り込まれたイメージデータへ取り入れられる請求項8に記載のCMOSイメージャ。
- 前記透かしコンポーネントが、配向コンポーネントを含む請求項10に記載のCMOSイメージャ。
- イメージャによって取り込まれたイメージデータ内に電子透かしを埋め込む方法、透かしの埋め込みが、前記イメージャを使用してオンチップで行われ、前記イメージャが、それぞれフィルタにかけられて単一の色を表す複数のピクセルを備える、前記方法であって、
それぞれのピクセルに関する多色の値を概算する前に選択ピクセルに関する単一の色の値を調整するステップであり、この調整によって、電子透かしが前記イメージデータ内へと取り入れられる前記ステップと、
ピクセルに関する多色の値を概算するステップと
を含む方法。 - 前記単一の色が、レッド、グリーン、及びブルーのうちの少なくとも1つを含む請求項16に記載の方法。
- 前記調整するステップが、レッドの色の値のみを調整する請求項17に記載の方法。
- 前記調整するステップが、レッド、ブルー、及びグリーンのチャネルにわたって透かし信号を重み付けする請求項17に記載の方法。
- イメージアレイと共にオンチップで配置されている透かしエンベッダへ透かしメッセージを取り入れる方法であって、
前記イメージアレイから提供されるイメージデータの色を変換するステップであり、この色の変換によって、ピクセルごとの多色の概算が提供される前記ステップと、
色の変換されたイメージデータを前記透かしエンベッダにおいて受け取るステップと、
ランダムアクセスメモリ(RAM)とチップインターフェースのうちの少なくとも1つからオンチップで前記透かしメッセージを受け取るステップと、
前記透かしメッセージを前記透かしエンベッダへ伝達するステップと、
前記透かしメッセージを前記色の変換されたイメージデータ内に埋め込むステップと
を含む方法。 - 地図上の位置を識別する方法において、前記地図がコンピュータディスプレイを介して表示される方法であって、
第1のイメージを表すデータを受け取るステップと、
前記データを分析して、その中にステガノグラフィックにコード化されている情報を入手するステップであり、前記情報が、前記第1のイメージに関連付けられている第1の位置情報を含むか、あるいは第1の位置情報へリンクしている前記ステップと、
前記第1の位置情報に関連付けられているエリアを含む地図を提供するステップであり、前記地図がコンピュータディスプレイを介して表示される前記ステップと、
前記第1の位置情報に関連付けられている前記地図上の第1の位置を視覚的にあるいはグラフィカルに識別するステップと
を含む方法。 - 前記情報が、電子透かしの形態でステガノグラフィックにコード化されている請求項21に記載の方法。
- 前記コンピュータディスプレイが、携帯電話のディスプレイスクリーンを含む請求項21に記載の方法。
- 第1の位置を識別する前記ステップが、視覚的なあるいはグラフィカルなオブジェクトを前記第1の位置において前記地図上にあるいは前記地図と共に提供するステップを含む請求項21に記載の方法。
- 前記オブジェクトが、前記第1のイメージの表示を含む請求項24に記載の方法。
- 前記オブジェクトが、前記第1のイメージのサムネイル表示を含む請求項25に記載の方法。
- イメージを管理する方法で、前記イメージのそれぞれが、内部に電子透かしの形態でステガノグラフィックに埋め込まれている複数ビットのデータを含み、前記複数ビットのデータが1つの地理的位置に対応するようになっている、前記方法であって、
第1の地理的位置に関する第1のクエリを受け取るステップと、
前記第1の地理的位置に対応するイメージを識別するステップと、
前記第1の地理的位置に対応する前記イメージの少なくとも1つのリストを提供するステップと、
前記リストに応答して前記リストを絞り込む第2のクエリを受け取るステップと
を含む方法。 - 前記第2のクエリが、日付の範囲、季節、及び方向の角度のうちの少なくとも1つを含む請求項27に記載の方法。
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