JP4360340B2 - Digital watermark detection apparatus, method, and program - Google Patents

Digital watermark detection apparatus, method, and program Download PDF

Info

Publication number
JP4360340B2
JP4360340B2 JP2005112277A JP2005112277A JP4360340B2 JP 4360340 B2 JP4360340 B2 JP 4360340B2 JP 2005112277 A JP2005112277 A JP 2005112277A JP 2005112277 A JP2005112277 A JP 2005112277A JP 4360340 B2 JP4360340 B2 JP 4360340B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
autocorrelation
value
autocorrelation function
signal
peak point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2005112277A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006295473A (en
Inventor
奏 山本
高雄 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2005112277A priority Critical patent/JP4360340B2/en
Publication of JP2006295473A publication Critical patent/JP2006295473A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4360340B2 publication Critical patent/JP4360340B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Image Processing (AREA)
  • Editing Of Facsimile Originals (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Description

本発明は、電子透かし検出装置及び方法及びプログラムに係り、特に、電子透かしの埋め込まれた信号に対して、拡大・縮小、回転、アクペクト比変更、アフィン変換等の一次変換で表される改変が加えられた場合にも電子透かしの検出を容易にするための電子透かし検出装置及び方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a digital watermark detection apparatus, method, and program, and in particular, a modification expressed by primary transformation such as enlargement / reduction, rotation, change in aspect ratio, affine transformation, etc., for a signal with a digital watermark embedded therein. The present invention relates to a digital watermark detection apparatus, method, and program for facilitating detection of a digital watermark even when added.

従来、デジタルコンテンツに対し、電子透かしを埋め込むことで、デジタルコンテンツの著作権情報保護を行ったり、デジタルコンテンツに関する著作権情報を参照したり、あるいは、デジタルコンテンツを広告としての印刷物などのアナログ媒体を介した上でデジタルカメラなどで撮影し、電子透かしを読み取ることで広告に関連した情報を取得させたりといったサービスが実現されるようになってきた。   Conventionally, by embedding digital watermarks into digital content, copyright information protection of digital content is performed, copyright information related to digital content is referred to, or analog media such as printed matter as digital content is used as an advertisement. On the other hand, services such as photographing with a digital camera or the like and reading information related to advertisement by reading a digital watermark have been realized.

例えば、電子透かしを埋め込む際に、埋め込み対象成分位置情報に基づいて、複素行列の実数成分と虚数成分を独立に変更するスペクトル拡散を行い、入力画像と独立に透かしパターンを生成し、実際の画像パターンの加算を行うことで埋め込み済み画像を生成し、電子透かしを検出する際には、検出対象成分位置情報に基づいて検出対象系列を生成し、オフセット情報を抽出し、検出対象系列を修正した後にスペクトル逆拡散を行い、切り出した画素ブロック内に埋め込まれている電子透かしを検出するような電子透かし方式がある(例えば、特許文献1参照)。   For example, when embedding a digital watermark, based on the embedding target component position information, spectrum spreading is performed to change the real and imaginary components of the complex matrix independently, and a watermark pattern is generated independently of the input image, and the actual image When the embedded image is generated by adding the pattern and the digital watermark is detected, the detection target sequence is generated based on the detection target component position information, the offset information is extracted, and the detection target sequence is corrected. There is a digital watermark method that performs spectral despreading later and detects a digital watermark embedded in the cut out pixel block (see, for example, Patent Document 1).

また、電子透かしにおいては、デジタルコンテンツを表すデジタル信号が、電子透かしの埋め込み後に受ける様々な改変に対して耐性を持つ、すなわち様々な改変を受けた上で電子透かしを検出できることが必要である。   Further, in the digital watermark, it is necessary that the digital signal representing the digital content is resistant to various modifications received after the digital watermark is embedded, that is, the digital watermark can be detected after being subjected to various modifications.

例えば、電子透かしの情報とは別に、幾何的な補正を行うための信号をデジタル信号に埋め込んでおき、これを検出することでデジタル信号に加えられた改変の程度を推定する方法がある(例えば、特許文献2参照)。しかしながら、このような方法では電子透かしの情報に加えて幾何補正のための信号をデジタル信号に埋め込むため、電子透かしの埋め込まれたデジタル信号の品質の劣化や、電子透かし検出処理時間の増加につながる可能性があった。   For example, there is a method of estimating the degree of alteration applied to a digital signal by embedding a signal for geometric correction separately from the digital watermark information and detecting this (for example, , See Patent Document 2). However, in such a method, a signal for geometric correction is embedded in the digital signal in addition to the information of the digital watermark, which leads to deterioration of the quality of the digital signal embedded with the digital watermark and an increase in processing time of the digital watermark. There was a possibility.

これに対し、電子透かしの埋め込まれたデジタル信号(以下、電子透かし埋め込み済み信号と記す)から電子透かしを検出する方法として、予め共通の性質を有するパターンを信号の複数位置に電子透かしとして埋め込んでおき、電子透かし検出の際に電子透かし埋め込み済み信号の自己相関関数を求めることで、電子透かし埋め込み済み信号に加えられた拡大・縮小、回転、アスペクト比変更、アフィン変換等の一次変換で表される改変の程度を推定し、推定された改変の量に応じて、改変の加えられた電子透かし埋め込み済み信号を補正し、電子透かしを検出しやすくする様な電子透かし検出の方法が提案されてきた。   On the other hand, as a method of detecting a digital watermark from a digital signal in which a digital watermark is embedded (hereinafter referred to as a digital watermark embedded signal), a pattern having a common property is embedded as a digital watermark at a plurality of positions in the signal in advance. In addition, by obtaining the autocorrelation function of the signal embedded with the digital watermark at the time of detecting the digital watermark, it is expressed by the primary conversion such as enlargement / reduction, rotation, aspect ratio change, affine transformation added to the signal embedded with the digital watermark. There has been proposed a method of detecting a digital watermark that estimates the degree of modification to be performed, corrects the digital watermark-embedded signal that has been modified according to the estimated amount of modification, and facilitates detection of the digital watermark. It was.

例えば、一対の同一特徴を有するマーカ画像をオリジナル画像内に埋め込んでマークを付けた画像を生成し、マーク付画像に回転や拡大/縮小された画像の自己相関関数に表れるピーク点の位置から、電子透かし埋め込み済み信号に加えられた回転や拡大/縮小の程度を算出する方法がある(例えば、特許文献3参照)。また、当該方法は、上記ピーク点を見つけるために、自己相関関数値を高域周波数通過フィルタ(HPF)を用いてフィルタリングする(以下、従来方法3と記す)。   For example, a marker image having a pair of identical features is embedded in the original image to generate an image, and from the position of the peak point appearing in the autocorrelation function of the image rotated or enlarged / reduced to the marked image, There is a method for calculating the degree of rotation or enlargement / reduction applied to a signal embedded with a digital watermark (see, for example, Patent Document 3). Also, in this method, in order to find the peak point, the autocorrelation function value is filtered using a high-frequency pass filter (HPF) (hereinafter referred to as conventional method 3).

また、例えば、電子透かしとして埋め込む情報を有する埋め込みパターンそのものに、繰り返しを持つ周期的なパターンを用い、検出時に自己相関関数からその周期の変化を観測することによって拡大・縮小率を算出し、得られた拡大・縮小率に基づき電子透かしの検出処理を行う方法がある(例えば、特許文献4参照)。
特開2003−219148「電子透かし埋め込み方法及び電子透かし検出方法及び電子透かし埋め込み装置、及び電子透かし検出装置、及び電子透かし埋め込みプログラムを格納した記憶媒体、及び電子透かし検出プログラムを格納した記憶媒体」 特開平11−355547「幾何変換特定システム」 特開2001−209806「画像の回転または拡大/縮小を検出する方法およびコンピュータプログラム」 特開2002−111994「拡大縮小耐性を有する電子透かし方法及びシステム」
In addition, for example, a periodic pattern having repetition is used as the embedding pattern itself having information to be embedded as a digital watermark, and the enlargement / reduction ratio is calculated by observing the change of the period from the autocorrelation function at the time of detection. There is a method of performing digital watermark detection processing based on the enlarged / reduced rate (for example, see Patent Document 4).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-219148 “Digital watermark embedding method, digital watermark detection method, digital watermark embedding device, digital watermark detection device, storage medium storing a digital watermark embedding program, and storage medium storing a digital watermark detection program” Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-355547 “Geometric Transformation Specific System” Japanese Patent Laid-Open No. 2001-209806 “Method and Computer Program for Detecting Image Rotation or Enlargement / Reduction” Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-111994 “Digital watermarking method and system having scaling resistance”

従来方法3にあるような自己相関関数を計算するにあたり、入力された信号のサイズ、例えば、2次元の画像信号の場合の画像の縦横のピクセル数などが大きい場合、信号全体に対する自己相関関数を計算するのは非常に時間を要する処理であるため、処理可能な小さな領域に対して離散フーリエ変換などを利用した自己相関関数の計算を行う必要がある。   In calculating the autocorrelation function as in the conventional method 3, when the size of the input signal, for example, the number of vertical and horizontal pixels of the image in the case of a two-dimensional image signal is large, the autocorrelation function for the entire signal is calculated. Since the calculation is a time-consuming process, it is necessary to calculate an autocorrelation function using a discrete Fourier transform or the like for a small area that can be processed.

しかしながら、信号に加えられた改変としての拡大率が大きい場合、自己相関関数計算の対象となる領域と比較して信号に埋め込まれたパターンの大きさが大きくなってしまい、結果として自己相関関数値にピーク点が現れなくなり、改変の程度を推定できなくなるという課題がある。   However, when the enlargement rate as a modification applied to the signal is large, the size of the pattern embedded in the signal becomes large compared to the region to be subjected to autocorrelation function calculation, and as a result, the autocorrelation function value There is a problem that the peak point does not appear in the area and the degree of modification cannot be estimated.

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、信号に与えられた改変としての拡大率が小さい場合と大きい場合の双方においても、広い領域の自己相関関数計算を不要とし、自己相関関数計算に必要な処理時間を抑制しつつ、高精度に自己相関関数値に現れるピーク点を探索し、電子透かしの検出を容易にすることが可能な電子透かし検出装置及び方法及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and eliminates the need to calculate a wide area autocorrelation function both when the enlargement ratio as a modification given to the signal is small and when it is large, and calculates the autocorrelation function. To provide a digital watermark detection apparatus, method, and program that can easily detect a digital watermark by searching for a peak point appearing in an autocorrelation function value with high accuracy while suppressing a processing time required for Objective.

図1は、本発明の原理構成図である。   FIG. 1 is a principle configuration diagram of the present invention.

本発明(請求項1)は、2次元の画像信号であるデジタル信号に対して、予め所定のパターンを繰り返し人間の知覚に感知されないように電子透かしとして該所定のパターンが埋め込まれ、改変として拡大または縮小、回転、アスペクト比変更のいずれかの一次変換を施されたデジタル信号が入力されると、該デジタル信号に加えられた一次変換を表す変換パラメータを推定する電子透かし検出装置であって、
入力された改変が加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号の画像サイズを所定の倍率で縮小する信号縮小手段10と、
信号縮小手段10で縮小された2次元の画像信号であるデジタル信号の自己相関値を計算し、該画像信号に対応する2次元の自己相関関数値配列に格納する自己相関関数計算手段と、
自己相関関数計算手段で得られた自己相関関数値配列において自己相関の値がピークとなる自己相関ピークを探索し、該自己相関関数値配列において自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値と、パターンの繰り返しの周期性により該自己相関関数値配列内に現れる理論的な自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値との相関値に基づいて評価値を算出する自己相関ピーク点評価手段と、
自己相関ピーク点評価手段で得られた評価値に従って、埋込情報の検出対象に用いる自己相関ピーク点候補を決定する検出対象決定手段と、
検出対象決定手段で決定された検出対象の自己相関ピーク点候補の自己相関ピーク値が自己相関関数値配列に格納されている位置と、改変が加えられていない場合に該自己相関関数値配列内に現れる自己相関ピークが該自己相関関数値配列に格納されている位置とのずれから、デジタル信号に対して加えられた一次変換を施す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出手段20と、を有する。
The present invention (claim 1), the digital signal is a two-dimensional image signals, the predetermined pattern is embedded in advance as a predetermined electronic watermark so as not to be perceived pattern repeated human perception and expanded as modified or reduction, rotation, when the digital signal subjected to any of linear transformation changes the aspect ratio is input, an electronic watermark detection apparatus for estimating a transformation parameter representing the primary conversion applied to the digital signal,
A signal reduction means 10 for reducing the image size of a digital signal, which is a two-dimensional image signal to which an input modification has been applied, at a predetermined magnification;
Autocorrelation function calculation means for calculating an autocorrelation value of a digital signal which is a two-dimensional image signal reduced by the signal reduction means 10 and storing it in a two-dimensional autocorrelation function value array corresponding to the image signal;
Search for an autocorrelation peak where the autocorrelation value is a peak in the autocorrelation function value array obtained by the autocorrelation function calculation means, and in the vicinity of the position where the autocorrelation peak value is stored in the autocorrelation function value array In the vicinity of the position where each value of the autocorrelation function value array within the predetermined range and the theoretical autocorrelation peak value appearing in the autocorrelation function value array due to the periodicity of the pattern repetition are stored. Autocorrelation peak point evaluation means for calculating an evaluation value based on a correlation value with each value of the autocorrelation function value array within the range of
In accordance with the evaluation value obtained by the autocorrelation peak point evaluation unit, a detection target determination unit that determines an autocorrelation peak point candidate to be used as a detection target of embedded information;
The position where the autocorrelation peak value of the autocorrelation peak point candidate of the detection target determined by the detection target determining means is stored in the autocorrelation function value array, and in the autocorrelation function value array when no alteration is made Conversion parameter calculation means 20 for calculating a conversion parameter for performing a primary conversion applied to the digital signal based on a deviation from the position stored in the autocorrelation function value array .

発明(請求項2)は、2次元の画像信号であるデジタル信号に対して、予め所定のパターンを繰り返し人間の知覚に感知されないように電子透かしとして該所定のパターンが埋め込まれ、改変として拡大または縮小、回転、アスペクト比変更のいずれかの一次変換を施されたデジタル信号が入力されると、該デジタル信号に加えられた一次変換を表す変換パラメータを推定する電子透かし検出装置であって、
入力された改変が加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号の画像サイズを所定の倍率で縮小する信号縮小手段と、
信号縮小手段で縮小された2次元の画像信号であるデジタル信号の自己相関値を計算し、該画像信号に対応する2次元の自己相関関数値配列に格納する自己相関関数計算手段と、
自己相関関数計算手段で得られた自己相関関数値配列において自己相関の値がピークとなる自己相関ピークを探索し、該自己相関関数値配列において自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値と、パターンの繰り返しの周期性により該自己相関関数値配列内に現れる理論的な自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値との相関値に基づいて評価値を算出する自己相関ピーク点評価手段と、
自己相関ピーク点評価手段で得られた評価値に従って、埋込情報の検出対象に用いる自己相関ピーク点候補を決定する検出対象決定手段と、
検出対象決定手段で決定された検出対象の自己相関ピーク点候補の自己相関ピーク値が自己相関関数値配列に格納されている位置と、改変が加えられていない場合に該自己相関関数値配列内に現れる自己相関ピークが該自己相関関数値配列に格納されている位置とのずれから、デジタル信号に対して加えられた一次変換を施す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出手段と、
改変が加えられたデジタル信号に変換パラメータに対する逆変換を施すことで幾何的補正を行い、さらに幾何的補正済みのデジタル信号を所定の領域内において所定の移動量ずつ平行移動し、平行移動済みのデジタル信号から電子透かしの検出を試行し、検出できた時の移動量を、デジタル信号に加えられた平行移動量とする平行移動量推定手段と、を有する。
In the present invention (Claim 2), a predetermined pattern is embedded in advance as a digital watermark so as not to be perceived by human perception repeatedly on a digital signal which is a two-dimensional image signal, and is expanded as a modification. Alternatively, when a digital signal subjected to primary conversion of any one of reduction, rotation, and aspect ratio change is input, a digital watermark detection apparatus that estimates a conversion parameter representing the primary conversion applied to the digital signal,
A signal reduction means for reducing the image size of the digital signal, which is a two-dimensional image signal to which the input modification has been applied, at a predetermined magnification;
Autocorrelation function calculating means for calculating an autocorrelation value of a digital signal which is a two-dimensional image signal reduced by the signal reduction means, and storing it in a two-dimensional autocorrelation function value array corresponding to the image signal;
Search for an autocorrelation peak where the autocorrelation value is a peak in the autocorrelation function value array obtained by the autocorrelation function calculation means, and in the vicinity of the position where the autocorrelation peak value is stored in the autocorrelation function value array In the vicinity of the position where each value of the autocorrelation function value array within the predetermined range and the theoretical autocorrelation peak value appearing in the autocorrelation function value array due to the periodicity of the pattern repetition are stored. Autocorrelation peak point evaluation means for calculating an evaluation value based on a correlation value with each value of the autocorrelation function value array within the range of
In accordance with the evaluation value obtained by the autocorrelation peak point evaluation unit, a detection target determination unit that determines an autocorrelation peak point candidate to be used as a detection target of embedded information;
The position where the autocorrelation peak value of the autocorrelation peak point candidate of the detection target determined by the detection target determining means is stored in the autocorrelation function value array, and in the autocorrelation function value array when no alteration is made A conversion parameter calculating means for calculating a conversion parameter for performing a primary conversion applied to the digital signal from a deviation from a position where the autocorrelation peak appearing in is stored in the autocorrelation function value array;
Geometrical correction is performed by applying an inverse transformation to the conversion parameter to the modified digital signal, and the geometrically corrected digital signal is translated by a predetermined amount of movement within a predetermined region. And a parallel movement amount estimating means that attempts to detect a digital watermark from the digital signal and sets the movement amount when the digital watermark is detected as a parallel movement amount added to the digital signal.

また、本発明(請求項3)は、請求項1または2の電子透かし検出装置において、
所定の倍率が複数である場合に、各倍率で縮小された改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に、自己相関関数計算手段で得られた自己相関の値の平均及び分散又は標準偏差が同じになるように、該自己相関の値を正規化する自己相関関数値正規化手段を更に有する。
The present invention (Claim 3) is the digital watermark detection apparatus according to claim 1 or 2 ,
Average and variance of autocorrelation values obtained by autocorrelation function calculation means for each digital signal that is a two-dimensional image signal that has been reduced and modified at each magnification when there are a plurality of predetermined magnifications. Or it further has an autocorrelation function value normalizing means for normalizing the autocorrelation value so that the standard deviation becomes the same .

また、本発明(請求項4)は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子透かし検出装置において、
所定の倍率が複数である場合に、各倍率縮小された改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に、自己相関ピーク点評価手段で得られた全ての評価値の平均と標準偏差が同じなるように該評価値を正規化する自己相関ピーク点評価値正規化手段を更に有する。
The present invention (Claim 4) is the digital watermark detection apparatus according to any one of Claims 1 to 3 ,
When there are a plurality of different predetermined magnifications , an average of all evaluation values obtained by the autocorrelation peak point evaluation means for each digital signal that is a two-dimensional image signal that has been modified and reduced at each magnification. And an autocorrelation peak point evaluation value normalizing means for normalizing the evaluation value so that the standard deviation becomes the same .

また、本発明(請求項5)は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電子透かし検出装置の検出対象決定手段は、
所定の倍率が複数である場合に、
優先すべきピーク点候補の数Lを記憶する優先ピーク点候補数記憶手段と、
検出対象として出力するピーク点の個数Mを記憶する埋め込み情報検出上限回数記憶手段と、
各倍率で縮小された改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に、自己相関ピーク点評価手段で得られた評価値の大きいものから順にL個の評価値を選択し、選択されたL個の評価値に、各倍率で縮小された改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に自己相関ピーク点評価手段で得られた評価値のいずれの値よりも大きな所定の値p を加算する自己相関ピーク点評価手段と、
各倍率で縮小された改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に求めた自己相関ピーク点評価値増加手段によって加算された評価値及び加算されなかった評価値、全ての中から、評価値の大きいものから順に埋め込み情報検出上限回数記憶手段に記憶された埋め込み情報検出上限回数M個の評価値を選択し、選択されたM個の評価値に対応するピーク点候補を検出対象として出力する埋め込み情報検出対象ピーク点候補選択手段と、
により、埋め込み情報検出対象ピーク点候補を決定する。
Further, according to the present invention (Claim 5) , the detection target determining means of the digital watermark detection apparatus according to any one of Claims 1 to 4,
When the predetermined magnification is plural,
Priority peak point candidate number storage means for storing the number L of peak point candidates to be prioritized;
Embedded information detection upper limit number storage means for storing the number M of peak points to be output as detection targets;
For each digital signal that is a modified two-dimensional image signal reduced at each magnification, select L evaluation values in descending order of evaluation values obtained by the autocorrelation peak point evaluation means, and select It is larger than any of the evaluation values obtained by the autocorrelation peak point evaluation means for each digital signal that is a two-dimensional image signal that has been modified with a reduction scaled at each magnification. Autocorrelation peak point evaluation means for adding a predetermined value p 0 ;
Evaluation values added and not added by the autocorrelation peak point evaluation value increasing means obtained for each digital signal which is a two-dimensional image signal that has been reduced and modified at each magnification. The M evaluation values for the embedded information detection upper limit count stored in the embedded information detection upper limit count storage means are selected in order from the largest evaluation value, and the peak point candidates corresponding to the selected M evaluation values are detected. Embedded information detection target peak point candidate selection means to output as,
Thus, embedded information detection target peak point candidates are determined.

図2は、本発明の原理を説明するための図である。   FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the present invention.

本発明(請求項6)は、2次元の画像信号であるデジタル信号に対して、予め所定のパターンを繰り返し人間の知覚に感知されないように電子透かしとして該所定のパターンが埋め込まれ、改変として拡大または縮小、回転、アスペクト比変更のいずれかの一次変換を施されたデジタル信号が入力されると、デジタル信号に加えられた一次変換を表す変換パラメータを推定する電子透かし検出装置における、電子透かし検出方法であって、
入力された改変が加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号の画像サイズを所定の倍率で縮小する信号縮小ステップ(ステップ1,2)と、
信号縮小ステップで縮小された2次元の画像信号であるデジタル信号の自己相関値を計算し、該画像信号に対応する2次元の自己相関関数値配列に格納する自己相関関数計算ステップと、
自己相関関数計算ステップで得られた自己相関関数値配列において自己相関の値がピークとなる自己相関ピークを探索し、該自己相関関数値配列において自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値と、パターンの繰り返しの周期性により該自己相関関数値配列内に現れる理論的な自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値との相関値に基づいて評価値を算出する自己相関ピーク点評価ステップと、
自己相関ピーク点評価ステップで得られた評価値に従って、埋込情報の検出対象に用いる自己相関ピーク点候補を決定する検出対象決定ステップと、
検出対象決定ステップで決定された検出対象の自己相関ピーク点候補の自己相関ピーク値が自己相関関数値配列に格納されている位置と、改変が加えられていない場合に該自己相関関数値配列内に現れる自己相関ピークが該自己相関関数値配列に格納されている位置とのずれから、デジタル信号に対して加えられた一次変換を施す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出ステップ(ステップ3,4)と、を行う。
In the present invention (Claim 6), a predetermined pattern is embedded in advance as a digital watermark so as not to be perceived by human perception repeatedly on a digital signal which is a two-dimensional image signal, and expanded as a modification. or reduction, rotation, when the digital signal subjected to any of linear transformation changes the aspect ratio is input, the digital watermark detection apparatus for estimating a transformation parameter representing the primary conversion applied to the digital signal, a digital watermark A detection method,
A signal reduction step (steps 1 and 2) for reducing the image size of the digital signal , which is a two-dimensional image signal to which the input modification has been applied, at a predetermined magnification ;
An autocorrelation function calculating step of calculating an autocorrelation value of a digital signal, which is a two-dimensional image signal reduced in the signal reduction step, and storing it in a two-dimensional autocorrelation function value array corresponding to the image signal;
In the autocorrelation function value array obtained in the autocorrelation function calculation step, search for an autocorrelation peak in which the autocorrelation value peaks, and in the vicinity of the position where the autocorrelation peak value is stored in the autocorrelation function value array In the vicinity of the position where each value of the autocorrelation function value array within the predetermined range and the theoretical autocorrelation peak value appearing in the autocorrelation function value array due to the periodicity of the pattern repetition are stored. An autocorrelation peak point evaluation step for calculating an evaluation value based on a correlation value with each value of the autocorrelation function value array within the range of
In accordance with the evaluation value obtained in the autocorrelation peak point evaluation step, a detection target determination step for determining autocorrelation peak point candidates to be used for detection of embedded information;
The position in which the autocorrelation peak value of the autocorrelation peak point candidate of the detection target determined in the detection target determination step is stored in the autocorrelation function value array, and in the autocorrelation function value array if no modification has been made Conversion parameter calculation step (steps 3 and 4) for calculating a conversion parameter for performing a primary conversion applied to the digital signal from a deviation from the position where the autocorrelation peak appearing in is stored in the autocorrelation function value array And do.

発明(請求項7)は、2次元の画像信号であるデジタル信号に対して、予め所定のパターンを繰り返し人間の知覚に感知されないように電子透かしとして該所定のパターンが埋め込まれ、改変として拡大または縮小、回転、アスペクト比変更のいずれかの一次変換を施されたデジタル信号が入力されると、該デジタル信号に加えられた一次変換を表す変換パラメータを推定する電子透かし検出装置における、電子透かし検出方法であって、
入力された改変が加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号の画像サイズを所定の倍率で縮小する信号縮小ステップと、
信号縮小ステップで縮小された2次元の画像信号であるデジタル信号の自己相関値を計算し、該画像信号に対応する2次元の自己相関関数値配列に格納する自己相関関数計算ステップと、
自己相関関数計算ステップで得られた自己相関関数値配列において自己相関の値がピークとなる自己相関ピークを探索し、該自己相関関数値配列において自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値と、パターンの繰り返しの周期性により該自己相関関数値配列内に現れる理論的な自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値との相関値に基づいて評価値を算出する自己相関ピーク点評価ステップと、
自己相関ピーク点評価ステップで得られた評価値に従って、埋込情報の検出対象に用いる自己相関ピーク点候補を決定する検出対象決定ステップと、
検出対象決定ステップで決定された検出対象の自己相関ピーク点候補の自己相関ピーク値が自己相関関数値配列に格納されている位置と、改変が加えられていない場合に該自己相関関数値配列内に現れる自己相関ピークが該自己相関関数値配列に格納されている位置とのずれから、デジタル信号に対して加えられた一次変換を施す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出ステップと、
改変が加えられたデジタル信号に変換パラメータに対する逆変換を施すことで幾何的補正を行い、さらに幾何的補正済みのデジタル信号を所定の領域内において所定の移動量ずつ平行移動し、平行移動済みのデジタル信号から電子透かしの検出を試行し、検出できた時の移動量を、デジタル信号に加えられ平行移動量とする平行移動量推定ステップと、を行う。
According to the present invention (Claim 7) , a predetermined pattern is embedded in advance as a digital watermark so as not to be perceived by human perception repeatedly on a digital signal which is a two-dimensional image signal, and is expanded as a modification. Alternatively, when a digital signal subjected to primary conversion of any one of reduction, rotation, and aspect ratio change is input, a digital watermark in a digital watermark detection apparatus that estimates a conversion parameter representing the primary conversion added to the digital signal A detection method,
A signal reduction step of reducing the image size of the digital signal, which is a two-dimensional image signal to which the input modification has been applied, by a predetermined magnification;
An autocorrelation function calculating step of calculating an autocorrelation value of a digital signal, which is a two-dimensional image signal reduced in the signal reduction step, and storing it in a two-dimensional autocorrelation function value array corresponding to the image signal;
In the autocorrelation function value array obtained in the autocorrelation function calculation step, search for an autocorrelation peak in which the autocorrelation value peaks, and in the vicinity of the position where the autocorrelation peak value is stored in the autocorrelation function value array In the vicinity of the position where each value of the autocorrelation function value array within the predetermined range and the theoretical autocorrelation peak value appearing in the autocorrelation function value array due to the periodicity of the pattern repetition are stored. An autocorrelation peak point evaluation step for calculating an evaluation value based on a correlation value with each value of the autocorrelation function value array within the range of
In accordance with the evaluation value obtained in the autocorrelation peak point evaluation step, a detection target determination step for determining autocorrelation peak point candidates to be used for detection of embedded information;
The position in which the autocorrelation peak value of the autocorrelation peak point candidate of the detection target determined in the detection target determination step is stored in the autocorrelation function value array, and in the autocorrelation function value array if no modification has been made A conversion parameter calculating step for calculating a conversion parameter for performing a primary conversion applied to the digital signal from a shift from a position where the autocorrelation peak appearing in the position stored in the autocorrelation function value array;
Geometrical correction is performed by applying an inverse transformation to the conversion parameter to the modified digital signal, and the geometrically corrected digital signal is translated by a predetermined amount of movement within a predetermined region. An attempt is made to detect a digital watermark from a digital signal, and a parallel movement amount estimation step is performed in which a movement amount when the digital watermark is detected is added to the digital signal to obtain a parallel movement amount.

また、本発明(請求項8)は、請求項6または7記載の電子透かし検出方法において、
所定の倍率が複数である場合に、各倍率で縮小された改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に、自己相関関数計算ステップで得られた自己相関の値の平均及び分散又は標準偏差が同じになるように、該自己相関の値を正規化する自己相関関数値正規化ステップを更に行う。
The present invention (Claim 8) is the electronic watermark detection method according to claim 6 or 7 ,
If the predetermined magnification is plural, each digital signal is a two-dimensional image signal applied the modified reduced at each magnification, the average and variance of the values of the autocorrelation obtained by the autocorrelation function calculating step Alternatively , an autocorrelation function value normalizing step for normalizing the autocorrelation value so that the standard deviation is the same is further performed.

また、本発明(請求項9)は、請求項6乃至8のいずれか1項に記載の電子透かし検出方法において、所定の倍率が複数である場合に、各倍率で縮小された改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に、自己相関ピーク点評価手段で得られた全ての評価値の平均と標準偏差が同じなるように該評価値を正規化する自己相関ピーク点評価値正規化ステップを更に行う。 Further, according to the present invention (Claim 9), in the digital watermark detection method according to any one of Claims 6 to 8, when there are a plurality of predetermined magnifications, a modification reduced at each magnification is added. Autocorrelation peak point evaluation value that normalizes the evaluation value so that the average and standard deviation of all evaluation values obtained by the autocorrelation peak point evaluation means are the same for each digital signal that is a two-dimensional image signal A normalization step is further performed.

また、本発明(請求項10)は、請求項7乃至10のいずれ1項に記載の検出対象決定ステップにおいて、所定の倍率が複数である場合に、
各倍率で縮小された改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に、自己相関ピーク点評価ステップで得られた評価値の大きいものから順にL個の評価点を選択し、選択されたL個の評価値に各倍率で縮小された改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に自己相関ピーク点評価ステップで得られた評価値のいずれの値よりも大きな所定の値p を加算する自己相関ピーク点評価値増加ステップと、
各倍率で縮小された改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に求めた自己相関ピーク点評価値増加ステップによって加算された評価値及び加算されなかった評価値、すべての中から、評価値の大きいものから順に、埋め込み情報検出上限回数記憶手段に記憶された埋め込み情報検出上限回数M個の評価値を選択し、選択されたM個の評価値に対応するピーク点候補を検出対象として出力する埋め込み情報検出対象ピーク点候補選択ステップと、を行う。
Further, according to the present invention (Claim 10) , in the detection target determining step according to any one of Claims 7 to 10, when the predetermined magnification is plural,
For each digital signal that is a modified two-dimensional image signal reduced at each magnification, L evaluation points are selected in descending order of evaluation values obtained in the autocorrelation peak point evaluation step. A predetermined value that is larger than any of the evaluation values obtained in the autocorrelation peak point evaluation step for each digital signal that is a two-dimensional image signal that has been modified by reducing each magnification to the L evaluation values. Autocorrelation peak point evaluation value increasing step of adding the value p 0 of
Evaluation values added and not added by the autocorrelation peak evaluation value increasing step obtained for each digital signal that is a two-dimensional image signal that has been reduced and modified at each magnification. In order from the largest evaluation value, M evaluation values of the embedded information detection upper limit count stored in the embedded information detection upper limit count storage means are selected, and peak point candidates corresponding to the selected M evaluation values are detected. An embedding information detection target peak point candidate selection step to output as a target is performed.

本発明(請求項11)は、2次元の画像信号であるデジタル信号に対して、予め所定のパターンを繰り返し人間の知覚に感知されないように電子透かしとして該所定のパターンが埋め込まれ、改変として拡大または縮小、回転、アスペクト比変更のいずれかの一次変換を施されたデジタル信号が入力されると、デジタル信号に加えられた一次変換を表す変換パラメータを推定する電子透かし検出プログラムであって、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電子透かし検出装置の各手段としてコンピュータを機能させるための電子透かし検出プログラムである。
According to the present invention (claim 11), a predetermined pattern is embedded in advance as a digital watermark so as not to be perceived by human perception repeatedly on a digital signal which is a two-dimensional image signal, and expanded as a modification. or reduction, rotation, when the digital signal subjected to any of linear transformation changes the aspect ratio is inputted, a digital watermark detection program for estimating a transformation parameter representing the primary conversion applied to the digital signal,
A digital watermark detection program for causing a computer to function as each means of the digital watermark detection apparatus according to any one of claims 1 to 5.

本発明の請求項1、2の電子透かし検出装置及び、請求項6、7の電子透かし検出方法によれば、入力された改変の加えられたデジタル信号を縮小してから自己相関関数を計算するため、小さな領域の自己相関関数計算でも必要な自己相関ピークを得ることができ、自己相関関数計算に要する処理時間を抑制し、効率的な電子透かし検出が可能となる。 According to the digital watermark detection apparatus of claims 1 and 2 and the digital watermark detection method of claims 6 and 7 , the auto-correlation function is calculated after reducing the input digital signal with modification. Therefore, a necessary autocorrelation peak can be obtained even by calculating the autocorrelation function in a small region, and the processing time required for the autocorrelation function calculation can be suppressed, thereby enabling efficient digital watermark detection.

また、本発明の請求項1、2の電子透かし検出装置及び請求項6、7の電子透かし検出方法によれば、複数の異なる倍率に縮小された信号毎にピーク点評価を行うため、信号に加えられた改変の程度が小さな拡大率から大きな拡大率まで広い範囲に想定される場合にも、自己相関ピーク点の探索を高精度に行うことができ、高精度な電子透かしの検出が可能となる。

Further, according to claim 1, 2 of the digital watermark detection apparatus and claim 6, 7 digital watermark detection method of the present invention, for performing the peak point evaluation for each signal that is reduced to a plurality of different magnifications, the signal Even when the degree of modification applied is assumed to be in a wide range from a small enlargement ratio to a large enlargement ratio, it is possible to search for autocorrelation peak points with high accuracy and to detect digital watermarks with high accuracy. Become.

本発明の請求項3,4の電子透かし検出装置及び請求項8,9の電子透かし検出方法によれば、複数のレンジ毎の自己相関関数値やピーク点評価値をそれぞれ正規化することで、レンジを跨ったピーク点評価値の比較において、正しいピーク点の得られているレンジのピーク点候補の評価値より、信号に加えられたノイズや元々の信号の自己相関性によって異なるレンジにおいて現れた誤ったピーク点候補の評価値を高く評価してしまうことによる検出失敗を抑制し、自己相関ピーク点の探索を高精度に行うことができ、高精度な電子透かしの検出が可能となる。   According to the digital watermark detection apparatus of claims 3 and 4 of the present invention and the digital watermark detection method of claims 8 and 9, by normalizing the autocorrelation function value and peak point evaluation value for each of a plurality of ranges, In comparison of peak point evaluation values across the range, it appeared in different ranges depending on the noise added to the signal and the autocorrelation of the original signal, from the evaluation value of the peak point candidate of the range where the correct peak point was obtained Detection failure due to high evaluation value of an erroneous peak point candidate can be suppressed, autocorrelation peak points can be searched with high accuracy, and highly accurate digital watermark detection can be performed.

本発明の請求項5の電子透かし検出装置及び請求項10の電子透かし検出方法によれば、各レンジのピーク点評価値において、正しいレンジの正しいピーク点候補の評価値よりも大きな評価値を持つ、誤ったレンジの誤ったピーク点候補が多数存在した場合にも、各レンジの上位にあるピーク点候補を優先する結果、正しいレンジの正しいピーク点候補を埋め込み情報検出の対象とすることができ、検出に失敗することを抑制することができると共に、全体として検出を行うピーク点候補の上限数を所定の数に限定することができるため、全体の検出処理時間の上限を限定することができる。また、個々の電子透かし検出において推定し得る信号に加えられた改変やノイズについての条件に応じて、どのようなピーク点候補を優先して検出対象にするかの埋め込み情報検出方法を、装置の構成の変更なしに容易に変更することが可能となり、効率よく電子透かしの検出を実施することができる。   According to the digital watermark detection apparatus of claim 5 and the digital watermark detection method of claim 10, the peak point evaluation value of each range has an evaluation value larger than the evaluation value of the correct peak point candidate of the correct range. Even when there are many wrong peak point candidates in the wrong range, priority is given to the peak point candidates at the top of each range, so that the correct peak point candidates in the correct range can be targeted for embedded information detection. In addition, it is possible to suppress the failure of detection, and it is possible to limit the upper limit number of peak point candidates to be detected as a whole to a predetermined number, thereby limiting the upper limit of the entire detection processing time. . In addition, an embedded information detection method for determining which peak point candidate is to be preferentially detected according to conditions for alterations and noise added to signals that can be estimated in individual digital watermark detection, It is possible to easily change without changing the configuration, and it is possible to efficiently detect the digital watermark.

以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の電子透かし検出装置では、入力された電子透かし検出対象の信号に対して複数の縮小率で縮小した信号毎に自己相関関数を計算することにより、信号に対する改変として拡大率の大きい拡大がなされている場合においても、小さい領域での自己相関関数値の計算で自己相関ピークを発見できるようにすることを骨子とする。   In the digital watermark detection apparatus of the present invention, by calculating an autocorrelation function for each signal reduced at a plurality of reduction ratios with respect to the input signal to be detected as a digital watermark, a large expansion can be performed as a modification to the signal. Even in the case where it is made, it is essential to be able to find an autocorrelation peak by calculating an autocorrelation function value in a small region.

以下では、まず、第1〜第3の実施の形態において、本発明の背景となる電子透かし埋め込み・検出方法について詳細を述べた後に、第4の実施の形態において、本発明の電子透かし検出装置について述べる。   Hereinafter, in the first to third embodiments, the digital watermark embedding / detection method as the background of the present invention will be described in detail, and then the digital watermark detection apparatus of the present invention will be described in the fourth embodiment. Is described.

最初に本発明で使用される用語について定義する。   First, terms used in the present invention will be defined.

本発明においては、電子透かしの埋め込み、検出が行われる対象となる情報を「信号」と称する。以下の実施の形態では、主として2次元の画像信号に対する処理を例に説明するが、映像や音声信号であっても構わない。また、任意のn次元の信号について同様の方法を適用することができることは言うまでもない。   In the present invention, information to be embedded and detected as an electronic watermark is referred to as a “signal”. In the following embodiments, processing for mainly two-dimensional image signals will be described as an example, but video and audio signals may be used. It goes without saying that the same method can be applied to any n-dimensional signal.

次に、本発明で使用する「電子透かし埋め込み検出の通信モデル」について説明する。   Next, the “digital watermark embedding detection communication model” used in the present invention will be described.

図3は、本発明の背景となる電子透かし埋め込み・検出のモデルを示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing a digital watermark embedding / detection model as a background of the present invention.

系に与えられた埋め込み前信号101に対し、電子透かし埋め込み装置200を用いて埋め込み情報102が埋め込まれる。埋め込み情報102は、後に検出して利用する情報であればどのような情報であってもよく、例えば、コンテンツの識別子、著作権情報、URL、コンテンツを購入したユーザの識別子や名前、住所、コンテンツを販売したトランザクションの識別子、コンテンツを生成したデジタルカメラなどの機器の識別子や機器の情報、コンテンツのコピー可否を制御するためのフラグ、コンテンツの改ざん検知を行うための信号などであってもよい。また、電子透かし検出によって後述する信号の改変107の大きさを求めること自体を目的とするような系においては、埋め込み情報102は所定の固定の値であってもよい。埋め込み情報102が固定の値である場合は、明示的に電子透かし埋め込み装置200に入力されること無く、電子透かし埋め込み装置200の内部に予め記憶されている値を用いるようにされていてもよいことは言うまでもない。   Embedded information 102 is embedded in the pre-embedding signal 101 given to the system using the digital watermark embedding apparatus 200. The embedded information 102 may be any information as long as it is detected and used later. For example, the identifier of the content, the copyright information, the URL, the identifier of the user who purchased the content, the name, the address, the content It may be an identifier of a transaction that sold the product, an identifier of a device such as a digital camera that has generated the content, information on the device, a flag for controlling whether or not the content can be copied, a signal for detecting alteration of the content, and the like. Further, in a system that aims at obtaining the size of the signal modification 107 described later by digital watermark detection, the embedded information 102 may be a predetermined fixed value. When the embedded information 102 is a fixed value, a value stored in advance in the digital watermark embedding apparatus 200 may be used without being explicitly input to the digital watermark embedding apparatus 200. Needless to say.

電子透かし埋め込み装置200の出力した埋め込み済み信号104は、通信路105を経る中で加法的ノイズ106や信号の改変107といったノイズが付加される。   The embedded signal 104 output from the digital watermark embedding apparatus 200 is added with noise such as additive noise 106 and signal modification 107 through the communication path 105.

ここで、加法的ノイズ106は、例えば、画像信号における画素値やDCT係数などの、信号の時間的・空間的・周波数的に分割された要素のとる値に対して加減算的に加えられるノイズ成分であって、例えば、信号に加えられる雑音や、例えば、MPEGやJPEGなどの信号の符号化ノイズであってもよい。   Here, the additive noise 106 is, for example, a noise component that is added or subtracted to a value obtained by an element divided in terms of time, space, and frequency, such as a pixel value or a DCT coefficient in an image signal. For example, it may be noise added to a signal or encoding noise of a signal such as MPEG or JPEG.

信号の改変107は、例えば、画像信号における被写体の形状などの、信号の時間的・空間的・周波数的な位置を変化させるような改変であって、例えば、信号の平行移動、拡大・縮小、回転、アクペクト比変更、アフィン変換等の一次変換、一部切り取りなどの改変であってもよい。   The signal modification 107 is modification that changes the temporal, spatial, and frequency positions of the signal, such as the shape of the subject in the image signal, and includes, for example, signal translation, enlargement / reduction, Modifications such as rotation, change in aspect ratio, primary transformation such as affine transformation, and partial cropping may be used.

加法的ノイズ106、信号の改変107、人によって意図されたものであっても意図されないものであってもよい。また、加法的ノイズ106、信号の改変107の付加される順序は問わない。   Additive noise 106, signal modification 107, and may or may not be intended by a person. The order in which the additive noise 106 and the signal modification 107 are added does not matter.

また、通信路105上で上記以外の信号に対する変化が加えられても構わない。   Further, changes to signals other than those described above may be added on the communication path 105.

通信路105を経て改変された埋め込み済み信号108が電子透かし検出装置400に入力され、埋め込み情報102と同じ検出情報110が出力される。   The embedded signal 108 modified through the communication path 105 is input to the digital watermark detection apparatus 400, and the same detection information 110 as the embedded information 102 is output.

[第1の実施の形態]
以下に、本発明により検出する電子透かしを埋め込む方法の例を示す。
[First Embodiment]
The following is an example of a method for embedding a digital watermark detected by the present invention.

図4は、第1の実施の形態における電子透かし埋め込み装置の構成例である。   FIG. 4 is a configuration example of the digital watermark embedding apparatus according to the first embodiment.

電子透かし埋め込み装置200は、透かしパターン生成部201、透かしパターン加算部202から構成される。   The digital watermark embedding device 200 includes a watermark pattern generation unit 201 and a watermark pattern addition unit 202.

電子透かしの埋め込みは次のような手順に従って行われる。   The digital watermark is embedded according to the following procedure.

1) 透かしパターン生成部201において、電子透かし埋め込み装置200に入力された埋め込み情報102に基づき、信号に対して電子透かしとして埋め込む透かしパターン203を生成する。   1) The watermark pattern generation unit 201 generates a watermark pattern 203 to be embedded as a digital watermark into a signal based on the embedded information 102 input to the digital watermark embedding device 200.

透かしパターン203の生成の方法としては、例えば、前述の特許文献1の第1の実施例に述べられているような、埋め込み情報102に基づいて透かし係数行列を変更したものに対し、離散逆フーリエ変換を施して得られた信号パターンであっても構わない。2次元の画像信号を対象とした場合に生成された透かしパターンの例を、図5の透かしパターン301に示す。透かしパターン203の生成の方法はこれに限定するものではなく、後述する透かしパターンの加算の結果得られる埋め込み済み信号104において、透かしパターン203の存在が人間の知覚に感知されにくいように構成されるものであればどのようなパターンであっても構わず、例えば、他の既存の電子透かし埋め込み方法に基づいて構成されたパターンであっても構わない。   As a method of generating the watermark pattern 203, for example, a discrete inverse Fourier is used for a method in which the watermark coefficient matrix is changed based on the embedded information 102 as described in the first embodiment of Patent Document 1 described above. It may be a signal pattern obtained by performing conversion. An example of a watermark pattern generated when a two-dimensional image signal is targeted is shown as a watermark pattern 301 in FIG. The method of generating the watermark pattern 203 is not limited to this, and is configured so that the presence of the watermark pattern 203 is not easily perceived by human perception in an embedded signal 104 obtained as a result of adding a watermark pattern described later. Any pattern may be used as long as it is a pattern, for example, a pattern configured based on another existing digital watermark embedding method.

2) 透かしパターン加算部202において、透かしパターン生成部201で生成された透かしパターン203を、電子透かしの埋め込み装置200に入力された埋め込み前信号101に、繰り返し並べて加算することで埋め込み済み信号104を得る。例えば、2次元の画像信号を対象とした場合には透かしパターン301を入力された画像信号である埋め込み前信号101に対し、図5に示す例のように繰り返しタイル状に加算する。   2) The watermark pattern addition unit 202 repeatedly adds the watermark pattern 203 generated by the watermark pattern generation unit 201 to the pre-embedding signal 101 input to the digital watermark embedding device 200, and adds the embedded signal 104. obtain. For example, when a two-dimensional image signal is targeted, the watermark pattern 301 is repeatedly added to the pre-embedding signal 101 that is the input image signal in a tiled manner as in the example shown in FIG.

透かしパターン203の加算の方法としては、例えば、前述の特許文献1の第1の実施例に述べられているように、与えられた強度パラメータに従ってパターンを必要に応じて強調して加算するようにしてもよい。また、埋め込み前信号101の加算を行う部位の信号の特徴に応じ、例えば、加算されたパターンが目立つような部位ではパターンの強度を小さくし、パターンが目立たない部位ではパターンの強度を大きくするようにパターンの強度の程度を変化させるなどして、透かしパターンを加算するようにされていてもかまわない。   As a method of adding the watermark pattern 203, for example, as described in the first embodiment of Patent Document 1, the pattern is emphasized and added as necessary according to a given intensity parameter. May be. Further, according to the characteristics of the signal of the part to which the pre-embedding signal 101 is added, for example, the pattern strength is reduced at a part where the added pattern is conspicuous, and the pattern strength is increased at a part where the pattern is not conspicuous. The watermark pattern may be added by changing the intensity of the pattern.

次に、電子透かし検出について説明する。   Next, digital watermark detection will be described.

図6は、第1の実施の形態における電子透かし検出装置の構成例を示す。   FIG. 6 shows a configuration example of the digital watermark detection apparatus in the first embodiment.

電子透かし検出装置400は、前述の電子透かし埋め込み装置200を用いて得られる電子すかし埋め込み済み信号に、平行移動、拡大・縮小、回転、アスペクト比変更、アフィン変換等の一次変換、一部切り取り、非可逆圧縮などの処理が施された信号から、埋め込まれた電子透かしを検出するための装置である。   The digital watermark detection apparatus 400 performs a primary conversion such as translation, enlargement / reduction, rotation, aspect ratio change, affine transformation, partial clipping, etc., on an electronic watermark embedded signal obtained by using the above-described digital watermark embedding apparatus 200. This is an apparatus for detecting an embedded digital watermark from a signal subjected to processing such as lossy compression.

同図に示す電子透かし検出装置400は、一次変換パラメータ推定部401、幾何変換補正部402、平行移動量推定部403、埋め込み情報検出部404とから構成される。   The digital watermark detection apparatus 400 shown in the figure includes a primary conversion parameter estimation unit 401, a geometric transformation correction unit 402, a parallel movement amount estimation unit 403, and an embedded information detection unit 404.

電子透かしの検出処理は大きく次の段階を経て行われる。   The digital watermark detection process is largely performed through the following steps.

図7は、第1の実施の形態における電子透かし検出処理のフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart of digital watermark detection processing according to the first embodiment.

ステップ101) 一次変換パラメータ推定:
一次変換パラメータ推定部401において、入力信号の405の自己相関値を算出し、自己相関値がピークをとる点を探索することにより、信号に与えられた変形の一次変換パラメータを推定し、推定一次変換パラメータ406を求める。
Step 101) Primary transformation parameter estimation:
The primary conversion parameter estimation unit 401 calculates an autocorrelation value 405 of the input signal, searches for a point where the autocorrelation value takes a peak, estimates a primary conversion parameter given to the signal, and estimates an estimated primary A conversion parameter 406 is obtained.

ステップ102) 一次変換による幾何補正:
幾何変換補正部402において、入力信号405に対し、ステップ101で推定された一次変換パラメータ406に対する逆変換を施し、信号を幾何的に補正する。
Step 102) Geometric correction by linear transformation:
In the geometric transformation correction unit 402, the input signal 405 is subjected to inverse transformation with respect to the primary transformation parameter 406 estimated in step 101 to geometrically correct the signal.

ステップ103)平行移動量推定:
平行移動量推定部403において、ステップ102で補正された幾何変換補正済み信号407に対して平行移動量の全探索を行うことで、信号に与えられた平行移動量を推定し、推定平行移動量408を求める。
Step 103) Parallel displacement estimation:
The parallel movement amount estimation unit 403 estimates the parallel movement amount given to the signal by performing a full search of the parallel movement amount with respect to the geometric transformation corrected signal 407 corrected in step 102, and the estimated parallel movement amount. 408 is obtained.

ステップ104) 埋め込み情報の検出:
埋め込み情報検出部404において、ステップ103で推定された推定平行移動量408に基づき、ステップ102で補正された幾何変換補正済み信号407から残りの埋め込み情報を検出し、透かし検出情報409を得る。
Step 104) Detection of embedded information:
The embedded information detection unit 404 detects the remaining embedded information from the geometric transformation corrected signal 407 corrected in step 102 based on the estimated parallel movement amount 408 estimated in step 103, and obtains watermark detection information 409.

埋め込み情報の検出は、例えば、前述の特許文献1に述べられているような、幾何変換検出対象係数行列を生成し、検出対象係数行列と埋め込み情報のシンボルに対応して電子透かし埋め込みで用いられたシンボル系列との相関値を求めることによってなされるものであってもよい。   The detection of embedding information, for example, generates a geometric transformation detection target coefficient matrix as described in Patent Document 1 described above, and is used in digital watermark embedding corresponding to the detection target coefficient matrix and symbols of the embedding information. It may be made by obtaining a correlation value with the symbol series.

次に、一次変換パラメータ推定部401の処理について説明する。   Next, the process of the primary conversion parameter estimation unit 401 will be described.

図8は、第1の実施の形態における一次変換パラメータ推定部の構成例である。   FIG. 8 is a configuration example of the primary conversion parameter estimation unit in the first embodiment.

同図に示す一次変換パラメータ推定部401は、自己相関関数値配列生成部501、固定フィルタ探索部502、90度ペア探索部503、詳細信号フィルタ探索部504、変換パラメータ推定部505とから構成される。   The primary transformation parameter estimation unit 401 shown in the figure includes an autocorrelation function value array generation unit 501, a fixed filter search unit 502, a 90-degree pair search unit 503, a detailed signal filter search unit 504, and a conversion parameter estimation unit 505. The

一次変換パラメータ推定部401による一次変換パラメータの推定の手順の例を以下に示す。   An example of the procedure for estimating the primary conversion parameter by the primary conversion parameter estimation unit 401 is shown below.

図9は、第1の実施の形態における一次変換パラメータの推定手順のフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart of the primary conversion parameter estimation procedure according to the first embodiment.

ステップ201) まず入力された入力信号506に対し、自己相関関数値配列生成部501を用いて入力信号506の自己相関関数値配列508を計算する。   Step 201) First, an autocorrelation function value array generation unit 501 of the input signal 506 is calculated with respect to the input signal 506 input by using the autocorrelation function value array generation unit 501.

ここで、自己相関関数値配列とは、n次元の離散データとして与えられた入力信号の自己相関関数を計算し、得られたn次元データを配列に格納したものである。自己相関関数値配列508の例を図10に示す。改変として回転・拡大・縮小が加えられた2次元の画像信号(図10(a))に対して求められた自己相関関数値配列を、自己相関関数値の値を画像の輝度として表現したものが図10(b)である。ここで、入力信号に予め埋め込まれていたパターンの周期性から、自己相関関数値配列に格子状のピーク点が現れていることがわかる。   Here, the autocorrelation function value array is obtained by calculating an autocorrelation function of an input signal given as n-dimensional discrete data and storing the obtained n-dimensional data in the array. An example of the autocorrelation function value array 508 is shown in FIG. An autocorrelation function value array obtained for a two-dimensional image signal (FIG. 10 (a)) that has been rotated, enlarged, or reduced as a modification, and the value of the autocorrelation function value expressed as the luminance of the image Is FIG. 10 (b). Here, it can be seen from the periodicity of the pattern previously embedded in the input signal that lattice-like peak points appear in the autocorrelation function value array.

自己相関関数値配列508の計算方法は、例えば、「樋渡涓二編『画像工学ハンドブック』朝倉書店(1986) p.240」に記載されている。入力信号を離散フーリエ変換して得られたパワースペクトルを逆拡散フーリエ変換するなどの公知の手順が知られていた。   The calculation method of the autocorrelation function value array 508 is described in, for example, “Keiji Watanabe“ Image Engineering Handbook ”Asakura Shoten (1986) p. 240”. Known procedures such as despread Fourier transform of a power spectrum obtained by discrete Fourier transform of an input signal have been known.

また、本実施の形態では、信号に埋め込まれた埋め込み情報により構成されるパターンの自己相関ピークを検出することを目的としているが、信号に対して直接自己相関関数を計算して自己相関関数値配列を算出したのでは、埋め込まれたパターンに対する自己相関ピークが十分明確に現れない場合がある。そこで、目的の自己相関ピークを効率的に検出するため、自己相関関数値配列の計算の前に、入力信号506に対し、埋め込みパターンの周波数特性に応じたフィルタを適用するようにしてもよい。例えば、埋め込み情報が信号の高周波数領域に埋め込まれている場合には、高周波通過フィルタを適用し、更にクリッピング処理を施すようにしてもよい。高周波通過フィルタとしては例えば、図11のラプラシアンフィルタを用いてもよい。   In this embodiment, the purpose is to detect an autocorrelation peak of a pattern composed of embedded information embedded in a signal. When the array is calculated, the autocorrelation peak for the embedded pattern may not appear sufficiently clearly. Therefore, in order to efficiently detect the target autocorrelation peak, a filter corresponding to the frequency characteristic of the embedding pattern may be applied to the input signal 506 before calculating the autocorrelation function value array. For example, when the embedded information is embedded in the high frequency region of the signal, a high frequency pass filter may be applied and further clipping processing may be performed. For example, a Laplacian filter shown in FIG. 11 may be used as the high-frequency pass filter.

ステップ202) ステップ201で得られた自己相関関数値配列508に対し、固定フィルタ探索部502を用いて、上位N個の自己相関ピーク点を探索する。   Step 202) The top N autocorrelation peak points are searched for the autocorrelation function value array 508 obtained in Step 201 using the fixed filter search unit 502.

固定フィルタ探索部502では、ステップ201で得られた自己相関関数値配列508に対し、信号に埋め込まれた埋め込み情報により構成されるパターンの周波数分布と同様の周波数分布を持つフィルタのインパルス応答の空間領域での形状を模倣した形状の固定のフィルタを用いて自己相関関数値配列508をフィルタリング処理し、上記の配列の中でフィルタリング後の信号の大きさが最も強い点から順に上位N個を選択してピーク点候補509として出力する。   The fixed filter search unit 502 uses the autocorrelation function value array 508 obtained in step 201 for the impulse response space of a filter having a frequency distribution similar to the frequency distribution of the pattern formed by the embedded information embedded in the signal. The autocorrelation function value array 508 is filtered using a fixed filter that imitates the shape in the region, and the top N pieces are selected in order from the point where the magnitude of the filtered signal is the strongest in the above array And output as a peak point candidate 509.

埋め込み情報により構成されるパターンが、後述する詳細フィルタ探索部504の説明の例に示すようなsinc関数に基づいた形状を持っている場合には、フィルタ形状としてsinc関数に基づく形状を模倣し、図12に示す形状のフィルタを用いてもよい。   When the pattern constituted by the embedded information has a shape based on the sinc function as shown in an example of the description of the detailed filter search unit 504 described later, the shape based on the sinc function is imitated as a filter shape, You may use the filter of the shape shown in FIG.

ここで模倣というのは、理想的なフィルタ形状に対し大まかな形状が似るように固定フィルタを構成することを指している。すなわち、後述の詳細フィルタ探索部504で行われるように、理想的なフィルタ形状は、自己相関関数値配列上の位置によって異なってくるが、それらを共通の固定形状のフィルタで代用するために、例えば、図12の理想的なsinc関数形状に対して、中心値が大きく、1ピクセル隔てた周囲の値が小さいような固定フィルタを構成することを指している。   Here, imitation means that the fixed filter is configured so that the rough shape is similar to the ideal filter shape. That is, the ideal filter shape varies depending on the position on the autocorrelation function value array, as performed by the detailed filter search unit 504 described later, but in order to substitute them with a common fixed shape filter, For example, this indicates that a fixed filter having a large center value and a small value around one pixel apart from the ideal sinc function shape shown in FIG.

自己相関関数値配列に現れるピーク点がどれだけ原点から離れているかは、信号に加えられた改変107における拡大・縮小の量と、埋め込まれたパターン(例えば、図5の透かしパターン301)の大きさとによって決まる。例えば、2次元の画像信号に繰り返し埋め込まれたパターンの場合で、パターンの1辺の長さがL、信号に加えられた改変107に0.5倍の縮小から1.5倍の拡大までが含まれるとすると、自己相関関数値配列において原点から距離0.5Lから1.5Lまでの範囲にあるピーク点を探索すればよい。   How far the peak point appearing in the autocorrelation function value array is from the origin depends on the amount of enlargement / reduction in the modification 107 added to the signal and the size of the embedded pattern (for example, the watermark pattern 301 in FIG. 5). It depends on Sato. For example, in the case of a pattern repeatedly embedded in a two-dimensional image signal, the length of one side of the pattern is L, and the modification 107 added to the signal ranges from 0.5 times reduction to 1.5 times enlargement. If included, it is only necessary to search for a peak point in a range from a distance of 0.5 L to 1.5 L from the origin in the autocorrelation function value array.

また、自己相関関数値の定義から自己相関関数値配列において原点対称な位置の自己相関関数値は共通であることから、自己相関関数値配列において2つの象限のみの探索を行えば十分である。   Further, since the autocorrelation function values at the origin symmetry position in the autocorrelation function value array are common from the definition of the autocorrelation function value, it is sufficient to search only two quadrants in the autocorrelation function value array.

例えば、固定フィルタ探索部502でのピーク点探索範囲を図13の太線で囲まれた枠内に限って行うようにしても構わない。   For example, the peak point search range in the fixed filter search unit 502 may be performed only within the frame surrounded by the thick line in FIG.

固定フィルタによるフィルタリング処理は、後述する詳細フィルタによる処理と比較して高速に処理することが可能であり、処理負荷の高い以降の処理において無駄な演算処理を行うことを回避することができ、効率的な一次変換パラメータの推定が可能となる。   The filtering process using the fixed filter can be performed at a higher speed than the process using the detailed filter described later, and it is possible to avoid performing unnecessary arithmetic processing in subsequent processes with a high processing load. It is possible to estimate a primary conversion parameter.

ステップ203) ステップ202で得られたN個のピーク点候補509に対して、90度ペア探索部503を用いて、原点から各点に対するベクトルが互いに直交し、かつ、上記ベクトルの長さが一致するような点のペアを探索し、信号に加えられた一次変換の基底ベクトルの表す基底ベクトル候補510として選択する。但し、想定される信号に対して与えられた改変の量に応じて、上記の直交関係、ベクトルの長さの一致についてマージンを持たせて判定を行ってもよい。   Step 203) Using the 90-degree pair search unit 503 for the N peak point candidates 509 obtained in Step 202, vectors for each point from the origin are orthogonal to each other, and the lengths of the vectors match. Such a pair of points is searched and selected as a basis vector candidate 510 represented by the basis vector of the primary transformation added to the signal. However, according to the amount of modification given to the assumed signal, the above-described orthogonal relationship and vector length matching may be determined with a margin.

基底ベクトル候補探索の概念を図14に示す。図14(a)、(b)それぞれにおいて、矩形領域全体が自己相関関数値配列508を表し、矢印の交点に原点があるとする。図14(a)の各点がステップ202で得られたピーク点候補とする。これらのピーク点候補の中から基底ベクトル候補510を選択した結果が図14(b)に示されており、ここでは2組の基底ベクトル候補が得られている。   The concept of the basis vector candidate search is shown in FIG. 14A and 14B, it is assumed that the entire rectangular area represents the autocorrelation function value array 508 and the origin is at the intersection of the arrows. Each point in FIG. 14A is a peak point candidate obtained in step 202. The result of selecting the basis vector candidate 510 from these peak point candidates is shown in FIG. 14B, and here, two sets of basis vector candidates are obtained.

90度ペア探索部503の具体的な実現例については後述する。   A specific implementation example of the 90-degree pair search unit 503 will be described later.

なお、ここでは、埋め込み情報により構成されるパターンが、信号に正方格子状をなすように埋め込まれている場合の例を示しているが、埋め込みが異なる形状(例えば長方形や平行四辺形状)に行われた場合には、上記の手順において直交関係の代わりに埋め込み形状によって定まる所定の角度、ベクトルの長さの一致の代わりに埋め込み形状によって定まる所定のベクトル長の比を持つ点を選択するようになっていてもよい。   Here, an example is shown in which the pattern constituted by the embedding information is embedded so as to form a square lattice pattern in the signal, but the embedding is performed in a different shape (for example, a rectangle or a parallelogram). In this case, in the above procedure, a point having a predetermined angle determined by the embedding shape instead of the orthogonal relationship and a ratio of a predetermined vector length determined by the embedding shape instead of matching the vector length is selected. It may be.

ステップ204) ステップ203で得られた基底ベクトル候補510に対して、詳細フィルタ探索部504を用いてより詳細に候補を絞り込む。具体的には基底ベクトル候補中の各点の周囲の自己相関関数値に対して、予め信号に埋め込まれたパターンの周波数分布と同様の周波数分布を持つインパルス応答の空間領域での形状を持つフィルタを用いて各点に対応する評価値を算出する。各基底ベクトル候補について、基底ベクトル候補に含まれる2点の上記評価値の和を求め、和の値の大きい上位M組の基底ベクトル候補を選択し、推定基底ベクトル511とする。   Step 204) Using the detailed filter search unit 504, the candidates are narrowed down in more detail for the basis vector candidates 510 obtained in Step 203. Specifically, a filter having a shape in the spatial region of an impulse response having a frequency distribution similar to the frequency distribution of the pattern embedded in the signal in advance for the autocorrelation function value around each point in the basis vector candidate Is used to calculate an evaluation value corresponding to each point. For each base vector candidate, the sum of the above two evaluation values included in the base vector candidate is obtained, and the upper M sets of base vector candidates having a large sum are selected and set as an estimated base vector 511.

詳細フィルタ探索504の具体的な実現例については後述する。   A specific implementation example of the detailed filter search 504 will be described later.

ステップ205) 変換パラメータ推定部505を用いて、ステップ204で得られた推定基底ベクトル511に基づいて信号に加えられた改変の一次変換パラメータを算出する。具体的には、信号に改変が加えられていないと仮定した場合の基底ベクトル位置(図15(a))がステップ204で得られた基底ベクトル(例えば、図15(b))もしくは、その原点に対する対称点から構成されるいずれかのベクトルの組に変換されるような一次変換パラメータを求めればよく、この例の場合、ステップ204で得られた基底ベクトルが(x、y)、(x、y)であるとき、推定一次変換パラメータ行列は、 Step 205) Using the conversion parameter estimation unit 505, the modified primary conversion parameter added to the signal is calculated based on the estimated basis vector 511 obtained in Step 204. Specifically, the base vector position (FIG. 15A) when it is assumed that the signal has not been modified is the base vector obtained in step 204 (for example, FIG. 15B) or its origin. In this example, the basis vectors obtained in step 204 are (x 1 , y 1 ), ( x 2 , y 2 ), the estimated primary transformation parameter matrix is

Figure 0004360340
の4種類となる。
Figure 0004360340
There are four types.

ここで、埋め込み情報検出部404が、信号が鏡像及び90度回転されたものであっても埋め込み情報の検出が行えるように構成されているならば、上記行列のうち1通りのみを推定一次変換パラメータとして出力するようにしてもよい。   Here, if the embedded information detection unit 404 is configured to be able to detect embedded information even if the signal is a mirror image and a 90-degree rotated signal, only one of the above matrices is estimated and linearly converted. You may make it output as a parameter.

なお、ここでは、埋め込み情報により構成されるパターンが、信号に正方格子状をなすように埋め込まれている場合の例を示しているが、埋め込みが異なる形状(例えば長方形や平行四辺形)に行われた場合には、信号に改変が加えられていないと仮定した場合の基底ベクトル位置が図15(a)とは異なった物となってくることに対応し、上記の推定一次変換パラメータ行列の計算式が他の形に変化していくことはいうまでもない。   Here, an example is shown in which the pattern constituted by the embedding information is embedded so as to form a square lattice shape in the signal. However, the embedding information is arranged in different shapes (for example, a rectangle or a parallelogram). In this case, the basis vector position when it is assumed that the signal has not been modified is different from that shown in FIG. It goes without saying that the calculation formula changes to other forms.

上記で定められた推定一次変換パラメータ507を、一次変換パラメータ推定部401の出力として出力する。   The estimated primary conversion parameter 507 determined above is output as the output of the primary conversion parameter estimation unit 401.

次に、90度ペア探索部503の実現例を説明する。   Next, an implementation example of the 90-degree pair search unit 503 will be described.

90度ペア探索部503は、具体的には次のような手順を実施することで実現できる。   Specifically, the 90-degree pair search unit 503 can be realized by performing the following procedure.

図16は、第1の実施の形態における90度ペア探索部の実現例のフローチャートである。   FIG. 16 is a flowchart of an implementation example of the 90-degree pair search unit in the first embodiment.

ステップ1201) 90度ペア探索部503の出力値である基底ベクトル候補を蓄積する集合λを空集合とし、ηを固定フィルタ探索部502で得られたピーク点の候補509の集合ξと等しい集合とする。   Step 1201) A set λ for accumulating basis vector candidates, which is an output value of the 90-degree pair search unit 503, is an empty set, and η is a set equal to a set ξ of peak point candidates 509 obtained by the fixed filter search unit 502 To do.

ステップ1202) 集合ηから一つのピーク点候補x”を任意に取り出し、ηからは今取り出したx”を取り除く。   Step 1202) One peak point candidate x ″ is arbitrarily extracted from the set η, and x ″ just extracted is removed from η.

ステップ1203) x”を反時計回りに90度回転した位置zを求める。   Step 1203) A position z obtained by rotating x ″ by 90 degrees counterclockwise is obtained.

ステップ1204) ξからx”を除いた要素の集合をζとする。   Step 1204) Let ζ be a set of elements obtained by removing x ″ from ξ.

ステップ1205) ζから一つのピーク点候補y”を任意に取り出し、ζからは今取り出したy”を取り除く。   Step 1205) One peak point candidate y ″ is arbitrarily extracted from ζ, and y ″ just extracted is removed from ζ.

ステップ1206) y”がzの近傍に存在するかどうかを判定する。近傍かどうかの判定基準は、信号に対する改変107としてどの程度の量のアスペクト比変更などの改変が行われた場合まで一次変換パラメータの推定を可能とするかに応じて広がりを持った領域内に存在するかどうかを判定基準とする。   Step 1206) It is determined whether or not y ″ exists in the vicinity of z. The criterion for determining whether or not y ″ is near is the primary conversion until a modification such as an aspect ratio change is performed as modification 107 for the signal. The determination criterion is whether or not the parameter exists within a wide area depending on whether the parameter can be estimated.

近傍かどうかの具体的な判定基準については後述する。   Specific criteria for determining whether or not it is close will be described later.

ステップ1207) y”がzの近傍と判定された場合は、(x”,y”)の組をλに追加する。   Step 1207) If y ″ is determined to be in the vicinity of z, a set of (x ″, y ″) is added to λ.

ステップ1208) ζが空になったかを判定し、空でなければ空になるまでステップ1205からステップ1208までを繰り返す。   Step 1208) It is determined whether or not ζ is empty. If it is not empty, steps 1205 to 1208 are repeated until empty.

ζが空になった場合は、ステップ1209に移行する。   If ζ becomes empty, the process proceeds to step 1209.

ステップ1209) ηが空になったかを判定し、空でなければηが空になるまでステップ1202からステップ1209を繰り返す。   Step 1209) It is determined whether or not η is empty. If it is not empty, Steps 1202 to 1209 are repeated until η becomes empty.

ηが空になった場合は、ステップ1210に移行する。   If η becomes empty, the process proceeds to step 1210.

ステップ1210) それまでにλに蓄積された基底ベクトル候補510を出力して終了する。   Step 1210) The basis vector candidates 510 accumulated so far in λ are output and the process ends.

ここで、ピーク点候補509が、自己相関関数配列508中でy>0の範囲に限られるように固定フィルタ探索部502が構成されているならば、ηはx>0、y>0の範囲に限定して選択すれば十分であり、ステップ1201においてη←ξとする代わりに
η←{(x,y)│(x,y)∈ξかつx>0かつy>0}
とされていれば効率がよい。ピーク点候補509の存在範囲とステップ1203での回転方向に対応して、ここで限定して選択すべき範囲が変わってくることはいうまでもない。
Here, if the fixed filter search unit 502 is configured such that the peak point candidates 509 are limited to the range of y> 0 in the autocorrelation function array 508, η is in the range of x> 0 and y> 0. It is sufficient that the selection is limited to η ← {(x, y) | (x, y) εξ and x> 0 and y> 0} instead of η ← ξ in step 1201.
If it is said, it is efficient. Needless to say, the range to be selected is limited in accordance with the existence range of the peak point candidate 509 and the rotation direction in step 1203.

なお、上記の集合λ、η、ζ、ξは、メモリ等の記憶手段(図示せず)に格納されるものとする。   It is assumed that the above sets λ, η, ζ, ξ are stored in storage means (not shown) such as a memory.

上記のステップ1206における近傍の判定方法について、以下に説明する。   The neighborhood determination method in step 1206 will be described below.

図17は、第1の実施の形態における90度ペア探索における近傍の定義の例を示す。   FIG. 17 shows an example of the definition of the neighborhood in the 90-degree pair search in the first embodiment.

図17(a)において、信号に対する改変107としてアスペクト比変更を含まない改変1301がなされた場合に、自己相関関数値配列508のピークが表す基底ベクトルをx及びyで表す。また、信号に対する改変107として、上記の改変1301の前後にアスペクト比変更を更に加えた改変1302がなされた場合に、自己相関関数値配列508のピークが表す基底ベクトルをx”及びy”で表す。また、x”を90度回転された位置をzとする。   In FIG. 17A, when the modification 1301 that does not include the aspect ratio change is performed as the modification 107 to the signal, the basis vectors represented by the peaks of the autocorrelation function value array 508 are represented by x and y. Further, as a modification 107 to the signal, when a modification 1302 in which an aspect ratio change is further added before and after the modification 1301, the basis vectors represented by the peaks of the autocorrelation function value array 508 are represented by x ″ and y ″. . Further, a position where x ″ is rotated by 90 degrees is set as z.

ここで、改変1302が加えられた場合に、実際にピーク点候補509として観測されるピーク点はx”やy”であるから、ステップ1206においては、想定されるアスペクト比変更の範囲でzとy”がとりうる位置関係の範囲内であれば近傍にあると判断することができる。   Here, since the peak point actually observed as the peak point candidate 509 is x ″ and y ″ when the modification 1302 is added, in step 1206, z and If y ″ is within the range of possible positional relationships, it can be determined that it is in the vicinity.

改変1302において、改変1301の前後に行われるアスペクト比変更をそれぞれ下記のA,Bに表す。   In the modification 1302, the aspect ratio changes performed before and after the modification 1301 are respectively represented by A and B below.

Figure 0004360340
とすると、y”はzを用いて次のように表される。
Figure 0004360340
Then, y ″ is expressed as follows using z.

Figure 0004360340
α,βが1−a≦α≦1+a,1−b≦β≦1+b(但し、0<a<1,0<b<1)を動くとき、z=(x,y)に対してy”=(x,y)が動く範囲は図17(b)の双曲線と直線に囲まれた領域になる。
Figure 0004360340
When α and β move 1−a ≦ α ≦ 1 + a, 1−b ≦ β ≦ 1 + b (where 0 <a <1, 0 <b <1), z = (x 0 , y 0 ) The range in which y ″ = (x 1 , y 1 ) moves is a region surrounded by a hyperbola and a straight line in FIG.

従って、ステップ1206においては、与えられたy”,zに対して、y”がzを囲む図17(b)の領域内に存在する場合に近傍にあると判定すればよい。   Therefore, in step 1206, it is sufficient to determine that y ″ is in the vicinity when y ″ exists in the region of FIG.

なお、領域の判定を簡略化するため、図17(b)の領域をおおよそ含むような他の図形領域、例えば、台形領域や扇形領域等を定め、その範囲で近傍の判定を行うようになっていてもよい。さらに、演算を高速に処理するために判定を整数演算だけで行えるように式を変形して処理を行ってもよいことは言うまでもない。例えば、図17(c)の曲線で囲まれた扇形を切り取ったような領域をもって判定するとするならば、次式F,F,F,Fの正負で判断するようにされていてもよい。 In order to simplify the determination of the area, another graphic area that roughly includes the area shown in FIG. 17B, for example, a trapezoid area, a sector area, or the like is defined, and the vicinity is determined within that area. It may be. Furthermore, it goes without saying that the processing may be performed by modifying the expression so that the determination can be performed only by integer arithmetic in order to process the operation at high speed. For example, if the determination is made with an area cut out of the fan shape surrounded by the curve in FIG. 17C, the determination is made based on the positive / negative of the following formulas F 1 , F 2 , F 3 , and F 4. Also good.

=b x−(b−b
=b x−(b+b
=(a+a(x +y )−a (x+y
=(a−a(x +y )−a (x+y
但し、α=1/α’、1−a’≦α’≦1+a’とし、a’=a/a,b−b/b,a,a,b,bは整数とする。
F 1 = b m 2 y 0 x- (b m -b n) 2 x 0 y
F 2 = b m 2 y 0 x- (b m + b n) 2 x 0 y
F 3 = (a m + a n) 2 (x 0 2 + y 0 2) -a m 2 (x 2 + y 2)
F 4 = (a m -a n ) 2 (x 0 2 + y 0 2) -a m 2 (x 2 + y 2)
However, α = 1 / α ', 1-a' and ≦ α '≦ 1 + a' , a '= a n / a m, b-b n / b m, a n, a m, b n, b m are It is an integer.

次に、詳細フィルタ探索部504の実現例を説明する。   Next, an implementation example of the detailed filter search unit 504 will be described.

自己相関関数値配列503は、元の信号に対するパワースペクトルの逆フーリエ変換として表されることから、自己相関関数値の周波数分布は信号に埋め込まれた透かしパターン(例えば、図5の透かしパターン301)の持つ周波数帯域形状と同様になることは自明である。特に、繰り返しタイリングして埋め込まれた透かしパターンの場合、自己相関関数値には周期的なインパルス状ピークが現れる。   Since the autocorrelation function value array 503 is represented as an inverse Fourier transform of the power spectrum with respect to the original signal, the frequency distribution of the autocorrelation function value is a watermark pattern embedded in the signal (for example, the watermark pattern 301 in FIG. 5). It is obvious that the frequency band shape is similar to that of. In particular, in the case of a watermark pattern embedded by repeated tiling, a periodic impulse-like peak appears in the autocorrelation function value.

空間領域で繰り返すパターンのフーリエ変換は、周波数領域では疎に繰り返されるインパルス状の周波数分布になることが一般的に知られており、図18の埋め込みパターンを繰り返しタイリングした埋め込みパターン(d)の周波数分布は、同図の(c)のようになる。   It is generally known that the Fourier transform of a pattern repeated in the spatial domain has an impulse-like frequency distribution that is sparsely repeated in the frequency domain, and the embedded pattern (d) obtained by repeatedly tiling the embedded pattern in FIG. The frequency distribution is as shown in FIG.

観測される自己相関関数値配列508が、信号に対する改変107を受けたものであることを考えると、改変のない場合の基底ベクトル位置(x,y)が(x,y)に移される改変量A(x,y)に対応した周波数領域での改変量B(x,y)を考え、元の周波数領域形状(c)をB(x,y)で変換させ、パワースペクトル化した形状(g)が、自己相関関数値(h)の周波数分布となることがわかる。よって上記形状(g)の帯域通過フィルタを用いて自己相関関数値配列508をフィルタリングして得られる信号値の大きさによって、自己相関関数値配列508に図18の(h)のようなピークが現れているかどうかを判断することができる。 Considering that the observed autocorrelation function value array 508 has undergone modification 107 to the signal, the base vector position (x 0 , y 0 ) without modification is moved to (x, y). Considering the modification amount B (x, y) in the frequency domain corresponding to the modification amount A (x, y) , the shape obtained by converting the original frequency domain shape (c) with B (x, y) and converting it to a power spectrum It can be seen that (g) is the frequency distribution of the autocorrelation function value (h). Therefore, a peak as shown in (h) of FIG. 18 appears in the autocorrelation function value array 508 depending on the magnitude of the signal value obtained by filtering the autocorrelation function value array 508 using the bandpass filter having the shape (g). It can be judged whether it is appearing.

従って、詳細フィルタ探索部504に入力された基底ベクトル候補510のそれぞれに対して、基底ベクトル候補の位置に対応して変換された周波数領域での形状(g)を持つ帯域通過フィルタを構成し、自己相関関数値配列生成部501の計算過程で得られたパワースペクトルをフィルタリングした後に、逆フーリエ変換を施し、基底ベクトル位置の信号強度を持って各基底ベクトル候補510の評価値とすればよい。   Therefore, for each of the basis vector candidates 510 input to the detailed filter search unit 504, a bandpass filter having a shape (g) in the frequency domain transformed corresponding to the position of the basis vector candidate is configured. After filtering the power spectrum obtained in the calculation process of the autocorrelation function value array generation unit 501, inverse Fourier transform is performed, and the evaluation value of each base vector candidate 510 is obtained with the signal intensity at the base vector position.

次に、図7のステップ103の平行移動量推定の具体的な動作を説明する。   Next, a specific operation of the parallel movement amount estimation in step 103 of FIG. 7 will be described.

平行移動量推定部403における平行移動量の推定は、次のように構成することができる。   The estimation of the parallel movement amount in the parallel movement amount estimation unit 403 can be configured as follows.

例えば、2次元の画像信号に対する透かし埋め込みの場合を考える。図5のように透かしパターンが信号中に繰り返し埋め込まれているため、透かしパターン301の大きさがn×nであれば、(0,0)から(n−1,n−1)の平行移動量の全てに対して電子透かしの検出を試行し、検出できたときの平行移動量をもって、改変107として与えられた平行移動量とすればよい。   For example, consider the case of watermark embedding for a two-dimensional image signal. Since the watermark pattern is repeatedly embedded in the signal as shown in FIG. 5, if the size of the watermark pattern 301 is n × n, the parallel movement from (0, 0) to (n−1, n−1). The detection of digital watermark is attempted for all of the amounts, and the amount of translation when detected can be set as the amount of translation given as the modification 107.

ここで、電子透かしの検出の試行により検出できたかどうかの判断は、検出結果の精度を示す値が所定の閾値を越えているかどうかで判断してもよい。また、上記検出結果の精度を表す値が最大となったときの平行移動量を持って検出できたと判断してもよい。例えば、前述の特許文献1の第2の実施例において述べられているようなシンボル検出部を用いて電子透かしの検出を行う場合には、上記特許文献1におけるシンボル系列と検出対象系列との相関値を上記検出結果の精度を表す値として用いても良い。   Here, the determination as to whether or not the digital watermark has been detected by the trial of the digital watermark may be determined based on whether or not the value indicating the accuracy of the detection result exceeds a predetermined threshold. Further, it may be determined that the detection can be performed with the amount of parallel movement when the value representing the accuracy of the detection result is maximized. For example, when digital watermark detection is performed using a symbol detection unit as described in the second embodiment of Patent Document 1, the correlation between the symbol sequence and the detection target sequence in Patent Document 1 is described above. A value may be used as a value representing the accuracy of the detection result.

図19は、第1の実施の形態における平行移動量推定部の動作のフローチャートである。   FIG. 19 is a flowchart of the operation of the parallel movement amount estimation unit in the first embodiment.

ステップ1501,1502,1503) 検出結果精度の最大値を保存する変数max及びオフセット位置x、yを0に初期化する。但し、検出結果精度が負数も取りうるように構成されている場合は、maxに検出結果精度が取りうる最小の値を設定する。   Steps 1501, 1502, 1503) The variable max and the offset positions x and y for storing the maximum value of the detection result accuracy are initialized to zero. However, if the detection result accuracy can be a negative number, the minimum value that can be obtained the detection result accuracy is set to max.

ステップ1504) 信号に対する改変107として(x,y)の平行移動が行われていると仮定した場合の透かし検出を実施し、検出結果の精度を表す値をpに代入する。   Step 1504) Watermark detection is performed when it is assumed that (x, y) translation is performed as the modification 107 for the signal, and a value representing the accuracy of the detection result is substituted into p.

ステップ1505) pがmaxよりも大きいかどうか判定し、大きくない場合はステップ1508に移行する。大きい場合はステップ1506に移行する。   Step 1505) It is determined whether p is larger than max. If not larger, the process proceeds to Step 1508. If larger, the process proceeds to step 1506.

ステップ1506) maxにpを代入し、そのときの平行移動量x,yをそれぞれmx,myに代入して保存する。   Step 1506) p is substituted into max, and the parallel movement amounts x and y at that time are substituted into mx and my, respectively, and stored.

ステップ1507) さらに、maxが予め決められた所定の閾値を越えているかを判定し、超えている場合はステップ1513に移行する。越えていない場合はステップ1508に移行する。   Step 1507) Further, it is determined whether or not max exceeds a predetermined threshold value, and if it exceeds, the process proceeds to Step 1513. If not, the process proceeds to step 1508.

ステップ1508) 横方向のオフセットxに変位dxを加える。ピクセル単位に変更移動量を推定する場合はdxは1でよい。   Step 1508) Add displacement dx to lateral offset x. When the change movement amount is estimated in pixel units, dx may be 1.

ステップ1509) xがn未満の場合はステップ1504に戻り、xがnに達するまでステップ1504〜ステップ1508を繰り返す。   Step 1509) If x is less than n, return to Step 1504 and repeat Step 1504 to Step 1508 until x reaches n.

ステップ1510) 縦方向のオフセットyにdyを加える。ピクセル単位に平行移動量を推定する場合は、dyは1でよい。   Step 1510) Add dy to the vertical offset y. When estimating the amount of translation in pixel units, dy may be 1.

ステップ1511) yがn未満の場合はステップ1503に戻り、yがnに達するまでステップ1503〜ステップ1510を繰り返す。   Step 1511) If y is less than n, the process returns to Step 1503, and Steps 1503 to 1510 are repeated until y reaches n.

yがnに達した場合には、ステップ1512で最大の検出結果精度値を与えた平行移動量mx,myを推定平行移動量408として出力する。   When y reaches n, the parallel movement amounts mx and my giving the maximum detection result accuracy value in step 1512 are output as the estimated parallel movement amount 408.

ステップ1507において、maxが閾値を越えていた場合に、ステップ1513〜ステップ1521の手順によって、全ての平行移動量を探索することなしに推定平行移動量を決定するようになっていてもよい。   In step 1507, when max exceeds the threshold value, the estimated parallel movement amount may be determined without searching for all the parallel movement amounts by the procedure of steps 1513 to 1521.

ステップ1513,1514) 変位量xx,yyにそれぞれ−kを代入する。   Steps 1513 and 1514) -k is substituted for the displacement amounts xx and yy, respectively.

ステップ1515) 信号に対する改変107として(x+xx、y+yy)の平行移動が行われていると仮定した場合の透かし検出を実施し、検出結果の精度を表す値をpに代入する。   Step 1515) Watermark detection is performed when it is assumed that (x + xx, y + yy) has been translated as the modification 107 for the signal, and a value representing the accuracy of the detection result is substituted into p.

ステップ1516)pがmaxよりも大きいかどうかを判定し、大きくない場合はステップ1518に移行する。大きい場合は、ステップ1517に移行する。   Step 1516) It is determined whether or not p is larger than max. If larger, the process proceeds to step 1517.

ステップ1517) maxにpを代入し、そのときの平行移動量x+xx,y+yyをそれぞれmx,myに代入して保存する。   Step 1517) Substituting p for max, and substituting the parallel movement amounts x + xx and y + yy for mx and my, respectively, and storing them.

ステップ1518) 横方向の変位量xxに変位dxを加える。ピクセル単位に平行移動量を推定する場合はdxは1でよい。   Step 1518) The displacement dx is added to the lateral displacement xx. When estimating the amount of translation in pixel units, dx may be 1.

ステップ1519) xxがk以下の場合は、ステップ1515に戻り、xxがkに達するまでステップ1515〜ステップ1518を繰り返す。   Step 1519) If xx is less than or equal to k, the process returns to Step 1515, and Steps 1515 to 1518 are repeated until xx reaches k.

ステップ1520) 縦方向の変位量yyにdyを加える。ピクセル単位に平行移動量を推定する場合はdyは1でよい。   Step 1520) Add dy to the longitudinal displacement yy. When estimating the amount of translation in pixel units, dy may be 1.

ステップ1521) yyがk以下の場合は、ステップ1514に戻り、yyがkに達するまでステップ1514〜ステップ1520を繰り返す。   Step 1521) If yy is less than or equal to k, return to Step 1514 and repeat Step 1514 to Step 1520 until yy reaches k.

yyがkに達した場合には、ステップ1513〜ステップ1521によって、閾値を越えたオフセット位置(x,y)の近傍について検出を実施し、その中で最大を採った平行移動量を以て推定平行移動量とすることで、効率的に推定平行移動量を決定することができる。   When yy reaches k, detection is performed in the vicinity of the offset position (x, y) exceeding the threshold value in steps 1513 to 1521, and the estimated parallel movement is determined with the maximum amount of parallel movement among them. By setting the amount, the estimated parallel movement amount can be determined efficiently.

さらに、前述の特許文献1に述べられているように、電子透かし情報を複数のシンボルに分割して信号を埋め込んでいる場合は、複数のシンボルのうちの1つについて、上記の平行移動量探索を実施し、その結果得られた平行移動量を推定平行移動量408として出力し、残りのシンボルの検出処理は埋め込み情報検出部404で実施することで、効率的に電子透かしの検出を行うことができる。   Further, as described in Patent Document 1 described above, when the digital watermark information is divided into a plurality of symbols and a signal is embedded, the above-described parallel movement amount search is performed on one of the plurality of symbols. And the resulting parallel movement amount is output as the estimated parallel movement amount 408, and the detection processing of the remaining symbols is performed by the embedded information detection unit 404, thereby efficiently detecting the digital watermark. Can do.

[第2の実施の形態]
本実施の形態では、前述の第1の実施の形態における詳細フィルタ探索部504を、より効率的に処理するための構成例を説明する。
[Second Embodiment]
In the present embodiment, a configuration example for more efficiently processing the detailed filter search unit 504 in the first embodiment will be described.

用語の定義、詳細フィルタ探索部503以外の構成については第1の実施の形態と同様である。   The definition of terms and the configuration other than the detailed filter search unit 503 are the same as those in the first embodiment.

上記の第1の実施の形態における詳細フィルタ探索部504の実現方法では、基底ベクトルの候補それぞれに対して逆フーリエ変換処理を実施する必要があるために処理に非常の時間がかかる上、パターンの繰り返しに対応して決まる周波数分布でのインパルス状ピークの繰り返し形状を持つフィルタは、離散フーリエ変換の丸め誤差の問題から精度よく構成することが困難であるという問題がある。   In the realization method of the detailed filter search unit 504 in the first embodiment described above, since it is necessary to perform inverse Fourier transform processing on each of the basis vector candidates, the processing takes a very long time, and the pattern A filter having a repetitive shape of an impulse-like peak with a frequency distribution determined corresponding to repetition has a problem that it is difficult to configure with high accuracy due to a rounding error problem of the discrete Fourier transform.

そこで、周波数領域でのフィルタリングを行う代わりに空間領域の候補点周囲の所定の範囲に対してフィルタリングを行うことで、より効率的に詳細フィルタ探索部504を実現してもよい。   Therefore, the detailed filter search unit 504 may be more efficiently realized by performing filtering on a predetermined range around candidate points in the spatial domain instead of performing filtering in the frequency domain.

以下に、2次元信号に対する詳細フィルタ探索を例に説明する。   A detailed filter search for a two-dimensional signal will be described below as an example.

埋め込みパターンが図18(a)のような周波数分布を持っている場合、回転のみ加えられた後の自己相関関数値(図20の(a))に現れる個々のピークは、図20(b)のような周波数分布を持つ。矩形領域通過ローパスフィルタのインパルス応答がsinc関数   When the embedding pattern has a frequency distribution as shown in FIG. 18A, individual peaks appearing in the autocorrelation function value (FIG. 20A) after only rotation is applied are shown in FIG. It has a frequency distribution like The impulse response of a low-pass filter passing through a rectangular area is the sinc function

Figure 0004360340
となることから、ピークの空間領域での形状は、図20(c)のようなsinc関数の形状となる。但し、図20(c)は簡略化のため一次元で表現している。
Figure 0004360340
Therefore, the shape of the peak in the space region is a sinc function shape as shown in FIG. However, FIG. 20C is expressed in one dimension for simplification.

また、自己相関関数値配列508に現れる自己相関ピークの形状は、信号に埋め込まれた透かしパターン(例えば、図5の透かしパターン301)が、信号に対する改変107に伴ってどれだけ拡縮されているかによってなだらかになったり鋭くなったりする。これは拡縮によって透かしの情報の埋め込まれている周波数帯域がシフトすることによる。この様子を図20(d)〜(f)に示す。   Further, the shape of the autocorrelation peak appearing in the autocorrelation function value array 508 depends on how much the watermark pattern embedded in the signal (for example, the watermark pattern 301 in FIG. 5) is enlarged or reduced by the modification 107 to the signal. It becomes gentle and sharp. This is because the frequency band in which the watermark information is embedded is shifted by scaling. This is shown in FIGS. 20 (d) to 20 (f).

0.5倍に縮小され回転を加えられた後の自己相関ピーク(図20(d))に基底ベクトルとして現れる個々のピークは、図20(e)のような周波数分布を持ち、その結果、ピークの空間領域での形状は図20(f)のように、1.0倍の時よりも鋭敏なsinc関数の形状となる。また、これらの2次元空間での形状は、信号に加えられた回転と同じだけ回転した形となっている。   Each peak appearing as a basis vector in the autocorrelation peak (FIG. 20D) after being reduced by 0.5 times and rotated has a frequency distribution as shown in FIG. 20E, and as a result, As shown in FIG. 20 (f), the shape of the peak in the spatial region becomes a shape of a sinc function that is more sensitive than when it is 1.0 times. In addition, the shapes in these two-dimensional spaces are rotated by the same amount as the rotation applied to the signal.

従って、理論的なピーク形状は、自己相関ピークの出現する位置に対応する改変量毎に決まるsinc関数の形状で表現できることになる。   Therefore, the theoretical peak shape can be expressed by the shape of a sinc function determined for each modification amount corresponding to the position where the autocorrelation peak appears.

図18(a)の周波数分布に対する空間領域形状は、矩形領域通過ローパスフィルタを組み合わせることで、逆フーリエ変換なしにsinc関数を用いて容易かつ高速に求めることができる。すなわち、埋め込みパターンの周波数分布(図18(a))を持つフィルタを、複数の矩形領域通過型ローパスフィルタの並列型及び直列型のフィルタとして考え、さらに、並列型、直列型フィルタのインパルス応答は、空間領域における各フィルタのインパルス応答の和及び積で表現されることから、目的の理論的ピーク形状は各矩形領域通過型ローパスフィルタのインパルス応答であるsinc関数形状の和及び積の演算のみで求めることができる。   The spatial domain shape for the frequency distribution in FIG. 18A can be easily and quickly obtained using a sinc function without inverse Fourier transform by combining a rectangular domain pass low-pass filter. That is, a filter having a frequency distribution of an embedding pattern (FIG. 18A) is considered as a parallel type and a series type filter of a plurality of rectangular area pass type low pass filters. Further, the impulse response of the parallel type and the series type filter is Therefore, the theoretical peak shape of interest can be obtained only by calculating the sum and product of the sinc function shapes, which are the impulse responses of the respective rectangular area passing low-pass filters. Can be sought.

さらに、対象としているピーク点位置に応じた回転量及び拡大縮小量に応じて、空間領域での回転、拡大縮小の座標変換を行うことで、目的の理論的ピーク形状を求めることができる。   Furthermore, the target theoretical peak shape can be obtained by performing coordinate conversion for rotation and enlargement / reduction in the spatial domain according to the rotation amount and enlargement / reduction amount corresponding to the target peak point position.

なお、演算で用いられるsinc関数の範囲は対象の周波数範囲によって限られているため、sinc関数値はルックアップテーブルの形で表現することもでき、その場合さらに高速な処理が可能となる。   Since the range of the sinc function used in the calculation is limited by the target frequency range, the sinc function value can also be expressed in the form of a look-up table, and in this case, higher speed processing is possible.

上記で得られた理論的ピーク形状を用い、基底ベクトル候補510の各点に対して、候補点位置に応じた理論的な空間形状と各点の周囲の所定の領域の自己相関関数値との相関値を求めるようなフィルタリングを行うことで、基底ベクトル候補それぞれに対する逆フーリエ変換を必要とせずに、空間領域での相関演算のみにより効率的に評価値を求めることができる。例えば、図21(a)の自己相関関数値配列1701に対し、候補点位置に応じて決まる理論的周波数分布から得られるピーク形状1702との相関値を求める。図21は、1次元信号の例を示しているが、n次元の信号の場合でも同様であることは言うまでもない。   Using the theoretical peak shape obtained above, for each point of the basis vector candidate 510, the theoretical spatial shape corresponding to the candidate point position and the autocorrelation function value of a predetermined region around each point By performing the filtering for obtaining the correlation value, it is possible to efficiently obtain the evaluation value only by the correlation calculation in the spatial domain without requiring the inverse Fourier transform for each of the basis vector candidates. For example, the correlation value with the peak shape 1702 obtained from the theoretical frequency distribution determined according to the candidate point position is obtained for the autocorrelation function value array 1701 in FIG. FIG. 21 shows an example of a one-dimensional signal, but it goes without saying that the same applies to an n-dimensional signal.

さらに、自己相関関数値系列508は、離散的な点の集合として表現されるため、基底ベクトル候補510も格子点の上の点として与えられるが、本当の基底ベクトル位置は格子点の中間位置にある場合もあり、基底ベクトル候補510の各点に対して微小のズレ量を考え、ズレ量を動かしたときにピーク形状と自己相関関数値配列との相関値が最大となるズレ量を求め、改めて基底ベクトル候補点として定めることでより精度の高い基底ベクトルを求めるようにしてもよい。例えば、図21(b)の自己相関関数値配列1704に対し、基底ベクトル候補点から左方向に微小にずれた位置をピークとする理論的ピーク形状1705との相関値を求めるものである。   Furthermore, since the autocorrelation function value series 508 is expressed as a set of discrete points, the basis vector candidate 510 is also given as a point above the lattice point, but the true basis vector position is at an intermediate position of the lattice point. In some cases, a small amount of deviation is considered for each point of the basis vector candidate 510, and when the amount of deviation is moved, a deviation amount that maximizes the correlation value between the peak shape and the autocorrelation function value array is obtained. A base vector with higher accuracy may be obtained by redefining it as a base vector candidate point. For example, with respect to the autocorrelation function value array 1704 in FIG. 21B, a correlation value with the theoretical peak shape 1705 having a peak at a position slightly shifted leftward from the base vector candidate point is obtained.

二次元信号の場合には、基底ベクトル候補510の各点について、x方向及びy方向に例えば格子点間隔aの1/10のサブピクセルを単位に順に変位させ、各位置においてそれぞれピーク点が存在すると仮定したときの理論的ピーク形状と、観測された自己相関値との相関を、元の基底ベクトル候補の点の周囲の格子点について畳み込み演算により求め、相関値の最も大きいものを評価値とすればよい。また、そのときの変位量を以て、基底ベクトル候補の位置を補正してもよい。   In the case of a two-dimensional signal, for each point of the basis vector candidate 510, for example, 1/10 subpixels of the lattice point interval a are sequentially displaced in the x direction and the y direction, and a peak point exists at each position. Then, the correlation between the theoretical peak shape on the assumption and the observed autocorrelation value is obtained by convolution operation on the lattice points around the original base vector candidate point, and the one with the largest correlation value is determined as the evaluation value. do it. Further, the position of the basis vector candidate may be corrected using the displacement amount at that time.

[第3の実施の形態]
本実施の形態では、前述の第1及び第2の実施の形態における一次変換パラメータ推定部401をより高精度に処理するための構成例を以下に示す。
[Third Embodiment]
In the present embodiment, a configuration example for processing the primary conversion parameter estimation unit 401 in the first and second embodiments described above with higher accuracy will be described below.

用語の定義、一次変換パラメータ推定部401以外の構成、及び一次変換パラメータ推定部401の下記に述べられていない部分の構成は、第1及び第2の実施の形態と同様である。   Definitions of terms, configurations other than the primary transformation parameter estimation unit 401, and configurations of parts of the primary transformation parameter estimation unit 401 that are not described below are the same as those in the first and second embodiments.

前述の第1及び第2の実施の形態の一次変換パラメータ推定部401において、詳細フィルタ探索部504の出力する推定基底ベクトル511には、本来の基底ベクトルに従属して得られるピーク点を誤って基底ベクトルとして含んでしまう場合がある。ここで、本来の基底ベクトルに従属して得られるピーク点とは、例えば、図22の正解基底ベクトル(a)の線形結合として表されるピーク点(b)を指す。こうした点で構成される基底ベクトル候補についても詳細フィルタ探索部で高い評価値が得られる可能性があるが、このような基底ベクトル候補からは正しい推定一次変換パラメータを得ることはできず、その結果、電子透かしの検出に失敗してしまう可能性がある。本実施の形態では、このような基底ベクトル候補を除去する例を説明する。   In the primary conversion parameter estimation unit 401 of the first and second embodiments described above, the estimated base vector 511 output from the detailed filter search unit 504 erroneously includes a peak point obtained depending on the original base vector. It may be included as a basis vector. Here, the peak point obtained depending on the original basis vector indicates, for example, the peak point (b) represented as a linear combination of the correct basis vectors (a) in FIG. There is a possibility that a high evaluation value can be obtained by the detailed filter search unit even for a basis vector candidate constituted by such points, but a correct estimated primary transformation parameter cannot be obtained from such a basis vector candidate. There is a possibility that the detection of the digital watermark will fail. In the present embodiment, an example of removing such basis vector candidates will be described.

図23は、第3の実施の形態における従属ピーク点除去を行う一次変換パラメータ推定部の構成例を示す。   FIG. 23 illustrates a configuration example of a primary conversion parameter estimation unit that performs dependent peak point removal in the third embodiment.

同図に示す構成は、図8の一次変換パラメータ推定部401に、従属ピーク点除去部1912を加えた構成である。   The configuration shown in the figure is a configuration in which a dependent peak point removing unit 1912 is added to the primary conversion parameter estimating unit 401 in FIG. 8.

従属ピーク点除去部1912は、詳細フィルタ探索部1904(図8の詳細フィルタ探索部504と同じ)の出力した推定基底ベクトル1911の中から、従属ピーク点になるような基底ベクトルの候補を除去し、残されたものを従属ピーク点を除去された推定基底ベクトル1913として出力する。   The dependent peak point removing unit 1912 removes base vector candidates that become dependent peak points from the estimated basis vector 1911 output from the detailed filter searching unit 1904 (same as the detailed filter searching unit 504 in FIG. 8). The remaining one is output as an estimated basis vector 1913 from which the dependent peak points have been removed.

また、従属ピーク点になるような基底ベクトルを除去する代わりに、本来の基底ベクトルに対応して詳細フィルタ探索部1904において得られた評価値と従属ピーク点になるような基底ベクトルに対して得られた評価値とに基づき、本来の基底ベクトルの評価値が、従属ピーク点となっている基底ベクトルの評価値よりも必ず大きくなるように、それぞれの評価値を変更させるようにしてもよい。このように評価値を変更することで、信号に対するノイズによって得られた誤った推定基底ベクトルに起因して正しい基底ベクトルを推定基底ベクトル1911から除去してしまい、透かしの検出に失敗することを防止することができる。   Further, instead of removing the base vector that becomes the dependent peak point, the evaluation value obtained in the detailed filter search unit 1904 corresponding to the original base vector and the base vector that becomes the dependent peak point are obtained. Based on the obtained evaluation value, each evaluation value may be changed so that the evaluation value of the original base vector is necessarily larger than the evaluation value of the base vector serving as the dependent peak point. By changing the evaluation value in this manner, it is possible to prevent the detection of the watermark from failing by removing the correct base vector from the estimated base vector 1911 due to an incorrect estimated base vector obtained due to noise on the signal. can do.

変換パラメータ推定部1905は、従属ピーク点除去部1912が出力した従属ピーク点を除去された推定基底ベクトル1913に基づいて、推定一次変換パラメータ1907を求める。   The conversion parameter estimation unit 1905 obtains an estimated primary conversion parameter 1907 based on the estimated base vector 1913 from which the dependent peak point output from the dependent peak point removing unit 1912 has been removed.

図24は、第3の実施の形態における従属ピーク点除去部の動作のフローチャートである。   FIG. 24 is a flowchart of the operation of the dependent peak point removing unit in the third embodiment.

ステップ2001) 詳細フィルタ探索部1904が出力した推定基底ベクトル1911のペア(x,y)の集合をξとする。   Step 2001) A set of pairs (x, y) of estimated basis vectors 1911 output from the detailed filter search unit 1904 is denoted by ξ.

ステップ2002) ηをξと同じ要素を持つ集合とする。   Step 2002) Let η be a set having the same elements as ξ.

ステップ2003) ηから一つの推定基底ベクトルのペア(x,y)を任意に取り出し、ηからは今取り出した(x,y)を取り除く。   Step 2003) One estimated basis vector pair (x, y) is arbitrarily extracted from η, and (x, y) just extracted is removed from η.

ステップ2004) ξの中で(x,y)以外の全ての要素を持つ集合をζとし、これから探索する従属ピーク点を蓄積する集合ωを空集合とする。   Step 2004) A set having all elements other than (x, y) in ξ is set as ζ, and a set ω for storing dependent peak points to be searched for is set as an empty set.

ステップ2005) ζから一つの推定基底ベクトルのペア(x’,y’)を任意に取り出し、ζからは今取り出した(x’,y’)を取り除く。   Step 2005) One estimated basis vector pair (x ′, y ′) is arbitrarily extracted from ζ, and the currently extracted (x ′, y ′) is removed from ζ.

ステップ2006) (x’,y’)が(x,y)の従属位置にあって、且(x,y)に対して詳細フィルタ探索部1904において求められた評価値p[(x,y)]が、(x’,y’)に対する評価値p[(x’,y’)]よりも小さいかどうか判定する。   Step 2006) When (x ′, y ′) is at a subordinate position of (x, y) and the evaluation value p [(x, y) obtained by the detailed filter search unit 1904 for (x, y) ] Is smaller than the evaluation value p [(x ′, y ′)] for (x ′, y ′).

条件が成立しない場合は、ステップ2008に移行する。条件が成立した場合はステップ2007に移行する。   If the condition is not satisfied, the process proceeds to step 2008. If the condition is satisfied, the process proceeds to step 2007.

ステップ2007) 従属ピーク点を蓄積する集合ωに(x’,y’)を追加し、ステップ2008に移行する。   Step 2007) (x ′, y ′) is added to the set ω in which the dependent peak points are accumulated, and the process proceeds to Step 2008.

ステップ2008) ζが空になったかどうかを判定し、空になっていない場合は、ステップ2005に戻り、空になるまでステップ2005〜2008を繰り返す。   Step 2008) It is determined whether or not ζ is empty, and if not empty, the process returns to Step 2005, and Steps 2005 to 2008 are repeated until empty.

ζが空になった場合は、ステップ2009に移行する。   If ζ becomes empty, the process proceeds to step 2009.

ステップ2009) 次のように各推定基底ベクトルの評価値を変更する。   Step 2009) The evaluation value of each estimated basis vector is changed as follows.

・(x,y)の評価値p[(x,y)]を見つかった従属ピーク(すなわちωに含まれる全ての推定基底ベクトルのペア)の評価値の中で最大の評価値に変更する。   The evaluation value p [(x, y)] of (x, y) is changed to the maximum evaluation value among the evaluation values of the found dependent peaks (that is, pairs of all estimated basis vectors included in ω).

・見つかった従属ピーク(すなわちωに含まれる全ての推定基底ベクトルのペア)の評価値p[(x’,y’)]を(x,y)の上記の変更前の元の評価値に変更する。   The evaluation value p [(x ′, y ′)] of the found dependent peak (that is, all estimated basis vector pairs included in ω) is changed to the original evaluation value before the change of (x, y). To do.

すなわち、元の推定基底ベクトルの評価値が、従属ピーク点となっている推定基底ベクトルの評価値よりも必ず大きくなるように変更することで、従属ピーク点が優先されて検出が行われることが無いようにすることができる。   That is, by changing the evaluation value of the original estimated basis vector to be always larger than the evaluation value of the estimated basis vector that is the dependent peak point, the dependent peak point may be prioritized and detected. There can be no.

ステップ2010) ηが空集合になっているかを判定し、空集合になっている場合は、ステップ2003に移行し、ηが空になるまでステップ2003〜ステップ2010を繰り返す。   Step 2010) It is determined whether η is an empty set. If it is an empty set, the process proceeds to Step 2003, and Steps 2003 to 2010 are repeated until η is empty.

なお、上記の集合η、ζ、ξ、ωは、メモリ等の記憶手段(図示せず)に格納されるものとする。   The above sets η, ζ, ξ, ω are assumed to be stored in storage means (not shown) such as a memory.

ここで、ステップ2009では、元の推定基底ベクトルの評価値と従属ピーク点となっている推定基底ベクトルの評価値が交換されるような例を示しているが、元の推定基底ベクトルの評価値が、従属ピーク点となっている推定基底ベクトルの評価値よりも必ず大きくなるように変更されるような変更の仕方であれば他の変更の仕方であっても構わない。例えば、元の推定基底ベクトルの評価値を従属ピーク点となっている推定基底ベクトルの最大の評価値の1.1倍の評価値とし、従属ピーク点となっている推定基底ベクトルの評価値を変更しないようにされていてもよい。   Here, in step 2009, an example is shown in which the evaluation value of the original estimated basis vector is exchanged with the evaluation value of the estimated basis vector that is the dependent peak point. However, any other modification method may be used as long as the modification method is such that the evaluation value of the estimated base vector serving as the dependent peak point is always larger than the evaluation value. For example, the evaluation value of the original estimated base vector is assumed to be 1.1 times the maximum evaluation value of the estimated base vector that is the dependent peak point, and the evaluation value of the estimated base vector that is the dependent peak point is It may not be changed.

また、ステップ2006の判定条件として、(x’,y’)に対する評価値p[(x’,y’)]と(x,y)に対する評価値p[(x,y)]の比あるいは、差が所定の閾値未満であることを条件に加えても良い。通常、従属ピーク点と元のピーク点とは自己相関関数値配列1908において、同程度のピークとして得られるため、極端に評価値に差がある場合には(x,y)の基底ベクトルは何らかのノイズによって得られた誤った基底ベクトルである可能性がある。このため、上記のような条件を加えることで、評価値が大きく離れすぎている場合には、該当する基底ベクトルについては従属ピーク点除去の処理を行わずに、誤って正しい基底ベクトルを除去してしまうことを防ぐことができる。   Further, as a determination condition in step 2006, the ratio of the evaluation value p [(x ′, y ′)] to (x ′, y ′) and the evaluation value p [(x, y)] to (x, y), or You may add to a condition that a difference is less than a predetermined threshold value. Usually, the dependent peak point and the original peak point are obtained as the same level of peaks in the autocorrelation function value array 1908. Therefore, if the evaluation values are extremely different, the basis vector of (x, y) is There is a possibility that it is an incorrect basis vector obtained by noise. For this reason, by adding the above conditions, if the evaluation value is too far away, the correct basis vector is erroneously removed without performing the dependent peak point removal processing on the corresponding basis vector. Can be prevented.

なお、ここでは評価値pの値が大きいほど基底ベクトルであることが確からしいことを表すことを前提として説明したが、逆に、評価値pの値が小さいほど基底ベクトルであることが確からしいことを表す評価指標を用いている場合には、評価値の増減の仕方が逆になることは言うまでもない。   Here, the explanation is made on the assumption that the larger the value of the evaluation value p is, the more likely that it is a basis vector, but conversely, the smaller the value of the evaluation value p is, the more likely that the basis vector is. Needless to say, when an evaluation index representing the above is used, the manner of increasing or decreasing the evaluation value is reversed.

最後に従属位置の例を示す。   Finally, an example of the subordinate position is shown.

図25は、第3の実施の形態における従属位置を示す。基底ベクトルペア(A,B)が第1及び第2象限に限定された場合、2倍の距離にある格子点まで考慮すると、誤認識する可能性のあるペアは、図25(a)〜(k)のいずれかの場合がある。   FIG. 25 shows the dependent positions in the third embodiment. When the basis vector pair (A, B) is limited to the first and second quadrants, a pair that may be erroneously recognized when considering up to a lattice point that is twice the distance is shown in FIGS. k).

[第4の実施の形態]
図26は、本発明の第4の実施の形態における電子透かし検出装置の構成例を示す。
[Fourth Embodiment]
FIG. 26 shows a configuration example of the digital watermark detection apparatus in the fourth embodiment of the present invention.

同図に示す本発明の電子透かし検出装置2200は、信号縮小部2201、自己相関関数計算部2202、自己相関関数値正規化部2203、自己相関ピーク点評価部2204、自己相関ピーク点評価値正規化部2205、検出対象決定部2206、幾何補正部2207、埋め込み情報検出部2208とから構成される。   The digital watermark detection apparatus 2200 of the present invention shown in the figure includes a signal reduction unit 2201, an autocorrelation function calculation unit 2202, an autocorrelation function value normalization unit 2203, an autocorrelation peak point evaluation unit 2204, and an autocorrelation peak point evaluation value normalization. The image forming unit 2205, the detection target determining unit 2206, the geometric correcting unit 2207, and the embedded information detecting unit 2208.

本実施の形態における電子透かしの検出処理は、大きく次の段階を経て行われる。   The digital watermark detection process in this embodiment is largely performed through the following steps.

図27は、本発明の第4の実施の形態における電子透かし検出処理のフローチャートである。   FIG. 27 is a flowchart of digital watermark detection processing according to the fourth embodiment of the present invention.

ステップ401) 信号縮小:
電子透かし検出装置2200に入力された入力信号2209を、信号縮小部2201において、1倍、1/2倍、1/4倍,…,1/n倍のように複数サイズに縮小する。
Step 401) Signal reduction:
The signal reduction unit 2201 reduces the input signal 2209 input to the digital watermark detection apparatus 2200 to a plurality of sizes such as 1 time, 1/2 time, 1/4 time,.

縮小とは、例えば、2次元の画像信号であった場合、画像のサイズが空間的に小さくなるように縮小する。画像の縮小は、例えば、文献「樋渡涓二編『画像工学ハンドブック』朝倉書店(1986).p.216」に記載されている幾何学的変換である伸縮として表現され、最近傍法、線形補間法などの補間処理が行われても構わない。   For example, when the image signal is a two-dimensional image signal, the image is reduced so that the image size is spatially reduced. The reduction of the image is expressed, for example, as the expansion and contraction, which is a geometric transformation described in the document “Koji Watanabe,“ Image Engineering Handbook ”, Asakura Shoten (1986). Interpolation processing such as a method may be performed.

ここで、図26の構成例では、縮小率を1/2のべき乗として例を挙げているが、後の幾何補正部2207における補正と対応した値であればどのような縮小率を用いても構わない。例えば、1/1.5倍、1/3倍、1/5倍となるように構成してもよい。   Here, in the configuration example of FIG. 26, an example is given in which the reduction ratio is a power of ½, but any reduction ratio may be used as long as the value corresponds to the correction in the subsequent geometric correction unit 2207. I do not care. For example, it may be configured to be 1 / 1.5 times, 1/3 times, or 1/5 times.

以降、信号縮小部2201で得られた各縮小信号毎に処理を行うが、それぞれの縮小信号に対する処理を「レンジ」と称することにする。   Hereinafter, processing is performed for each reduced signal obtained by the signal reduction unit 2201, and the processing for each reduced signal is referred to as "range".

ステップ402) 自己相関関数計算:
自己相関関数計算部2202において、信号縮小部2201で得られた縮小信号のそれぞれに対して自己相関関数を計算する。自己相関関数値の計算方法には、例えば、入力信号を離散フーリエ変換して得られたパワースペクトルを逆離散フーリエ変換するなどの公知の手順が知られている。自己相関関数計算部2202は、第1の実施の形態における自己相関関数値配列生成部501に対応する。
Step 402) Autocorrelation function calculation:
An autocorrelation function calculation unit 2202 calculates an autocorrelation function for each reduced signal obtained by the signal reduction unit 2201. As a method for calculating an autocorrelation function value, for example, a known procedure such as inverse discrete Fourier transform of a power spectrum obtained by performing discrete Fourier transform on an input signal is known. The autocorrelation function calculation unit 2202 corresponds to the autocorrelation function value array generation unit 501 in the first embodiment.

ステップ403) 自己相関関数値正規化:
自己相関関数値正規化部2203において、自己相関関数計算部2202で得られた自己相関関数値に対し、レンジ毎に値の正規化を行う。この正規化は、レンジ毎の自己相関関数値が、互いに同程度の分布を持つように正規化を行う。例えば、二次元の画像信号の場合を例に、例えば、512×512のサイズの離散フーリエ変換を用いて求めた自己相関関数値は、512×512のサイズの配列の形で得られるが、上記配列の各要素の値の分布が、各レンジにおいて平均値0、分散1.0となるように次のような値の変換を行う。
Step 403) Autocorrelation function value normalization:
The autocorrelation function value normalization unit 2203 normalizes the value for each range with respect to the autocorrelation function value obtained by the autocorrelation function calculation unit 2202. In this normalization, normalization is performed so that autocorrelation function values for each range have similar distributions. For example, in the case of a two-dimensional image signal, for example, an autocorrelation function value obtained using a discrete Fourier transform having a size of 512 × 512 is obtained in the form of an array having a size of 512 × 512. The following value conversion is performed so that the distribution of the values of each element of the array has an average value of 0 and a variance of 1.0 in each range.

Figure 0004360340
但し、f(x,y)は位置x,yにおける自己相関関数値、mはf(x,y)の平均値、σはf(x,y)の標準偏差であり、f’(x,y)は、位置x,yにおける変換後の自己相関関数値とする。
Figure 0004360340
Where f (x, y) is an autocorrelation function value at positions x and y, m is an average value of f (x, y), σ is a standard deviation of f (x, y), and f ′ (x, y y) is an autocorrelation function value after conversion at the positions x and y.

自己相関関数値の正規化を行うことにより、後に自己相関関数値に基づいて自己相関ピーク点評価部2204において算出される評価値が、各レンジの間で同程度の分布をとるようにすることができ、他のレンジの誤ったピーク点を高く評価してしまうことを抑制することができる。   By performing normalization of the autocorrelation function value, the evaluation value calculated later in the autocorrelation peak point evaluation unit 2204 based on the autocorrelation function value has a similar distribution among the ranges. It is possible to suppress the evaluation of erroneous peak points in other ranges.

自己相関関数値f(x,y)の平均m、標準偏差σを求める際には、もともとの自己相関関数値の原点付近の値を無視して値を算出するようにされていてもよい。即ち、   When obtaining the average m and standard deviation σ of the autocorrelation function value f (x, y), the value near the origin of the original autocorrelation function value may be ignored and the value calculated. That is,

Figure 0004360340
ここで、上記の式では原点付近を除く領域として原点からの距離が所定の値rを越えている
Figure 0004360340
Here, in the above formula, the distance from the origin exceeds the predetermined value r as an area excluding the vicinity of the origin.

Figure 0004360340
であることを条件としたが、例えば、原点を囲む矩形領域を除く領域(│x│>a,│y│>b)であることを条件としてもよいし、その他の定義であっても構わない。
Figure 0004360340
However, for example, it may be a condition excluding a rectangular area surrounding the origin (| x |> a, | y |> b), or other definitions may be used. Absent.

自己相関関数の原点付近の値は信号における自分自身との相関値であり、原点では必ず大きな値(相関値1.0)をとり、また、例えば、画像などの信号である画素と隣接する画素の相関が高いことから原点付近の自己相関値も比較的の大きな値を取ることが明らかであるが、改変の大きさを推定するためのピーク点探索においては原点の相関値は無意味であるため、これを取り除いた領域で正規化を行うことで、より効果的にレンジ間で評価値をそろえることができる。   The value near the origin of the autocorrelation function is a correlation value with itself in the signal, and always takes a large value (correlation value 1.0) at the origin. For example, a pixel adjacent to a pixel that is a signal such as an image It is clear that the autocorrelation value near the origin also takes a relatively large value because the correlation of the origin is high, but the origin correlation value is meaningless in the peak point search to estimate the magnitude of the modification Therefore, by performing normalization in the area from which this is removed, the evaluation values can be more effectively aligned between ranges.

ステップ404) 自己相関ピーク点評価:
自己相関ピーク点評価部2204において、自己相関関数値正規化部2203で正規化された各レンジ毎の自己相関関数値を用いて、自己相関ピーク点の探索と各ピーク点候補についての評価値を算出する。
Step 404) Autocorrelation peak point evaluation:
The autocorrelation peak point evaluation unit 2204 uses the autocorrelation function value for each range normalized by the autocorrelation function value normalization unit 2203 to search for an autocorrelation peak point and to obtain an evaluation value for each peak point candidate. calculate.

ピーク点の探索とピーク点候補についての評価値の算出は、例えば、前述の特許文献3に記載されているような自己相関関数値にHPFを適用した値を用いてもよいし、前述の第1・第2の実施の形態に示したような詳細フィルタ探索による評価値を用いてもよい。   The search for the peak point and the calculation of the evaluation value for the peak point candidate may use, for example, a value obtained by applying HPF to the autocorrelation function value as described in Patent Document 3 described above. Evaluation values based on detailed filter search as shown in the first and second embodiments may be used.

自己相関ピーク点評価部2204の出力としては、各レンジ毎に1つまたは複数のピーク点候補の位置と、それに対する評価値の組が出力される。また、前述の第1の実施の形態における90度ペア探索部503により得られる基底ベクトル候補のように、ピーク点候補が信号の次元に応じた数の基底ベクトルの組(例えば、二次元の画像信号の場合2つの基底ベクトルのペア)として表されていてもよい。   As an output of the autocorrelation peak point evaluation unit 2204, a set of one or a plurality of peak point candidates and an evaluation value corresponding thereto is output for each range. In addition, like the basis vector candidates obtained by the 90-degree pair search unit 503 in the first embodiment described above, a set of basis vectors whose peak point candidates correspond to the dimensions of the signal (for example, a two-dimensional image) In the case of a signal, it may be expressed as a pair of two basis vectors).

自己相関ピーク点評価部2204は、前述の第1の実施の形態における一次変換パラメータ推定部401の固定フィルタ探索部502、90度ペア探索部503、詳細フィルタ探索部504に対応するが、本発明においてはこれらの各部と同じ構成をとっていることに限定しない。即ち、自己相関ピーク点評価部2204は、自己相関ピーク点の探索と各ピーク点候補についての評価値を算出するように構成されているならばどのように構成されていてもよく、第1の実施の形態とは異なるように構成されていても構わない。   The autocorrelation peak point evaluation unit 2204 corresponds to the fixed filter search unit 502, the 90 degree pair search unit 503, and the detailed filter search unit 504 of the primary transformation parameter estimation unit 401 in the first embodiment described above. However, the present invention is not limited to the same configuration as each of these parts. That is, the autocorrelation peak point evaluation unit 2204 may be configured in any way as long as it is configured to search for an autocorrelation peak point and calculate an evaluation value for each peak point candidate. It may be configured differently from the embodiment.

ステップ405) 自己相関ピーク点評価値正規化:
自己相関ピーク点評価値正規化部2205において、自己相関ピーク点評価部2204で得られた各評価値を、レンジ毎に正規化する。この正規化は、レンジ毎のピーク点候補の評価値が、互いに同程度の分布を持つように正規化を行う。例えば、n個のレンジに対し、それぞれレンジ毎にm組ずつのピーク点候補p1,1,…,p1,m,…,pn,1,…,pn,mが得られている場合、各レンジ毎に例えば、平均0、標準偏差1.0となるように正規化する。
Step 405) Autocorrelation peak point evaluation value normalization:
The autocorrelation peak point evaluation value normalization unit 2205 normalizes each evaluation value obtained by the autocorrelation peak point evaluation unit 2204 for each range. This normalization is performed so that the evaluation values of the peak point candidates for each range have the same degree of distribution. For example, for n-number of ranges, the peak point candidate p 1, 1 of each m sets each each range, ..., p 1, m, ..., p n, 1, ..., p n, m is obtained In this case, normalization is performed so that, for example, the average is 0 and the standard deviation is 1.0 for each range.

Figure 0004360340
但し、e(pn,m)はピーク点候補pn,mに対する評価値e’(pn,m)はピーク点候補pn,mに対する正規化後の評価値、Mはe(pn,1),…,e(pn,m)の平均値、σはe(pn,1),…,e(pn,m)の標準偏差とする。
Figure 0004360340
However, e (p n, m) is the evaluation value e '(p n, m) to the peak point candidates p n, m evaluation value after normalization to the peak point candidate p n, m, M n is e (p n, 1 ),..., e (p n, m ), and σ n is the standard deviation of e (p n, 1 ),..., e (p n, m ).

このような自己相関ピーク点評価値の正規化を行うことにより、各ピーク点の評価値が各レンジの間で同程度の分布をとるようにすることができ、他のレンジの誤ったピーク点を高く評価してしまうことを抑制することができる。   By normalizing the autocorrelation peak point evaluation value in this way, the evaluation value of each peak point can have the same distribution between each range, and the wrong peak point of other ranges Can be prevented from being highly evaluated.

ステップ406) 検出対象決定:
検出対象決定部2206において、自己相関ピーク点評価値正規化部2205で得られた各ピーク点評価値を用い、後の埋め込み情報検出部2208において埋め込み情報の検出を行う対象とするピーク点候補を選択する。
Step 406) Determination of detection target:
In the detection target determining unit 2206, the peak point candidates to be detected by the embedded information detection unit 2208 are detected using the peak point evaluation values obtained by the autocorrelation peak point evaluation value normalizing unit 2205. select.

選択の方法は最も単純にはレンジを横断して各ピーク点の評価値の最も高いものから順に上位K個(K≧1)を選択するというものであってもよい。   The selection method may be the simplest method of selecting the top K (K ≧ 1) in order from the highest evaluation value of each peak point across the range.

また、非常に近い位置、または、同一の位置にある複数のピーク点が候補にあがっている場合には、それらの重複を除去し、まとめて1つのピーク点候補とした上で、検出対象を決定するようにしてもよく、これにより後述する幾何補正の結果が殆ど同一となるものについて重複して埋め込み情報の検出を行うことを抑制でき、無駄のない検出が可能となる。   In addition, when a plurality of peak points at very close positions or the same position are listed as candidates, the duplication is removed, and a single peak point candidate is collectively collected, and the detection target is It is also possible to determine the embedded information, whereby it is possible to suppress the redundant detection of the embedded information with respect to the case where the result of the geometric correction described later is almost the same, and it is possible to detect without waste.

ステップ407) 変換パラメータ算出と幾何補正:
幾何補正部2207において、検出対象決定部2206で決定された検出対象の各ピーク点候補に対応し、信号に対して加えられた改変量を表す変換パラメータを算出した上で、入力信号2209に対して上記変換パラメータによる改変の逆変換を施すことで、信号の補正を行う。これは、第2の実施の形態で述べたように、自己相関関数値のピーク点として現れる点は、信号に加えられた拡大・縮小、回転などの改変量に応じてその位置が決まることを利用している。
Step 407) Conversion parameter calculation and geometric correction:
The geometric correction unit 2207 calculates a conversion parameter corresponding to each peak point candidate of the detection target determined by the detection target determination unit 2206 and represents the amount of modification applied to the signal, and then applies the input signal 2209 to the input signal 2209. Then, the signal is corrected by performing the inverse transformation of the modification using the transformation parameter. This is because, as described in the second embodiment, the position of the point appearing as the peak point of the autocorrelation function value is determined according to the amount of modification such as enlargement / reduction or rotation added to the signal. We are using.

このとき、各レンジ毎に、信号縮小部2201において入力信号を縮小した上で自己相関関数を計算していることを考慮して逆変換を行う。例えば、2次元の画像信号を例にとった場合、電子透かしとして信号に繰り返し埋め込まれたパターンが128×128ピクセルのサイズを持っていたとする。信号縮小部2201において、1/2に縮小したレンジで、自己相関関数値の(96,0)及び(0,96)の位置にピーク点が現れていた場合、これは本来(即ち信号を縮小せずに自己相関関数を計算した場合には)(192,0)(0,192)の位置にピーク点が現れていることを示しており、その結果、信号に対する改変としては1.5倍の拡大が行われていたということを表す。従って、この場合幾何補正部2207においては、入力信号2209に対して1/1.5の縮小を施すことになる。もし、1/4に縮小したレンジで自己相関関数値の同様の位置にピーク点が現れていた場合は、1/3.0の縮小を施すことになる。   At this time, inverse conversion is performed for each range in consideration of calculating the autocorrelation function after the input signal is reduced in the signal reduction unit 2201. For example, when a two-dimensional image signal is taken as an example, it is assumed that a pattern repeatedly embedded in a signal as a digital watermark has a size of 128 × 128 pixels. In the signal reduction unit 2201, when peak points appear at the positions (96, 0) and (0, 96) of the autocorrelation function value in the range reduced to ½, this is the original (that is, the signal is reduced). (If the autocorrelation function is not calculated), a peak point appears at the position (192, 0) (0, 192). As a result, the signal is modified by a factor of 1.5. It means that the expansion of was done. Therefore, in this case, the geometric correction unit 2207 reduces the input signal 2209 by 1 / 1.5. If a peak point appears at the same position of the autocorrelation function value in the range reduced to 1/4, a reduction of 1 / 3.0 is performed.

なお、検出対象決定部2206における検出対象決定と、幾何補正部2207における幾何補正は順序が逆であっても構わない。即ち、検出対象決定を行う前に自己相関ピーク点評価値正規化部2205で得られた全てのピーク点候補に対して幾何補正を行ってしまい、その上で実際に検出対象を決定するようにしてもよい。   Note that the detection target determination in the detection target determination unit 2206 and the geometric correction in the geometric correction unit 2207 may be reversed in order. That is, before performing detection target determination, geometric correction is performed on all peak point candidates obtained by the autocorrelation peak point evaluation value normalization unit 2205, and then the detection target is actually determined. May be.

ステップ408) 埋め込み情報検出:
埋め込み情報検出部2208において、幾何補正部2207で得られた補正済み信号を元に、埋め込み情報の検出を行う。埋め込み情報の検出方法は、電子透かしの埋め込み方法に依存した任意の方法であってよい。例えば、前述の特許文献1による電子透かしの検出方法であってもよい。
Step 408) Embedded information detection:
An embedded information detection unit 2208 detects embedded information based on the corrected signal obtained by the geometric correction unit 2207. The embedded information detection method may be any method depending on the digital watermark embedding method. For example, the digital watermark detection method according to Patent Document 1 described above may be used.

検出された情報に応じ、どの程度の検出精度で検出が行われたかを判断し、最も検出精度の高かった検出結果もしくは、検出精度が所定の閾値を越えていた検出結果を出力するようにされていてもよい。例えば、前述の特許文献1の第2の実施例に述べられているようなシンボル検出部を用いて電子透かし検出を行う場合には、当該特許文献1におけるシンボル系列と検出対象系列との相関値を、検出精度を表す値として用いても良い。   According to the detected information, it is judged to what extent the detection has been performed, and the detection result with the highest detection accuracy or the detection result with the detection accuracy exceeding a predetermined threshold is output. It may be. For example, when digital watermark detection is performed using a symbol detector as described in the second embodiment of Patent Document 1, the correlation value between the symbol sequence and the detection target sequence in Patent Document 1 is described. May be used as a value representing the detection accuracy.

また、処理を効率的に行うため、検出を行う対象について、自己相関ピーク点評価値正規化部2205で得られた評価値に応じて、評価値の大きな候補の修正済み信号から順に検出を施し、検出精度が所定の閾値を越えた時点で残りの検出処理を中止し、閾値を越えた検出の検出結果を出力するようにしてもよい。これにより、複数の候補が得られている場合にも効率的に埋め込み情報検出処理を実施することができると共に、正しいピーク点の自己相関ピーク点評価値が、誤ったレンジ、ピーク点の候補の評価値より若干低く評価されてしまうような場合においても、最終的に埋め込み情報検出を成功させることができ、信頼性の高い埋め込み情報検出を行うことができる。   Further, in order to perform processing efficiently, detection is performed on the target to be detected in order from a corrected signal of a candidate having a large evaluation value according to the evaluation value obtained by the autocorrelation peak point evaluation value normalization unit 2205. When the detection accuracy exceeds a predetermined threshold, the remaining detection processing may be stopped and the detection result of detection exceeding the threshold may be output. As a result, the embedded information detection process can be efficiently performed even when a plurality of candidates are obtained, and the autocorrelation peak point evaluation value of the correct peak point is the wrong range and the peak point candidate. Even in the case where the evaluation is slightly lower than the evaluation value, the embedded information detection can finally be succeeded, and the embedded information detection with high reliability can be performed.

次に、上記のステップ406の検出対象決定処理と、ステップ408の埋め込み情報検出の効率化について説明する。   Next, the detection target determination process in step 406 and the efficiency of embedded information detection in step 408 will be described.

複数のレンジのピーク点候補に対して、複数回の埋め込み情報検出処理を行うにあたり、評価値の正規化をもってしても発生し得るレンジ間で誤ったピークを選択してしまうことによる検出失敗を補償しつつ、検出処理にかかる時間の上限を限定する、効率的な検出対象決定方法について述べる。   When performing embedded information detection processing multiple times for peak point candidates in multiple ranges, detection failure due to selecting an incorrect peak between ranges that can occur even if evaluation value normalization is performed An efficient detection target determination method that limits the upper limit of the time required for detection processing while compensating will be described.

図28は、本発明の第4の実施の形態における検出対象決定のフローチャートであり、図29は、本発明の第4の実施の形態における検出対象決定の例を示す
ステップ2301)
・各レンジにおいて優先すべきピーク点候補の数L
・全体として埋め込み情報検出処理を実施する上限の回数M
を決定する。これらは、電子透かし検出装置2200において固定値が設定されていてもよいし、あるいは、電子透かし検出処理の開始時に入力されるようにしてもよい。図29は、各レンジ毎のピーク点候補と評価値、これらから決定される検出対象の例を示しており、ここでは、L=2、M=8としている。
FIG. 28 is a flowchart of detection object determination in the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 29 shows an example of detection object determination in the fourth embodiment of the present invention (step 2301).
-Number of peak point candidates to be prioritized in each range L
-The upper limit number M of embedding information detection processing as a whole
Decide. These may be fixed values set in the digital watermark detection apparatus 2200, or may be input at the start of the digital watermark detection process. FIG. 29 shows examples of peak point candidates and evaluation values for each range, and detection targets determined from these, and here, L = 2 and M = 8.

入力された自己相関ピーク点候補について、レンジ毎に次の処理を行う。ここで、処理対象となっているレンジをiとする。   For the input autocorrelation peak point candidate, the following processing is performed for each range. Here, i is a range to be processed.

ステップ2302) ζをレンジiの自己相関ピーク点候補の集合とし、x∈ζにおいてp(x)をxに対するピーク点評価値とする。 Step 2302) Let ζ i be a set of autocorrelation peak point candidates in range i, and let p (x) be a peak point evaluation value for x in x∈ζ i .

ステップ2303) x∈ζに対する自己相関ピーク点評価値p(x)の大きい物から順に上位L個のピーク点候補について、自己相関ピーク点評価値に所定の数値pを加算する。即ち、p(x)←p(x)+pとする。このときpの値はいずれの自己相関ピーク点評価値よりも大きな値をとるように予め決定しておく。例えば、図29のレンジ1では評価値が241,212と大きかったピーク点候補(u,v)及び(x,y)についてp0として10000を加算し、それぞれの評価値を、100241,100212に変更している。なお、図29では、上述の重複の除去についても示されており、例えば、レンジ1では重複しているピーク点候補(x,y)のうち一つが除去されている。 Step 2303) from the large ones of the autocorrelation peak point evaluation value p (x) in order for X∈zeta i for the upper L peaks point candidate, adding a predetermined numerical value p 0 autocorrelation peak point evaluation value. In other words, the p (x) ← p (x ) + p 0. Determined in advance to take a large value the value of the time p 0 is than either of the autocorrelation peak point evaluation value. For example, in range 1 of FIG. 29, 10000 is added as p0 for peak point candidates (u, v) and (x, y) whose evaluation values are large as 241, 212, and the respective evaluation values are changed to 10021, 100212. is doing. FIG. 29 also shows the above-described removal of overlap. For example, in range 1, one of the overlapping peak point candidates (x, y) is removed.

ステップ2304) 全てのレンジiについて処理を行ったかを判定し、未処理のレンジがある場合はそのレンジをiと置き換えてステップ2302〜ステップ2303を繰り返す。   Step 2304) It is determined whether processing has been performed for all ranges i. If there is an unprocessed range, i is replaced with i and steps 2302 to 2303 are repeated.

ステップ2305) 全てのレンジのピーク点候補の集合をηとする。   Step 2305) Let η be the set of peak point candidates for all ranges.

ステップ2306) x∈ηに対する自己相関ピーク点評価値p(x)の大きいものから順に上位M個のピーク点候補を取り出し、その集合をζとする。例えば、図29では、ピーク点候補(n,o),(u,v),(x,y),…,(c,d)の8個のピーク点候補が選ばれている。   Step 2306) The top M peak point candidates are extracted in descending order of the autocorrelation peak point evaluation value p (x) for x∈η, and the set is set as ζ. For example, in FIG. 29, eight peak point candidates (n, o), (u, v), (x, y),..., (C, d) are selected.

ステップ2307) 決定された検出対象としてζを出力する。   Step 2307) ζ is output as the determined detection target.

このように上位L個のピーク点候補についてピーク点評価値を増加させるように変更することで、上位L個のピーク点候補を優先して埋め込み情報検出の対象とすることができる。これにより、各レンジのピーク点評価値において、正しいレンジの正しいピーク点候補の評価値よりも大きな評価値を持つ、誤ったレンジの誤ったピーク点候補が多数存在した場合にも、正しいレンジの上位にあるピーク点候補を優先して埋め込み情報検出の対象とすることができる。その結果、誤ったピーク点候補により検出に失敗することを抑制することができると共に、全体として検出を行うピーク点候補の上限数を所定の数に限定することができるため、全体の検出処理時間の上限を限定することができる。   Thus, by changing the top L peak point candidates so as to increase the peak point evaluation value, the top L peak point candidates can be preferentially set as targets for embedded information detection. As a result, even if there are many wrong peak point candidates in the wrong range, the peak point evaluation value in each range has a larger evaluation value than the correct peak point candidate evaluation value in the correct range. It is possible to prioritize the peak point candidates at the top and make them the targets for embedded information detection. As a result, it is possible to suppress the detection failure due to an erroneous peak point candidate, and the upper limit number of peak point candidates to be detected as a whole can be limited to a predetermined number. The upper limit can be limited.

また、上記の構成によれば、例えば、
(a)L=0,M=1とすれば全てのレンジを通して最も評価の高い1個のピーク点候補についての埋め込み情報検出を行う。
Moreover, according to said structure, for example,
(A) If L = 0 and M = 1, embedded information detection is performed for one peak point candidate having the highest evaluation through all ranges.

(b)L=0,M=3とすれば全てのレンジを通して評価の高いものから3個のピーク点候補についての埋め込み情報検出を行う。   (B) If L = 0 and M = 3, embedded information detection is performed for three peak point candidates from the ones that are highly evaluated through all ranges.

(c)L=1,M=レンジの個数とすれば、各レンジ毎に評価の最も高い1個のピーク点候補を選び、各レンジ1個ずつのピーク点候補についての埋め込み情報検出を行う。   (C) If L = 1 and M = the number of ranges, one peak point candidate with the highest evaluation is selected for each range, and embedded information detection is performed for each peak point candidate for each range.

(d)L=2,M=10とすれば、各レンジ毎に評価の高いものから2個のピーク点候補を優先して、全体として10個のピーク点候補についての埋め込み情報検出を行う。   (D) If L = 2 and M = 10, embedding information detection is performed for 10 peak point candidates as a whole by giving priority to the two peak point candidates from the ones with high evaluation for each range.

といったように様々な埋め込み情報検出方法を決定することができ、装置の構成の変更なしに、容易に検出動作を変更することが可能となる。   Thus, various embedded information detection methods can be determined, and the detection operation can be easily changed without changing the configuration of the apparatus.

特に、電子透かしの埋め込み対象となっている信号101に、例えば、画像の場合の繰り返し模様や直線などの自己相関性の強い信号が含まれている場合や、高い圧縮率で圧縮符号化されている場合などに、求めたい自己相関ピークが信号の持つ自己相関ピーク(偽ピーク)に埋もれてしまっている場合には、
(i)同一のレンジの中で偽ピークが多く含まれている場合;
(ii)正しいピークのレンジには偽ピークは少ないが、他のレンジに多く偽ピークが含まれている場合;
とが信号や通信路で与えられるノイズに依存して変化するため、条件に応じてどちらの可能性が高いかを考慮して埋め込み情報の検出を行うことが重要である。例えば、上記(b)の方法は、上記(i)の場合に適しており、上記(c)の方法は、上記(ii)の場合に適しているため、これを容易に変更できることで効率的な電子透かしの検出が可能となる。
In particular, the signal 101 to be embedded with the digital watermark includes, for example, a signal with strong autocorrelation such as a repetitive pattern or a straight line in the case of an image, or is compressed and encoded at a high compression rate. If the autocorrelation peak you want to find is buried in the autocorrelation peak (false peak) of the signal,
(I) When many false peaks are included in the same range;
(Ii) There are few false peaks in the correct peak range, but many false peaks are included in other ranges;
Therefore, it is important to detect the embedded information in consideration of which is more likely depending on the condition. For example, the method (b) is suitable for the case (i), and the method (c) is suitable for the case (ii). It is possible to detect a digital watermark.

なお、上記の第1〜4の実施の形態における図6、図8、図23、図26に示す構成の動作をプログラムとして構築し、電子透かし検出装置として利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。   In addition, the operation | movement of the structure shown in FIG.6, FIG.8, FIG.23, FIG.26 in said 1st-4th embodiment is constructed | assembled as a program, and it installs and performs it on the computer utilized as a digital watermark detection apparatus. Or can be distributed via a network.

また、構築されたプログラムをハードディスク装置や、フレキシブルディスク、CD−ROM等の可搬記憶媒体に格納しておき、コンピュータにインストールする、または、配布することも可能である。   It is also possible to store the constructed program in a portable storage medium such as a hard disk device, a flexible disk, or a CD-ROM, and install or distribute the program in a computer.

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications can be made within the scope of the claims.

本発明は、電子透かし検出の技術に適用可能である。   The present invention is applicable to digital watermark detection technology.

本発明の原理構成図である。It is a principle block diagram of this invention. 本発明の原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of this invention. 本発明の背景となる電子透かし埋め込み・検出のモデルである。It is a digital watermark embedding / detection model as the background of the present invention. 第1の実施の形態における電子透かし埋め込み装置の構成例である。It is an example of composition of a digital watermark embedding device in a 1st embodiment. 第1の実施の形態における透かしパターンのタイリングの例である。It is an example of tiling of a watermark pattern in the first embodiment. 第1の実施の形態における電子透かし検出装置の構成図である。It is a block diagram of the digital watermark detection apparatus in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における電子透かし検出処理のフローチャートである。3 is a flowchart of digital watermark detection processing in the first embodiment. 第1の実施の形態における一次変換パラメータ推定部の構成例である。It is an example of a structure of the primary conversion parameter estimation part in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における一次変換パラメータの推定手順のフローチャートである。It is a flowchart of the estimation procedure of the primary conversion parameter in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における自己相関関数値配列の例である。It is an example of the autocorrelation function value array in 1st Embodiment. 第1の実施の形態におけるラプラシアンフィルタの例である。It is an example of the Laplacian filter in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における固定フィルタの形状の例である。It is an example of the shape of the fixed filter in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における自己相関ピーク点の探索範囲の例である。It is an example of the search range of the autocorrelation peak point in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における90度ペア(基底ベクトル)候補探索の例である。It is an example of a 90 degree pair (base vector) candidate search in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における基底ベクトルからの変換パラメータ計算の例である。It is an example of the conversion parameter calculation from the basis vector in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における90度ペア探索部実現例のフローチャートである。It is a flowchart of the 90-degree pair search part implementation example in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における90度ペア探索における近傍の定義の例である。It is an example of the definition of the vicinity in the 90 degree pair search in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における自己相関関数値の周波数分布の説明図である。It is explanatory drawing of the frequency distribution of the autocorrelation function value in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における平行移動量推定部の動作のフローチャートである。It is a flowchart of operation | movement of the parallel displacement estimation part in 1st Embodiment. 第2の実施の形態における自己相関ピーク点形状の周波数分布である。It is a frequency distribution of the autocorrelation peak point shape in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態におけるサブピクセル単位での基底ベクトル候補の評価値算出を説明するための図である。It is a figure for demonstrating evaluation value calculation of the base vector candidate in the sub pixel unit in 2nd Embodiment. 第3の実施の形態における基底ベクトルに従属するベクトルの認識誤りの例である。It is an example of the recognition error of the vector subordinate to the basis vector in 3rd Embodiment. 第3の実施の形態における従属ピーク点除去を行う一次変換パラメータ推定部の構成例である。It is an example of a structure of the primary transformation parameter estimation part which performs the dependent peak point removal in 3rd Embodiment. 第3の実施の形態における従属ピーク点除去部の動作のフローチャートである。It is a flowchart of operation | movement of the dependent peak point removal part in 3rd Embodiment. 第3の実施の形態における従属位置の例である。It is an example of the subordinate position in 3rd Embodiment. 本発明の第4の実施の形態における電子透かし検出装置の構成例である。It is a structural example of the digital watermark detection apparatus in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態における電子透かし検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the digital watermark detection process in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態における検出対象決定処理のフローチャートである。It is a flowchart of the detection target determination process in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態における検出対象決定の例である。It is an example of detection object determination in the 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 信号縮小手段
20 変換パラメータ算出手段
101 埋め込み前信号
102 埋め込み情報
104 埋め込み済み信号
105 通信路
106 加法的ノイズ
107 信号の改変
108 改変された埋め込み済み信号
110 検出情報
200 電子透かし埋め込み装置
201 透かしパターン生成部
202 透かしパターン加算部
203 透かしパターン
301 透かしパターン
400 電子透かし検出装置
401 一次変換パラメータ推定部
402 幾何変換補正部
403 平行移動量推定部
404 埋め込み情報検出部
405 入力信号
406 推定一次変換パラメータ
407 幾何変換補正済み信号
408 推定平行移動量
409 透かし検出情報
501 自己相関関数値配列生成部
502 固定フィルタ探索手段、固定フィルタ探索部
503 90度ペア探索手段、90度ペア探索部
504 詳細フィルタ探索手段、詳細フィルタ探索部
505 変換パラメータ算出手段、変換パラメータ推定部
506 入力信号
507 推定一次変換パラメータ
508 自己相関関数値配列
509 ピーク点候補
510 基底ベクトル候補
511 推定基底ベクトル
1301 アスペクト比変更を含まない改変
1302 1301の前後にアスペクト比変更を加えた改変
1701 自己相関関数値配列上のサンプル
1702 候補点位置に応じて決まる理論的周波数分布から得られるピーク形状
1703 格子点位置に対応した理論値
1704 自己相関関数値配列
1705 基底ベクトル候補点から左方向に微小にずれた位置をピークとする理論的ピーク形状
1901 自己相関関数値配列生成部
1902 固定フィルタ探索部
1903 90度ペア探索部
1904 詳細フィルタ探索部
1905 変換パラメータ推定部
1906 入力信号
1907 推定一次変換パラメータ
1908 自己相関関数値配列
1909 ピーク点候補
1910 基底ベクトル候補
1911 推定基底ベクトル
1912 従属ピーク点除去部
1913 従属ピーク点を除去された推定基底ベクトル
2200 電子透かし検出装置
2201 信号縮小部
2202 自己相関関数計算部
2203 自己相関関数値正規化部
2204 自己相関ピーク点評価部
2205 自己相関ピーク点評価値正規化部
2206 検出対象決定部
2207 幾何補正部
2208 埋め込み情報検出部
2209 入力信号
2210 透かし検出情報
10 signal reduction means 20 conversion parameter calculation means 101 pre-embedding signal 102 embedding information 104 embedded signal 105 communication path 106 additive noise 107 signal modification 108 modified embedded signal 110 detection information 200 digital watermark embedding apparatus 201 watermark pattern generation Unit 202 watermark pattern addition unit 203 watermark pattern 301 watermark pattern 400 digital watermark detection apparatus 401 primary transformation parameter estimation unit 402 geometric transformation correction unit 403 parallel movement amount estimation unit 404 embedded information detection unit 405 input signal 406 estimated primary transformation parameter 407 geometric transformation Corrected signal 408 Estimated parallel movement amount 409 Watermark detection information 501 Autocorrelation function value array generation unit 502 Fixed filter search unit, fixed filter search unit 503 90 degree pair search unit, 90 Degree pair search unit 504 detailed filter search unit, detailed filter search unit 505 conversion parameter calculation unit, conversion parameter estimation unit 506 input signal 507 estimated primary conversion parameter 508 autocorrelation function value array 509 peak point candidate 510 basis vector candidate 511 estimated basis vector 1301 Modification 1302 that does not include aspect ratio modification Modification 1301 that modifies aspect ratio before and after 1301 Sample 1702 on autocorrelation function value array Peak shape 1703 obtained from theoretical frequency distribution determined according to candidate point position Grid point position Theoretical value 1704 corresponding to the value 1704 Autocorrelation function value array 1705 Theoretical peak shape 1901 having a peak slightly shifted leftward from the base vector candidate point Autocorrelation function value array generation unit 1902 Fixed filter search unit 1903 90 degree pair Search unit 1904 Detailed filter search unit 1905 Input parameter 1906 Input signal 1907 Estimated primary conversion parameter 1908 Autocorrelation function value array 1909 Peak point candidate 1910 Base vector candidate 1911 Estimated base vector 1912 Dependent peak point remover 1913 Remove dependent peak point Estimated base vector 2200 digital watermark detection apparatus 2201 signal reduction unit 2202 autocorrelation function calculation unit 2203 autocorrelation function value normalization unit 2204 autocorrelation peak point evaluation unit 2205 autocorrelation peak point evaluation value normalization unit 2206 detection target determination unit 2207 Geometric correction unit 2208 Embedding information detection unit 2209 Input signal 2210 Watermark detection information

Claims (11)

2次元の画像信号であるデジタル信号に対して、予め所定のパターンを繰り返し人間の知覚に感知されないように電子透かしとして該所定のパターンが埋め込まれ、改変として拡大または縮小、回転、アスペクト比変更のいずれかの一次変換を施されたデジタル信号が入力されると、該デジタル信号に加えられた前記一次変換を表す変換パラメータを推定する電子透かし検出装置であって、
入力された前記改変が加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号の画像サイズを所定の倍率で縮小する信号縮小手段と、
前記信号縮小手段で縮小された2次元の画像信号であるデジタル信号の自己相関値を計算し、該画像信号に対応する2次元の自己相関関数値配列に格納する自己相関関数計算手段と、
前記自己相関関数計算手段で得られた自己相関関数値配列において自己相関の値がピークとなる自己相関ピークを探索し、該自己相関関数値配列において自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値と、前記パターンの繰り返しの周期性により該自己相関関数値配列内に現れる理論的な自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値との相関値に基づいて評価値を算出する自己相関ピーク点評価手段と、
前記自己相関ピーク点評価手段で得られた評価値に従って、埋込情報の検出対象に用いる自己相関ピーク点候補を決定する検出対象決定手段と、
前記検出対象決定手段で決定された検出対象の自己相関ピーク点候補の自己相関ピーク値が前記自己相関関数値配列に格納されている位置と、前記改変が加えられていない場合に該自己相関関数値配列内に現れる自己相関ピークが該自己相関関数値配列に格納されている位置とのずれから、前記デジタル信号に対して加えられた前記一次変換を施す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出手段と、
を有することを特徴とする電子透かし検出装置。
A digital signal that is a two-dimensional image signal is embedded in advance as a digital watermark so that the predetermined pattern is not repeatedly perceived by human perception. As a modification, enlargement or reduction, rotation, and aspect ratio change are performed. When a digital signal subjected to any primary conversion is input , the digital watermark detection apparatus estimates a conversion parameter representing the primary conversion added to the digital signal,
A signal reduction means for reducing the image size of the digital signal, which is a two-dimensional image signal to which the input modification is applied, at a predetermined magnification;
An autocorrelation function calculating means for calculating an autocorrelation value of a digital signal which is a two-dimensional image signal reduced by the signal reduction means, and storing it in a two-dimensional autocorrelation function value array corresponding to the image signal;
In the autocorrelation function value array obtained by the autocorrelation function calculation means, an autocorrelation peak having a peak autocorrelation value is searched, and the position of the autocorrelation peak value stored in the autocorrelation function value array is searched. Near each position of the autocorrelation function value array within a predetermined range in the vicinity and the position where the theoretical autocorrelation peak value that appears in the autocorrelation function value array due to the periodicity of the pattern repetition is stored Autocorrelation peak point evaluation means for calculating an evaluation value based on a correlation value with each value of the autocorrelation function value array within a predetermined range at,
In accordance with the evaluation value obtained by the autocorrelation peak point evaluation unit, a detection target determination unit that determines autocorrelation peak point candidates to be used as detection targets for embedded information;
The position where the autocorrelation peak value of the autocorrelation peak point candidate of the detection target determined by the detection target determining means is stored in the autocorrelation function value array, and the autocorrelation function when the alteration is not made Conversion parameter calculation means for calculating a conversion parameter for performing the primary conversion applied to the digital signal from a deviation from a position where the autocorrelation peak appearing in the value array is stored in the autocorrelation function value array; ,
A digital watermark detection apparatus comprising:
2次元の画像信号であるデジタル信号に対して、予め所定のパターンを繰り返し人間の知覚に感知されないように電子透かしとして該所定のパターンが埋め込まれ、改変として拡大または縮小、回転、アスペクト比変更のいずれかの一次変換を施されたデジタル信号が入力されると、該デジタル信号に加えられた前記一次変換を表す変換パラメータを推定する電子透かし検出装置であって、
入力された前記改変が加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号の画像サイズを所定の倍率で縮小する信号縮小手段と、
前記信号縮小手段で縮小された2次元の画像信号であるデジタル信号の自己相関値を計算し、該画像信号に対応する2次元の自己相関関数値配列に格納する自己相関関数計算手段と、
前記自己相関関数計算手段で得られた自己相関関数値配列において自己相関の値がピークとなる自己相関ピークを探索し、該自己相関関数値配列において自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値と、前記パターンの繰り返しの周期性により該自己相関関数値配列内に現れる理論的な自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値との相関値に基づいて評価値を算出する自己相関ピーク点評価手段と、
前記自己相関ピーク点評価手段で得られた評価値に従って、埋込情報の検出対象に用いる自己相関ピーク点候補を決定する検出対象決定手段と、
前記検出対象決定手段で決定された検出対象の自己相関ピーク点候補の自己相関ピーク値が前記自己相関関数値配列に格納されている位置と、前記改変が加えられていない場合に該自己相関関数値配列内に現れる自己相関ピークが該自己相関関数値配列に格納されている位置とのずれから、前記デジタル信号に対して加えられた前記一次変換を施す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出手段と、
前記改変が加えられたデジタル信号に前記変換パラメータに対する逆変換を施すことで幾何的補正を行い、さらに前記幾何的補正済みのデジタル信号を所定の領域内において所定の移動量ずつ平行移動し、前記平行移動済みのデジタル信号から電子透かしの検出を試行し、検出できた時の移動量を、前記デジタル信号に加えられた平行移動量とする平行移動量推定手段と、
を有することを特徴とする電子透かし検出装置。
A digital signal that is a two-dimensional image signal is embedded in advance as a digital watermark so that the predetermined pattern is not repeatedly perceived by human perception. As a modification, enlargement or reduction, rotation, and aspect ratio change are performed. When a digital signal subjected to any primary conversion is input, the digital watermark detection apparatus estimates a conversion parameter representing the primary conversion added to the digital signal,
A signal reduction means for reducing the image size of the digital signal, which is a two-dimensional image signal to which the input modification is applied, at a predetermined magnification;
An autocorrelation function calculating means for calculating an autocorrelation value of a digital signal which is a two-dimensional image signal reduced by the signal reduction means, and storing it in a two-dimensional autocorrelation function value array corresponding to the image signal;
In the autocorrelation function value array obtained by the autocorrelation function calculation means, an autocorrelation peak having a peak autocorrelation value is searched, and the position of the autocorrelation peak value stored in the autocorrelation function value array is searched. Near each position of the autocorrelation function value array within a predetermined range in the vicinity and the position where the theoretical autocorrelation peak value that appears in the autocorrelation function value array due to the periodicity of the pattern repetition is stored Autocorrelation peak point evaluation means for calculating an evaluation value based on a correlation value with each value of the autocorrelation function value array within a predetermined range at,
In accordance with the evaluation value obtained by the autocorrelation peak point evaluation unit, a detection target determination unit that determines autocorrelation peak point candidates to be used as detection targets for embedded information;
The position where the autocorrelation peak value of the autocorrelation peak point candidate of the detection target determined by the detection target determining means is stored in the autocorrelation function value array, and the autocorrelation function when the alteration is not made Conversion parameter calculation means for calculating a conversion parameter for performing the primary conversion applied to the digital signal from a deviation from a position where the autocorrelation peak appearing in the value array is stored in the autocorrelation function value array; ,
The digital signal subjected to the modification is subjected to geometric correction by performing an inverse transformation on the conversion parameter, and the geometrically corrected digital signal is translated by a predetermined movement amount within a predetermined region, Attempts to detect a digital watermark from a digital signal that has been translated, and a translation amount estimation means that sets the amount of movement when detected to be a translation amount added to the digital signal;
A digital watermark detection apparatus comprising:
前記所定の倍率が複数である場合に、各倍率で縮小された前記改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に、前記自己相関関数計算手段で得られた自己相関の値の平均及び分散又は標準偏差が同じになるように、該自己相関の値を正規化する自己相関関数値正規化手段を更に有する、請求項1または2記載の電子透かし検出装置。 If the predetermined magnification is plural, each digital signal is a two-dimensional image signal applied with the modified reduced at each magnification, prior Symbol autocorrelation value obtained by the autocorrelation function calculating means mean and variance or as a standard deviation is the same, further has a self-correlation function value normalization means for normalizing the values of the autocorrelation, the digital watermark detection apparatus according to claim 1 or 2 wherein the. 前記所定の倍率が複数である場合に、各倍率縮小された前記改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に、前記自己相関ピーク点評価手段で得られた全ての評価値の平均と標準偏差が同じなるように該評価値を正規化する自己相関ピーク点評価値正規化手段を更に有する、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子透かし検出装置。 If the predetermined magnification is plural, each digital signal is a two-dimensional image signal applied with the modified reduced at each magnification, all evaluation values obtained by the autocorrelation peak point evaluation unit mean and standard deviation further comprises an autocorrelation peak point evaluation value normalizing means for normalizing the evaluation values such that the same becomes, the electronic watermark detecting apparatus according to any one of claims 1 to 3. 前記検出対象決定手段は、前記所定の倍率が複数である場合に、When the predetermined magnification is plural, the detection target determining means
優先すべきピーク点候補の数Lを記憶する優先ピーク点候補数記憶手段と、Priority peak point candidate number storage means for storing the number L of peak point candidates to be prioritized;
検出対象として出力するピーク点の個数Mを記憶する埋め込み情報検出上限回数記憶手段と、Embedded information detection upper limit number storage means for storing the number M of peak points to be output as detection targets;
各倍率で縮小された前記改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に、前記自己相関ピーク点評価手段で得られた評価値の大きいものから順にL個の評価値を選択し、前記選択されたL個の評価値に、前記各倍率で縮小された前記改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に前記自己相関ピーク点評価手段で得られた評価値のいずれの値よりも大きな所定の値pFor each digital signal that is a two-dimensional image signal that has been reduced and reduced at each magnification, L evaluation values are selected in descending order of evaluation values obtained by the autocorrelation peak point evaluation means. The evaluation value obtained by the autocorrelation peak point evaluation means for each digital signal which is the two-dimensional image signal with the modification reduced at each magnification is added to the selected L evaluation values. Predetermined value p greater than any value 0 を加算する自己相関ピーク点評価手段と、Autocorrelation peak point evaluation means for adding
前記各倍率で縮小された前記改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に求めた前記自己相関ピーク点評価値増加手段によって加算された評価値及び加算されなかった評価値、全ての中から、評価値の大きいものから順に前記埋め込み情報検出上限回数記憶手段に記憶された埋め込み情報検出上限回数M個の評価値を選択し、前記選択されたM個の評価値に対応するピーク点候補を検出対象として出力する埋め込み情報検出対象ピーク点候補選択手段と、Evaluation values added by the autocorrelation peak point evaluation value increasing means obtained for each digital signal which is a two-dimensional image signal with the modification reduced at each magnification, and evaluation values not added, all Among the evaluation values of the embedded information detection upper limit number M stored in the embedded information detection upper limit number storage means in order from the largest evaluation value, and the peaks corresponding to the selected M evaluation values are selected. Embedded information detection target peak point candidate selection means for outputting point candidates as detection targets;
により、埋め込み情報検出対象ピーク点候補を決定するTo determine peak point candidates for embedded information detection
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電子透かし検出装置。The digital watermark detection apparatus according to claim 1.
2次元の画像信号であるデジタル信号に対して、予め所定のパターンを繰り返し人間の知覚に感知されないように電子透かしとして該所定のパターンが埋め込まれ、改変として拡大または縮小、回転、アスペクト比変更のいずれかの一次変換を施されたデジタル信号が入力されると、該デジタル信号に加えられた前記一次変換を表す変換パラメータを推定する電子透かし検出装置における、電子透かし検出方法であって、
入力された前記改変が加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号の画像サイズを所定の倍率で縮小する信号縮小ステップと、
前記信号縮小ステップで縮小された2次元の画像信号であるデジタル信号の自己相関値を計算し、該画像信号に対応する2次元の自己相関関数値配列に格納する自己相関関数計算ステップと、
前記自己相関関数計算ステップで得られた自己相関関数値配列において自己相関の値がピークとなる自己相関ピークを探索し、該自己相関関数値配列において自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値と、前記パターンの繰り返しの周期性により該自己相関関数値配列内に現れる理論的な自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値との相関値に基づいて評価値を算出する自己相関ピーク点評価ステップと、
前記自己相関ピーク点評価ステップで得られた評価値に従って、埋込情報の検出対象に用いる自己相関ピーク点候補を決定する検出対象決定ステップと、
前記検出対象決定ステップで決定された検出対象の自己相関ピーク点候補の自己相関ピーク値が前記自己相関関数値配列に格納されている位置と、前記改変が加えられていない場合に該自己相関関数値配列内に現れる自己相関ピークが該自己相関関数値配列に格納されている位置とのずれから、前記デジタル信号に対して加えられた前記一次変換を施す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出ステップと、
を行うことを特徴とする電子透かし検出方法。
A digital signal that is a two-dimensional image signal is embedded in advance as a digital watermark so that the predetermined pattern is not repeatedly perceived by human perception. As a modification, enlargement or reduction, rotation, and aspect ratio change are performed. A digital watermark detection method in a digital watermark detection apparatus for estimating a conversion parameter representing the primary conversion added to the digital signal when a digital signal subjected to any primary conversion is input,
A signal reduction step of reducing the image size of the digital signal, which is a two-dimensional image signal to which the input modification is applied, by a predetermined magnification;
An autocorrelation function calculating step of calculating an autocorrelation value of a digital signal, which is a two-dimensional image signal reduced in the signal reduction step, and storing it in a two-dimensional autocorrelation function value array corresponding to the image signal;
In the autocorrelation function value array obtained in the autocorrelation function calculation step, an autocorrelation peak having a peak autocorrelation value is searched, and the position of the autocorrelation peak value stored in the autocorrelation function value array is searched. Near each position of the autocorrelation function value array within a predetermined range in the vicinity and the position where the theoretical autocorrelation peak value that appears in the autocorrelation function value array due to the periodicity of the pattern repetition is stored Autocorrelation peak point evaluation step for calculating an evaluation value based on a correlation value with each value of the autocorrelation function value array within a predetermined range at
In accordance with the evaluation value obtained in the autocorrelation peak point evaluation step, a detection target determination step for determining autocorrelation peak point candidates to be used as detection targets for embedded information;
The position where the autocorrelation peak value of the autocorrelation peak point candidate of the detection target determined in the detection target determination step is stored in the autocorrelation function value array, and the autocorrelation function when the alteration is not made A conversion parameter calculation step for calculating a conversion parameter for performing the primary conversion applied to the digital signal from a deviation from a position where the autocorrelation peak appearing in the value array is stored in the autocorrelation function value array; ,
An electronic watermark detection method comprising:
2次元の画像信号であるデジタル信号に対して、予め所定のパターンを繰り返し人間の知覚に感知されないように電子透かしとして該所定のパターンが埋め込まれ、改変として拡大または縮小、回転、アスペクト比変更のいずれかの一次変換を施されたデジタル信号が入力されると、該デジタル信号に加えられた前記一次変換を表す変換パラメータを推定する電子透かし検出装置における、電子透かし検出方法であって、
入力された前記改変が加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号の画像サイズを所定の倍率で縮小する信号縮小ステップと、
前記信号縮小ステップで縮小された2次元の画像信号であるデジタル信号の自己相関値を計算し、該画像信号に対応する2次元の自己相関関数値配列に格納する自己相関関数計算ステップと、
前記自己相関関数計算ステップで得られた自己相関関数値配列において自己相関の値がピークとなる自己相関ピークを探索し、該自己相関関数値配列において自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値と、前記パターンの繰り返しの周期性により該自己相関関数値配列内に現れる理論的な自己相関ピークの値が格納されている位置の近傍で所定の範囲内の自己相関関数値配列の各値との相関値に基づいて評価値を算出する自己相関ピーク点評価ステップと、
前記自己相関ピーク点評価ステップで得られた評価値に従って、埋込情報の検出対象に用いる自己相関ピーク点候補を決定する検出対象決定ステップと、
前記検出対象決定ステップで決定された検出対象の自己相関ピーク点候補の自己相関ピーク値が前記自己相関関数値配列に格納されている位置と、前記改変が加えられていない場合に該自己相関関数値配列内に現れる自己相関ピークが該自己相関関数値配列に格納されている位置とのずれから、前記デジタル信号に対して加えられた前記一次変換を施す変換パラメータを算出する変換パラメータ算出ステップと、
前記改変が加えられたデジタル信号に前記変換パラメータに対する逆変換を施すことで幾何的補正を行い、さらに前記幾何的補正済みのデジタル信号を所定の領域内において所定の移動量ずつ平行移動し、前記平行移動済みのデジタル信号から電子透かしの検出を試行し、検出できた時の移動量を、前記デジタル信号に加えられ平行移動量とする平行移動量推定ステップと、
を行うことを特徴とする電子透かし検出方法。
A digital signal that is a two-dimensional image signal is embedded in advance as a digital watermark so that the predetermined pattern is not repeatedly perceived by human perception. As a modification, enlargement or reduction, rotation, and aspect ratio change are performed. A digital watermark detection method in a digital watermark detection apparatus for estimating a conversion parameter representing the primary conversion added to the digital signal when a digital signal subjected to any primary conversion is input,
A signal reduction step of reducing the image size of the digital signal, which is a two-dimensional image signal to which the input modification is applied, by a predetermined magnification;
An autocorrelation function calculating step of calculating an autocorrelation value of a digital signal, which is a two-dimensional image signal reduced in the signal reduction step, and storing it in a two-dimensional autocorrelation function value array corresponding to the image signal;
In the autocorrelation function value array obtained in the autocorrelation function calculation step, an autocorrelation peak having a peak autocorrelation value is searched, and the position of the autocorrelation peak value stored in the autocorrelation function value array is searched. Near each position of the autocorrelation function value array within a predetermined range in the vicinity and the position where the theoretical autocorrelation peak value that appears in the autocorrelation function value array due to the periodicity of the pattern repetition is stored Autocorrelation peak point evaluation step for calculating an evaluation value based on a correlation value with each value of the autocorrelation function value array within a predetermined range at
In accordance with the evaluation value obtained in the autocorrelation peak point evaluation step, a detection target determination step for determining autocorrelation peak point candidates to be used as detection targets for embedded information;
The position where the autocorrelation peak value of the autocorrelation peak point candidate of the detection target determined in the detection target determination step is stored in the autocorrelation function value array, and the autocorrelation function when the alteration is not made A conversion parameter calculation step for calculating a conversion parameter for performing the primary conversion applied to the digital signal from a deviation from a position where the autocorrelation peak appearing in the value array is stored in the autocorrelation function value array; ,
The digital signal subjected to the modification is subjected to geometric correction by performing an inverse transformation on the conversion parameter, and the geometrically corrected digital signal is translated by a predetermined movement amount within a predetermined region, A translation amount estimation step in which digital watermark detection is attempted from the translated digital signal and the amount of movement when detected is added to the digital signal as a translation amount;
An electronic watermark detection method comprising:
前記所定の倍率が複数である場合に、各倍率で縮小された前記改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に、前記自己相関関数計算ステップで得られた自己相関の値の平均及び分散又は標準偏差が同じになるように、該自己相関の値を正規化する自己相関関数値正規化ステップを更に行う、請求項6または7記載の電子透かし検出方法。 If the predetermined magnification is plural, each digital signal is a two-dimensional image signal applied with the modified reduced at each magnification, prior Symbol autocorrelation value obtained by the autocorrelation function calculating step The digital watermark detection method according to claim 6 , further comprising an autocorrelation function value normalizing step of normalizing the autocorrelation value so that the mean and variance or standard deviation of the same are equal . 前記所定の倍率が複数である場合に、各倍率で縮小された前記改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に、前記自己相関ピーク点評価手段で得られた全ての評価値の平均と標準偏差が同じなるように該評価値を正規化する自己相関ピーク点評価値正規化ステップを更に行う、請求項6乃至8のいずれか1項に記載の電子透かし検出方法。 When the predetermined magnification is plural, all evaluation values obtained by the autocorrelation peak point evaluation unit for each digital signal which is the modified two-dimensional image signal reduced at each magnification The digital watermark detection method according to claim 6, further comprising an autocorrelation peak point evaluation value normalizing step of normalizing the evaluation value so that an average and a standard deviation are the same . 前記検出対象決定ステップにおいて、前記所定の倍率が複数である場合に、In the detection target determining step, when the predetermined magnification is plural,
各倍率で縮小された前記改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に、前記自己相関ピーク点評価ステップで得られた評価値の大きいものから順にL個の評価点を選択し、前記選択されたL個の評価値に前記各倍率で縮小された前記改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に前記自己相関ピーク点評価ステップで得られた評価値のいずれの値よりも大きな所定の値pFor each digital signal that is a two-dimensional image signal that has been modified and reduced at each magnification, L evaluation points are selected in descending order of evaluation values obtained in the autocorrelation peak point evaluation step. Any one of the evaluation values obtained in the autocorrelation peak point evaluation step for each digital signal which is a two-dimensional image signal in which the modification is applied to the selected L evaluation values and reduced by the respective magnifications. A predetermined value p greater than the value of 0 を加算する自己相関ピーク点評価値増加ステップと、Autocorrelation peak point evaluation value increasing step for adding
前記各倍率で縮小された前記改変の加えられた2次元の画像信号であるデジタル信号毎に求めた前記自己相関ピーク点評価値増加ステップによって加算された評価値及び加算されなかった評価値、すべての中から、評価値の大きいものから順に、埋め込み情報検出上限回数記憶手段に記憶された埋め込み情報検出上限回数M個の評価値を選択し、前記選択されたM個の評価値に対応するピーク点候補を検出対象として出力する埋め込み情報検出対象ピーク点候補選択ステップと、Evaluation values added and not added by the autocorrelation peak point evaluation value increasing step obtained for each digital signal which is a two-dimensional image signal with the modification reduced at each magnification, In order from the largest evaluation value, the embedding information detection upper limit count M stored evaluation values stored in the embedding information detection upper limit count storage means are selected, and the peaks corresponding to the selected M evaluation values are selected. Embedded information detection target peak point candidate selection step for outputting point candidates as detection targets;
を行う請求項6乃至9のいずれか1項に記載の電子透かし検出方法。The digital watermark detection method according to claim 6, wherein:
2次元の画像信号であるデジタル信号に対して、予め所定のパターンを繰り返し人間の知覚に感知されないように電子透かしとして該所定のパターンが埋め込まれ、改変として拡大または縮小、回転、アスペクト比変更のいずれかの一次変換を施されたデジタル信号が入力されると、該デジタル信号に加えられた前記一次変換を表す変換パラメータを推定する電子透かし検出プログラムであって、A digital signal that is a two-dimensional image signal is embedded in advance as a digital watermark so that the predetermined pattern is not repeatedly perceived by human perception. As a modification, enlargement or reduction, rotation, and aspect ratio change are performed. When a digital signal subjected to any primary conversion is input, a digital watermark detection program for estimating a conversion parameter representing the primary conversion added to the digital signal,
前記請求項1乃至5のいずれか1項に記載の電子透かし検出装置の各手段としてコンピュータを機能させるための電子透かし検出プログラム。  A digital watermark detection program for causing a computer to function as each unit of the digital watermark detection apparatus according to any one of claims 1 to 5.
JP2005112277A 2005-04-08 2005-04-08 Digital watermark detection apparatus, method, and program Active JP4360340B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005112277A JP4360340B2 (en) 2005-04-08 2005-04-08 Digital watermark detection apparatus, method, and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005112277A JP4360340B2 (en) 2005-04-08 2005-04-08 Digital watermark detection apparatus, method, and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006295473A JP2006295473A (en) 2006-10-26
JP4360340B2 true JP4360340B2 (en) 2009-11-11

Family

ID=37415571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005112277A Active JP4360340B2 (en) 2005-04-08 2005-04-08 Digital watermark detection apparatus, method, and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4360340B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6222689B2 (en) * 2013-06-04 2017-11-01 株式会社東芝 Flow prediction device, flow prediction method, flow prediction program, and flow prediction system
US9747656B2 (en) 2015-01-22 2017-08-29 Digimarc Corporation Differential modulation for robust signaling and synchronization

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006295473A (en) 2006-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zheng et al. RST-invariant digital image watermarking based on log-polar mapping and phase correlation
CA2749625C (en) Image watermarking
EP1006710A2 (en) Digital watermark embedding and detection devices
JP4948593B2 (en) Composite detection in previously compressed images
Su et al. Geometrically resilient digital image watermarking by using interest point extraction and extended pilot signals
EP1347410A2 (en) Image processing method and apparatus
JP2007536864A (en) Watermark detection method
JP2003510931A (en) Watermark detection method and apparatus
JP2010093466A (en) Information extraction device, information extracting method, program, and recording medium
JP2002247344A (en) Method and apparatus for processing image
US20160155208A1 (en) Content watermarking
JP2004129259A (en) Method and device for embedding or detecting mark using projection conversion
JP4360341B2 (en) Digital watermark detection apparatus, method, and program
US20100040304A1 (en) Image quality improvement processing apparatus, image quality improvement processing method and computer-readable recording medium storing image quality improvement processing computer program
JP4360340B2 (en) Digital watermark detection apparatus, method, and program
JP5878451B2 (en) Marker embedding device, marker detecting device, marker embedding method, marker detecting method, and program
KR101925011B1 (en) Method and apparatus for inserting and detecting wartermark
Kim et al. Robust motion watermarking based on multiresolution analysis
JP6006675B2 (en) Marker detection apparatus, marker detection method, and program
JP4393521B2 (en) Digital watermark embedding device, detection device, method, and recording medium
JP3780181B2 (en) Image processing apparatus, data processing apparatus and method, and storage medium
KR20060119481A (en) Geometric attack resistant watermarking method in wavelet transform domain
JP4069468B2 (en) Image forming device
Delannay et al. Classification of watermarking schemes robust against loss of synchronization
JP4526867B2 (en) Digital watermark embedding device and digital watermark reading device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070815

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090331

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090421

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090622

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090721

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090803

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4360340

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120821

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130821

Year of fee payment: 4

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350