WO1999067942A1 - Signal processing apparatus and method, and signal decoding apparatus and method - Google Patents

Signal processing apparatus and method, and signal decoding apparatus and method Download PDF

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WO1999067942A1
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input signal
additional
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Nobuyoshi Miyahara
Yoichi Yagasaki
Kazuhisa Hosaka
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Sony Corporation
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Definitions

  • the present invention is an input signal, for example with respect to image data such as a specific still image or a moving image sequence, for example, with such as copyright information
  • the present invention relates to a signal processing device and method for adding pertinent information and detecting and using the accompanying information during reproduction, and a signal decoding device and method for decoding an input signal to which the accompanying information is added.
  • Scenery technology There is a technology that adds information associated with a specific image sequence (still image or moving image sequence) to the image data and detects and uses the accompanying information during playback. A typical example is the addition of copyright information.
  • the copyright holder must first copy the copyright information to the image in order to claim that right. It must be added in the evening.
  • copyright information if copyright information that should render the image data undisplayable is detected in the processing procedure of the image playback device or playback method, the image data is displayed. It will be possible to take countermeasures such as not taking action. Attachment or detection of the above-mentioned copyright information is often used at present to prevent illegal copying of video tapes. Recently, there are many shops that rent video tapes, but if many users enjoy illegally copying video tapes borrowed from the store at low prices, those who hold copyrights of the video tapes and video tapes The damage to stores that rent rentals is enormous.
  • the first method is to add the image data to the auxiliary part.
  • auxiliary information of the image data is recorded at the upper part of the screen (auxiliary part) which is not substantially displayed on the display screen.
  • the second method is to add it to the main part of the image data (the part that is actually displayed). This is a particular feature, as shown in Figure 2. This is to add a fixed power mark (Water Mark) to the whole or part of the image to the extent that it cannot be visually perceived.
  • a fixed power mark Water Mark
  • an area having the same size as the area of the watermark pattern is set on the image to be added.
  • the set area and the watermark pattern are overlapped and illuminated, and the value a is added to the pixel corresponding to the plus symbol, and the value b is subtracted from the pixel corresponding to the minus symbol.
  • Both a and b can be set to arbitrary values, but they should be kept constant throughout the war.
  • this padding is performed.
  • the pixel values 101 and 99 are formed by the embedding operation.
  • an area having the same size as the area of the short-time mark pattern is set on the image to be detected. This Is used as the evaluation value.
  • the evaluation value when the additional information is added becomes (4n) 2 (the same as the number of pixels included in the area), and FIG. As shown, the evaluation value is 0 when no additional information is added.
  • the evaluation value will always be almost 0 when the accompanying information is not added. Therefore, when the evaluation value exceeds a certain threshold value, it can be determined that additional information has been added.
  • the above procedure makes it possible to add binary information (1 bit) indicating whether or not additional information has been added. If more information is to be added, 2 k (k bits) information can be added by processing the entire image into k regions and performing the above operations.
  • the war evening mark pattern for example, a pattern generated using an M sequence can be used.
  • the M-sequence longest code sequence
  • the code correlation is 1 at the origin, and in other cases it is inversely proportional to the code length It is.
  • the warrior mark pattern may be generated by a method other than the M-sequence.
  • Figure 7 shows the configuration of the encoder.
  • the accompanying information f is added as a warrior mark pattern in a warrior mark (pattern) adder 71.
  • the image data to which the accompanying information f has been added is input to the encoder 72, and high-efficiency encoding is performed to generate an encoded bit sequence.
  • the motion compensator 144 has a built-in frame memory,
  • the pixel value at each position of the current frame to be predicted is predicted from the image that has already been encoded and is obtained by decoding it and stored in the built-in frame memory.
  • the predicted value I '[i, j, t] of the pixel value I [i, j, t] at the position of the frame input at time t is represented by the motion vector ⁇ ,, and the cell corresponding to that position. Is determined using the following equation.
  • [i, j, t] (I [i ,, j ,, t-T] + I [i, + l, j ,, tT] + I [i ,, j, + l, t-T] + I [i, + l, j, + l, t-T]) / 4
  • i and j are represented by the following equations.
  • T represents the difference between the time when the currently predicted image I is input and the time when the image stored in the frame memory is input
  • I [i, , J ,, tT] I [i, + 1, j ,, tT], I [i ,, j, + l, tT], I [i, + l, j '+ l, t-T]
  • Int (x) represents the largest integer value that does not exceed X.
  • the subtractor 1442 performs motion compensation based on the motion vector V supplied from the motion compensator 144 from the value of the pixel currently to be coded supplied from the frame memory 141.
  • the calculated predicted value is subtracted and output to a DCT (Descrete Cosine Transform) unit 144.
  • the DCT unit 144 is a (Descrete Cosine Transform) unit composed of the difference values input from the subtractor 144, and performs two-dimensional DCT processing on the block of 8 pixels x 8 pixels composed of the difference values. .
  • the quantizer 1 4 5 has an appropriate value for the DCT coefficient c input from the DCT 1 Using the step size q, quantization processing is performed according to the following equation.
  • the inverse quantizer 147 performs inverse quantization as shown in the following equation using the step size Q at the same position as the step size used in the quantizer 144.
  • the data that has been inversely quantized by the inverse quantizer 147 is input to the IDCT unit 148 and subjected to inverse DCT processing to restore the pixel value difference value.
  • the difference value output from the IDCT unit 148 is added to the predicted value output from the motion compensator 143 by the adder 149, and becomes the original pixel value data. It is stored in the built-in frame memory.
  • the digitized image data is input to a warrior mark adder 71, and a warrior mark is added according to the accompanying information f.
  • the image data to which the night mark is added by the word mark adder 71 is supplied to the frame memory 141, and is stored in frame units.
  • the motion vector detector 150 detects a motion vector V of the image data stored in the frame memory 144.
  • the motion compensator 1 4 3 uses the reference frame stored in the built-in frame memory.
  • the motion compensation is performed on the image data of the image data, and the predicted pixel data is generated and supplied to the subtractor 144.
  • the subtracter 144 subtracts the predicted image data supplied from the motion compensator 144 from the image data supplied from the frame memory 144, and supplies the subtraction result to the DCT 144. .
  • the DCT unit 144 converts the image data of the input difference value into DCT coefficients.
  • the quantizer 145 quantizes the DCT coefficient supplied from the DCT unit 144 and outputs it to the variable length encoder 146.
  • the variable-length encoder 146 converts the input quantized data into a variable-length code, and transmits it as a code bit string to a transmission path (not shown) or supplies it to a recording medium for recording.
  • the quantized data output from the quantizer 145 is inversely quantized by the inverse quantizer 147 and supplied to the IDCT 148.
  • the 10 ⁇ filter 148 performs IDCT processing on the input DCT coefficient, and outputs an image of the original difference value.
  • the image data of this difference value is added to the predicted image data read out from the motion compensator 144 by the adder 149, and restored to the original image data, and restored to the original image data. This is stored in the built-in frame memory of the unit 144.
  • the variable-length encoder 146 also converts the motion vector V supplied from the motion vector detector 150 into a variable-length code and outputs it.
  • INTER coding for coding the difference from the predicted value as described above is performed. However, if the difference between the value of the pixel currently to be coded and the predicted value calculated by the motion compensator 144 is large, the intra-picture coding is performed to prevent the coding bit amount from increasing. (INTRA coding) may be performed. In other words, for each pixel value in the block, the DCT unit 14 4 and the pixel value is coded.
  • Figure 9 shows the configuration of the decoder.
  • the input coded bit string is restored to image data in the decoder 81.
  • the auxiliary information f is detected by the war mark detector 82.
  • FIG. 10 shows a more detailed configuration example of the decoder 81.
  • the inverse variable-length encoder 161 of the decoder 81 performs inverse variable-length encoding (variable-length decoding) on the input code bit sequence and decodes it.
  • the image data (DCT coefficients) are output to the inverse quantizer 162, and the decoded motion vector V is output to the motion compensator 1665.
  • the inverse quantizer 16 2 inverse quantizes the input DCT coefficient and outputs the result to the IDCT device 16 3.
  • the IDCT unit 163 performs IDCT processing on the input, inversely quantized DCT coefficients, restores the original difference value to the image data, and outputs the result to the adder 164. I have.
  • the motion compensator 165 performs motion compensation on the image data stored in the built-in frame memory based on the motion vector V supplied from the inverse variable-length coder 161 to obtain a predicted image. Is generated and output to the adder 164.
  • the adder 1664 is configured to add the difference value supplied from the I0 ⁇ cable 163 to the predicted image, restore the original frame image, and output the restored frame image.
  • the output of the adder 164 is supplied to and stored in a frame memory incorporated in the motion compensator 165, and is also supplied to the watermark detector 82.
  • the watermark detector 82 detects and outputs the accompanying information f from the input image data, and outputs the original image data.
  • the inverse variable length encoder 1 6 1 The input code bit string is subjected to inverse variable length encoding processing, and the decoded DCT coefficients are output to the inverse quantizer 162.
  • the inverse quantizer 16 2 inversely quantizes the input DCT coefficient and outputs the result to the IDCT unit 16 3.
  • the IDCT unit 163 performs IDCT processing on the input DCT coefficients, and outputs the original difference image data.
  • the motion compensator 165 uses the motion vector V supplied from the inverse variable length encoder 161 for the already restored image data stored in the built-in frame memory based on the motion vector V. After performing motion compensation, a predicted image is generated and output to the adder 164.
  • the adder 164 adds the image data of the difference value supplied from the IDCT unit 163 to the predicted image data, and restores the original image data.
  • the original image data is supplied to and stored in the frame memory of the motion compensator 165 for generating the next predicted image.
  • the image data output from the adder 164 is supplied to the watermark marker detector 82, and the watermark is detected.
  • the configurations of the Waryu mark adder 71 and the Waryu mark detector 82 are shown in Figs. 11 and 12, respectively.
  • FIG. 11 shows the configuration of the watermark adder 71.
  • the input image data and accompanying information f are passed to the accompanying information adder 111.
  • the incidental information adder 111 first sets the pixel position p to be added to the target image area.
  • Mark pattern collation controller Hand over to 1 1 2 The pixel position p may be, for example, a one-dimensional position expression that indicates the position in the scanning order starting from the upper left position of the image.
  • the warner mark pattern matching controller 112 refers to the symbol of the warner mark pattern stored in the warner mark pattern holding memory 113, and obtains the obtained symbol S. Pass to the additional information adder 1 1 1 1 Using the passed symbol S, the additional information adder 1 11 1 adds a warp mark pattern to the pixel to be added.
  • FIG. 13 shows a series of processing performed by the warrior mark adder 71.
  • step S 14 predetermined values are set to the additional levels a and b of the short mark.
  • step S142 an area of the same size as that of the warp mark pattern is set on the pixel to which the additional information is to be added, and each pixel in the area is compared with the warp mark pattern. I do.
  • step S144 the symbol of the war evening mark is determined, and if the symbol of the corresponding war evening mark is positive, a is added to the pixel in step S144. If the symbol of the war symbol corresponding to the pixel is negative, b is subtracted from the pixel in step S145. This process is repeated until it is determined in step S146 that all pixels in the target area have been processed.
  • FIG. 12 shows the configuration of the blue mark detector 82.
  • the input image data is passed to the evaluation value calculator 132.
  • the evaluation value calculator 1332 passes the pixel position p of the evaluation target to the warp mark pattern collation controller 131.
  • This pixel position p is, for example, It is a one-dimensional position expression that indicates the position in the scanning order starting from the position of.
  • the watermark pattern matching controller 13 1 refers to the symbol of the watermark pattern stored in the memory pattern holding memory 13 3 based on the pixel position p, and evaluates the obtained symbol S.
  • Pass to value calculator 1 3 2 The evaluation value calculator 13 2 calculates the evaluation value using the passed symbol S.
  • the calculated evaluation value is subjected to threshold processing by the evaluation value comparator 134, and the accompanying information f is output.
  • the input image data is output through the image converter 135 as it is or after being subjected to predetermined processing or processing.
  • FIG. 14 shows a series of processes performed by the war mark detector 22.
  • step S1661 the evaluation value sum is initialized and the threshold value th is set.
  • step S162 an area having the same size as that of the watermark pattern is set, and each pixel in the area is compared with the watermark pattern. If it is determined in step S166 that the symbol of the corresponding watermark symbol is positive, the pixel value is added to the evaluation value sum in step S166. If the symbol of the warp mark of that pixel is negative, the pixel value is subtracted from the evaluation value sum in step S165. This processing is repeated in step S166 until it is determined that the processing has been performed for all the pixels in the target area.
  • step S166 the evaluation value sum is compared with the threshold value th. If sum> th, it is considered that additional information has been added, and in step S168, the additional information is added. Turn f on. If not, the accompanying information f is turned off in step S169.
  • the output image data and the attached information f are passed to an image display unit (not shown).
  • the image display unit displays the image as it is when the accompanying information f is on, but does not display the image, for example, does not display the main area of the image when the accompanying information f is off. Perform processing or processing such as scrambling the image (displaying the received image data randomly).
  • an image converter 135 shown in the watermark detector 82 of FIG. 12 may be provided to add or process such image data according to the accompanying information f. .
  • the first method of adding the additional information to the auxiliary part of the image data if the auxiliary part to which the additional information is added is ignored, it is difficult to prevent problems such as illegal copying in advance. For example, if a digitally recorded image is read into a commercially available personal computer, and only the main part is cut out and copied, ignoring the auxiliary part, the image quality will be the same as before copying. Will be the same. In this case, the meaning of adding the auxiliary information to the auxiliary part is completely lost.
  • the second method of adding the accompanying information to the main part of the image data the attached information does not disappear and disappear, for example, by the copy procedure shown in the first method. However, when various kinds of signal processing such as noise reduction filtering are performed on image data, the additional information component added may be attenuated and may not be extracted.
  • the area where the additional information is added is only a part of the entire image sequence, it is extremely difficult to add multiple pieces of information. For example, if the entire image is divided into k regions and the accompanying information is added, the area of the war evening mark pattern for each region is further narrowed according to the number of the regions, and the accompanying information is almost undetectable. It is possible. Note that these problems described above become particularly remarkable in a moving image sequence.
  • the accompanying information is used for illegal copy prevention or generation management, for example, even if an illegal act such as not rewriting the added attached information is performed, the inconsistency of the accompanying information caused by that act There was no way to prevent it.
  • accompanying information such as watermarks while suppressing signal deterioration such as image quality deterioration, and to configure a method for adding and detecting new accompanying information.
  • a signal processing device and a signal processing method that can be used for prevention of illegal copying and generation management.
  • the present invention provides a signal decoding device and method capable of detecting accompanying information without significantly affecting original image data.
  • a signal processing device is a signal processing device for embedding additional information in an input signal, wherein the position where the input signal is decoded and the additional information is added is determined by a variable length portion and a fixed length portion. Additional position detecting means for detecting the position within the combined range, and additional information adding means for adding the additional information to the position detected by the additional position detecting means are provided.
  • a signal processing method is a signal processing method for embedding incidental information in an input signal.
  • An additional information adding step of adding the additional information is a signal processing method for embedding incidental information in an input signal.
  • a signal processing device is a signal processing device that embeds incidental information in an input signal, wherein the additional position for decoding the input signal and detecting a position to add the incidental information within a range of a variable length portion.
  • a detecting unit; and an additional information adding unit that receives the information on the position detected by the additional position detecting unit and the input signal, and adds the additional information to the position.
  • a signal processing method is a signal processing method for embedding incidental information in an input signal, wherein the additional position is obtained by decoding the input signal and detecting a position to add the incidental information within a range of a variable length portion.
  • a signal decoding device is a signal decoding device for decoding an input signal in which incidental information is embedded.
  • the signal decoding device decodes the input signal and determines a position where the additional information is added to a variable length portion and a fixed length portion.
  • an additional information extracting means for extracting the additional information based on the position information on the position detected by the additional position detecting means.
  • a signal decoding method is a signal decoding method for decoding a signal in which incidental information is embedded, wherein the input signal is decoded, and a position where the incidental information is added is a variable length portion and a fixed length portion. And an additional information extracting step of extracting the additional information based on the position information on the position detected in the additional position detection step.
  • a signal decoding device is a signal decoding device for decoding an input signal in which incidental information is embedded. The signal decoding device decodes the input signal and detects a position where the incidental information is added within a range of a variable length portion.
  • An additional position detecting means, and additional information extracting means for receiving the position information on the position detected by the additional position detecting means and the input signal and extracting the accompanying information.
  • a signal decoding method is a signal decoding method for decoding an input signal in which incidental information is embedded as a watermark, wherein the input signal is decoded, and a position where the incidental information is added is set to a variable length portion.
  • the signal processing device is a signal processing device that embeds incidental information in an input signal, by performing a necessary modification on a signal before quantization to change a value after quantization. It has an additional information adding means for adding the additional information, and an encoding means for performing encoding including quantization on an output signal from the additional information adding means.
  • a signal necessary for changing a value after quantization is applied to a signal before quantization. It has an additional information adding step of adding the additional information, and an encoding step of performing encoding including quantization on an output signal from the additional information adding step.
  • a signal processing device is a signal processing device for embedding incidental information in an input signal, wherein the value within the range of a block consisting of a plurality of data of the input signal is corrected so that the representative value within the block range becomes regular.
  • additional information adding means for adding the additional information.
  • a signal processing method is a signal processing method for embedding incidental information in an input signal, wherein a value in a block range consisting of a plurality of data of the input signal is corrected to have regularity in a representative value in a block range. Accordingly, an additional information adding step of adding the additional information is provided.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a recording position of auxiliary information on a video tape.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the war marks.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a pattern of a short-lived mark.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of adding a war mark.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining evaluation values when a war mark is added.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining evaluation values when no war mark is added.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional encoder.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional encoder inside an encoder.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional decoder.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a decoder inside a conventional decoder.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional watermark adder.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a conventional blue mark detector.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the watermark adder shown in FIG. 11 above.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the watermark detector shown in FIG. 12 above.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an image signal processing device according to an embodiment of the image signal processing device and method of the present invention.
  • FIG. 16 is a detailed block diagram of the watermark adder constituting the image signal processing device.
  • FIG. 17 is a flowchart for explaining the operation of the watermark adder shown in FIG. 16 above.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a detailed configuration of the watermark adder in the earlier application.
  • FIG. 19 is a flowchart for explaining the operation of the watermark adder in the earlier application shown in FIG.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining a process of rewriting a fixed-length encoded portion.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the structure of G0P.
  • FIG. 22 is a diagram for explaining the structure of a macroblock.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating encoding of a DC component of a DCT coefficient.
  • FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of an image signal decoding device according to an embodiment of the image signal decoding device and method according to the present invention.
  • FIG. 25 is a block diagram of the image signal decoding device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the evening mark detector.
  • FIG. 26 is a flowchart for explaining the operation of the watermark detector shown in FIG. 25 above.
  • FIG. 27 is a block diagram showing a configuration of a modified example of the watermark adder shown in FIG. 16 described above.
  • FIG. 28 is a flow chart for explaining the operation of the modification shown in FIG. 27 above.
  • FIG. 29 is a block diagram showing a configuration of a modification of the power mark detector shown in FIG. 25.
  • FIG. 30 is a flowchart for explaining the operation of the modification shown in FIG. 29 described above.
  • FIG. 31 is a block diagram showing a schematic configuration of the second embodiment according to the present invention.
  • FIG. 32 is a diagram for explaining an example in which the average value is increased by one by increasing some pixel values in the block by one.
  • FIG. 33 is a flowchart for explaining the operation of the second embodiment according to the present invention.
  • FIG. 34 is a flowchart for explaining the operation of the second embodiment according to the present invention.
  • FIG. 35A is a block diagram showing a configuration of a watermark adder constituting a third embodiment according to the present invention.
  • FIG. 35B is a block diagram showing the configuration of the watermark detector constituting the third embodiment.
  • the configuration and operation of the encoder 2 are the same as those of the encoder 72 shown in FIG. 8 described above, and the description is omitted here.
  • the configuration of the warrior mark adder 1 in FIG. 15 is different from that of the warrior mark adder 71 shown in FIG. As shown in the figure, a simple code decoder 11, ancillary information adder 12, a DC component difference value encoding table unit 13, a ⁇ —even mark pattern matching controller 14, And a mark pattern holding memory 15.
  • the watermark bit adder 1 receives an encoded bit string and accompanying information.
  • the input coded bit string is simply decoded by the simple code decoder 11 to find the position of the code to which the additional information is added.
  • the simple code decoder 11 decodes the input code with reference to a coding table unit 13 for coding, for example, a difference value of a DC component of DCT (DC component).
  • the encoded code obtained as a result of decoding by the simple code decoder 11 is used.
  • the code position information b indicating the position of the target code when adding the additional information f on the packet sequence is passed to the additional information adder 12 together with the input encoded bit sequence.
  • the accompanying information adder 12 adds the position information p to be added to the target code on the coded bit string in order to add a watermark pattern. It is passed to evening pattern matching controller 14.
  • coding is performed in units of macroblocks or blocks, so that the position information P of the code to be added generally indicates their spatial position .
  • a one-dimensional position expression that indicates the position in the scanning order from the upper left position of the image as a starting point, and which coordinate in space also uses the upper left position of the image as the origin
  • a two-dimensional position expression that indicates whether the position is located is used.
  • the watermark mark pattern matching controller 14 refers to the symbol of the watermark mark pattern recorded in the memory mark holding memory 15 based on the position information p, and obtains the obtained symbol S as accompanying information. Hand over to adder 1 and 2. Using the passed symbol S, the additional information adder 12 adds a watermark pattern to the code to be added. Specifically, corrections are made, such as replacing the code to be added with a new code.
  • the DC component When encoding the differential value of the DC component, the DC component is represented by the size and the actual value (DC Differential) represented by the size.
  • the former is a variable length code (VLC)
  • the latter is a fixed length code (FLC: Fixed Length Code).
  • the accompanying information is added within a range in which the variable-length code portion and the fixed-length code portion are combined, so that the code length as a whole is not changed.
  • the size of the DC component (DC difference component) is defined as shown in Table 1 below.
  • the color difference signal is specified as shown in Table 2 below [Table 2].
  • the DC difference component is defined as shown in Table 3 below.
  • the difference value is represented by 101001.
  • the configuration in the first embodiment is as shown in FIGS. 15 and 16 described above.
  • a watermark mark adder 1 is provided after the encoder 2 and the Characteristically, an encoding table 13 is provided inside the adder 1, and the target of correcting the encoded bit string is a fixed-length code portion and a variable-length code portion.
  • the word mark adder 1 shown in FIG. 16 is replaced with the word mark adder 3 shown in FIG. 18, and the encoding table 16 has a fixed length code table. Was required.
  • step S1 the addition levels a and b of the short mark are set in step S1.
  • step S2 the encoded bit sequence is read up to the position of the target code when the additional information is added on the encoded bit sequence. Thereafter, as shown by the dotted line in step S3, a correction may be made for the mismatch generated in the immediately preceding block. This will be described later.
  • step S4 matching with the watermark pattern is performed according to the block position of the target code on the coded bit string. If, for example, additional information is added to the code of the DC component of the DCT, and if the symbol of the watermark at the block position is a brass in step S5, the process proceeds to step S6 and the code is displayed.
  • a value x ' is calculated by adding a to the DC component X to be calculated. If the symbol of the watermark at the block position is negative in step S5, the flow advances to step S7 to calculate a value x 'obtained by subtracting a from the DC component X represented by the sign. Then, in step S8B, the sign of the DC component X at that block position is corrected to the sign of x '.
  • step S9 When making corrections, only the fixed-length code is changed, referring mainly to the table that encodes the difference value of the DC component of the DCT (DC component). Since only the fixed-length code part is changed, this correction process is merely a code replacement. Then, the determination in step S9 is repeated, and the process ends after performing these processes for all the codes in the target area.
  • the DC component of the DCT is subjected to differential coding (DPCM: Differential Pulse Code Modulation).
  • DPCM Differential Pulse Code Modulation
  • To give a specific example of differential encoding if there is a sequence of 3, 6, 12, 4, 7 then calculate the difference from the immediately preceding numerical value, for example, the sequence of 3, 3, 6, -8, 3 And encoding is performed. At this time, for example, if the third difference value is replaced with 4 and additional information is added, the values after the 4th will be 2 smaller than the original values unless correction is made.
  • To correct the fourth and subsequent numerical values without replacing the third numerical value and adding the accompanying information replace the fourth differential value with -6, which is larger by two.
  • the processing method may be determined according to the method of adding the accompanying information.
  • the actual coded bit sequence is generated according to various restrictions such as a coding rate.
  • a coding rate As an example, when the code to be added is replaced with a new code, the replacement often changes the word length of the code, causing various problems.
  • the watermark mark adder 3 shown in Fig. 18 examines the target code when adding the accompanying information on the coded bit string, Various measures are taken, such as adding additional information only to the long code part.
  • FIG. 21 illustrates the principle of appending additional information in the MPEG system.
  • G0P Group Of Pictures
  • one G0P is constituted by 15 pictures.
  • DCT DC encoded in units of work When adding additional information to a component, configure G0P
  • I picture is selected from.
  • the macro block of 16 ⁇ 16 pixels is composed of four blocks of 8 ⁇ 8 pixels in the case of the luminance signal (Y).
  • the color difference signals Cb and Cr are represented by a block of 8x8 pixels for one macroprogram of 16x16 pixels.
  • These pixel data are converted to DCT coefficients by DCT (Discrete Cosine Transform).
  • Coeff [0] [0] (scan [0]) in the upper left represents the DC component (DC component). From this DC component, the DC component of the block immediately before was used as the predicted value. A difference value is calculated, and the difference value is encoded. The remaining AC components (AC components) are coded by zigzag scanning within the block, after being sorted as scan [0] as a direct component, followed by scan [l] to scan [63]. You.
  • the difference between the DC component and the immediately preceding DC component is calculated, and the difference value is encoded.
  • the order of the four blocks is as follows: upper left, upper right, lower left, lower right. Therefore, as the DC component of the upper left block, the difference from the DC component of the lower right block of the immediately preceding macroblock is encoded, and as the DC component of the upper right block, the difference from the DC component of the upper left block is coded.
  • the DC component of the lower left block is coded as the difference between the DC component of the upper right block, and the DC component of the block of the lower right block is the difference between the DC component of the lower left block and the DC component of the lower left block. Encoded.
  • the difference between the immediately preceding corresponding color difference signal and the DC component of the block is encoded.
  • the DC component when encoding the difference value of the DC component, the DC component is represented by a size and an actual value represented by the size (DC Differential).
  • the former is a variable length code (VLC: Variable Length Code)
  • the latter is a fixed length code (FLC: Fixed Length Code).
  • the additional information is added, if the DC difference component is changed within a range where the size of the DC component (DC difference component) does not change, the additional information is added using only the fixed-length code portion. can do.
  • the size of the DC difference component of the luminance signal is 3, and the actual DC difference component zz [0] is -6.
  • the symbol of the warrior mark pattern is plus and the additional level a is 1, if the difference value is replaced from 101001 to 101010, the actual DC difference component becomes -5, which is one larger than -6.
  • the symbol of the warrior mark pattern is negative and the additional level b is 1, if the difference value is replaced from 101001 to 101000, the actual DC difference component becomes -7, which is one smaller than -6.
  • the difference value may be replaced with 101001 to 101011.
  • the fact that the actual DC difference component has become -4, which is larger than -6 by 2 is recorded in a register or the like and the next addition to the DC difference component is performed. Should be used by referring to the value.
  • the size of the DC component is 0, that is, when the actual DC difference component zz [0] is 0, additional information cannot be added using only the fixed-length code portion, and the additional information is added at the block position. No information is added. Alternatively, additional information may be added by some processing.
  • the next addition when the actual DC difference component zz [0] is 7, the size of the DC difference component of the luminance signal is 3.
  • Motion_residual in the code obtained by encoding the difference value of the motion vector (motion vector) is described.
  • FLC Motion_residual in the code obtained by encoding the difference value of the motion vector
  • the motion vector detector 150 detects the motion vectors of the P picture and the B picture, encodes them, and encodes them in the bit stream. It is intended to be transmitted together.
  • This Motion Vector is represented by Motion-code as VLC as shown in Tables 4 and 5, and Motion_residual as FLC.
  • Motion-code represents a rough value of the Motion Vector
  • Motion-resi dual represents a correction value for representing a fine value.
  • f_code indicates the accuracy (magnification) of Motion-code.
  • Motion-code represents a value with 0.5 precision.
  • Motion_residual is not used.
  • Motion-code represents integer precision
  • Motion-resi dual represents a value with 0.5 precision. That is, at this time, the Motion residual is Expressed as a 1-bit FLC indicating 0 or 0.5.
  • Motion-code represents a value with a precision of a multiple of 2
  • Motion-residual represents a 2-bit FLC representing 0, 0.5, 1.0 or 1.5.
  • accompanying information can be added to such Motion-residual FLC.
  • an evaluation value may be calculated by adding and subtracting a motion vector or a difference value thereof.
  • the accompanying information may be detected using other methods.
  • the Motion residual exists in the P picture and the B picture, if the Motion residual of the B picture is used, the B picture is not used for the prediction of other pictures. It is possible to prevent other pictures from being affected by the insertion.
  • the additional information may be added using a code other than fixed length (variable code), but in this case, unnecessary bits are inserted into the coded bit sequence, It was necessary to take the necessary configuration, such as removing unnecessary bits above, before processing. These can be similarly applied to any encoding method or any decoding method.
  • the encoder table unit 13 is provided with a fixed-length code and a variable-length code in the power mark adder 1 shown in FIG.
  • the war symbol adder 1 shown in Figure 16 is The difference from the watermark adder 3 shown is the coding table unit 13 referred to by the simple code decoder 11.
  • the encoding table unit 13 not only fixed-length codes but also variable-length codes are indispensable.
  • FIG. 17 shows a series of processes performed by the watermark adder 1 in FIG.
  • the coding table referred to in step S8A to correct the target code is different from the coding table referred to by the watermark adder 3 shown in FIG.
  • an example is shown in which an encoding table of the difference value of the DC component is used.
  • the image signal processing apparatus can add the accompanying information without re-encoding by the watermark adder 1, and has a code length within a range including the variable length code portion and the fixed length code portion. Additional information can be added without changing the information.
  • the input code bit string is first input to the Warner mark detector 22 to detect the Warner mark, and then the Warner mark detector.
  • the Warner mark detector This is an image signal decoding device in which the code bit string output from 22 is supplied to the decoder 21 and decoded.
  • the configuration and operation of the decoder 21 are the same as those of the decoder 81 shown in FIG. 10 described above, and description thereof is omitted here.
  • the watermark detector 22 shown in FIG. 24 has a different configuration from the watermark detector 82 shown in FIG. 12, and as shown in FIG.
  • An encoding template 31; a simple code decoder 32; an evaluation value calculator 33; a Warmark pattern matching controller 34; a Warmark mark storage memory 35; An evaluation value comparator 36 and a code converter 37 are provided.
  • the encoded bit string is input to the watermark detector 22.
  • the input coded bit string is simply decoded by the simple code decoder 32 in order to find the position of the code for detecting the accompanying information.
  • the simplified code decoder 32 decodes the input code with reference to, for example, an encoding table 31 for coding the DC component (DC component) of the DCT.
  • an encoding table 31 for coding the DC component (DC component) of the DCT.
  • fixed-length code and variable-length code tables are indispensable.
  • the position of the code in this case, which is decoded by the simple code decoder 32 refers to, for example, the position on the coded bit string or the spatial or frequency position when decoded. Various positions may be searched, including positions other than.
  • the position of the code to be searched depends on the type of the code to be detected when detecting the accompanying information on the coded bit string, which is the same as described in the watermark adder 1. It is. In some cases, decoding may be performed on the entire or a part of the coded bit sequence to form a whole or a part of the reproduced image.
  • the code position information b indicating the position of the target code when detecting the accompanying information on the encoded bit string is passed to the evaluation value calculator 33 together with the input encoded bit string.
  • the evaluation value calculator 33 passes the code position p of the evaluation target to the watermark pattern matching controller 34. This code position P is the same as the one described in the Original or two-dimensional position representation is often used.
  • the key mark matching controller 34 refers to the key mark of the key mark pattern recorded in the key mark pattern holding memory 35 based on the code position p.
  • the obtained symbol S is passed to the evaluation value calculator 33.
  • the evaluation value calculator 33 calculates an evaluation value using the passed symbol S.
  • the calculated evaluation value is subjected to threshold processing in the evaluation value comparator 36, and the accompanying information f is output. Also, the input image data is output as it is.
  • a code converter 37 shown by a dotted line is provided, and the input coded bit string is processed or processed and output. Sometimes. In the code converter 37, processing or processing such as not outputting the coded bit string or rearranging the coded bit string randomly is performed.
  • this image signal decoding apparatus is as shown in FIGS. 24 and 25 above, and the point that a watermark detector 22 is provided in front of the decoder 21 and that the watermark detection is performed. It is characterized in that a coding table unit 31 is provided inside the unit 22 and the objects to be coded bit string are corrected to a fixed length code part and a variable length code part.
  • Fig. 26 shows a series of processes performed by the war mark detector 22.
  • the encoding table referred to in order to correct the target code in the conventional example, only the fixed length code is essentially required, but in this embodiment, the variable length code is used. Is also essentially required.
  • an example is shown in which an encoding table of DC component difference values is used.
  • the target code for detecting the accompanying information on the encoded bit string In order to read the encoded bit string to the position of the symbol, it is necessary to prepare an encoding table for all or at least the main part.
  • the fixed-length code and variable-length code tables described above generally correspond to the coding table of the main part in many cases, and should be prepared in both the earlier application and this embodiment. There are many.
  • any comparison method other than the comparison method described above may be used.
  • the comparison may be performed with a bias reliability coefficient c (( ⁇ l) indicating how much the bias component is considered to be held.
  • the auxiliary information may be detected by calculating a standard evaluation value using some method, and comparing the calculated value with the actual evaluation value.
  • any symbol other than plus and minus may be used as the symbol of the war evening mark.
  • any two or more types of symbols may be used instead of the two types.
  • three types of symbols, plus, zero, and minus, are prepared, and a code whose symbol is zero when matched with a short-term mark pattern does not affect the evaluation value sum. (The value represented by the code is not added to or subtracted from the evaluation value sum.)
  • Each symbol may have any meaning.
  • the range in which the watermark pattern is added on the coded bit string is arbitrary. In addition, matching with the added warrior mark pattern is checked. As long as the range is determined, the range for obtaining the evaluation value at the time of detection may be arbitrary. In addition, it is acceptable to add or detect a short-time mark pattern using a wider range over time or space. For example, in a moving image sequence, a temporal reference may be used, and not only the temporal position of the current frame but also past and future frames may be used.
  • one image is divided into a plurality of image regions in a certain unit and handled, and the spatial standard is used to code the current target image region.
  • the codes of the image areas located before and after in the scanning order may be used.
  • the image signal decoding apparatus can add the accompanying information without performing the encoding again by using the watermark detector 21 and code the variable-length code portion and the fixed-length code portion together. Accompanying information can be detected without changing the length.
  • FIG. 27 a modified example of the image signal processing device will be described with reference to FIGS. 27 and 28.
  • FIG. In this modified example, a word mark adder 4 is used instead of the word mark adder 2 shown in FIG.
  • the 8x8 DCT coefficients Coeff [0] [0] to Coeff [7] [7] of one process are quantized at predetermined quantization steps, and the quantization levels QF [0] [0] to QF [7 ] [7].
  • this DC component DC component
  • the AC component (AC component) is generally a variable-length code.
  • the AC component (AC component) is coded by zigzag scanning in the block, after being arranged as scan [0] as a DC component, followed by scan [l] to scan [63].
  • the evening mark pattern can be assigned, for example, in the coding scanning order.
  • a macroblock When a macroblock is coded, its AC component is first coded for the AC component scan [l] to scan [63] for the block at the upper left 0 of the luminance Y. Subsequently, the AC components scan [l] to scan [63] are encoded for one upper right block of the luminance Y, and a few blocks are encoded in the same manner. To add a warm-up mark only to the luminance signal, the lower right three blocks are coded, and then the next (generally right) macroblock is moved to the upper left of luminance Y. Encoded for zero blocks. The following is the same.
  • two scanning orders can be considered.
  • One is a scanning order method in which the blocks of the lower right 3 of the luminance Y are encoded in the above example, and then the blocks of the color difference blocks 4 and 5 are encoded.
  • the other is a scanning order method in which the chrominance signals Cb and Cr are encoded after encoding the luminance Y in the screen.
  • any other scanning order may be used.
  • the above-mentioned ordinary zigzag scanning and the above-mentioned ordinary scanning which is adapted by in-line scanning of an image.
  • Rice cake The scanning order may include not only the AC component but also the DC component. It is not necessary to use all AC components. For example, some scan [x] (0 ⁇ x 63) to be used in each block may be determined in advance, or some characteristic coefficients may be selected.
  • each DCT coefficient (mainly the AC component)
  • the number (run) of coefficient 0 preceding (following) in the scanning order and its coefficient value (level) are grouped by a variable length code. Encoded.
  • Tables 6 to 11 show the encoding tables for DCT coefficients in MPEG2.
  • VLC RUN (Level) of first DCT coefficient and next run level DCT coefficient
  • encoding is performed using the encoding tables in Tables 6 to 11 described above. However, when performing intra-image encoding (INTRA), another encoding table may be used. If the combination of run and level cannot be represented by the tables prepared in Table 6 to Table 11, the run and level are each determined using the run and level coding table following the escape code. And are fixed-length coded.
  • the code may be modified so that the code length does not change within a wider range of an arbitrary block. For example, consider the following example.
  • the coefficient that was 0 before the addition of the war evening mark may be changed to a value other than 0, and conversely, the coefficient may be changed to 0 before the addition.
  • Coefficients other than the above may be set to 0.
  • m is preferably a small positive value such as +1 or +2 when the warrior mark pattern is +.
  • the range where the code length does not change was within an arbitrary block.
  • this range may be anything.
  • the watermark signal adder 4 included in this image signal processing apparatus is configured by using only the configuration of the encoding table unit 17 as shown in FIGS. 15 and 16 above. Different from the configuration of 1.
  • the encoding table unit 17 is an encoding table that is essential for the simple code decoder 11, and is characterized in that the target for correcting the encoding bit string is only the variable-length code part.
  • a table of variable length codes is indispensable.
  • a coding table of DCT coefficients generally a variable length code including an AC component
  • FIG. 28 shows a series of processes performed by the warp mark adder 4.
  • the coding table referred to in step S8C to correct the target code is different from the coding table referred to by the watermark adder 2 shown in FIG.
  • An image signal clothing device is a watermark detector 24 as shown in FIG. 29, and a DCT coefficient encoding table device 39 is characteristic.
  • the encoder table unit 31 of the DCT coefficient of the watermark detector 22 shown in FIG. 25 described above stores the variable length code portion and the fixed length code portion. While it was possible to detect the accompanying information whose code length did not change within the combined range, it was possible to detect the accompanying information whose code length did not change only in the variable-length code part.
  • the encoding table unit 39 must have a table of variable length codes.
  • an encoding table of DCT coefficients generally a variable length code including an AC component
  • FIG. 30 shows a series of processes performed by the watermark detector 24.
  • a variable length code is required as an encoding table to be referred to in step S12C to correct the target code.
  • the watermark information detector 24 can add the additional information without re-encoding, and can change the additional information without changing the code length in the variable-length code portion. Can be detected.
  • any comparison method other than the comparison method described above may be used. For example, by utilizing the fact that the bias component B of the evaluation value is constant, the comparison may be performed together with the bias reliability coefficient c (O ⁇ c) indicating how much the bias component is considered to be held.
  • a standard evaluation value is calculated using some method, and the value is compared with an actual evaluation value to detect accompanying information. Is also good.
  • any symbol other than plus and minus may be used as the symbol of the war evening mark. It is also acceptable to use any three or more symbols instead of two. For example, three types of symbols, plus, zero, and minus, are prepared, and a code whose symbol is zero when matching with a warrior mark pattern does not affect the evaluation value sum ( Any meaning may be given to each symbol, such as adding or subtracting the value represented by the code to the evaluation value sum.
  • the range in which the watermark pattern is added on the coded bit string is arbitrary. Also, the range for obtaining the evaluation value at the time of detection may be arbitrarily set as long as the matching with the added watermark pattern is taken. Further, the watermark pattern may be added or detected using a wider range over time or space. For example, in a moving image sequence, a temporal reference may be used, and not only the temporal position of the current frame but also past and future frames may be used.
  • one image is divided into a plurality of image regions in a certain unit and handled, and the spatial standard is used to code the current target image region.
  • the codes of the image areas located before and after in the scanning order may be used.
  • the second embodiment is an image signal processing apparatus that estimates a rounding process performed by quantization when adding additional information, thereby minimizing a change in a value to be corrected at the time of addition.
  • description will be made with reference to FIGS.
  • additional information such as a war mark is attached. If the value to be added is quantized, minimize the change in the value to be corrected when adding the accompanying information by devising the addition method so that the rounding process performed in quantization can be used properly. Can be. That is, according to the second embodiment, in the signal processing for embedding the accompanying information in the input signal, the correction necessary for changing the value after quantization with respect to the signal before quantization is performed. By doing so, the above-mentioned additional information is added, and the signal including the additional information is subjected to encoding including quantization.
  • the minimum value required to change the quantization value in the encoding is modified for the signal before encoding according to the additional information. It is mentioned. In this case, it is preferable to estimate a rounding error at the time of quantization, and to correct at least a part of the signal before encoding according to the estimated rounding error and the accompanying information.
  • FIG. 31 shows a main part of an image signal processing apparatus according to a second embodiment of the present invention, in particular, an image signal processing apparatus for embedding and encoding a Water Mark as incidental information in an image signal.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration.
  • an input signal such as an image signal is sent to a rounding error estimator 8 of a warner mark adding device 1 which is an additional information adding means, and an output from the rounding error estimator 8 corrects a pixel value. It is sent to the additional information adder 9 as a means.
  • the output from the additional information adder 9 of the watermark adder 1 is sent to the encoder 2 and encoded.
  • the encoder 2 for example, one having a configuration such as the encoder 72 in FIG. 8 described above, which performs DCT encoding and then quantization, can be used. It is not limited to this.
  • a rounding error estimator 8 in the watermark adder 1 estimates a rounding error at the time of quantization, and sends rounding error information err to an additional information adder 9.
  • the accompanying information adder 9 converts the pixel value and the like of the input signal data such as the image signal in accordance with the accompanying information f and the power mark pattern from the watermark mark holding memory 10. The evening was corrected and sent to encoder 2.
  • the DC component of the DCT (DC component) is quantized by encoding.
  • DC component DC component
  • a short mark is added to this DC component with an addition amount of, for example, ⁇ 1
  • processing has been performed such that the DC component is corrected by ⁇ 1.
  • This is equivalent to making the luminance value ⁇ 1 for all the pixels in the 8 ⁇ 8 block on the image subjected to DCT.
  • quantization is performed at the time of encoding, only the minimum necessary pixels corresponding to the rounding error method at the time of quantization are corrected, and the DC component is marked with an additional amount of ⁇ 1 for the DC component. The same effect as that added can be obtained.
  • Fig. 32 shows an example of an 8x8 block before DCT.
  • the DC component of the DCT is equivalent to the average value of the block.
  • the average values of the three blocks shown in Fig. 32 are different, when quantized by rounding the first decimal place to the nearest whole number, the average value of all blocks is 43.
  • Adding +1 to the DC component is equivalent to adding +1 to the average of the block obtained by rounding off the first decimal place of the average. If the average value before quantization becomes 43.5, the DC component should be +1. Therefore, the number of pixels n is calculated by increasing some of the pixels in the proxies by 1 so that the average value becomes 43.5 or more.
  • the number of pixels to be corrected can be reduced, and for example, an effect such that the degree of deterioration of image quality due to addition can be reduced can be obtained.
  • any additional amount may be set, such as providing a pixel having another additional amount such as +2.
  • 1 pixel may be incremented by 1 and 1 pixel may be incremented by 4.
  • two pixels may be set to ⁇ 2, and three pixels to +3.
  • the pixel to be corrected in the block may be set at random, or the position of a pixel containing many high-frequency components that are difficult to detect with human eyes may be detected and added intensively there. .
  • the range for estimating rounding during quantization usually depends on the range of the quantization target. However, other ranges may be estimated as units. In the above example, the estimation is made in the range of 8x8 procks, but as an example, a range of this integral multiple (such as 16x16) may be used as a unit.
  • the rounding method at the time of quantization may be any method other than rounding.
  • the DC component (DC component) of the DCT Although the example of adding a tag has been described, it is not necessary to be limited to this. — — Any value can be used as long as the value to be added to the evening mark is quantized.
  • FIG. 33 and FIG. 34 show a series of processes when the additional information is added in the second embodiment of the signal processing device and the signal processing method.
  • the configuration of the second embodiment differs from the conventional technology in that the value of the watermark addition target is estimated by the rounding process at the time of quantization, and the rounding error information err which is the estimation result is obtained.
  • the feature is that is reflected when a watermark is added.
  • FIG. 31 above which shows an example of the configuration according to the present embodiment, mainly shows the configuration of the watermark mark adder 1, and what happens to the value to be added with the watermark mark due to rounding processing during quantization.
  • the rounding error estimator 8 estimates rounding error information err at the time of quantization.
  • the additional information f is on, the additional information is added by the additional information adder 9 using the Warm evening mark pattern recorded in the Warm evening mark pattern holding memory 10 and the rounding error information err.
  • the accompanying information f is off, the accompanying information adder 9 outputs the input image data as it is.
  • steps S 101 of FIG. 33 the additional levels a and b of the war mark are set.
  • the rounding error information err in the block is estimated on the image to which the additional information is to be added, and the number n of pixels for correcting the luminance value is obtained.
  • the process from 1 to 2 (1 to 2) is repeated while changing the pixel position in the block.
  • step S103 of FIG. 34 in the image to which the additional information is to be added, the target block (DCT block) including pixel X is marked with a watermark. Performs pattern matching.
  • step S 104 it is determined whether the symbol of the power mark of the block is plus or minus, and if the symbol of the war mark is positive, the process proceeds to step S 105, and Add a to the pixel value X of the pixel X in the block. When the symbol of the war mark of the block is negative, the process proceeds to step S106, and b is subtracted from the pixel value X of the pixel X in the block.
  • step S107 of FIG. 33 it is determined whether or not the processing has been performed for all the blocks in the target area. If NO, the process returns to step S102, and if YES, the process ends. are doing.
  • the processing for setting the values of a and b in step S101 may be arranged immediately before the pattern matching step S103 in FIG.
  • any symbol other than plus and minus may be used as the war symbol.
  • any two or more symbols may be used instead of two.
  • three kinds of symbols, plus, zero, and minus, are prepared, and the sign whose symbol is zero when matching with the warrior mark pattern does not affect the evaluation value sum. (The value represented by the sign is not added to or subtracted from the evaluation value sum.)
  • Each symbol may have any meaning.
  • the range may be arbitrary.
  • the range for obtaining the evaluation value at the time of detection may be arbitrarily set as long as the matching with the added watermark pattern is achieved.
  • the watermark pattern may be added or detected using a wider range over time or space.
  • a temporal reference is used, and not only the temporal position of the current frame but also past and future frames may be used.
  • the image of the profile is divided into a plurality of image regions in a certain unit and handled.
  • the codes of the image areas located before and after in the scanning order may be used.
  • a value within a block range consisting of a plurality of data of the input signal is corrected so that a representative value within the block range has regularity.
  • the additional information is added.
  • modification of the value required to make the representative value within the range of a block consisting of a plurality of data of the input signal into a value in accordance with a predetermined rule is performed in the block. At least some of the data.
  • correction of the value required to make the decimal part of the average value within the range of the block composed of a plurality of data of the input signal constant for all the blocks in the input signal is performed in the block.
  • At least a part of the data is added to add the accompanying information.
  • the above-mentioned regularity is, for example, a regularity in which a decimal part of the average value of pixel data in the DCT block is fixed.
  • an image signal is assumed as an input signal, and a watermark is added to the DC component of the DCT, for example, for each 8 ⁇ 8 pixel block, which is a DCT block for DCT coding.
  • a watermark is added to the DC component of the DCT, for example, for each 8 ⁇ 8 pixel block, which is a DCT block for DCT coding.
  • the decimal component of the average value can be set to an arbitrary value.
  • the number of pixels to be corrected is determined so that the decimal component of the average value in the block is set to 0.5.
  • the arbitrarily configurable fractional value of the average value alone can have the meaning of the new accompanying information as follows.
  • Pno: 1/2, be 100. 2 to the 10th power can be approximated as 1000 2 10 "3.
  • the probability of one thirtieth power of 30 is an astronomically low probability, and this is not usually the case. Therefore, by modifying the pixel in block units and setting the fractional component of the average value of all blocks in the image to a certain value, it is possible to add additional information. At the time of detection of the accompanying information, if the decimal component of the average value of all the programs becomes a certain value, it is determined that the accompanying information is added.
  • any additional amount may be set, such as providing a pixel having another additional amount such as +2.
  • 1 pixel may be incremented by 1 and 1 pixel may be incremented by 4.
  • two pixels may be set to ⁇ 2, and three pixels to +3.
  • the pixels to be corrected in the block may be set at random, or the positions of pixels that contain many high-frequency components that are difficult to detect with human eyes may be detected and added intensively there. good. Of course, other methods may be used.
  • a certain range is set for the decimal component at the time of detection. May be. For example, if the fractional component at the time of addition is 0.4, the additional information is added when the fractional component err-now at the time of detection is 0.3 ⁇ err—now ⁇ 0.5 in all blocks in the image. It may be considered that it is done.
  • a plurality of different decimal component values may have the meaning of a plurality of accompanying information corresponding thereto. For example, when the value of the decimal component is 0.1, it is considered that the information A is added, and when the value of the decimal component is 0.8, the information B is considered to be added. You may do it.
  • the unit for adding the accompanying information may be any area or range other than the above.
  • the decimal component is calculated within the 8x8 block and the whole image is determined.However, the decimal component is calculated within the 2x5 block and the determination is performed using arbitrary 36 blocks of the image. You may do it.
  • the representative value of each area may be any value. In the above example, the case where the average value in the block is the representative value has been described.However, any value other than the average value, such as the maximum value, the minimum value, the intermediate value, the value of a specific position in the block, etc. Is also good. In the above example, the additional information is detected and added to the pixels in the image, but other values may be used.
  • a value which originally appears only as an integer value may be reduced to a decimal number, and the additional information may be added and detected using the decimal value.
  • the motion vector obtained with one-pixel accuracy may be halved, and the value may be added and the accompanying information may be detected.
  • a watermark pattern may be prepared and used when adding and detecting accompanying information. For example, a one-night mark pattern having two symbols, 3 and 4, is prepared, and when added, the decimal component is set to 0.3 when the symbol is 3, and the decimal component is set to 0.4 when the symbol is 4. . At detection In this case, when a decimal component corresponding to the pattern is detected, it may be considered that additional information is added. Of course, any other warrior mark pattern may be used.
  • the case where the value to which the watermark is added is not quantized is mainly described, but a method of using the accompanying information in consideration of the quantization may be used.
  • the additional information is added by setting the decimal component of the average value of the 8x8 block to 0.5 as described above, and the image is encoded by the MPEG method, the average value will be an integer due to the quantization of the DC component of the DCT. Therefore, the decimal component on the decoded image becomes 0, and the additional information added cannot be detected.
  • the accompanying information is detected.
  • the accompanying information can be used so that it can be determined at the time of detection whether or not the image to be detected has been encoded once.
  • a specific example of the first path is, for example, dubbing using a television signal
  • a specific example of the second path is, for example, a television broadcast using an encoded bit sequence encoded by the MPEG system.
  • the method of using the accompanying information may be any other method.
  • FIGS. 35A and 35B An example of the configuration according to the third embodiment is shown in FIGS. 35A and 35B.
  • FIGS. 36 and 37 show a series of processes when adding or detecting accompanying information in the third embodiment.
  • FIG. 35A shows the configuration of the watermark adder 1. ⁇
  • the rounding error estimator 8 estimates rounding error information e rr at the time of quantization (where err is the same as a decimal component).
  • the accompanying information f is on, the accompanying information is added by the accompanying information adder 9 using the rounding error information err.
  • the additional information adder 9 outputs the input image data as it is.
  • Fig. 36 shows a series of processes performed by the Warmer Mark Adder 1. That is, in the first step S121 shown in FIG. 36A, on the image to which the additional information is to be added, the rounding error information err in the block is estimated, and the number n of pixels for correcting the luminance value is determined. Ask. After that, the process from 1 to 2 (1 to ⁇ ) is repeated while changing the pixel position in the block. In the processing from 1 to 2 (1 to ⁇ ) in the circle, the value X of the pixel X in the block is changed in step S122 of FIG. 36B. These processes are repeated for all blocks in the target area.
  • FIG. 35B shows the configuration of the watermark detector 22.
  • an evaluation value is calculated by the evaluation value calculator 33.
  • the calculated evaluation value is subjected to threshold processing in the evaluation value comparator 36, and the accompanying information f is output.
  • the input image data is output as it is.
  • the image converter 37 shown by the dotted line is placed, and the input image data may be processed or processed and output. This is the same as in the conventional example.
  • FIG. 37 shows a series of processing performed by the war mark detector 22.
  • step S131 the evaluation value sum is initialized and the threshold value th is set, and the decimal component reference value err-normal is set. This err-normal is the fractional component of the average value in the block, set by changing the pixel when adding.
  • the fractional component err in the block is estimated on the image from which the accompanying information is to be detected.
  • step S133 when this err is equal to err-normal, 1 is added to the evaluation value sum. This process is repeated for all the blocks in the target area (step S134). Then, in step S135, the evaluation value sum is compared with the threshold th, and if sum> th, the additional information f is set to on assuming that the additional information is added. Otherwise, turn off the accompanying information f.
  • the evaluation value sum is used for the determination as the number of counts where err is equal to err-normal, but it is also possible to use the evaluation value to determine the accompanying information by other methods.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments.
  • the present invention is not limited to DCT coding, and various transform coding such as wavelet coding can be adopted.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, additional information can be added or detected without re-encoding or decoding, and a variable-length code portion and a fixed-length code portion can be added or detected within a range. Fixed length, just like the sign part These processes can be performed without being limited to the range of the code portion.
  • a value within a block range composed of a plurality of data of the input signal is corrected to give a regularity to a representative value within a block range.
  • the additional information described above is added, so that by appropriately modifying a value in a certain range, the representative value in the range can be given regularity.
  • the regularity of this representative value it is possible to construct a method for adding and detecting new accompanying information.

Abstract

A coded bit string and additive information are inputted into a watermark adder. The inputted coded bit string is simply decoded by a simple decoder so as to seek the position of the code for adding additive information f. The inputted code is decoded with reference to a coding table device for coding the differential value of the DC component of a DCT by the simple decoder. If the inputted additive information f is on, position information p on the position of the addition object is delivered to a watermark pattern checking controller from the additive information adder so as to add a watermark pattern to the code which is the object on a coded bit string.

Description

明細 : 信号処理装置及び方法、 並びに信号復号装置及び方法 技術分野 本発明は、 入力信号、 例えば特定の静止画像あるいは動画像シー ケンスのような画像データに対して、 例えば著作権情報のような付 随情報を付加し、 再生時にその付随情報を検出して利用する信号処 理装置及び方法、 並びに付随情報が付加された入力信号を復号する 信号復号装置及び方法に関する。 景技術 特定の画像デ一夕 (静止画像あるいは動画像シーケンス) に対し て、 それに付随する情報を画像データ中に付加し、 再生時にその付 随情報を検出して利用する技術がある。 この代表的な例として、 著 作権情報の付加が挙げられる。 Item: signal processing apparatus and method, and signal decoding apparatus and method TECHNICAL FIELD The present invention is an input signal, for example with respect to image data such as a specific still image or a moving image sequence, for example, with such as copyright information The present invention relates to a signal processing device and method for adding pertinent information and detecting and using the accompanying information during reproduction, and a signal decoding device and method for decoding an input signal to which the accompanying information is added. Scenery technology There is a technology that adds information associated with a specific image sequence (still image or moving image sequence) to the image data and detects and uses the accompanying information during playback. A typical example is the addition of copyright information.
不特定の利用者が特定の画像デ一夕を利用することが可能である 場合、 その画像に対して著作権を持つ者がその権利を主張するため には、 あらかじめ著作権情報を画像デ一夕中に付加しておく必要が ある。 著作権情報を付加することにより、 画像の再生装置あるいは 再生方法の処理手順の中で、 その画像データを表示不可とすべき著 作権情報が検出された場合には、 その画像データの表示を行なわな い等の対策を講じることが可能となる。 上述の著作権情報の付加、 あるいは検出は、 現在、 ビデオテープ の不正コピ一防止等でよく利用されている。 近頃はビデオテープの レンタルを行なう店も多いが、 多くの利用者が店から低価格で借り たビデオテープを不正にコピーして楽しんだ場合、 そのビデオテ一 プの著作権を持つ者及びビデオテープのレンタルを行なう店の損害 は甚大である。 If an unspecified user can use a specific image, the copyright holder must first copy the copyright information to the image in order to claim that right. It must be added in the evening. By adding copyright information, if copyright information that should render the image data undisplayable is detected in the processing procedure of the image playback device or playback method, the image data is displayed. It will be possible to take countermeasures such as not taking action. Attachment or detection of the above-mentioned copyright information is often used at present to prevent illegal copying of video tapes. Recently, there are many shops that rent video tapes, but if many users enjoy illegally copying video tapes borrowed from the store at low prices, those who hold copyrights of the video tapes and video tapes The damage to stores that rent rentals is enormous.
ビデオテープには、 画像データがアナログ的に記録されているた め、 コピ一を行なった場合に画質が劣化する。 そのため、 コピーが 複数回繰り返された場合、 元々保持されていた画質を維持すること は非常に困難となる。  Since image data is recorded on a video tape in an analog manner, the image quality is degraded when copying is performed. Therefore, if copying is repeated several times, it is extremely difficult to maintain the original image quality.
これに対し、 最近普及しつつあるデジタル的に画像データを記録 し再生する機器等においては、 不正コピーによる損害はさらに大き なものとなる。 それは、 画像データをデジタル的に扱う機器等では、 原理的にコピーによって画質が劣化することがないためである。 そ のため、 デジタル的に処理を行なう機器等における不正コピー防止 は、 アナログの場合と比べてはるかに重要である。  On the other hand, in digital devices that record and reproduce image data digitally, etc., which have recently become widespread, the damage caused by unauthorized copying is even greater. This is because, in equipment that handles image data digitally, image quality does not deteriorate in principle due to copying. For this reason, prevention of unauthorized copying in devices that process digitally is much more important than in the case of analog.
画像データに付随する情報をその画像データ中に付加する方法は、 主に 2通りある。  There are two main methods for adding information accompanying image data to the image data.
第 1の方法は、 画像データの補助部分に付加する方法である。 例 えばビデオテープでは、 図 1に示すように、 その画像データの補助 的情報が、 表示画面には実質的に表示されない画面上部 (補助部 分) に記録されている。 この領域の一部を利用して、 付随情報を付 加することが可能である。  The first method is to add the image data to the auxiliary part. For example, on a video tape, as shown in Fig. 1, auxiliary information of the image data is recorded at the upper part of the screen (auxiliary part) which is not substantially displayed on the display screen. By using a part of this area, it is possible to add additional information.
第 2の方法は、 画像デ一夕の主要部分 (実質的に表示される部 分) に付加する方法である。 これは、 図 2に示したように、 ある特 定のパ夕一ン (ウォー夕マーク (Water Mark) パ夕一ン) を、 視覚 的に感知できない程度に、 画像の全体あるいは一部に付加するもの である。 この具体例として、 乱数や M系列等を用いて発生させた鍵 パターンを利用して情報の付加あるいは検出を行なうスぺク トラム 拡散等がある。 The second method is to add it to the main part of the image data (the part that is actually displayed). This is a particular feature, as shown in Figure 2. This is to add a fixed power mark (Water Mark) to the whole or part of the image to the extent that it cannot be visually perceived. As a specific example, there is a spread spectrum for adding or detecting information by using a key pattern generated by using a random number, an M sequence, or the like.
以下では、 ウォー夕マークパターンを用いた場合の画像データの 主要部分への付随情報の付加あるいは検出の一例を述べる。 図 3〜 図 6にこの具体例を示す。  In the following, an example of adding or detecting accompanying information to the main part of the image data when using the watermark pattern is described. 3 to 6 show specific examples.
各画素について、 プラス又はマイナスの 2つのシンボルのいずれ かを取る、 図 3に示すような、 4nx4n個の画素に対応するゥォ一夕マ ークパ夕一ンを用いると仮定する。 実際には、 ウォー夕マ一クパ夕 ーンは 2つのシンボルのいずれかをランダムに取る方が望ましく、 その領域の形状、 大きさは任意で構わない。  It is assumed that, for each pixel, one of two symbols, plus or minus, is used, as shown in FIG. In practice, it is desirable to take one of the two symbols at random in the War-Ma-Kupa evening, and the shape and size of that area may be arbitrary.
付随情報を付加する際には、 付加を行なう対象となる画像上で、 ウォー夕マークパターンの領域と等しい大きさの領域を設定する。 設定された領域とウォー夕マークパターンを重ねて照らし合わせ、 プラスのシンボルが対応する画素には値 aを加算し、 マイナスのシン ボルが対応する画素からは値 bを減算する。 a, b共に、 任意の値で構 わないが、 そのウォー夕マ一クパ夕一ンを通じて一定にするべきで ある。  When adding the accompanying information, an area having the same size as the area of the watermark pattern is set on the image to be added. The set area and the watermark pattern are overlapped and illuminated, and the value a is added to the pixel corresponding to the plus symbol, and the value b is subtracted from the pixel corresponding to the minus symbol. Both a and b can be set to arbitrary values, but they should be kept constant throughout the war.
図 4〜図 6の例では、 a=l,b=lに設定しており、 図 4に示すように、 付加を行なう対象となる領域の画素値が全て 100の場合には、 この埋 め込み操作により 101と 99の画素値が形成される。  In the examples of Figs. 4 to 6, a = l and b = l are set. As shown in Fig. 4, when the pixel values of the area to be added are all 100, this padding is performed. The pixel values 101 and 99 are formed by the embedding operation.
付随情報を検出する際には、 検出を行なう対象となる画像上でゥ ォ一夕マークパターンの領域と等しい大きさの領域を設定する。 こ の領域の画素全てを合計した値を評価値として用いる。 画素全てを 合計する際には、 設定された領域と ウォー夕マークパターンを重ね て照らし合わせ、 プラスのシンボルの画素については足し算、 マイ ナスのシンボルの画素については引き算を適用する。 図 5の例では、 画素値 101の画素は加算され、 画素値 99の画素は減算され、 それらの 演算結果が加算される。 この時、 付随情報を付加する際にウォー夕 マークパターンと同じパターンを用いなければ、 付随情報を正しく 検出することはできない。 このような検出操作により、 例えば図 5 に示すように、 付随情報が付加されている場合の評価値は(4n) 2 (領 域に含まれる画素数の数と同じ) になり、 図 6に示すように、 付随 情報が付加されていない場合の評価値は 0となる。 When detecting the accompanying information, an area having the same size as the area of the short-time mark pattern is set on the image to be detected. This Is used as the evaluation value. When summing all the pixels, the set area and the watermark pattern are overlapped and illuminated, and the addition is performed for the pixel of the plus symbol and the subtraction is applied to the pixel of the minus symbol. In the example of FIG. 5, the pixel having the pixel value 101 is added, the pixel having the pixel value 99 is subtracted, and the calculation results are added. At this time, if the same pattern as the watermark pattern is not used when adding the accompanying information, the accompanying information cannot be correctly detected. By such a detection operation, for example, as shown in FIG. 5, the evaluation value when the additional information is added becomes (4n) 2 (the same as the number of pixels included in the area), and FIG. As shown, the evaluation value is 0 when no additional information is added.
ウォー夕マークパターンの領域が充分に広く、 かつウォー夕マー クパターンが充分にランダムである場合、 付随情報が付加されてい ない場合の評価値は常にほぼ 0となる。 そのため、 評価値がある一定 の閾値を超えた場合には、 付随情報が付加されていると判別するこ とができる。 上記の手順により、 付随情報が付加されているか否か という 2値の情報 ( 1 ビッ ト) を付加することが可能となる。 より 多くの情報を付加したい場合には、 画像全体を k個の領域に分けて それぞれ上記の操作を行なう等の処理方法により、 2k通り (kビッ ト) の情報を付加することができる。 If the area of the war evening mark pattern is sufficiently large and the war evening mark pattern is sufficiently random, the evaluation value will always be almost 0 when the accompanying information is not added. Therefore, when the evaluation value exceeds a certain threshold value, it can be determined that additional information has been added. The above procedure makes it possible to add binary information (1 bit) indicating whether or not additional information has been added. If more information is to be added, 2 k (k bits) information can be added by processing the entire image into k regions and performing the above operations.
ウォー夕マークパターンは、 例えば M系列を用いて生成したものを 利用することができる。 M系列 (最長符号系列) は、 0 , 1の 2値のシ ンボルからなる数列で、 0,1の統計的分布は一定であり、 符号相関は 原点で 1、 その他では符号長に反比例するものである。 もちろん、 M 系列以外の方法でウォー夕マークパターンを生成しても構わない。 画像データをデジタル的に記録し再生する場合、 そのままでは非 常に情報量が多くなるため、 デ一夕を圧縮するのが一般的である。 画像デ一夕を圧縮する方法として、 JPEG (Joint Photographic Exp erts Group) (カラ一静止画像符号化方式) 、 あるいは MPEG (Mov ing Picture Experts Group) (カラー動画像符号化方式) 、 等の高 能率符号化方法が国際的に標準化され、 実用化に至っている。 この 高能率符号化によって画像データを圧縮する場合を例に取り、 付随 情報の付加及び検出を行なう構成例を次に説明する。 As the war evening mark pattern, for example, a pattern generated using an M sequence can be used. The M-sequence (longest code sequence) is a sequence of binary symbols 0 and 1, where the statistical distribution of 0 and 1 is constant, the code correlation is 1 at the origin, and in other cases it is inversely proportional to the code length It is. Of course, the warrior mark pattern may be generated by a method other than the M-sequence. When image data is recorded and reproduced digitally, the amount of information is very large if it is used as it is, so it is common to compress the data overnight. As a method for compressing image data, high efficiency such as JPEG (Joint Photographic Experts Group) (color still image coding method) or MPEG (Moving Picture Experts Group) (color moving image coding method) The encoding method has been internationally standardized and has been put to practical use. Taking the case where image data is compressed by this high-efficiency encoding as an example, a configuration example in which additional information is added and detected will be described below.
図 7には、 エンコーダの構成を示した。 入力された画像デ一夕に は、 まずウォー夕マーク (パターン) 付加器 7 1において、 付随情 報 f がウォー夕マークパターンとして付加される。 この付随情報 f が付加された画像データを符号化器 7 2に入力し、 高能率符号化を 行なって符号化ビッ ト列を生成する。  Figure 7 shows the configuration of the encoder. First, in the input image data, the accompanying information f is added as a warrior mark pattern in a warrior mark (pattern) adder 71. The image data to which the accompanying information f has been added is input to the encoder 72, and high-efficiency encoding is performed to generate an encoded bit sequence.
図 8には、 符号化器 7 2のより具体的な構成例を示す。 この例に おいては、 符号化器 7 2は、 フレームメモリ 1 4 1を備えており、 フレームメモリ 1 4 1は、 ウォー夕マーク付加器 7 1より供給され た画像データをフレーム単位で記憶するようになされている。 動き べク トル検出器 1 5 0は、 フレームメモリ 1 4 1に記憶された画像 データから、 動きベク トル Vを検出し、 検出結果を動き補償器 1 4 3と可変長符号化器 1 4 6に出力している。 動きべク トル検出器 1 5 0においては、 16x16画素で構成されるマクロプロック単位のブロ ックマッチング処理が行われ、 動きベク トル Vが検出される。 また、 より高い精度を実現するために、 半画素単位でのマッチング処理も 行われる。  FIG. 8 shows a more specific configuration example of encoder 72. In this example, the encoder 72 has a frame memory 141, and the frame memory 141 stores the image data supplied from the watermark adder 71 in units of frames. It has been made like that. The motion vector detector 150 detects the motion vector V from the image data stored in the frame memory 141, and outputs the detection result to the motion compensator 144 and the variable length encoder 144. Output to In the motion vector detector 150, block matching processing is performed for each macroblock composed of 16 × 16 pixels, and the motion vector V is detected. In addition, in order to achieve higher accuracy, matching processing is also performed on a half-pixel basis.
動き補償器 1 4 3は、 フレームメモリを内蔵しており、 符号化す べき現在のフレームの各位置の画素値を、 すでに符号化が行われ、 それを復号して得られた、 内蔵するフレームメモリに保存されてい る画像から予測する。 時刻 tに入力されたフレームの位置( にお ける画素値 I[i,j,t]の予測値 I' [i,j,t]は、 その位置に対応する動き べク トル^ , , セ を用ぃて、 次式のように決定され る。 The motion compensator 144 has a built-in frame memory, The pixel value at each position of the current frame to be predicted is predicted from the image that has already been encoded and is obtained by decoding it and stored in the built-in frame memory. The predicted value I '[i, j, t] of the pixel value I [i, j, t] at the position of the frame input at time t is represented by the motion vector ^,, and the cell corresponding to that position. Is determined using the following equation.
[i,j,t]=(I[i,,j,,t- T] + I[i,+l,j,,t-T] + I[i,,j,+l,t- T] + I[i, +l,j,+l,t- T])/4  [i, j, t] = (I [i ,, j ,, t-T] + I [i, + l, j ,, tT] + I [i ,, j, + l, t-T] + I [i, + l, j, + l, t-T]) / 4
なお、 ここで、 i,と j,は次式で表される。  Here, i and j are represented by the following equations.
i'=int(i+vx(i5 j,t)T) i '= int (i + vx (i 5 j, t) T)
j,二 int(j+vy(i,j,t)T)  j, two int (j + vy (i, j, t) T)
ここで、 Tは、 現在予測を行っている画像 Iが入力された時刻と、 フレームメモリ上に記憶されている画像が入力された時刻の差を表 し、 上記式の右辺の I[i,,j,,t-T]、 I[i,+1, j,,t-T]、I[i,,j,+l,t-T]、 I[i,+l,j'+l,t- T]は、 動き補償器 1 4 3に内蔵されているフレーム メモリ上の画素値を表わす。 また、 int(x)は Xを越えない最大の整数 値を表している。  Here, T represents the difference between the time when the currently predicted image I is input and the time when the image stored in the frame memory is input, and I [i, , J ,, tT], I [i, + 1, j ,, tT], I [i ,, j, + l, tT], I [i, + l, j '+ l, t-T] Represents the pixel value on the frame memory built in the motion compensator 144. Int (x) represents the largest integer value that does not exceed X.
減算器 1 4 2は、 フレームメモリ 1 4 1より供給される、 現在符 号化すべき画素の値から、 動き補償器 1 4 3より供給される動きべ ク トル Vに基づき、 動き補償することにより算出された予測値を減 算し、 D C T (Descrete Cosine Transform)器 1 44に出力している。 D C T器 1 44は、 減算器 1 4 2より入力された差分値で構成され る(Descrete Cosine Transform) 器であり、 差分値で構成され 8画素 x8画素のプロックに対して 2次元 D C T処理を施す。 量子化器 1 4 5は、 D C T器 1 4 4より入力された D C T係数 cに対して、 適当な ステツプサイズ qを用いて次式に従って量子化処理を行う。 The subtractor 1442 performs motion compensation based on the motion vector V supplied from the motion compensator 144 from the value of the pixel currently to be coded supplied from the frame memory 141. The calculated predicted value is subtracted and output to a DCT (Descrete Cosine Transform) unit 144. The DCT unit 144 is a (Descrete Cosine Transform) unit composed of the difference values input from the subtractor 144, and performs two-dimensional DCT processing on the block of 8 pixels x 8 pixels composed of the difference values. . The quantizer 1 4 5 has an appropriate value for the DCT coefficient c input from the DCT 1 Using the step size q, quantization processing is performed according to the following equation.
c,二 int(c/Q)  c, two int (c / Q)
量子化器 1 4 5により量子化された D C T係数 c'は、 可変長符号 化器 1 4 6と逆量子化器 1 4 7に供給される。 可変長符号化器 1 4 6は、 量子化された D C T係数 c'と動きべク トル検出器 1 5 0より 供給された動きべク トル Vを可変長符号化し、 符号ビッ ト列を出力す る。  The DCT coefficient c ′ quantized by the quantizer 144 is supplied to the variable length encoder 144 and the inverse quantizer 144. The variable-length coder 146 performs variable-length coding on the quantized DCT coefficient c ′ and the motion vector V supplied from the motion vector detector 150, and outputs a code bit string. You.
逆量子化器 1 4 7は、 量子化器 1 4 5で用いられたステップサイ ズと同位置のステツプサイズ Qを用いて、 次式に示されるように逆量 子化処理を行う。  The inverse quantizer 147 performs inverse quantization as shown in the following equation using the step size Q at the same position as the step size used in the quantizer 144.
c"=c' xQ  c "= c 'xQ
逆量子化器 1 4 7で逆量子化されたデ一夕は、 I D C T器 1 4 8 に入力され、 逆 D C T処理が施され、 画素値の差分値が復元される。  The data that has been inversely quantized by the inverse quantizer 147 is input to the IDCT unit 148 and subjected to inverse DCT processing to restore the pixel value difference value.
I D C T器 1 4 8の出力する差分値は、 動き補償器 1 4 3が出力 する予測値と加算器 1 4 9により加算され、 もとの画素値のデータ となり、 動き補償器 1 4 3 3に内蔵されているフレームメモリに記 憶される。  The difference value output from the IDCT unit 148 is added to the predicted value output from the motion compensator 143 by the adder 149, and becomes the original pixel value data. It is stored in the built-in frame memory.
次に、 その動作について説明する。 デジタル化されている画像デ 一夕は、 ウォー夕マーク付加器 7 1に入力され、 付随情報 f に対応 してウォー夕マークが付加される。  Next, the operation will be described. The digitized image data is input to a warrior mark adder 71, and a warrior mark is added according to the accompanying information f.
ウォー夕マーク付加器 7 1によりゥォ一夕マークが付加された画 像デ一夕は、 フレームメモリ 1 4 1に供給され、 フレーム単位で記 憶される。 動きべク トル検出器 1 5 0は、 フレームメモリ 1 4 1に 記憶されている画像デ一夕の動きべク トル Vを検出する。 動き補償器 1 4 3は、 内蔵するフレームメモリに記憶されている参照フレーム の画像デ一夕に対して動き補償を施し、 予測画素デ一夕を生成して、 減算器 1 4 2に供給する。 減算器 1 4 2は、 フレームメモリ 1 4 1 より供給された画像デ一夕から動き補償器 1 4 3より供給された予 測画像データを減算し、 その減算結果を D C T器 1 44に供給する。 D C T器 1 4 4は、 入力された差分値の画像デ一夕を D C T係数に 変換する。 量子化器 1 4 5は、 D C T器 1 44より供給された D C T係数を量子化し、 可変長符号化器 1 4 6に出力する。 可変長符号 化器 1 4 6は、 入力された量子化データを可変長符号に変換し、 符 号ビッ ト列として、 図示せぬ伝送路に伝送したり、 記録媒体に供給 し、 記録させる。 The image data to which the night mark is added by the word mark adder 71 is supplied to the frame memory 141, and is stored in frame units. The motion vector detector 150 detects a motion vector V of the image data stored in the frame memory 144. The motion compensator 1 4 3 uses the reference frame stored in the built-in frame memory. The motion compensation is performed on the image data of the image data, and the predicted pixel data is generated and supplied to the subtractor 144. The subtracter 144 subtracts the predicted image data supplied from the motion compensator 144 from the image data supplied from the frame memory 144, and supplies the subtraction result to the DCT 144. . The DCT unit 144 converts the image data of the input difference value into DCT coefficients. The quantizer 145 quantizes the DCT coefficient supplied from the DCT unit 144 and outputs it to the variable length encoder 146. The variable-length encoder 146 converts the input quantized data into a variable-length code, and transmits it as a code bit string to a transmission path (not shown) or supplies it to a recording medium for recording.
量子化器 1 4 5より出力された量子化データは、 逆量子化器 1 4 7で逆量子化され、 I D C T器 1 4 8に供給される。 10〇丁器 1 4 8は、 入力された D C T係数に対して I D C T処理を施し、 もと の差分値の画像デ一夕を出力する。 この差分値の画像データは、 動 き補償器 1 4 3より読み出された予測画像デ一夕に、 加算器 1 4 9 で加算され、 もとの画像デ一夕に復元されて、 動き補償器 1 4 3の 内蔵するフレームメモリに記憶される。 なお、 可変長符号化器 1 4 6は、 動きぺク トル検出器 1 5 0より供給された動きべク トル Vも 可変長符号に変換し、 出力する。  The quantized data output from the quantizer 145 is inversely quantized by the inverse quantizer 147 and supplied to the IDCT 148. The 10〇 filter 148 performs IDCT processing on the input DCT coefficient, and outputs an image of the original difference value. The image data of this difference value is added to the predicted image data read out from the motion compensator 144 by the adder 149, and restored to the original image data, and restored to the original image data. This is stored in the built-in frame memory of the unit 144. Note that the variable-length encoder 146 also converts the motion vector V supplied from the motion vector detector 150 into a variable-length code and outputs it.
通常は、 上記に示したような予測値との差分を符号化する画像間 符号化 (INTER coding) が行われる。 しかし、 現在符号化すべき画 素の値と、 動き補償器 1 4 3によって算出された予測値との差分が 大きい場合には、 符号化ビッ ト量が多くなることを防ぐため、 画像 内符号化 (INTRA coding) が行われる場合もある。 すなわち、 プロ ック内の各画素値について、 差分をとらずにそのまま D C T器 1 4 4に送り、 その画素値に対して符号化が行われる。 Normally, INTER coding for coding the difference from the predicted value as described above is performed. However, if the difference between the value of the pixel currently to be coded and the predicted value calculated by the motion compensator 144 is large, the intra-picture coding is performed to prevent the coding bit amount from increasing. (INTRA coding) may be performed. In other words, for each pixel value in the block, the DCT unit 14 4 and the pixel value is coded.
図 9には、 デコーダの構成を示す。 入力された符号化ビッ ト列は、 復号器 8 1において画像データに復元される。 その後、 ウォー夕マ ーク検出器 8 2において付随情報 f が検出される。  Figure 9 shows the configuration of the decoder. The input coded bit string is restored to image data in the decoder 81. Then, the auxiliary information f is detected by the war mark detector 82.
図 1 0は、 復号器 8 1のより詳細な構成例を表している。 この構 成例においては、 復号器 8 1の逆可変長符号化器 1 6 1が、 入力さ れた符号ビッ ト列を逆可変長符号化処理 (可変長復号化処理) して、 復号した画像データ (D C T係数) を逆量子化器 1 6 2に出力し、 復号した動きべク トル Vを動き補償器 1 6 5に出力するようになさ れている。 逆量子化器 1 6 2は、 入力された D C T係数を逆量子し、 I D C T器 1 6 3に出力している。 I D C T器 1 6 3は、 入力され た、 逆量子化された D C T係数に対して I D C T処理を施し、 もと の差分値の画像デ一夕に復元して、 加算器 1 6 4に出力している。 動き補償器 1 6 5は、 内蔵するフレームメモリに記憶されている 画像データに対して逆可変長符号化器 1 6 1より供給される動きべ ク トル Vに基づいて動き補償を施し、 予測画像を生成し、 加算器 1 6 4に出力している。 加算器 1 6 4は、 この予測画像に対して、 I 0〇丁器 1 6 3より供給された差分値を加算し、 もとのフレーム画 像を復元して出力するようになされている。  FIG. 10 shows a more detailed configuration example of the decoder 81. In this configuration example, the inverse variable-length encoder 161 of the decoder 81 performs inverse variable-length encoding (variable-length decoding) on the input code bit sequence and decodes it. The image data (DCT coefficients) are output to the inverse quantizer 162, and the decoded motion vector V is output to the motion compensator 1665. The inverse quantizer 16 2 inverse quantizes the input DCT coefficient and outputs the result to the IDCT device 16 3. The IDCT unit 163 performs IDCT processing on the input, inversely quantized DCT coefficients, restores the original difference value to the image data, and outputs the result to the adder 164. I have. The motion compensator 165 performs motion compensation on the image data stored in the built-in frame memory based on the motion vector V supplied from the inverse variable-length coder 161 to obtain a predicted image. Is generated and output to the adder 164. The adder 1664 is configured to add the difference value supplied from the I0〇cable 163 to the predicted image, restore the original frame image, and output the restored frame image.
加算器 1 6 4の出力は、 動き補償器 1 6 5に内蔵されているフレ ームメモリに供給され、 記憶されるとともに、 ウォー夕マーク検出 器 8 2に供給されるようになされている。 ウォー夕マーク検出器 8 2は、 入力された画像データから付随情報 fを検出し、 出力するとと もに、 もとの画像デ一夕を出力するようになされている。  The output of the adder 164 is supplied to and stored in a frame memory incorporated in the motion compensator 165, and is also supplied to the watermark detector 82. The watermark detector 82 detects and outputs the accompanying information f from the input image data, and outputs the original image data.
次に、 その動作について説明する。 逆可変長符号化器 1 6 1は、 入力された符号ビッ ト列を逆可変長符号化処理し、 復号された D C T係数を逆量子化器 1 6 2に出力する。 逆量子化器 1 6 2は、 入力 された D C T係数を逆量子化し、 I D C T器 1 6 3に出力する。 I D C T器 1 6 3は、 入力された D C T係数に対して I D C T処理を 施し、 もとの差分画像デ一夕を出力する。 Next, the operation will be described. The inverse variable length encoder 1 6 1 The input code bit string is subjected to inverse variable length encoding processing, and the decoded DCT coefficients are output to the inverse quantizer 162. The inverse quantizer 16 2 inversely quantizes the input DCT coefficient and outputs the result to the IDCT unit 16 3. The IDCT unit 163 performs IDCT processing on the input DCT coefficients, and outputs the original difference image data.
動き補償器 1 6 5は、 内蔵するフレームメモリに記憶されている、 既に復元されている画像データに対して、 逆可変長符号化器 1 6 1 より供給される動きべク トル Vに基づいて動き補償を施し、 予測画像 デ一夕を生成して加算器 1 6 4に出力する。 加算器 1 6 4は、 この 予測画像デ一夕に対して I D C T器 1 6 3より供給される差分値の 画像データを加算し、 もとの画像デ一夕を復元する。 もとの画像デ —夕は、 次の予測画像生成のために、 動き補償器 1 6 5のフレーム メモリに供給され、 記憶される。  The motion compensator 165 uses the motion vector V supplied from the inverse variable length encoder 161 for the already restored image data stored in the built-in frame memory based on the motion vector V. After performing motion compensation, a predicted image is generated and output to the adder 164. The adder 164 adds the image data of the difference value supplied from the IDCT unit 163 to the predicted image data, and restores the original image data. The original image data is supplied to and stored in the frame memory of the motion compensator 165 for generating the next predicted image.
また、 加算器 1 6 4より出力された画像デ一夕は、 ウォー夕マ一 ク検出器 8 2に供給され、 ウォー夕マークが検出される。  Further, the image data output from the adder 164 is supplied to the watermark marker detector 82, and the watermark is detected.
画像データを高能率符号化しない場合には、 図 7の符号化器 7 2、 或いは図 9の復号器 8 2を除いた構成を用いれば、 画像データ上に 付随情報を付加し、 あるいは検出することができる。  In the case where the image data is not efficiently coded, if the configuration excluding the encoder 72 in FIG. 7 or the decoder 82 in FIG. 9 is used, additional information is added to the image data or detected. be able to.
ウォー夕マーク付加器 7 1とウォー夕マーク検出器 8 2の構成を、 それぞれ図 1 1 と図 1 2に示した。  The configurations of the Waryu mark adder 71 and the Waryu mark detector 82 are shown in Figs. 11 and 12, respectively.
図 1 1は、 ウォー夕マーク付加器 7 1の構成を示している。 入力 された画像デ一夕及び付随情報 fは、 付随情報付加器 1 1 1へと渡さ れる。 付随情報が onである場合、 対象の画像領域上の各画素に対し てウォー夕マークを付加するが、 そのためにまず付随情報付加器 1 1 1は、 付加対象の画素位置 pをゥォ一夕マークパターン照合制御器 1 1 2へと渡す。 この画素位置 pは、 例えば画像の左上の位置を起点 として、 走査順で何番目の位置であるかを示す 1次元的な位置表現 で構わない。 ウォー夕マークパターン照合制御器 1 1 2では、 画素 位置 Pを基に、 ウォー夕マークパターン保持メモリ 1 1 3に記憶され ているウォー夕マークパターンのシンボルを参照し、 得られたシン ボル Sを付随情報付加器 1 1 1へと渡す。 付随情報付加器 1 1 1は、 渡されたシンボル Sを用いて、 付加対象の画素にウォー夕マークパ夕 ーンの付加を行う。 FIG. 11 shows the configuration of the watermark adder 71. The input image data and accompanying information f are passed to the accompanying information adder 111. When the incidental information is on, a watermark is added to each pixel on the target image area. To this end, the incidental information adder 111 first sets the pixel position p to be added to the target image area. Mark pattern collation controller Hand over to 1 1 2 The pixel position p may be, for example, a one-dimensional position expression that indicates the position in the scanning order starting from the upper left position of the image. Based on the pixel position P, the warner mark pattern matching controller 112 refers to the symbol of the warner mark pattern stored in the warner mark pattern holding memory 113, and obtains the obtained symbol S. Pass to the additional information adder 1 1 1 Using the passed symbol S, the additional information adder 1 11 1 adds a warp mark pattern to the pixel to be added.
ウォー夕マーク付加器 7 1で行なわれる一連の処理を図 1 3に示 した。 始めにステップ S 1 4 1で、 ゥォ一夕マークの付加レベル a, bに所定の値を設定する。 ステップ S 1 4 2では、 付随情報の付加を 行う対象となる画素上でウォー夕マークパターンの領域と等しい大 きさの領域を設定し、 その領域内の各画素についてウォー夕マーク パターンとの照合を行う。 ステップ S 1 4 3で、 ウォー夕マークの シンボルの判定を行い、 その画素が対応するウォー夕マークのシン ボルがプラスである場合には、 ステップ S 1 4 4で、 その画素に aを 足す。 その画素が対応するウォー夕マークのシンボルがマイナスで ある場合には、 ステップ S 1 4 5で、 その画素から bを引く。 この処 理を、 ステップ S 1 4 6で、 対象領域の全画素について行われたと 判定されるまで繰り返す。  FIG. 13 shows a series of processing performed by the warrior mark adder 71. First, in step S 14 1, predetermined values are set to the additional levels a and b of the short mark. In step S142, an area of the same size as that of the warp mark pattern is set on the pixel to which the additional information is to be added, and each pixel in the area is compared with the warp mark pattern. I do. In step S144, the symbol of the war evening mark is determined, and if the symbol of the corresponding war evening mark is positive, a is added to the pixel in step S144. If the symbol of the war symbol corresponding to the pixel is negative, b is subtracted from the pixel in step S145. This process is repeated until it is determined in step S146 that all pixels in the target area have been processed.
図 1 2は、 ゥォ一夕マーク検出器 8 2の構成を示している。 入力 された画像デ一夕は、 評価値算出器 1 3 2へと渡される。 対象の画 像領域上の各画素から評価値を算出するために、 評価値算出器 1 3 2は評価対象の画素位置 pをウォー夕マークパ夕一ン照合制御器 1 3 1へと渡す。 この画素位置 pは、 上述したように、 例えば画像の左上 の位置を起点として、 走査順で何番目の位置であるかを示す 1次元 的な位置表現とされる。 ウォー夕マークパターン照合制御器 1 3 1 では、 画素位置 pを基にウォー夕マークパターン保持メモリ 1 3 3に 記憶されているウォー夕マークパターンのシンボルを参照し、 得ら れたシンボル Sを評価値算出器 1 3 2へと渡す。 評価値算出器 1 3 2 は、 渡されたシンボル Sを用いて、 評価値の算出を行う。 算出された 評価値は、 評価値比較器 1 3 4でしきい値処理され、 付随情報 fが出 力される。 また、 入力された画像データは、 画像変換器 1 3 5を介 して、 そのまま、 又は、 所定の加工あるいは処理が施されて出力さ れる。 FIG. 12 shows the configuration of the blue mark detector 82. The input image data is passed to the evaluation value calculator 132. In order to calculate an evaluation value from each pixel on the target image area, the evaluation value calculator 1332 passes the pixel position p of the evaluation target to the warp mark pattern collation controller 131. This pixel position p is, for example, It is a one-dimensional position expression that indicates the position in the scanning order starting from the position of. The watermark pattern matching controller 13 1 refers to the symbol of the watermark pattern stored in the memory pattern holding memory 13 3 based on the pixel position p, and evaluates the obtained symbol S. Pass to value calculator 1 3 2 The evaluation value calculator 13 2 calculates the evaluation value using the passed symbol S. The calculated evaluation value is subjected to threshold processing by the evaluation value comparator 134, and the accompanying information f is output. The input image data is output through the image converter 135 as it is or after being subjected to predetermined processing or processing.
ウォー夕マーク検出器 2 2で行われる一連の処理を図 1 4に示す。 始めに、 ステップ S 1 6 1で、 評価値 sumの初期化及びしきい値 thの 設定を行う。 ステップ S 1 6 2でウォー夕マークパターンの領域と 等しい大きさの領域を設定し、 その領域内の各画素についてウォー 夕マークパターンとの照合を行う。 ステップ S 1 6 3で、 その画素 が対応するウォー夕マークのシンボルがプラスであると判定された 場合には、 ステップ S 1 6 4で、 評価値 sumにその画素値を足す。 そ の画素のウォー夕マークのシンボルがマイナスである場合には、 ス テツプ S 1 6 5で、 評価値 sumからその画素値を引く。 この処理をス テヅプ S 1 6 6で、 対象領域の全画素について行ったと判定される まで繰り返す。 その後、 ステップ S 1 6 7で、 評価値 sumとしきい値 thとを比較し、 sum>thである場合には、 付随情報が付加されている とみなして、 ステヅブ S 1 6 8で、 付随情報 fを onにする。 そうでな い場合には、 ステップ S 1 6 9で付随情報 fを offにする。  FIG. 14 shows a series of processes performed by the war mark detector 22. First, in step S1661, the evaluation value sum is initialized and the threshold value th is set. In step S162, an area having the same size as that of the watermark pattern is set, and each pixel in the area is compared with the watermark pattern. If it is determined in step S166 that the symbol of the corresponding watermark symbol is positive, the pixel value is added to the evaluation value sum in step S166. If the symbol of the warp mark of that pixel is negative, the pixel value is subtracted from the evaluation value sum in step S165. This processing is repeated in step S166 until it is determined that the processing has been performed for all the pixels in the target area. Then, in step S166, the evaluation value sum is compared with the threshold value th. If sum> th, it is considered that additional information has been added, and in step S168, the additional information is added. Turn f on. If not, the accompanying information f is turned off in step S169.
付随情報 ま、 例えば不正コピーを防止する場合には、 以下のよう に利用される。 図 9のデコーダの場合を例にすると、 出力される画 像データ及び付図情報 fは、 図示せぬ画像表示部に渡される。 画像表 示部では、 付随情報 fが onである場合にはそのまま画像を表示するが、 付随情報 fが offである場合には、 例えば画像を表示しない、 画像デ 一夕の主要領域を表示しない、 画像にスクランブルを掛ける (受け 取つた画像デ一夕をでたらめに表示する) 等の加工あるいは処理を 行う。 あるいは、 図 1 2のウォー夕マーク検出器 8 2に示した画像 変換器 1 3 5を設け、 付随情報 fに応じてこのような画像データの加 ェあるいは処理を行うように構成することもある。 Additional information To prevent unauthorized copying, for example, Used for In the case of the decoder of FIG. 9 as an example, the output image data and the attached information f are passed to an image display unit (not shown). The image display unit displays the image as it is when the accompanying information f is on, but does not display the image, for example, does not display the main area of the image when the accompanying information f is off. Perform processing or processing such as scrambling the image (displaying the received image data randomly). Alternatively, an image converter 135 shown in the watermark detector 82 of FIG. 12 may be provided to add or process such image data according to the accompanying information f. .
ところで、 画像デ一夕に付随する情報をその画像データ中に付加 する上述の 2通りの方法には、 以下の課題がある。  By the way, the above two methods of adding information accompanying the image data to the image data have the following problems.
画像データの補助部分に付随情報を付加する第 1の方法について は、 付随情報が付加された補助部分が無視された場合、 不正コピー 等の問題を事前に防ぐことは困難となる。 例えばデジタル的に記録 された画像デ一夕を市販のパーソナルコンピュー夕に読み込ませ、 補助部分を無視して主要部分のみを切り出してコピーを行なった場 合、 その画質はコピーを行なう以前と完全に同一のものとなる。 こ の場合、 補助部分に付随情報を付加した意味は、 完全に失われる。 画像データの主要部分に付随情報を付加する第 2の方法では、 例 えば上記の第 1の方法において示したコピーの手順等によって、 付 加された付随情報が消えてなくなることはない。 しかし、 画像デー 夕に対してノィズ低減フィル夕等の種々の信号処理を施した場合、 付加された付随情報成分が減衰して抽出不可能となることがある。  Regarding the first method of adding the additional information to the auxiliary part of the image data, if the auxiliary part to which the additional information is added is ignored, it is difficult to prevent problems such as illegal copying in advance. For example, if a digitally recorded image is read into a commercially available personal computer, and only the main part is cut out and copied, ignoring the auxiliary part, the image quality will be the same as before copying. Will be the same. In this case, the meaning of adding the auxiliary information to the auxiliary part is completely lost. In the second method of adding the accompanying information to the main part of the image data, the attached information does not disappear and disappear, for example, by the copy procedure shown in the first method. However, when various kinds of signal processing such as noise reduction filtering are performed on image data, the additional information component added may be attenuated and may not be extracted.
特に、 元々の画像データ自体が JPEGあるいは MPEG等の高能率符号 化を用いて圧縮されている場合、 その量子化処理に起因する悪影響 が出ることが多い。 付加された付随情報成分は、 これらの高能率符 号化の量子化処理によって、 視覚的に感知可能な程度にまで増幅さ れて、 画質が低下したり、 抽出不可能な程度にまで減衰されて本来 の意味を失ったりすることがある。 In particular, when the original image data itself is compressed using high-efficiency coding such as JPEG or MPEG, the adverse effects due to the quantization process Often appears. The added auxiliary information components are amplified to such a degree that they can be visually perceived by these high-efficiency coding quantization processes, and the image quality is reduced or attenuated to such a degree that they cannot be extracted. The original meaning may be lost.
付随情報の成分がこれらの信号処理によって変化しないように、 画像中の特別な領域を用いて付随情報を付加する方法もある。 しか し、 そのような領域は画像シーケンス全体から見て一部分しかない ため、 ウォー夕マークパターンの領域を充分に広く とることができ ない。 そのため、 付随情報が付加されていない場合であっても、 評 価値が 0以外の大きな値となるため、 ある一定のしきい値を超えた 場合には付随情報が付加されていると判別する絶対的評価基準を用 いると、 付随情報の検出は非常に困難となる。  There is also a method of adding the additional information using a special area in the image so that the component of the additional information is not changed by the signal processing. However, since such an area is only a part of the entire image sequence, the area of the watermark pattern cannot be made sufficiently large. Therefore, the reputation becomes a large value other than 0 even when the accompanying information is not added, and when the threshold value exceeds a certain threshold, it is determined that the accompanying information is added. The use of statistical criteria makes it very difficult to detect incidental information.
さらに、 付随情報の付加を行う領域が画像シーケンス全体から見 て一部分に過ぎない場合、 複数の情報を付加することは極めて困難 となる。 例えば、 画像全体を k個の領域に分けて付随情報を付加し た場合、 個々の領域に対するウォー夕マークパターンの領域は、 そ の領域数に応じてさらに狭くなるため、 付随情報はほぼ検出不可能 となる。 なお、 上述のこれらの問題は、 動画像シーケンスにおいて 特に顕著となる。  Furthermore, if the area where the additional information is added is only a part of the entire image sequence, it is extremely difficult to add multiple pieces of information. For example, if the entire image is divided into k regions and the accompanying information is added, the area of the war evening mark pattern for each region is further narrowed according to the number of the regions, and the accompanying information is almost undetectable. It is possible. Note that these problems described above become particularly remarkable in a moving image sequence.
また、 従来技術で述べたような技術によっては、 ウォー夕マーク (Water Mark) の付加対象の値をその範囲内で一律に変化させる必 要があった。 例えば D C Tの直流成分 (D C成分) にウォー夕マ一 クを付加する場合、 D C Tされる画像上の 8x8プロック内の全ての画 素の輝度値が ilされる。 そのため、 ウォー夕マーク付加による画質 の劣化の影響として、 ブロックノィズが視覚的に感知されることが あった。 視覚的な影響を少なくするために、 新たな工夫を行なう必 要があった。 Also, depending on the technique described in the related art, it is necessary to uniformly change the value of the Water Mark to be added within the range. For example, when a watermark is added to the DC component (DC component) of the DCT, the luminance values of all the pixels in the 8x8 block on the image to be DCT are illuminated. For this reason, block noise may be visually perceived as an effect of image quality degradation due to the addition of a warrior mark. there were. New measures had to be taken to reduce the visual impact.
また、 例えば付随情報を不正コピー防止や世代管理などに用いた 場合、 例えばとして付加した付随情報の書換えを行なわないなどの 違法行為が行なわれたとしても、 その行為に起因する付随情報の矛 盾を防ぐ方法がなかった。 発明の開示 本発明は、 画質劣化等の信号劣化を抑えてウォー夕マーク等の付 随情報を付加することができ、 また、 新たな付随情報の付加及び検 出方式を構成でき、 さらに、 例えば不正コピー防止や世代管理など に役立てることができるような信号処理装置及び方法を提供する。 また、 本来の画像データに大きく影響を与えることなく、 付随情報 を検出することができる信号復号装置及び方法を提供する。  Also, for example, if the accompanying information is used for illegal copy prevention or generation management, for example, even if an illegal act such as not rewriting the added attached information is performed, the inconsistency of the accompanying information caused by that act There was no way to prevent it. DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to add accompanying information such as watermarks while suppressing signal deterioration such as image quality deterioration, and to configure a method for adding and detecting new accompanying information. Provided are a signal processing device and a signal processing method that can be used for prevention of illegal copying and generation management. Further, the present invention provides a signal decoding device and method capable of detecting accompanying information without significantly affecting original image data.
このため、 本発明にかかる信号処理装置は、 入力信号に対して付 随情報を埋め込む信号処理装置において、 上記入力信号を解読し、 上記付随情報を付加する位置を可変長部分と固定長部分を合わせた 範囲内で検出する付加位置検出手段と、 上記付加位置検出手段で検 出した上記位置に上記付随情報を付加する付随情報付加手段とを備 える。  For this reason, a signal processing device according to the present invention is a signal processing device for embedding additional information in an input signal, wherein the position where the input signal is decoded and the additional information is added is determined by a variable length portion and a fixed length portion. Additional position detecting means for detecting the position within the combined range, and additional information adding means for adding the additional information to the position detected by the additional position detecting means are provided.
本発明に係る信号処理方法は、 入力信号に対して付随情報を埋め 込む信号処理方法において、 入力信号を解読し、 上記付随情報を付 加する位置を可変長部分と固定長部分を合わせた範囲内で検出する 付加位置検出工程と、 上記付加位置検出工程で検出した上記位置に 上記付随情報を付加する付随情報付加工程とを備える。 A signal processing method according to the present invention is a signal processing method for embedding incidental information in an input signal. Within the additional position detection step, and the above-described position detected in the additional position detection step. An additional information adding step of adding the additional information.
本発明に係る信号処理装置は、 入力信号に対して付随情報を埋め 込む信号処理装置において、 上記入力信号を解読し、 上記付随情報 を付加する位置を可変長部分の範囲内で検出する付加位置検出手段 と、 上記付加位置検出手段で検出した上記位置に関する情報と上記 入力信号とを受け取り、 上記位置に上記付随情報を付加する付随情 報付加手段とを備える。  A signal processing device according to the present invention is a signal processing device that embeds incidental information in an input signal, wherein the additional position for decoding the input signal and detecting a position to add the incidental information within a range of a variable length portion. A detecting unit; and an additional information adding unit that receives the information on the position detected by the additional position detecting unit and the input signal, and adds the additional information to the position.
本発明に係る信号処理方法は、 入力信号に対して付随情報を埋め 込む信号処理方法において、 入力信号を解読し、 上記付随情報を付 加する位置を可変長部分の範囲内で検出する付加位置検出工程と、 上記付加位置検出工程で検出した上記位置に関する情報と上記入力 信号とを受け取り、 上記位置に上記付随情報を付加する付随情報付 加工程とを備える。  A signal processing method according to the present invention is a signal processing method for embedding incidental information in an input signal, wherein the additional position is obtained by decoding the input signal and detecting a position to add the incidental information within a range of a variable length portion. A detecting step; and an additional information adding step of receiving the information regarding the position detected in the additional position detecting step and the input signal, and adding the additional information to the position.
本発明に係る信号復号装置は、 付随情報が埋め込まれた入力信号 を復号する信号復号装置において、 上記入力信号を解読し、 上記付 随情報が付加されている位置を可変長部分と固定長部分を合わせた 範囲内で検出する付加位置検出手段と、 上記付加位置検出手段で検 出した上記位置に関する位置情報を基に、 上記付随情報を取り出す 付随情報抽出手段とを備える。  A signal decoding device according to the present invention is a signal decoding device for decoding an input signal in which incidental information is embedded. The signal decoding device decodes the input signal and determines a position where the additional information is added to a variable length portion and a fixed length portion. And an additional information extracting means for extracting the additional information based on the position information on the position detected by the additional position detecting means.
本発明に係る信号復号方法は、 付随情報が埋め込まれた信号を復 号する信号復号方法において、 上記入力信号を解読し、 上記付随情 報が付加されている位置を可変長部分と固定長部分を合わせた範囲 内で検出する付加位置検出工程と、 上記付加位置検出工程で検出し た上記位置に関する位置情報を基に、 上記付随情報を取り出す付随 情報抽出工程とを備える。 本発明係る信号復号装置は、 付随情報が埋め込まれた入力信号を 復号する信号復号装置において、 上記入力信号を解読し、 上記付随 情報が付加されている位置を可変長部分の範囲内で検出する付加位 置検出手段と、 上記付加位置検出手段で検出した上記位置に関する 位置情報と上記入力信号とを受け取り、 上記付随情報を抽出する付 随情報抽出手段とを備える。 A signal decoding method according to the present invention is a signal decoding method for decoding a signal in which incidental information is embedded, wherein the input signal is decoded, and a position where the incidental information is added is a variable length portion and a fixed length portion. And an additional information extracting step of extracting the additional information based on the position information on the position detected in the additional position detection step. A signal decoding device according to the present invention is a signal decoding device for decoding an input signal in which incidental information is embedded. The signal decoding device decodes the input signal and detects a position where the incidental information is added within a range of a variable length portion. An additional position detecting means, and additional information extracting means for receiving the position information on the position detected by the additional position detecting means and the input signal and extracting the accompanying information.
本発明に係る信号復号方法は、 ウォー夕マークとして付随情報が 埋め込まれた入力信号を復号する信号復号方法において、 上記入力 信号を解読し、 上記付随情報が付加されている位置を可変長部分の 範囲内で検出する付加位置検出工程と、 上記付加位置検出工程で検 出した上記位置に関する位置情報と上記入力信号とを受け取り、 上 記付随情報を抽出する付随情報抽出工程とを備える。  A signal decoding method according to the present invention is a signal decoding method for decoding an input signal in which incidental information is embedded as a watermark, wherein the input signal is decoded, and a position where the incidental information is added is set to a variable length portion. An additional position detecting step of detecting the position within the range; and an additional information extracting step of receiving the input information and the position information relating to the position detected in the additional position detecting step and extracting the additional information.
本発明に係る信号処理装置は、 入力信号に付随情報を埋め込む信 号処理装置において、 量子化前の信号に対して、 量子化後の値を変 化させるために必要な修正を施すことで、 上記付随情報を付加する 付随情報付加手段と、 この付随情報付加手段からの出力信号に対し て量子化を含む符号化を施す符号化手段とを有する。  The signal processing device according to the present invention is a signal processing device that embeds incidental information in an input signal, by performing a necessary modification on a signal before quantization to change a value after quantization. It has an additional information adding means for adding the additional information, and an encoding means for performing encoding including quantization on an output signal from the additional information adding means.
本発明に係る信号処理方法は、 入力信号に付随情報を埋め込む信 号処理方法において、 量子化前の信号に対して、 量子化後の値を変 化させるために必要な修正を施すことで、 上記付随情報を付加する 付随情報付加工程と、 この付随情報付加工程からの出力信号に対し て量子化を含む符号化を施す符号化工程とを有する。  In the signal processing method according to the present invention, in a signal processing method for embedding accompanying information in an input signal, a signal necessary for changing a value after quantization is applied to a signal before quantization. It has an additional information adding step of adding the additional information, and an encoding step of performing encoding including quantization on an output signal from the additional information adding step.
本発明に係る信号処理装置は、 入力信号に付随情報を埋め込む信 号処理装置において、 入力信号の複数デ一夕から成るプロックの範 囲内の値を修正してプロック範囲内の代表値に規則性を持たせるこ とにより、 上記付随情報を付加する付随情報付加手段を有する。 本発明に係る信号処理方法は、 入力信号に付随情報を埋め込む信 号処理方法において、 入力信号の複数データから成るプロックの範 囲内の値を修正してブロック範囲内の代表値に規則性を持たせるこ とにより、 上記付随情報を付加する付随情報付加工程を有する。 図面の簡単な説明 図 1は、 ビデオテープにおける補助情報の記録位置を説明する図 である。 A signal processing device according to the present invention is a signal processing device for embedding incidental information in an input signal, wherein the value within the range of a block consisting of a plurality of data of the input signal is corrected so that the representative value within the block range becomes regular. To have Thus, there is provided additional information adding means for adding the additional information. A signal processing method according to the present invention is a signal processing method for embedding incidental information in an input signal, wherein a value in a block range consisting of a plurality of data of the input signal is corrected to have regularity in a representative value in a block range. Accordingly, an additional information adding step of adding the additional information is provided. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining a recording position of auxiliary information on a video tape.
図 2は、 ウォー夕マークを説明するための図である。  FIG. 2 is a diagram for explaining the war marks.
図 3は、 ゥォ一夕マークのパターンの例を示す図である。  FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a pattern of a short-lived mark.
図 4は、 ウォー夕マークを付加する操作を説明する図である。 図 5は、 ウォー夕マークが付加されている場合の評価値を説明す る図である。  FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of adding a war mark. FIG. 5 is a diagram for explaining evaluation values when a war mark is added.
図 6は、 ウォー夕マークが付加されていない場合の評価値を説明 する図である。  FIG. 6 is a diagram for explaining evaluation values when no war mark is added.
図 7は、 従来のエンコーダの構成を示すプロック図である。 図 8は、 従来のエンコーダ内部の符号化器の構成を示すプロック 図である。  FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional encoder. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional encoder inside an encoder.
図 9は、 従来のデコーダの構成を示すプロック図である。  FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional decoder.
図 1 0は、 従来のデコーダ内部の復号器の構成を示すプロック図 である。  FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a decoder inside a conventional decoder.
図 1 1は、 従来のウォー夕マーク付加器の構成を示すブロック図 である。 図 1 2は、 従来のゥォ一夕マーク検出器の構成を示すプロック図 である。 FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional watermark adder. FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a conventional blue mark detector.
図 1 3は、 上記図 1 1に示したウォー夕マーク付加器の動作を説 明するためのフローチャートである。  FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the watermark adder shown in FIG. 11 above.
図 1 4は、 上記図 1 2に示したウォー夕マーク検出器の動作を説 明するためのフローチャートである。  FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the watermark detector shown in FIG. 12 above.
図 1 5は、 本発明の画像信号処理装置及び方法の実施の形態とな る画像信号処理装置の構成を示すプロック図である。  FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an image signal processing device according to an embodiment of the image signal processing device and method of the present invention.
図 1 6は、 上記画像信号処理装置を構成しているウォー夕マーク 付加器の詳細なプロック図である。  FIG. 16 is a detailed block diagram of the watermark adder constituting the image signal processing device.
図 1 7は、 上記図 1 6に示したウォー夕マーク付加器の動作を説 明するためのフローチャートである。  FIG. 17 is a flowchart for explaining the operation of the watermark adder shown in FIG. 16 above.
図 1 8は、 先の出願におけるウォー夕マーク付加器の詳細な構成 を示すブロック図である。  FIG. 18 is a block diagram showing a detailed configuration of the watermark adder in the earlier application.
図 1 9は、 上記図 1 8に示した先の出願におけるウォー夕マーク 付加器の動作を説明するためのフロ一チヤ一トである。  FIG. 19 is a flowchart for explaining the operation of the watermark adder in the earlier application shown in FIG.
図 2 0は、 固定長符号化部分の書き換え処理を説明するための図 である。  FIG. 20 is a diagram for explaining a process of rewriting a fixed-length encoded portion.
図 2 1は、 G 0 Pの構造を説明するための図である。  FIG. 21 is a diagram for explaining the structure of G0P.
図 2 2は、 マクロプロヅクの構造を説明するための図である。 図 2 3は、 D C T係数の直流成分の符号化を説明するための図で ある。  FIG. 22 is a diagram for explaining the structure of a macroblock. FIG. 23 is a diagram illustrating encoding of a DC component of a DCT coefficient.
図 2 4は、 本発明に係る画像信号復号装置及び方法の実施の形態 となる画像信号復号装置の構成を示すプロック図である。  FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of an image signal decoding device according to an embodiment of the image signal decoding device and method according to the present invention.
図 2 5は、 上記図 2 4に示した画像信号復号装置を構成するゥォ —夕マーク検出器の詳細な構成を示すプロック図である。 FIG. 25 is a block diagram of the image signal decoding device shown in FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the evening mark detector.
図 2 6は、 上記図 2 5に示したウォー夕マーク検出器の動作を説 明するためのフローチャートである。  FIG. 26 is a flowchart for explaining the operation of the watermark detector shown in FIG. 25 above.
図 2 7は、 上記図 1 6に示したウォー夕マーク付加器の変形例の 構成を示すプロック図である。  FIG. 27 is a block diagram showing a configuration of a modified example of the watermark adder shown in FIG. 16 described above.
図 2 8は、 上記図 2 7に示した変形例の動作を説明するためのフ 口—チャートである。 図 2 9は、 上記図 2 5に示したゥォ一夕マーク検出器の変形例の 構成を示すブロック図である。  FIG. 28 is a flow chart for explaining the operation of the modification shown in FIG. 27 above. FIG. 29 is a block diagram showing a configuration of a modification of the power mark detector shown in FIG. 25.
図 3 0は、 上記図 2 9に示した変形例の動作を説明するためのフ ローチヤ一トである。  FIG. 30 is a flowchart for explaining the operation of the modification shown in FIG. 29 described above.
図 3 1は、 本発明に係る第 2の実施例の概略構成を示すブロック 図である。  FIG. 31 is a block diagram showing a schematic configuration of the second embodiment according to the present invention.
図 3 2は、 プロック内のいくつかの画素値を 1だけ上げることに よって平均値を 1だけ上げる例を説明するための図である。  FIG. 32 is a diagram for explaining an example in which the average value is increased by one by increasing some pixel values in the block by one.
図 3 3は、 本発明に係る第 2の実施例の動作を説明するためのフ 口—チャートである。 図 3 4は、 本発明に係る第 2の実施例の動作を説明するためのフ ローチャートである。  FIG. 33 is a flowchart for explaining the operation of the second embodiment according to the present invention. FIG. 34 is a flowchart for explaining the operation of the second embodiment according to the present invention.
図 3 5 Aは本発明に係る第 3の実施例を構成するウォー夕マーク 付加器の構成を示すプロック図である。  FIG. 35A is a block diagram showing a configuration of a watermark adder constituting a third embodiment according to the present invention.
図 3 5 Bは上記第 3の実施例を構成するウォー夕マーク検出器の 構成を示すブロック図である。  FIG. 35B is a block diagram showing the configuration of the watermark detector constituting the third embodiment.
図 3 6 Aと図 3 6 Bは上記ウォー夕マーク付加器で行われる付随 情報付加動作を説明するためのフロ一チャートである。 図 3 7は、 本発明に係る第 3の実施例の付随情報検出動作を説明 するためのフローチャートである。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明に係る信号処理装置及び方法の第 1の実施例につい て図面を参照しながら説明する。 この第 1の実施例は、 図 1 5に示 すように、 画像に符号化処理を施す符号化器 2と、 この符号化器 2 の符号化出力にウォー夕マークを付加するウォー夕マーク付加器 1 からなる画像信号処理装置である。 FIG. 36A and FIG. 36B are flow charts for explaining the additional information adding operation performed by the above-mentioned watermark adder. FIG. 37 is a flowchart for explaining the accompanying information detection operation of the third embodiment according to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a first embodiment of a signal processing apparatus and method according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the first embodiment, as shown in FIG. 15, an encoder 2 for performing encoding processing on an image and a watermark addition for adding a watermark to an encoded output of the encoder 2 are provided. This is an image signal processing device comprising the device 1.
符号化器 2の構成と動作は、 上記図 8に示した符号化器 7 2と同 様であり、 ここでは説明を省略する。  The configuration and operation of the encoder 2 are the same as those of the encoder 72 shown in FIG. 8 described above, and the description is omitted here.
これに対して、 図 1 5中のウォー夕マーク付加器 1は、 上記図 1 1に詳細な構成を示した、 図 8中のウォー夕マーク付加器 7 1 と構 成が異なり、 図 1 6に示すように、 簡易符号解読器 1 1 と、 付随情 報付加器 1 2と、 D C成分の差分値符号化テーブル器 1 3と、 ゥォ —夕マークパターン照合制御器 1 4と、 ウォー夕マークパターン保 持メモリ 1 5とを備えて成る。  On the other hand, the configuration of the warrior mark adder 1 in FIG. 15 is different from that of the warrior mark adder 71 shown in FIG. As shown in the figure, a simple code decoder 11, ancillary information adder 12, a DC component difference value encoding table unit 13, a ゥ —even mark pattern matching controller 14, And a mark pattern holding memory 15.
ウォー夕マーク付加器 1には、 符号化ビッ ト列及び付隨情報 が 入力される。 入力された符号化ビッ ト列は、 付随情報を付加する符 号の位置を探すために、 簡易符号解読器 1 1で簡易的に解読される。 この簡易符号解読器 1 1では、 例えば D C Tの直流成分 (D C成 分) の差分値を符号化するための符号化テーブル器 1 3を参照して、 入力された符号の解読を行なう。  The watermark bit adder 1 receives an encoded bit string and accompanying information. The input coded bit string is simply decoded by the simple code decoder 11 to find the position of the code to which the additional information is added. The simple code decoder 11 decodes the input code with reference to a coding table unit 13 for coding, for example, a difference value of a DC component of DCT (DC component).
そして、 簡易符号解読器 1 1での解読の結果得られた、 符号化ビ ッ ト列上で付随情報 fを付加する際に対象となる符号の位置を示す符 号位置情報 bは、 入力された符号化ビッ ト列と共に付随情報付加器 1 2に渡される。 付随情報付加器 1 2では、 入力された付随情報 fが 0 nである場合、 符号化ビッ ト列上の対象となる符号にウォー夕マーク パターンを付加するため、 付加対象の位置情報 pをウォー夕マ一クバ ターン照合制御器 1 4へと渡す。 Then, the encoded code obtained as a result of decoding by the simple code decoder 11 is used. The code position information b indicating the position of the target code when adding the additional information f on the packet sequence is passed to the additional information adder 12 together with the input encoded bit sequence. When the input accompanying information f is 0 n, the accompanying information adder 12 adds the position information p to be added to the target code on the coded bit string in order to add a watermark pattern. It is passed to evening pattern matching controller 14.
MPEG等の高能率符号化では、 例えばマクロプロックあるいはプロ ック等を単位として符号化が行なわれるため、 付加対象の符号の位 置情報 Pはそれらの空間的位置を表すことが一般的である。 具体的に は、 例えば画像の左上の位置を起点として、 走査順で何番目の位置 であるかを示す 1次元的な位置表現や、 同じく画像の左上の位置を 原点として、 空間上でどの座標に位置するかを示す 2次元的な位置 表現等が用いられる。  In high-efficiency coding such as MPEG, for example, coding is performed in units of macroblocks or blocks, so that the position information P of the code to be added generally indicates their spatial position . Specifically, for example, a one-dimensional position expression that indicates the position in the scanning order from the upper left position of the image as a starting point, and which coordinate in space also uses the upper left position of the image as the origin For example, a two-dimensional position expression that indicates whether the position is located is used.
ウォー夕マークパターン照合制御器 1 4では、 位置情報 pを基にゥ ォ—夕マークパターン保持メモリ 1 5に記録されているウォー夕マ ークパターンのシンボルを参照し、 得られたシンボル Sを付随情報付 加器 1 2へと渡す。 付随情報付加器 1 2は、 渡されたシンボル Sを用 いて、 付加対象の符号にウォー夕マークパターンを付加する。 具体 的には、 付加対象の符号を新たな符号に置き換える等の修正が施さ れる。  The watermark mark pattern matching controller 14 refers to the symbol of the watermark mark pattern recorded in the memory mark holding memory 15 based on the position information p, and obtains the obtained symbol S as accompanying information. Hand over to adder 1 and 2. Using the passed symbol S, the additional information adder 12 adds a watermark pattern to the code to be added. Specifically, corrections are made, such as replacing the code to be added with a new code.
ここで、 DC成分の差分値を符号化するための符号化テーブル器 1 3について詳細に説明する。  Here, the encoding table unit 13 for encoding the difference value of the DC component will be described in detail.
DC成分の差分値を符号化するとき、 DC成分は、 サイズと、 そのサ ィズで表される実際の値(DC Differential )で表される。 前者は、 可 変長符号(VLC : Variable Length Code )とされ、 後者は、 固定長符号 (FLC:Fixed Length Code)とされる。 When encoding the differential value of the DC component, the DC component is represented by the size and the actual value (DC Differential) represented by the size. The former is a variable length code (VLC), the latter is a fixed length code (FLC: Fixed Length Code).
この第 1の実施例では、 可変長符号部分と固定長符号部分を合わ せた範囲内に上記付随情報を付加し全体としての符号長を変えない ようにしている。  In the first embodiment, the accompanying information is added within a range in which the variable-length code portion and the fixed-length code portion are combined, so that the code length as a whole is not changed.
DC成分 (DC差分成分) のサイズは、 例えば、 輝度信号の場合、 次 の表 1に示すように規定されている。 For example, in the case of a luminance signal, the size of the DC component (DC difference component) is defined as shown in Table 1 below.
【表 1】 【table 1】
輝度についての DCTの DC成分サイズ 1 し ? W J!¾ v^- J レヽ し  DC component size of DCT for luminance 1? W J! ¾ v ^-J Review
τ η tifr + ノ プ、 τ η tifr + Knop,
Λ Λ
丄 UU U 丄  丄 UU U 丄
υ丄  υ 丄
101 3  101 3
110 4  110 4
1110 5  1110 5
11110 6  11110 6
111110 7  111110 7
1111110 8 1111110 8
また、 色差信号場合、 次の表 2に示すように規定されている 【表 2 】 In addition, the color difference signal is specified as shown in Table 2 below [Table 2].
色差についての DCTの DC成分サイズ  DC component size of DCT for color difference
し t_i左 ^fe V1— いレ、ァし ソThen t_i left ^ fe V 1
^ ^ 卄ィ ブ  ^ ^ Live
η  η
fl丄1 丄  fl 丄 1 丄
10 2  10 2
110 3  110 3
1110 4  1110 4
11110 5  11110 5
111110 6  111110 6
1111110 7  1111110 7
11111110 8 11111110 8
また、 例えば DC成分 (DC差分成分) のサイズが 3である場合、 DC 差分成分は、 次の表 3に示すように規定されている。 For example, when the size of the DC component (DC difference component) is 3, the DC difference component is defined as shown in Table 3 below.
【表 3】  [Table 3]
DCTの DC差分  DCT DC difference
Figure imgf000028_0001
Figure imgf000028_0001
従って、 例えば輝度信号の場合、 DC成分 (DC差分成分) のサイズ が 3で、 実際の DC差分成分 zz[0]が— 6であるとき、 その差分値は、 101001で表される。  Therefore, for example, in the case of a luminance signal, when the size of the DC component (DC difference component) is 3 and the actual DC difference component zz [0] is −6, the difference value is represented by 101001.
MPEG2における輝度信号の DC成分の差分値符号化テーブルを基に、 以下では実際の DC差分成分 zz[0]の値に応じた符号例をいくつか挙げ る。  Based on the difference value encoding table of the DC component of the luminance signal in MPEG2, some code examples according to the actual value of the DC difference component zz [0] will be described below.
zz[0]符号 zz [0] sign
0 100 (VLC:100,FLC:なし)  0 100 (VLC: 100, FLC: None)
+1 001 (VLC:00, FLC:1 ) -1 000 (VLC : 00, FLC: 0 ) +1 001 (VLC: 00, FLC: 1) -1 000 (VLC: 00, FLC: 0)
上記から、 zz[0]が- 1 , 0,+1の範囲で値を変更しても、 符号長は変 わらないことがわかる。 一例を挙げると、 zz [0]=0を 1に変えた場合、 VLC部分は 3bitから 2bit,FLC部分は Obitから lbitに変わるが、 全体で は 3bitが 3bitになるだけである。  From the above, it can be seen that changing the value of zz [0] in the range of -1, 0, +1 does not change the code length. For example, if zz [0] = 0 is changed to 1, the VLC part changes from 3bit to 2bit, and the FLC part changes from Obit to lbit, but only 3bit becomes 3bit in total.
この第 1の実施例における構成は、 上記図 1 5及び図 1 6に示し た通りであり、 符号化器 2の後にウォー夕マーク付加器 1を設けて いる点と、 そのゥォ一夕マーク付加器 1の内部に、 符号化テ一ブル 器 1 3を設け、 符号化ビッ ト列を修正する対象を固定長符号部分と 可変長符号部分にした点が特徴的である。  The configuration in the first embodiment is as shown in FIGS. 15 and 16 described above. The point that a watermark mark adder 1 is provided after the encoder 2 and the Characteristically, an encoding table 13 is provided inside the adder 1, and the target of correcting the encoded bit string is a fixed-length code portion and a variable-length code portion.
ところで、 既に本件出願人は、 平成 9年特許願第 2 5 2 8 1 9号 (対応 U S出願番号 1 4 4 8 5 5号) の明細書及び図面にて、 符号 化ビッ ト列を修正する対象を固定長符号部分とした、 発明 「画像デ 一夕処理装置および方法、 伝送媒体、 並びに記録媒体」 を明らかに している。  By the way, the applicant has already corrected the coded bit sequence in the specification and drawings of 1997 Patent Application No. 252819 (corresponding US Application No. 144845). The present invention clarifies the invention "image data overnight processing apparatus and method, transmission medium, and recording medium" in which the object is a fixed-length code portion.
この先の出願においては、 図 1 6に示したゥォ一夕マーク付加器 1を図 1 8に示すウォー夕マーク付加器 3としており、 符号化テ一 ブル器 1 6には固定長符号のテーブルを必須とした。  In the earlier application, the word mark adder 1 shown in FIG. 16 is replaced with the word mark adder 3 shown in FIG. 18, and the encoding table 16 has a fixed length code table. Was required.
このウォー夕マーク付加器 3では、 図 1 9に示すように、 始めに ステップ S 1でゥォ一夕マークの付加レベル a, bを設定する。 次に、 ステップ S 2で符号化ビッ ト列上で付随情報を付加する際に対象と なる符号の位置まで、 符号化ビッ ト列を読み進める。 その後、 ステ ヅプ S 3として点線で示したように、 直前のブロヅクで発生したミ スマッチに対して補正を行なうこともある。 このことについては、 後述する。 ステップ S 4で符号化ビッ ト列上の対象となる符号のブロック位 置に応じて、 ウォー夕マークパターンとの照合を行なう。 そして、 例えば、 DCTの直流成分の符号に付随情報を付加する場合、 ステップ S 5においてそのプロック位置のウォー夕マークのシンボルがブラ スである場合には、 ステップ S 6に進み、 その符号で表される直流 成分 Xに aを足した値 x'を算出する。 ステップ S 5においてそのプロ ヅク位置のウォー夕マークのシンボルがマイナスである場合には、 ステツプ S 7に進み、 その符号で表される直流成分 Xから aを引いた 値 x'を算出する。 そして、 ステップ S 8 Bでそのブロック位置の直 流成分 Xの符号を x'の符号に修正する。 修正を行なう際には、 主に D CTの直流成分 (DC成分) の差分値を符号化するテーブルを参照し、 固定長符号のみを変更する。 固定長の符号部分のみを変更するので、 この修正処理は単なる符号の置き換えで済む。 そして、 ステップ S 9による判断を繰り返し、 これらの処理を対象領域の全符号につい て行った後に終了となる。 In the war mark adder 3, as shown in FIG. 19, first, the addition levels a and b of the short mark are set in step S1. Next, in step S2, the encoded bit sequence is read up to the position of the target code when the additional information is added on the encoded bit sequence. Thereafter, as shown by the dotted line in step S3, a correction may be made for the mismatch generated in the immediately preceding block. This will be described later. In step S4, matching with the watermark pattern is performed according to the block position of the target code on the coded bit string. If, for example, additional information is added to the code of the DC component of the DCT, and if the symbol of the watermark at the block position is a brass in step S5, the process proceeds to step S6 and the code is displayed. A value x 'is calculated by adding a to the DC component X to be calculated. If the symbol of the watermark at the block position is negative in step S5, the flow advances to step S7 to calculate a value x 'obtained by subtracting a from the DC component X represented by the sign. Then, in step S8B, the sign of the DC component X at that block position is corrected to the sign of x '. When making corrections, only the fixed-length code is changed, referring mainly to the table that encodes the difference value of the DC component of the DCT (DC component). Since only the fixed-length code part is changed, this correction process is merely a code replacement. Then, the determination in step S9 is repeated, and the process ends after performing these processes for all the codes in the target area.
ここで、 ステップ S 3における補正の具体例を挙げる。 MPEGにお いて DCTの直流成分は差分符号化(DPCM: Differential Pulse Code M odulation)が行なわれる。 差分符号化の具体例を挙げると、 3,6, 12 , 4, 7という数列があった場合、 それぞれ直前の数値との差分を計算し、 例えば 3, 3, 6 , -8, 3という数列に直して符号化が行なわれる。 この時、 例えば 3番目の差分値を 4に置き換えて付随情報を付加した場合、 補 正を行なわないと 4番目以降の数値は本来の数値よりも 2だけ小さな 値となってしまう。 3番目の数値を置き換えて付随情報を付加する 処理はそのままにして、 4番目以降の数値を補正するためには、 4 番目の差分値を 2だけ大きい- 6に置き換えれば良い。 このように、 補 正を行なう際には、 付随情報を付加する方法に応じて処理方法を決 めれば良い。 Here, a specific example of the correction in step S3 will be described. In MPEG, the DC component of the DCT is subjected to differential coding (DPCM: Differential Pulse Code Modulation). To give a specific example of differential encoding, if there is a sequence of 3, 6, 12, 4, 7 then calculate the difference from the immediately preceding numerical value, for example, the sequence of 3, 3, 6, -8, 3 And encoding is performed. At this time, for example, if the third difference value is replaced with 4 and additional information is added, the values after the 4th will be 2 smaller than the original values unless correction is made. To correct the fourth and subsequent numerical values without replacing the third numerical value and adding the accompanying information, replace the fourth differential value with -6, which is larger by two. Thus, the supplement When performing the correction, the processing method may be determined according to the method of adding the accompanying information.
上記では、 例えばマクロプロックあるいはプロヅクを単位として、 付随情報を付加する例を説明した。 より一般的には、 必要な構成を 取ってそれらの処理を行なう限り、 マクロブロックあるいはブロッ クに限らず、 どのような単位でウォー夕マークパターンの付加を行 なつても良い。  In the above description, an example has been described in which accompanying information is added in units of macro blocks or blocks, for example. More generally, as long as the necessary configurations are taken and the processing is performed, the watermark pattern may be added in any unit, not limited to macroblocks or blocks.
しかし、 実際の符号化ビッ ト列は、 例えば符号化レートといった 種々の制約に準じて生成されている。 一例として、 付加対象の符号 を新たな符号に置き換えると、 多くの場合その置き換えによって符 号の語長が変化し、 種々の問題が生じる。  However, the actual coded bit sequence is generated according to various restrictions such as a coding rate. As an example, when the code to be added is replaced with a new code, the replacement often changes the word length of the code, causing various problems.
これらの問題を防ぐため、 上記図 1 8に示したウォー夕マ一ク付 加器 3では、 符号化ビッ ト列上で付随情報を付加する際に対象とな る符号を吟味し、 例えば固定長の符号部分だけについて付随情報を 付加する等の工夫を行なっている。  In order to prevent these problems, the watermark mark adder 3 shown in Fig. 18 examines the target code when adding the accompanying information on the coded bit string, Various measures are taken, such as adding additional information only to the long code part.
このことを図 2 0を用いて説明する。 MPEGでは、 プロヅク単位で 符号化される DCTの直流成分や、 マクロプロック単位で符号化される 動きべク トル等で、 固定長の符号化が行なわれる。 特に、 DCTの直流 成分の符号を付加対象に選んだ場合、 JPEG等においてもこの値はブ 口ック単位で固定長符号化が行なわれるため、 汎用性が高くなる。 図 2 1は、 MPEG方式において付随情報の付加を行なう原理を表し ている。 同図に示すように、 G0P ( Group Of P ictures )は、 1枚の Iピ クチャ、 複数枚の Pピクチャ、 および複数枚の Bピクチャにより構成 されている。 図 2 1の具体例においては、 15枚のピクチャにより 1 つの G0Pが構成されている。 プロヅク単位で符号化される DCTの直流 成分に付随情報を付加する場合においては、 G0Pを構成' This will be described with reference to FIG. In MPEG, fixed-length encoding is performed using a DC component of DCT encoded in units of a block, a motion vector encoded in units of a macro block, and the like. In particular, when the code of the DC component of the DCT is selected as an object to be added, this value is fixed-length coded on a block-by-block basis in JPEG and the like, so that versatility is enhanced. FIG. 21 illustrates the principle of appending additional information in the MPEG system. As shown in the figure, G0P (Group Of Pictures) is composed of one I picture, a plurality of P pictures, and a plurality of B pictures. In the specific example of FIG. 21, one G0P is constituted by 15 pictures. DCT DC encoded in units of work When adding additional information to a component, configure G0P
の中から Iピクチャが選択される。 I picture is selected from.
16x16画素のマクロブロックは、 図 2 2で示したのと同じく、 輝度 信号(Y)の場合、 8x8画素からなる 4個のブロックで構成される。 色差 信号 Cb,Crは、 16x16画素の 1つのマクロプロヅクに対して 8x8画素の ブロックで表現される。 これらの画素データは、 DCT変換 (離散コサ イン変換) により、 DCT係数に変換される。  As shown in FIG. 22, the macro block of 16 × 16 pixels is composed of four blocks of 8 × 8 pixels in the case of the luminance signal (Y). The color difference signals Cb and Cr are represented by a block of 8x8 pixels for one macroprogram of 16x16 pixels. These pixel data are converted to DCT coefficients by DCT (Discrete Cosine Transform).
1つのプロックの8 8個の1)(11係数(06 [0][0]〜(06 [7][7]は、 所定の量子化ステツプで量子化され、 量子化レベル QF[0][0]〜QF [7][7]に変換される。 8 8 1) (1 1 coefficient of one Proc (06 [0] [0] - (06 [7] [7] is quantized with a predetermined quantization step, quantization levels QF [0] [0] to QF [7] Converted to [7].
DCT係数のうち、 左上の Coeff[0][0](scan[0])は、 直流成分 (DC成 分) を表し、 この直流成分からは、 直前のブロックの直流成分を予 測値とした差分値が演算され、 その差分値が符号化される。 残りの 交流成分 (AC成分) は、 ブロック内でジグザグスキャンにより、 直 流成分としての scan[0]に続いて、 scan[l]〜scan[63]として並びか えられた後、 符号化される。  Of the DCT coefficients, Coeff [0] [0] (scan [0]) in the upper left represents the DC component (DC component). From this DC component, the DC component of the block immediately before was used as the predicted value. A difference value is calculated, and the difference value is encoded. The remaining AC components (AC components) are coded by zigzag scanning within the block, after being sorted as scan [0] as a direct component, followed by scan [l] to scan [63]. You.
図 2 3に示すように、 DCT係数のうち、 DC成分は、 直前の DC成分と の差分が演算され、 その差分値が符号化される。 輝度信号の場合、 4個のブロックの順番は、 左上、 右上、 左下、 右下の順番とされる。 従って、 左上のブロックの DC成分としては、 直前のマクロブロック の右下のプロックの DC成分との差分が符号化され、 右上のプロック の DC成分としては、 左上のプロックの DC成分との差分が符号化され、 左下のブロックの DC成分としては、 右上のブロヅクの DC成分との差 分が符号化され、右下のプロックのプロックの DC成分としては、左下 のプロックの DC成分との差分が符号化される。色差信号の場合は、そ れぞれ直前の対応する色差信号のプロックの DC成分との差分が符号 化される。 As shown in FIG. 23, of the DCT coefficients, the difference between the DC component and the immediately preceding DC component is calculated, and the difference value is encoded. In the case of a luminance signal, the order of the four blocks is as follows: upper left, upper right, lower left, lower right. Therefore, as the DC component of the upper left block, the difference from the DC component of the lower right block of the immediately preceding macroblock is encoded, and as the DC component of the upper right block, the difference from the DC component of the upper left block is coded. The DC component of the lower left block is coded as the difference between the DC component of the upper right block, and the DC component of the block of the lower right block is the difference between the DC component of the lower left block and the DC component of the lower left block. Encoded. For color difference signals, The difference between the immediately preceding corresponding color difference signal and the DC component of the block is encoded.
このように、 DC成分の差分値を符号化するとき、 DC成分は、サイズと、 そのサイズで表される実際の値(DC D ifferential )で表される。前者 は、可変長符号(VLC : Variable Length Code )とされ、後者は、固定長符 号(FLC : F ixed Length Code )とされる。  As described above, when encoding the difference value of the DC component, the DC component is represented by a size and an actual value represented by the size (DC Differential). The former is a variable length code (VLC: Variable Length Code), and the latter is a fixed length code (FLC: Fixed Length Code).
付随情報を付加する際には、 DC成分(DC差分成分)のサイズが変化し ないような範囲内で DC差分成分を変化させれば、固定長の符号部分だ けを用いて付随情報を付加することができる。  When the additional information is added, if the DC difference component is changed within a range where the size of the DC component (DC difference component) does not change, the additional information is added using only the fixed-length code portion. can do.
例えば輝度信号の DC差分成分のサイズが 3で、 実際の DC差分成分 zz [ 0]が- 6である場合を考える。 ウォー夕マークパターンのシンボルが プラスで付加レベル aが 1である場合には、その差分値を 101001から 1 01010に置き換えれば、実際の DC差分成分は- 6より 1だけ大きい- 5にな る。ウォー夕マークパターンのシンボルがマイナスで付加レベル bが 1である場合には、その差分値を 101001から 101000に置き換えれば、実 際の DC差分成分は- 6より 1だけ小さい- 7になる。  For example, consider a case where the size of the DC difference component of the luminance signal is 3, and the actual DC difference component zz [0] is -6. When the symbol of the warrior mark pattern is plus and the additional level a is 1, if the difference value is replaced from 101001 to 101010, the actual DC difference component becomes -5, which is one larger than -6. If the symbol of the warrior mark pattern is negative and the additional level b is 1, if the difference value is replaced from 101001 to 101000, the actual DC difference component becomes -7, which is one smaller than -6.
同じく輝度信号の DC差分成分のサイズが 3で、実際の DC差分成分 zz [ 0]が- 6である場合、ウォー夕マークパターンのシンボルがプラスで 付加レベル aが 3であると、固定長の符号部分だけを用いて付随情報を 付加することはできない。この場合、このブロック位置では付随情報 の付加は行なわない。  Similarly, if the size of the DC difference component of the luminance signal is 3 and the actual DC difference component zz [0] is -6, if the symbol of the warrior mark pattern is plus and the additional level a is 3, the fixed length Ancillary information cannot be added using only the code part. In this case, no additional information is added at this block position.
あるいは、例えば付加レベル 2までなら固定長の符号部分で付随情報 を付加することが可能なので、差分値を 101001から 101011に置き換え ることにしても良い。この時、実際の DC差分成分が- 6より 2だけ大きい - 4になったことをレジス夕等に記録し、 DC差分成分に対する次の付加 を行なう際には、その値も参照して利用するべきである。 Alternatively, for example, up to the addition level 2, since the additional information can be added in a fixed-length code portion, the difference value may be replaced with 101001 to 101011. At this time, the fact that the actual DC difference component has become -4, which is larger than -6 by 2 is recorded in a register or the like and the next addition to the DC difference component is performed. Should be used by referring to the value.
DC成分のサイズが 0、つまり実際の DC差分成分 zz [0]が 0である場合に は、固定長の符号部分だけを用いて付随情報を付加することはできな いため、そのプロック位置では付随情報の付加は行なわない。あるい は、何らかの処理により、付随情報を付加することにしても良い。 付随情報を付加することによる DC成分の実際のずれ分は、レジス夕 等に記録し、 DC差分成分に対する次の付加を行なう際に、その値も参 照して利用するべきである。例えば、直前の付随情報の付加によって、 DC成分の実際の値が本来の値よりも 2だけ大きくなっている場合、レ ジス夕に R=2を記録しておく。次の付加を行なう際に、実際の DC差分成 分 zz [0 ]が 7の時、輝度信号の DC差分成分のサイズは 3である。ウォー夕 マークパターンのシンボルがマイナスで付加レベル bが 1である場合、 DC成分が差分符号化されていることを考慮すると、付随情報を付加す るためには、- R-b=- 2-1=- 3だけ DC差分成分を変化させる必要がある。 そのため、差分値を 101111から 101100に置き換え、実際の DC差分成分 を 7から 4にし、 DC成分の実際の値が 1だけ小さい値になったことを記 録するために、 R=2- 3=- 1にする。付随情報を付加することによって発 生する DC成分の実際のずれ分は、上記以外の方法を用いて記録しても 良い。  When the size of the DC component is 0, that is, when the actual DC difference component zz [0] is 0, additional information cannot be added using only the fixed-length code portion, and the additional information is added at the block position. No information is added. Alternatively, additional information may be added by some processing. The actual deviation of the DC component due to the addition of the accompanying information should be recorded in a registry or the like, and the value should be used when the next addition to the DC difference component is performed. For example, if the actual value of the DC component is larger than the original value by 2 due to the addition of the preceding accompanying information, R = 2 is recorded in the register. When the next addition is performed, when the actual DC difference component zz [0] is 7, the size of the DC difference component of the luminance signal is 3. If the symbol of the watermark pattern is negative and the additional level b is 1, considering that the DC component is differentially coded, -Rb =-2-1 = -It is necessary to change the DC difference component by 3. Therefore, replace the difference value from 101111 to 101100, change the actual DC difference component from 7 to 4, and record that the actual value of the DC component has decreased by 1 by R = 2-3 = -Set to 1. The actual deviation of the DC component generated by adding the accompanying information may be recorded using a method other than the above.
なお、 DC成分( DC差分成分)を利用した付随情報の付加を行なう際に は、上記以外の何らかの方法を用いても良い。  In addition, when appending the additional information using the DC component (DC difference component), any method other than the above may be used.
上記先の出願においては、 DC成分(DC差分成分)を用いて付随情報を 付加する場合を説明したが、 Motion Vector (動きべク トル)の差分値 を符号化したコードの中の Mot ion_res idual ( FLC )を用いることも可 能である。 すなわち、 MPEG方式においては、 図 8の従来例で説明すると、 動き べク トル検出器 1 5 0で Pピクチヤおよび Bピクチャの動きベク トル を検出し、これを符号化してビッ トス ト リーム中に含めて伝送するよ うになされている。この Motion Vectorは、 表 4及び表 5に示すよう な VLCとされる Motion— codeと、 FLCとしての Motion_residualで表され る。 Motion— codeは、 Mot ion Vectorの大まかな値を表し、 Motion—resi dualは、細かな値を表すための補正値を表す。また、: f_codeは、 Motion —codeの精度(倍率)を表している。 In the above-mentioned prior application, the case where the additional information is added using the DC component (DC difference component) has been described. However, the Motion_residual in the code obtained by encoding the difference value of the motion vector (motion vector) is described. (FLC) can also be used. That is, in the MPEG system, as described in the conventional example of FIG. 8, the motion vector detector 150 detects the motion vectors of the P picture and the B picture, encodes them, and encodes them in the bit stream. It is intended to be transmitted together. This Motion Vector is represented by Motion-code as VLC as shown in Tables 4 and 5, and Motion_residual as FLC. Motion-code represents a rough value of the Motion Vector, and Motion-resi dual represents a correction value for representing a fine value. Also,: f_code indicates the accuracy (magnification) of Motion-code.
【表 4】 [Table 4]
Variable length codes for motion— code Variable length codes for motion— code
Variable length code motion_code L r」 L s J L t JVariable length code motion_code L r '' L s J L t J
0000 0011 001 -16 0000 0011 001 -16
0000 0011 011 -15  0000 0011 011 -15
0000 0011 101 -14  0000 0011 101 -14
0000 0011 111 - 13  0000 0011 111-13
0000 0100 001 -12  0000 0100 001 -12
0000 0100 011 - 11  0000 0100 011-11
0000 0100 11 10  0000 0100 11 10
0000 0101 01 -9  0000 0101 01 -9
0000 0101 11 - 8  0000 0101 11-8
UUUU Ul l l -7  UUUU Ul l l -7
0000 1001 -6  0000 1001 -6
0000 1011 -5  0000 1011 -5
0000 111 - 4  0000 111-4
0001 1 -3  0001 1 -3
0011 -2  0011 -2
011 - 1 011-1
【表 5】 [Table 5]
Variable length codes for motion— code  Variable length codes for motion— code
Figure imgf000037_0001
Figure imgf000037_0001
例えば、 f— codeが 1の場合、 Mot i on— c odeは 0.5精度の値を表す。これ により、充分細かな値が表されるので、この場合、 Motion_residualは 使用されない。  For example, if f-code is 1, then Motion-code represents a value with 0.5 precision. As a result, a sufficiently fine value is represented, and in this case, Motion_residual is not used.
f— codeが 2である場合、 Motion— codeは整数精度を表し、 Motion— resi dualは、0.5精度の値を表す。すなわち、このとき、 Motion residualは、 0または 0.5を示す 1ビッ 卜の FLCで表される。 If f-code is 2, Motion-code represents integer precision, and Motion-resi dual represents a value with 0.5 precision. That is, at this time, the Motion residual is Expressed as a 1-bit FLC indicating 0 or 0.5.
さらに、 f— codeが 3である場合、 Motion— codeは 2の倍数の精度の値を 表し、 Motion— residualは、 0 , 0. 5, 1. 0または 1.5を表す 2ビヅ トの FLCと なる。  Further, if f-code is 3, Motion-code represents a value with a precision of a multiple of 2, and Motion-residual represents a 2-bit FLC representing 0, 0.5, 1.0 or 1.5. Become.
なお、 DC Differentialの場合と同様に、 Motion— codeが 0である場合、 Motion_residualは存在しなレヽ。  As in the case of DC Differential, when Motion-code is 0, Motion_residual does not exist.
このような FLCである Motion— residualに、上述した DC Differentia 1の場合と同様に、付随情報を付加するようにすることができる。 付随情報を検出する際には、例えば動きべク トルあるいはその差分 値などを足し引きして、評価値を算出すれば良い。これ以外の方法を 用いて、付随情報の検出を行なっても良い。  As in the case of DC Differentia 1 described above, accompanying information can be added to such Motion-residual FLC. When detecting the accompanying information, for example, an evaluation value may be calculated by adding and subtracting a motion vector or a difference value thereof. The accompanying information may be detected using other methods.
なお、 Motion— residualは Pピクチャと Bピクチャに存在するが、 Bピク チヤの Motion— residualを用いるようにすれば、 Bビクチャは他のピク チヤの予測に用いられることがないので、キーデータ揷入による他の ピクチャへの影響を防止することができる。  Although the Motion residual exists in the P picture and the B picture, if the Motion residual of the B picture is used, the B picture is not used for the prediction of other pictures. It is possible to prevent other pictures from being affected by the insertion.
固定長以外の符号(可変の符号)を用いて付随情報の付加を行なって も良いが、その場合には、符号化ビッ ト列上に不必要なビッ トを挿入 する、符号化ビッ ト列上の不必要なビッ トを削るなど、必要となる構 成を取って処理を行なう必要があった。これらのことは、任意の符号 化方法、あるいは任意の復号方法などにおいて、同様に適用可能であ る。  The additional information may be added using a code other than fixed length (variable code), but in this case, unnecessary bits are inserted into the coded bit sequence, It was necessary to take the necessary configuration, such as removing unnecessary bits above, before processing. These can be similarly applied to any encoding method or any decoding method.
このため、 図 1 6に示したゥォ一夕マーク付加器 1では、 上述し たように、 符号化器テーブル器 1 3に固定長符号と可変長符号を用 意した。  For this reason, as shown above, the encoder table unit 13 is provided with a fixed-length code and a variable-length code in the power mark adder 1 shown in FIG.
繰り返すが、 図 1 6に示したウォー夕マーク付加器 1が図 1 8に 示したウォー夕マーク付加器 3と異なる点は、 簡易符号解読器 1 1 が参照する符号化テーブル器 1 3である。 この符号化テーブル器 1 3では、 固定長符号だけでなく、 可変長符号のテ一プルも必須とな る。 図では、 DC成分の差分値の符号化テーブルを用いる例を記した。 図 1 6のウォー夕マーク付加器 1で行なわれる一連の処理を図 1 7に示す。 ステツプ S 8 Aで対象となる符号を修正するために参照 する符号化テーブルが、 図 1 8に示したウォー夕マーク付加器 3が 参照する符号化テ一ブルと異なる。 先の出願では、 固定長符号の符 号化テーブルのみを用意すれば良かったが、 本実施の形態では可変 長符号のテーブルも用意する必要がある。 図では、 DC成分の差分値 の符号化テーブルを用いる例を記した。 To reiterate, the war symbol adder 1 shown in Figure 16 is The difference from the watermark adder 3 shown is the coding table unit 13 referred to by the simple code decoder 11. In the encoding table unit 13, not only fixed-length codes but also variable-length codes are indispensable. In the figure, an example is shown in which an encoding table of DC component difference values is used. FIG. 17 shows a series of processes performed by the watermark adder 1 in FIG. The coding table referred to in step S8A to correct the target code is different from the coding table referred to by the watermark adder 3 shown in FIG. In the earlier application, it was sufficient to prepare only a fixed-length code encoding table, but in the present embodiment, it is necessary to prepare a variable-length code table as well. In the figure, an example is shown in which an encoding table of the difference value of the DC component is used.
このように、 画像信号処理装置は、 ウォー夕マーク付加器 1で、 改めて符号化を行わなくても付随情報を付加でき、 かつ可変長符号 部分と固定長符号部分を合わせた範囲内で符号長を変えずに付随情 報を付加できる。  As described above, the image signal processing apparatus can add the accompanying information without re-encoding by the watermark adder 1, and has a code length within a range including the variable length code portion and the fixed length code portion. Additional information can be added without changing the information.
次に、 本発明に係る信号復号装置及び方法の実施例について説明 する。 この実施例は、 図 2 4に示すように、 入力された符号ビッ ト 列が、 最初にウォー夕マーク検出器 2 2に入力されてウォー夕マー クが検出され、 そして、 ウォー夕マーク検出器 2 2より出力された 符号ビッ ト列が復号器 2 1に供給されて復号される画像信号復号装 置である。  Next, embodiments of the signal decoding apparatus and method according to the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 24, the input code bit string is first input to the Warner mark detector 22 to detect the Warner mark, and then the Warner mark detector This is an image signal decoding device in which the code bit string output from 22 is supplied to the decoder 21 and decoded.
復号器 2 1の構成と動作は、 上記図 1 0に示した復号器 8 1 と同 様であり、 ここでは説明を省略する。  The configuration and operation of the decoder 21 are the same as those of the decoder 81 shown in FIG. 10 described above, and description thereof is omitted here.
これに対して、 図 2 4のウォー夕マーク検出器 2 2は、 図 1 2の ウォー夕マーク検出器 8 2と構成が異なり、 図 2 5に示すように、 符号化テ一プル器 3 1と、 簡易符号解読器 3 2と、 評価値算出器 3 3と、 ウォー夕マークパターン照合制御器 3 4と、 ウォー夕マーク パ夕一ン保持メモリ 3 5と、 評価値比較器 3 6と、 符号変換器 3 7 とを備えて成る。 On the other hand, the watermark detector 22 shown in FIG. 24 has a different configuration from the watermark detector 82 shown in FIG. 12, and as shown in FIG. An encoding template 31; a simple code decoder 32; an evaluation value calculator 33; a Warmark pattern matching controller 34; a Warmark mark storage memory 35; An evaluation value comparator 36 and a code converter 37 are provided.
ウォー夕マーク検出器 2 2には、 符号化ビヅ ト列が入力される。 入力された符号化ビッ ト列は、 付随情報を検出する符号の位置を探 すために、 簡易符号解読器 3 2で簡易的に解読される。 この簡易符 号解読器 3 2では、 例えば DCTの直流成分(DC成分)を符号化するため の符号化テーブル器 3 1を参照して、 入力された符号の解読を行な う。 この符号化テーブル器 3 1では、 固定長符号と可変長符号のテ 一ブルが必須である。 簡易符号解読器 3 2で解読されるこの場合の 符号の位置とは、 例えば符号化ビッ ト列上の位置や、 あるいは復号 された時の空間的あるいは周波数的な位置等のことを言い、 それら 以外の位置も含めて、 種々の位置を探しても良い。 どの符号の位置 を探すかは、 符号化ビッ ト列上で付随情報を検出する際に対象とな る符号の種類に依り、 このことはウォー夕マーク付加器 1のところ で述べたことと同様である。 場合によっては、 符号化ビッ ト列の全 体あるいは一部に対して復号を行ない、 全体あるいは一部の再生画 像を構成しても良い。  The encoded bit string is input to the watermark detector 22. The input coded bit string is simply decoded by the simple code decoder 32 in order to find the position of the code for detecting the accompanying information. The simplified code decoder 32 decodes the input code with reference to, for example, an encoding table 31 for coding the DC component (DC component) of the DCT. In the coding table unit 31, fixed-length code and variable-length code tables are indispensable. The position of the code in this case, which is decoded by the simple code decoder 32, refers to, for example, the position on the coded bit string or the spatial or frequency position when decoded. Various positions may be searched, including positions other than. The position of the code to be searched depends on the type of the code to be detected when detecting the accompanying information on the coded bit string, which is the same as described in the watermark adder 1. It is. In some cases, decoding may be performed on the entire or a part of the coded bit sequence to form a whole or a part of the reproduced image.
符号化ビッ ト列上で付随情報を検出する際の対象となる符号の位 置を示す符号位置情報 bは、 入力された符号化ビッ ト列と共に評価値 算出器 3 3へと渡される。 符号化ビッ ト列上の対象の各符号から評 価値を算出するために、 評価値算出器 3 3は評価対象の符号位置 p をウォー夕マークパターン照合制御器 3 4へと渡す。 この符号位置 Pは、 ウォー夕マーク付加器 1のところで述べたことと同様に、 1次 元的あるいは 2次元的な位置表現等が用いられることが多い。 The code position information b indicating the position of the target code when detecting the accompanying information on the encoded bit string is passed to the evaluation value calculator 33 together with the input encoded bit string. In order to calculate the evaluation value from each target code on the encoded bit string, the evaluation value calculator 33 passes the code position p of the evaluation target to the watermark pattern matching controller 34. This code position P is the same as the one described in the Original or two-dimensional position representation is often used.
ゥォ一夕マ一クバ夕一ン照合制御器 3 4では、 符号位置 pを基にゥ ォ—夕マークパターン保持メモリ 3 5に記録されているゥォ一夕マ ークパターンのシンボルを参照し、 得られたシンボル Sを評価値算出 器 3 3へと渡す。 評価値算出器 3 3は、 渡されたシンボル Sを用いて、 評価値の算出を行なう。  The key mark matching controller 34 refers to the key mark of the key mark pattern recorded in the key mark pattern holding memory 35 based on the code position p. The obtained symbol S is passed to the evaluation value calculator 33. The evaluation value calculator 33 calculates an evaluation value using the passed symbol S.
算出された評価値は、 評価値比較器 3 6で閾値処理され、 付随情 報 fが出力される。 また、 入力された画像デ一夕自体も、 そのまま出 力される。 なお、 不正コピー防止のところで述べたことと同様の効 果が得られるように、 点線で示した符号変換器 3 7が置かれ、 入力 された符号化ビッ ト列が加工あるいは処理されて出力されることも ある。 符号変換器 3 7では、 例えば符号化ビッ ト列を出力しない、 符号化ビッ ト列をでたらめに配置し直す等の加工あるいは処理が行 なわれる。  The calculated evaluation value is subjected to threshold processing in the evaluation value comparator 36, and the accompanying information f is output. Also, the input image data is output as it is. In order to obtain the same effect as that described in the section on preventing unauthorized copying, a code converter 37 shown by a dotted line is provided, and the input coded bit string is processed or processed and output. Sometimes. In the code converter 37, processing or processing such as not outputting the coded bit string or rearranging the coded bit string randomly is performed.
この画像信号復号装置における構成は、 上記図 2 4及び図 2 5に 示した通りであり、 復号器 2 1の前にウォー夕マーク検出器 2 2を 設けている点と、 そのウォー夕マーク検出器 2 2の内部に、 符号化 テーブル器 3 1を設け、 符号化ビッ ト列を修正する対象を固定長符 号部分と可変長符号部分にした点が特徴的である。  The configuration of this image signal decoding apparatus is as shown in FIGS. 24 and 25 above, and the point that a watermark detector 22 is provided in front of the decoder 21 and that the watermark detection is performed. It is characterized in that a coding table unit 31 is provided inside the unit 22 and the objects to be coded bit string are corrected to a fixed length code part and a variable length code part.
ウォー夕マーク検出器 2 2で行なわれる一連の処理を図 2 6に示 す。 ここでは、 対象となる符号を修正するために参照する符号化テ 一ブルにおいて、 従来例では本質的に必要となるのは固定長符号の みであつたが、 この実施の形態では可変長符号も本質的に必要とな る。 図では、 DC成分の差分値の符号化テーブルを用いる例を記した。  Fig. 26 shows a series of processes performed by the war mark detector 22. Here, in the encoding table referred to in order to correct the target code, in the conventional example, only the fixed length code is essentially required, but in this embodiment, the variable length code is used. Is also essentially required. In the figure, an example is shown in which an encoding table of DC component difference values is used.
ただ、 符号化ビッ ト列上で付随情報を検出する際の対象となる符 号の位置まで、 符号化ビッ ト列を読み進めるためには、 全てもしく は少なく とも主要部分の符号化テーブルを用意する必要がある。 上 記で述べた固定長符号及び可変長符号のテーブルは、 一般にこの主 要部分の符号化テーブルに相当することが多く、 先の出願、 及び本 実施の形態のどちらでも結局は用意されることが多い。 However, the target code for detecting the accompanying information on the encoded bit string In order to read the encoded bit string to the position of the symbol, it is necessary to prepare an encoding table for all or at least the main part. The fixed-length code and variable-length code tables described above generally correspond to the coding table of the main part in many cases, and should be prepared in both the earlier application and this embodiment. There are many.
上記の例では、 DC成分の差分値の符号化テーブルを用いる例を記 したが、 他のどのような符号化テーブルを利用することにしても良 い。 この一例として、 マクロブロック単位で符号化される動きべク トルの符号化テーブル等が挙げられる。  In the above example, an example is described in which an encoding table of DC component difference values is used, but any other encoding table may be used. An example of this is a coding table of a motion vector that is coded in macroblock units.
評価値 sumを閾値 thと比較する際には、先に示した比較方法以外の どのような比較方法を用いても良い。例えば、評価値のバイアス成分 Bが一定であることを利用して、どの程度バイァス成分が保持されて いるとみなすか示すバイァス信頼係数 c ( (^ l )と共に比較を行なつ ても良い。また、何らかの方法を用いて標準的な評価値を算出し、その 値と実際の評価値とを比較することによつて、付随情報の検出を行な つても良い。  When comparing the evaluation value sum with the threshold th, any comparison method other than the comparison method described above may be used. For example, utilizing the fact that the bias component B of the evaluation value is constant, the comparison may be performed with a bias reliability coefficient c ((^ l) indicating how much the bias component is considered to be held. Alternatively, the auxiliary information may be detected by calculating a standard evaluation value using some method, and comparing the calculated value with the actual evaluation value.
ウォー夕マークのシンボルは、プラス、マイナス以外のどのようなシ ンボルを用いても良い。また、 2種類ではなく、 3種類以上のどのような シンボルを用いても良い。例えば、プラス、ゼロ、マイナスの 3種類のシ ンボルを用意しておき、ゥォ一夕マークパターンとの照合を行なった 際にシンボルがゼロである符号については、評価値 sumに影響を与え ない(その符号で表される値を評価値 sumに足しも引きもしない)よう にするなど、各シンボルにどのような意味を与えても良い。  Any symbol other than plus and minus may be used as the symbol of the war evening mark. Also, any two or more types of symbols may be used instead of the two types. For example, three types of symbols, plus, zero, and minus, are prepared, and a code whose symbol is zero when matched with a short-term mark pattern does not affect the evaluation value sum. (The value represented by the code is not added to or subtracted from the evaluation value sum.) Each symbol may have any meaning.
ウォー夕マークパターンを符号化ビッ ト列上に付加する範囲は、任 意で構わない。また、付加したウォー夕マークパターンとの整合が取 れている限り、検出時に評価値を求める範囲は任意で構わない。さら にゥォ一夕マークパターンは、時間的あるいは空間的に渡るより広い 範囲を用いて、付加あるいは検出を行なうことにしても良レ、。例えば 動画像シーケンスにおいては、時間的な基準を用い、現フレームの時 間的位置だけでなく、過去や未来のフレームも利用して良い。 The range in which the watermark pattern is added on the coded bit string is arbitrary. In addition, matching with the added warrior mark pattern is checked. As long as the range is determined, the range for obtaining the evaluation value at the time of detection may be arbitrary. In addition, it is acceptable to add or detect a short-time mark pattern using a wider range over time or space. For example, in a moving image sequence, a temporal reference may be used, and not only the temporal position of the current frame but also past and future frames may be used.
例えば非常に大きな画像サイズを持つ静止画像においては、 1枚の画 像をある単位で複数の画像領域に分割して扱うことにし、空間的な基 準を用い、現在対象としている画像領域の符号に対して、例えば走査 順で前や後に位置する画像領域の符号も利用して良い。  For example, in the case of a still image having a very large image size, one image is divided into a plurality of image regions in a certain unit and handled, and the spatial standard is used to code the current target image region. On the other hand, for example, the codes of the image areas located before and after in the scanning order may be used.
このように、 画像信号復号装置は、 ウォー夕マーク検出器 2 1で、 改めて符号化を行わなくても付随情報を付加でき、 かつ可変長符号 部分と固定長符号部分を合わせた範囲内で符号長を変えずに付随情 報を検出できる。  As described above, the image signal decoding apparatus can add the accompanying information without performing the encoding again by using the watermark detector 21 and code the variable-length code portion and the fixed-length code portion together. Accompanying information can be detected without changing the length.
次に、 上記画像信号処理装置の変形例について図 2 7及び図 2 8 を用いて説明する。 この変形例は、 図 1 5に示したウォー夕マーク 付加器 2の代わりにウォー夕マーク付加器 4を用いている。  Next, a modified example of the image signal processing device will be described with reference to FIGS. 27 and 28. FIG. In this modified example, a word mark adder 4 is used instead of the word mark adder 2 shown in FIG.
ウォー夕マーク付加器 2を用いた画像信号処理装置では、 DC成分 の差分値を符号化する場合を例に、固定長符号部分と可変長符号部分 を合わせた範囲内で符号長が変わらない例を挙げた。しかし、固定長 符号部分を利用せずに、可変長符号部分の範囲内だけで符号長が変わ らないようにすることも可能である。この変形例では、このことにつ いて説明する。  In an image signal processing device using the watermark adder 2, an example in which the difference value of the DC component is encoded, and the code length does not change within the range of the fixed-length code portion and the variable-length code portion Was mentioned. However, it is also possible that the code length does not change only within the range of the variable length code portion without using the fixed length code portion. This modification will be described in this modification.
1つのプロヅクの 8x8個の DCT係数 Coeff[0][0]〜Coeff[7][7]は、所定 の量子化ステツプで量子化され、量子化レベル QF[0][0]〜QF[7][7]に 変換される。 MPEG方式において、この直流成分(DC成分)は、既に述べた ように固定長符号されるが、交流成分(AC成分)は、一般に可変長符号 される。交流成分(AC成分)は、プロック内でジグザグスキャンにより、 直流成分としての scan [0 ]に続いて、 scan [ l ]〜scan [63 ]として並びか えられた後、符号化される。 The 8x8 DCT coefficients Coeff [0] [0] to Coeff [7] [7] of one process are quantized at predetermined quantization steps, and the quantization levels QF [0] [0] to QF [7 ] [7]. In the MPEG system, this DC component (DC component) Although the fixed-length code is used as described above, the AC component (AC component) is generally a variable-length code. The AC component (AC component) is coded by zigzag scanning in the block, after being arranged as scan [0] as a DC component, followed by scan [l] to scan [63].
この AC成分にウォー夕マークを付加する場合を考える。この場合、ゥ ォ—夕マークパターンは例えば符号化の走査順に割り当てることが できる。  Consider the case where a war mark is added to this AC component. In this case, the evening mark pattern can be assigned, for example, in the coding scanning order.
上記図 2 2を用いて符号化の操作順の具体例を示す。 あるマクロ プロックが符号化される場合、 その AC成分は、まず輝度 Yの左上 0のブ ロックについて、その交流成分 scan [ l ]〜scan [63]が符号化される。続 いて輝度 Yの右上 1プロヅクについて、その交流成分 scan[ l ]〜scan [6 3 ]が符号化され、 同様に 2 , 3のブロックが符号化される。 輝度信 号にのみウォー夕マ一クを付加する場合には、 右下 3のプロヅクが 符号化された後、 その次 (一般的には右隣) のマクロブロックに移 り、 輝度 Yの左上 0のプロックについて符号化される。 以下は同様で ある。  A specific example of the coding operation order will be described with reference to FIG. When a macroblock is coded, its AC component is first coded for the AC component scan [l] to scan [63] for the block at the upper left 0 of the luminance Y. Subsequently, the AC components scan [l] to scan [63] are encoded for one upper right block of the luminance Y, and a few blocks are encoded in the same manner. To add a warm-up mark only to the luminance signal, the lower right three blocks are coded, and then the next (generally right) macroblock is moved to the upper left of luminance Y. Encoded for zero blocks. The following is the same.
輝度信号だけでなく、 色差信号にも付加する場合には、 主に 2通 りの走査順が考えられる。 一方は、 上記の例で輝度 Yの右下 3のプロ ックが符号化された後、 続いて色差プロック 4や 5のプロックを符 号化する走査順の方法である。 他方は、 画面内の輝度 Yについて符号 化した後で、 色差信号 Cb,Crを符号化する走査順の方法である。  When adding not only to the luminance signal but also to the color difference signal, two scanning orders can be considered. One is a scanning order method in which the blocks of the lower right 3 of the luminance Y are encoded in the above example, and then the blocks of the color difference blocks 4 and 5 are encoded. The other is a scanning order method in which the chrominance signals Cb and Cr are encoded after encoding the luminance Y in the screen.
上記に挙げた例は、あくまで一例であり、他のどのような走査順であ つても構わない。例えば MPEG2では、ブロック内の DCT係数の走査順と して、上記に挙げた通常のジグザグスキャンと、画像のィン夕ーレー ス走査により適応したオル夕ネートスキヤンの 2種類がある。もちろ ん、 AC成分だけでなく、 DC成分も含めた走査順であっても良い。また、 全ての AC成分を必ず使う必要はない。例えば、各プロックで使用する scan [x] ( 0<xく 63 )をあらかじめいくつか決めておいても良いし、特徴 的な係数をいくつか選ぶことにしても良い。 The above examples are merely examples, and any other scanning order may be used. For example, in MPEG2, there are two types of scanning order of DCT coefficients in a block: the above-mentioned ordinary zigzag scanning and the above-mentioned ordinary scanning which is adapted by in-line scanning of an image. Rice cake The scanning order may include not only the AC component but also the DC component. It is not necessary to use all AC components. For example, some scan [x] (0 <x 63) to be used in each block may be determined in advance, or some characteristic coefficients may be selected.
各 DCT係数(主に AC成分)を符号化する際には、走査順で先行する(後 に続く)係数 0の個数(ラン)とその係数値(レベル)が、可変長符号でま とめて符号化される。表 6〜表 1 1には、 MPEG2における DCT係数の符 号化テーブルを示した。 When encoding each DCT coefficient (mainly the AC component), the number (run) of coefficient 0 preceding (following) in the scanning order and its coefficient value (level) are grouped by a variable length code. Encoded. Tables 6 to 11 show the encoding tables for DCT coefficients in MPEG2.
【表 6】 [Table 6]
Figure imgf000046_0001
【表 7】 最初の DCT係数と次 ラン レべゾレ の DCT係数の VLC (RUN) (Level)
Figure imgf000046_0001
[Table 7] VLC (RUN) (Level) of DCT coefficient of first and second run resole
0010 0110S 0 50010 0110S 0 5
0010 0001S 0 60010 0001S 0 6
0010 0101S 1 30010 0101S 1 3
0010 OIOOS 3 20010 OIOOS 3 2
0010 OlllS 10 10010 OlllS 10 1
0010 OOllS 11 10010 OOllS 11 1
0010 OOIOS 12 10010 OOIOS 12 1
0010 oooos 13 10010 oooos 13 1
0010 0010 10S 0 70010 0010 10S 0 7
0000 0011 oos 1 40000 0011 oos 1 4
0000 0010 US 2 30000 0010 US 2 3
0000 0011 US 4 20000 0011 US 4 2
0000 0010 OIS 5 20000 0010 OIS 5 2
0000 0011 10S 14 10000 0011 10S 14 1
0000 0011 OIS 15 10000 0011 OIS 15 1
0000 0010 oos 16 1 【表 8】 最初の DCT係数と次 ラン レベル の DCT係数の VLC (RUN ) ( Leve l )0000 0010 oos 16 1 [Table 8] VLC of first DCT coefficient and DCT coefficient of next run level (RUN) (Lve l)
0000 0001 1101S 0 80000 0001 1101S 0 8
0000 0001 1000S 0 90000 0001 1000S 0 9
0000 0001 0011S 0 100000 0001 0011S 0 10
0000 0001 oooos 0 110000 0001 oooos 0 11
0000 0001 ions 1 50000 0001 ions 1 5
0000 0001 OIOOS 2 40000 0001 OIOOS 2 4
0000 0001 1100S 3 30000 0001 1100S 3 3
0000 0001 0010S 4 30000 0001 0010S 4 3
0000 0001 1110S 6 20000 0001 1110S 6 2
0000 0001 0101S 7 20000 0001 0101S 7 2
0000 0001 0001S 8 20000 0001 0001S 8 2
0000 0001 m is 17 10000 0001 m is 17 1
0000 0001 1010S 18 10000 0001 1010S 18 1
0000 0001 1001S 19 10000 0001 1001S 19 1
0000 0001 Oll lS 20 10000 0001 Oll lS 20 1
0000 0001 0110S 21 10000 0001 0110S 21 1
0000 0000 1101 OS 0 120000 0000 1101 OS 0 12
0000 0000 1100 IS 0 130000 0000 1100 IS 0 13
0000 0000 1100 OS 0 140000 0000 1100 OS 0 14
0000 0000 1011 IS 1 15 【表 9】 最初の DCT係数と次の ラン レベル DCT係数の VLC ( RUN ) (Level )0000 0000 1011 IS 1 15 [Table 9] VLC (RUN) (Level) of first DCT coefficient and next run level DCT coefficient
0000 0000 1011 OS 1 60000 0000 1011 OS 1 6
0000 0000 1010 IS 1 70000 0000 1010 IS 1 7
0000 0000 1010 OS 2 50000 0000 1010 OS 2 5
0000 0000 1001 IS 3 40000 0000 1001 IS 3 4
0000 0000 1001 OS 5 30000 0000 1001 OS 5 3
0000 0000 1000 IS 9 20000 0000 1000 IS 9 2
0000 0000 1000 OS 10 20000 0000 1000 OS 10 2
0000 0000 1111 IS 22 10000 0000 1111 IS 22 1
0000 0000 1111 OS 23 10000 0000 1111 OS 23 1
0000 0000 1110 IS 24 10000 0000 1110 IS 24 1
0000 0000 1110 OS 25 10000 0000 1110 OS 25 1
0000 0000 1101 IS 26 10000 0000 1101 IS 26 1
0000 0000 0111 US 0 160000 0000 0111 US 0 16
0000 0000 0111 10S 0 170000 0000 0111 10S 0 17
0000 0000 0111 OIS 0 180000 0000 0111 OIS 0 18
0000 0000 0111 oos 0 190000 0000 0111 oos 0 19
0000 0000 0110 US 0 200000 0000 0110 US 0 20
0000 0000 0110 10S 0 210000 0000 0110 10S 0 21
0000 0000 0110 OIS 0 220000 0000 0110 OIS 0 22
0000 0000 0110 oos 0 23 【表 1 0】 最初の DCT係数と次の ラン レベル DCT係数の VLC ( RUN ) (Leve l )0000 0000 0110 oos 0 23 [Table 10] VLC (RUN) (Leve l) of first DCT coefficient and next run level DCT coefficient
0000 0000 0101 US 0 240000 0000 0101 US 0 24
0000 0000 0101 10S 0 250000 0000 0101 10S 0 25
0000 0000 0101 OIS 0 260000 0000 0101 OIS 0 26
0000 0000 0101 oos 0 270000 0000 0101 oos 0 27
0000 0000 0100 U S 0 280000 0000 0100 U S 0 28
0000 0000 0100 10S 0 290000 0000 0100 10S 0 29
0000 0000 0100 OIS 0 300000 0000 0100 OIS 0 30
0000 0000 0100 oos 0 310000 0000 0100 oos 0 31
0000 0000 0011 ooos 0 320000 0000 0011 ooos 0 32
0000 0000 0010 111S 0 330000 0000 0010 111S 0 33
0000 0000 0010 110S 0 340000 0000 0010 110S 0 34
0000 0000 0010 101S 0 350000 0000 0010 101S 0 35
0000 0000 0010 100S 0 360000 0000 0010 100S 0 36
0000 0000 0010 011S 0 370000 0000 0010 011S 0 37
0000 0000 0010 OIOS 0 380000 0000 0010 OIOS 0 38
0000 0000 0010 OOIS 0 390000 0000 0010 OOIS 0 39
0000 0000 0010 ooos 0 400000 0000 0010 ooos 0 40
0000 0000 0011 111S 1 80000 0000 0011 111S 1 8
0000 0000 0011 110S 1 90000 0000 0011 110S 1 9
0000 0000 0011 101S 1 10 【表 1 1】 最初の DCT係数と次の ラン レベル DCT係数の VLC (RUN) (Leve l )0000 0000 0011 101S 1 10 [Table 11] First and second run-level DCT coefficients VLC (RUN) (Leve l)
0000 0000 0011 100S 1 110000 0000 0011 100S 1 11
0000 0000 0011 011S 1 120000 0000 0011 011S 1 12
0000 0000 0011 010S 1 130000 0000 0011 010S 1 13
0000 0000 0011 001 S 1 140000 0000 0011 001 S 1 14
0000 0000 0001 OOl lS 1 150000 0000 0001 OOl lS 1 15
0000 0000 0001 OOIOS 1 160000 0000 0001 OOIOS 1 16
0000 0000 0001 0001S 1 170000 0000 0001 0001S 1 17
0000 0000 0001 oooos 1 180000 0000 0001 oooos 1 18
0000 0000 0001 OIOOS 6 30000 0000 0001 OIOOS 6 3
0000 0000 0001 1010S 11 z0000 0000 0001 1010S 11 z
0000 0000 0001 1001S 12 20000 0000 0001 1001S 12 2
0000 0000 0001 1000S 13 20000 0000 0001 1000S 13 2
0000 0000 0001 0111S 14 20000 0000 0001 0111S 14 2
0000 0000 0001 0110S 15 20000 0000 0001 0110S 15 2
0000 0000 0001 0101S 16 0000 0000 0001 0101S 16
0000 0000 0001 mis 27  0000 0000 0001 mis 27
0000 0000 0001 1110S 28  0000 0000 0001 1110S 28
0000 0000 0001 1101S 29  0000 0000 0001 1101S 29
0000 0000 0001 1100S 30  0000 0000 0001 1100S 30
0000 0000 0001 ions 31 基本的に上記表 6〜表 1 1の符号化テーブルを用いて符号化が行 なわれるが、 画像内符号化(INTRA)を行なう際には他の符号化テープ ルを用いても良い。 また、 ランとレベルの組合せが表 6〜表 1 1で 用意されたテ一ブルで表現できない場合には、 エスケープ符号に続 くラン及びレベルの符号化テーブルを用いてランとレベルがぞれぞ れ固定長符号される。 0000 0000 0001 ions 31 Basically, encoding is performed using the encoding tables in Tables 6 to 11 described above. However, when performing intra-image encoding (INTRA), another encoding table may be used. If the combination of run and level cannot be represented by the tables prepared in Table 6 to Table 11, the run and level are each determined using the run and level coding table following the escape code. And are fixed-length coded.
以下では、 上記表 6〜表 1 1の符号化テーブルを用いて説明を行 なう。  In the following, description will be made using the encoding tables in Tables 6 to 11 above.
AC成分の符号化時の例として、以下の場合を考える。右側には、それ それの係数に対して付加するウォー夕マークパターンの例も、並べて 記した。なおウォー夕マークパターンは、係数が 0の場合には付加しな いことにし、 ilの付加量とした。  As an example of encoding the AC component, consider the following case. On the right side, examples of Waryu mark patterns added to each coefficient are also listed. The watermark pattern was not added when the coefficient was 0, and the added amount of il was used.
•AC 成分 'Water Mark パターン  • AC component 'Water Mark pattern
scan[ l ]=12 +、 13  scan [l] = 12 +, 13
scan[2]=6 -、 5  scan [2] = 6-, 5
scan[ 3]=0 +  scan [3] = 0 +
scan[4]=-7 +、-6 この例で、 ゥォ一夕マークパターンを付加しない時の符号は、 以下 の通りである。  scan [4] =-7 +, -6 In this example, the codes when no short mark pattern is added are as follows.
[ラン] [レベル] [符号] [Run] [Level] [Sign]
0 12 14bits : 0000 0000 1101 00  0 12 14bits: 0000 0000 1101 00
0 6 9bits : 0010 0001 0  0 6 9bits: 0010 0001 0
1 -7 14bits : 0000 0000 1010 11 また、ウォー夕マークパターンを付加すると、以下の通りである。 1 -7 14bits: 0000 0000 1010 11 Also, when the war evening mark pattern is added, the result is as follows.
[ラン] [レベル] [符号] [Run] [Level] [Sign]
0 13 14bits:0000 0000 1100 10  0 13 14bits: 0000 0000 1100 10
0 5 9bits:0010 0110 0  0 5 9bits: 0010 0110 0
1 -6 14bits:0000 0000 1011 01 このように、可変長符号部分の範囲内だけで符号長が変わらないよ うにすることが可能である。  1 -6 14bits: 0000 0000 1011 01 As described above, it is possible to prevent the code length from changing only within the range of the variable length code portion.
実際にこのような処理を行なう場合には、ウォー夕マークパターン 付加後の符号長がどのようになるかをあらかじめ調べ、符号長が変わ らない場合に付加するのが一般的である。  When such a process is actually performed, it is general to check in advance what the code length will be after adding the watermark pattern, and to add the code length when the code length does not change.
付加時の自由度を増やすために、任意のプロックというより広い範 囲内で符号長が変わらないように、符号を修正させることにしても良 レ、。例えば、以下の例を考える。  In order to increase the degree of freedom at the time of addition, the code may be modified so that the code length does not change within a wider range of an arbitrary block. For example, consider the following example.
•AC 成分 'Water Mark パ夕一ン  AC component 'Water Mark'
scan[l]=3 +、4  scan [l] = 3 +, 4
scan[2]=6 -、5  scan [2] = 6-, 5
scan[3]=0 +、1  scan [3] = 0 +, 1
scan[4]ニ- 8 +、 -7 この例で、ウォー夕マ一クパ夕一ンを付加しない時の符号は、以下の 通りである。 scan[l]から scan[4]までで、 31bitsである。  scan [4] d -8 +, -7 In this example, the code when no war is added is as follows. From scan [l] to scan [4], 31bits.
[ラン] [レベル] [符号] [Run] [Level] [Sign]
0 3 6bits:0010 10  0 3 6bits: 0010 10
0 6 9bits:0010 0001 0 1 -8 16bits : 0000 0000 0011 1111 ゥォ一夕マークパ夕一ンを付加すると、以下の通りである。こちらも、 scan [ 1 ]から scan [4 ]までで 31bitsで、付加前と比べて符号長は変わつ ていない。 0 6 9bits: 0010 0001 0 1 -8 16bits: 0000 0000 0011 1111 When the mark is added, it is as follows. This is also 31 bits from scan [1] to scan [4], and the code length is unchanged compared to before the addition.
[ラン] [レベル] [符号]  [Run] [Level] [Sign]
0 4 8bits : 0000 1100  0 4 8bits: 0000 1100
0 5 9bits : 0010 0110 0  0 5 9bits: 0010 0110 0
0 1 3bits : 110  0 1 3bits: 110
0 -7 l lbits : 0000 0010 101 実際にこのような処理を行なう場合には、現時点までに処理した係 数に対する符号長が、ウォー夕マークパターンを付加することによつ てどれだけ変わつたかを記憶しておく方が良い。記憶しておいた符号 長の変動分を参考に、次の符号を修正できるかを判断するのが普通で ある。  0 -7 l lbits: 0000 0010 101 When such a process is actually performed, how much the code length for the coefficient processed so far has changed by adding a warrior mark pattern It is better to remember. It is common to determine whether the next code can be corrected by referring to the stored code length fluctuation.
もちろん、上記の例のように、レベルだけでなくランも変えることに より、ウォー夕マークの付加前には 0だった係数を 0以外の値にしても 良いし、逆に付加前には 0以外の値だった係数を 0にしても良い。  Of course, by changing not only the level but also the run as in the above example, the coefficient that was 0 before the addition of the war evening mark may be changed to a value other than 0, and conversely, the coefficient may be changed to 0 before the addition. Coefficients other than the above may be set to 0.
任意の係数について、ウォー夕マークの付加時に本来レベル Vにすベ きものを、ブロック内の符号長を変えないためにレベル V+m( mは任 意)にしても良い。  For any coefficient, what should originally be at level V when a watermark is added may be at level V + m (m is arbitrary) so as not to change the code length in the block.
もちろん mは、例えばウォー夕マークパターンが +の場合には、 +1,+2 程度の正の小さな値の方が良い。  Of course, m is preferably a small positive value such as +1 or +2 when the warrior mark pattern is +.
上記の例では、符号長が変わらない範囲は任意のプロック内とした が、この範囲はどのようなものであっても構わない。ただ一般に MPE G方式では、マクロブロック,スライス,ピクチャ, G0Pなどの範囲で上 記の処理を行なった方が良い。 In the above example, the range where the code length does not change was within an arbitrary block. However, this range may be anything. However, in general, in the MPEG system, it is better to perform the above processing in the range of macroblocks, slices, pictures, G0P, and so on.
この画像信号処理装置が備えるウォー夕マーク付加器 4は、 図 2 7に示すように、 符号化テーブル器 1 7の構成のみを上記図 1 5及 び図 1 6に示したウォー夕マーク付加器 1の構成と異ならせる。 符号化テーブル器 1 7は、 簡易符号解読器 1 1で必須となる符号 化テーブルであり、 符号化ビッ ト列を修正する対象が可変長符号部 分だけである点に特徴がある。  As shown in FIG. 27, the watermark signal adder 4 included in this image signal processing apparatus is configured by using only the configuration of the encoding table unit 17 as shown in FIGS. 15 and 16 above. Different from the configuration of 1. The encoding table unit 17 is an encoding table that is essential for the simple code decoder 11, and is characterized in that the target for correcting the encoding bit string is only the variable-length code part.
すなわち、 符号化テーブル器 1 7では、 可変長符号のテーブルが 必須となる。 図では、 DCT係数の符号化テーブル(AC成分を含む、一般 に可変長符号)を用いる例を記した。  That is, in the encoding table unit 17, a table of variable length codes is indispensable. In the figure, an example using a coding table of DCT coefficients (generally a variable length code including an AC component) is described.
ウォー夕マーク付加器 4で行なわれる一連の処理を図 2 8に示す。 ステップ S 8 Cで対象となる符号を修正するために参照する符号化 テーブルが、 図 1 6に示したウォー夕マーク付加器 2が参照する符 号化テーブルと異なる。  FIG. 28 shows a series of processes performed by the warp mark adder 4. The coding table referred to in step S8C to correct the target code is different from the coding table referred to by the watermark adder 2 shown in FIG.
このように、 変形例となる画像信号処理装置は、 ウォー夕マーク 付加器 4で、 改めて符号化を行わなくても付随情報を付加でき、 か つ可変長符号部分で符号長を変えずに付随情報を付加できる。  As described above, in the image signal processing apparatus according to the modified example, with the watermark adder 4, the additional information can be added without re-encoding, and the additional information can be added without changing the code length in the variable-length code portion. Information can be added.
次に上記画像信号復号装置の変形例について図 2 9及び図 3 0を 用いて説明する。 この変形例となる画像信号服装装置は、 図 2 9に 示すようなウォー夕マーク検出器 2 4であり、 DCT係数の符号化テー ブル器 3 9が特徴的である。  Next, a modified example of the image signal decoding device will be described with reference to FIGS. An image signal clothing device according to this modification is a watermark detector 24 as shown in FIG. 29, and a DCT coefficient encoding table device 39 is characteristic.
すなわち、 上記図 2 5に示したウォー夕マーク検出器 2 2の DCT係 数の符号化器テーブル器 3 1が可変長符号部分と固定長符号部分を 合わせた範囲内で符号長の変わらない付随情報を検出できたのに対 し、 可変長符号部分のみで符号長の変わらない付随情報を検出でき る。 That is, the encoder table unit 31 of the DCT coefficient of the watermark detector 22 shown in FIG. 25 described above stores the variable length code portion and the fixed length code portion. While it was possible to detect the accompanying information whose code length did not change within the combined range, it was possible to detect the accompanying information whose code length did not change only in the variable-length code part.
符号化テーブル器 3 9は、 可変長符号のテ一ブルが必須となる。図 では、 DCT係数の符号化テーブル(AC成分を含む、一般に可変長符号)を 用いる例を記した。  The encoding table unit 39 must have a table of variable length codes. In the figure, an example is shown in which an encoding table of DCT coefficients (generally a variable length code including an AC component) is used.
このウォー夕マーク検出器 2 4で行なわれる一連の処理を図 3 0 に示す。 ステヅプ S 1 2 Cで対象となる符号を修正するために参照 する符号化テーブルとして、 可変長符号を必要とする。  FIG. 30 shows a series of processes performed by the watermark detector 24. A variable length code is required as an encoding table to be referred to in step S12C to correct the target code.
このように、 画像信号復号装置の変形例は、 ウォー夕マーク検出 器 2 4で、 改めて符号化を行わなくても付随情報を付加でき、 かつ 可変長符号部分で符号長を変えずに付随情報を検出できる。  As described above, in the modified example of the image signal decoding device, the watermark information detector 24 can add the additional information without re-encoding, and can change the additional information without changing the code length in the variable-length code portion. Can be detected.
ただ、 符号化ビッ ト列上で付随情報を検出する際の対象となる符 号の位置まで、 符号化ビッ ト列を読み進めるためには、 全てもしく は少なく とも主要部分の符号化テーブルを用意する必要がある。 上記の例では、 DCT係数の符号化テーブル(AC成分を含む、一般に可 変長符号)を用いる例を記したが、他のどのような符号化テーブルを 利用することにしても良い。この一例として、マクロブロック単位で 符号化される動きべク トルの符号化テーブル等が挙げられる。  However, in order to read the coded bit string up to the position of the target code for detecting the accompanying information on the coded bit string, all or at least the main part of the coding table must be read. It is necessary to prepare. In the above example, an example is described in which a coding table of DCT coefficients (including AC components, generally a variable length code) is used, but any other coding table may be used. An example of this is a coding table of a motion vector that is coded in macroblock units.
評価値 sumを閾値 thと比較する際には、先に示した比較方法以外のど のような比較方法を用いても良い。例えば、評価値のバイァス成分 Bが 一定であることを利用して、どの程度バイァス成分が保持されている とみなすか示すバイァス信頼係数 c ( O^c )と共に比較を行なっても 良い。また、何らかの方法を用いて標準的な評価値を算出し、その値と 実際の評価値とを比較することによって、付随情報の検出を行なって も良い。 When comparing the evaluation value sum with the threshold th, any comparison method other than the comparison method described above may be used. For example, by utilizing the fact that the bias component B of the evaluation value is constant, the comparison may be performed together with the bias reliability coefficient c (O ^ c) indicating how much the bias component is considered to be held. In addition, a standard evaluation value is calculated using some method, and the value is compared with an actual evaluation value to detect accompanying information. Is also good.
また、ウォー夕マークのシンボルは、プラス、マイナス以外のどのよ うなシンボルを用いても良い。また、 2種類ではなく、 3種類以上のどの ようなシンボルを用いても良レ、。例えば、プラス、ゼロ、マイナスの 3種 類のシンボルを用意しておき、ウォー夕マークパターンとの照合を行 なった際にシンボルがゼロである符号については、評価値 sumに影響 を与えない(その符号で表される値を評価値 sumに足しも引きもしな レ、)ようにするなど、各シンボルにどのような意味を与えても良い。 ウォー夕マークパターンを符号化ビッ ト列上に付加する範囲は、任 意で構わない。また、付加したウォー夕マークパターンとの整合が取 れている限り、検出時に評価値を求める範囲は任意で構わない。さら にウォー夕マークパターンは、時間的あるいは空間的に渡るより広い 範囲を用いて、付加あるいは検出を行なうことにしても良い。例えば 動画像シーケンスにおいては、時間的な基準を用い、現フレームの時 間的位置だけでなく、過去や未来のフレームも利用して良い。  Further, any symbol other than plus and minus may be used as the symbol of the war evening mark. It is also acceptable to use any three or more symbols instead of two. For example, three types of symbols, plus, zero, and minus, are prepared, and a code whose symbol is zero when matching with a warrior mark pattern does not affect the evaluation value sum ( Any meaning may be given to each symbol, such as adding or subtracting the value represented by the code to the evaluation value sum. The range in which the watermark pattern is added on the coded bit string is arbitrary. Also, the range for obtaining the evaluation value at the time of detection may be arbitrarily set as long as the matching with the added watermark pattern is taken. Further, the watermark pattern may be added or detected using a wider range over time or space. For example, in a moving image sequence, a temporal reference may be used, and not only the temporal position of the current frame but also past and future frames may be used.
例えば非常に大きな画像サイズを持つ静止画像においては、 1枚の画 像をある単位で複数の画像領域に分割して扱うことにし、空間的な基 準を用い、現在対象としている画像領域の符号に対して、例えば走査 順で前や後に位置する画像領域の符号も利用して良い。  For example, in the case of a still image having a very large image size, one image is divided into a plurality of image regions in a certain unit and handled, and the spatial standard is used to code the current target image region. On the other hand, for example, the codes of the image areas located before and after in the scanning order may be used.
次に、 本発明に係る信号処理装置及び方法の第 2の実施例につい て説明する。 この第 2の実施例は、 付随情報を付加する際に、 量子 化で行なわれる丸め処理を見積もることによって、 付加時に修正す べき値の変化を最小限に抑えるような画像信号処理装置である。 以 下、 図 3 1〜図 3 7を参照しながら説明する。  Next, a second embodiment of the signal processing device and method according to the present invention will be described. The second embodiment is an image signal processing apparatus that estimates a rounding process performed by quantization when adding additional information, thereby minimizing a change in a value to be corrected at the time of addition. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS.
この第 2の実施例においては、 ウォー夕マーク等の付随情報の付 加対象の値が量子化される場合、 量子化で行なわれる丸め処理をう まく利用できるように付加方法を工夫することによって、 付随情報 の付加時に修正すべき値の変化を最小限に抑えることができる。 すなわち、 この第 2の実施例によれば、 入力信号に付随情報を埋 め込む信号処理の際に、 量子化前の信号に対して、 量子化後の値を 変化させるために必要な修正を施すことで、 上記付随情報を付加し、 付随情報が付加されて得られた信号に対して量子化を含む符号化を 施すようにしている。 In the second embodiment, additional information such as a war mark is attached. If the value to be added is quantized, minimize the change in the value to be corrected when adding the accompanying information by devising the addition method so that the rounding process performed in quantization can be used properly. Can be. That is, according to the second embodiment, in the signal processing for embedding the accompanying information in the input signal, the correction necessary for changing the value after quantization with respect to the signal before quantization is performed. By doing so, the above-mentioned additional information is added, and the signal including the additional information is subjected to encoding including quantization.
ここで、 上記付随情報付加は、 上記符号化における量子化値を変 化させるために必要とされる最小限の値の修正を、 上記付随情報に 応じて上記符号化前の信号に対して施すことが挙げられる。 この場 合、 量子化の際の丸め誤差を見積もり、 見積もられた丸め誤差と上 記付随情報とに応じて上記符号化前の信号の少なく とも一部を修正 することが好ましい。  Here, in the additional information, the minimum value required to change the quantization value in the encoding is modified for the signal before encoding according to the additional information. It is mentioned. In this case, it is preferable to estimate a rounding error at the time of quantization, and to correct at least a part of the signal before encoding according to the estimated rounding error and the accompanying information.
図 3 1は、 本発明の第 2の実施例となる画像信号処理装置、 特に 画像信号に付随情報としてのウォー夕マーク (Water Mark) を埋め 込んで符号化する画像信号処理装置の要部の概略構成を示すプロッ ク図である。  FIG. 31 shows a main part of an image signal processing apparatus according to a second embodiment of the present invention, in particular, an image signal processing apparatus for embedding and encoding a Water Mark as incidental information in an image signal. FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration.
この図 3 1において、 画像信号等の入力信号は、 付随情報付加手 段であるウォー夕マーク付加器 1の丸め誤差見積器 8に送られ、 こ の丸め誤差見積器 8からの出力が画素値の修正手段である付随情報 付加器 9に送られている。 このウォー夕マーク付加器 1の付随情報 付加器 9からの出力は、 符号化器 2に送られて符号化される。 この 符号化器 2は、 例えば、 DCT符号化した後に量子化するような、 前述 した図 8の符号化器 7 2のような構成を有するものが使用できるが これに限定されない。 In FIG. 31, an input signal such as an image signal is sent to a rounding error estimator 8 of a warner mark adding device 1 which is an additional information adding means, and an output from the rounding error estimator 8 corrects a pixel value. It is sent to the additional information adder 9 as a means. The output from the additional information adder 9 of the watermark adder 1 is sent to the encoder 2 and encoded. As the encoder 2, for example, one having a configuration such as the encoder 72 in FIG. 8 described above, which performs DCT encoding and then quantization, can be used. It is not limited to this.
ウォー夕マーク付加器 1内の丸め誤差見積器 8では、 量子化の際 の丸め誤差を見積も り、 丸め誤差情報 err を付随情報付加器 9に送 つている。 付随情報付加器 9は、 画像信号等の入力信号のデータに 対して、 付随情報 fとウォー夕マークパターン保持メモリ 1 0からの ゥォ一夕マークパターンとに応じて、 画素値等のデ一夕を修正し、 符号化器 2に送っている。  A rounding error estimator 8 in the watermark adder 1 estimates a rounding error at the time of quantization, and sends rounding error information err to an additional information adder 9. The accompanying information adder 9 converts the pixel value and the like of the input signal data such as the image signal in accordance with the accompanying information f and the power mark pattern from the watermark mark holding memory 10. The evening was corrected and sent to encoder 2.
以下では、 DCTの直流成分(DC成分)にウォー夕マークを付加する場 合を例に、 説明を行なう。  In the following, a description will be given of an example in which a watermark is added to the DC component (DC component) of the DCT.
MPEG方式では、 DCTの直流成分(DC成分)は符号化によって値が量子 化される。この DC成分に例えば ± 1の付加量でゥォ一夕マークを付加す る場合、従来は DC成分が ± 1だけ修正されるような処理を行なっていた。 これは、 DCTされる画像上の 8x 8ブロヅク内の全ての画素について、そ の輝度値を ± 1することと等価である。しかし、符号化時に量子化が行 なわれるため、量子化時の丸め誤差の方法に対応した必要最小限の画 素だけを修正するだけで、 DC成分に ± 1の付加量でウォー夕マークを付 加したのと同じ効果を得ることができる。  In the MPEG system, the DC component of the DCT (DC component) is quantized by encoding. In the case where a short mark is added to this DC component with an addition amount of, for example, ± 1, conventionally, processing has been performed such that the DC component is corrected by ± 1. This is equivalent to making the luminance value ± 1 for all the pixels in the 8 × 8 block on the image subjected to DCT. However, since quantization is performed at the time of encoding, only the minimum necessary pixels corresponding to the rounding error method at the time of quantization are corrected, and the DC component is marked with an additional amount of ± 1 for the DC component. The same effect as that added can be obtained.
この例を図 3 2に示した。  This example is shown in FIG.
図 3 2の上側では、 DCTされる前の 8x 8ブロックの例を示した。 DCT の DC成分は、プロックの平均値と等価である。 図 3 2で示した 3つの プロックの平均値は異なっているが、 平均値の小数第一位を四捨五 入で丸めることによって量子化すると、 どのプロックもその平均値 は 43となる。 DC成分に + 1の付加を行なうことは、平均値の小数第一位 を四捨五入で丸めたプロックの平均値が +1されることと等価である。 量子化前の平均値が 43. 5 になれば、 DC成分は + 1されるはずである。 そこで、プロヅク内の画素のいくつかを +1することによって、平均値 が 43.5 以上になるような画素数 nを計算する。 The upper part of Fig. 32 shows an example of an 8x8 block before DCT. The DC component of the DCT is equivalent to the average value of the block. Although the average values of the three blocks shown in Fig. 32 are different, when quantized by rounding the first decimal place to the nearest whole number, the average value of all blocks is 43. Adding +1 to the DC component is equivalent to adding +1 to the average of the block obtained by rounding off the first decimal place of the average. If the average value before quantization becomes 43.5, the DC component should be +1. Therefore, the number of pixels n is calculated by increasing some of the pixels in the proxies by 1 so that the average value becomes 43.5 or more.
左側の平均値 43.000 のブロックでは、平均値を 0.5 だけ上げれば 良いから、 8x8の 64画素の内 32画素を +1すれば良い。中央の平均値 43. 436 のブロックでは、 5画素を +1すれば良い。右側の平均値 43.756 の ブロックでは、 48画素を +1すれば良い。このように、 8x8ブロヅク内の 全ての 64画素を +1することなく、 DC成分に +1の付加を行なうことがで きる。なお、プロック内のどの画素を +1するかは、どのような基準で決 めても良い。  In the left block with an average value of 43.000, the average value only needs to be increased by 0.5, so 32 pixels out of 64 pixels of 8x8 should be incremented by one. In the central block with an average value of 43.436, 5 pixels should be added to +1. In the block with an average value of 43.756 on the right, 48 pixels should be +1. In this way, it is possible to add +1 to the DC component without adding +1 to all 64 pixels in the 8x8 block. It should be noted that which pixel in the block is incremented by +1 may be determined by any reference.
このような工夫を行なうことによって、修正する画素数を減らせる ため、例えば付加による画質の劣化の度合が少なくなる等の効果を得 ることができる。  By performing such a contrivance, the number of pixels to be corrected can be reduced, and for example, an effect such that the degree of deterioration of image quality due to addition can be reduced can be obtained.
上記の例では、どの画素も +1する場合を説明したが、 +2などの別の付 加量にする画素を設けるなど、どのような付加量に設定しても良い。 例えば、 図 3 2の中央のブロックでは、 5画素を +1する代わりに、 1画 素を +1、1画素を +4することにしても良い。あるいは、 2画素を- 2、 3画素 を +3しても良い。プロック内で修正する画素は、ランダムに設定して も良いし、人間の目では感知しづらい高周波成分が多く含まれる画素 の位置を検出して、そこに集中的に付加することにしても良い。  In the above example, a case was described in which every pixel is incremented by 1. However, any additional amount may be set, such as providing a pixel having another additional amount such as +2. For example, in the central block of FIG. 32, instead of incrementing 5 pixels, 1 pixel may be incremented by 1 and 1 pixel may be incremented by 4. Alternatively, two pixels may be set to −2, and three pixels to +3. The pixel to be corrected in the block may be set at random, or the position of a pixel containing many high-frequency components that are difficult to detect with human eyes may be detected and added intensively there. .
もちろん、これ以外の方法でも構わない。量子化時の丸めを見積もる 範囲は、通常は量子化対象の範囲による。しかし、それ以外の範囲を単 位として見積もることにしても良い。上記の例では、 8x8プロヅクの範 囲で見積もつたが、一例としてこの整数倍の範囲( 16x16 など)を単 位としても良い。量子化時の丸め方法は、四捨五入以外のどのような ものであっても良い。上記では、 DCTの直流成分(DC成分)にウォー夕マ —クを付加する例を説明したが、これに限定される必要はない。ゥォ —夕マークの付加対象の値が量子化されるものであれば、どのような ものでも構わない。 Of course, other methods may be used. The range for estimating rounding during quantization usually depends on the range of the quantization target. However, other ranges may be estimated as units. In the above example, the estimation is made in the range of 8x8 procks, but as an example, a range of this integral multiple (such as 16x16) may be used as a unit. The rounding method at the time of quantization may be any method other than rounding. In the above description, the DC component (DC component) of the DCT Although the example of adding a tag has been described, it is not necessary to be limited to this. — — Any value can be used as long as the value to be added to the evening mark is quantized.
図 3 3及び図 3 4には、 信号処理装置及び方法の第 2の実施例に おける付随情報の付加を行なう際の一連の処理を示している。 なお、 この第 2の実施例における構成で従来の技術と異なる点は、 ウォー 夕マーク付加対象の値が量子化時の丸め処理によってどうなるか見 積もる点であり、 その見積り結果である丸め誤差情報 err をウォー 夕マーク付加時に反映させる点に特徴がある。  FIG. 33 and FIG. 34 show a series of processes when the additional information is added in the second embodiment of the signal processing device and the signal processing method. The configuration of the second embodiment differs from the conventional technology in that the value of the watermark addition target is estimated by the rounding process at the time of quantization, and the rounding error information err which is the estimation result is obtained. The feature is that is reflected when a watermark is added.
本実施の形態における構成の一例を示す上記図 3 1では、 主とし てウォー夕マーク付加器 1の構成を示しており、 ウォー夕マーク付 加対象の値が量子化時の丸め処理によってどうなるかを調べるため に、 丸め誤差見積器 8で量子化時の丸め誤差情報 err が見積もられ る。 付随情報 f が on である場合、 ウォー夕マークパターン保持メ モリ 1 0に記録されているウォー夕マークパターンと、 丸め誤差情 報 err とを用いて、 付随情報付加器 9で付随情報が付加される。 付 随情報 f が off である場合には、 付随情報付加器 9は入力された画 像データをそのまま出力する。  FIG. 31 above, which shows an example of the configuration according to the present embodiment, mainly shows the configuration of the watermark mark adder 1, and what happens to the value to be added with the watermark mark due to rounding processing during quantization. In order to check the rounding error, the rounding error estimator 8 estimates rounding error information err at the time of quantization. When the additional information f is on, the additional information is added by the additional information adder 9 using the Warm evening mark pattern recorded in the Warm evening mark pattern holding memory 10 and the rounding error information err. . When the accompanying information f is off, the accompanying information adder 9 outputs the input image data as it is.
次に、 図 3 3及び図 3 4を参照しながら、 ウォー夕マーク付加器 1で行なわれる一連の処理を説明する。 始めに、 図 3 3のステップ S 1 0 1においてウォー夕マークの付加レベル a, b を設定する。 次のステップ S 1 0 2では、 付随情報の付加を行なう対象となる画 像上で、 ブロック内の丸め誤差情報 err を見積り、 輝度値を修正す る画素数 n を求める。 その後、 ブロック内の画素位置を変えながら、 丸囲みの 1から 2 (①から②) の処理を繰り返す。 丸囲みの 1から 2 (①から②) の処理では、 図 3 4のステップ S 1 0 3において、 付随情報の付加を行なう対象となる画像上で、 画素 Xを含む対象のブ ロック(DCTブロック)についてウォー夕マークパターンとの照合を行 なう。 Next, a series of processes performed by the watermark adder 1 will be described with reference to FIGS. First, in steps S 101 of FIG. 33, the additional levels a and b of the war mark are set. In the next step S102, the rounding error information err in the block is estimated on the image to which the additional information is to be added, and the number n of pixels for correcting the luminance value is obtained. After that, the process from 1 to 2 (① to ②) is repeated while changing the pixel position in the block. From 1 in the circle 2 (処理 to ②), in step S103 of FIG. 34, in the image to which the additional information is to be added, the target block (DCT block) including pixel X is marked with a watermark. Performs pattern matching.
ステップ S 1 0 4で、 そのブロックのゥォ一夕マークのシンボル がプラスかマイナスかを判別し、 ウォー夕マークのシンボルがプラ スである場合には、 ステップ S 1 0 5に進んで、 そのブロック内の 画素 Xの画素値 Xに aを足す。そのブロックのウォー夕マークのシンポ ルがマイナスである場合には、ステップ S 1 0 6に進んで、 そのブロ ック内の画素 Xの画素値 Xから bを引く。  In step S 104, it is determined whether the symbol of the power mark of the block is plus or minus, and if the symbol of the war mark is positive, the process proceeds to step S 105, and Add a to the pixel value X of the pixel X in the block. When the symbol of the war mark of the block is negative, the process proceeds to step S106, and b is subtracted from the pixel value X of the pixel X in the block.
これらの処理を対象領域の全プロックについて繰り返す。 次に、 図 3 3のステップ S 1 0 7では、 対象領域の全ブロヅクについて、 処理を行ったか否かを判別し、 NOのときはステップ S 1 0 2に戻り、 YESのときは処理を終了している。 ここで、 上記ステップ S 1 0 1の a,bの値の設定処理を、 図 3 4のパターン照合ステップ S 1 0 3の直 前に配置するようにしてもよい。  These processes are repeated for all blocks in the target area. Next, in step S107 of FIG. 33, it is determined whether or not the processing has been performed for all the blocks in the target area. If NO, the process returns to step S102, and if YES, the process ends. are doing. Here, the processing for setting the values of a and b in step S101 may be arranged immediately before the pattern matching step S103 in FIG.
ウォー夕マークのシンボルは、 プラス、 マイナス以外のどのよう なシンボルを用いても良い。 また、 2種類ではなく、 3種類以上のどの ようなシンボルを用いても良い。例えば、プラス、ゼロ、マイナスの 3種 類のシンボルを用意しておき、ウォー夕マークパターンとの照合を行 なった際にシンボルがゼロである符号については、評価値 sum に影 響を与えない(その符号で表される値を評価値 sum に足しも引きも しない)ようにするなど、各シンボルにどのような意味を与えても良 い。  Any symbol other than plus and minus may be used as the war symbol. In addition, any two or more symbols may be used instead of two. For example, three kinds of symbols, plus, zero, and minus, are prepared, and the sign whose symbol is zero when matching with the warrior mark pattern does not affect the evaluation value sum. (The value represented by the sign is not added to or subtracted from the evaluation value sum.) Each symbol may have any meaning.
ウォー夕マークパターンを画像あるいは符号化ビッ ト列上に付加す る範囲は、任意で構わない。また、付加したウォー夕マークパターンと の整合が取れている限り、検出時に評価値を求める範囲は任意で構わ ない。 Adds a watermark pattern to an image or encoded bit string. The range may be arbitrary. In addition, the range for obtaining the evaluation value at the time of detection may be arbitrarily set as long as the matching with the added watermark pattern is achieved.
さらにウォー夕マークパターンは、時間的あるいは空間的に渡るよ り広い範囲を用いて、付加あるいは検出を行なうことにしても良い。 例えば動画像シーケンスにおいては、時間的な基準を用い、現フレー ムの時間的位置だけでなく、過去や未来のフレームも利用して良い。 例えば非常に大きな画像サイズを持つ静止画像においては、 夂の画 像をある単位で複数の画像領域に分割して扱うことにし、空間的な基 準を用い、現在対象としている画像領域の符号に対して、例えば走査 順で前や後に位置する画像領域の符号も利用して良い。  Further, the watermark pattern may be added or detected using a wider range over time or space. For example, in a moving image sequence, a temporal reference is used, and not only the temporal position of the current frame but also past and future frames may be used. For example, in the case of a still image having a very large image size, the image of the profile is divided into a plurality of image regions in a certain unit and handled. On the other hand, for example, the codes of the image areas located before and after in the scanning order may be used.
次に、 本発明に係る信号処理装置及び方法の第 3の実施例につい て説明する。 上述した第 2の実施例においては、 量子化で行なわれ る丸め処理を利用することでウォー夕マークのような付随情報を付 加している。 この技術を応用すると、 DCTブロックのようなある範囲 内の値を適当に修正することによって、 その範囲の代表値に規則性 を持たせられる。  Next, a third embodiment of the signal processing device and method according to the present invention will be described. In the above-described second embodiment, additional information such as a watermark is added by using a rounding process performed by quantization. By applying this technique, the values within a certain range, such as a DCT block, can be modified appropriately to make the representative values in that range regular.
すなわち、 この第 3の実施例は、 入力信号に付随情報を埋め込む 際に、 入力信号の複数データから成るプロックの範囲内の値を修正 してプロック範囲内の代表値に規則性を持たせることにより、 上記 付随情報を付加するものである。  That is, in the third embodiment, when embedding accompanying information in an input signal, a value within a block range consisting of a plurality of data of the input signal is corrected so that a representative value within the block range has regularity. Thus, the additional information is added.
上記付随情報付加の際には、 上記入力信号の複数デ一夕から成る プロックの範囲内の代表値を所定の規則に従った値にするために必 要とされる値の修正を上記プロック内の少なく とも一部のデータに 施すことが挙げられる。 また、 上記入力信号の複数データから成るプロックの範囲内の平 均値の小数部分を、 入力信号中の全てのプロックについて一定の値 にするために必要とされる値の修正を上記プロック内の少なく とも 一部のデータに施すことで、 上記付随情報を付加することが挙げら れる。 さらに、 上記ブロック範囲内の代表値に規則性を持たせるこ とにより付随情報が付加された信号から、 上記ブロック範囲内の代 表値の規則性を判定することで付随情報を検出することが挙げられ る At the time of adding the accompanying information, modification of the value required to make the representative value within the range of a block consisting of a plurality of data of the input signal into a value in accordance with a predetermined rule is performed in the block. At least some of the data. In addition, correction of the value required to make the decimal part of the average value within the range of the block composed of a plurality of data of the input signal constant for all the blocks in the input signal is performed in the block. At least a part of the data is added to add the accompanying information. Furthermore, it is possible to detect the incidental information by judging the regularity of the representative values in the block range from the signal to which the incidental information is added by giving the regularity to the representative value in the block range. Be mentioned
上記規則性とは、 例えば、 DCTプロック内の画素デ一夕の平均値の 小数部分を一定の値するような規則性である。 この代表値の規則性 を利用して、 新たな付随情報の付加及び検出の技術を提供すること ができる。  The above-mentioned regularity is, for example, a regularity in which a decimal part of the average value of pixel data in the DCT block is fixed. By utilizing the regularity of the representative values, it is possible to provide a technique for adding and detecting new accompanying information.
この第 3の実施例では、 入力信号として画像信号を想定し、 これ を DCT符号化する場合の DCTブロックである例えば 8x8画素のブロック 毎に、 DCTの DC成分にウォー夕マークを付加する場合を説明する。ただ し、量子化されない場合について、主に説明する。  In the third embodiment, an image signal is assumed as an input signal, and a watermark is added to the DC component of the DCT, for example, for each 8 × 8 pixel block, which is a DCT block for DCT coding. explain. However, the case where quantization is not performed will be mainly described.
上記第 2の実施例の方法を応用すると、 あるプロック内の適当な画 素を修正すれば、 その平均値の小数成分を任意の値に設定すること が可能となる。 例えば上述した図 3 2の例では、 ブロック内の平均 値の小数成分を 0. 5 にするために修正すべき画素数を求めている と考えても良い。 任意に設定可能な平均値の小数成分は、 それだけ で以下のような新たな付随情報の意味を有することができる。  When the method of the second embodiment is applied, if an appropriate pixel in a certain block is corrected, the decimal component of the average value can be set to an arbitrary value. For example, in the example of FIG. 32 described above, it may be considered that the number of pixels to be corrected is determined so that the decimal component of the average value in the block is set to 0.5. The arbitrarily configurable fractional value of the average value alone can have the meaning of the new accompanying information as follows.
例えば、 上記の画素の修正によって、 画像中の全てのブロック For example, by modifying the above pixel, all blocks in the image
(総数 be ) の平均値の小数成分を 0. 5 にした場合を考える。 上 記の画素の修正を行なわない通常の場合には、 この小数成分は様々 な値になり、 任意のブロックでこの小数成分が 0.5 となる確率 P no ( 0 <= Pno <= 1 ) は少ない。 そこで、 全てのブロックで平均値 の小数成分が 0.5 となる確率 P— 0.5 を考えると、 P— 0.5 は Pno の be 乗となるはずである。 Consider the case where the decimal component of the average value of (total be) is 0.5. In the normal case where the above pixel correction is not performed, this fractional component varies. And the probability P no (0 <= Pno <= 1) that this fractional component becomes 0.5 in any block is small. Therefore, considering the probability P−0.5 that the decimal component of the average value is 0.5 in all blocks, P−0.5 should be the power of Pno to be.
P一 0,5 = Pno一 be  P-one 0,5 = Pno-one be
例えば、 Pno : 1/2, be = 100 とする。 2 の 10 乗は、 1000 二 10" 3 と近似することができる。 For example, Pno: 1/2, be = 100. 2 to the 10th power can be approximated as 1000 2 10 "3.
P— 0.5 = 2 -100) = {2 (-10)厂 10 ≠ {10 (- 3)厂 10 = 1(Γ (- 30)  P— 0.5 = 2 -100) = (2 (-10) factory 10 ≠ (10 (-3) factory 10 = 1 (Γ (-30)
10 の 30 乗分の一という確率は、 天文学的に少ない確率であり、 通常このようなケースは起こらない。 よって、 ブロック単位で画素 を修正し、 画像中の全てのブロックの平均値の小数成分をある値に 設定することで、 付随情報を付加することができる。 付随情報の検 出時には、 全てのプロヅクの平均値の小数成分がある値になった場 合に、 付随情報が付加されていると判定する。  The probability of one thirtieth power of 30 is an astronomically low probability, and this is not usually the case. Therefore, by modifying the pixel in block units and setting the fractional component of the average value of all blocks in the image to a certain value, it is possible to add additional information. At the time of detection of the accompanying information, if the decimal component of the average value of all the programs becomes a certain value, it is determined that the accompanying information is added.
プロック内で画素の値を修正する際には、どの画素も +1する必要は なく、+2などの別の付加量にする画素を設けるなど、どのような付加 量に設定しても良い。 例えば、 図 3 2の中央のブロックでは、 小数 成分の値を 0.5 とするために、 5画素を +1する代わりに、 1画素を +1、 1画素を +4することにしても良い。あるいは、 2画素を- 2、 3画素を +3し ても良い。  When correcting the value of a pixel in the block, it is not necessary to increase the value of any pixel by +1. Any additional amount may be set, such as providing a pixel having another additional amount such as +2. For example, in the central block in FIG. 32, in order to set the value of the decimal component to 0.5, instead of incrementing 5 pixels, 1 pixel may be incremented by 1 and 1 pixel may be incremented by 4. Alternatively, two pixels may be set to −2, and three pixels to +3.
ブロック内で修正する画素は、 ランダムに設定しても良いし、 人 間の目では感知しづらい高周波成分が多く含まれる画素の位置を検 出して、 そこに集中的に付加することにしても良い。 もちろん、 こ れ以外の方法でも構わない。 検出時の小数成分は、 ある範囲を設け ても良い。 例えば、 付加時の小数成分が 0. 4 の場合、画像内の全て のブロックで検出時の小数成分 err— now が、0. 3 < err— now < 0. 5 で ある時に、付随情報が付加されていると見なしても良い。 The pixels to be corrected in the block may be set at random, or the positions of pixels that contain many high-frequency components that are difficult to detect with human eyes may be detected and added intensively there. good. Of course, other methods may be used. A certain range is set for the decimal component at the time of detection. May be. For example, if the fractional component at the time of addition is 0.4, the additional information is added when the fractional component err-now at the time of detection is 0.3 <err—now <0.5 in all blocks in the image. It may be considered that it is done.
複数の異なる小数成分の値に対して、それに対応した複数の付随情 報の意味を持たせても良い。例えば、小数成分の値が 0. 1 の場合には Aと言う情報が付加されていると見なし、小数成分の値が 0. 8 の場合 には Bと言う情報が付加されていると見なすことにしても良い。付随 情報を付加する単位は、上記以外のどのような領域あるいは範囲にし ても良い。  A plurality of different decimal component values may have the meaning of a plurality of accompanying information corresponding thereto. For example, when the value of the decimal component is 0.1, it is considered that the information A is added, and when the value of the decimal component is 0.8, the information B is considered to be added. You may do it. The unit for adding the accompanying information may be any area or range other than the above.
上記の例では、小数成分を 8x8プロック内で求め、画像全体で判定す る例を示したが、小数成分を 2 x5のプロック内で求め、画像の任意の 3 6個のプロックで判定することにしても良い。各領域の代表値は、どの ようなものであっても構わない。上記の例では、ブロック内の平均値 を代表値とする場合を説明したが、最大値、最小値、中間値、ブロック 内の特定位置の値など、平均値以外のどのようなものであっても良い。 上記の例では、画像中の画素を対象に付随情報の付加及び検出を行 なったが、これ以外の値を利用することにしても良い。また、本来整数 の値しか現れない値を小数化し、小数化した値で付随情報の付加及び 検出を行なっても良い。例えば、 MPEG方式で生成される符号化ビッ ト 列では、 1画素精度で求めた動きべク トルを半分にし、その値を対象に 付随情報の付加及び検出を行なうことにしても良い。  In the above example, the decimal component is calculated within the 8x8 block and the whole image is determined.However, the decimal component is calculated within the 2x5 block and the determination is performed using arbitrary 36 blocks of the image. You may do it. The representative value of each area may be any value. In the above example, the case where the average value in the block is the representative value has been described.However, any value other than the average value, such as the maximum value, the minimum value, the intermediate value, the value of a specific position in the block, etc. Is also good. In the above example, the additional information is detected and added to the pixels in the image, but other values may be used. Further, a value which originally appears only as an integer value may be reduced to a decimal number, and the additional information may be added and detected using the decimal value. For example, in a coded bit string generated by the MPEG system, the motion vector obtained with one-pixel accuracy may be halved, and the value may be added and the accompanying information may be detected.
付随情報の付加及び検出時にウォー夕マークパターンを用意して利 用することにしても良い。例えば、 3 , 4という 2つのシンボルを持つゥ ォ一夕マークパターンを用意し、付加時には、シンボルが 3の時は小数 成分を 0. 3 にし、シンボルが 4の時は小数成分を 0.4 とする。検出時 には、そのパターンに対応した小数成分が検出された場合に、付随情 報が付加されていると見なすことにしても良い。もちろん、これ以外 のどのようなウォー夕マークパターンであっても構わない。 A watermark pattern may be prepared and used when adding and detecting accompanying information. For example, a one-night mark pattern having two symbols, 3 and 4, is prepared, and when added, the decimal component is set to 0.3 when the symbol is 3, and the decimal component is set to 0.4 when the symbol is 4. . At detection In this case, when a decimal component corresponding to the pattern is detected, it may be considered that additional information is added. Of course, any other warrior mark pattern may be used.
上記では、主にウォー夕マークの付加対象の値が量子化されない場 合について説明したが、量子化されることを考慮した付随情報の利用 方法であっても構わない。例えば上記のように 8x8プロックの平均値 の小数成分を 0.5 にすることによって付随情報を付加した場合、そ の画像を MPEG方式で符号化すると、 DCTの DC成分の量子化によって平 均値は整数に量子化されるので、復号した画像上の小数成分は 0とな り、付加した付随情報は検出できなくなる。  In the above description, the case where the value to which the watermark is added is not quantized is mainly described, but a method of using the accompanying information in consideration of the quantization may be used. For example, if the additional information is added by setting the decimal component of the average value of the 8x8 block to 0.5 as described above, and the image is encoded by the MPEG method, the average value will be an integer due to the quantization of the DC component of the DCT. Therefore, the decimal component on the decoded image becomes 0, and the additional information added cannot be detected.
このことをうまく利用する例は次の通りである。第一の経路として、 付加した画像自体を検出する場合には、付随情報は検出される。第二 の経路として、付加した画像が一度符号化ビッ ト列に符号化され、そ の後復号によって画像に戻された場合には、付随情報は検出されない。 つまり、検出対象の画像が一度符号化されたものか否かを検出時に 判定できるように、付随情報を利用することができる。第一の経路の 具体例は、例えばテレビ信号を用いたダビングであり、第二の経路の 具体例は、例えば MPEG 方式で符号化された符号化ビッ ト列によるテ レビ放送である。もちろん付随情報の利用方法は、これとは違ったど のようなものであっても構わない。  Here's an example that makes good use of this. When the added image itself is detected as the first route, the accompanying information is detected. As a second route, if the added image is encoded into an encoded bit sequence and then returned to the image by decoding, the accompanying information is not detected. That is, the accompanying information can be used so that it can be determined at the time of detection whether or not the image to be detected has been encoded once. A specific example of the first path is, for example, dubbing using a television signal, and a specific example of the second path is, for example, a television broadcast using an encoded bit sequence encoded by the MPEG system. Of course, the method of using the accompanying information may be any other method.
上記第 3の実施例における構成の一例を、 図 3 5 A及び図 3 5 B に示している。  An example of the configuration according to the third embodiment is shown in FIGS. 35A and 35B.
図 3 6、 図 3 7は、 第 3の実施例における付随情報の付加あるい は検出を行なう際の一連の処理を示している。  FIGS. 36 and 37 show a series of processes when adding or detecting accompanying information in the third embodiment.
なお、 本第 3の実施例の構成で従来の技術と異なる点は、 付随情 報の付加あるいは検出を行なう際の処理が根本的に異なる点と、 ゥ ォ—夕マ—クパ夕—ンを用いなくても良い点である。 図 3 5 Aには、 ウォー夕マーク付加器 1の構成を示している。 ゥ ォ一夕マーク付加対象の値が量子化時の丸め処理によってどうなる かを調べるために、 丸め誤差見積器 8で量子化時の丸め誤差情報 e rr ( err は、 小数成分と同義) が見積もられる。 付随情報 f が o n である場合、丸め誤差情報 err を用いて、付随情報付加器 9で付随 情報が付加される。 付随情報 f が off である場合には、 付随情報 付加器 9は入力された画像データをそのまま出力する。 The difference between the configuration of the third embodiment and the conventional technology is that The point is that the process for adding or detecting a report is fundamentally different, and that it is not necessary to use a power mark. FIG. 35A shows the configuration of the watermark adder 1.ォ In order to check what happens to the value of the mark to be added due to the rounding process at the time of quantization, the rounding error estimator 8 estimates rounding error information e rr at the time of quantization (where err is the same as a decimal component). When the accompanying information f is on, the accompanying information is added by the accompanying information adder 9 using the rounding error information err. When the additional information f is off, the additional information adder 9 outputs the input image data as it is.
ウォー夕マーク付加器 1で行なわれる一連の処理を図 3 6に示し た。 すなわち、 図 3 6 Aに示す最初のステヅプ S 1 2 1において、 付随情報の付加を行なう対象となる画像上で、 プロック内の丸め誤 差情報 err を見積り、 輝度値を修正する画素数 n を求める。 その 後、 ブロック内の画素位置を変えながら、 丸囲みの 1から 2 (①か ら②) の処理を繰り返す。 丸囲みの 1から 2 (①から②) の処理で は、 図 3 6 Bのステップ S 1 2 2において、 プロック内の画素 X の 値 X を変更する。 これらの処理を対象領域の全ブロックについて繰 り返す。  Fig. 36 shows a series of processes performed by the Warmer Mark Adder 1. That is, in the first step S121 shown in FIG. 36A, on the image to which the additional information is to be added, the rounding error information err in the block is estimated, and the number n of pixels for correcting the luminance value is determined. Ask. After that, the process from 1 to 2 (① to の) is repeated while changing the pixel position in the block. In the processing from 1 to 2 (① to の) in the circle, the value X of the pixel X in the block is changed in step S122 of FIG. 36B. These processes are repeated for all blocks in the target area.
図 3 5 Bには、 ウォー夕マーク検出器 2 2の構成を示している。 入力された画像デ一夕は、 評価値算出器 3 3で評価値が算出される。 算出された評価値は、 評価値比較器 3 6で閾値処理され、 付随情報 f が出力される。また、入力された画像デ一夕自体も、 そのまま出力 される。 なお、 点線で示した画像変換器 3 7が置かれ、 入力された 画像データが加工あるいは処理されて出力されることもある。 この ことについては、 従来例と同様である。 ウォー夕マーク検出器 2 2で行なわれる一連の処理を図 3 7に示 している。 始めにステップ S 1 3 1において、 評価値 sum の初期化 及び閾値 th の設定を行ない、 小数成分基準値 err— normal の設定 を行なう。 この err— normal は、 付加時に画素を変更することによ つて設定された、 ブロック内の平均値の小数成分である。 次のステ ップ S 1 3 2において、 付随情報の検出を行なう対象となる画像上 で、 ブロック内の小数成分 err を見積もる。 FIG. 35B shows the configuration of the watermark detector 22. For the input image data, an evaluation value is calculated by the evaluation value calculator 33. The calculated evaluation value is subjected to threshold processing in the evaluation value comparator 36, and the accompanying information f is output. Also, the input image data is output as it is. It is to be noted that the image converter 37 shown by the dotted line is placed, and the input image data may be processed or processed and output. This is the same as in the conventional example. FIG. 37 shows a series of processing performed by the war mark detector 22. First, in step S131, the evaluation value sum is initialized and the threshold value th is set, and the decimal component reference value err-normal is set. This err-normal is the fractional component of the average value in the block, set by changing the pixel when adding. In the next step S132, the fractional component err in the block is estimated on the image from which the accompanying information is to be detected.
次のステップ S 1 3 3では、 この err が err— normal と等しい時、 評価値 sum に 1 を足す。 この処理を対象領域の全ブロックについ て繰り返す (ステップ S 1 3 4 ) 。 その後、 ステップ S 1 3 5にお いて、 評価値 sum と閾値 th とを比較し、 sum > th である場合に は、 付随情報が付加されているとみなして付随情報 f を on にする。 そうでない場合には、 付随情報 f を off にする。  In the next step S133, when this err is equal to err-normal, 1 is added to the evaluation value sum. This process is repeated for all the blocks in the target area (step S134). Then, in step S135, the evaluation value sum is compared with the threshold th, and if sum> th, the additional information f is set to on assuming that the additional information is added. Otherwise, turn off the accompanying information f.
この例では、 評価値 sum を err が err— normal と等しいカウン ト数として判定に用いたが、 これ以外の方法で評価値を利用して付 随情報の判定を行なっても構わない。  In this example, the evaluation value sum is used for the determination as the number of counts where err is equal to err-normal, but it is also possible to use the evaluation value to determine the accompanying information by other methods.
なお、 本発明は上述した各実施例のみに限定されるものではなく、 例えば、 DCT符号化に限定されず、 ウエーブレツ ト等の種々の変換符 号化が採用できることは勿論である。 産業上の利用可能性 本発明によれば、 改めて符号化あるいは復号を行なわなくても付 随情報を付加あるいは検出でき、 かつ可変長符号部分と固定長符号 部分を合わせた範囲内又は、 可変長符号部分のみのように、 固定長 符号部分の範囲に限定されることなく、 これらの処理を行なうこと ができる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, it is needless to say that the present invention is not limited to DCT coding, and various transform coding such as wavelet coding can be adopted. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, additional information can be added or detected without re-encoding or decoding, and a variable-length code portion and a fixed-length code portion can be added or detected within a range. Fixed length, just like the sign part These processes can be performed without being limited to the range of the code portion.
また、 本発明によれば、 入力信号に付随情報を埋め込む信号処理 の際に、 量子化前の信号に対して、 量子化後の値を変化させるため に必要な修正を施すことで、 上記付随情報を付加し、 付随情報が付 加されて得られた信号に対して量子化を含む符号化を施しているた め、 量子化で行なわれる丸め処理をうまく利用できるように付加方 法を工夫することによって、 付加時に修正すべき値の変化を最小限 に抑えることができる。  Further, according to the present invention, in signal processing for embedding incidental information in an input signal, the signal before quantization is subjected to a necessary modification to change the value after quantization, so that Since information is added and the signal obtained by adding the accompanying information is subjected to encoding including quantization, the addition method is devised so that the rounding process performed by quantization can be used effectively. By doing so, the change of the value to be corrected at the time of addition can be minimized.
また、 本発明によれば、 入力信号に付随情報を埋め込む際に、 入 力信号の複数データから成るプロックの範囲内の値を修正してプロ ック範囲内の代表値に規則性を持たせることにより、 上記付随情報 を付加しているため、 ある範囲内の値を適当に修正することによつ て、 その範囲の代表値に規則性を持たせられる。 この代表値の規則 性を利用して、 新たな付随情報の付加及び検出方式を構成すること ができる。  Further, according to the present invention, when embedding accompanying information in an input signal, a value within a block range composed of a plurality of data of the input signal is corrected to give a regularity to a representative value within a block range. As a result, the additional information described above is added, so that by appropriately modifying a value in a certain range, the representative value in the range can be given regularity. By utilizing the regularity of this representative value, it is possible to construct a method for adding and detecting new accompanying information.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
1 . 入力信号に対して付随情報を埋め込む信号処理装置において、 入力信号を解読し、 上記付随情報を付加する位置を可変長部分と 固定長部分を合わせた範囲内で検出する付加位置検出手段と、 上記付加位置検出手段で検出した上記位置に上記付随情報を付加 する付随情報付加手段とを備えること 1. A signal processing device for embedding incidental information in an input signal, wherein the input signal is decoded, and additional position detecting means for detecting a position to add the incidental information within a range including a variable length portion and a fixed length portion; And additional information adding means for adding the additional information to the position detected by the additional position detecting means.
を特徴とする信号処理装置。  A signal processing device characterized by the above-mentioned.
2 . 上記入力信号は画像信号であり、 上記付加位置検出手段は上記 入力画像信号に直交変換処理が施されたときの直交変換係数の D C 成分の可変長部分と固定長部分を合わせた範囲内で上記付加位置を 検出すること  2. The input signal is an image signal, and the additional position detecting means is within a range including a variable length portion and a fixed length portion of a DC component of an orthogonal transform coefficient when the orthogonal transform process is performed on the input image signal. To detect the above additional position
を特徴とする請求の範囲第 1項記載の信号処理装置。  The signal processing device according to claim 1, wherein:
3 . 入力信号に対して付随情報を埋め込む信号処理方法において、 入力信号を解読し、 上記付随情報を付加する位置を可変長部分と 固定長部分を合わせた範囲内で検出する付加位置検出工程と、 上記付加位置検出工程で検出した上記位置に上記付随情報を付加 する付随情報付加工程とを備えること  3. In a signal processing method for embedding incidental information in an input signal, an additional position detecting step of decoding the input signal and detecting a position to add the incidental information within a range including a variable length portion and a fixed length portion; An additional information adding step of adding the additional information to the position detected in the additional position detecting step.
を特徴とする信号処理方法。  A signal processing method characterized by the above-mentioned.
4 . 入力信号に対して付随情報を埋め込む信号処理装置において、 上記入力信号を解読し、 上記付随情報を付加する位置を可変長部 分の範囲内で検出する付加位置検出手段と、  4. In a signal processing device for embedding incidental information in an input signal, additional position detecting means for decoding the input signal and detecting a position to add the incidental information within a range of a variable length part;
上記付加位置検出手段で検出した上記位置に関する情報と上記入 力信号とを受け取り、 上記位置に上記付随情報を付加する付随情報 付加手段とを備えること を特徴とする信号処理装置。 An additional information adding means for receiving the information on the position detected by the additional position detecting means and the input signal and adding the additional information to the position is provided. A signal processing device characterized by the above-mentioned.
5 . 上記入力信号は画像信号であり、 上記付加位置検出手段は上記 入力信号に直交変換処理が施されたときの直交変換係数の A。成分 の可変長部分の範囲内で上記付加位置を検出すること  5. The input signal is an image signal, and the additional position detecting means is an orthogonal transform coefficient A when the input signal is subjected to orthogonal transform processing. Detecting the additional position within the variable length part of the component
を特徴とする請求の範囲第 4項記載の信号処理装置。  5. The signal processing device according to claim 4, wherein:
6 . 入力信号に対して付随情報を埋め込む信号処理方法において、 入力信号を解読し、 上記付随情報を付加する位置を可変長部分の 範囲内で検出する付加位置検出工程と、  6. In a signal processing method for embedding incidental information in an input signal, an additional position detecting step of decoding the input signal and detecting a position where the additional information is added within a range of a variable length portion;
上記付加位置検出工程で検出した上記位置に関する情報と上記入 力信号とを受け取り、 上記位置に上記付随情報を付加する付随情報 付加工程とを備えること  An additional information adding step of receiving the information on the position detected in the additional position detecting step and the input signal and adding the additional information to the position.
を特徴とする信号処理方法。  A signal processing method characterized by the above-mentioned.
7 . 付随情報が埋め込まれた入力信号を復号する信号復号装置にお いて、  7. In a signal decoding device that decodes an input signal in which additional information is embedded,
上記入力信号を解読し、 上記付随情報が付加されている位置を可 変長部分と固定長部分を合わせた範囲内で検出する付加位置検出手 段と、  An additional position detecting means for decoding the input signal and detecting a position where the additional information is added within a range including the variable length portion and the fixed length portion;
上記付加位置検出手段で検出した上記位置に関する位置情報を基 に、 上記付随情報を取り出す付随情報抽出手段とを備えること を特徴とする信号復号装置。  A signal decoding device, comprising: additional information extracting means for extracting the additional information based on position information on the position detected by the additional position detecting means.
8 . 上記入力信号は画像信号であり、 上記付加位置検出手段は上記 入力信号に直交変換処理が施されたときの直交変換係数の D C成分 の可変長部分と固定長部分を合わせた範囲内で上記付加位置を検出 すること  8. The input signal is an image signal, and the additional position detecting means sets the input signal within a range including the variable length portion and the fixed length portion of the DC component of the orthogonal transform coefficient when the orthogonal transform process is performed on the input signal. Detecting the above additional position
を特徴とする請求の範囲第 7記載の信号復号装置。 8. The signal decoding device according to claim 7, wherein:
9 . 付随情報が埋め込まれた入力信号を復号する信号復号方法にお いて、 9. In a signal decoding method for decoding an input signal in which ancillary information is embedded,
上記入力信号を解読し、 上記付随情報が付加されている位置を可 変長部分と固定長部分を合わせた範囲内で検出する付加位置検出ェ 程と、  An additional position detection step of decoding the input signal and detecting a position where the additional information is added within a range including the variable length portion and the fixed length portion;
上記付加位置検出工程で検出した上記位置に関する位置情報を基 に、 上記付随情報を取り出す付随情報抽出工程とを備えること を特徴とする信号復号方法。  A signal extracting method for extracting the accompanying information based on position information on the position detected in the additional position detecting step.
1 0 . 付随情報が埋め込まれた入力信号を復号する信号復号装置に おいて、  10. In a signal decoding device that decodes an input signal in which additional information is embedded,
上記入力信号を解読し、 上記付随情報が付加されている位置を可 変長部分の範囲内で検出する付加位置検出手段と、  Additional position detecting means for decoding the input signal and detecting a position where the accompanying information is added within a range of a variable length portion;
上記付加位置検出手段で検出した上記位置に関する位置情報と上 記入力信号とを受け取り、 上記付随情報を抽出する付随情報抽出手 段とを備えること  An auxiliary information extracting means for receiving the position information relating to the position detected by the additional position detecting means and the input signal and extracting the auxiliary information;
を特徴とする信号復号装置。  A signal decoding device characterized by the above-mentioned.
1 1 . 上記入力信号は画像信号であり、 上記付加位置検出手段は上 記入力信号に直交変換処理が施されたときの直交変換係数の A C成 分の可変長部分の範囲内で上記付加位置を検出すること  1 1. The input signal is an image signal, and the additional position detection means performs the additional position detection within a variable length portion of the AC component of the orthogonal transform coefficient when the orthogonal signal is subjected to the orthogonal transform processing. Detecting
を特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の信号復号装置。  10. The signal decoding device according to claim 10, wherein:
1 2 . 付随情報が埋め込まれた入力信号を復号する信号復号方法に おいて、  1 2. In a signal decoding method for decoding an input signal in which additional information is embedded,
上記入力信号を解読し、 上記付随情報が付加されている位置を可 変長部分の範囲内で検出する付加位置検出工程と、  An additional position detecting step of decoding the input signal and detecting a position where the additional information is added within a range of the variable length portion;
上記付加位置検出工程で検出した上記位置に関する位置情報と上 記入力信号とを受け取り、 上記付随情報を抽出する付随情報抽出ェ 程とを備えること The position information related to the position detected in the additional position detection step and the And an additional information extracting step of receiving the input signal and extracting the above additional information.
を特徴とする信号復号方法。  A signal decoding method characterized by the above-mentioned.
1 3 . 入力信号に付随情報を埋め込む信号処理装置において、 量子化前の信号に対して、 量子化後の値を変化させるために必要 な修正を施すことで、 上記付随情報を付加する付随情報付加手段と、 この付随情報付加手段からの出力信号に対して量子化を含む符号 化を施す符号化手段とを有すること  13 3. In the signal processing device that embeds the accompanying information in the input signal, the signal before quantization is modified as necessary to change the value after quantization, so that the additional information is added. Adding means, and coding means for performing coding including quantization on an output signal from the additional information adding means.
を特徴とする信号処理装置。  A signal processing device characterized by the above-mentioned.
1 4 . 上記付随情報付加手段は、 上記符号化手段における量子化値 を変化させるために必要とされる最小限の値の修正を、 上記付随情 報に応じて上記符号化前の信号に対して施すこと  14. The additional information adding means corrects the minimum value required to change the quantization value in the encoding means with respect to the signal before encoding in accordance with the additional information. Applying
を特徴とする請求の範囲第 1 3項記載の信号処理装置。  The signal processing device according to claim 13, wherein:
1 5 . 上記付随情報付加手段は、 上記符号化手段における量子化の 際の丸め誤差を見積もる見積手段と、 この見積手段により見積もら れた丸め誤差と上記付随情報とに応じて上記符号化前の信号の少な くとも一部を修正する修正手段とを有すること  15. The additional information adding means includes: an estimating means for estimating a rounding error at the time of quantization in the encoding means; and a signal before the encoding according to the rounding error estimated by the estimating means and the additional information. Have a corrective means to correct at least part of it
を特徴とする請求の範囲第 1 3項記載の信号処理装置。  The signal processing device according to claim 13, wherein:
1 6 . 上記入力信号は画像信号であり、  1 6. The above input signal is an image signal,
上記符号化手段は、 画像信号の複数画素から成るプロック単位で 直交変換する直交変換手段と、 直交変換出力データを量子化する量 子化手段とを有し、  The encoding means includes orthogonal transformation means for performing orthogonal transformation in units of blocks consisting of a plurality of pixels of an image signal, and quantization means for quantizing orthogonal transformation output data,
上記付随情報付加手段は、 上記直交変換出力データの直流成分の 量子化値を変化させるために必要とされる少なく とも最小限の値の 修正を、 上記付随情報に応じて上記直交変換前のプロック内の少な く とも一部の画素に対して施すこと The additional information adding means modifies at least the minimum value required to change the quantized value of the DC component of the orthogonal transform output data, according to the additional information, the block before the orthogonal transform. Few in Apply to at least some pixels
を特徴とする請求の範囲第 1 3項記載の信号処理装置。  The signal processing device according to claim 13, wherein:
1 7 . 上記入力信号は画像信号であり、  1 7. The above input signal is an image signal,
上記符号化手段は、 画像信号の複数画素から成るプロック単位で 離散コサイン変換 (D C T ) 処理を施す D C T手段と、 D C T係数 データを量子化する量子化手段とを有し、  The encoding means has a DCT means for performing discrete cosine transform (DCT) processing in units of a block composed of a plurality of pixels of an image signal, and a quantizing means for quantizing DCT coefficient data,
上記付随情報付加手段は、 上記 D C T係数デ一夕の直流成分の量 子化の際の丸め誤差を見積もる見積手段と、 この見積手段により見 積もられた丸め誤差と上記付随情報とに応じて上記 D C T処理前の プロック内の少なく とも一部の画素値を修正する修正手段とを有す ること  The additional information adding means includes an estimating means for estimating a rounding error in quantizing a DC component of the DCT coefficient data, and the DCT processing according to the rounding error estimated by the estimating means and the additional information. Have correction means to correct at least some of the pixel values in the previous block
を特徴とする請求の範囲第 1 3項記載の信号処理装置。  The signal processing device according to claim 13, wherein:
1 8 . 入力信号に付随情報を埋め込む信号処理方法において、 量子化前の信号に対して、 量子化後の値を変化させるために必要 な修正を施すことで、 上記付随情報を付加する付随情報付加工程と、 この付随情報付加工程からの出力信号に対して量子化を含む符号 化を施す符号化工程とを有すること  1 8. In the signal processing method that embeds the additional information in the input signal, the additional information is added to the signal before quantization by making necessary corrections to change the value after quantization. An adding step, and an encoding step of performing encoding including quantization on the output signal from the additional information adding step.
を特徴とする信号処理方法。  A signal processing method characterized by the above-mentioned.
1 9 . 上記付随情報付加工程は、 上記符号化工程における量子化値 を変化させるために必要とされる最小限の値の修正を、 上記付随情 報に応じて上記符号化前の信号に対して施すこと  19. The additional information adding step includes modifying the minimum value required to change the quantization value in the encoding step with respect to the signal before encoding according to the additional information. Applying
を特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の信号処理方法。  19. The signal processing method according to claim 18, wherein:
2 0 . 上記付随情報付加工程は、 上記符号化工程における量子化の 際の丸め誤差を見積もり、 見積もられた丸め誤差と上記付随情報と に応じて上記符号化前の信号の少なく とも一部を修正すること を特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の信号処理方法。 20. The additional information adding step estimates a rounding error at the time of quantization in the encoding step, and corrects at least a part of the signal before encoding according to the estimated rounding error and the additional information. To do 19. The signal processing method according to claim 18, wherein:
2 1 . 上記入力信号は画像信号であり、 2 1. The above input signal is an image signal,
上記符号化工程は、 画像信号の複数画素から成るプロック単位で 直交変換し、 直交変換出力データを量子化し、  In the encoding step, the orthogonal transform is performed in units of blocks each including a plurality of pixels of the image signal, and the orthogonal transform output data is quantized.
上記付随情報付加工程は、 上記直交変換出力データの直流成分の 量子化値を変化させるために必要とされる少なく とも最小限の値の 修正を、 上記付随情報に応じて上記直交変換前のプロック内の少な く とも一部の画素に対して施すこと  In the additional information adding step, the correction of at least the minimum value required to change the quantized value of the DC component of the orthogonal transform output data is performed according to the additional information. Applied to at least some pixels within
を特徴とする請求の範囲第 1 8記載の信号処理方法。  19. The signal processing method according to claim 18, wherein:
2 2 . 上記入力信号は画像信号であり、 2 2. The above input signal is an image signal,
上記符号化工程は、 画像信号の複数画素から成るプロック単位で 離散コサイン変換 (D C T ) 処理を施し、 D C T係数データを量子 化し、  In the encoding step, discrete cosine transform (DCT) processing is performed in units of blocks each including a plurality of pixels of the image signal, and the DCT coefficient data is quantized.
上記付随情報付加工程は、 上記 D C T係数データの直流成分の量 子化の際の丸め誤差を見積もり、 見積もられた丸め誤差と上記付随 情報とに応じて上記 D C T処理前のプロック内の少なく とも一部の 画素値を修正すること  The additional information adding step estimates a rounding error in quantizing the DC component of the DCT coefficient data, and at least a part of the block before the DCT processing according to the estimated rounding error and the additional information. Modifying the pixel value of
を特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の信号処理方法。  19. The signal processing method according to claim 18, wherein:
2 3 . 入力信号に付随情報を埋め込む信号処理装置において、 入力信号の複数デ一夕から成るプロックの範囲内の値を修正して プロック範囲内の代表値に規則性を持たせることにより、 上記付随 情報を付加する付随情報付加手段 23. In the signal processing device that embeds the accompanying information in the input signal, the value within the block range consisting of a plurality of data of the input signal is corrected so that the representative value within the block range has regularity. Additional information adding means for adding additional information
を有することを特徴とする信号処理装置。  A signal processing device comprising:
2 4 . 上記付随情報付加手段は、 上記入力信号の複数データから成 るプロックの範囲内の代表値を所定の規則に従った値にするために 必要とされる値の修正を上記プロック内の少なくとも一部のデータ に施すことで、 上記付随情報を付加すること 24. The above-mentioned additional information adding means converts the representative value within the range of a block consisting of a plurality of data of the input signal into a value according to a predetermined rule. Modify the required values to at least some of the data in the block to add the accompanying information
を特徴とする請求の範囲第 2 3項記載の信号処理装置。  24. The signal processing device according to claim 23, wherein:
2 5 . 上記付随情報付加手段は、 上記入力信号の複数データから成 るプロックの範囲内の平均値の小数部分を上記付随情報に応じた一 定の値にするために必要とされる値の修正を上記プロック内の少な くとも一部のデータに施すことで、 上記付随情報を付加すること を特徴とする請求の範囲第 2 3項記載の信号処理装置。 25. The additional information adding means outputs a value required for converting a decimal part of an average value within a block consisting of a plurality of data of the input signal into a constant value according to the additional information. 24. The signal processing device according to claim 23, wherein the additional information is added by performing a correction on at least a part of the data in the block.
2 6 . 上記付随情報付加手段は、 上記入力信号の複数データから成 るプロックの範囲内の平均値の小数部分を、 入力信号中の全てのブ 口ックについて一定の値にするために必要とされる値の修正を上記 プロック内の少なく とも一部のデ一夕に施すことで、 上記付随情報 を付加すること 26. The above-mentioned additional information adding means is necessary to make the decimal part of the average value within the range of the block consisting of a plurality of data of the input signal constant for all the blocks in the input signal. The additional information described above by modifying at least part of the data in the block
を特徴とする請求の範囲第 2 3項記載の信号処理装置。  24. The signal processing device according to claim 23, wherein:
2 7 . 上記付随情報付加手段は、 直交変換のためのブロックの範囲 内の平均値の小数部分を上記付随情報に応じた一定の値にするため に必要とされる値の修正を上記プロック内の少なく とも一部のデー 夕に施すことで、 上記付随情報を付加すること 27. The above-mentioned additional information adding means corrects the value required to make the fractional part of the average value within the range of the block for orthogonal transformation a constant value according to the above-mentioned additional information in the block. At least part of the data to add the accompanying information
を特徴とする請求の範囲第 2 3項記載の信号処理装置。  24. The signal processing device according to claim 23, wherein:
2 8 . 上記ブロック範囲内の代表値に規則性を持たせることにより 付随情報が付加された信号から、 上記プロック範囲内の代表値の規 則性を判定することで付随情報を検出する付随情報検出手段をさら に有すること  2 8. Ancillary information for detecting the ancillary information by determining the regularity of the representative value in the block range from the signal to which the ancillary information is added by giving the regularity to the representative value in the block range Have additional detection means
を特徴とする請求の範囲第 2 3項記載の信号処理装置。  24. The signal processing device according to claim 23, wherein:
2 9 . 入力信号に付随情報を埋め込む信号処理方法において、 入力信号の複数デ一夕から成るプロックの範囲内の値を修正して プロック範囲内の代表値に規則性を持たせることにより、 上記付随 情報を付加する付随情報付加工程を有すること 2 9. In a signal processing method for embedding accompanying information in an input signal, Having an additional information adding step of adding the above additional information by modifying the value in the block range consisting of a plurality of data of the input signal to make the representative values in the block range regular.
を特徴とする信号処理方法。  A signal processing method characterized by the above-mentioned.
3 0 . 上記付随情報付加工程は、 上記入力信号の複数データから成 るプロックの範囲内の代表値を所定の規則に従った値にするために 必要とされる値の修正を上記プロック内の少なく とも一部のデータ に施すことで、 上記付随情報を付加すること 30. In the additional information adding step, the modification of the value required to make the representative value within the range of the block composed of a plurality of data of the input signal into a value in accordance with a predetermined rule is performed in the block. Attach the above accompanying information by applying to at least some data
を特徴とする請求の範囲第 2 9項記載の信号処理方法。  29. The signal processing method according to claim 29, wherein:
3 1 . 上記付随情報付加工程は、 上記入力信号の複数データから成 るプロックの範囲内の平均値の小数部分を、 入力信号中の全てのブ ロックについて一定の値にするために必要とされる値の修正を上記 プロック内の少なく とも一部のデ一夕に施すことで、 上記付随情報 を付加すること 31. The additional information adding step is required to make the decimal part of the average value within the range of the block composed of a plurality of data of the input signal a constant value for all the blocks in the input signal. By adding at least some of the values in the block above
を特徴とする請求の範囲第 2 9項記載の信号処理方法。  29. The signal processing method according to claim 29, wherein:
3 2 . 上記プロック範囲内の代表値に規則性を持たせることにより 付随情報が付加された信号から、 上記ブロック範囲内の代表値の規 則性を判定することで付随情報を検出する付随情報検出工程をさら に有すること 3 2. Ancillary information that detects the ancillary information by determining the regularity of the representative value in the block range from the signal to which the ancillary information is added by giving the regularity to the representative value in the block range. Have an additional detection step
を特徴とする請求の範囲第 2 9項記載の信号処理方法。  29. The signal processing method according to claim 29, wherein:
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730696A (en) * 1993-07-06 1995-01-31 Fuji Xerox Co Ltd Picture information addition device
JPH09172537A (en) * 1995-12-20 1997-06-30 Fuji Xerox Co Ltd Image forming device
JPH09191394A (en) * 1995-09-28 1997-07-22 Nec Corp Electronic watermark insert method
JPH10276321A (en) * 1997-01-28 1998-10-13 Mitsubishi Electric Corp Electronic transparency making device
JPH10313402A (en) * 1997-02-14 1998-11-24 Nec Corp Image data encoding system and image input device
JPH1155638A (en) * 1997-08-04 1999-02-26 Sony Corp Information adding device, information adding method, image data reproducing device and image data reproducing method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0730696A (en) * 1993-07-06 1995-01-31 Fuji Xerox Co Ltd Picture information addition device
JPH09191394A (en) * 1995-09-28 1997-07-22 Nec Corp Electronic watermark insert method
JPH09172537A (en) * 1995-12-20 1997-06-30 Fuji Xerox Co Ltd Image forming device
JPH10276321A (en) * 1997-01-28 1998-10-13 Mitsubishi Electric Corp Electronic transparency making device
JPH10313402A (en) * 1997-02-14 1998-11-24 Nec Corp Image data encoding system and image input device
JPH1155638A (en) * 1997-08-04 1999-02-26 Sony Corp Information adding device, information adding method, image data reproducing device and image data reproducing method

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