DE60000188T2

DE60000188T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Einbetten und Extrahieren von digitalen Informationen sowie Medium mit Programm zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE60000188T2
Application number: DE60000188T
Authority: DE
Inventors: Hisashi Inoue; Takashi Katsura
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 2000-01-24
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2020-01-25
Also published as: EP1030511B1; EP1030511A3; DE60000188D1; JP2000236432A; US6639997B1; EP1030511A2; JP4178647B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für und ein Verfahren zum Einbetten und Extrahieren digitaler Information und ein Medium, welches ein Programm aufweist zum Ausführen des Verfahrens, das darauf aufgezeichnet ist, weiter insbesondere auf, zum Urheberrechtsschutz, eine Vorrichtung für und ein Verfahren zum Einbetten digitaler Daten wie z. B. Urheberrechtsinformation in einem Bildsignal und zum Extrahieren desselben, und ein Medium, das ein Programm aufweist, zum Ausführen des Verfahrens, das darauf aufgezeichnet ist.

Beschreibung des Standes der Technik

In jüngsten Jahren beschleunigen Entwicklungen in digitaler Technik die Digitalisierung von Multimedia-Daten, die Audio, Bild und Video umfassen. Die digitalisierten Multimedia-Daten sind populär geworden durch umfangreiche Hochgeschwindigkeitsübertragung. Derartige Multimedia-Daten sind jedoch leicht zu duplizieren und deshalb kann jede nicht autorisierte Person urheberrechtlich geschützte digitale Bilder duplizieren zur Zweitbenutzung.
Um einem solchen Problem entgegenzutreten, wird eine elektronische (digitale) Wasserzeichentechnik angewandt. Das Setzen digitaler Wasserzeichen ist eine Technik zum Einbetten digitaler Information in Bilddaten in einer für den Menschen nicht zu erkennenden Form. Mit einer derartigen Wasserzeichentechnik kann der Urheberechtsinhaber beanspruchen, dass sein/ihr Urheberrecht unrechtmäßig benutzt wird durch Extrahieren eingebetteter Information als Beweis.
Die herkömmliche digitale Wasserzeichentechnik beinhaltet ein Verfahren, das offenbart ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 9-191394 (worauf im Folgenden als das erste Dokument Bezug genommen wird). Das erste Dokument schlägt ein Verfahren vor zum Einbetten, gemäß einer normalen oder Zufallsverteilung, einen Einbettwert in einer Schlüsselkomponente für die Bildqualität nachdem eine spektrale Zerlegung auf den Daten durchgeführt wurde. Genauer wird in dem ersten Dokument eine Einbettung durchgeführt mit einer Gleichung (1) und eine Extraktion mit einer Gleichung (2), wobei Wi eine Pseudo- Zufallszahlen-Kette (Einbettwert) ist, fi ist ein Frequenzkoeffizient von Daten vor dem Setzen von Wasserzeichen, fi' ist ein Frequenzkoeffizient von Daten nach dem Setzen von Wasserzeichen und α ist ein Skalierungsparameter.
fi' = fi + αfiWi (1)
Obwohl es das Verfahren vorteilhafterweise schwierig macht, den Einbettwert zu beseitigen, speichert es keine Lageinformation über den Frequenzkoeffizienten, in welchen der Einbettwert eingefügt ist. Um den Einbettwert zu extrahieren, erfordert das Verfahren dementsprechend Ursprungsdaten von vor dem Einbetten.
Im Gegensatz dazu offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 10- 308867 (im Folgenden zweites Dokument) ein Verfahren, welches keine ursprünglichen Daten verlangt. Im zweiten Dokument wird ein Einbeten durchgeführt mit einer Gleichung (3) und ein Extrahieren mit (4), wobei avg(fi) einen partiellen Durchschnitt des Frequenzkoeffizienten fi von Daten vor dem Setzen von Wasserzeichen darstellt.
fi' = fi + αavg(fi)Wi (3)
Die Gleichung (4), welche kein fi auf ihrer rechten Seite aufweist, gibt an, dass die ursprünglichen Daten nicht mehr verlangt werden. Das Verfahren verlangt jedoch immer noch eine DCT (Discrete Cosinuse Transform) durchzuführen und das Reziproke des partiellen Durchschnitts der Daten zu berechnen. Damit führt die Anwendung eines solchen Verfahrens auf umfangreiche Daten wie Bilddaten zu einen großen Rechenaufwand.
Zur Verbesserung wird ein anderes Verfahren offenbart in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 10-145757 (nachfolgend drittes Dokument). Im dritten Dokument wird ein Einbetten durchgeführt mit einer Gleichung (5) und ein Extrahieren mit einer Gleichung (6), wobei fi ein Absolutwert des Frequenzkoeffizienten fi ist von Daten vor dem Setzen von Wasserzeichen.
fi'0fi + αavg(fi )Wi (5)
Um den großen Aufwand im zweiten Dokument zu vermindern, wird die Pseudo- Zufallszahlen-Kette (Einbettwert) zuerst in verschiedene Einheiten geteilt und dann wird jede Einheit von Zahlen dem Setzen von Wasserzeichen unterworfen. Wenn jede Einheit von der Größe 8 mal 8 ist, kann das Verfahren ausgeführt werden unter Verwendung des Verfahrens von MPEG, das eine Art der Kodierung bewegter Bilder darstellt. Damit wird die Rechenkomplexität entsprechend niedriger, aber das Verfahren muss immer noch das Reziproke des partiellen Durchschnitts der Daten berechnen, was einen großen Rechenaufwand bedeutet.
Das Verfahren des dritten Dokuments ist auf MPEG anwendbar. Unten werden Verfahren beschrieben des Einbettens (Einfilgens) und Extrahierens eines Einbettwertes, die im zweiten Dokument offenbart sind.
Zuerst wird das Verfahren des Einbettens beschrieben unter Bezugnahme auf Fig. 10. Ein Einbettsignal geht zuerst durch einen Fehlerkorrektur-Kodierer 81, dann durch einen Spreizspektrum-Modulator 82 und schließlich durch einen ersten Spektral-Umformer 83 und erreicht eine Spektral-Bildungsvorrichtung 84 als eine erste Eingabe. Andererseits werden Daten vor dem Setzen von Wasserzeichen bereit gestellt an einen zweiten Spektral-Umformer 85. Eine Ausgabe des zweiten Spektral-Umformers 85 wird teilweise zeitlich oder räumlich gemittelt in einer Teilmittelungsvorrichtung 86, bevor es bereit gestellt wird zur Spektral- Bildungsvorrichtung 84 als eine zweite Eingabe, und es wird ebenso bereit gestellt zu einer Verzögerungsvorrichtung 87. Eine Ausgabe der Spektrum- Bildungsvorrichtung 84 wird addiert zu der der Verzögerungsvorrichtung 87 in einem Addierer 88. Eine Ausgabe des Addierers 88 wird invers transformiert in einen Invers-Umformer 89 und damit sind die Daten mit einem Wasserzeichen versehen.
Als Nächstes wird das Verfahren des Extrahierens beschrieben unter Bezugnahme auf Fig. 11. Eine Spektrum-Normalisierungseinheit 91 empfängt die mit Wasserzeichen versehenen Daten und unterwirft die Daten dann einer Spektrum- Normalisierung, um die Daten in den Zustand vor dem Setzen von Wasserzeichen zu bringen. Dann wird das normalisierte Signal analysiert in Korrelatoren 92A bis 92Z. Jeder der Korrelatoren 92A bis 92Z detektiert eine bestimmte Pseudo- Zufallszahlenfolge in dem Signal, falls vorhanden, korreliert das normalisierte Signal mit der Pseudo-Zufallszahlenfolge und stellt einer Beurteilungseinheit 93 eine Ausgabe bereit, die einen Grad der Korrelation dazwischen angibt. Die Beurteilungseinheit 93 wählt sequentiell eine Ausgabe aus, die ein Maximum darstellt als ein wahrscheinlichtes aktuelles Symbol unter den aktuellen Symbolen, die von den Korrelatoren empfangen wurden. Weiterhin wird eine Folge des ausgewählten aktuellen Symbols größter Wahrscheinlichkeit dem Fehlerkorrigierer 94 geliefert, um etwaige Fehler zu korrigieren, die im Beurteilungsschaltkreis 93 gemacht wurden. Auf diese Weise wird das Einbettsignal extrahiert als eine Ausgabe des Fehlerkorrigierers 94.
Um das Bedürfnis nach ursprünglichen Daten zu beseitigen, führt das vorangegangene Verfahren auf ein anderes Bedürfnis nach einem partiellen Durchschnitt, um ein Einbettsignal einzubetten und nach Spektralbildung unter Verwendung des partiellen Durchschnitts. Weiterhin gibt es, um das Einbettsignal zu extrahieren, noch ein anderes Bedürfnis nach Spektrumnormalisierung, um das Einbettsignal in den Zustand vor dem Setzen von Wasserzeichen zu bringen. Praktisch wird das Reziproke des partiellen Durchschnitts berechnet. Das Verfahren verlangt noch weiterhin eine Vielzahl von Korrelatoren zur Extraktion und es verlangt, dass am Schluss Fehler korrigiert werden. Dementsprechend birgt das Verfahren ein Problem von großem Rechenaufwand für eine Extraktion.
Die Veröffentlichungen:
WO 99 01980 A (KOWA CO; MATSUI KINEO (JP); ONISHI JUNJI (JP)) 14. Januar 1999 (1999-01-14); und
ONISHI J ET AL: 'A METHOD OF WATERMARKING WITH MULTISOLUTION ANALYSIS AND PSEUDO NOISE SEQUENCES' SYSTEMS & COMPUTERS IN JAPAN, SCRIPTA TECHNICA JOURNALS. NEW YORK, US, Bd. 29, Nr. S. November 1997 (1997-11), Seiten 3020-3028, XP000668963 ISSN: 0882-1666
offenbaren ein weiteres Verfahren zum Setzen von Wasserzeichen, in welchem die Wasserzeichendaten eingebettet werden im Tieffrequenz-Bandbereich (MRA) von Daten, die einer Wavelet-Transformation unterworfen wurden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Im Hinblick auf die obigen Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, mit Hilfe einer einfachen Spektraltransformation zum Einbetten und einem inneren Produkt, das für die Extraktion berechnet wird, eine Vorrichtung bereit zu stellen für und ein Verfahren zum Einbetten und Extrahieren digitaler Information, in vereinfachter Weise mit weniger Aufwand, mit wenig Hinweisen an einen Dritten auf die eingebettete digitale Information und einem Medium, auf welchem ein Programm zum Ausführen des Verfahrens aufgezeichnet ist.
Die vorliegende Erfindung weist die folgenden Merkmale auf, um die oben gestellte Aufgabe zu lösen.
Ein erster Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist auf eine digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gerichtet des Typs, der inhärente digitale Information in ein digitales Bildsignal einbettet, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein Bandteilmittel zum Teilen des digitalen Bildsignals in Koeffizienten in eine Vielzahl von Frequenzbändern durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub- Band-Teilung;
ein Abbildungsmittel zum Abbilden der inhärenten digitalen Information in eine Pseudo-Zufallszahlen-Kette,
ein Informations-Einbettmittel zum Einbetten der Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in allen oder einigen der geteilten Frequenzbänder mit Ausnahme eines tiefsten Frequenzbandes, bezeichnet als MRA (nachfolgend als MRR bezeichnet); und
ein Bandsynthesemittel zum Rekonstruieren des digitalen Bildsignals, in welchem die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet worden ist unter Verwendung des MRR und des MRA, welchen die Informations-Einbettungsverarbeitung unterworfen ist.
Wie oben beschrieben, kann in dem ersten Gesichtspunkt inhärente digitale Information eingebettet werden, ohne eine Bildverschlechterung zu verursachen oder deren Positionsinformation notwendig zu machen.
Ein zweiter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf eine digitale Informations-Einbett-Extrahiervorrichtung eines Typs, der inhärente digitale Information extrahiert, eingebettet in ein digitales Bildsignal, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein Bandteilmittel (11) zum Empfangen eines rekonstruierten digitalen Bildsignals, erhalten durch Teilen des digitalen Signals durch diskrete Wavelet- Transformation oder Sub-Band-Teilung und durch Einbetten einer Pseudo- Zufallszahlen-Kette in eine Kette, strukturiert durch Koeffizienten in allen oder einigen einer Anzahl von Frequenzbändern mit Ausnahme eines tiefsten Frequenzbandes, bezeichnet als MRA (nachfolgend als MRR bezeichnet), und dann Teilen des rekonstruierten digitalen Bildsignals in Koeffizienten in einer Vielzahl von Frequenzbändern durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band- Transformation;
ein Korrelationswert-Berechnungsmittel zum Berechnen eines inneren Produkts der Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern und einer vorbestimmten Pseudo-Zufallszahl, von der angenommen wird, dass sie eingebettet ist;
ein Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsmittel zum Bestimmen der Pseudo-Zufallszahlen-Kette, eingebettet in das digitale Bildsignal gemäß dem Wert, der durch das Korrelationswert-Berechnungsmittel berechnet wird; und
ein Informationsextraktionsmittel zum Extrahieren der inhärenten digitalen Information, abgebildet auf die bestimmte Pseudo-Zufallszahlen-Kette.
Wie oben beschreiben, kann im zweiten Gesichtspunkt eingebettete inhärente digitale Information extrahiert werden in einer vereinfachten Struktur.
Gemäß dritten und vierten Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung in den ersten bzw. zweiten Gesichtspunkten ist die Pseudo-Zufallszahlen-Kette strukturiert durch Zahlen, gewählt aus normal verteilten Mittelwerten von "0" und Verteilungswerten von "1".
Wie oben beschrieben in den dritten und vierten Gesichtspunkten, kann eine Pseudo-Zufallszahlen-Kette leicht erzeugt werden in beliebiger Länge, wobei eine Einbettvorrichtung eine vereinfachte Struktur aufweisen kann. Weiterhin kann, da Zahlen in einer Kette insgesamt 0 ergeben, falls die Kette lang genug ist, ein Korrelationsspitzenwert angegeben werden durch Berechnung eines inneren Produkts.
Auf diese Weise kann eine Extraktionsvorrichtung mit einer vereinfachten Struktur verwirklicht werden.
Gemäß fünften und sechsten Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung, in den zweiten bzw. vierten Gesichtspunkten, wenn der Wert, berechnet durch das Korrelationswert-Berechnungsmittel größer ist als ein vorbestimmter Schwellwert, bestimmt das Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsmittel, dass die Pseudo- Zufallszahlen-Kette, die eingebettet ist in der Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in dem MRR positiv identifiziert ist als die Pseudo-Zufallszahlen-Kette.
Wie oben beschrieben, wird die Bestimmung in den fünften und sechsten Gesichtspunkten lediglich durch Vergleichen eines Ausgabewertes des Korrelationswert-Berechnungsmittels mit einem vorbestimmten Schwellwert durchgeführt. Deshalb kann eine Extraktionsvorrichtung eine vereinfachte Struktur aufweisen.
Gemäß siebter und achter Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung in den ersten bzw. dritten Gesichtspunkten beim Teilen des digitalen Bildsignals in die Koeffizienten in die Anzahl von Frequenzbändern, teilt das Bandteilmittel das digitale Bildsignal in eine Anzahl von Hierarchien und die Informationseinbettmittel betten die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette ein, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer zweiten oder höheren Hierarchie in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern.
Gemäß neunter bis zwölfter Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung im ersten, dritten, siebten bzw. achten Gesichtspunkt, betten unter dem MRR die Informationseinbettmittel die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette ein, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-Region) und durch jeden oder einige Koeffizienten in einer Region, die tief in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-Region) ist.
Gemäß dreizehnten bis sechszehnten Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung in den ersten, dritten, siebten bzw. achten Gesichtspunkten betten unter dem MRR die Informationseinbettmittel die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette ein, strukturiert durch jeden oder einige Koeffizienten in entweder einer HL- oder einer LH-Region.
Wie oben beschreiben kann in den siebten bis sechszehnten Gesichtspunkten eingebettete digitale Information zurückbehalten werden, selbst wenn die Information der Verarbeitung des Abschneidens von Regionen hoher Frequenz, wie z. B. dem Kodieren, unterworfen wird.
Ein siebzehnter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist auf ein Verfahren gerichtet zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information eines Typs, der inhärente digitale Information in ein digitales Bildsignal einbettet, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Teilen des digitalen Bildsignals in Koeffizienten in einer Anzahl von Frequenz- Bändern durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band-Teilung;
Abbilden der inhärenten digitalen Information in eine Pseudo-Zufallszahlen- Kette;
Einbetten der Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in jedem oder einigen der geteilten Frequenzbänder mit Ausnahme des tiefsten Frequenzbandes, bezeichnet als MRA (nachfolgend als MRR bezeichnet); und
Rekonstruieren des digitalen Bildsignals, in welchem die Pseudo-Zufallszahlen- Kette eingebettet worden ist unter Verwendung von MRR und von MRA, welche Informations-Einbett-Verarbeitung unterworfen sind.
Wie oben beschrieben, kann im siebzehnten Gesichtspunkt inhärente digitale Information eingebettet werden, ohne eine Bildverschlechterung zu verursachen oder deren Lageinformation notwendig zu machen.
Ein achtzehnter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information eines Typs, der inhärente digitale Information einbettet in ein digitales Bildsignal, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Empfangen eines rekonstruierten digitalen Bildsignals, erhalten durch Teilen des digitalen Bildsignals durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band- Teilen und durch Einbetten einer Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette, strukturiert durch Koeffizienten in jedem oder einigen der Anzahl von Frequenzbändern mit Ausnahme eines tiefsten Frequenzbandes, bezeichnet als MRA (nachfolgend bezeichnet als MRR), und dann Teilen des rekonstruierten digitalen Bildsignals in Koeffizienten in einer Anzahl von Frequenzbändern durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band-Transformation;
Berechnen eines inneren Produkts der Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern und einer vorbestimmten Pseudo-Zufallszahl, von der angenommen wird, dass sie eingebettet ist;
Bestimmen der Pseudo-Zufallszahlen-Kette, eingebettet in dem digitalen Bildsignal gemäß dem berechneten inneren Produkt; und
Erzeugen der inhärenten digitalen Information, abgebildet auf die bestimmte Pseudo-Zufallszahlen-Kette.
Wie oben beschrieben, kann in dem achtzehnten Gesichtspunkt eingebettete inhärente digitale Information extrahiert werden in einer vereinfachten Struktur.
Gemäß neunzehnten und zwanzigsten Gesichtspunkten in den siebzehnten bzw. achtzehnten Gesichtspunkten ist die Pseudo-Zufallszahlen-Kette strukturiert durch Zahlen, die gewählt sind von normal verteilten Mittelwerten von "0" und Verteilungswerten von "1".
Wie oben beschrieben, kann in den neunzehnten und zwanzigsten Gesichtspunkten eine Pseudo-Zufallszahlen-Kette leicht erzeugt werden in beliebiger Länge, wobei eine Einbettvorrichtung von einer vereinfachten Struktur sein kann. Weiterhin kann, da Zahlen in einer Kette 0 ergeben, falls die Kette lang genug ist, ein Korrelationsspitzenwert angegeben werden durch Berechnen eines inneren Produkts. Auf diese Weise kann eine Extrahiervorrichtung mit einer vereinfachten Struktur verwirklicht werden.
Gemäß einundzwanzigsten und zweiundzwanzigsten Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung in den achtzehnten bzw. zwanzigsten Gesichtspunkten wird, wenn das berechnete innere Produkt größer als ein vorbestimmter Wert ist, in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsschritt eine Pseudo-Zufallszahlen- Kette, die eingebettet ist, in der Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in dem MRR, positiv bestimmt, die Pseudo-Zufallszahlen-Kette zu sein.
Wie oben beschrieben in den einundzwanzigsten und zweiundzwanzigsten Gesichtspunkten wird die Bestimmung nur durchgeführt durch Vergleichen eines inneren Produkts, das erhalten wird durch Berechnung mit einem vorbestimmten Schwellwert. Deshalb kann eine Extraktionsvorrichtung mit einer vereinfachten Struktur verwirklicht werden.
Gemäß einem dreiundzwanzigsten und vierundzwanzigsten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung in dem siebzehnten bzw. neunzehnten Gesichtspunkt wird in dem Band-Teilungsschritt das digitale Bildsignal geteilt in eine Anzahl von Hierarchien, wenn es geteilt wird in Koeffizienten einer Anzahl von Frequenzbändern, und in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt wird die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer zweiten oder höheren Hierarchie in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern.
Gemäß den fünfundzwanzigsten bis achtundzwanzigsten Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung in den siebzehnten, neunzehnten, dreiundzwanzigsten bzw. vierundzwanzigsten Gesichtspunkten wird in dem Pseudo-Zufallszahlen- Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer HL-Region und durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer LH-Region.
Gemäß den neunundzwanzigsten bis zweiunddreißigsten Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung in den siebzehnten, neunzehnten, dreiundzwanzigsten bzw. vierundzwanzigsten Gesichtspunkten wird in dem Pseudo-Zufallszahlen- Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-Region) oder eine Region, die tief in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-Region).
Wie oben beschrieben kann in den dreiundzwanzigsten bis zweiunddreißigsten Gesichtspunkten eingebettete digitale Information zurückbehalten werden, selbst wenn die Information der Verarbeitung des Abschneidens von Regionen von hoher Frequenz, wie z. B. dem Kodieren, unterworfen wird.
Ein dreiunddreißigster Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf ein Aufzeichnungsmedium, auf welchem ein Programm aufgezeichnet ist, welches in einer Computer-Vorrichtung auszuführen ist, wobei das Programm zum Realisieren einer operationellen Umgebung in der Computer-Vorrichtung vorgesehen ist, die folgenden Schritte aufweisend:
Teilen eines digitalen Bildsignals in Koeffizienten in einer Anzahl von Frequenzbändern durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band-Teilung;
Abbilden inhärenter digitaler Information auf eine Pseudo-Zufallszahlen-Kette;
Einbetten der Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette, strukturiert durch Transformierung der Koeffizienten in jedem oder einigen der geteilten Frequenzbänder mit Ausnahme eines tiefsten Frequenzbandes, bezeichnet als MRA (nachfolgend als MRR bezeichnet); und
Rekonstruieren des digitalen Bildsignals, in welches die Pseudo-Zufallszahlen- Kette eingebettet worden ist unter Verwendung von MRR und von MRA, welche Informations-Einbett-Verarbeitung unterworfen sind.
Ein vierunddreißigster Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist gerichtet auf ein Aufzeichnungsmedium, auf welchem ein Programm aufgezeichnet ist, welches auf einer Computer-Vorrichtung auszuführen ist, wobei das Programm zum Realisieren einer operationellen Umgebung in der Computer-Vorrichtung vorgesehen ist, die folgenden Schritte aufweisend:
Empfangen eines rekonstruierten digitalen Bildsignals, erhalten durch Teilen des digitalen Bildsignals durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band- Teilen und durch Einbetten einer Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette, strukturiert durch Koeffizienten in jedem oder einigen einer Anzahl von Frequenzbändern mit Ausnahme eines tiefsten Frequenzbandes, bezeichnet als MRA (nachfolgend bezeichnet als MRR), und dann Teilen des rekonstruierten digitalen Bildsignals in Koeffizienten in einer Anzahl von Frequenzbändern durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band-Transformation;
Berechnen eines inneren Produkts der Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern und einer vorbestimmten Pseudo-Zufallszahl, von der angenommen wird, dass sie eingebettet ist;
Bestimmen der Pseudo-Zufallszahlen-Kette, eingebettet in dem digitalen Bildsignal gemäß dem berechneten inneren Produkt; und
Erzeugen der inhärenten digitalen Information, abgebildet auf die bestimmte Pseudo-Zufallszahlen-Kette.
Gemäß den fünfunddreißigsten und sechsunddreißigsten Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung in den dreiunddreißigsten bzw. vierunddreißigsten Gesichtspunkten ist die Pseudo-Zufallszahlen-Kette strukturiert durch Zahlen, die gewählt sind aus normal verteilten Durchschnittswerten von "0" und Verteilungswerten von "1".
Gemäß dem siebenunddreißigsten und achtunddreißigsten Gesichtspunkt, im vierunddreißigsten und sechsunddreißigsten Gesichtpunkt, ist das berechnete innere Produkt größer als ein vorbestimmter Wert, in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten- Bestimmungsschritt wird die Pseudo-Zufallszahlen-Kette, die in die Kette eingebettet ist, strukturiert durch Koeffizienten, in dem MRR bestimmt, die Pseudo- Zufallszahlen-Kette zu sein.
Gemäß dem neununddreißigsten und vierzigsten Gesichtspunkt in den dreiunddreißigsten und fünfunddreißigsten Gesichtpunkten wird in dem Bandteilungsschritt das digitale Bildsignal geteilt in eine Anzahl von Hierarchien, wenn es in Koeffizienten in einer Anzahl von Frequenzbändern geteilt wird, und in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt wird die Pseudo-Zufallszahlen- Kette eingebettet in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer zweiten oder höheren Hierarchie in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern.
Gemäß dem einundvierzigsten bis vierundvierzigsten Gesichtspunkt in den dreiunddreißigsten, fünfunddreißigsten, neununddreißigsten bzw. vierzigsten Gesichtpunkten wird unter dem MRR die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer HL-Region und durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer LH-Region.
Gemäß fünfundvierzigsten bis achtundvierzigsten Gesichtspunkten in den dreiunddreißigsten, fünfunddreißigsten, neununddreißigsten bzw. vierzigsten Gesichtspunkten wird in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer HL-Region oder einer LH-Region.
Wie oben beschrieben, sind die dreiunddreißigsten bis achtundvierzigsten Gesichtspunkte gerichtet auf ein Aufzeichnungsmedium, auf welchem ein Programm zum Ausführen des Verfahrens des Einbettens und Extrahierens digitaler Information in den siebzehnten bis zweiunddreißigsten Gesichtspunkten aufgezeichnet ist. Das Aufzeichnungsmedium ist vorgesehen, um das Verfahren bereit zu stellen des Einbettens und Extrahierens digitaler Information in den siebzehnten bis zweiunddreißigsten Gesichtspunkten zu jeder vorhandenen Vorrichtung als eine Software.
Diese und andere Aufgaben, Eigenschaften, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer digitalen Informationseinbettvorrichtung 1a gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das beispielhaft die detaillierte Struktur eines Bandteilungsmittels 11 in Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das beispielhaft die detaillierte Struktur eines ersten Bandteilungsfilters 100 in Fig. 2 zeigt;
Fig. 4 ist ein Diagramm, das in einer zweidimensionalen Frequenzregion Signale erläutert, die einer diskreten Wavelet-Transformation unterworfen sind durch die Bandteilmittel 11 in Fig. 1;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das beispielhaft die detaillierte Struktur von Informationseinbettmittel 13 in Fig. 1 zeigt;
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das beispielhaft die detaillierte Struktur von Bandsynthesemittel 14 in Fig. 1 zeigt;
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das beispielhaft die detaillierte Struktur eines ersten Bandsynthesefilters 400 in Fig. 6 zeigt;
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer digitalen Informationsextrahiervorrichtung 1b gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist ein Diagramm, das die Struktur eines Systems zeigt, in welchem ein digitales Informations-Einbett-/Extrahierprogramm ausgeführt wird;
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer herkömmlichen Vorrichtung zum Einbetten eines Einbettwertes zeigt; und
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer herkömmlichen Vorrichtung zum Extrahieren eines Einbettwertes zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

(Erste Ausführungsform)

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer digitalen Informationseinbettvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 1 wird die digitale Informationseinbettvorrichtung 1a bereit gestellt mit einem Bandteilmittel 11, einem Abbildungsniittel 12, einem Informationseinbettmittel 13 und einem Bandsynthesemittel 14. Nachfolgend wird schrittweise beschreiben, wie die digitale Informationseinbettvorrichtung 1a betrieben wird unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 2 bis 7.
Zuerst wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 4 beschrieben, wie ein Signal einer diskreten Wavelet-Transformation dem Bandteilmittel 11 unterworfen wird. Nach der Transformation wird ein Band davon hierarchisch in drei Teile geteilt. Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das beispielhaft die detaillierte Struktur des Bandteilmittels 11 von Fig. 1 zeigt. In Fig. 2 wird das Bandteilmittel 11 bereit gestellt mit ersten bis dritten Bandteilungsfiltern 100, 200 und 300, die alle die gleiche Struktur aufweisen. Beim Durchlaufen von jedem der ersten bis dritten Bandteilungsfilter 100, 200 und 300 wird ein Bildsignal geteilt in vier Frequenzbänder, und dann werden Wavelet-Koeffizienten bestimmt für jedes Frequenzband. Dazu ist ebenso wie für die Koeffizienten eine Sub-Band-Teilung geeignet.
Das Bandteilmittel 11 empfängt zuerst ein digitales Bildsignal 71 im ersten Bandteilungsfilter 100. Darin wird das digitale Bildsignal 71 in vier Signale nach Bändern verschieden geteilt, d. h., ein LL1-Signal, LH1-Signal, HL1-Dignal und HH1-Signal (auf die nachfolgend gemeinsam Bezug genommen wird als erstes hierarchisches Signal) auf der Grundlage von Parametern von horizontalen und vertikalen Frequenzkomponenten. Der zweite Bandteilungsfilter 200 empfängt nur das LL1-Signal im tiefsten Band und teilt dann das Signal wieder in vier Signale verschiedener Bänder, d. h., ein LL2-Signal, LH2-Signal, HL2-Signal und HH2-Signal (auf die nachfolgend gemeinsam als zweites hierarchisches Signal Bezug genommen wird). Dann empfängt der dritte Bandteilungsfilter 300 nur das LL2-Signal im tiefsten Band und teilt das Signal wieder in vier Signale verschiedener Bänder, d. h. ein LL3-Signal, LH3-Signal, HL3-Signal und HH3-Signal (auf die im Folgenden gemeinsam als drittes hierarchisches Signal Bezug genommen wird).
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das beispielhaft die detaillierte Struktur des ersten Bandteilungsfilters 100 in Fig. 2 zeigt. In Fig. 3 wird der erste Bandteilungsfilter 100 bereit gestellt mit ersten bis dritten Zwei-Bandteilungsmitteln 101 bis 103. Diese ersten bis dritten Zwei-Bandteilmittel 101 bis 103 sind alle mit eindimensionalen Tiefpassflltern (LPF) 111 bis 113 ausgestattet, eindimensionalen Hochpassfiltern (HPF) 121 bis 123 und Herunter-Samplern 131 bis 133 und 141 bis 143 zum Vermindern des Signals in einem Verhältnis von 2 : 1.
Das erste Zwei-Bandteilmittel 101 empfängt das digitale Bildsignal 71, filtert jede horizontale Komponente sowohl durch den LPF 111 als auch HPF 121 und gibt dann zwei Signale aus. Danach vermindert das erste Zwei-Bandteilmittel 101 die gefilterten Signale mit einer Rate von jeweils 2 : 1, unter Benutzung der Herunter- Sampler 131 und 141 und gibt dann die Signale zu der nächsten Stufe aus. Das zweite Zwei-Bandteilmittel 102 empfängt das Signal vom Herunter-Sampler 131 und filtert dann jede vertikale Komponente davon durch sowohl den LPF 112 als auch HPF 122. Danach vermindert das zweite Zwei-Bandteilmittel 102 die gefilterten Signale mit einer Rate von jeweils 2 : 1 unter Verwendung der Herunter- Sampler 132 und 142 und gibt dann zwei Signale aus als LL1 und LH1. Das dritte Zwei-Bandteilmittel 103 empfängt das Signal von dem Herunter-Sampler 141 und filtert dann jede vertikale Frequenzkomponente davon durch sowohl den LPF 113 und HPF 123. Dann vermindert das dritte Zwei-Bandteilmittel 103 die Signale mit einer Rate von jeweils 2 : 1 unter Verwendung der Herunter-Sampler 133 und 143 und gibt dann zwei Signale aus als HL1 und HH1.
Auf diese Weise gibt der erste Bandteilungsfilter 100 vier Signale aus, d. h. das LL1-Signal, das tief ist sowohl in horizontalen als auch vertikalen Komponenten, das LH1-Signal, das tief ist ein er horizontalen aber hoch in einer vertikalen Komponente, das HL1-Signal, das hoch ist in einer horizontalen aber tief in einer vertikalen Komponente, und das HH1-Signal, das hoch in beiden ist. Mit anderen Worten stellen die vier Signale Wavelet-Koeffizienten dar. Die zweiten und dritten Bandteilungsfilter 200 und 300 behandeln jedes ankommende Signal in einer zur oben beschriebenen ähnlichen Weise.
Nach dem Durchgang durch die ersten bis dritten Bandteilungsfilter 100, 200 und 300 wird das digitale Bildsignal 71 geteilt in 10 Bandsignale, d. h. LL3, LH3, HL3, HH3, LH2, HL2, HH2, LH1, HL1 und HH1.
Fig. 4 ist ein Diagramm, welches diese zehn Bandsignale in einer zweidimensionalen Frequenzregion erläutert. In Fig. 4 stellt die vertikale Achse eine vertikale Frequenzkomponente dar, die nach unten gerichtet zunimmt, und die horizontale Achse stellt eine horizontale Frequenzkomponente dar, die nach rechts gerichtet zunimmt. Jedes Gebiet in Fig. 4 stellt Daten dar, die als ein Bild dienen, und ein Verhältnis von Gebietsgrößen ist äquivalent zur Anzahl von Daten in den Bandsignalen. Im Einzelnen, in einem Fall, in dem die Zahl von Daten, in denen die LL3, LH3, HL3 und HH3 die dritten hierarchischen Signale darstellen, ist "1", die Zahl von Daten in den LH2, HL2 und HH2, welche die zweiten hierarchischen Signale darstellen, ist "4", und die Zahl von Daten in dem LH1, HL1 und HH1, welche die ersten hierarchischen Signale darstellen, ist "16".
Als Nächstes wird beschrieben, wie das Abbildungsmittel 12 betrieben wird. Das Abbildungsmittel 12 erzeugt eine Pseudo-Zufallszahlen-Kette, die der inhärenten digitalen Information entspricht. Die Pseudo-Zufallszahlen-Kette wird erzeugt durch zufälliges Auswählen von Zahlen aus einer Grundgesamtheit, die zusammengesetzt ist aus normal verteilten Zufallswerten von "0" und Verteilungswerten von "1". Es ist vorteilhaft, wenn das Abbildungsmittel 12 eingestellt ist, eine Pseudo-Zufallszahlen-Kette auszuwählen, die eindeutig ist für die inhärente digitale Information. Dabei speichert das Abbildungsmittel 12 eine Tabelle, welche die Beziehung zeigt zwischen der inhärenten digitalen Information und der Pseudo-Zufallszahlen-Kette. In einem Fall, in dem die inhärente digitale Information Information über einen Urheberrechtsinhaber ist einschließlich seines/ihres Namens und dem Datum und der Zeit der Werkschöpfung, zeigt die Tabelle die Beziehung zwischen dieser Information und der Pseudo-Zufallszahlen-Kette. Die Tabelle ist strukturiert, keine identische Pseudo-Zufallszahlen-Kette zu enthalten. Entsprechend verweist beim Empfangen irgendeiner inhärenten digitalen Information, z. B. Information über einen Urheberrechtsinhaber, das Abbildungsmittel 12 auf die Tabelle, um eine Pseudo-Zufallszahlen-Kette auszugeben.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben, wie das Informationseinbettmittel 13 betrieben wird. Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, welches beispielhaft die detaillierte Struktur des Informationseinbettmittels 13 in Fig. 1 zeigt. In Fig. 5 wird das Informationseinbettmittel 13 bereit gestellt mit einem Absolutwertberechnungsmittel 31, einer Verzögerungsvorrichtung 32, einem Multiplizierer 33 und einem Addierer 34.
Das Informationseinbettmittel 13 liest die Wavelet-Koeffizienten des LH2-Signal in Fig. 2 in einer vorbestimmten Reihenfolge vom MRR des Signals, das geteilt wird im Bandteilmittel 11, und stellt es dann dem Absolutwert-Berechnungsmittel 31 und der Verzögerungsvorrichtung 32 bereit. Das Absolutwert- Berechnungsmittel 31 nimmt einen Absolutwert der empfangenen Wavelet- Koeffizienten, um ihn auszugeben an den Multiplizierer 33. Die Verzögerungsvorrichtung 32 hat die empfangenen Wavelet-Koeffizienten verzögert, um sie an den Addierer 34 auszugeben. Andererseits wird die Pseudo-Zufallszahlen-Kette Wi, die ausgegeben wird vom Abbildungsmittel 12, dem Multiplizierer 33 bereit gestellt. Der Multiplizierer 33 multipliziert die Ausgabe des Absolutwert- Berechnungsmittels 31 mit der Pseudo-Zufallszahlen-Kette Wi und multipliziert dann weiter den sich ergebenden Wert mit dem Skalierungsparameter α. Der Addierer 34 empfängt sowohl Ausgaben des Multiplizierers als auch der Verzögerungsvorrichtung 32 und addiert dann die Ausgaben zum Ausgeben. In diesem Beispiel kann die oben beschriebene Verarbeitung ausgedrückt werden durch eine Gleichung (7), wobei fi der Wavelet-Koeffizient ist, fi ist der Absolutwert von fi, Wi ist die Pseudo-Zufallszahlen-Kette, die ausgegeben wird von dem Abbildungsmittel 12 und fi' der Wavelet-Koeffizient ist, der eingebettet werden soll. Man beachte, dass a hierbei eine ganze Zahl darstellt, die kleiner ist als 1.
fi' = fi + α fi Wi (7)
Nachdem die Verarbeitung, die den Wavelet-Koeffizienten des LH2-Signals unterworfen ist, abgeschlossen ist, liest das Informationseinbettmittel 13 die Wavelet-Koeffizienten des LH3-Signals in einer vorbestimmten Reihenfolge und stellt sie dann dem Absolutwert-Berechnungsmittel 31 und der Verzögerungsvorrichtung 32 bereit. Danach wird die Verarbeitung in einer ähnlichen Weise durchgeführt für die Wavelet-Koeffizienten des LH2-Signals. Man beachte, dass, obwohl die Wavelet-Koeffizienten des LH2-Signals vor denen des LH3-Signals in diesem Beispiel behandelt werden, die Reihenfolge vertauscht sein kann. Dabei sind sowohl die Reihenfolge, in welcher die LH2- und LH3-Signal behandelt werden, als auch die vorbestimmte Reihenfolge zum Lesen jeder Wavelet-Koeffizienten davon entscheidende Information für eine Extraktion. Die Information wird auch verwendet, um inhärente digitale Information zu extrahieren.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben, wie das Bandsynthesemittel 14 betrieben wird. Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, welches beispielhaft die detaillierte Struktur des Bandsynthesemittels 14 in Fig. 1 zeigt. In Fig. 6 wird das Bandsynthesemittel 14 bereit gestellt mit ersten bis dritten Bandsynthesefiltern 400, 500 und 600, die alle die gleiche Struktur aufweisen. Jeder dieser ersten bis dritten Bandsynthesefilter 400, 500 und 600 empfängt vier in Frequenzbändern unterschiedene Signale und synthetisiert dann die Signale zur Ausgabe als ein Signal.
Der erste Bandsynthesefilter 400 empfängt das LL3-Signal, HL3- und HH3- Signale und das LH3-Signal, worin die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet worden ist, und synthetisiert dann diese Signale, um das LL2-Signal zu erzeugen. Der zweite Bandsynthesefilter 500 empfängt das synthetisierte LL2-Signal, das HL2-Signal und HH2-Signal und das LH2-Signal, worin die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet worden ist, und synthetisiert dann diese Signale, um das LL1-Signal zu erzeugen. Danach empfängt der dritte Bandsynthesefilter 600 das synthetisierte LL1-Signal und das HL1-Signal, das HH1-Signal und LH1- Signal und synthetisiert dann diese Signale, um das digitale Bildsignal 72 zu rekonstruieren.
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das beispielhaft die detaillierte Struktur des ersten Bandsynthesefilters 400 in Fig. 6 zeigt. In Fig. 7 wird der erste Bandsynthesefilter 400 bereit gestellt mit ersten bis dritten Zwei-Bandsynthesemitteln 401 bis 403. Jedes dieser ersten bis dritten Zwei-Bandsynthesemittel 401 bis 403 wird bereit gestellt mit LPFs 411 bis 413, HPFs 421 bis 423 und Hinauf-Samplern 431 bis 433 und 441 bis 443 zum Einfügen von null in das Signal mit einem Verhältnis von 2 : 1, sowie Addierern 451 bis 453.
Das erste Zwei-Bandsynthesemittel 401 empfängt die LL3- und LH3-Signale und wandelt diese Signale dann um in Signale doppelter Größe (Länge) unter Verwendung der Hinauf-Sampler 431 bzw. 441. Dann wird jede vertikale Komponente der umgewandelten zwei Signale gefiltert durch die LPF 411 bzw. HPF 421 und dann werden die gefilterten zwei Signale addiert zum Ausgeben. Das zweite Zwei-Bandsynthesemittel 402 empfängt die HL3- und HH3-Signale und wandelt dann die zwei Signale in Signale zweifacher Größe (Länge) um unter Verwendung der Hinauf-Sampler 432 und 442. Danach wird jede vertikale Komponente der ungewandelten zwei Signale gefiltert durch die LPF 412 bzw. HPF 422 und dann werden die zwei gefilterten Signale addiert zur Ausgabe. Das dritte Zwei- Bandsynthesemittel 403 empfängt Ausgaben der Addierer 451 und 452 und wandelt dann die jeweiligen Ausgaben in zwei Signale doppelter Größe (Länge) um unter Verwendung der Hinauf-Sampler 433 und 443. Dann wird jede horizontale Komponente der umgewandelten zwei Signale gefiltert furch die LPF 413 und HPF 423 und dann werden die gefilterten Signale addiert zur Ausgabe.
Entsprechend gibt der erste Bandsynthesefilter 400 das LL2-Signal aus, das tief ist sowohl in horizontalen als auch vertikalen Komponenten, welches das zweite hierarchische Signal darstellt. Man beachte, dass die zweiten und dritten Bandsynthesefilter 500 und 600 jedes ankommende Signal dem Obigen entsprechend behandeln.
Damit rekonstruiert das Bandsynthesemittel 14 vor dem Ausgeben die zehn Frequenzbandsignale (LL3, LH1, LH2, LH3, HL1, HL2, HL3, HH1, HH2, und HH3) zum digitalen Bildsignal 72, für welches das Einbetten bereits vollzogen wurde.
Wie aus dem Obigen bekannt ist, wird gemäß der digitalen Informationseinbettvorrichtung 1a der ersten Ausführungsform ein Signal hierarchisch in drei Bänder geteilt und dann wird jeder Absolutwert der Wavelet-Koeffizienten der LH2- und LH3-Signale unter dem MRR multipliziert mit einer Pseudo-Zufallszahlen-Kette in einer beliebigen Reihenfolge. Danach werden die sich ergebenden Werte jeweils mit einem Skalierungsparameter multipliziert und dann werden Wavelet- Koeffizienten der LH2- und LH3-Signale jeweils dazu addiert. Entsprechend wird die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet. Auf diese Weise kann die eingebettete Pseudo-Zufallszahlen-Kette zurückbehalten werden, selbst wenn die Daten einem Kodieren unterworfen werden. Das bedeutet, dass inhärente digitale Information, die der Pseudo-Zufallszahlen-Kette entspricht, zurückbehalten wird, und eine digitale Informationseinbettvorrichtung kann damit mit einer einfachen Struktur verwirklicht werden.
Diskrete Wavelet-Transformation, die ausgeführt wird in der digitalen Informationseinbettvorrichtung 1a der ersten Ausführungsform ist nicht auf drei Hierarchien beschränkt. Das Signal kann in mehr Hierarchien geteilt werden, bis das LL- Signal ein 1 mal 1 Element erreicht. Weiterhin sind Bänder zum Einbetten nicht beschränkt auf die LH2- und LH3-Signale, sondern können beliebig ausgewählt werden unter MRR oder sie können gänzlich MRR sein. Falls dies der Fall ist, wird die Reihenfolge, in welcher die Wavelet-Koeffizienten davon der Verarbeitung unterworfen werden, beliebig, aber dies sollte im Voraus bestimmt werden.

(Zweite Ausführungsform)

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das die Struktur einer digitalen Informationsextrahiervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die digitale Informationsextrahiervorrichtung 1b der zweiten Ausführungsform dient dem Extrahieren der digitalen Information, die eingebettet wurde durch die digitale Informationseinbettvorrichtung 1a der ersten Ausführungsform.
In Fig. 8 wird die digitale Informationsextraktionsvorrichtung 1b der zweiten Ausführungsform bereit gestellt mit einem Bandteilmittel 11, einem Korrelationswert-Berechnungsmittel 21, einem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten- Bestimmungsmittel 22 und einem Informationserzeugungsmittel 23. Das Bandteilmittel 11 der digitalen Informationsextraktionsvorrichtung 1b ist strukturell dasselbe wie das Bandteilmittel 11 der digitalen Informationseinbettvorrichtung 1a und ist versehen mit denselben Bezugszeichen, um nicht noch einmal beschrieben werden zu müssen.
Das Bandteilmittel 11 empfängt ein digitales Bildsignal 73. Das digitale Bildsignal 73 ist das digitale Bildsignal 72, ausgegeben vom Bandsynthesemittel 14 der digitalen Informationseinbettvorrichtung 1a, oder ein Signal, das kodiert oder dekomprimiert wurde. Das Bandteilmittel 11 unterwirft das empfangene digitale Bildsignal 73 einer diskreten Wavelet-Transformation, um es in zehn Frequenzbandsignale zu teilen (LL3, LH1, LH2, LH3, HL1, HL2, HL3, HH1, HH2 und HH3) und berechnet Wavelet-Koeffizienten für jedes Signal. Darin gibt das Bandteilmittel 11 aus an das Korrelationswert-Berechnungsmittel 21 die Wavelet- Koeffizienten der LH2- und LH3-Signale unter MRR in der gleichen Reihenfolge wie die erste Ausführungsform, d. h. zuerst vom LH2-Signal und dann vom LH3- Signal. Die Wavelet-Koeffizienten davon sind in einer Kette in der gleichen Reihenfolge wie die erste Ausführungsform. Andererseits wird eine Pseudo- Zufallszahlen-Kette, von der angenommen wird, dass sie eingebettet ist in das digitale Bildsignal 73 (auf die nachfolgend Bezug genommen wird als angenommene Pseudo-Zufallszahlen-Kette) bereit gestellt zum Korrelationswert- Berechnungsmittel 21. Das Korrelationswert-Berechnungsmittel 21 berechnet ein inneres Produkt der Kette, strukturiert durch die Wavelet-Koeffizienten der LH2- und LH3-Signale und die angenommene Pseudo-Zufallszahlen-Kette und dividiert dann den Wert durch die Länge der angenommenen Pseudo-Zufallszahlen-Kette. Der sich ergebende Wert kann ausgedrückt werden mit einer Gleichung (8), wobei fi* die Wavelet-Koeffizienten-Kette ist, strukturiert durch die Wavelet- Keoffizienten der LH2- und LH3-Signale (die betrachtet werden als leicht unterschiedlich zu fi' abhängig von der Verarbeitung oder aufgrund von Eingriffen), und Vi die angenommenen Pseudo-Zufallszahlen-Kette ist.
Dabei bezeichnet M die Länge der Wavelet-Koeffizientenkette fi* und die angenommene Pseudo-Zufallszahlen-Kette Vi. In einem Fall, in dem das digitale Bildsignal 73 512 Pixel mal 512 Pixel ist, beträgt der Maximalwert von M "20480". In der Gleichung (8) wird, wenn die angenommene Pseudo-Zufallszahlen-Kette Vi gleich ist der Pseudo-Zufallszahlen-Kette Wi in der Gleichung (7) (Vi = Wi), der Wert von z größer sein als im Fall, wo sie nicht gleich sind (Vi ≠ Wi).
Eine Ausgabe des Korrelationswert-Berechnungsmittels 21 wird dem Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsmittel 22 bereit gestellt. Das Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsmittel 22 vergleicht einen vorbestimmten Schwellwert mit der empfangenen Ausgabe. Der Schwellwert, der darin benutzt wird, wird erhalten durch eine Gleichung (9) gleich unten.
In der Gleichung (9) ist α der Skalierungsparameter, der in der ersten Ausführungsform angewandt wurde, und p ist eine ganze Zahl größer oder gleich zwei.
Wenn die Ausgabe des Korrelationswert-Berechnungsmittels 21 größer ist als der vorbestimmte Schwellwert, teilt das Pseudo-Zufallszahlen-Ketten- Bestimmungsmittel 22 dem Informationsextrahiermittel 23 mit, dass die Pseudo- Zufallszahlen-Kette, die verwendet wurde, im Korrelationswert- Berechnungsmittel 21 (d. h. die Wavelet-Koeffizientenkette, strukturiert durch die Wavelet-Koeffizienten von den LH2- und LH3-Signalen) positiv ist. In Antwort darauf, dass die Pseudo-Zufallszahlen-Kette als positiv mitgeteilt wurde, extrahiert das Informationsextrahiermittel 23 inhärente digitale Information, die darauf abgebildet ist. Die Abbildung wird ausgeführt unter Verwendung der gleichen Korrespondenztabelle, wie sie gespeichert ist in dem Abbildungsmittel 12 in der ersten Ausführungsform. Andererseits, wenn die Ausgabe des Korrelationswert- Berechnungsmittels 21 kleiner ist als der vorbestimmte Schwellwert im Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsmittel 22 unter Verwendung der angenommenen Pseudo-Zufallszahlen-Kette, extrahiert das Informationsextrahiermittel 23 inhärente digitale Information, die darauf abgebildet ist. Man beachte, dass, wenn keine angenommene Pseudo-Zufallszahlen-Kette bestimmt ist, positiv genug zu sein, das Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsmittel 22 bestimmt, dass in das digitale Bildsignal keine Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet ist.
Wie aus dem Obigen bekannt ist, wird gemäß der digitalen Informationsextrahiervorrichtung 1b der zweiten Ausführungsform ein inneres Produkt einer eingebetteten Wavelet-Koeffizientenkette in einem vorbestimmten Frequenzband und eine Pseudo-Zufallszahlen-Kette, von der angenommen wird, dass sie von der digitalen Informationseinbettvorrichtung 1a eingebettet werden soll, zuerst berechnet, um einen Korrelationswert zu erhalten. Danach wird der Korrelationswert verglichen mit einem vorbestimmten Schwellwert, um zu bestimmen ob oder nicht die Pseudo-Zufallszahlen-Kette positiv ist, und dann wird inhärente digitale Information extrahiert. Auf diese Weise kann inhärente digitale Information extrahiert werden durch eine einfache Operation. Was besser ist, ein Dritter mag wenig Hinweise auf die inhärente digitale Information haben, wenn er/sie keine Information hat, die in einem vorbestimmten Frequenzbereich eingebettet ist. Diese Information beinhaltet, um genauer zu sein, Wavelet-Koeffizienten, die im Gebrauch sind, eine Reihenfolge, in welcher die Wavelet-Koeffizienten in einer Kette strukturiert sind, und die Länge einer Pseudo-Zufallszahlen-Kette.
Man beachte, dass die digitale Informationsextrahiervorrichtung 1b der zweiten Ausführungsform einen Korrelationswert erhält durch Dividieren eines inneren Produktes einer Wavelet-Koeffizientenkette in einem Frequenzband und eine Pseudo-Zufallszahlen-Kette durch deren Länge. Lediglich das innere Produkt ist jedoch hinreichend, um einen Korrelationswert zu erhalten.
Weiterhin kann ein Signal, das verwendet wird in den digitalen Informationseinbett- und Extrahiervorrichtungen der ersten und zweiten Ausführungsformen ein digitales Signal sein, insbesondere kann es ein Standbild oder ein bewegtes Bild sein. Bei einem bewegten Bildsignal, strukturiert z. B. durch 30 Einzelbilder pro Sekunde, kann digitale Information eingebettet sein oder extrahiert werden von jedem Einzelbild oder z. B. jedem fünften Einzelbild in der vorbeschriebenen Art.
Typischerweise wird die Verarbeitung, die jeweils von den digitalen Informationseinbett- und Extrahiervorrichtungen der ersten und zweiten Ausführungsformen ausgeführt wird, verwirklicht werden als ein Computerprogramm (worauf nachfolgend als digitales Informationseinbett-/Extrahierprogramm Bezug genommen wird). Fig. 9 ist ein Diagramm, das die Struktur eines Systems zeigt, in welchem das digitale Informationseinbett-/Extrahierprogramm betrieben wird. In Fig. 9 steuert eine CPU 51 die Programmausführung. Das Programm oder verschiedene Arten von Daten sind in einem Hauptspeicher 52 gespeichert. Das digitale Informationseinbett-/Extrahierprogramm wird gespeichert in einem Aufzeichnungsmedium 53. Das Aufzeichnungsmedium 53 kann von jeder Art sein, solange das Medium lesbar/aufzeichenbar ist, wie z. B. eine Floppy-Disk oder MO-Disk. Weiterhin kann das Aufzeichnungsmedium 53 im Voraus inkorporiert sein z. B. in eine Festplatte und muss nicht notwendigerweise transportabel sein. In dem System, das in Fig. 9 gezeigt ist, wird das digitale Informationseinbett- /Extrahierprogramm gespeichert im Hauptspeicher 52 und wird betrieben unter der Steuerung der CPU 51. Verschiedene Arten vorläufiger Daten, die erforderlich sind für die Verarbeitung, werden im Hauptspeicher 52 gehalten. Die Tabelle, welche die Korrespondenz zwischen der inhärenten digitalen Information und der Pseudo-Zufallszahlen-Kette zeigt, die verwendet wird im Abbildungsmittel 12, wird gespeichert in dem Aufzeichnungsmedium 53. Dabei können das digitale Informationseinbett-/Extrahierprogramm und die Korrespondenztabelle an jeder Stelle gespeichert werden, solange jede Stelle bezeichnet werden kann.
Während die Erfindung im Detail beschrieben wurde, ist die vorangegangene Beschreibung in allen Gesichtspunkten erläuternd und nicht beschränkend. Es ist klar, dass verschiedene andere Modifikationen und Variationen erdacht werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung eines Typs, der inhärente digitale Information in ein digitales Bildsignal einbettet, wobei die Vorrichtung aufweist:

Bandteilmittel (11) zum Teilen des digitalen Bildsignals in Koeffizienten in eine Anzahl von Frequenzbändern durch diskrete Wavelet- Transformation oder Sub-Band-Teilung;

Abbildungsmittel (12) zum Abbilden der inhärenten digitalen Information in eine Pseudo-Zufallszahlen-Kette,

Informations-Einbettmittel (13) zum Einbetten der Pseudo-Zufallszahlen- Kette in eine Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in allen oder einigen der geteilten Frequenzbänder mit Ausnahme eines tiefsten Frequenzbandes, bezeichnet als MRA (nachfolgende als MRR bezeichnet); und

Bandsynthesemittel (14) zum Rekonstruieren des digitalen Bildsignals, in welchem die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet worden ist unter Verwendung des MRR und des MRA, welchen die Informations- Einbettungsverarbeitung unterworfen ist.

2. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung eines Typs, der inhärente digitale Information, eingebettet in ein digitales Bildsignal, extrahiert, wobei die Vorrichtung aufweist:

Bandteilmittel (11) zum Empfangen eines rekonstruierten digitalen Bildsignals, erhalten durch Teilen des digitalen Signals durch diskrete Wavelet- Transformation oder Sub-Band-Teilung und durch Einbetten einer Pseudo- Zufallszahlen-Kette in eine Kette, strukturiert durch Koeffizienten in allen oder einigen einer Anzahl von Frequenzbändern mit Ausnahme eines tiefsten Frequenzbandes, bezeichnet als MRA (nachfolgende als MRR bezeichnet), und dann Teilen des rekonstruierten digitalen Bildsignals in Koeffizienten in eine Anzahl von Frequenzbändern durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band-Transformation;

Korrelationswert-Berechnungsmittel (21) zum Berechnen eines inneren Produkts der Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern und einer vorbestimmten Pseudo- Zufallszahl, von der angenommen wird, dass sie eingebettet ist;

Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsmittel (22) zum Bestimmen der Pseudo-Zufallszahlen-Kette, eingebettet in das digitale Bildsignal gemäß dem Wert, der durch die Korrelationswert-Berechnungsmittel (21) berechnet wird; und

Informationsextraktionsmittel (23) zum Extrahieren der inhärenten digitalen Information, abgebildet auf die bestimmte Pseudo-Zufallszahlen-Kette.

3. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher die Pseudo-Zufallszahlen-Kette strukturiert ist durch Zahlen, gewählt aus normalverteilten Mittelwerten von "0" und Verteilungswerten von "1".

4. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 2, bei welcher die Pseudo-Zufallszahlen-Kette strukturiert ist durch Zahlen, gewählt aus normalverteilten Mittelwerten von "0" und Verteilungswerten von "1".

5. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 2, bei welcher, wenn der Wert, berechnet durch die Korrelationswert- Berechnungsmittel (21) größer ist als ein vorbestimmter Wert, die Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsmittel (22) bestimmen, dass die Pseudo-Zufallszahlen-Kette, die in der Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in dem MRR, eingebettet ist, positiv identifiziert ist als die Pseudo- Zufallszahlen-Kette.

6. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 4, bei welcher, wenn der Wert, berechnet durch die Korrelationswert- Berechnungsmittel (21) größer ist als ein vorbestimmter Wert, die Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsmittel (22) bestimmen, dass die Pseudo-Zufallszahlen-Kette, die in der Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in dem MRR, eingebettet ist, positiv identifiziert ist als die Pseudo- Zufallszahlen-Kette.

7. Digitale Informations-Einbett-Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher beim Teilen des digitalen Bildsignals in die Koeffizienten in die Anzahl von Frequenzbändem die Bandteilmittel (11) das digitale Bildsignal in eine Anzahl von Hierarchien teilen und die Informationseinbettmittel (13) die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette einbetten, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer zweiten oder höheren Hierarchien in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern.

8. Digitale hiformations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 3, bei welcher beim Teilen des digitalen Bildsignals in die Koeffizienten in die Anzahl von Frequenzbändern die Bandteilmittel (11) das digitale Bildsignal in eine Anzahl von Hierarchien teilen und die Informationseinbettmittel (13) die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette einbetten, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer zweiten oder höheren Hierarchien in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern.

9. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher unter dem MRR die Informationseinbettmittel (13) die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette einbetten, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region) und durch jeden oder einige Koeffizienten in einer Region, die tief in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region) ist.

10. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 3, bei welcher unter dem MRR die Informationseinbettmittel (13) die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette einbetten, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region) und durch jeden oder einige Koeffizienten in einer Region, die tief in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region) ist.

11. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 7, bei welcher unter dem MRR die Informationseinbettmittel (13) die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette einbetten, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region) und durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die tief ist, in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

12. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 8, bei welcher unter dem MRR die Informationseinbettmittel (13) die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette einbetten, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region) und durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

13. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 1, bei welcher unter dem MRR die Informationseinbettmittel (13) die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette einbetten, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region) oder in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

14. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 3, bei welcher unter dem MRR die Informationseinbettmittel (13) die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette einbetten, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region) oder in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

15. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 7, bei welcher unter dem MRR die Informationseinbettmittel (13) die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette einbetten, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region) oder in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

16. Digitale Informations-Einbett-/Extrahiervorrichtung gemäß Anspruch 8, bei welcher unter dem MRR die Informationseinbettmittel (13) die Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette einbetten, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region) oder in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

17. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information eines Typs, der inhärente digitale Information in ein digitales Bildsignal einbettet, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Teilen des digitalen Bildsignals in Koeffizienten in einer Anzahl von Frequenz-Bändern durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band- Teilung;

Abbilden der inhärenten digitalen Information in eine Pseudo- Zufallszahlen-Kette;

Einbetten der Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in jedem oder einigen der geteilten Frequenzbänder mit Ausnahme des tiefsten Frequenzbandes, bezeichnet als MRA (nachfolgende als MRR bezeichnet); und

Rekonstruieren des digitalen Bildsignals, in welchem die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet worden ist unter Verwendung von MRR und von MRA, welche Informations-Einbett-Verarbeitung unterworfen sind.

18. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Informationen eines Typs, der inhärente digitale Information einbettet in ein digitales Bildsignal, extrahiert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Empfangen eines rekonstruierten digitalen Bildsignals, erhalten durch Teilen des digitalen Bildsignals durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band-Teilen und durch Einbetten einer Pseudo-Zufallszahlen- Kette in eine Kette, strukturiert durch Koeffizienten in jedem oder einigen der Anzahl von Frequenzbändern mit Ausnahme eines tiefsten Frequenzbandes, bezeichnet als MRA (nachfolgende bezeichnet als MRR), und dann Teilen des rekonstruierten digitalen Bildsignals in Koeffizienten in einer Anzahl von Frequenzbändern durch diskrete Wavelet- Transformation oder Sub-Band-Transformation;

Berechnen eines inneren Produkts der Kette, strukturiert durch die Koeffizienten in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern und einer vorbestimmten Pseudo-Zufallszahl, von der angenommen wird, dass sie eingebettet ist;

Bestimmen der Pseudo-Zufallszahlen-Kette, eingebettet in dem digitalen Bildsignal gemäß dem berechneten inneren Produkt;

Erzeugen der inhärenten digitalen Information, abgebildet auf die bestimmte Pseudo-Zufallszahlen-Kette.

19. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 17, bei welchem die Zufallszahlen-Kette strukturiert ist durch Zahlen, gewählt von normalverteilten Mittelwerten von "0" und Verteilungswerten "1".

20. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 18, bei welchem die Zufallszahlen-Kette strukturiert ist durch Zahlen, gewählt von normal verteilten Mittelwerten von "0" und Verteilungswerten "1".

21. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 18, bei welchem, wenn das berechnete innere Produkt größer ist als ein vorbestimmter Wert, in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsschritt eine Pseudo-Zufallszahlen-Kette, die in der Kette eingebettet ist, strukturiert durch die Koeffizienten in dem MRR ist, positiv bestimmt wird, die Pseudo-Zufallszahlen-Kette zu sein.

22. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 20, bei welchem, wenn das berechnete innere Produkt größer ist als ein vorbestimmter Wert, in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsschritt eine Pseudo-Zufallszahlen-Kette, die in der Kette eingebettet ist, strukturiert durch die Koeffizienten in dem MRR ist, positiv bestimmt wird, die Pseudo-Zufallszahlen-Kette zu sein.

23. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 17, bei welchem in dem Band-Teilungsschritt das digitale Bildsignal geteilt wird in eine Anzahl von Hierarchien, wenn es in Koeffizienten in einer Anzahl von Bändern geteilt wird, und bei dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer zweiten oder höheren Hierarchien in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern.

24. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 19, bei welchem in dem Band-Teilungsschritt das digitale Bildsignal geteilt wird in eine Anzahl von Hierarchien, wenn es in Koeffizienten in einer Anzahl von Bändern geteilt wird, und bei dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer zweiten oder höheren Hierarchien in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern.

25. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 17, bei welchem in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten- Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet ist in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenz- Komponente und tief ist in einer vertikalen Frequenz-Komponente (HLregion), und durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenz-Komponente und hoch ist in der vertikalen Frequenz-Komponente (LH-region).

26. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 19, bei welchem in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenz-Komponente und tief ist in einer vertikalen Frequenz-Komponente (HL-region), und durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenz-Komponente und hoch ist in der vertikalen Frequenz- Komponente (LH-region).

27. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 23, bei welchem in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenz-Komponente und tief ist in einer vertikalen Frequenz-Komponente (HL-region), und durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenz-Komponente und hoch ist in der vertikalen Frequenz- Komponente (LH-region).

28. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 24, bei welchem in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenz-Komponente und tief ist in einer vertikalen Frequenz-Komponente (HL-region), und durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenz-Komponente und hoch ist in der vertikalen Frequenz- Komponente (LH-region).

29. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 17, bei welchem in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenz-Komponente und tief ist in einer vertikalen Frequenz-Komponente (HL-region), oder eine Region, die tief ist in der horizontalen Frequenz-Komponente und hoch ist in der vertikalen Frequenz-Komponente (LH-region).

30. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 19, bei welchem in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenz-Komponente und tief ist in einer vertikalen Frequenz-Komponente (HL-region), oder eine Region, die tief ist in der horizontalen Frequenz-Komponente und hoch ist in der vertikalen Frequenz-Komponente (LH-region).

31. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 23, bei welchem in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenz-Komponente und tief ist in einer vertikalen Frequenz-Komponente (HL-region), oder eine Region, die tief ist in der horizontalen Frequenz-Komponente und hoch ist in der vertikalen Frequenz-Komponente (LH-region).

32. Verfahren zum Einbetten/Extrahieren digitaler Information gemäß Anspruch 24, bei welchem in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenz-Komponente und tief ist in einer vertikalen Frequenz-Komponente (HL-region), oder eine Region, die tief ist in der horizontalen Frequenz-Komponente und hoch ist in der vertikalen Frequenz-Komponente (LH-region).

33. Aufzeichnungsmedium, auf welchem ein Programm aufgezeichnet ist, welches in einer Computer-Vorrichtung auszuführen ist, wobei das Programm zum Realisieren einer operationellen Umgebung in der Computer- Vorrichtung ist, die folgende Schritte aufweisend:

Teilen eines digitalen Bildsignals in Koeffizienten in einer Anzahl von Frequenzbändern durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band- Teilung;

Abbilden inhärenter digitaler Information auf eine Pseudo-Zufallszahlen- Kette;

Einbetten der Pseudo-Zufallszahlen-Kette in eine Kette, strukturiert durch Transformierung der Koeffizienten in jedem oder einigen der geteilten Frequenzbänder mit Ausnahme eines tiefsten Frequenzbandes, bezeichnet als MRA (nachfolgende als MRR bezeichnet); und

Rekonstruieren des digitalen Bildsignals, in welche die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet worden ist unter Verwendung von MRR und von MRA, welche Informations-Einbett-Verarbeitung unterworfen sind.

34. Aufzeichnungsmedium, auf welchem ein Programm aufgezeichnet ist, welches auf einer Computer-Vorrichtung auszuführen ist, wobei das Programm zum Realisieren einer operationellen Umgebung in der Computer- Vorrichtung ist, die folgende Schritte aufweisend:

Empfangen eines rekonstruierten digitalen Bildsignals, erhalten durch Teilen des digitalen Bildsignals durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band-Teilen und durch Einbetten einer Pseudo-Zufallszahlen- Kette in eine Kette, strukturiert durch Koeffizienten in jedem oder einigen der Anzahl von Frequenzbändern mit Ausnahme eines tiefsten Frequenzbandes, bezeichnet als MRA (nachfolgende bezeichnet als MRR), und dann Teilen des rekonstruierten digitalen Bildsignals in Koeffizienten in einer Anzahl von Frequenzbändern durch diskrete Wavelet-Transformation oder Sub-Band-Transformation;

Bestimmen der Pseudo-Zufallszahlen-Kette, eingebettet in dem digitalen Bildsignal gemäß dem berechneten inneren Produkt; und

35. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 33, bei welchem die Pseudo- Zufallszahlen-Kette strukturiert ist durch Zahlen, gewählt aus normalverteilten Durchschnittswerten "0" und Verteilungswerten von "1".

36. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 34, bei welchem die Pseudo- Zufallszahlen-Kette strukturiert ist durch Zahlen, gewählt aus normalverteilten Durchschnittswerten "0" und Verteilungswerten von "1".

37. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 34, bei welchem, wenn das berechnete innere Produkt größer ist als ein vorbestimmter Wert in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsschritt die Pseudo-Zufallszahlen-Kette, die in die Kette eingebettet ist, strukturiert ist durch Koeffizienten in dem MRR, positiv bestimmt wird, die Pseudo-Zufallszahlen- Kette zu sein.

38. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 36, bei welchem, wenn das berechnete innere Produkt größer ist als ein vorbestimmter Wert in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Bestimmungsschritt die Pseudo-Zufallszahlen-Kette, die in die Kette eingebettet ist, strukturiert ist durch Koeffizienten in dem MRR, positiv bestimmt wird, die Pseudo-Zufallszahlen- Kette zu sein.

39. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 33, welchem in dem Band- Teilungsschritt das digitale Bildsignal geteilt wird in eine Anzahl von Hierarchien, wenn es in Koeffizienten in einer Anzahl von Frequenzbändern geteilt wird, und in dem Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer zweiten oder höheren Hierarchien in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern.

40. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 35, welchem in dem Band- Teilungsschritt das digitale Bildsignal geteilt wird in eine Anzahl von Hierarchien, wenn es in Koeffizienten in einer Anzahl von Frequenzbändern geteilt wird, und in den Pseudo-Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt die Pseudo-Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer zweiten oder höheren Hierarchien in dem MRR unter den geteilten Frequenzbändern.

41. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 33, welchem in dem Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region), und durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

42. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 35, welchem in dem Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region), und durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

43. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 39, welchem in dem Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region), und durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

44. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 40, welchem in dem Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region), und durch jeden oder einige der Koeffizienten in einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

45. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 33, bei welchem in dem Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region), oder einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

46. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 35, bei welchem in dem Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region), oder einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

47. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 39, bei welchem in dem Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region), oder einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).

48. Aufzeichnungsmedium gemäß Anspruch 40, bei welchem in dem Pseudo- Zufallszahlen-Ketten-Einbettungsschritt unter dem MRR die Pseudo- Zufallszahlen-Kette eingebettet wird in eine Kette, strukturiert durch jeden oder einige der Koeffizienten in entweder einer Region, die hoch ist in einer horizontalen Frequenzkomponente und tief ist in einer vertikalen Frequenzkomponente (HL-region), oder einer Region, die tief ist in der horizontalen Frequenzkomponente und hoch ist in der vertikalen Frequenzkomponente (LH-region).