DE69733989T2

DE69733989T2 - Verfahren zur Extrahierung von Daten und Verfahren zur Verdeckerung von Daten

Info

Publication number: DE69733989T2
Application number: DE69733989T
Authority: DE
Inventors: Syoiti Ninomiya; Shu Chigasaki-shi Tezuka; Norishige Morimoto
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2017-11-15
Also published as: EP0845757A2; JPH10164349A; US6286100B1; EP0845757B1; CA2220816A1; ES2248830T3; HK1015904A1; CN1191356A; EP0845757A3; MY123085A; KR19980041885A; CN1095575C; TW315436B; SG79951A1; KR100287099B1; JP3649537B2; DE69733989D1; CA2220816C

Description

Im Laufe der Entwicklung der Multimediagesellschaft sind in Internetsystemen oder als CD-ROM-Software große Mengen an digitalen Video- und Audioinformationen in Umlauf gebracht worden. Jedermann kann einfach perfekte Kopien von digitalen Video- und Audioinformationen ohne Qualitätseinbuße herstellen, sodass die illegale Verwendung und der Urheberrechtsschutz zu einem Problem geworden sind. Um zu verhindern, dass illegale Kopien von Mediendaten wie Video- und Audiodaten durch Dritte erstellt werden, rückt das Verfahren zum Verbergen von Zusatzinformationen, wie beispielsweise die Signatur eines Autors, in den ursprünglichen Mediendaten in den Mittelpunkt des Interesses. Wenn digitale Videodaten oder andere derartige Daten illegal kopiert worden sind, könnte man herausfinden, ob es sich um eine illegale Kopie handelt, indem man die in der Kopie verborgene Signatur ermittelt und die Quelle bestimmt. Ein derartiges kryptisches Verfahren wird als „Daten verbergen" bezeichnet.
Ein derartiges Verfahren zum Verbergen von Daten wird in „Nikkei Electronics 4-22 1996" vom 22. April 1996 beschrieben. 1 ist ein Blockschaltbild zum Erklären eines herkömmlichen Verfahrens zum Verbergen und Extrahieren von Daten. Beim Verbergen einer Kennungsinformation (ID) wird zuerst mittels der diskreten Kosinustransformation (discrete cosine transform, DCT) oder mittels der diskreten Hochgeschwindigkeits-Fouriertransformation (discrete Fourier transform, DFT) eine Frequenztransformation der originalen Medieninformation, beispielsweise von bewegten Bildern, Standbildern, Fotografien oder Audiodateien, durchgeführt, um deren Frequenzspektrum zu erzeugen. In dieses Frequenzspektrum der Medieninformation wird die Kennungsinformation spektral verteilt und eingefügt. Die Kennungsinformation ist eine jedem Käufer eines Werks zugeteilte Zufallszahl. Der Algorithmus zur Erzeugung der Zufallszahl verwendet eine Normalverteilung der Länge 1000. Dann wird durch eine inverse Frequenztransformation aus dem Frequenzspektrum der Medieninformation, dem die Kennungsinformation hinzugefügt wurde, das originale digitale Werk mit der darin verborgenen Kennungsinformation wiederhergestellt. Das digitale Werk weist die verborgene Kennungsinformation auf, ist jedoch dem originalen Werk fast identisch, sodass der Käufer den Unterschied visuell nicht wahrnehmen kann.
Umgekehrt wird beim Extrahieren der Kennungsinformation zuerst die Frequenztransformation des als illegale Kopie vermuteten digitalen Werks durchgeführt, um sein Frequenzspektrum zu erzeugen; dabei wird auch das Frequenzspektrum des Originalwerks erzeugt. Dann wird die Differenz zwischen diesen Spektren ermittelt und mit der vom Autor erstellten Kennungsinformation verglichen. Durch diesen Vergleich kann der Käufer des Werks ermittelt und eingeschätzt werden, ob es sich um eine illegale Kopie handelt.
Ein Merkmal des oben erwähnten Verfahrens besteht darin, dass der Frequenzraum zum Verbergen von Daten verwendet wird. Das heißt, dass die Medieninformation vom realen Raum in den Frequenzraum transformiert und die Frequenzkomponente im Frequenzspektrum auf Basis der Kennungsinformation bearbeitet wird. Ein weiteres Merkmal besteht darin, dass ein lokaler Frequenzbereich verwendet wird. Das heißt, dass die Hochfrequenzkomponente im Frequenzspektrum der Medieninformation nicht verwendet wird und die spektrale Verteilung nur im Niederfrequenzbereich stattfindet. Das liegt daran, dass die Kennungsinformation beim Komprimieren oder Dekomprimieren des Bildes gelöscht wird, wenn die Kennungsinformation in einen Hochfrequenzbereich eingestreut wird. Das heißt, dass die Kennungsinformation durch dieses herkömmliche Verfahren lokal im Frequenzraum der Medieninformation spektral verteilt und die Kennungsinformation im gesamten realen Raum der Medieninformation verborgen wird.
Das oben erwähnte herkömmliche Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, dass die Nachrichteninformation (Kennungsinformation) mittels eines Frequenzfilters leicht aus der Medieninformation herausgefiltert werden kann. Zum Beispiel bleibt die Komponente des Hochfrequenzbandes ungefiltert, wenn die Medieninformation mit der darin verborgenen Nachrichteninformation mit einem Hochpassfilter bearbeitet wird, der nur eine niederfrequente Komponente herausfiltert, während die Komponente des Niederfrequenzbandes, in der die Nachrichteninformation verborgen war, vollständig herausgefiltert wird. Daher kann die durch einen Hochpassfilter ausgesonderte Kennungsinformation nicht mehr aus der Medieninformation extrahiert werden, und man kann andere Zusatzkennungsinformationen in ihr verbergen.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Verbergen von Daten zur Verfügung zu stellen, das gegenüber dem Entfernen oder Verändern der in die Medieninformation eingebetteten Nachrichteninformation sehr resistent ist. Insbesondere ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass die verborgene Nachrichteninformation auch dann erhalten bleibt, wenn eine Signalverarbeitung mittels eines Frequenzfilters durchgeführt wird.
Um die oben genannten Probleme zu lösen, stellt eine erste Erfindung ein Verfahren zum Verbergen von Daten zur Verfügung, das eine Nachrichteninformation in die Medieninformation einbettet. Das Verfahren zum Verbergen von Daten umfasst die folgenden Schritte:

(a) Erzeugen eines Frequenzspektrums, das eine Vielzahl von Frequenzkomponenten bezüglich der Nachrichteninformation enthält;
(b) Extrahieren eines Basisbereichs aus dem Frequenzspektrum der Nachrichteninformation, wobei der Basisbereich als ein Bereich definiert ist, der Merkmalsfrequenzkomponenten enthält, die Merkmale der Nachrichteninformation im realen Raum darstellen;
(c) Erzeugen einer Vielzahl von Kopien des Basisbereichs und Erzeugen eines Frequenzspektrums als Zwischeninformation durch verteiltes Anordnen der entsprechenden Kopien im Frequenzraum; und
(d) Verbergen der Nachrichteninformation in der Medieninformation durch Bearbeiten des Frequenzspektrums der Nachrichteninformation auf Basis der Zwischeninformation.

Ferner stellt eine zweite Erfindung ein Verfahren zum Verbergen von Daten zur Verfügung, das eine Nachrichteninformation in der Medieninformation verbirgt. Das Verfahren zum Verbergen von Daten umfasst die folgenden Schritte:

(a) Erzeugen eines Frequenzspektrums, das eine Vielzahl von Frequenzkomponenten bezüglich der Nachrichteninformation enthält;
(b) Extrahieren eines Basisbereichs aus dem Frequenzspektrum der Nachrichteninformation, wobei der Basisbereich als ein Bereich definiert ist, der Merkmalsfrequenzkomponenten enthält, welche Merkmale der Nachrichteninformation im realen Raum darstellen;
(c) Erzeugen einer Vielzahl von Kopien des Basisbereichs und Erzeugen eines Frequenzspektrums als Zwischeninformation durch verteiltes Anordnen der entsprechenden Kopien im Frequenzraum; und
(d) Verbergen der Nachrichteninformation in der Medieninformation durch Ausführen einer Rechenoperation auf Basis der Zwischeninformation und der Medieninformation.

Dabei enthält der Basisbereich vorzugsweise eine Vielzahl von Frequenzkomponenten bezüglich äußerer Merkmale der Nachrichteninformation im realen Raum. Insbesondere wenn die Medieninformation eine Bildinformation ist, bestehen die Basisbereiche vorzugsweise aus einer Vielzahl von Niederfrequenzkomponenten, die Umrissmerkmale eines Bildes im realen Raum darstellen.
Ferner kann in Schritt (b) eine Vielzahl von Basisbereichen extrahiert werden, in diesem Fall für jeden Basisbereich.
Alle oben erwähnten Kopien können dieselbe Frequenzkomponente wie die Merkmalsfrequenzkomponente des Basisbereichs aufweisen. Ferner sind Frequenzkomponenten des Frequenzspektrums der Zwischeninformation an Stellen, an denen keine Kopien angeordnet sind, vorzugsweise gleich null.
Ferner ist die Rechenoperation in Schritt (d) vorzugsweise eine spezielle binomische arithmetische Addition. Man beachte, dass ein Schritt einer inversen Frequenztransformation eines in Schritt (d) erzeugten Ergebnisses ausgeführt wird, wenn die Rechenoperation in Schritt (d) im Frequenzraum durchgeführt wird.
Eine dritte Erfindung stellt ein Verfahren zur Datenextraktion zur Verfügung, das die Nachrichteninformation aus der Medieninformation extrahiert, in deren Frequenzraum die Nachrichteninformation mehrfach verborgen ist. Das Verfahren zur Datenextraktion umfasst die folgenden Schritte:

(a) Erzeugen eines Frequenzspektrums als erste Zwischeninformation, das eine Vielzahl von Basisbereichen aufweist, durch Bearbeiten der Medieninformation mit der darin verborgenen Nachrichteninformation, wobei jeder der Basisbereiche Merkmalsfrequenzkomponenten enthält, die Merkmale der Medieninformation im realen Raum darstellen;
(b) Bezeichnen mindestens eines der Basisbereiche aus dem Frequenzspektrum, das als erste Zwischeninformation erzeugt wurde;
(c) Erzeugen eines Frequenzspektrums als zweite Zwischeninformation durch Anordnen der Merkmalsfrequenzkomponenten des Basisbereichs an vorgegebenen Stellen des Frequenzraums; und
(d) Extrahieren der in der Medieninformation verborgenen Nachrichteninformation durch Ausführen einer inversen Frequenztransformation der zweiten Zwischeninformation.

Eine vierte Erfindung stellt ein Verfahren zur Datenextraktion zur Verfügung, das eine Nachrichteninformation aus der Medieninformation extrahiert, in deren Frequenzraum die Nachrichteninformation mehrfach verborgen ist. Das Verfahren zur Datenextraktion umfasst die folgenden Schritte:

(a) Erzeugen eines Frequenzspektrums, das eine Vielzahl von Frequenzkomponenten bezüglich der ersten Zwischeninformation aufweist, durch eine Rechenoperation auf Basis sowohl der Medieninformation mit der darin verborgenen Nachrichteninformation als auch der Medieninformation ohne die darin verborgene Nachrichteninformation;
(b) Bezeichnen mindestens eines der Basisbereiche aus dem Frequenzspektrum der ersten Zwischeninformation, wobei jeder der Basisbereiche Merkmalsfrequenzkomponenten enthält, die Merkmale der Nachrichteninformation im realen Raum darstellen;
(c) Erzeugen eines Frequenzspektrums als zweite Zwischeninformation durch Anordnen der Merkmalsfrequenzkomponenten des Basisbereichs an vorgegebenen Stellen im Frequenzraum; und
(d) Extrahieren der in der Medieninformation verborgenen Nachrichteninformation durch Ausführen einer inversen Frequenztransformation der zweiten Zwischeninformation.

Dabei ist die Rechenoperation in dem oben erwähnten Schritt (a) vorzugsweise eine binomische Rechenoperation. Insbesondere besteht die Rechenoperation in Schritt (a) vorzugsweise aus der Bildung der Differenz zwischen der Medieninformation mit der darin verborgenen Nachrichteninformation und der Medieninformation ohne die darin verborgene Nachrichteninformation.
Ferner sind die Basisbereiche im Frequenzspektrum der ersten Zwischeninformation verteilt und mehrfach angeordnet.
In dem oben erwähnten Schritt (b) kann der Basisbereich durch Angeben einer Positionsinformation bezeichnet werden, die eine Position des Basisbereichs im Frequenzraum bezeichnet.
Außerdem kann der Basisbereich in dem oben erwähnten Schritt (c) durch Angeben einer Anordnungsregel angeordnet werden, die eine Position des Basisbereichs im Frequenzraum bezeichnet.
Ferner sind Frequenzkomponenten des Frequenzspektrums der zweiten Zwischeninformation an Stellen, an denen keine Basisbereiche angeordnet sind, vorzugsweise gleich null.
In einer solchen Struktur sind im Frequenzraum eine Vielzahl von Kopien des Basisbereichs verteilt angeordnet. Das heißt, dass der Basisbereich in verschiedenen Frequenzbändern mehrfach kopiert wird. Daher kann der Inhalt des Basisbereichs aus den in anderen Frequenzbändern vorliegenden Kopien auch dann ermittelt werden, wenn die Frequenzkomponente in einem bestimmten Frequenzband durch einen Frequenzfilter herausgefiltert wurde und die Kopie an dieser Stelle verloren gegangen ist. Die jeweiligen Kopien weisen dieselbe Frequenzkomponente wie die Merkmalsfrequenzkomponente des Basisbereichs auf.
Wenn eine Kopie ermittelt werden kann, können somit alle Merkmalsfrequenzkomponenten extrahiert werden. Da die Merkmalsfrequenzkomponente das Merkmal der Nachrichteninformation im realen Raum darstellt, kann die Nachrichteninformation durch Extrahieren der Merkmalsfrequenzkomponente rekonstruiert werden.
Im Folgenden wird unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wie die Erfindung ausgeführt werden kann. Dabei ist:
1 ein Blockschaltbild zum Erläutern des Verbergens und Extrahierens von Daten nach dem Stand der Technik;
2 ein Flussdiagramm einer Prozedur zum Einbetten von Daten;
3 eine schematische Darstellung zum Erläutern des Einbettens von Daten;
4 eine schematische Ansicht zu Erläutern des Vorgangs, bei dem Basisbereiche im Frequenzraum mehrfach angeordnet werden;
5 ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zum Extrahieren der Nachrichteninformation zeigt;
6 eine schematische Darstellung zum Erläutern der Datenextraktion;
7 eine Abbildung, die ein auf einem Anzeigegerät angezeigtes Grautonbild der digitalen Nachrichteninformation zeigt;
8 eine Prinzipdarstellung zum Erläutern des Einbettens von Daten, wenn eine Vielzahl von Basisbereichen gesetzt worden sind;
9 eine Prinzipdarstellung zum Erläutern des Einbettens anderer Daten;
10 ein Blockschaltbild eines Systems, das eine Nachrichteninformation in die Medieninformation einbettet; und
11 ein Blockschaltbild eines Systems, das eine Nachrichteninformation aus der Medieninformation extrahiert, bei der die Nachrichteninformation im Frequenzraum mehrfach verborgen ist.
Im Folgenden wird anhand der 2 und 3 ein Verfahren zum Verbergen von Daten zum Verbergen einer Nachrichteninformation in der Medieninformation beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm der Prozedur zum Einbetten von Daten in einer Ausführungsart der vorliegenden Erfindung, und 3 ist eine schematische Darstellung zum Erläutern des Einbettens von Daten.
Frequenztransformation der Medieninformation M (Schritt 21):
Zuerst werden die Medieninformation (M) und die Nachrichteninformation (m) vorbereitet. Die Medieninformation (M) ist ein Objekt, in dem Daten enthalten sind, und besteht aus Daten eines Standbilds, bewegter Bilder oder Sprache usw. In der folgenden Beschreibung werden als Beispiele eines Medienbildes Standbilder wie die in 3 gezeigten Bilder beschrieben.
Die Nachrichteninformation (m) wiederum ist eine in der Medieninformation (M) verborgene Information, und in der folgenden Beschreibung wird als Beispiel ein binäres Bild „IBM" beschrieben, das aus relativ niederfrequenten Komponenten wie der in 7(a) gezeigten besteht. Die Frequenztransformation eines Standbilds als Medieninformation (M) wird durchgeführt. Für die Frequenztransformation können verschiedene bekannte Verfahren wie die Sinustransformation, die Fouriertransformation, die diskrete Fouriertransformation (DFT) und die Wavelet-Transformation benutzt werden. Durch Auswahl einer für die Merkmale der Nachrichteninformation geeigneten Frequenztransformation kann die Wirksamkeit und die Zuverlässigkeit der Umwandlung erhöht werden. Durch Ausführen der Frequenztransformation der Medieninformation (M) wird das Frequenzspektrum f₁ erzeugt. Das Frequenzspektrum f₁ enthält, wie in 3 gezeigt, eine große Anzahl von Frequenzkomponenten (a) in Form einer Matrix, in der die horizontale und die vertikale Richtung eine eindimensionale bzw. eine zweidimensionale Richtung darstellen. Man beachte, dass die eindimensionale Richtung nach rechts und die zweidimensionale Richtung nach unten eine höherfrequente Komponente darstellt.
Frequenztransformation der Nachrichteninformation (m) (Schritt 22):
Durch Ausführen der Frequenztransformation der als binäres Bild dienenden Nachrichteninformation (m) erhält man ein Frequenzspektrum f₂, in dem eine große Anzahl von Frequenzkomponenten (b) in Form einer Matrix angeordnet sind.
Extraktion des Basisbereichs B (Schritt 23):
Der Basisbereich B wird aus den Frequenzspektrum f₂ der Nachrichteninformation (m) extrahiert. Dieser Basisbereich B besteht aus einer Vielzahl von Merkmalsfrequenzen, die das äußere Merkmal der Nachrichteninformation (m) im realen Raum darstellen. Normalerweise ist in einem Bild eine Frequenzkomponente, die das Umrissmerkmal wiedergibt, oft Bestandteil des gesamten Frequenzraums. Beispielsweise kann ein großes und einfaches Muster, das von einem Menschen einfach erfasst werden kann, nur durch relativ niederfrequente Komponenten wiedergegeben werden.
7 zeigt das Grautonbild der auf einer Anzeigeeinheit angezeigten digitalen Nachrichteninformation. Das aus 384 x 256 Pixeln bestehende Frequenzspektrum eines binären Bildes von 7(a) wird erzeugt und ein bestimmtes niederfrequentes Band zum Basisbereich erklärt. Hier wird beispielsweise jede durch b_ij (mit 1 ≤ i ≤ 50 (eindimensionale Richtung) und 1 ≤ j ≤ 50 (zweidimensionale Richtung)) ausgedrückte Frequenzkomponente als Basisbereich bezeichnet. Dann werden alle nicht in diesem Basisbereich enthaltenen Frequenzkomponenten gleich null gesetzt. Dann wird ein durch diese Operation erzeugtes neues Frequenzspektrum wieder in den realen Raum zurückgegeben und folglich ein Bild wie das in 7(b) gezeigte erzeugt. Obwohl die Bildqualität durch die unscharfen Kanten des Bildes und die Streifenmuster verschlechtert wurde, reicht sie so weit aus, um die erforderlichen Informationen zu gewinnen. Aus diesem Ergebnis ergibt sich, dass das Umrissmerkmal eines einfachen Bildes durch die niederfrequenten Komponenten in dem oben genannten Basisbereich grob wiedergegeben werden kann. Daher wird jede Frequenzkomponente innerhalb dieses Basisbereichs als Merkmalsfrequenzkomponente bezeichnet.
Der Basisbereich kann automatisch ermittelt werden, indem man den Wert jeder Frequenzkomponente eines Frequenzspektrums angibt. Allgemein kann man sagen, dass eine Frequenzkomponente mit einem größeren Wert eine zum Darstellen des Bildes alleine wichtige Komponente ist. Wenn man daher einen Schwellwert einstellt, der ein Kriterium zum Einschätzen der Bedeutung einer Frequenzkomponente liefert, werden sämtliche Frequenzkomponenten eines Frequenzspektrums größer als der Schwellwert extrahiert. Dann wird eine Stelle, an der sich die extrahierten Frequenzkomponenten besonders stark konzentrieren (eine Stelle, die einen Bereich bildet, der größer als ein Vorgabewert ist), als Basisbereich bezeichnet.
4 ist eine schematische Ansicht zum Erläutern, wie die Basisbereiche mehrfach im Frequenzraum angeordnet werden. In dem in der Figur gezeigten Frequenzraum f₂ ist die im Bereich oben rechts durch schräge Schraffur angezeigte Frequenzkomponente die Merkmalsfrequenzkomponente. Somit wird ein Block als Basisbereich ausgeschnitten, der eine niederfrequente Komponente enthält, die ein binäres Bildmerkmal darstellt.
Die Merkmalsfrequenzkomponente braucht allerdings nicht immer eine niederfrequente Komponente zu sein. Das liegt daran, dass bei einem Bild mit einem komplizierten äußeren Merkmal wie einem Gittermuster eine höherfrequente Komponente wichtiger wird; daher können je nach Bild andere Merkmalsfrequenzkomponenten in Betracht kommen. Der Basisbereich in der vorliegenden Erfindung ist daher als ein Bereich definiert, der eine Vielzahl von Merkmalsfrequenzkomponenten enthält, die äußere Merkmale der Nachrichteninformation (m) im realen Raum darstellen. Somit beschränkt sich die Merkmalsfrequenzkomponente nicht allein auf einen Bereich, der eine niederfrequente Komponente enthält.
Erzeugung der Zwischeninformation (Schritt 24):
Der in Schritt 23 erzeugte Referenz-Basisbereich B wird n-mal in den Frequenzraum kopiert, um eine Zwischeninformation (Frequenzspektrum f₃) zu erzeugen. Das heißt, dass n Kopien des Basisbereichs erzeugt und diese Kopien im Frequenzraum verstreut angeordnet werden.
In dem in 4 gezeigten Frequenzspektrum f₃ sind die n Kopien des in Schritt 23 extrahierten Basisbereichs B verstreut angeordnet. Jede Frequenzkomponente dieser angeordneten Kopien weist denselben Wert auf wie eine Merkmalsfrequenzkomponente, die der Position des Basisbereichs entspricht. Zum Beispiel muss jede Frequenzkomponente an einer bestimmten Position der obersten Reihe, an der die Kopie im Frequenzspektrum f₃ angeordnet ist, der Frequenzkomponente der obersten Reihe im Basisbereich entsprechen, sodass sich die Frequenzkomponente zu „b₁₁, b₁₂, ..., b_1m von links ergibt. Diese Operation wird für alle Positionen ausgeführt, an denen die Kopien des Basisbereichs B angeordnet sind. Dann werden alle Frequenzkomponenten an allen Stellen außer den Positionen gleich null gesetzt, an denen sich Kopien befinden (die im Frequenzspektrum f₃ von 4 durch schräge Schraffur markierten Teile).
In Schritt 23 wird die Positionsinformation als Schlüssel K gespeichert, die die Positionen kennzeichnet, an der die oben erwähnten n Kopien im Frequenzraum angeordnet sind. Dieser Schlüssel K wird benötigt, wenn die Nachrichteninformation extrahiert wird. Wenn erforderlich, wird auch eine Information zur Größe eines Basisbereichs gespeichert. Das Anordnen kann unabhängig von dem einzubettenden Objekt immer an fest vorgegebenen Positionen erfolgen, allerdings werden für jedes Objekt vorzugsweise verschiedene Positionen gewählt, um eventuellen Änderungen zuvorzukommen.
Wenn die Anordnungspositionen entsprechend äußeren Umständen geändert werden, kann ein Algorithmus zum Erzeugen einer Positionsfolge verwendet werden, wie er beispielsweise in der Japanischen Patentanmeldung Nr. 8-159330 beschrieben wird. Mittels dieses Algorithmus werden die Positionen so angeordnet, dass sie einem gesonderten Band innerhalb des Frequenzbandes zugewiesen werden, damit sie dem Zugriff von Frequenzfiltern entzogen werden.
Addieren von Frequenzspektren (Schritt 25):
Das Frequenzspektrum f₃ einer Zwischeninformation und das Frequenzspektrum f₁ der Medieninformation (M) werden addiert.
Inverse Frequenztransformation (Schritt 26):
Die inverse Frequenztransformation des durch das Addieren in Schritt 25 erzeugten Frequenzspektrums wird durchgeführt, um die Medieninformation (M') zu erzeugen, in der die Nachrichteninformation verborgen wurde. Da diese Medieninformation (M') einem Prozess auf Basis der Nachrichteninformation (m) unterworfen wurde, unterscheidet sie sich im wahrsten Sinne des Wortes von der ursprünglichen Medieninformation (M). Der Unterschied ist jedoch kaum zu erkennen.
Das Addieren des Frequenzspektrums f₃ und der Medieninformation kann im realen Raum erfolgen. Dabei ist es zum einen wünschenswert, die einzubettenden Daten um einen konstanten Faktor zu vermehren, um die durch das Hinzufügen verursachte Verschlechterung der Bildqualität maximal zu unterdrücken, zum anderen ist es jedoch wünschenswert, den Wert in Grenzen zu halten.
Man beachte, dass der Schritt 26 natürlich nicht ausgeführt werden muss, wenn die Addition für jedes Pixel im realen Raum erfolgt.
Datenextraktion
Im Folgenden wird anhand der 5 und 6 ein Verfahren zum Extrahieren der Nachrichteninformation aus einer Medieninformation (M') beschrieben, in der die Nachrichteninformation mehrfach durch das oben erwähnte Verfahren zum Verbergen im Frequenzraum verborgen wurde. 5 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur des Extrahierens der Nachrichteninformation zeigt, und 6 ist eine schematische Darstellung zum Erläutern der Datenextraktion. Grundsätzlich sind zum Extrahieren der Nachrichteninformation die folgenden Daten erforderlich.

(1) Die Medieninformation (M'), in der die Nachrichteninformation verborgen wurde
(2) Die ursprüngliche Medieninformation (M)
(3) Der Schlüssel K als Positionsinformation

Erzeugen einer Differenzinformation (I) (Erste Zwischeninformation) (Schritt 51):
Die Differenzinformation wird als erste Zwischeninformation durch Ermitteln der Differenz zwischen der Medieninformation (M') mit der darin verborgenen Nachrichteninformation (m) und der ursprünglichen Medieninformation (M) erzeugt.
Frequenztransformation der Differenzinformation (I) (Schritt 52):
Durch Ausführen der Frequenztransformation der Differenzinformation (I) wird das Frequenzspektrum f₄ erzeugt. Die Differenz kann in Schritt 52 allerdings nicht nur im realen Raum, sondern auch im Frequenzraum berechnet werden.
In diesem Fall werden zuerst die Frequenzspektren der Medieninformation (M') und der ursprünglichen Medieninformation (M) erzeugt. Dann wird im Frequenzraum die Differenz zwischen diesen beiden Spektren ermittelt, um das Frequenzspektrum f₄ zu erzeugen. In dem so erzeugten Frequenzspektrum f₄ sind die Basisbereiche verstreut und mehrfach angeordnet.
Extrahieren des Basisbereichs B (Schritt 53):
Es wird mindestens ein Basisbereich B aus dem Frequenzspektrum f₄ extrahiert. Um die Position des Basisbereichs B im Frequenzraum zu benennen, wird der Schlüssel K verwendet, und es wird mindestens ein Bereich ermittelt, der dieselbe Größe wie der Basisbereich aufweist. An der Stelle, wo der Basisbereich ermittelt wurde, muss ein Extraktor, zum Beispiel durch Aufnehmen in die Schlüsselinformation, über die Größe des Basisbereichs informiert werden. Wenn sich die Medieninformation (M') in einem idealen Zustand befindet und keinerlei Schäden aufweist, ist das Frequenzspektrum f₄ dem oben erwähnten Frequenzspektrum f₃ identisch. Daher kann bei einem idealen Zustand eine maximale Anzahl von n Basisbereichen extrahiert werden, weil eine Vielzahl von n Basisbereichen angeordnet worden ist. Wenn die Medieninformation (M') jedoch durch einen Frequenzfilter oder eine Analogkopie beschädigt wurde, sind einige der Basisbereiche verloren gegangen. Daher können in bestimmten Fällen nicht alle Basisbereiche extrahiert werden. Auch in diesem Fall kann die Nachrichteninformation trotzdem effektiv extrahiert werden, wenn nur ein Basisbereich extrahiert werden kann.
Erzeugen der Zweiten Zwischeninformation (I') (Schritt 54):
Durch Anordnen des Basisbereichs B an einer bestimmten Position im Frequenzraum wird ein Frequenzspektrum f₅ als zweite Zwischeninformation (I') erzeugt. Zuvor wird eine Regel vorgegeben, nach der die Position zum Anordnen des Basisbereichs B im Frequenzraum bestimmt und der Basisbereich angeordnet wird. Bei dieser Ausführungsart wird vorausgesetzt, dass der Basisbereich B oben links im niederfrequenten Bereich des Frequenzspektrums f₅ (siehe 6) angeordnet wird. Der Wert jeder Frequenzkomponente im Frequenzspektrum f₅ ist gleich dem Wert der Merkmalsfrequenzkomponente des Grundfrequenzbereichs B für die Stellen, an denen die Basisbereiche B angeordnet wurden; alle anderen Frequenzkomponenten werden gleich null gesetzt.
Inverse Frequenztransformation (Schritt 55):
Die inverse Frequenztransformation des Frequenzspektrums f₅ wird durchgeführt. Hierdurch wird die in der Medieninformation (M') verborgene Nachrichteninformation (m) extrahiert.
Bei dem oben erwähnten Verfahren ist die eingebettete Nachrichteninformation somit sehr beständig gegenüber der Bearbeitung durch Frequenzfilter und analoges Kopieren, da die das Merkmal der Nachrichteninformation darstellenden Basisbereiche im Frequenzraum der Medieninformation vielfach verteilt angeordnet sind. Der Frequenzfilter wird bezüglich des Frequenzraums lokal eingesetzt, sodass die Wahrscheinlichkeit gering ist, dass alle oben genannten Kopien zerstört werden. Deshalb kann der Basisbereich festgestellt und folglich die Nachrichteninformation ausgewertet werden, wenn auch nur eine nicht beschädigte Kopie vorliegt.
Wenn die ursprüngliche Medieninformation (M) und der Schlüssel K nicht vorliegen, ist es nicht möglich, eine eingebettete Nachrichteninformation zu extrahieren. Damit spielen die ursprüngliche Medieninformation und die Schlüsselinformation die Rolle eines kryptografischen Schlüssels, sodass Daten nur sehr schwer verfälscht oder geändert werden können.
Ferner ist der Umfang der zum Extrahieren von eingebetteten Daten erforderlichen Daten gering und praktisch vertretbar. Die zum Extrahieren der Daten benötigten Daten sind die ursprüngliche Medieninformation (M) und ein Schlüssel K zum Bezeichnen der Position der Basisbereichskopie.
Obwohl die oben erwähnte Ausführungsart unter Bezug auf den Fall eines einzigen Basisbereichs beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung auch auf den Fall einer Vielzahl von Basisbereichen angewendet werden. 8 ist eine Prinzipdarstellung zum Erläutern des Einbettens von Daten, wenn eine Vielzahl von Basisbereichen verwendet werden. Durch Extrahieren von 7 Basisbereichen (B1 bis B7) aus dem Frequenzspektrum f₂ der Nachrichteninformation und Erstellen mehrerer Kopien aller Basisbereiche wird das Frequenzspektrum f₃ als Zwischeninformation erzeugt. Man beachte, dass 8 den Fall eines Vervielfachungsfaktors von 2 darstellt.
Die vorliegende Erfindung ist auch nicht auf Addition und Subtraktion beschränkt, obwohl die oben erwähnte Ausführungsart unter Bezug auf den Fall beschrieben wurde, bei dem zum Einbetten und Extrahieren von Daten die Addition und die Subtraktion verwendet wurde. Das heißt, dass die vorliegende Erfindung jeden Algorithmus verwenden kann, solange die ursprünglichen Daten aus dem Ergebnis eines Algorithmus wiederhergestellt werden können, der auf Basis bestimmter verborgener Daten ausgeführt wurde. Hierfür kommen verschiedene Algorithmen in Betracht, darunter der reversible Binomialalgorithmus.
Der hierin verwendete Algorithmus beruht auf der Idee, Frequenzkomponenten zu ersetzen. 9 ist eine Prinzipdarstellung zum Erläutern des Einbettens von Daten bei einer anderen Ausführungsart. Die Frequenztransformation der Medieninformation (M) wird durchgeführt, um das Frequenzspektrum f₁ zu erzeugen; gleichzeitig wird der Basisbereich B im Frequenzraum mehrfach kopiert, um das Frequenzspektrum f₃ als Zwischeninformation zu erzeugen. Bis hier entspricht die Prozedur der Beschreibung von 3. Dann werden durch einen Algorithmus von den Frequenzkomponenten (a) des Frequenzsystems f₁, das den Positionen der Basisbereiche entspricht, nur diejenigen Frequenzkomponenten ersetzt, die den Positionen der Basisbereiche B entsprechen.
Das heißt, dass diejenigen Frequenzkomponenten (a), die den Positionen der Bereiche (d. h. der Kopien der Basisbereiche) entsprechen, welche im Frequenzspektrum f₃ von 9 schräg schraffiert sind, durch die entsprechenden Merkmalsfrequenzkomponenten (b) ersetzt werden.
Auf diese Weise werden alle Frequenzkomponenten (a) in den Bereichen, die den Positionen zum Anordnen der Kopien im Frequenzspektrum f₁ entsprechen, durch die Merkmalsfrequenzkomponenten (b) der Basisbereiche B ersetzt werden. Die Information über die Positionen, an denen die Kopien angeordnet sind, ist als Schlüssel K gespeichert. Durch Ausführen der inversen Frequenztransformation des Frequenzspektrums für den Fall eines Austausch durch eine solche Rechenoperation kann eine Medieninformation (M') mit einer eingebetteten Nachrichteninformation erzeugt werden.
Wenn hingegen die Nachrichteninformation extrahiert wird, werden die Positionen, an denen die Kopien im Frequenzraum der Medieninformation (M') angeordnet sind, anhand des gespeicherten Schlüssels K bestimmt. Anschließend kann die Nachrichteninformation durch Ausführen einer ähnlichen Prozedur wie bei dem oben erwähnten Verfahren extrahiert werden.
Bei der Ausführungsart von 9 sind die Merkmalsfrequenzkomponenten der Basisbereiche B unmittelbar die Frequenzkomponenten der Medieninformation, sodass die ursprüngliche Medieninformation (M) nicht zum Extrahieren der Nachrichteninformation benötigt wird. Das heißt, dass die Nachrichteninformation allein anhand der Medieninformation (M') und des Schlüssels K extrahiert werden kann. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der Umfang der zu speichernden Daten noch weiter verringert werden kann.
Bei der Ausführungsart von 9 ist es wünschenswert, Kopien an denjenigen Positionen des Frequenzspektrum f₁ zu platzieren, an denen der Einfluss auf die Bildqualität möglichst gering ist, um der Verschlechterung der Bildqualität der Medieninformation entgegenzuwirken. Obwohl die Verarbeitung eines Bildes von dem Merkmal der Nachrichteninformation abhängt, ist es für das Verhindern der Verschlechterung der Bildqualität nicht wünschenswert, bei einem einfachen Bild wie dem in 7 gezeigten in einem niederfrequenten Band zu arbeiten. Trotzdem kann die Kopie des Basisbereichs bei Bearbeitung der Daten durch Dritte auch dann leicht verloren gehen, wenn mit einem zu hochfrequenten Band gearbeitet wird. Bei einem solchen Bild ist es daher wünschenswert, die Kopien in einem mittleren Frequenzband anzuordnen.
Im Folgenden wird ein System beschrieben, in dem das oben erwähnte Verfahren zum Verbergen von Daten realisiert wird. 10 ist ein Blockschaltbild eines Systems, dass eine Nachrichteninformation in eine Medieninformation einbettet. Die Medieninformation (M) und die Nachrichteninformation (m) sind in einer Speichereinheit 11 gespeichert.
Ein Mittel 12 zur Frequenztransformation erzeugt die Frequenzspektren der Medieninformation (M) und der Nachrichteninformation (m). Das erzeugte Frequenzspektrum wird in einem vorgegebenen Adressbereich des Hauptspeichers 13 gespeichert. Ein Mittel 14 zum Extrahieren des Basisbereichs extrahiert den Basisbereich B aus dem Frequenzspektrum der im Hauptspeicher 13 gespeicherten Nachrichteninformation (m), und der Basisbereich B enthält Merkmalsfrequenzkomponenten, die das Merkmal der Medieninformation im realen Raum darstellen. Ein Mittel 15 zum Erzeugen einer Zwischeninformation erzeugt eine Vielzahl von Kopien des durch das Mittel 14 zum Extrahieren von Basisbereichen erzeugten Basisbereichs B und erzeugt ferner durch Verteilen und Anordnen dieser Kopien des Basisbereichs B im Frequenzbereich ein Frequenzspektrum als Zwischeninformation. Das Mittel 15 zum Erzeugen der Zwischeninformation erzeugt ferner einen Schlüssel K, der eine Information über die Positionen der angeordneten Kopien des Basisbereichs B darstellt. Das Algorithmusmittel 16 verbirgt durch Bearbeiten des im Hauptspeicher 13 gespeicherten Frequenzspektrums der Medieninformation auf Basis des Frequenzspektrums als Zwischeninformation die Nachrichteninformation (m) in der Medieninformation (M). Die inverse Frequenztransformation des bearbeiteten Frequenzspektrums erfolgt durch das Mittel 17 zur inversen Frequenztransformation, in deren Ergebnis die Medieninformation (M') mit der darin verborgenen Nachrichteninformation entsteht.
Im Folgenden wird ein System beschrieben, das das oben erwähnte Verfahren zum Extrahieren von Daten realisiert. 11 ist ein Blockschaltbild eines Systems, das eine Nachrichteninformation aus der Medieninformation extrahiert, in der die Nachrichteninformation im Frequenzraum mehrfach verborgen ist. Die Medieninformation (M') ist in einer Speichereinheit 21 gespeichert. Ein erstes Erzeugungsmittel 22 erzeugt durch Bearbeiten der Medieninformation (M') ein Frequenzspektrum als erste Zwischeninformation.
Die erste Zwischeninformation weist eine Vielzahl von Basisbereichen B einschließlich einer Merkmalsfrequenzkomponente auf, die das Merkmal der Medieninformation im realen Raum darstellt und in einem vorgegebenen Adressbereich des Hauptspeichers 13 gespeichert ist. Das Bezeichnungsmittel 24 bezeichnet mindestens einen Basisbereich B des Frequenzspektrums der im Hauptspeicher 23 gespeicherten ersten Zwischeninformation anhand eines archivierten Schlüssels K. Ein zweites Erzeugungsmittel 25 erzeugt durch Anordnen der Merkmalsfrequenzkomponente des Basisbereichs B an einer vorgegebenen Position im Frequenzraum ein Frequenzspektrum als zweite Zwischeninformation. Dann extrahiert ein Extraktionsmittel 26 durch Ausführen der inversen Frequenztransformation des Frequenzspektrums der zweiten Zwischeninformation die in der Medieninformation (M') verborgene Nachrichteninformation (m) und gibt diese dann aus.
Das Programm, durch das das oben erwähnte Verfahren zum Einbetten von Daten ausgeführt wird, ist im Allgemeinen in einem Speichermedium gespeichert. Im vorliegenden Dokument ist das Speichermedium zum Beispiel eine Diskette, eine Festplatte, eine CD-ROM, ein magnetooptischer Speicher, eine DV D, ein Halbleiterspeicher o.ä. Dieses Programm weist die folgenden Schritte auf:

(a) Erzeugen eines Frequenzspektrums, dass eine Vielzahl von Frequenzkomponenten bezüglich der Nachrichteninformation enthält;
(b) Extrahieren eines Basisbereichs aus diesen Frequenzspektrum der Medieninformation, wobei der Basisbereich als ein Bereich definiert ist, der Merkmalsfrequenzkomponenten enthält, welche Merkmale der Nachrichteninformation im realen Raum darstellen;
(c) Erzeugen einer Vielzahl von Kopien des Basisbereichs und Erzeugen eines Frequenzspektrums als Zwischeninformation durch verteiltes Anordnen dieser Kopien im Frequenzraum; und
(d) Verbergen der Nachrichteninformation in der Medieninformation durch Bearbeiten des Frequenzspektrums der Nachrichteninformation auf Basis der Zwischeninformation.

Außerdem weist das Programm, welches das oben erwähnte Verfahren zur Datenextraktion ausführt, die folgenden Schritte auf:

(a) Erzeugen eines Frequenzspektrums als erste Zwischeninformation, das eine Vielzahl von Basisbereichen aufweist, durch Bearbeiten der Medieninformation mit der darin verborgenen Nachrichteninformation, wobei jeder der Basisbereiche Merkmalsfrequenzkomponenten enthält, die Merkmale der Nachrichteninformation im realen Raum darstellen;
(b) Bezeichnen mindestens eines der Basisbereiche aus dem Frequenzspektrum, das als erste Zwischeninformation erhalten wurde;
(c) Erzeugen eines Frequenzspektrums als zweite Zwischeninformation durch Anordnen der Merkmalsfrequenzkomponenten des Basisbereichs an vorgegebenen Positionen im Frequenzraum; und
(c) Extrahieren der in der Medieninformation verborgenen Nachrichteninformation durch Ausführen einer inversen Frequenztransformation der zweiten Zwischeninformation.

Das Verfahren zum Verbergen von Daten, das sich in der oben angegebenen Weise der vorliegenden Erfindung bedient, ist gegen die Bearbeitung durch ein Frequenzfilter und durch analoges Kopieren sehr beständig, und das Verfahren zum Verbergen von Daten kann die verborgene Nachrichteninformation selbst dann effektiv erhalten und extrahieren, wenn eine derartige Bearbeitung stattfindet.
Das Verfahren zum Verbergen von Daten der vorliegenden Erfindung kann folgende Merkmale aufweisen:

a) Der Basisbereich enthält eine Vielzahl von Frequenzkomponenten, die äußere Merkmale der Nachrichteninformation im realen Raum darstellen;
b) Die Medieninformation ist eine Bildinformation und der Basisbereich besteht aus einer Vielzahl von niederfrequenten Komponenten, welche Umrissmerkmale eines Bildes im realen Raum darstellen;
c) Eine Vielzahl von Basisbereichen wird aus dem Frequenzspektrum der Nachrichteninformation extrahiert, wobei die Basisbereiche als Bereiche definiert sind, die Merkmalsfrequenzkomponenten enthalten, die Merkmale der Nachrichteninformation im realen Raum darstellen;
d) Jede Kopie weist dieselbe Frequenzkomponente wie die Merkmalsfrequenzkomponente des Basisbereichs auf;
e) Von den Frequenzkomponenten des Frequenzspektrums der Zwischeninformation werden alle Frequenzkomponenten gleich null gesetzt, die nicht den Positionen der Kopien entsprechen;
f) Der Schritt des Erzeugens einer Vielzahl von Kopien (n) des Basisbereichs und des Erzeugens eines Frequenzspektrums f₃ durch verteiltes Anordnen dieser Kopien im Frequenzraum als Zwischeninformation wird für jeden der durch den obigen Schritt c) extrahierten Basisbereiche durchgeführt;
g) Die Rechenoperation in dem Schritt des Verbergens der Nachrichteninformation in der Medieninformation ist eine binomische Rechenoperation;
h) Die Rechenoperation in g) ist eine Addition;
i) Das Verfahren zum Verbergen von Daten kann ferner einen Schritt zum Ausführen einer inversen Frequenztransformation eines im obigen Schritt g) erzeugten Ergebnisses umfassen, wenn die Rechenoperation im Frequenzraum ausgeführt wird.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Extrahieren von Daten kann eines der folgenden Merkmale aufweisen:

j) Die Rechenoperation in dem Schritt zum Erzeugen eines Frequenzspektrums (f₁, f₂), das eine Vielzahl von Frequenzkomponenten bezüglich der ersten Zwischeninformation (f₃) aufweist, die durch eine Rechenoperation sowohl mit der Medieninformation (M') mit der darin verborgenen Nachrichteninformation als auch mit der Medieninformation (M) ohne die darin verborgene Nachrichteninformation erzeugt wurde, ist eine binomische Rechenoperation;
k) In dem obigen Schritt j) besteht die Rechenoperation in der Bildung der Differenz zwischen der Medieninformation mit der darin verborgenen Nachrichteninformation und der Medieninformation ohne die darin verborgene Nachrichteninformation;
l) Die Basisbereiche sind im Frequenzspektrum der ersten Zwischeninformation verteilt und mehrfach angeordnet;
m) Beim Bezeichnen des mindestens einen Basisbereichs (B) des als erste Zwischeninformation (f₃) erzeugten Frequenzspektrums kann der Basisbereich durch Angeben der Positionsinformation bezeichnet werden, die eine Position des Basisbereichs im Frequenzraum bezeichnet.
n) Beim Erzeugen eines Frequenzspektrums als zweite Zwischeninformation (54) durch Anordnen der Merkmalsfrequenzkomponenten des Basisbereichs (B) an vorgegebenen Positionen im Frequenzraum kann der Basisbereich durch Angeben einer Regel zum Anordnen angeordnet werden, die eine Position des Basisbereichs im Frequenzraum bezeichnet.
o) Von den Frequenzkomponenten des Frequenzspektrums der zweiten Zwischeninformation werden alle Frequenzkomponenten gleich null gesetzt, die nicht den Positionen der angeordneten Basisbereiche entsprechen.

Claims

Verfahren zum Verbergen einer Nachrichteninformation (m) durch Einbetten in eine Medieninformation (M), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) Bilden eines Frequenzspektrums (f₁, f₂), das bezüglich der Medieninformation (m) eine Vielzahl von Frequenzkomponenten enthält; (b) Extrahieren eines Basisbereichs (B) aus dem Frequenzspektrum der Nachrichteninformation, wobei der Basisbereich (B) als ein Bereich definiert ist, der Merkmalfrequenzkomponenten enthält, welche Merkmale der Nachrichteninformation im realen Raum darstellen; (c) Erzeugen einer Vielzahl von Kopien (η) des Basisbereichs und Erzeugen eines Frequenzspektrums (f₃) als Zwischeninformation durch verteiltes Anordnen der entsprechenden Kopien im Frequenzraum; und (d) Verbergen der Nachrichteninformation (m) in der Medieninformation (M) entweder durch Bearbeiten des Frequenzspektrums (f₁, f₂) der Nachrichteninformation (m) basierend auf der Zwischeninformation oder durch Ausführen einer arithmetischen Operation basierend sowohl auf der Zwischeninformation (f3) als auch auf der Medieninformation (M).
Datenextraktionsverfahren zum Extrahieren einer Nachrichteninformation (m) aus einer Medieninformation (M), wobei die Nachrichteninformation im Frequenzraum verborgen ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) Bilden eines Frequenzspektrums als erste Zwischeninformation (f₃), das eine Vielzahl von Basisbereichen (B) aufweist, durch Bearbeiten der Medieninformation (M) mit der darin verborgenen Nachrichteninformation (m), wobei jeder der Basisbereiche (B) Merkmalfrequenzkomponenten enthält, die Merkmale der Nachrichteninformation (m) im realen Raum darstellen; (b) Bezeichnen mindestens eines der Basisbereiche (B) aus dem Frequenzspektrum, das als erste Zwischeninformation (f₃) erhalten wurde; (c) Erzeugen eines Frequenzspektrums als zweite Zwischeninformation (54) durch Anordnen der Merkmalfrequenzkomponenten des Basisbereichs (B) an vorbestimmten Stellen im Frequenzraum; und (d) Extrahieren der in der Medieninformation (M) verborgenen Nachrichteninformation (m) durch Ausführen einer inversen Frequenztransformation der zweiten Zwischeninformation (54).
Datenextraktionsverfahren zum Extrahieren einer Nachrichteninformation (m) aus einer Medieninformation (M), wobei die Nachrichteninformation im Frequenzraum verborgen ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) Bilden eines Frequenzspektrums (f₁, f₂), das eine Vielzahl von Frequenzkomponenten bezüglich der ersten Zwischeninformation (f₃) aufweist, durch eine arithmetische Operation basierend sowohl auf der Medieninformation (m) mit der darin verborgenen Nachrichteninformation als auch auf der Medieninformation (m) ohne die darin verborgene Nachrichteninformation; (b) Bezeichnen mindestens eines der Basisbereiche (B) aus dem Frequenzspektrum der ersten Zwischeninformation (f₃), wobei jeder der Basisbereiche Merkmalfrequenzkomponenten enthält, die Merkmale der Nachrichteninformation im realen Raum darstellen; (c) Erzeugen eines Frequenzspektrums als zweite Zwischeninformation (54) durch Anordnen der Merkmalfrequenzkomponenten des Basisbereichs (B) an vorbestimmten Stellen im Frequenzraum; und (d) Extrahieren der in der Medieninformation (M) verborgenen Nachrichteninformation (m) durch Ausführen einer inversen Frequenztransformation der zweiten Zwischeninformation (54).
System zum Einbetten einer Nachrichteninformation (m) in eine Medieninformation (M), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) ein Mittel (12) zum Bilden eines Frequenzspektrums (f₁, f₂), das eine Vielzahl von Frequenzkomponenten bezüglich der Nachrichteninformation (m) enthält; (b) eine Extraktionseinrichtung (14) zum Extrahieren eines Basisbereichs (B) aus dem Frequenzspektrum der Nachrichteninformation (m), wobei der Basisbereich (B) als ein Bereich definiert ist, der Merkmalfrequenzkomponenten enthält, die Merkmale der Nachrichteninformation (m) im realen Raum darstellen; (c) eine Erzeugungseinrichtung (15) zum Erzeugen einer Vielzahl von Kopien des Basisbereichs (B) und Erzeugen eines Frequenzspektrums als Zwischeninformation (f₃) durch verteiltes Anordnen der entsprechenden Kopien im Frequenzraum; und (d) ein Mittel (16) zum Verbergen der Nachrichteninformation (m) in der Medieninformation (M) durch Bearbeiten des Frequenzspektrums der Nachrichteninformation (m) basierend auf der Zwischeninformation (f₃).
System zum Extrahieren einer Nachrichteninformation (m) aus einer Medieninformation (M), wobei die Nachrichteninformation im Frequenzraum verborgen ist, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: (a) ein Mittel (12) zum Bilden Erhalten eines Frequenzspektrums (f₁, f₂) als erste Zwischeninformation (f₃), das eine Vielzahl von Basisbereichen (B) aufweist, durch Bearbeiten der Medieninformation (M) mit der darin verborgenen Nachrichteninformation (m), wobei jeder der Basisbereiche (B) Merkmalfrequenzkomponenten enthält, die Merkmale der Nachrichteninformation (m) im realen Raum darstellen; (b) einen Bezeichner (24) zum Bezeichnen mindestens eines der Basisbereiche (B) aus dem Frequenzspektrum, das als erste Zwischeninformation (f₃) erhalten wurde; (c) eine Erzeugungseinrichtung (25) zum Erzeugen eines Frequenzspektrums als zweite Zwischeninformation (54) durch Anordnen der Merkmalfrequenzkomponenten der Basisbereiche (B) an vorbestimmten Stellen im Frequenzraum; und (d) eine Extraktionseinrichtung (26) zum Extrahieren der in der Medieninformation (M) verborgenen Nachrichteninformation (m) durch Ausführen einer inversen Frequenztransformation der zweiten Zwischeninformation (54).
Programmspeichermedium (11) zum Ausführen eines Prozesses zum Verbergen einer Nachrichteninformation (m) in einer Medieninformation (M) durch einen Computer, wobei das Medium durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: (a) Bilden eines Frequenzspektrums, das eine Vielzahl von Frequenzkomponenten (f₁, f₂) bezüglich der Nachrichteninformation (m) enthält; (b) Extrahieren eines Basisbereichs (B) aus dem Frequenzspektrum der Nachrichteninformation (m), wobei der Basisbereich (B) als ein Bereich definiert ist, der Merkmalfrequenzkomponenten enthält, die Merkmale der Nachrichteninformation (m) im realen Raum darstellen; (c) Erzeugen einer Vielzahl von Kopien des Basisbereichs (B) und Erzeugen eines Frequenzspektrums als Zwischeninformation (f₃) durch verteiltes Anordnen der entsprechenden Kopien im Frequenzraum; und (d) Verbergen der Nachrichteninformation (m) in der Medieninformation (M) durch Bearbeiten des Frequenzspektrums der Nachrichteninformation (m) basierend auf der Zwischeninformation (f₃).
Programmspeichermedium (11) zum Ausführen eines Prozesses zum Extrahieren einer Nachrichteninformation (m) aus einer Medieninformation (M) durch einen Computer, wobei die Nachrichteninformation im e Frequenzraum verborgen ist, wobei das Medium durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: (a) Bilden eines Frequenzspektrums als erste Zwischeninformation (f₃), das eine Vielzahl von Basisbereichen (B) aufweist, durch Bearbeiten der Medieninformation (M) mit der darin verborgenen Nachrichteninformation (m), wobei jeder der Basisbereiche (B) Merkmalfrequenzkomponenten enthält, die Merkmale der Nachrichteninformation (m) im realen Raum darstellen; (b) Bezeichnen mindestens eines der Basisbereiche (B) aus dem Frequenzspektrum, das als erste Zwischeninformation (f₃) erhalten wurde; (c) Erzeugen eines Frequenzspektrums als zweite Zwischeninformation (54) durch Anordnen der Merkmalfrequenzkomponenten des Basisbereichs (B) an vorbestimmten Stellen im Frequenzraum; und (d) Extrahieren der in der Medieninformation (M) verborgenen Nachrichteninformation (m) durch Ausführen einer inversen Frequenztransformation der zweiten Zwischeninformation (54).