JP2000069273A - Coding method and decoding method for watermark - Google Patents

Coding method and decoding method for watermark

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JP2000069273A
JP2000069273A JP23527498A JP23527498A JP2000069273A JP 2000069273 A JP2000069273 A JP 2000069273A JP 23527498 A JP23527498 A JP 23527498A JP 23527498 A JP23527498 A JP 23527498A JP 2000069273 A JP2000069273 A JP 2000069273A
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data
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Reiko Sawa
Takashi Tsuchiya
隆 土谷
礼子 澤
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Mega Chips Corp
株式会社メガチップス
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To save a data amount of original image data to be stored in a distribution source by storing the original image data in the form of a compressed image with a smaller data amount. SOLUTION: Original image data as an original image are compressed based on, e.g. JPEG and converted into a VLC code or image compression data. Then the original image data are stored in a form of the VLC code. In order to imbed a watermark in the original image data, VLC the data at first are subjected to decoding and inverse quantization and the data are expanded into spectral data SPC through the processing above. Then the watermark, including code copyright information or the like, is imbedded in the spectral data SPC. Then the spectral data SPC the watermark are converted into a VLC code through quantization and VLC coding. Then the image data are distributed in the form of the VLC code, that is, in a form of compressed data.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ウォータマーク(電子透かし)の符号化方法および復号化方法に関し、 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a coding method and decoding method of the watermark (electronic watermark),
特に、保管すべき元画像データのデータ量(信号量)を低減するための改良に関する。 Particularly to an improvement for reducing the data amount of original image data to be stored (signal amount).

【0002】 [0002]

【従来の技術】ウォータマーク技術は、画像を表現するデータ(信号)である画像データに、著作権や購入者の情報を、ユーザに感知されないような形態で埋め込むことによって、違法コピーなどの二次利用を防ぐ技術である。 BACKGROUND ART watermark technology, image in the image data is data (signals) representing the, the copyright information and the purchaser, by embedding in a form that can not be perceived by the user, such as piracy two it is a technique to prevent the next use. 著作権を有する画像データの配信元は、ウォータマークを埋め込む前の画像データ、すなわち、元画像データを保管しておき、違法コピーの疑いのある画像データを市中より採取した際に、これを元画像データと比較することによって、ウォータマークを取り出し、さらに、 The distribution source of the image data having a copyright, image data before embedding a watermark, that is, and retain the original image data, when collected from community-acquired image data suspected of piracy, this by comparing the original image data, retrieve the watermark, further,
著作権情報等へと復号化する。 To decode and copyright information, and the like. 配信元は、復号化された情報にもとづいて、購入者の割り出し等を行う。 Distribution source, based on the decoded information, the indexing such buyers.

【0003】図10および図11は、それぞれ、従来行われているウォータマークの符号化方法および復号化方法の処理手順を示すフローチャートである。 [0003] FIGS. 10 and 11, respectively, is a flow chart showing a processing procedure of the coding method and decoding method of watermark is conventionally done. また、図1 In addition, FIG. 1
2は、これらの処理における、画像形式の推移を示すタイミングチャートである。 2, in these processes, is a timing chart showing the transition of image format. これらの処理は、配信元(あるいは、配信元によってオーソライズされた者)によって、実行される。 These processes, by the distribution source (or person who is authorized by the talker), is executed.

【0004】従来のウォータマーク符号化方法では、圧縮されていない原画像の形式を有する元画像データが、 [0004] In a conventional watermark encoding process, the original image data having a format of the original image is not compressed,
例えばJPEGなどの画像圧縮技術にもとづいて圧縮される。 For example, it compressed based on image compression techniques such as JPEG. それによって、画像データが、圧縮画像データの形式で配信される。 Thereby, the image data is delivered in the form of compressed image data. この圧縮の過程の中で、ウォータマークの埋め込みが行われる。 In the course of this compression, embedded watermark is performed. 一方、上述した元画像データは、原画像の形式で保管される。 On the other hand, the original image data described above is stored in the form of the original image.

【0005】ウォータマーク符号化方法を、図10および図12に沿って説明すると、原画像としての元画像データは、例えば、JPEGの圧縮処理の一過程であるDCT変換によって、スペクトルデータ(空間スペクトルデータ)SPCへと変換される(ステップS51)。 [0005] The watermark coding method, will be described along with FIGS. 10 and 12, as the original image data of the original image, for example, by DCT transformation is one course of the compression process of the JPEG, spectral data (spatial spectrum data) is converted into SPC (step S51). スペクトルデータは、多数のスペクトル成分を、その構成要素として含んでいる。 Spectral data is a number of spectral components, including the components thereof. 著作権情報等が符号化されたウォータマークの埋め込みが、このスペクトルデータSPCに対して実行される(ステップS52)。 Copyright information or the like is embedded in the watermark encoded, is performed on the spectral data SPC (step S52). スペクトルデータSP Spectral data SP
Cは、原画像を、スペクトル成分の組すなわち空間周波数成分の組へと、展開することによって得られ、DCT変換はそのような展開の代表例である。 C is an original image, into a set of pairs or spatial frequency components of the spectral components obtained by deploying, DCT transformation is a typical example of such a deployment.

【0006】つづいて、ウォータマークを含むスペクトルデータSPCは、量子化およびVLC符号化(可変長符号化)を通じて、VLC符号(可変長符号)へと変換される(ステップS53)。 [0006] Then, the spectral data SPC including watermark, quantization and VLC coding through (variable length coding), is converted to a VLC code (variable length code) (step S53). そして、このVLC符号の形式、すなわち、圧縮画像データの形式で、画像データが流通業者等を通じて、市場へと配信される(ステップS5 The format of this VLC code, i.e., in the form of compressed image data, the image data through the distributors or the like, is delivered to the market (step S5
4)。 4). また、元画像データは、原画像の形式のままで、 In addition, the original image data is, remains in the form of the original image,
配信元に保管される(ステップS55)。 It is stored in the distribution source (step S55).

【0007】つぎに、従来のウォータマーク復号化方法を、図11および図12に沿って説明する。 [0007] Next, a conventional watermark decoding method will be described with reference to FIGS. 11 and 12. 市中で採取された画像データは、VLC符号の形式であることもあり、あるいは、原画像の形式であることも有り得る。 Image data taken by the community is also there to be a form of VLC codes, or also possible that a format of the original image. いずれの形式で採取されても、画像データは、スペクトルデータSPC'へと変換される(ステップS61)。 Be taken in any form, the image data is converted into spectral data SPC '(step S61).

【0008】例えば、採取された画像データがVLC符号の形式であれば、VLC符号化の逆演算であるVLC復号化、 [0008] For example, VLC decoding sampled image data when the format of the VLC code is the inverse operation of the VLC coding,
および、量子化の逆演算である逆量子化を通じて、スペクトルデータSPC'へと変換される。 And, through inverse quantization in the inverse operation of the quantization is converted into spectral data SPC '. 採取された画像データが、原画像の形式であれば、DCT変換を通じて、スペクトルデータSPC'へと変換される。 Taken image data, if the format of the original image, through DCT conversion, and converted into spectral data SPC '.

【0009】ステップS61を通じて得られたスペクトルデータSPC'は、ウォータマークを含んでいるために、図10に示したスペクトルデータSPCとは値が異なる。 [0009] Spectral data SPC obtained through step S61 ', in order to contain the watermark, the value is the spectral data SPC shown in FIG. 10 differs. これら双方の差分を算出することによって、スペクトルデータSPC'に埋め込まれているウォータマークの取り出しが行われる(ステップS62)。 By calculating the difference of both, it is taken out of the watermark embedded in the spectral data SPC 'is performed (step S62). つぎに、取り出されたウォータマークの復号化が行われ(ステップS Subsequently, the decryption of the retrieved watermark (step S
63)、それによって、著作権情報等が読み出される。 63), whereby the copyright information or the like is read.

【0010】なお、採取された画像データは、一般には、配信直後の画像データのままではなく、様々な画像処理を経由していることも有り得る。 [0010] It should be noted that the image data that has been collected is, in general, rather than the remains of the image data immediately after the delivery, also possible that you are via a variety of image processing. このため、採取された画像データには、これらの画像処理に由来するノイズが混入している可能性がある。 Therefore, the sampled image data, there is a possibility that noise from these image processing are mixed. このノイズも、図10 This noise, as shown in FIG. 10
のスペクトルデータSPCと図11のスペクトルデータSP Spectral data SP spectral data SPC and 11 of
C'との間の偏差の要因となる。 Causes of the deviation between the C '.

【0011】ウォータマークの取り出しにおけるノイズの悪影響を除くために、図10のウォータマークの埋め込みの過程(ステップS52)では、1枚の画像の中に、ウォータマークが反復して埋め込まれ、取り出しの過程(ステップS62)では、反復するウォータマークの平均を算出することによって、SN比を高めるという方法が採用されている。 [0011] To eliminate the adverse effect of noise in extraction of the watermark, the process of embedding watermark of FIG. 10 (step S52), in one image, the watermark is embedded repeatedly, the extraction in process (step S62), by calculating the average of the watermark repeating method is adopted of increasing the SN ratio.

【0012】あるいは、ウォータマークの埋め込みの過程(ステップS52)で、誤り訂正符号をウォータマークの中に含めておき、取り出しの過程(ステップS6 [0012] Alternatively, in the watermark of the embedding process (step S52), advance including an error correction code in the watermark extraction process (step S6
2)で、復号誤りを検出および訂正することによって、 2), by detecting and correcting decoding errors,
取り出されるウォータマークの信頼性を高めるという方法が採られている。 The method is adopted of increasing the reliability of the watermark to be removed. いずれの方法においても、ステップS63では、信頼性の有無が判断され、信頼性有りと判定されたときに、著作権情報等が出力される。 In either method, in step S63, whether the reliability is judged, when it is determined that there is reliability, copyright information or the like is output.

【0013】 [0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の方法では、元画像データが、原画像の形式で保管されるために、通常において多数種類の元画像データを保管する必要がある配信元では、保管すべき元画像データの総データ量が大規模になるという問題点があった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, in the conventional method, the original image data, to be stored in the form of the original image, the number in the normal type of original image data is required to store the distribution source, the total amount of data of the original image data to be stored there has been a problem that on a large scale. データ量が大きくなると、保管や取り扱いの上で不便であり、 When the amount of data increases, is inconvenient on the storage and handling,
また、必要なコストも高くなる。 In addition, the higher the required cost.

【0014】この発明は、従来の方法における上記した問題点を解消するためになされたもので、保管すべき元画像データのデータ量を節減し得るウォータマーク符号化方法および復号化方法を提供することを目的とする。 [0014] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in conventional ways to provide the watermark coding method and decoding method capable of saving the data amount of original image data to be stored and an object thereof.

【0015】 [0015]

【課題を解決するための手段】第1の発明の方法は、元画像データにウォータマークを埋め込むウォータマーク符号化方法において、(a)前記元画像データを、スペクトルデータへの変換と量子化とを含む画像圧縮を通じて、圧縮されない原画像の形式から圧縮画像データの形式へと変換する工程と、(b)前記圧縮画像データの形式で前記元画像データを保管する工程と、(c)前記量子化の逆演算としての逆量子化を含む画像伸張を通じて、前記元画像データを、前記圧縮画像データの形式からスペクトルデータへと変換する工程と、(d)前記工程(c)で得られたスペクトルデータにウォータマークを重ね合わせる工程と、(e)前記工程(d)でウォータマークが重ね合わされた前記スペクトルデータを、前記量子化を含む画像圧縮を通じて、前記圧縮画像デ The method of SUMMARY OF THE INVENTION The first invention is a watermark encoding method for embedding watermark into original image data, and (a) the original image data, transformation and quantization of the spectral data through the image compression comprising the steps of converting from a form of uncompressed original image to the format of the compressed image data, comprising the steps storing the original image data in the form of (b) the compressed image data, (c) the quantum through image decompression including inverse quantization as inverse of reduction, the original image data, a step of converting into spectral data from the format of the compressed image data, spectrum obtained in (d) wherein step (c) a step of data to superimpose the watermark, the spectral data watermark is superimposed (e) said step (d), through the image compression including the quantization, the compressed image de タの形式へと変換する工程と、(f)前記工程(e)で変換して得られた前記圧縮画像データを配信する工程と、を備えている。 Includes a step of converting to another format, and a step of delivering the compressed image data obtained by converting by (f) said step (e). しかも、前記工程(d)が、(d-1)前記工程(c)で得られた前記スペクトルデータに、符号がランダムな揺らぎを重ね合わせる工程と、(d-2)前記工程(d-1)でランダムな揺らぎが重ね合わされた前記スペクトルデータに対して、前記量子化で用いられるスケーリング係数よりも値の大きいスケーリング係数を用いて、量子化を行うことによって、量子化係数を得る工程と、(d-3)前記スペクトルデータを構成し、前記量子化係数としてゼロでない値を与えるスペクトル成分の中から、前記ウォータマークの埋め込み対象を選択する工程と、(d-4)前記工程(d-3)で選択された前記スペクトル成分の前記揺らぎが重ね合わせられる以前の値に、前記ウォータマークを重ね合わせる工程と、 Moreover, the step (d), (d-1) to the spectral data obtained in the step (c), a step of codes superimposed random fluctuations, (d-2) the step (d-1 to the spectral data random fluctuations was superimposed), using a large scaling factor value than the scaling factor used in the quantization, by performing quantization, obtaining a quantization coefficient, (d-3) the spectral data constitute, from the spectral components to provide a non-zero value as the quantized coefficients, and selecting the embedding of the watermark, (d-4) the step (d- the previous value fluctuation is superimposed in said selected spectral component 3), a step of superimposing the watermark,
を備えている。 It is equipped with a.

【0016】第2の発明の方法は、元画像データにウォータマークを埋め込むウォータマーク符号化方法において、(a)前記元画像データを、スペクトルデータへの変換と量子化とを含む画像圧縮を通じて、圧縮されない原画像の形式から圧縮画像データの形式へと変換する工程と、(b)前記圧縮画像データの形式で前記元画像データを保管する工程と、(c)前記量子化の逆演算としての逆量子化を含む画像伸張を通じて、前記元画像データを、 The method of the second invention, in the watermark encoding method for embedding watermark into original image data, the (a) the original image data, via the image compression comprising a transform and quantization of the spectral data, a step of converting the format of the original image is not compressed to form compressed image data, (b) and the storing the original image data in the form of compressed image data process, (c) as the inverse operation of the quantization through image decompression including inverse quantization, the original image data,
前記圧縮画像データの形式からスペクトルデータへと変換する工程と、(d)前記工程(c)で得られたスペクトルデータにウォータマークを重ね合わせる工程と、(e)前記工程(d)でウォータマークが重ね合わされた前記スペクトルデータを、前記量子化を含む画像圧縮を通じて、前記圧縮画像データの形式へと変換する工程と、(f)前記工程(e)で変換して得られた前記圧縮画像データを配信する工程と、を備えている。 A step of converting into spectral data from the format of the compressed image data, a step of superimposing the watermark spectral data obtained in (d) wherein step (c), the watermark in (e) said step (d) the spectral data is superimposed, through the image compression including the quantization, the the step of converting into the form of compressed image data, (f) said step (e) the compressed image data obtained by converting at It has a, and a step to deliver. しかも、前記工程(d)が、 Moreover, the step (d),
(d-1)重ね合わせるべき前記ウォータマークの振幅を、 The amplitude of the watermark should be (d-1) overlapped,
前記量子化で用いられる量子化ステップの1/2倍よりも大きい値に設定する工程、を備えている。 And a step, of setting a value greater than half the quantization step used in the quantization.

【0017】第3の発明の方法は、第2の発明のウォータマーク符号化方法において、前記工程(d)が、(d-2)あらかじめ設定された所定の定数L(≦1/2)に対して、前記工程(d-1)において設定される前記振幅が、量子化テーブルの値のL倍よりも小さいときには、前記振幅を、量子化テーブルの値の所定の定数K(L≦K≦1 The process of the third aspect of the present invention, in the watermark encoding method of the second invention, the step (d), the (d-2) preset predetermined constant L (≦ 1/2) against it, the amplitude set in said step (d-1) is, when smaller than L times the value of the quantization table, the amplitude, the predetermined constant K of the quantization table (L ≦ K ≦ 1
/2)倍の値に設定する工程、をさらに備えている。 / 2) setting the multiple of, further comprising a.

【0018】第4の発明の方法は、採取された画像データからウォータマークを取り出すウォータマーク復号化方法において、(A)第1ないし第3のいずれかのウォータマーク符号化方法の工程(b)によって保管された元画像データに対して、前記工程(c)と同一の工程を実行することにより、スペクトルデータを得る工程と、(B)採取された前記画像データを、スペクトルデータへ変換する工程と、(C)前記工程(A)および(B)で得られた二つのスペクトルデータの差分を演算することによって、前記ウォータマークを、前記工程(B)で得られた前記スペクトルデータから取り出す工程と、を備えている。 The method of the fourth invention, in the watermark decoding method for extracting watermark from collected image data, (A) the first to third one of watermark encoding method step (b) the step of converting the original image data stored by executing the same step as the step (c), a step of obtaining the spectral data, the image data (B) taken into spectral data by If, (C) said by calculating the difference between two spectral data obtained in step (a) and (B), the step of extracting the watermark from the spectral data obtained in the step (B) It has a, and.

【0019】 [0019]

【発明の実施の形態】<1.符号化方法および復号化方法の概略手順>保管すべき元画像データのデータ量を節減するために、本発明の好ましい実施の形態では、原画像の形式ではなく、VLC符号の形式、すなわち、圧縮画像データの形式で、元画像データが保管される。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION data amount of original image data to be stored <1. Schematic procedure of the encoding method and decoding method> in order to save, in a preferred embodiment of the present invention, in the form of the original image without format VLC codes, i.e., in the form of compressed image data, original image data is stored. 図1および図2は、それぞれ、この実施の形態のウォータマークの符号化方法および復号化方法の処理手順を示すフローチャートである。 1 and 2, respectively, is a flow chart showing a processing procedure of the coding method and decoding method of the watermark in this embodiment. また、図3は、これらの処理にともなう画像形式の推移を示すタイミングチャートである。 3 is a timing chart showing the transition of image format associated with these processes. これらの処理は、配信元(あるいは、配信元によってオーソライズされた者)によって、実行される。 These processes, by the distribution source (or person who is authorized by the talker), is executed. これらの図1〜図3は、それぞれ、従来の方法を示した図10〜図12に対比される。 These FIGS. 1-3, respectively, are compared in FIGS. 10 to 12 showing a conventional method.

【0020】実施例のウォータマーク符号化方法を、図1および図3に沿って説明すると、原画像としての元画像データは、例えば、JPEGにもとづいて画像圧縮され、 [0020] The watermark encoding method embodiment will be described along with FIGS. 1 and 3, the original image data as an original image, for example, be an image compressed based on JPEG,
VLC符号、すなわち、圧縮画像データへと変換される(ステップS1)。 VLC code, i.e., is converted to compressed image data (step S1). 元画像データは、このVLC符号の形式で保管される(ステップS2)。 Original image data is stored in the form of the VLC code (step S2). すなわち、元画像データは、データ量の小さい画像形式で保管される。 That is, the original image data is stored in a small image format data amount. その結果、保管すべき元画像データのデータ量が節減されるので、従来のウォータマーク符号化方法における問題が、緩和ないし解消される。 As a result, since the amount of data of the original image data to be stored is reduced, problems in the conventional watermark encoding process is alleviated or eliminated.

【0021】元画像データへウォータマークを埋め込むためには、まず、VLC符号の形式を有する元画像データに対して、VLC復号化、および、逆量子化が施され、それらを通じて、スペクトルデータSPCへと画像伸張される(ステップS3)。 [0021] In order to embed the watermark into the original image data is first with respect to the original image data having a form of VLC coding, VLC decoding, and inverse quantization is performed through them, to the spectral data SPC and an image is decompressed (step S3). つぎに、符号化された著作権情報等を含むウォータマークが、このスペクトルデータSPC Next, watermark containing encoded copyright information or the like, the spectral data SPC
に対して埋め込まれる(ステップS4)。 Embedded respect (step S4).

【0022】つづいて、ウォータマークを含むスペクトルデータSPCは、量子化およびVLC符号化を通じて、VLC [0022] Then, the spectral data SPC including watermark through quantization and VLC coding, VLC
符号へと変換される(ステップS5)。 It is converted to the code (step S5). そして、このVL Then, the VL
C符号の形式、すなわち、圧縮画像データの形式で、画像データが流通業者等を通じて、市場へと配信される(ステップS6)。 Format C code, i.e., in the form of compressed image data, the image data through the distributors or the like, is delivered to the market (step S6).

【0023】つぎに、図10の方法に対応するウォータマーク復号化方法を、図2および図3に沿って説明する。 Next, the watermark decoding method corresponding to the method of FIG. 10 will be described with reference to FIGS. 市中で採取された画像データは、従来と同様に、VL Image data taken by the community, as in the prior art, VL
C符号の形式であることもあり、あるいは、原画像の形式であることも有り得る。 Sometimes it is C code of the form, or, also possible that a format of the original image. いずれの形式で採取されても、画像データは、スペクトルデータSPC'へと変換される(ステップS11)。 Be taken in any form, the image data is converted into spectral data SPC '(step S11).

【0024】つぎに、VLC符号の形式の元画像データに、VLC復号化、および、逆量子化が施され、それらを通じて、スペクトルデータSPCが得られる(ステップS Next, the original image data in the form of VLC coding, VLC decoding, and inverse quantization is performed, through their spectral data SPC is obtained (step S
12)。 12). この処理は、ステップS3における処理と同一に行われる。 This process is performed in the same manner as the processing in step S3. ステップS11を通じて得られたスペクトルデータSPC'は、ウォータマークを含んでいるために、ステップS12で得られたスペクトルデータSPCとは値が異なる。 Spectral data SPC 'obtained through step S11, because it contains a watermark, the value is different from the spectral data SPC obtained in step S12.

【0025】これら双方の差分を算出することによって、スペクトルデータSPC'に埋め込まれているウォータマークの取り出しが行われる(ステップS13)。 [0025] By calculating the difference of both, it is taken out of the watermark embedded in the spectral data SPC 'is performed (step S13). つぎに、取り出されたウォータマークの復号化が行われ(ステップS14)、それによって、著作権情報等が読み出される。 Subsequently, the decryption of the retrieved watermark (step S14), and thereby, the copyright information or the like is read. ステップS11,S13,S14の処理は、それぞれ、従来のステップS61,S62,S63 Step S11, S13, processing at S14, respectively, conventional steps S61, S62, S63
(図11)と同様に行われる。 Is performed in the same manner (FIG. 11). このため、これらの処理についての詳細な説明は略する。 Therefore, detailed description of these processes will be omitted.

【0026】<2.符号化方法における改良すべき課題> [0026] <2. Issues to be improvement in the encoding method>
以上の方法によって、保管すべき元画像データのデータ量が過大であるという、実用化の際に生じる問題点は、 By the above method, a data amount of an original image data to be stored is excessively large, the problem that occurs when the practical application,
緩和ないし解消される。 Alleviated or is eliminated. しかしながら、ウォータマークを埋め込む処理(ステップS4)が、従来のステップS However, the process of embedding a watermark (step S4) is a conventional step S
52(図10)と同一の形態で実行されるならば、画質が著しく劣化する、または、復号正解率が劣化するという、新たな問題点が発生する。 52 if it is executed in the same form as (10), the image quality is significantly deteriorated, or that the decoding accuracy rate is deteriorated, a new problem occurs. ここでは、この問題点について説明する。 Here is a description of this problem.

【0027】画質が劣化するという問題の発生要因は、 [0027] The cause of the problem that the image quality is degraded,
1画面の画像の中で、ウォータマークを埋め込む位置を決定する過程の中にあり、復号正解率が低下するという問題の発生要因は、埋め込むべきウォータマークの振幅を決定する過程の中に存在する。 In one screen of image, located in a process of determining a position for embedding the watermark, cause of a problem that the decoding accuracy rate is reduced is present in the process of determining the amplitude of the watermark to be embedded . いずれの過程も、ステップS4の処理の中に含まれる。 Both processes are also included in the process in step S4.

【0028】画像データにJPEGなどの圧縮処理を施す際には、1画面を分割してなるブロックを単位として、DC [0028] When performing compression processing such as JPEG on the image data, in units of blocks obtained by dividing one screen, DC
T変換、量子化、および、VLC符号等の処理が行われる。 T conversion, quantization, and the processing of VLC code and the like are performed.
その逆の演算においても同様である。 The same applies to the calculation of its inverse. 各ブロックは、例えば、8×8画素、あるいは、16×16画素などで構成される。 Each block, e.g., 8 × 8 pixels or consists of such 16 × 16 pixels.

【0029】ウォータマークを埋め込む位置として、これらの複数のブロックの中で、ある条件を満たす特定ブロック(一般には複数)が選ばれ、さらに、選ばれたブロックの中の、特定のスペクトル成分が選ばれる。 [0029] As the position for embedding the watermark, among the plurality of blocks (generally multiple) satisfies the specific blocks that are selected, further selected in the block, a specific spectral component selected It is. スペクトル成分は、スペクトルデータの構成要素であり、スペクトル成分の組によってスペクトルデータが構成されている。 Spectral components is a component of the spectral data, spectral data is constituted by a set of spectral components. このように、選択される「ウォータマークを埋め込む位置」は、画面上の空間的な位置と、スペクトルにおける位置との双方を含んでいる。 Thus, "embedding the watermark position" to be selected, and includes a spatial position on the screen, both the position in the spectrum.

【0030】より具体的には、特定のスペクトル成分として、例えば、空間周波数が最も低い4個のAC成分(AC低域4成分)が選択される。 [0030] More specifically, as a specific spectral component, for example, the lowest four AC component spatial frequency (AC low band 4 component) is selected. 様々なスペクトル成分の中で、低域成分が、画像の品質に最も大きく影響するために、フィルタリング等の画像処理によって、画像の品質を劣化させることなく、ウォータマークを除去することが困難だからである。 In Among the various spectral components, low frequency component, in order to most significantly affect the quality of the image, the image processing such as filtering, without degrading the quality of the image, because it is difficult to remove the watermark is there. すなわち、ウォータマークの強度(取り去り難さ)を高めるためである。 That is, in order to increase the strength of the watermark (removal difficulty).

【0031】特定ブロックとしては、例えば、上記のA [0031] As a specific block, for example, the above A
C低域4成分の各々の振幅が、ある程度大きく、しかも、高周波数成分が、ある程度大きいブロックが選択される。 The amplitude of each of the C lowband 4 components, to some extent, moreover, the high-frequency component is selected somewhat larger blocks. AC4成分の振幅が大きいという条件は、ウォータマークを埋め込んだ後の量子化による、ウォータマークの消滅を防ぐとともに、視覚上、ウォータマークを目立ち難くするために設定される。 Condition that the amplitude of AC4 component is large, due to quantization of after embedding the watermark, prevents the disappearance of the watermark, visually, it is set to less noticeable watermark. 高周波成分が、ある程度大きいという条件は、ウォータマークを、さらに目立ち難くするためである。 High-frequency components, provided that relatively large is to the watermark, hardly more conspicuous.

【0032】ウォータマークを埋め込む位置として選択される特定ブロックおよび特定スペクトル成分に関する、これらの条件自体は、従来周知である。 [0032] for a particular block and a particular spectral component is selected as the position for embedding the watermark, these conditions themselves are conventionally known. これらの3 Of these three
条件の中で、AC4成分の振幅が大きいという条件は、 Among the conditions, the condition that the amplitude of AC4 component is large,
より具体的には、大きめに設定されたスケーリング係数 Scaling factor More specifically, which is slightly larger set
SCを用いて仮の量子化を行ったときに、得られる量子化係数Qがゼロにならないという条件に置き換えて、判断が行われる。 With SC when performing the quantization provisional replaced by a condition that the quantization factor Q obtained does not become zero, a determination is made. 「大きめ」とは、VLC符号を最終的に得るために実行される量子化処理に用いられるスケーリング係数SCよりも、幾分(例えば、1だけ)大きいことを意味する。 A "large", than the scaling factor SC used in the quantization process to be performed to obtain a VLC code ultimately somewhat means that (for example, 1 only) large.

【0033】スケーリング係数SCとは、量子化ステップを規定する因子の一つである。 [0033] The scaling factor SC, which is one of the factors that define the quantization step. JPEGなどの画像圧縮のアルゴリズムでは、すべてのブロックに共通ではあるが、 The image compression algorithms such as JPEG, albeit common to all blocks,
スペクトル成分ごとに個別の値を有するように、アルゴリズム自体によって準備された量子化テーブルTBの値に、1つのブロックに属するすべてのスペクトル成分に共通するスケーリング係数SCを乗じることによって、量子化の幅(粗さ)に相当する量子化ステップΔが与えられる。 To have a separate value for each spectral component, the value of the quantization table TB prepared by the algorithm itself, by multiplying the scaling factor SC common to all spectral components belonging to one block, the width of quantization quantization step Δ is given corresponding to (roughness). すなわち、 Δ=SC×TB ・・・・(数式1) で与えられる。 That is given by Δ = SC × TB ···· (Equation 1). スケーリング係数SCの大きさは、圧縮して得られるVLC符号のデータ量などに応じて、適宜、適切な値に設定される。 The size of the scaling factor SC, depending on the amount of data such as VLC code obtained by compressing, as appropriate, is set to an appropriate value.

【0034】上記したように、大きめに設定されたスケーリング係数SCを用いて量子化を行うことによって、A [0034] As described above, by performing quantization with a larger set scaling factor SC, A
C低域4成分の量子化係数Qの値がゼロであるか否かが判定される。 C value of the quantization factor Q of the low frequency four components is determined whether the zero. このとき、ウォータマークの埋め込み対象とされるスペクトルデータSPCは、図3に示されるように、原画像から直接に変換されて得られたものではなく、VLC符号への変換と、その後の逆変換とを通じて得られたものである。 In this case, the spectral data SPC that is embedding the watermark, as shown in FIG. 3, and not obtained by being converted directly into the original image, and conversion to the VLC code, then the inverse transform it is obtained through the.

【0035】すなわち、ウォータマークの埋め込み対象とされるスペクトルデータSPCは、図3の点線で示される経路Aに沿った画像圧縮および画像伸張を通じて得られている。 [0035] That is, spectral data SPC that is embedding of the watermark is obtained through the image compression and image expansion along the path A shown by the dotted line in FIG. 量子化処理は、不可逆的な処理であり、量子化とその後の逆量子化とが、同一の量子化ステップΔを用いて実行されても、スペクトルデータSPCは、量子化以前のスペクトルデータSPCと同一には再生されない。 Quantization process is irreversible process, and a quantization and subsequent dequantization, be performed using the same quantization step delta, spectral data SPC includes a quantization previous spectral data SPC the same does not play.
すなわち、経路Aは不可逆となる。 That is, the path A is irreversible.

【0036】このため、例えば、スケーリング係数SC= [0036] For this reason, for example, the scaling factor SC =
1を用いて、経路Aに沿って量子化および逆量子化が施されて得られたスペクトルデータSPCに、スケーリング係数SC=2で量子化を施したときには、スペクトル成分とその量子化係数Qとの間の関係は、図4のグラフにおいて、点線で描かれることとなる。 With 1, the spectral data SPC obtained is decorated quantization and inverse quantization along path A, when subjected to quantization scaling factor SC = 2, the spectral component and its quantized coefficients Q relationship between, in the graph of FIG. 4, so that the drawn in dotted lines. 図4において、横軸Xは、スペクトル成分の値を表している。 4, the horizontal axis X represents the value of the spectral component. 図4のグラフには、経路Aを経ることなく、原画像から直接に得られたスペクトルデータSPCに対して、スケーリング係数SC The graph of FIG. 4, without passing through a path A, with respect to spectral data SPC obtained directly from the original image, the scaling factor SC
=1、および、SC=2で量子化を施したときの、スペクトル成分Xと量子化係数Qの関係も、同時に示されている。 = 1, and, when subjected to quantization with SC = 2, the relationship of the spectral components X and the quantization factor Q, it is shown at the same time.

【0037】図4が示すように、スケーリング係数SC= [0037] As FIG. 4 shows the scaling factor SC =
1で量子化が一旦施されているスペクトルデータSPC Spectral data SPC quantization is temporarily applied in 1
と、そうでないスペクトルデータSPCとの間で、スケーリング係数SC=2で量子化して得られる量子化係数Qの値に、偏差が現れる。 When, with the spectral data SPC Otherwise, the value of the quantization factor Q which is obtained by quantizing with scaling factor SC = 2, deviations appear. このことは、双方のスペクトルデータSPCの間で、ウォータマークを埋め込むべき位置に、偏差が現れることを意味する。 This means that in between the two spectral data in SPC, the position to be embedded watermarks, which means that deviations appear. この偏差によって、 This deviation,
ウォータマークによる画像の歪が視覚上目立ってしまうという問題が、引き起こされる。 Problem distortion of the image due to the watermark becomes conspicuous visual is caused.

【0038】正解率が低下するという問題の要因は、図5によって説明される。 The problem of accuracy rate is decreased factor is illustrated by Figure 5. ウォータマークの埋め込みの対象とされるスペクトルデータSPCは、量子化および逆量子化という処理をすでに経ているので、各スペクトル成分Xは、図5の白丸で示されるように、量子化ステップΔの整数倍の値しか取り得ない。 Spectral data SPC that is the subject of embedding of the watermark, since through already a process of quantization and inverse quantization, the spectral component X, as indicated by a white circle in FIG. 5, the integer quantization step Δ times the value only can assume. ウォータマークが埋め込まれた後には、同じ大きさの量子化ステップΔを用いて量子化が行われるので、ウォータマークの振幅の大きさを、適切に選択しなければ、量子化の後には、ウォータマークが残らないこととなる。 After the watermarked since quantization is performed using the quantization step Δ of the same size, the magnitude of the amplitude of the watermark, if appropriately selected, after quantization, water mark so that the does not remain. それが、復号正解率の劣化という問題を生起することとなる。 It is, so that the arising the problem of decoding accuracy rate of degradation.

【0039】なお、図5における折れ線は、量子化を経ていないスペクトル成分Xと量子化係数Qとの間の関係を示している。 It should be noted, line in FIG. 5 shows the relationship between the spectral components X and the quantization factor Q that has not undergone quantization. 実施の形態のウォータマーク符号化方法では、以下に説明するように、これらの問題を解消するように、ウォータマークの埋め込み処理(ステップS The watermark coding method of the embodiment, as described below, so as to solve these problems, the watermark embedding process (step S
4)が実行される。 4) it is executed.

【0040】<3.ウォータマーク埋め込み処理>図6 [0040] <3. Watermark embedding processing> 6
は、ウォータマークを埋め込む処理(ステップS4)の内部フローを示すフローチャートである。 Is a flowchart showing the internal flow of the processing (step S4) for embedding the watermark. この処理では、処理の対象として、スペクトルデータSPCの輝度成分Ysp、スケーリング係数SC、ウォータマークWM、および、乱数PNが供給される。 In this process, as a processing target, spectral data SPC of the luminance component Ysp, scaling factor SC, the watermark WM, and a random number PN is supplied. 輝度成分Yspは、スペクトルデータSPCを構成する各スペクトル成分に含まれる三要素の一つである。 Luminance component Ysp is one of the three elements included in each spectral components constituting the spectrum data SPC. 乱数PNとして、+1、または、−1のいずれかの値(言い換えると、正または負の符号)が、 As a random number PN, + 1, or, (in other words, a positive or negative sign) any of the values ​​-1,
ランダムに供給される。 It is supplied to the random. なお、以下のフローチャートにおいて、各ステップの中に描かれる数式に含まれる左向きの矢印は、右辺の値が左辺の変数へ代入されることを表現している。 In the flowchart below, the arrow left contained in the formulas depicted in each step is expressed that the value of the right side is substituted into the variable on the left-hand side.

【0041】処理が開始されると、ステップS21において、変数δへ、乱数PNを符号とする微小な数値が付与される。 [0041] When the process is started, in step S21, the variable [delta], small numbers of a random number PN and code is given. 例えば、 δ=PN×10 -3・・・・(数式2) で変数δが定義される。 For example, [delta] = variable [delta] in PN × 10 -3 ···· (Equation 2) is defined. そして、新たな変数Ytmとして、 Ytm=Ysp+δ ・・・・(数式3) が定義される。 Then, as a new variable Ytm, Ytm = Ysp + δ ···· (Equation 3) are defined. すなわち、輝度成分Yspに変数δに相当する揺らぎが付加され、これを仮の輝度成分とすべく、 That, is added fluctuation corresponding to the variable δ the luminance component Ysp, in order to this with temporary luminance component,
変数Ytmが導入される。 Variable Ytm is introduced.

【0042】つぎに、ステップS22〜S26の処理が、ブロックごとに反復的に実行される。 Next, the process of step S22~S26 are executed repeatedly for each block. ステップS2 Step S2
2では、揺らぎδを含んだ輝度成分Yspに相当する変数Y In 2, the variable corresponding to the inclusive luminance component Ysp fluctuations [delta] Y
tmに量子化が施され、さらに、逆量子化が施される。 Quantization is applied to tm, further inverse quantization is performed. すなわち、量子化係数Qが、 Q=round(Ytm/(TB×2)) ・・・・(数式4) にもとづいて算出される。 That is, the quantization factor Q is calculated on the basis of Q = round (Ytm / (TB × 2)) ···· (Equation 4). その後、この量子化係数Qに対して、 Qsp=Q×(TB×2) ・・・・(数式5) にもとづく逆量子化が施され、逆量子化係数としてのスペクトルデータQspが得られる。 Then, with respect to the quantized coefficients Q, Qsp = Q × (TB × 2) ···· inverse quantization based on (Equation 5) is performed, spectral data Qsp as inverse quantized coefficients are obtained.

【0043】ここでは、図1のステップS1およびS5 [0043] Here, steps S1 and S5 in FIG. 1
で行われる量子化の際に用いられるスケーリング係数SC Scaling factor SC used in the quantization performed by
が、一例として、SC=1であると仮定している。 But, as an example, it is assumed that the SC = 1. このため、数式(4),(5)では、スケーリング係数SCが、”1” Therefore, equation (4) and (5), the scaling factor SC is "1"
よりも一段階大きい”2”に設定されている。 It is set in one step large "2" than. 数式(4), Equation (4),
(5)で得られる2個の変数Q,Qspが、つぎのステップS Two variables obtained in (5) Q, Qsp is, the next step S
23の判定に用いられる。 It is used for the determination of 23.

【0044】数式(4)で得られる量子化係数Qは、輝度成分Yspそのものではなく、揺らぎ(ノイズ)δが重ね合わされた変数Ytmにもとづいて、算出された値である。 The quantization coefficient Q obtained by equation (4), the luminance component Ysp not itself, fluctuation (noise) [delta] is based on the variable Ytm superimposed, a calculated value. このため、輝度成分Yspと量子化係数Qとの間の関係は、図7に示すように、揺らぎの向き、すなわち、変数δの符号に応じて、二通りに分散する。 Therefore, the relationship between the luminance component Ysp and the quantization factor Q, as shown in FIG. 7, the orientation of the fluctuation, i.e., depending on the sign of the variable [delta], distributed in two ways. そして分散の中心には、量子化を経ることなく、原画像から直接に変換して得られた輝度成分Yspとその量子化係数Qとの間の関係(一点鎖線で示される)が位置する。 And in the center of the dispersion, without going through the quantization, the relationship (indicated by the dashed line) between the direct conversion to the obtained luminance component Ysp from the original image and the quantized coefficients Q is located.

【0045】したがって、ランダムな揺らぎ(ランダムノイズ)を含んだ変数Ytmの量子化係数Qは、平均的に、量子化を経ていない輝度成分Yspの量子化係数Qと一致する。 [0045] Therefore, the quantization factor Q of containing random fluctuations (random noise) variable Ytm is on average, consistent with the quantization factor Q of the luminance component Ysp not through the quantization. このため、上述した画質の劣化の問題が解消されることとなる。 Therefore, so that the problem of deterioration of image quality as described above are eliminated.

【0046】ステップS23では、ウォータマークの埋め込み位置の決定が行われる。 [0046] In step S23, the determination of the embedding position of the watermark takes place. そして、決定された位置ごとに識別番号INDが付与される。 Then, the identification number IND is assigned to each determined position. ステップS23の内部フローは、図8のフローチャートで表される。 Internal flow of step S23 is represented by the flow chart of FIG. ステップS23では、量子化係数QおよびスペクトルデータQs In step S23, the quantization factor Q and spectral data Qs
pが処理対象とされ、識別番号INDが出力される。 p is processed, the identification number IND is output. すなわち、ステップS31において、識別番号INDを付与すべき、特定ブロックの特定スペクトル成分として、つぎの3条件が設定される: スペクトル成分がAC低域4成分に属すること ・・・・(条件1) 量子化係数Qがゼロでないこと ・・・・(条件2) スペクトルデータQspのAC成分の絶対値の総和が、一定数(例えば、200 )以上であること ・・・・(条件3)。 That is, in step S31, to be given an identification number IND, as a specific spectral content of a particular block, three conditions the following are set: that ... (Condition 1) that the spectral component belongs to the AC low-frequency 4 components it quantization coefficient Q is not zero .... (condition 2) the sum of the absolute values ​​of the AC components of the spectral data Qsp is a fixed number (e.g., 200) ... (condition 3) is at least.

【0047】これらの条件は、先に述べた、特定ブロックおよび特定スペクトル成分に関する条件を、具体的に表現したものとなっている。 [0047] These conditions previously described, the conditions for a particular block and a particular spectral component, has become as specifically represented. ステップS31の処理が終了すると、選択された識別番号INDが出力され、ステップS23の処理が完了する。 When the processing in step S31 is completed, the output identification number IND selected, the processing in step S23 is completed. その後、処理は、図6のステップS24へと移行する。 Thereafter, the process proceeds to step S24 in FIG. 6.

【0048】ステップS24では、識別番号INDが、ウォータマークWMを埋め込むのに十分な個数に達しているか否かが判定される。 [0048] At step S24, the identification number IND is, whether reached sufficient number to embed the watermark WM is determined. より具体的には、ウォータマークを構成する各ビットが、2個以上含まれているか否かが判定される。 More specifically, each bit constituting the watermark, whether or not contained two or more is determined. 判定の結果が、「No」であれば、ステップS25において、その旨のメッセージが出力される。 The determination result, if it is "No", in step S25, a message to that effect is output. その後、処理は終了されても良く、また、継続されても良い。 After that, the process may be terminated, also, it may be continued. 判定の結果が、逆に「Yes」であれば、ステップS The determination result, if it is "Yes" Conversely, the step S
26において、ウォータマークの振幅が決定される。 In 26, the amplitude of the watermark is determined. 決定された振幅の値は、新たな変数WMsへ付与される。 Determined amplitude values ​​are applied to the new variable WMs.

【0049】図9は、ステップS26の内部フローを示すフローチャートである。 [0049] Figure 9 is a flowchart showing the internal flow of the step S26. この処理は、スケーリング係数SCを処理対象とし、ウォータマークの振幅WMsを出力する。 This process, a scaling factor SC processed, outputs an amplitude WMs watermark. はじめに、ステップS41において、スケーリング係数SCが、1よりもわずかに小さい値(例えば、1/1. First, in step S41, the scaling factor SC is slightly less than 1 (e.g., 1/1.
1)よりも小さいか否かが判定される。 Or less or not than 1) is determined. 判定の結果が、 As a result of the judgment it is,
「Yes」であれば、ステップS42において、仮の変数W The answer is "Yes", in step S42, the temporary variable W
Msの値が、 WMs=0.5 ・・・・(数式6) で与えられる。 The value of Ms is given by WMs = 0.5 ···· (Equation 6). 一方、判定の結果が、「No」であれば、 On the other hand, as a result of the judgment is, if it is "No",
ステップS43において、仮の変数WMsの値が、 WMs=(SC/2)×1.1 ・・・・(数式7) で与えられる。 In step S43, the value of the temporary variable WMs is given by WMs = (SC / 2) × 1.1 ···· (Equation 7).

【0050】つぎに、ステップS44において、出力すべき最終的な変数WMsの値が、 WMs=WMs×TB ・・・・(数式8) で与えられる。 Next, in step S44, the value of the final variable WMs to be output is given by WMs = WMs × TB ···· (Equation 8). 数式8の等式は、数学的な等式概念とは異なっており、その等号は、フローチャートの中の数式で用いられる左向き矢印と同義である。 Equation Equation 8 is different from the mathematical equation concept, the equal sign is synonymous with left arrow used in formulas in the flow chart.

【0051】数式8で与えられた変数WMsは、後述するステップS29において、埋め込むべきウォータマークの振幅として取り扱われる。 The variable WMs given in Equation 8, in step S29 to be described later, it is treated as the amplitude of the watermark to be embedded. すなわち、ステップS26 In other words, the step S26
の処理は、スペクトルデータSPCが図5の白丸で示される不連続な値しか取り得ないことを踏まえて、ウォータマークの振幅として、量子化ステップΔ(=SC×TB)の Process is given that the spectral data SPC can not assume only discrete values ​​represented by a white circle in FIG. 5, as the amplitude of the watermark, the quantization step Δ (= SC × TB)
1/2倍よりは幾分大きい値が与えられることを意味している。 Which means that rather than 1/2 are given somewhat larger value. これによって、量子化にともなってウォータマークWMが消滅するという恐れは解消され、復号正解率の劣化という問題も発生しなくなる。 Thus, a possibility that the watermark WM disappears along with the quantization is eliminated, also not occur the problem that decoding accuracy rate of degradation.

【0052】なお、数式7で算出される仮の変数WMsの値が、0.5以下であれば、ウォータマークの埋め込みに由来する画像の歪は、経験上、視覚では捉えられないことが、多数のシミュレーション実験を通じて判明した。 [0052] Incidentally, the value of the temporary variable WMs calculated by Equation 7, 0.5 or less, image distortion resulting from embedding of watermark on experience, may not be captured in visual, many It was found through simulation experiments.
このため、仮の変数WMsの値が、本来において0.5以下になるときには、強制的に、0.5の値に固定される(ステップS41,S42)。 Therefore, the value of the temporary variable WMs is, when it comes to 0.5 or less in originally, forces, is fixed at the value of 0.5 (step S41, S42).

【0053】視覚上、画像の歪が把握されない範囲内で、できるだけウォータマークの振幅を大きくしておくことが、ウォータマークの強度を高める上で、有益であるからである。 [0053] visual, to the extent that distortion of the image is not grasped, that you increase the amplitude of the possible watermark, for increasing the strength of the watermark, because it is beneficial. 仮の変数WMsの値が、0.5であることは、 The value of the temporary variable WMs is a 0.5,
最終的に出力される振幅WMsが、 WMs=0.5×TB ・・・・(数式9) であることと等価である。 Amplitude WMs to be finally output is equivalent to a WMs = 0.5 × TB ···· (Equation 9).

【0054】一般には、 0 <L ≦0.5 ・・・・(数式10) で与えられる定数Lを設定しておき、数式7で算出される仮の変数WMsの値が、 WMs < L ・・・・(数式11) となるときには、強制的に、定数Lの値に固定されてもよい。 [0054] In general, 0 <L ≦ 0.5 · · · · may be set constant L given by (Equation 10), the value of the temporary variable WMs calculated by Equation 7, WMs <L · · · · when the (equation 11) is forced, it may be fixed to the value of the constant L. 仮の変数WMsの値が、Lであることは、最終的に出力される振幅WMsが、 WMs=L×TB ・・・・(数式12) であることと等価である。 The value of the temporary variable WMs may be L, the amplitude WMs to be finally output is equivalent to a WMs = L × TB ···· (Equation 12). 様々な定数L(≦0.5)の値の中で、L=0.5は、ウォータマークの強度が最大となる点で、もっとも望ましい形態であるといえる。 Among the various values ​​of constants L (≦ 0.5), L = 0.5 is in that the strength of the watermark is maximized, it can be said that the most desirable form.

【0055】さらに一般的には、数式11の条件が成立するときに、仮の変数WMsが、 L≦K≦0.5 ・・・・(数式13) で与えられる定数Kに設定されてもよい。 [0055] More generally, when the condition of Equation 11 is satisfied, the temporary variable WMs is, L ≦ K ≦ 0.5 · · · · may be set to a constant K given by (Equation 13). 仮の変数WMsの値が、Kであることは、最終的に出力される振幅WMsが、 WMs=K×TB ・・・・(数式14) であることと等価である。 The value of the temporary variable WMs may be K, the amplitude WMs to be finally output is equivalent to a WMs = K × TB ···· (Equation 14).

【0056】ステップS44の処理が終了すると、算出された振幅WMsが出力され、ステップS26の処理が完了する。 [0056] When the processing in step S44 is completed, the calculated amplitude WMs is output, the processing in step S26 is completed. その後、処理は、図6のステップS27へと移行する。 Thereafter, the process proceeds to step S27 in FIG. 6.

【0057】ステップS27では、ウォータマークWMを構成する二値データが、"0"と"1"で表現される形式から、"-1"と"1"とで表現される形式へと変換される。 [0057] At step S27, the binary data constituting the watermark WM is the format that is represented by "0" and "1", "- 1" and is converted into a format that is expressed out with "1" that. さらに、ウォータマークWMが、識別番号INDごとに複製される。 Further, the watermark WM is replicated for each identification number IND. つぎに、ステップS28において、ウォータマークWMに乱数PNが乗ぜられる。 Next, in step S28, a random number PN is multiplied to the watermark WM. つづくステップS29では、ウォータマークWMに、ステップS26で算出された振幅WMsが乗ぜられる。 In subsequent step S29, the watermark WM, the amplitude WMs calculated in step S26 is multiplied. これによって、埋め込みの対象とされる最終的なウォータマークWMが得られる。 Thus, the final watermark WM is the embedding object is obtained.

【0058】つぎに、ステップS30の処理が、識別番号INDごとに反復的に実行される。 Next, the process of step S30 is performed repeatedly for each identification number IND. ステップS30では、識別番号INDごとに、輝度成分Yspへウォータマーク In step S30, for each identification number IND, the watermark to the luminance component Ysp
WMが重ね合わされ、ウォータマーク埋め込み後の輝度成分Ysp'が得られる。 WM is superimposed, the luminance component Ysp after implantation watermark 'is obtained. すべての識別番号INDに対して、ウォータマークの埋め込みが行われると、ステップS4は終了し、処理は、ステップS5(図1)へと移行する。 For all identification numbers IND, the embedding of the watermark is performed, step S4 is terminated, the process proceeds to step S5 (FIG. 1).
なお、ステップS24,S27〜S30の処理は、従来のウォータマーク符号化方法(図10)において周知であるため、これらについての詳細な説明は略する。 Incidentally, the step S24, the processing of S27~S30 are the well known in conventional watermark encoding method (FIG. 10), the detailed description thereof will be omitted.

【0059】 [0059]

【発明の効果】第1の発明の方法では、元画像データが、データ量の小さい圧縮画像の形式で保管されるので、通常において多数種類の元画像データを保管する必要がある配信元において、保管すべき元画像データのデータ量が節減される。 EFFECTS OF THE INVENTION The method of the first aspect of the invention, the original image data, since it is stored in the form of a small compressed image data amount, the distribution source it needs to store multiple kinds of original image data in the normal, the data amount of original image data to be stored is reduced. すなわち、元画像データの保管のための配信元の負担が軽減される。 In other words, the distribution source of the burden for the storage of the original image data is reduced. しかも、ウォータマークの埋め込み対象となり得るスペクトル成分を探索するのに、ランダムな揺らぎがスペクトルデータに付与され、その上で、工程(a),(e)よりも大きめの量子化ステップで量子化がなされ、それによって得られる量子化係数の値がゼロにならないスペクトル成分が探し出される。 Moreover, for searching for a spectral component that can be embedding watermark, random fluctuations are imparted to the spectral data, thereon, step (a), the quantization at large quantization step than (e) It made that it spectral components values ​​of the quantized coefficients obtained does not become zero by is sought.

【0060】このため、不可逆な過程である工程(a)と工程(c)で得られる二つのスペクトルデータの間に現れる偏差に由来する画質の劣化が抑制される。 [0060] Thus, deterioration in image quality derived from the deviation appears between two spectral data obtained by an irreversible process steps (a) and (c) is suppressed. また、ウォータマークの埋め込みは、揺らぎが重ね合わされる前のスペクトル成分に対して行われるので、揺らぎの影響は、配信される画像データには残らない。 Further, the watermark embedding, so is performed on the spectral component before the fluctuation is superposed, the influence of fluctuation, does not remain in the image data to be distributed.

【0061】第2の発明の方法では、元画像データが、 [0061] In the method of the second invention, the original image data,
データ量の小さい圧縮画像の形式で保管されるので、通常において多数種類の元画像データを保管する必要がある配信元において、保管すべき元画像データのデータ量が節減される。 Since stored in the form of data amount smaller compressed image, the distribution source you need to store multiple kinds of original image data in the normal data amount of original image data to be stored is reduced. すなわち、元画像データの保管のための配信元の負担が軽減される。 In other words, the distribution source of the burden for the storage of the original image data is reduced. しかも、重ね合わせられるウォータマークの振幅が、工程(a)および(e)の量子化で用いられる量子化ステップの1/2倍よりも大きい値に設定されるので、埋め込まれたウォータマークが量子化後に消滅するという不都合を、回避することができる。 Moreover, the amplitude of the watermark superposed is, steps (a) and so is set to a value larger than half the quantization step used in the quantization of (e), embedded watermark quantum the disadvantage that disappears after reduction, can be avoided.
それによって、復号正解率の低下という問題の発生も回避される。 Thereby also avoided the occurrence of a problem that reduction in decoding accuracy rate.

【0062】第3の発明の方法では、重ね合わせられるウォータマークの振幅が、量子化テーブルの値の定数L [0062] In the third method of the invention, the amplitude of the watermark superposed is constant the values ​​of the quantization table L
(≦1/2)倍を下回らないように設定される。 (≦ 1/2) is set so as not to fall below the fold. これによって、視覚上、画像の歪が認識されない範囲内で、ウォータマークの強度が高められる。 Thus, visual, to the extent that distortion of the image is not recognized, the strength of the watermark is improved.

【0063】第4の発明の方法では、採取された画像データが、第1ないし第3の発明の方法で符号化された後に配信された画像データの違法コピーであるか否かの判定を行うことができる。 [0063] In the fourth method of the invention, taken image data, and determines whether or not the illegal copy of the image data delivered after being encoded by the first to third methods of the invention be able to.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 実施の形態のウォータマーク符号化方法の流れ図である。 1 is a flow diagram of a watermark encoding method embodiment.

【図2】 実施の形態のウォータマーク復号化方法の流れ図である。 2 is a flow diagram of the watermark decoding method embodiment.

【図3】 図1および図2の手順のタイミングチャートである。 3 is a timing chart of the procedure of FIGS.

【図4】 復号正解率の低下の第1の要因を説明するグラフである。 4 is a graph illustrating a first cause of decrease in the decoding success rate.

【図5】 復号正解率の低下の第2の要因を説明するグラフである。 5 is a graph illustrating a second factor of reduction in the decoding success rate.

【図6】 図1のステップS4の内部フローを示す流れ図である。 6 is a flow diagram showing the internal flow of the step S4 in FIG.

【図7】 第1の要因が解消される理由を説明するグラフである。 7 is a graph illustrating the reason why the first factor is eliminated.

【図8】 図6のステップS23の内部フローを示すグラフである。 8 is a graph showing the internal flow of the step S23 in FIG. 6.

【図9】 図6のステップS26の内部フローを示すグラフである。 9 is a graph showing the internal flow of the step S26 in FIG. 6.

【図10】 従来のウォータマーク符号化方法の流れ図である。 10 is a flow diagram of a conventional watermark encoding method.

【図11】 従来のウォータマーク復号化方法の流れ図である。 11 is a flow diagram of a conventional watermark decoding method.

【図12】 図10および図11の手順のタイミングチャートである。 Is a timing chart of the procedure of FIG. 12 FIG. 10 and FIG. 11.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

δ 揺らぎ Δ 量子化ステップ Q 量子化係数 SPC,SPC' スペクトルデータ SC スケーリング係数 TB 量子化テーブル WM ウォータマーク δ fluctuation Δ quantization step Q quantized coefficients SPC, SPC 'spectral data SC scaling factor TB quantization table WM watermark

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 7識別記号 FI テーマコート゛(参考) // H04N 7/08 H04N 7/08 Z 7/081 Fターム(参考) 5B057 AA20 CA16 CB16 CC03 CE08 CE09 CG05 CG07 CH01 DA17 DB02 5C059 KK43 MA00 MA23 MC11 MC26 ME01 SS12 UA02 UA38 5C063 AA01 AB03 AC02 CA23 CA29 CA36 DB09 5C076 AA14 AA40 BA09 5C078 BA21 BA57 BA62 CA14 DA01 DA02 DB11 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) // H04N 7/08 H04N 7/08 Z 7/081 F -term (reference) 5B057 AA20 CA16 CB16 CC03 CE08 CE09 CG05 CG07 CH01 DA17 DB02 5C059 KK43 MA00 MA23 MC11 MC26 ME01 SS12 UA02 UA38 5C063 AA01 AB03 AC02 CA23 CA29 CA36 DB09 5C076 AA14 AA40 BA09 5C078 BA21 BA57 BA62 CA14 DA01 DA02 DB11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 元画像データにウォータマークを埋め込むウォータマーク符号化方法において、(a) 前記元画像データを、スペクトルデータへの変換と量子化とを含む画像圧縮を通じて、圧縮されない原画像の形式から圧縮画像データの形式へと変換する工程と、(b) 前記圧縮画像データの形式で前記元画像データを保管する工程と、 1. A watermark encoding method for embedding watermark into original image data, (a) the original image data, via the image compression comprising a transform and quantization of the spectral data format of uncompressed original image a step of converting into the form of compressed image data from the steps storing the original image data in the form of (b) the compressed image data,
    (c) 前記量子化の逆演算としての逆量子化を含む画像伸張を通じて、前記元画像データを、前記圧縮画像データの形式からスペクトルデータへと変換する工程と、(d) (C) through an image decompression including inverse quantization as inverse operation of the quantization, and converting the original image data, to the spectral data from the format of the compressed image data, (d)
    前記工程(c)で得られたスペクトルデータにウォータマークを重ね合わせる工程と、(e) 前記工程(d)でウォータマークが重ね合わされた前記スペクトルデータを、前記量子化を含む画像圧縮を通じて、前記圧縮画像データの形式へと変換する工程と、(f) 前記工程(e)で変換して得られた前記圧縮画像データを配信する工程と、を備え、 前記工程(d)が、 (d-1) 前記工程(c)で得られた前記スペクトルデータに、符号がランダムな揺らぎを重ね合わせる工程と、 (d-2) 前記工程(d-1)でランダムな揺らぎが重ね合わされた前記スペクトルデータに対して、前記量子化で用いられるスケーリング係数よりも値の大きいスケーリング係数を用いて、量子化を行うことによって、量子化係数を得る工程と、 (d-3) 前記スペクトルデータを構成し、前記量子化係数とし A step of superimposing the watermark spectral data obtained in the step (c), the spectral data watermark is superimposed (e) said step (d), through the image compression including the quantization, the a step of converting into the form of compressed image data, the (f) a step of delivering the compressed image data obtained by converting in the step (e), wherein the step (d), (d- the spectral data obtained in 1) the step (c), a step of codes superimposed random fluctuations, (d-2) the step (the spectral data random fluctuations are superposed in d-1) respect, with a large scaling factor value than the scaling factor used in the quantization, by performing quantization, constitute a step of obtaining a quantization coefficient, a (d-3) the spectral data, and the quantized coefficients ゼロでない値を与えるスペクトル成分の中から、 From the spectral components to provide a non-zero value,
    前記ウォータマークの埋め込み対象を選択する工程と、 (d-4) 前記工程(d-3)で選択された前記スペクトル成分の前記揺らぎが重ね合わせられる以前の値に、前記ウォータマークを重ね合わせる工程と、を備えるウォータマーク符号化方法。 And selecting the embedding of the watermark, (d-4) to the previous value of the fluctuation is superimposed in the spectral components selected in said step (d-3), the step of superimposing the watermark When the watermark encoding method comprising.
  2. 【請求項2】 元画像データにウォータマークを埋め込むウォータマーク符号化方法において、(a) 前記元画像データを、スペクトルデータへの変換と量子化とを含む画像圧縮を通じて、圧縮されない原画像の形式から圧縮画像データの形式へと変換する工程と、(b) 前記圧縮画像データの形式で前記元画像データを保管する工程と、 2. A watermark encoding method for embedding watermark into original image data, (a) the original image data, via the image compression comprising a transform and quantization of the spectral data format of uncompressed original image a step of converting into the form of compressed image data from the steps storing the original image data in the form of (b) the compressed image data,
    (c) 前記量子化の逆演算としての逆量子化を含む画像伸張を通じて、前記元画像データを、前記圧縮画像データの形式からスペクトルデータへと変換する工程と、(d) (C) through an image decompression including inverse quantization as inverse operation of the quantization, and converting the original image data, to the spectral data from the format of the compressed image data, (d)
    前記工程(c)で得られたスペクトルデータにウォータマークを重ね合わせる工程と、(e) 前記工程(d)でウォータマークが重ね合わされた前記スペクトルデータを、前記量子化を含む画像圧縮を通じて、前記圧縮画像データの形式へと変換する工程と、(f) 前記工程(e)で変換して得られた前記圧縮画像データを配信する工程と、を備え、 前記工程(d)が、 (d-1) 重ね合わせるべき前記ウォータマークの振幅を、 A step of superimposing the watermark spectral data obtained in the step (c), the spectral data watermark is superimposed (e) said step (d), through the image compression including the quantization, the a step of converting into the form of compressed image data, the (f) a step of delivering the compressed image data obtained by converting in the step (e), wherein the step (d), (d- the amplitude of the watermark should be 1) overlapped,
    前記量子化で用いられる量子化ステップの1/2倍よりも大きい値に設定する工程、を備えるウォータマーク符号化方法。 Watermark encoding method comprising the step, to be set to a value greater than half the quantization step used in the quantization.
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のウォータマーク符号化方法において、 前記工程(d)が、 (d-2) あらかじめ設定された所定の定数L(≦1/2) 3. A watermark encoding method according to claim 2, wherein step (d), (d-2) preset predetermined constant L (≦ 1/2)
    に対して、前記工程(d-1)において設定される前記振幅が、量子化テーブルの値のL倍よりも小さいときには、 Respect, the amplitude set in said step (d-1) is, when smaller than L times the value of the quantization table,
    前記振幅を、量子化テーブルの値の所定の定数K(L≦ Said amplitude, a predetermined constant K of the quantization table (L ≦
    K≦1/2)倍の値に設定する工程、をさらに備えるウォータマーク符号化方法。 K ≦ 1/2) step of setting a multiple of, further comprising a watermark encoding method.
  4. 【請求項4】 採取された画像データからウォータマークを取り出すウォータマーク復号化方法において、(A) 4. A watermark decoding method from the collected image data taken out the watermark, (A)
    請求項1ないし請求項3のいずれかのウォータマーク符号化方法の工程(b)によって保管された元画像データに対して、前記工程(c)と同一の工程を実行することにより、スペクトルデータを得る工程と、(B) 採取された前記画像データを、スペクトルデータへ変換する工程と、 Against claim 1 to any of the watermark encoded original image data stored by the step (b) of the method according to claim 3, by executing the same step as the step (c), the spectral data and obtaining, the image data (B) taken, a step of converting the spectral data,
    (C) 前記工程(A)および(B)で得られた二つのスペクトルデータの差分を演算することによって、前記ウォータマークを、前記工程(B)で得られた前記スペクトルデータから取り出す工程と、を備えるウォータマーク復号化方法。 By calculating the difference between two spectral data obtained in (C) the step (A) and (B), a step of extracting the watermark from the spectral data obtained in the step (B), watermark decoding method comprising.
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