JP2000350010A - 画像処理装置および画像処理方法、並びに媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の画質を劣化させず、かつデータ量を増
加させずに、情報を埋め込む。 【解決手段】 埋め込み符号化器３では、画像を構成す
る一部の画素が選択され、その選択された画素の画素値
が、付加情報にしたがってローテーションされることに
より、画素に、付加情報が埋め込まれ、埋め込み画像が
出力される。一方、埋め込み復号器６では、埋め込み画
像を構成する一部の画素が選択され、その選択された画
素の画素値が、所定のビット数だけローテーションされ
る。さらに、その画素値がローテーションされた画素
と、選択された画素以外の画素との間の相関が演算さ
れ、その相関に基づいて、選択された画素を復号するた
めにローテーションすべきビット数が決定される。そし
て、その決定されたビット数に基づいて、選択された画
素と、その画素に埋め込まれた付加情報とが復号され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置およ
び画像処理方法、並びに媒体に関し、再生画像の画質の
劣化を極力なくし、かつデータ量を増加せずに、画像に
情報を埋め込むことができるようにする画像処理装置お
よび画像処理方法、並びに媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】信号に対して、そのデータ量を増加させ
ることなく、情報を埋め込む手法としては、例えば、デ
ィジタルオーディオデータの最下位ビットや、下位２ビ
ットなどを、埋め込む情報に変換するものなどがある。
この手法は、ディジタルオーディオデータの下位ビット
が、その音質にあまり影響を与えないことを利用し、そ
の下位ビットを、単に、埋め込む情報に置き換えるもの
であり、従って、再生時には、情報が埋め込まれたディ
ジタルオーディオデータは、その下位ビットを元に戻さ
ずに、そのまま出力される。即ち、情報が埋め込まれた
下位ビットを、元に戻すのは困難であり、また、下位ビ
ットは、音質に、あまり影響を与えないことから、ディ
ジタルオーディオデータは、情報が埋め込まれた状態で
出力される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような手法では、本来の信号と異なる信号が出力され
る。従って、信号がオーディオデータである場合には、
その音質に、また、信号がビデオデータである場合に
は、その画質に、少なからず影響がある。

【０００４】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、画像の画質の劣化を極力なくし、かつデ
ータ量を増加せずに、画像に情報を埋め込むことができ
るようにするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像処
理装置は、画像を構成する一部の画素を選択する選択手
段と、選択手段によって選択された画素の画素値を、情
報にしたがってローテーションすることにより、画素
に、情報を埋め込むローテーション手段とを含むことを
特徴とする。

【０００６】ローテーション手段には、選択手段によっ
て選択された画素のうちの一部の画素の画素値を、最下
位ビットから最上位ビットの方向にローテーションさ
せ、残りの画素の画素値を、最上位ビットから最下位ビ
ットの方向にローテーションさせることができる。

【０００７】画像を所定のブロックに分割する分割手段
をさらに設けることができ、この場合、選択手段には、
ブロックを構成する一部の画素を選択させることができ
る。

【０００８】請求項４に記載の画像処理方法は、画像を
構成する一部の画素を選択する選択ステップと、選択ス
テップで選択された画素の画素値を、情報にしたがって
ローテーションすることにより、画素に、情報を埋め込
むローテーションステップとを含むことを特徴とする。

【０００９】請求項５に記載の媒体がコンピュータに実
行させるプログラムは、画像を構成する一部の画素を選
択する選択ステップと、選択ステップで選択された画素
の画素値を、情報にしたがってローテーションすること
により、画素に、情報を埋め込むローテーションステッ
プとを含むことを特徴とする。

【００１０】請求項６に記載の画像処理装置は、情報埋
め込み画像を構成する一部の画素を選択する選択手段
と、選択手段によって選択された画素の画素値を、所定
のビット数だけローテーションするローテーション手段
と、画素値がローテーションされた画素と、選択手段に
よって選択された画素以外の画素との間の相関を演算す
る相関演算手段と、相関に基づいて、選択手段によって
選択された画素を復号するための、画素値を、ローテー
ションするビット数を決定する決定手段と、決定手段に
よって決定されたビット数に基づいて、選択手段によっ
て選択された画素を復号するとともに、その画素に埋め
込まれた情報を復号する復号手段とを含むことを特徴と
する。

【００１１】ローテーション手段には、選択手段によっ
て選択された画素のうちの一部の画素の画素値を、最下
位ビットから最上位ビットの方向にローテーションさ
せ、残りの画素の画素値を、最上位ビットから最下位ビ
ットの方向にローテーションさせることができる。

【００１２】情報埋め込み画像を所定のブロックに分割
する分割手段をさらに設けることができ、この場合、選
択手段には、ブロックを構成する一部の画素を選択させ
ることができる。

【００１３】相関演算手段には、画素値がローテーショ
ンされた画素について、その画素の周辺にある画素であ
って、選択手段によって選択された画素以外の画素との
間の相関を演算させることができる。

【００１４】相関演算手段には、画素値がローテーショ
ンされた画素について、選択手段によって選択された画
素以外の画素との間の相関の他、既に復号された画素と
の間の相関も演算させることができる。

【００１５】請求項１１に記載の画像処理方法は、情報
埋め込み画像を構成する一部の画素を選択する選択ステ
ップと、選択ステップで選択された画素の画素値を、所
定のビット数だけローテーションするローテーションス
テップと、画素値がローテーションされた画素と、選択
ステップで選択された画素以外の画素との間の相関を演
算する相関演算ステップと、相関に基づいて、選択ステ
ップで選択された画素を復号するための、画素値をロー
テーションするビット数を決定する決定ステップと、決
定ステップで決定されたビット数に基づいて、選択ステ
ップで選択された画素を復号するとともに、その画素に
埋め込まれた情報を復号する復号ステップとを含むこと
を特徴とする。

【００１６】請求項１２に記載の媒体がコンピュータに
実行させるプログラムは、情報埋め込み画像を構成する
一部の画素を選択する選択ステップと、選択ステップで
選択された画素の画素値を、所定のビット数だけローテ
ーションするローテーションステップと、画素値がロー
テーションされた画素と、選択ステップで選択された画
素以外の画素との間の相関を演算する相関演算ステップ
と、相関に基づいて、選択ステップで選択された画素を
復号するための、画素値をローテーションするビット数
を決定する決定ステップと、決定ステップで決定された
ビット数に基づいて、選択ステップで選択された画素を
復号するとともに、その画素に埋め込まれた情報を復号
する復号ステップとを含むことを特徴とする。

【００１７】請求項１３に記載の画像処理装置は、画像
を構成する一部の画素を選択する第１の選択手段と、第
１の選択手段によって選択された画素の画素値を、情報
にしたがってローテーションすることにより、画素に、
情報を埋め込み、情報埋め込み画像を出力する第１のロ
ーテーション手段と、情報埋め込み画像を構成する一部
の画素を選択する第２の選択手段と、第２の選択手段に
よって選択された画素の画素値を、所定のビット数だけ
ローテーションする第２のローテーション手段と、画素
値がローテーションされた画素と、第２の選択手段によ
って選択された画素以外の画素との間の相関を演算する
相関演算手段と、相関に基づいて、第２の選択手段によ
って選択された画素を復号するための、画素値をローテ
ーションするビット数を決定する決定手段と、決定手段
によって決定されたビット数に基づいて、第２の選択手
段によって選択された画素を復号するとともに、その画
素に埋め込まれた情報を復号する復号手段とを含むこと
を特徴とする。

【００１８】請求項１に記載の画像処理装置および請求
項４に記載の画像処理方法、並びに請求項５に記載の媒
体においては、画像を構成する一部の画素が選択され、
その選択された画素の画素値が、情報にしたがってロー
テーションされることにより、画素に、情報が埋め込ま
れる。

【００１９】請求項６に記載の画像処理装置および請求
項１１に記載の画像処理方法、並びに請求項１２に記載
の媒体においては、情報埋め込み画像を構成する一部の
画素が選択され、その選択された画素の画素値が、所定
のビット数だけローテーションされる。さらに、その画
素値がローテーションされた画素と、選択された画素以
外の画素との間の相関が演算され、その相関に基づい
て、選択された画素を復号するための、画素値をローテ
ーションするビット数が決定される。そして、その決定
されたビット数に基づいて、選択された画素が復号され
るとともに、その画素に埋め込まれた情報が復号され
る。

【００２０】請求項１３に記載の画像処理装置において
は、画像を構成する一部の画素が選択され、その選択さ
れた画素の画素値が、情報にしたがってローテーション
されることにより、画素に、情報が埋め込まれ、情報埋
め込み画像が出力される。一方、情報埋め込み画像を構
成する一部の画素が選択され、その選択された画素の画
素値が、所定のビット数だけローテーションされる。さ
らに、その画素値がローテーションされた画素と、選択
された画素以外の画素との間の相関が演算され、その相
関に基づいて、選択された画素を復号するための、画素
値をローテーションするビット数が決定される。そし
て、その決定されたビット数に基づいて、選択された画
素が復号されるとともに、その画素に埋め込まれた情報
が復号される。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を適用した画像伝
送システム（システムとは、複数の装置が論理的に集合
した物をいい、各構成の装置が同一筐体中にあるか否か
は問わない）の一実施の形態の構成例を示している。

【００２２】この画像伝送システムは、符号化装置１０
および復号装置２０で構成されており、符号化装置１０
は、符号化対象としての、例えば、画像を符号化して符
号化データを出力し、復号装置２０は、その符号化デー
タを、元の画像に復号するようになされている。

【００２３】即ち、画像データベース１は、符号化すべ
き画像（例えば、ディジタル画像）を記憶している。そ
して、画像データベース１からは、そこに記憶されてい
る画像が読み出され、埋め込み符号化器３に供給され
る。

【００２４】また、付加情報データベース２は、符号化
対象の画像に埋め込むべき情報としての付加情報（ディ
ジタルデータ）を記憶している。そして、付加情報デー
タベース２からも、そこに記憶されている付加情報が読
み出され、埋め込み符号化器３に供給される。

【００２５】埋め込み符号化器３では、画像データベー
ス１からの画像、および付加情報データベース２からの
付加情報が受信される。さらに、埋め込み符号化器３
は、画像データベース１からの画像が有するエネルギの
偏りを利用して復号を行うことができるように、その画
像を、付加情報データベース２からの付加情報にしたが
って符号化して出力する。即ち、埋め込み符号化器３
は、画像が有するエネルギの偏りを利用して復号を行う
ことができるように、画像に付加情報を埋め込むこと
で、その画像を符号化し、符号化データを出力する。埋
め込み符号化器３が出力する符号化データは、例えば、
光磁気ディスク、磁気ディスク、光ディスク、磁気テー
プ、相変化ディスクなどでなる記録媒体４に記録され、
あるいは、また、例えば、地上波、衛星回線、ＣＡＴＶ
（Cable Television）網、インターネット、公衆回線な
どでなる伝送媒体５を介して伝送され、復号装置２０に
提供される。

【００２６】復号装置２０は、埋め込み復号器６で構成
され、そこでは、記録媒体４または伝送媒体５を介して
提供される符号化データが受信される。さらに、埋め込
み復号器６は、その符号化データを、画像が有するエネ
ルギの偏りを利用して、元の画像および付加情報に復号
する。復号された画像は、例えば、図示せぬモニタに供
給されて表示される。また、復号された付加情報は、例
えば、所定の処理を行うのに用いられる。

【００２７】次に、図１の埋め込み符号化器３における
符号化、および埋め込み復号器６における復号の原理に
ついて説明する。

【００２８】一般に、情報と呼ばれるものは、エネルギ
（エントロピー）の偏り（普遍性）を有し、この偏り
が、情報（価値ある情報）として認識される。即ち、例
えば、ある風景を撮影して得られる画像が、そのような
風景の画像であると認識されるのは、画像（画像を構成
する各画素の画素値など）が、その風景に対応したエネ
ルギの偏りを有するからであり、エネルギの偏りがない
画像は、雑音等にすぎず、情報としての利用価値はな
い。

【００２９】従って、価値ある情報に対して、何らかの
操作を施し、その情報が有する本来のエネルギの偏り
を、いわば破壊した場合でも、その破壊されたエネルギ
の偏りを元に戻すことで、何らかの操作が施された情報
も、元の情報に戻すことができる。即ち、情報を符号化
して得られる符号化データは、その情報が有する本来の
エネルギの偏りを利用して、元の情報に復号することが
できる。

【００３０】情報が有するエネルギ（の偏り）を表すも
のとしては、例えば、相関性があり、情報の相関性と
は、その情報の構成要素（例えば、画像であれば、その
画像を構成する画素やラインなど）どうしの相関（例え
ば、自己相関や、ある構成要素と他の構成要素との距離
など）を意味する。

【００３１】即ち、例えば、いま、図２に示すようなＨ
ラインでなる画像があった場合に、その上から１行目の
ライン（第１ライン）と、他のラインとの相関は、一般
に、図３（Ａ）に示すように、第１ラインとの距離が近
いライン（図２における画面の上の行のライン）ほど大
きくなり、第１ラインとの距離が遠いライン（図２にお
ける画面の下の行のライン）ほど小さくなる（第１ライ
ンから近いほど相関が大きくなり、遠いほど相関が小さ
くなるという相関の偏りがある）。

【００３２】そこで、いま、図２の画像において、第１
ラインから近い第Ｍラインと、第１ラインから遠い第Ｎ
ラインとを入れ替え（１＜Ｍ＜Ｎ≦Ｈ）、その入れ替え
後の画像について、第１ラインと、他のラインとの相関
を計算すると、それは、例えば、図３（Ｂ）に示すよう
になる。

【００３３】即ち、入れ替え後の画像では、第１ライン
から近い第Ｍライン（入れ替え前の第Ｎライン）との相
関が小さくなり、第１ラインから遠い第Ｎライン（入れ
替え前の第Ｍライン）との相関が大きくなる。

【００３４】従って、図３（Ｂ）では、第１ラインから
近いほど相関が大きくなり、遠いほど相関が小さくなる
という相関の偏りが破壊されている。しかしながら、画
像については、一般に、第１ラインから近いほど相関が
大きくなり、遠いほど相関が小さくなるという相関の偏
りを利用することにより、破壊された相関の偏りを、元
に戻すことができる。即ち、図３（Ｂ）において、第１
ラインから近い第Ｍラインとの相関が小さく、第１ライ
ンから遠い第Ｎラインとの相関が大きいのは、画像が有
する本来の相関の偏りからすれば、明らかに不自然であ
り（おかしく）、第Ｍラインと第Ｎラインとは入れ替え
るべきである。そして、図３（Ｂ）における第Ｍライン
と第Ｎラインとを入れ替えることで、図３（Ａ）に示す
ような相関、即ち、元の画像を復号することができる。

【００３５】ここで、図２および図３で説明した場合に
おいては、ラインの入れ替えが、画像の符号化を行うこ
ととなる。また、その符号化に際し、埋め込み符号化器
３では、例えば、何ライン目を移動するかや、どのライ
ンどうしを入れ替えるかなどが、付加情報にしたがって
決定されることになる。一方、埋め込み復号器６では、
符号化後の画像、即ち、ラインの入れ替えられた画像
を、その相関を利用して、ラインを元の位置に入れ替え
ることにより、元の画像に戻すことが、画像を復号する
こととなる。さらに、その復号に際し、埋め込み復号器
６において、例えば、何ライン目を移動したかや、どの
ラインどうしを入れ替えたかなどを検出することが、画
像に埋め込まれた付加情報を復号することになる。

【００３６】次に、図４は、以上のような画像の相関性
を利用して元に戻すことができるように、画像に付加情
報を埋め込む埋め込み符号化を行う図１の埋め込み符号
化器３の構成例を示している。

【００３７】画像データベース１から供給される画像
は、フレームメモリ３１に供給されるようになされてお
り、フレームメモリ３１は、画像データベース１からの
画像を、例えば、フレーム単位で一時記憶するようにな
されている。

【００３８】CPU(Central Processing Unit)３２は、プ
ログラムメモリ３３に記憶されたプログラムを実行する
ことで、フレームメモリ３１に記憶された画像を対象
に、後述する埋め込み符号化処理を行うようになされて
いる。即ち、CPU３２は、付加情報データベース２から
供給される付加情報を、フレームメモリ３１に記憶され
た画像に埋め込むようになされている。

【００３９】プログラムメモリ３３は、例えば、ROM(Re
ad Only Memory)やRAM(Random Access Memory)などで構
成され、CPU３２に、埋め込み符号化処理を行わせるた
めのコンピュータプログラムを記憶している。

【００４０】出力I/F（Interface）３４は、フレームメ
モリ３１から、付加情報の埋め込まれた画像を読み出
し、符号化データとして出力するようになされている。

【００４１】なお、フレームメモリ３１は、複数のフレ
ームを記憶することのできるように、複数バンクで構成
されており、バンク切り替えを行うことで、フレームメ
モリ３１では、画像データベース１から供給される画像
の記憶、CPU３２による埋め込み符号化処理の対象とな
っている画像の記憶、および埋め込み符号化処理後の画
像（符号化データ）の出力を、同時に行うことができる
ようになされている。これにより、画像データベース１
から供給される画像が、動画であっても、符号化データ
のリアルタイム出力を行うことができるようになされて
いる。

【００４２】次に、図５は、図４のCPU３２が、プログ
ラムメモリ３３に記憶されたプログラムを実行すること
で実現される埋め込み符号化器３の機能的構成例を示し
ている。

【００４３】ブロック分割部４１には、符号化対象とし
ての画像が、例えば、１フレーム単位で供給されるよう
になっており、ブロック分割部４１は、その１フレーム
単位の画像を、所定の大きさのブロックに分割して、ビ
ットローテーション部４２に供給するようになってい
る。

【００４４】ビットローテーション部４２には、ブロッ
ク分割部４１からブロックが供給される他、画像に埋め
込む付加情報が供給されるようになっており、ビットロ
ーテーション部４２は、ブロック分割部４１からのブロ
ックを構成する一部の画素を選択し、その画素（以下、
適宜、選択画素という）の画素値を、付加情報にしたが
ってローテーションすることにより、選択画素に、付加
情報を埋め込むようになっている。選択画素に付加情報
が埋め込まれたブロックは、符号化ブロックとして符号
化画像メモリ４３に供給されるようになっている。

【００４５】符号化画像メモリ４３は、ビットローテー
ション部４２から供給される符号化ブロックを順次記憶
し、１フレーム分の符号化ブロックを記憶すると、その
１フレーム分の符号化ブロックを、符号化データとして
出力するようになっている。

【００４６】次に、図６のフローチャートを参照して、
図５の埋め込み符号化器３において行われる埋め込み符
号化処理について説明する。

【００４７】上述したように、ブロック分割部４１に
は、符号化対象としての画像が、１フレーム単位で供給
されるようになっており、ブロック分割部４１は、１フ
レームの画像を受信すると、ステップＳ１において、そ
の１フレームの画像を、所定の大きさのブロックに分割
する。即ち、ブロック分割部４１は、１フレームの画像
を、例えば、図７（Ａ）に示すように、横×縦が４×４
画素のブロックに分割する。ブロック分割４１において
得られたブロックは、例えば、ラインスキャン順に、順
次、ビットローテーション部４２に供給される。

【００４８】ビットローテーション部４２は、ブロック
分割部４１からブロックを受信すると、そのブロック
を、注目ブロックとし、ステップＳ２において、注目ブ
ロックを構成する一部の画素を選択する。即ち、ビット
ローテーション部４２は、注目ブロックを構成する画素
のうち、例えば、図７（Ａ）に●印および斜線を付した
○印で示すような、五の目格子を構成するような位置関
係にある画素を、選択画素として選択する。従って、こ
こでは、ブロックを構成する１／２の画素が、選択画素
として選択される。

【００４９】そして、ステップＳ３に進み、ビットロー
テーション部４２において、選択画素の画素値が、付加
情報にしたがってローテーションされることで、選択画
素に、付加情報が埋め込まれる。即ち、ビットローテー
ション部４２は、選択画素のうち、図７（Ａ）において
斜線を付した○印で示す選択画素の画素値を、そのLSB
(Least Significant Bit)からMSB(Most Significant Bi
t)の方向に、付加情報の値に対応するビット数だけロー
テーション（以下、適宜、左ローテーションという）す
る。

【００５０】ここで、ローテーションは、基本的には、
ビットシフトと同一であるが、LSBからMSB方向にローテ
ーションを行う場合には、MSBは捨てずにLSBに移動さ
れ、逆に、MSBからLSB方向にローテーションを行う場合
には、LSBは捨てずにMSBに移動される。

【００５１】さらに、ビットローテーション部４２は、
選択画素のうち、図７（Ａ）において●印で示す選択画
素の画素値を、そのMSBからLSBの方向に、付加情報に対
応するビット数だけローテーション（以下、適宜、右ロ
ーテーションという）する。

【００５２】ここで、画素値が左ローテーションまたは
右ローテーションされる画素を、それぞれ左ローテーシ
ョン画素または右ローテーション画素というものとする
と、本実施の形態では、選択画素の斜め方向について、
左ローテーション画素と右ローテーション画素とが交互
に並ぶようになっており、従って、選択画素の半分が左
ローテーションされ、残りの半分が右ローテーションさ
れる。

【００５３】例えば、いま、画素値が８ビットで表され
るとし、ある左ローテーション画素の画素値が、001111
01B（Bは、その前の数字が２進数であることを表す）で
あり、また、ある右ローテーション画素の画素値が、10
010111Bであったとする。さらに、付加情報が２である
とすると、図７（Ｂ）に示すように、画素値が00111101
Bの左ローテーション画素、または画素値が10010111Bで
ある右ローテーション画素は、２ビットだけ左ローテー
ション、または右ローテーションされ、それぞれの画素
値は、11110100B、または11100101Bとされる。ブロック
内の他の左ローテーション画素および右ローテーション
画素も、同様に、付加情報に従ってローテーションされ
る。

【００５４】なお、画素値が８ビットで表される場合に
おいては、０乃至７ビットのローテーションが可能であ
り、従って、この場合、１のブロックには、０乃至７の
付加情報（３ビットで表される付加情報）を埋め込むこ
とができる。

【００５５】ステップＳ３で選択画素のローテーション
が行われたブロックは、符号化ブロックとして、符号化
画像メモリ４３に供給されて記憶される。そして、ステ
ップＳ４に進み、ビットローテーション部４２におい
て、１フレームの画像を分割して得られたブロックのう
ち、まだ、注目ブロックとして処理していないブロック
（以下、適宜、未処理ブロックという）があるかどうか
が判定される。ステップＳ４において、未処理ブロック
があると判定された場合、その未処理ブロックのいずれ
かが注目ブロックとされ、ステップＳ２に戻り、以下、
同様の処理が繰り返される。

【００５６】また、ステップＳ４において、未処理ブロ
ックがないと判定された場合、即ち、符号化画像メモリ
４３に、１フレーム分の符号化ブロックが記憶された場
合、その１フレーム分の符号化ブロックが、符号化画像
メモリ４３から読み出される。そして、ステップＳ５に
進み、ブロック分割部４１において、次に処理すべきフ
レームがあるかどうかが判定される。ステップＳ５にお
いて、次に処理すべきフレームがあると判定された場
合、ステップＳ１に戻り、そのフレームを対象に、以
下、同様の処理が行われる。

【００５７】一方、ステップＳ５において、次に処理す
べきフレームがないと判定された場合、埋め込み符号化
処理を終了する。

【００５８】以上のように、画像を構成する一部の画素
を選択し、その選択画素の画素値を、付加情報にしたが
ってローテーションすることにより、画素に、付加情報
を埋め込むことで、画像の画質の劣化を極力なくし、か
つデータ量を増加せずに、画像に付加情報を埋め込むこ
とができる。

【００５９】即ち、付加情報が埋め込まれた選択画素
（図７（Ａ）において、斜線を付した○印および●印で
示す画素）の画素値は、画像の相関性、即ち、ここで
は、付加情報が埋め込まれなかった画素（図７（Ａ）に
おいて、○印で示す画素）等との間の相関を利用するこ
とにより、後述するように、オーバヘッドなしで、元の
画素と付加情報に復号（戻す）ことができる。従って、
その結果得られる復号画像（再生画像）には、基本的
に、付加情報を埋め込むことによる画質の劣化は生じな
い。

【００６０】次に、図８は、図５の埋め込み符号化器３
が出力する符号化データを、画像の相関性を利用して元
の画像と付加情報に復号する図１の埋め込み復号器６の
構成例を示している。

【００６１】符号化データ、即ち、付加情報が埋め込ま
れた画像（以下、適宜、埋め込み画像という）は、フレ
ームメモリ５１に供給されるようになされており、フレ
ームメモリ５１は、埋め込み画像を、例えば、フレーム
単位で一時記憶するようになされている。なお、フレー
ムメモリ５１も、図４のフレームメモリ３１と同様に構
成され、バンク切り替えを行うことにより、埋め込み画
像が、動画であっても、そのリアルタイム処理が可能と
なっている。

【００６２】出力Ｉ／Ｆ５２は、フレームメモリ５１か
ら、CPU５３による、後述する埋め込み復号処理の結果
得られる画像（復号画像）を読み出して出力するように
なされている。

【００６３】CPU５３は、プログラムメモリ５４に記憶
されたプログラムを実行することで、埋め込み復号処理
を行うようになされている。即ち、CPU５３は、フレー
ムメモリ５１に記憶された埋め込み画像を、画像の相関
性を利用して元の画像と付加情報に復号するようになさ
れている。

【００６４】プログラムメモリ５４は、例えば、図４の
プログラムメモリ３３と同様に構成され、CPU５３に、
埋め込み復号化処理を行わせるためのコンピュータプロ
グラムを記憶している。

【００６５】次に、図９は、図８のCPU５３が、プログ
ラムメモリ５４に記憶されたプログラムを実行すること
で実現される埋め込み復号器６の機能的構成例を示して
いる。

【００６６】符号化データとしての埋め込み画像は、例
えば、１フレーム単位で、ブロック分割部６１に供給さ
れるようになっている。ブロック分割部６１は、埋め込
み画像を、図５のブロック分割部４１における場合と同
様に、所定の大きさのブロック、即ち、符号化ブロック
に分割し、ビット逆ローテーション部６２に順次供給す
るようになっている。

【００６７】ビット逆ローテーション部６２は、ブロッ
ク分割部６１からの符号化ブロックを構成する画素のう
ち、図５のビットローテーション部４２が選択するもの
と同一の位置にある画素を、選択画素として選択し、そ
の選択画素の画素値を、ローテーションビット用レジス
タ６３から供給されるローテーション値に対応するビッ
ト数だけローテーションし、差分値計算部６４に供給す
るようになっている。さらに、ビット逆ローテーション
部６２は、最適ローテーションビット保存用レジスタ６
９に記憶された最適ローテーションビットだけ、選択画
素の画素値をローテーションし、これにより、符号化ブ
ロックを元のブロックに復号して、復号画像メモリ７１
に供給するようになっている。

【００６８】ローテーションビット用レジスタ６３は、
画素値をローテーションするビット数としてのローテー
ション値を設定し、ビット逆ローテーション部６２およ
びスイッチ６５に供給するようになっている。即ち、画
素値がth_rビットで表される場合、その画素値は、０乃
至th_r−１ビットだけローテーションすることが可能で
あり（th_rビット以上のビット数のローテーションは、
０乃至th_r−１ビットのいずれかのビット数のローテー
ションに等しい）、この場合、ローテーションビット用
レジスタ６３は、０乃至th_r−１ビットを、順次、ロー
テーション値として設定し、ビット逆ローテーション部
６２およびスイッチ６５に供給する。

【００６９】差分値計算部６４は、ビット逆ローテーシ
ョン部６４から供給される、選択画素の画素値がローテ
ーションされた符号化ブロックを受信し、その符号化ブ
ロックについて、選択画素と、それに隣接する画素との
相関値、即ち、ここでは、例えば、それぞれの画素値の
差分絶対値和を計算する。この相関値としての画素値の
差分絶対値和は、スイッチ６６および比較器６８に供給
されるようになっている。

【００７０】スイッチ６５は、比較器６８の制御にした
がって、ローテーションビット用レジスタ６３が出力す
るローテーション値を、最適ローテーションビット保存
用レジスタ６９に供給するようになっている。スイッチ
６６は、比較器６８の制御にしたがって、差分値計算部
６４が出力する相関値を、最小差分値保存用レジスタ６
７に供給するようになっている。

【００７１】最小差分値保存用レジスタ６７は、スイッ
チ６６を介して、差分値計算部６４から供給される相関
値を、いま処理の対象となっている符号化ブロック（以
下、適宜、注目符号化ブロックという）についての最大
の相関値として記憶するようになっている。なお、本実
施の形態では、上述したように、符号化ブロックについ
ての選択画素と、それに隣接する画素との間の相関値
は、それぞれの画素値の差分絶対値和を採用しているこ
とから、最大の相関値とは、画素値の差分絶対値和の最
小値を意味することとなる。

【００７２】最小差分値保存用レジスタ６７が記憶する
最大の相関値としての、画素値の差分絶対値和の最小値
（最小差分絶対値和）は、比較器６８に供給されるよう
になっており、比較器６８は、差分値計算部６４が出力
する差分絶対値和と、最小差分値保存用レジスタ６７が
記憶している最小差分絶対値和とを比較し、その比較結
果に基づいて、スイッチ６５および６６を制御するよう
になっている。

【００７３】最適ローテーションビット保存用レジスタ
６９は、スイッチ６５を介して、ローテーションビット
用レジスタ６３から供給されるローテーション値を、符
号化ブロックの選択画素の画素値をローテーションする
最適なビット数である最適ローテーションビットとして
記憶し、必要に応じて、ビット逆ローテーション部６２
および復号付加情報メモリ７０に供給するようになって
いる。

【００７４】復号付加情報メモリ７０は、最適ローテー
ションビット保存用レジスタ６９から供給される最適ロ
ーテーションビットに対応する値を、符号化ブロックに
埋め込まれた付加情報の復号結果として一時記憶して出
力するようになっている。復号画像メモリ７１は、ビッ
ト逆ローテーション部６２が出力する、選択画素の画素
値が最適ローテーションビットだけローテーションされ
た符号化ブロックを、元のブロックの復号結果として一
時記憶し、１フレーム分のブロックの復号結果を記憶す
ると、その１フレーム分の復号画像を出力するようにな
っている。

【００７５】次に、図１０のフローチャートを参照し
て、図９の埋め込み復号器６において行われる埋め込み
復号処理について説明する。

【００７６】上述したように、ブロック分割部６１に
は、埋め込み画像が、１フレーム単位で供給されるよう
になっており、ブロック分割部６１は、１フレームの埋
め込み画像を受信すると、ステップＳ１１において、そ
の１フレームの埋め込み画像を、図５のブロック分割部
４１と同様に、所定の大きさのブロックに分割する。即
ち、ブロック分割部６１は、１フレームの埋め込み画像
を、図１１（Ａ）に示すように、横×縦が４×４画素の
符号化ブロックに分割する。ブロック分割６１において
得られた符号化ブロックは、例えば、ラインスキャン順
に、順次、ビット逆ローテーション部６２に供給され
る。

【００７７】ビット逆ローテーション部６２は、ブロッ
ク分割部６１から符号化ブロックを受信すると、ステッ
プＳ１２において、その符号化ブロックを注目符号化ブ
ロックとして、その注目符号化ブロックを構成する一部
の画素を、選択画素として選択する。即ち、ビット逆ロ
ーテーション部６２は、注目符号化ブロックを構成する
画素から、図１１（Ａ）に斜線を付した○印および●印
で示す、図５のビットローテーション部４２が選択画素
として選択する画素と同一の画素を、選択画素として選
択する。さらに、ビット逆ローテーション部６２は、選
択画素のうち、図５のビットローテーション部４２にお
いて左ローテーション画素または右ローテーション画素
とされたものを、それぞれ右ローテーション画素または
左ローテーション画素とする。

【００７８】即ち、符号化ブロックの選択画素のうち、
図５のビットローテーション部４２において左ローテー
ション画素とされた画素は、その画素値を、そこに埋め
込まれた付加情報に対応するビット数だけ、左ローテー
ションとは逆に右ローテーションすることで、元の画素
に復号することができる。同様に、図５のビットローテ
ーション部４２において右ローテーション画素とされた
画素は、その画素値を、そこに埋め込まれた付加情報に
対応するビット数だけ、右ローテーションとは逆に左ロ
ーテーションすることで、元の画素に復号することがで
きる。

【００７９】そこで、ビット逆ローテーション部６２
は、図５のビットローテーション部４２において左ロー
テーション画素または右ローテーション画素とされたも
のを、それぞれ右ローテーション画素または左ローテー
ション画素とするようになっている。従って、ビット逆
ローテーション部６２では、図７（Ａ）で説明した場合
とは逆に、図１１（Ａ）において斜線を付した○印で示
す画素が、右ローテーション画素とされ、また、●印で
示す画素が、左ローテーション画素とされる。

【００８０】その後、ステップＳ１３に進み、ローテー
ションビット用レジスタ６３は、ローテーション値nを
０に初期化し、また、最小差分値保存用レジスタ６７
は、その記憶値（最小差分絶対値和）を、所定の大きな
値（例えば、記憶することのできる最大値など）に初期
化する。さらに、ローテーションビット用レジスタ６３
は、ローテーション値nを、ビット逆ローテーション部
６２に供給するとともに、通常はオフ状態となっている
スイッチ６５に出力し、ステップＳ１４に進む。

【００８１】ステップＳ１４では、ビット逆ローテーシ
ョン部６２において、注目符号化ブロックの左ローテー
ション画素または右ローテーション画素の画素値が、ロ
ーテーションビット用レジスタ６３からのローテーショ
ン値nだけ、それぞれ左ローテーションまたは右ローテ
ーションされ、そのローテーション後の注目符号化ブロ
ックが、差分値計算部６４に供給される。

【００８２】即ち、例えば、いま、画素値が８ビットで
表されるとし、ある右ローテーション画素の画素値が、
11110100Bであり、また、ある左ローテーション画素の
画素値が、11100101Bであったとする。さらに、ローテ
ーション値nが２であるとすると、図１１（Ｂ）に示す
ように、画素値が11110100Bの右ローテーション画素、
または画素値が11100101Bである左ローテーション画素
は、２ビットだけ右ローテーション、または左ローテー
ションされ、それぞれの画素値は、00111101B、または1
0010111Bとされる。注目符号化ブロック内の他の左ロー
テーションおよび右ローテーション画素も、同様に、ロ
ーテーション値ｎに従ってローテーションされる。

【００８３】差分値計算部６４は、ビット逆ローテーシ
ョン部６２から、選択画素の画素値がnビットだけロー
テーションされた注目符号化ブロックを受信すると、ス
テップＳ１５において、注目符号化ブロックについての
相関値（注目符号化ブロックを構成する画素どうしの相
関値）として、選択画素とそれに隣接する画素との相関
値の総和、即ち、ここでは、例えば、選択画素とそれに
隣接する画素との画素値の差分絶対値和を計算する。

【００８４】具体的には、図１２に示すように、符号化
ブロックにおいては、●印および斜線を付した○印で示
す選択画素は、１以上の、選択画素でない画素、即ち、
埋め込み符号化処理において、画素値がローテーション
されていない画素（以下、適宜、非選択画素という）に
隣接している。差分値計算部６４では、符号化ブロック
において、選択画素と、その選択画素に隣接している非
選択画素との画素値どうしの差分の絶対値（差分絶対
値）が計算され、その総和（差分絶対値和）が、符号化
ブロックについての相関値として求められる。

【００８５】なお、選択画素に複数の非選択画素が隣接
している場合には、例えば、図１２において実線の矢印
で示すように、その複数の非選択画素それぞれについ
て、選択画素との差分絶対値が計算される。

【００８６】また、上述の場合においては、符号化ブロ
ック内の画素のみを用いて相関値を求めるようにした
が、相関値は、符号化ブロック外の画素をも用いて求め
るようにすることが可能である。

【００８７】即ち、例えば、いま、埋め込み画像を構成
する符号化ブロックが、ラインスキャン順に、注目符号
化ブロックとして処理されていくとすると、ある注目符
号化ブロックを処理するときには、その左、上、または
左上に隣接する符号化ブロックについての埋め込み復号
は、既に終了し、元の画素値に戻されている。また、注
目符号化ブロックの、左や上に隣接する画素、さらに
は、その右や下に隣接する画素の中には、画素値がロー
テーションされていない画素（非選択画素）がある。

【００８８】注目符号化ブロック外の画素であっても、
画素値が、以上のように元の画素値になっている画素
（図１２において点線の○印で示す）は、図１２におい
て点線の矢印で示すように、注目符号化ブロック内の選
択画素との差分絶対値を計算するのに用いるようにする
ことができる。

【００８９】さらに、上述の場合には、符号化ブロック
についての相関値を求めるのに、選択画素と、その選択
画素に隣接している非選択画素との画素値どうしの差分
絶対値を用いるようにしたが、その他、例えば、選択画
素に隣接していなくても、その選択画素の周辺にある非
選択画素との画素値どうしの差分絶対値をも用いるよう
にすることが可能である。

【００９０】また、選択画素との差分絶対値は、その選
択画素に対して空間的に近接する画素の他、時間的に近
接する画素を対象にして求めることも可能である。

【００９１】以上のようにして、差分値計算部６４にお
いて求められた注目符号化ブロックについての相関値と
しての画素値の差分絶対値和は、比較器６８に供給され
るとともに、通常はオフ状態となっているスイッチ６６
に供給される。

【００９２】比較器６８は、差分値計算部６４から、注
目符号化ブロックについての差分絶対値和を受信する
と、ステップＳ１５において、その差分絶対値和が、最
小差分値保存用レジスタ６７の記憶値（最小差分絶対値
和）より小さいかどうかを判定する。

【００９３】ステップＳ１６において、差分計算部６４
からの差分絶対値和が、最小差分値保存用レジスタ６７
の記憶値より小さいと判定された場合、即ち、選択画素
の画素値をnビットだけローテーションした注目符号化
ブロックについての相関値の方が、その注目符号化ブロ
ックについて、いままでに得られた相関値よりも大き
く、従って、選択画素の画素値をnビットだけローテー
ションした注目符号化ブロックが、元のブロックとなっ
ていることの確からしさが大きい場合、ステップＳ１７
に進み、比較器６８は、スイッチ６５および６６を一
時、オフ状態からオン状態にして、ステップＳ１８に進
む。

【００９４】これにより、ステップＳ１７では、ローテ
ーションビット用レジスタ６３が出力するローテーショ
ン値nが、スイッチ６５を介して、最適ローテーション
ビット保存用レジスタ６９に供給され、最適ローテーシ
ョンビット保存用レジスタ６９では、そこに最適ローテ
ーションビットn_minとして既に記憶されている記憶値
に替えて、ローテーションビット用レジスタ６３からの
ローテーション値nが、新たな最適ローテーションビッ
ト（注目符号化ブロックを復号するのに、選択画素をロ
ーテーションする最も適切なビット数）n_minとして記
憶される。

【００９５】さらに、ステップＳ１７では、差分値計算
部６４が出力する差分絶対値和が、スイッチ６６を介し
て、最小差分値保存用レジスタ６７に供給され、最小差
分値保存用レジスタ６７では、そこに最小差分値として
既に記憶されている記憶値に替えて、差分値計算部６４
が出力する差分絶対値和が、新たな最小差分絶対値和
（注目符号化ブロックについての最大の相関値）として
記憶される。

【００９６】一方、ステップＳ１６において、差分計算
部６４からの差分絶対値和が、最小差分値保存用レジス
タ６７の記憶値より小さくないと判定された場合、即
ち、選択画素の画素値をnビットだけローテーションし
た注目符号化ブロックについての相関値が、その注目符
号化ブロックについて、いままでに得られた最大の相関
値以下で、従って、選択画素の画素値をnビットだけロ
ーテーションした注目符号化ブロックが、元のブロック
となっていることの確からしさが大きくない場合、ステ
ップＳ１７をスキップして、ステップＳ１８に進み、ロ
ーテーションビット用レジスタ６３において、ローテー
ション値nが１だけインクリメントされる。

【００９７】そして、ステップＳ１９に進み、ローテー
ションビット用レジスタ６３において、ローテーション
値nが、画素値のビット数th_rより小さいかどうかが判
定される。ステップＳ１９において、ローテーション値
nが、画素値のビット数th_rより小さいと判定された場
合、即ち、ローテーション値nが、画素値をローテーシ
ョンすることのできるビット数の範囲内にある場合、ス
テップＳ１４に戻り、以下、同様の処理が繰り返され
る。

【００９８】また、ステップＳ１９において、ローテー
ション値nが、画素値のビット数th_rより小さくないと
判定された場合、即ち、ローテーション値nを、画素値
のローテーションが可能なすべての値として、注目符号
化ブロックについての相関値（差分絶対値和）の計算を
行った場合、ステップＳ２０に進み、注目符号化ブロッ
クの選択画素の画素値が、最適ローテーションビットn_
minだけローテーションされることにより、その注目符
号化ブロックが元のブロックに復号されるとともに、そ
こに埋め込まれていた付加情報が復号される。

【００９９】即ち、最適ローテーションビット保存用レ
ジスタ６９は、そこに記憶されている最適ローテーショ
ンビットn_minを、ビット逆ローテーション部６２に供
給し、ビット逆ローテーション部６２では、その最適ロ
ーテーションビットn_minだけ、注目符号化ブロックの
左ローテーション画素または右ローテーション画素の画
素値が、ステップＳ１４で説明したように、それぞれ左
ローテーションまたは右ローテーションされ、これによ
り、元のブロックに復号される。この復号されたブロッ
クは、復号画像メモリ７１に供給されて、対応するアド
レスに記憶される。

【０１００】さらに、最適ローテーションビット保存用
レジスタ６９は、そこに記憶されている最適ローテーシ
ョンビットn_minを、注目符号化ブロックに埋め込まれ
ていた付加情報の復号結果として、復号付加情報メモリ
７０に供給して記憶させる。

【０１０１】その後、ステップＳ２１に進み、ビット逆
ローテーション部６２において、１フレームの埋め込み
画像を分割して得られた符号化ブロックのうち、まだ、
注目符号化ブロックとして処理していないブロック（こ
のブロックも、以下、適宜、未処理ブロックという）が
あるかどうかが判定される。ステップＳ２１において、
未処理ブロックがあると判定された場合、その未処理ブ
ロックのいずれか（例えば、ラインスキャン順で、次に
符号化ブロックとすべきもの）が注目符号化ブロックと
され、ステップＳ１２に戻り、以下、同様の処理が繰り
返される。

【０１０２】また、ステップＳ２１において、未処理ブ
ロックがないと判定された場合、即ち、１フレーム分の
ブロックの復号結果が、復号画像メモリ７１に記憶され
るとともに、その１フレームに埋め込まれたすべての付
加情報の復号結果が、復号付加情報メモリ７０に記憶さ
れた場合、その１フレームの復号画像が、復号画像メモ
リ７１から読み出されるとともに、付加情報の復号結果
が、復号付加情報メモリ７０から読み出される。

【０１０３】そして、ステップＳ２２に進み、ブロック
分割部６１において、次に処理すべき埋め込み画像のフ
レームがあるかどうかが判定される。ステップＳ２２に
おいて、次に処理すべき埋め込み画像のフレームがある
と判定された場合、ステップＳ１１に戻り、そのフレー
ムを対象に、以下、同様の処理が行われる。

【０１０４】一方、ステップＳ２２において、次に処理
すべき埋め込み画像のフレームがないと判定された場
合、埋め込み復号処理を終了する。

【０１０５】以上のように、付加情報が埋め込まれた画
像である符号化データを、画像の相関性を利用して、元
の画像と付加情報に復号するようにしたので、その復号
のためのオーバヘッドがなくても、符号化データを、元
の画像と付加情報に復号することができる。従って、そ
の復号画像（再生画像）には、基本的に、付加情報を埋
め込むことによる画質の劣化は生じない。

【０１０６】ここで、画素値が８ビットで表される自然
画像を、４×４画素のブロックに分割して、埋め込み符
号化処理を行い（従って、この場合、１ブロックにつ
き、３ビットの付加情報を埋め込むことができるから、
付加情報の埋め込みレートは、３ビット／１６ピクセル
となる）、その結果得られる埋め込み画像に対して、埋
め込み復号処理を施すシミュレーションを行ったとこ
ろ、すべての画素値が正常に復号された（従って、付加
情報も、すべて正常に復号された）。

【０１０７】また、同様の自然画像を、２×２画素のブ
ロックに分割して、埋め込み符号化処理を行い（この場
合の、付加情報の埋め込みレートは、３ビット／４ピク
セルで、上述の場合の４倍）、その結果得られる埋め込
み画像に対して、埋め込み復号処理を施すシミュレーシ
ョンを行ったところ、９７．９２％の画素値が正常に復
号された。

【０１０８】従って、ブロックを構成する画素数を多く
すれば、精度良く復号することができるが、１フレーム
当たりに、埋め込むことのできる付加情報の量、即ち、
埋め込みレートは減少する。一方、ブロックを構成する
画素数を少なくすれば、埋め込みレートは増加するが、
復号の精度が劣化する。以上から、ブロックを構成する
画素数は、埋め込みレートと、復号の精度とをバランス
させるように決めるのが望ましい。

【０１０９】次に、上述した一連の処理は、ハードウェ
アにより行うこともできるし、ソフトウェアにより行う
こともできる。一連の処理をソフトウェアによって行う
場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、
専用のハードウェアとしての埋め込み符号化器３や埋め
込み復号器６に組み込まれているコンピュータ、または
各種のプログラムをインストールすることで各種の処理
を行う汎用のコンピュータ等にインストールされる。

【０１１０】そこで、図１３を参照して、上述した一連
の処理を実行するプログラムをコンピュータにインスト
ールし、コンピュータによって実行可能な状態とするた
めに用いられる媒体について説明する。

【０１１１】プログラムは、図１３（Ａ）に示すよう
に、コンピュータ１０１に内蔵されている記録媒体とし
てのハードディスク１０２に予めインストールした状態
でユーザに提供することができる。

【０１１２】あるいはまた、プログラムは、図１３
（Ｂ）に示すように、フロッピーディスク１１１、CD-R
OM(Compact Disc Read Only Memory)１１２，MO(Magnet
o optical)ディスク１１３，DVD(Digital Versatile Di
sc)１１４、磁気ディスク１１５、半導体メモリ１１６
などの記録媒体に、一時的あるいは永続的に格納し、パ
ッケージソフトウエアとして提供することができる。

【０１１３】さらに、プログラムは、図１３（Ｃ）に示
すように、ダウンロードサイト１２１から、ディジタル
衛星放送用の人工衛星１２２を介して、コンピュータ１
２３に無線で転送したり、LAN(Local Area Network)、
インターネットといったネットワーク１３１を介して、
コンピュータ１２３に有線で転送し、コンピュータ１２
３において、内蔵するハードディスクなどに格納させる
ようにすることができる。

【０１１４】本明細書における媒体とは、これら全ての
媒体を含む広義の概念を意味するものである。

【０１１５】また、本明細書において、媒体により提供
されるプログラムを記述するステップは、必ずしもフロ
ーチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理
する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理
（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）
も含むものである。

【０１１６】なお、本実施の形態においては、埋め込み
符号化処理および埋め込み復号処理において、画像を、
４×４画素のブロックに分割するようにしたが、その他
の画素数で構成されるブロックに分割することも可能で
ある。さらに、ブロックの形状は、長方形に限定される
ものではない。

【０１１７】また、本実施の形態では、１フレームを構
成するブロックすべてに対して、付加情報を埋め込むよ
うにしたが、１フレームを構成する幾つかのブロックに
のみ、付加情報を埋め込むようにすることも可能であ
る。なお、この場合、付加情報を埋め込まないブロック
を構成する画素は、付加情報が埋め込まれたブロックを
復号する際に、相関値を演算するのに用いることが可能
である。

【０１１８】さらに、本実施の形態では、１フレームを
ブロックに分割して付加情報を埋め込むようにしたが、
各フレームを、ブロックに分割せずに、即ち、各フレー
ムをブロックとして、付加情報を埋め込むことや、複数
フレームを１ブロックとして、付加情報を埋め込むこと
も可能である。

【０１１９】また、画素値のローテーションは、画素値
が、例えば、ＹＵＶやＲＧＢなどの複数成分で表現され
る場合には、そのすべての成分に対して、同一の付加情
報にしたがったローテーションを施すようにすることも
できるし、各成分それぞれに対して、異なる付加情報に
したがったローテーションを施すようにすることもでき
る。

【０１２０】さらに、本実施の形態では、ブロックを構
成する画素から、五の目格子状に、画素を選択し、その
選択画素に、付加情報を埋め込むようにしたが、付加情
報を埋め込む画素の選択パターンは、これに限定される
ものではない。また、本実施の形態では、ブロックを構
成する１／２の画素を選択し、その選択画素の画素値
を、付加情報にしたがってローテーションするようにし
たが、このようなローテーションを行う画素も、ブロッ
クを構成する１／２の画素に限定されるものではない。
但し、付加情報を埋め込んだ画素の復号にあたっては、
上述したように、付加情報が埋め込まれていない画素を
用いて相関値を求めるのが望ましく、また、画素どうし
の相関は、基本的に、それらの間の空間的または時間的
距離が離れるほど小さくなっていく。従って、正確な復
号を行う観点からは、付加情報を埋め込む画素として選
択する画素は、空間的または時間的に、いわゆる疎らに
なるように選択するのが望ましい。

【０１２１】また、本実施の形態では、選択画素の斜め
方向について、左ローテーション画素と右ローテーショ
ン画素とが交互に並ぶように、左ローテーション画素お
よび右ローテーション画素を設定するようにしたが、左
ローテーション画素および右ローテーション画素は、そ
の他のパターンにしたがって設定することも可能であ
る。

【０１２２】さらに、本実施の形態では、選択画素のう
ちの一部を左ローテーション画素とするとともに、残り
を右ローテーション画素として、それぞれを、付加情報
にしたがって左ローテーションまたは右ローテーション
するようにしたが、選択画素のすべてを、左ローテーシ
ョンまたは右ローテーションするようにすることも可能
である。

【０１２３】また、付加情報として用いる情報は、特に
限定されるものではなく、例えば、画像や、音声、テキ
スト、コンピュータプログラム、その他のデータを付加
情報として用いることが可能である。なお、画像データ
ベース１の画像の一部を付加情報とし、残りを、フレー
ムメモリ３１への供給対象とすれば、その残りの部分
に、付加情報とされた画像の一部分が埋め込まれるか
ら、画像の圧縮が実現されることになる。

【０１２４】

【発明の効果】請求項１に記載の画像処理装置および請
求項４に記載の画像処理方法、並びに請求項５に記載の
媒体によれば、画像を構成する一部の画素が選択され、
その選択された画素の画素値が、情報にしたがってロー
テーションされることにより、画素に、情報が埋め込ま
れる。従って、画像の相関性を利用することにより、オ
ーバヘッドなしで、元の画像と情報に復号することが可
能なデータを得ることができる。

【０１２５】請求項６に記載の画像処理装置および請求
項１１に記載の画像処理方法、並びに請求項１２に記載
の媒体によれば、情報埋め込み画像を構成する一部の画
素が選択され、その選択された画素の画素値が、所定の
ビット数だけローテーションされる。さらに、その画素
値がローテーションされた画素と、選択された画素以外
の画素との間の相関が演算され、その相関に基づいて、
選択された画素を復号するための、画素値をローテーシ
ョンするビット数が決定される。そして、その決定され
たビット数に基づいて、選択された画素が復号されると
ともに、その画素に埋め込まれた情報が復号される。従
って、情報埋め込み画像を、画像の相関性を利用するこ
とにより、元の画像と情報に復号することが可能とな
る。

【０１２６】請求項１３に記載の画像処理装置によれ
ば、画像を構成する一部の画素が選択され、その選択さ
れた画素の画素値が、情報にしたがってローテーション
されることにより、画素に、情報が埋め込まれ、情報埋
め込み画像が出力される。一方、情報埋め込み画像を構
成する一部の画素が選択され、その選択された画素の画
素値が、所定のビット数だけローテーションされる。さ
らに、その画素値がローテーションされた画素と、選択
された画素以外の画素との間の相関が演算され、その相
関に基づいて、選択された画素を復号するための、画素
値をローテーションするビット数が決定される。そし
て、その決定されたビット数に基づいて、選択された画
素が復号されるとともに、その画素に埋め込まれた情報
が復号される。従って、情報埋め込み画像を、画像の相
関性を利用することにより、オーバヘッドなしで、元の
画像と情報に復号することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した画像伝送システムの一実施の
形態の構成例を示すブロック図である。

【図２】符号化対象の画像を示す図である。

【図３】相関性を利用した符号化／復号を説明するため
の図である。

【図４】図１の埋め込み符号化器３のハードウェア構成
例を示すブロック図である。

【図５】図４の埋め込み符号化器３の機能的構成例を示
すブロック図である。

【図６】図５の埋め込み符号化器３による埋め込み符号
化処理を説明するためのフローチャートである。

【図７】埋め込み符号化処理を説明するための図であ
る。

【図８】図１の埋め込み復号器６のハードウェア構成例
を示すブロック図である。

【図９】図８の埋め込み復号器６の機能的構成例を示す
ブロック図である。

【図１０】図９の埋め込み復号器６による埋め込み復号
処理を説明するためのフローチャートである。

【図１１】図１０のステップＳ１１，Ｓ１２、およびＳ
１４の処理を説明するための図である。

【図１２】図１０のステップＳ１５の処理を説明するた
めの図である。

【図１３】本発明を適用した媒体を説明するための図で
ある。

【符号の説明】

１ 画像データベース， ２ 付加情報データベース，
３ 埋め込み符号化器， ４ 記録媒体， ５ 伝送
媒体， ６ 埋め込み復号器， １０ 符号化装置，
２０ 復号装置， ３１ フレームメモリ， ３２ Ｃ
ＰＵ， ３３プログラムメモリ， ３４ 出力Ｉ／Ｆ，
４１ ブロック分割部， ４２ ビットローテーショ
ン部， ４３ 符号化画像メモリ， ５１ フレームメ
モリ，５２ 出力Ｉ／Ｆ， ５３ ＣＰＵ， ５４ プ
ログラムメモリ， ６１ ブロック分割部， ６２ ビ
ット逆ローテーション部， ６３ ローテーションビッ
ト用レジスタ， ６４ 差分値計算部， ６５，６６
スイッチ， ６７ 最小差分値保存用レジスタ， ６８
比較器， ６９ 最適ローテーションビット保存用レ
ジスタ， ７０ 復号付加情報メモリ， ７１ 復号画
像メモリ， １０１ コンピュータ， １０２ ハード
ディスク， １０３ 半導体メモリ，１１１ フロッピ
ーディスク， １１２ CD-ROM， １１３ MOディス
ク， １１４ DVD， １１５ 磁気ディスク， １１
６ 半導体メモリ， １２１ ダウンロードサイト，
１２２ 衛星， １２３ コンピュータ， １３１ ネ
ットワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C059 KK43 LA00 LA02 LA06 LB02 RB01 RC35 RF21 SS06 SS20 SS26 TA02 TC02 TD06 UA02 UA05 UA35 UA39 5C076 AA02 AA14 AA36 BA06 5C078 BA21 CA00 CA14 DA00 DA01 DA02 DB16 9A001 EE04 EZ03 HH23 HH27 JZ19 KK60

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像に、情報を埋め込むための処理を行
   う画像処理装置であって、 前記画像を構成する一部の画素を選択する選択手段と、 前記選択手段によって選択された前記画素の画素値を、
   前記情報にしたがってローテーションすることにより、
   前記画素に、前記情報を埋め込むローテーション手段と
   を含むことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記ローテーション手段は、前記選択手
   段によって選択された前記画素のうちの一部の画素の画
   素値を、最下位ビットから最上位ビットの方向にローテ
   ーションし、残りの画素の画素値を、最上位ビットから
   最下位ビットの方向にローテーションすることを特徴と
   する請求項１に記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記画像を所定のブロックに分割する分
   割手段をさらに含み、 前記選択手段は、前記ブロックを構成する一部の画素を
   選択することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装
   置。
4. 【請求項４】 画像に、情報を埋め込むための処理を行
   う画像処理方法であって、 前記画像を構成する一部の画素を選択する選択ステップ
   と、 前記選択ステップで選択された前記画素の画素値を、前
   記情報にしたがってローテーションすることにより、前
   記画素に、前記情報を埋め込むローテーションステップ
   とを含むことを特徴とする画像処理方法。
5. 【請求項５】 画像に、情報を埋め込む処理を行うため
   のプログラムをコンピュータに実行させる媒体であっ
   て、 前記画像を構成する一部の画素を選択する選択ステップ
   と、 前記選択ステップで選択された前記画素の画素値を、前
   記情報にしたがってローテーションすることにより、前
   記画素に、前記情報を埋め込むローテーションステップ
   とを含むことを特徴とするプログラムを、前記コンピュ
   ータに実行させる媒体。
6. 【請求項６】 情報が埋め込まれた画像である情報埋め
   込み画像を、元の画像と情報に復号するための処理を行
   う画像処理装置であって、 前記情報埋め込み画像を構成する一部の画素を選択する
   選択手段と、 前記選択手段によって選択された前記画素の画素値を、
   所定のビット数だけローテーションするローテーション
   手段と、 画素値がローテーションされた前記画素と、前記選択手
   段によって選択された前記画素以外の画素との間の相関
   を演算する相関演算手段と、 前記相関に基づいて、前記選択手段によって選択された
   前記画素を復号するための、画素値をローテーションす
   るビット数を決定する決定手段と、 前記決定手段によって決定されたビット数に基づいて、
   前記選択手段によって選択された前記画素を復号すると
   ともに、その画素に埋め込まれた前記情報を復号する復
   号手段とを含むことを特徴とする画像処理装置。
7. 【請求項７】 前記ローテーション手段は、前記選択手
   段によって選択された前記画素のうちの一部の画素の画
   素値を、最下位ビットから最上位ビットの方向にローテ
   ーションし、残りの画素の画素値を、最上位ビットから
   最下位ビットの方向にローテーションすることを特徴と
   する請求項６に記載の画像処理装置。
8. 【請求項８】 前記情報埋め込み画像を所定のブロック
   に分割する分割手段をさらに含み、 前記選択手段は、前記ブロックを構成する一部の画素を
   選択することを特徴とする請求項６に記載の画像処理装
   置。
9. 【請求項９】 前記相関演算手段は、画素値がローテー
   ションされた前記画素について、その画素の周辺にある
   画素であって、前記選択手段によって選択された前記画
   素以外の画素との間の相関を演算することを特徴とする
   請求項６に記載の画像処理装置。
10. 【請求項１０】 前記相関演算手段は、画素値がローテ
    ーションされた前記画素について、前記選択手段によっ
    て選択された前記画素以外の画素との間の相関の他、既
    に復号された画素との間の相関も演算することを特徴と
    する請求項６に記載の画像処理装置。
11. 【請求項１１】 情報が埋め込まれた画像である情報埋
    め込み画像を、元の画像と情報に復号するための処理を
    行う画像処理方法であって、 前記情報埋め込み画像を構成する一部の画素を選択する
    選択ステップと、 前記選択ステップで選択された前記画素の画素値を、所
    定のビット数だけローテーションするローテーションス
    テップと、 画素値がローテーションされた前記画素と、前記選択ス
    テップで選択された前記画素以外の画素との間の相関を
    演算する相関演算ステップと、 前記相関に基づいて、前記選択ステップで選択された前
    記画素を復号するための、画素値をローテーションする
    ビット数を決定する決定ステップと、 前記決定ステップで決定されたビット数に基づいて、前
    記選択ステップで選択された前記画素を復号するととも
    に、その画素に埋め込まれた前記情報を復号する復号ス
    テップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
12. 【請求項１２】 情報が埋め込まれた画像である情報埋
    め込み画像を、元の画像と情報に復号する処理を行うプ
    ログラムを、コンピュータに実行させる媒体であって、 前記情報埋め込み画像を構成する一部の画素を選択する
    選択ステップと、 前記選択ステップで選択された前記画素の画素値を、所
    定のビット数だけローテーションするローテーションス
    テップと、 画素値がローテーションされた前記画素と、前記選択ス
    テップで選択された前記画素以外の画素との間の相関を
    演算する相関演算ステップと、 前記相関に基づいて、前記選択ステップで選択された前
    記画素を復号するための、画素値をローテーションする
    ビット数を決定する決定ステップと、 前記決定ステップで決定されたビット数に基づいて、前
    記選択ステップで選択された前記画素を復号するととも
    に、その画素に埋め込まれた前記情報を復号する復号ス
    テップとを含むことを特徴とするプログラムを、前記コ
    ンピュータに実行させる媒体。
13. 【請求項１３】 画像に、情報を埋め込み、その情報が
    埋め込まれた画像である情報埋め込み画像を出力する埋
    め込み符号化器と、 前記情報埋め込み画像を、元の画像と情報に復号する埋
    め込み復号器とを備える画像処理装置であって、 前記埋め込み符号化器は、 前記画像を構成する一部の画素を選択する第１の選択手
    段と、 前記第１の選択手段によって選択された前記画素の画素
    値を、前記情報にしたがってローテーションすることに
    より、前記画素に、前記情報を埋め込み、前記情報埋め
    込み画像を出力する第１のローテーション手段とを含
    み、 前記埋め込み復号器は、 前記情報埋め込み画像を構成する一部の画素を選択する
    第２の選択手段と、 前記第２の選択手段によって選択された前記画素の画素
    値を、所定のビット数だけローテーションする第２のロ
    ーテーション手段と、 画素値がローテーションされた前記画素と、前記第２の
    選択手段によって選択された前記画素以外の画素との間
    の相関を演算する相関演算手段と、 前記相関に基づいて、前記第２の選択手段によって選択
    された前記画素を復号するための、画素値をローテーシ
    ョンするビット数を決定する決定手段と、 前記決定手段によって決定されたビット数に基づいて、
    前記第２の選択手段によって選択された前記画素を復号
    するとともに、その画素に埋め込まれた前記情報を復号
    する復号手段とを含むことを特徴とする画像処理装置。