JP2001053949A - Digital watermark inserting system, digital watermark characteristic table generating system and digital watermark characteristic parameter table generating system - Google Patents

Digital watermark inserting system, digital watermark characteristic table generating system and digital watermark characteristic parameter table generating system

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JP2001053949A
JP2001053949A JP11227054A JP22705499A JP2001053949A JP 2001053949 A JP2001053949 A JP 2001053949A JP 11227054 A JP11227054 A JP 11227054A JP 22705499 A JP22705499 A JP 22705499A JP 2001053949 A JP2001053949 A JP 2001053949A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To insert a digital watermark by automatically controlling a digital watermark strength by calculation the resistance evaluation value of the digital watermark with a uniform reference regardless of the kind of attack in a system for inserting the digital watermark by automatically controlling the strength. SOLUTION: A detection rate converting part 13 converts detection rate data, which are outputted from a detection rate calculating part 12, corresponding to an attack parameter and the detection rate data corresponding to a picture quality after attack are found. The provided data are inputted to a resistance evaluation value calculating part 14, the resistance evaluation value is calculated by common statistic processing independent of the kind of attack and a digital watermark characteristic table is generated by a characteristic table generating part 15 together with a picture quality deterioration degree outputted from a picture quality deterioration degree calculating part 11. The provided digital watermark characteristic table is inputted to a storage 1 by an input device 5 and used for controlling the digital watermark strength.

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】本発明は電子透かし挿入シス
テム並びに電子透かし特性表生成システム及び電子透か
し特性パラメータ表生成システムに関し、特に情報を電
子透かしに変換して画像に挿入する電子透かし挿入シス
テム並びにこれに用いる電子透かし特性表及び電子透か
し特性パラメータ表を生成するシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital watermark inserting system, a digital watermark characteristic table generating system, and a digital watermark characteristic parameter table generating system, and more particularly to a digital watermark inserting system for converting information into a digital watermark and inserting it into an image, and a digital watermark inserting system. The present invention relates to a system for generating a digital watermark characteristic table and a digital watermark characteristic parameter table to be used for the electronic watermarking.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の電子透かしシステムは、
例えば文献「1998年10月、1998年映像メディ
ア処理シンポジウム 第3回シンポジウム資料、47〜
48頁、I−3.04電子透かしのアタックに対する耐
性評価値算出とその応用」で記述されているように、電
子透かし強度を自動的に決定し、電子透かしを挿入する
ことを目的として用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, this type of digital watermarking system has
For example, refer to the document "October 1998, 1998 Video Media Processing Symposium, 3rd Symposium, 47-
48, I-3.04 Computation of Evaluation Value of Digital Watermark against Attack and Its Application ”, the digital watermark strength is automatically determined and used for the purpose of inserting a digital watermark. ing.

【0003】電子透かしを挿入すると画質が劣化し、こ
の度合いは電子透かし強度が大きい程大きい。一方、ア
タックに対する耐性は、電子透かし強度が大きいほど高
くなる。このように、電子透かし挿入後の画質とアタッ
クに対する耐性とはトレードオフの関係にある。この関
係は、画像の内容や種類に依存して変化する。このた
め、電子透かし挿入の際には、画像毎に適した電子透か
し強度を算出し、電子透かしを挿入する必要がある。
[0003] When a digital watermark is inserted, the image quality is degraded, and the degree of this degradation increases as the digital watermark strength increases. On the other hand, the resistance to attack increases as the digital watermark strength increases. Thus, there is a trade-off between the image quality after digital watermark insertion and the resistance to attack. This relationship changes depending on the content and type of the image. Therefore, when inserting a digital watermark, it is necessary to calculate a digital watermark strength suitable for each image and insert a digital watermark.

【0004】電子透かしの挿入により、画質が劣化する
度合いを画質劣化度Dとし、電子透かしのアタックに対
する耐性を数値化したものを耐性評価値Vとすると、上
記文献では、数1の目的関数Zを最大化する電子透かし
強度を、最適な電子透かし強度として求めている。
If the degree of image quality deterioration due to the insertion of a digital watermark is defined as the image quality deterioration degree D, and the resistance of the digital watermark to attack is quantified as the resistance evaluation value V, the above-mentioned document describes the objective function Z Is determined as the optimum digital watermark strength.

【0005】[0005]

【数1】 ここにaは、耐性評価値Vと画質劣化度Dとが目的関数
Zに寄与する割合を調節するパラメータである。具体的
には、各電子透かし強度に対して耐性評価値Vと画質劣
化度Dとを計算しておき、各電子透かし強度に対して数
1の目的関数値を算出し、これを最大化する電子透かし
強度を求めている。各電子透かし強度に対する耐性評価
値Vと画質劣化度Dの値は、画像の種類によって異なる
ため、この種類毎に耐性評価値V及び画質劣化度Dの値
を予め算出しておき、入力画像の種類に応じて選択して
用いるようにすれば、入力画像に適した電子透かし強度
を算出できるようになる。
(Equation 1) Here, a is a parameter that adjusts the rate at which the durability evaluation value V and the image quality degradation degree D contribute to the objective function Z. More specifically, a resistance evaluation value V and a degree of image quality degradation D are calculated for each digital watermark strength, and an objective function value of Equation 1 is calculated for each digital watermark strength, and this is maximized. Digital watermark strength is required. Since the value of the robustness evaluation value V and the value of the image quality degradation D for each digital watermark strength differ depending on the type of image, the values of the tolerance evaluation value V and the image quality degradation D are calculated in advance for each type, and If it is selected and used according to the type, the digital watermark strength suitable for the input image can be calculated.

【0006】以後は、各画像の種類(カテゴリ)に対し
て、各電子透かし強度に対する画質劣化度Dと耐性評価
値Vとの関係を記述した表のことを電子透かし特性表と
呼ぶことにする。
Hereinafter, a table that describes the relationship between the image quality degradation degree D and the robustness evaluation value V for each digital watermark strength for each image type (category) will be referred to as a digital watermark characteristic table. .

【0007】図20は、上述の原理に基づいて最適な電
子透かし強度を決定し、画像に電子透かしを挿入する電
子透かし挿入システムの構成を示すブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of a digital watermark insertion system that determines an optimum digital watermark strength based on the above principle and inserts a digital watermark into an image.

【0008】図において、カテゴリ分類部3は、入力画
像の属するカテゴリを求め、カテゴリインデックスを蓄
積装置1へ出力する。蓄積装置1は、カテゴリ分類部3
から出力されるカテゴリインデックスと、電子透かし強
度算出部4から出力される電子透かし強度とから、対応
する画質劣化度と耐性評価値とを求め、電子透かし強度
算出部4へ出力する。
In FIG. 1, a category classification unit 3 obtains a category to which an input image belongs, and outputs a category index to the storage device 1. The storage device 1 includes a category classification unit 3
From the category index output from, and the digital watermark strength output from the digital watermark strength calculation unit 4, the corresponding image quality deterioration degree and resistance evaluation value are obtained and output to the digital watermark strength calculation unit 4.

【0009】カテゴリ分類部3では、画像の特徴量を計
算し、得られる特徴量に基づいて入力画像がどのカテゴ
リに属するか判定し、そのカテゴリを示すカテゴリイン
デックスを出力する。具体的には、カテゴリ分類部内で
は、カテゴリの境界を与える特徴量の値を保持してお
り、それらと算出された特徴量とを比較し、分類する。
この特徴量は、例えば、画像全体のアクティビティ(交
流周波数成分の平均値)や、JND(Just Not
iceable Distortion)の平均値、用
いられている色の数、エントロピ等が考えられる。
The category classifying unit 3 calculates the feature amount of the image, determines which category the input image belongs to based on the obtained feature amount, and outputs a category index indicating the category. Specifically, the category classification unit holds the values of the feature values that give the boundaries of the categories, compares them with the calculated feature values, and performs classification.
The feature amount is, for example, the activity of the entire image (the average value of the AC frequency component) or the JND (Just Not).
The average value of an image (Cableable Distortion), the number of colors used, entropy and the like can be considered.

【0010】または、このカテゴリが、医療用画像、C
G、アニメーション等の画像の種類を判別するものであ
り、画像の特徴量から自動的に画像の種類を推定した
り、あるいは、ユーザがカテゴリを明示的に指示できる
ようなっていても良い。
[0010] Alternatively, if this category is a medical image, C
The type of the image such as G or animation is determined, and the type of the image may be automatically estimated from the feature amount of the image, or the user may be able to explicitly specify the category.

【0011】電子透かし強度算出部4は、電子透かし強
度を蓄積装置1へ出力し、その結果として蓄積装置1か
ら出力される画質劣化度と耐性評価値と、ユーザから入
力される電子透かし強度制約情報とに基づいて、最適電
子透かし強度を決定して電子透かし挿入部2へ出力す
る。電子透かし挿入部2は、埋め込みデータを電子透か
しに変換し、電子透かし強度算出部4から出力される最
適電子透かし強度で入力画像に電子透かしを挿入し、電
子透かし挿入画像を出力する。また、蓄積装置1には、
入力装置5を介して電子透かし特性表生成システム12
10が接続されている。
The digital watermark strength calculation unit 4 outputs the digital watermark strength to the storage device 1 and, as a result, the image quality degradation degree and the resistance evaluation value output from the storage device 1 and the digital watermark strength constraint input from the user. Based on the information, the optimum digital watermark strength is determined and output to the digital watermark insertion unit 2. The digital watermark insertion unit 2 converts the embedded data into a digital watermark, inserts a digital watermark into the input image with the optimum digital watermark strength output from the digital watermark strength calculation unit 4, and outputs a digital watermark inserted image. The storage device 1 includes:
Digital watermark characteristic table generation system 12 via input device 5
10 are connected.

【0012】入力装置5は、電子透かし特性表生成シス
テムから出力される電子透かし特性表データを受け、蓄
積装置に出力する装置である。すなわち、電子透かし特
性表生成システムから送られてくる電子透かし特性表デ
ータを受信し、蓄積装置1に蓄積するのである。
The input device 5 is a device that receives digital watermark characteristic table data output from the digital watermark characteristic table generation system and outputs the data to the storage device. That is, the digital watermark characteristic table data received from the digital watermark characteristic table generation system is received and stored in the storage device 1.

【0013】また、電子透かし特性表データは、一旦フ
ロッピディスクやCD−ROM、光磁気ディスク等の記
録媒体に記録される。入力装置5はこれらの記録媒体を
読取る装置であっても良い。さらにまた、その記録媒体
は、サーバ装置等に備えられているハードディスク等の
記憶装置であり、入力装置はこの記憶装置からネットワ
ークを介してデータを読込む装置であっても良い。
The digital watermark characteristic table data is temporarily recorded on a recording medium such as a floppy disk, CD-ROM, or magneto-optical disk. The input device 5 may be a device that reads these recording media. Still further, the recording medium may be a storage device such as a hard disk provided in a server device or the like, and the input device may be a device that reads data from the storage device via a network.

【0014】電子透かし特性表生成システム1210
は、画質劣化度算出部11、検出率算出部12、耐性評
価値算出部1211、特性表生成部1212とから構成
されている。画質劣化度算出部11は、画質劣化度を算
出して特性表生成部1212へ出力する。検出率算出部
12は検出率を算出し、耐性評価値算出部1211へ出
力する。耐性評価値算出部1211は、検出率算出部1
2から出力される検出率から耐性評価値を算出し、特性
表生成部1212へ出力する。特性表生成部1212
は、画質劣化度算出部11から出力される画質劣化度
と、耐性評価値算出部1211から出力される耐性評価
値とから電子透かし特性表を生成し、入力装置5へ出力
する。
Digital watermark characteristic table generation system 1210
Is composed of an image quality deterioration degree calculation unit 11, a detection rate calculation unit 12, a tolerance evaluation value calculation unit 1211, and a characteristic table generation unit 1212. The image quality deterioration degree calculation unit 11 calculates the image quality deterioration degree and outputs it to the characteristic table generation unit 1212. The detection rate calculation unit 12 calculates the detection rate and outputs it to the resistance evaluation value calculation unit 1211. The resistance evaluation value calculation unit 1211 includes the detection rate calculation unit 1
Then, the resistance evaluation value is calculated from the detection rate output from No. 2 and output to the characteristic table generation unit 1212. Characteristic table generator 1212
Generates a digital watermark characteristic table from the image quality deterioration degree output from the image quality deterioration degree calculation unit 11 and the robustness evaluation value output from the robustness evaluation value calculation unit 1211, and outputs it to the input device 5.

【0015】次に、図20のシステムの動作について説
明する。
Next, the operation of the system shown in FIG. 20 will be described.

【0016】入力された画像は、カテゴリ分類部3に入
力される。カテゴリ分類部3では、画像の特徴量を計算
し、得られる特徴量に基づいて入力画像がどのカテゴリ
に属するか判定し、そのカテゴリを示すカテゴリインデ
ックスを出力する。カテゴリ分類部3から出力されたカ
テゴリインデックスは、蓄積装置1へ入力される。
The input image is input to the category classification unit 3. The category classification unit 3 calculates the feature amount of the image, determines to which category the input image belongs based on the obtained feature amount, and outputs a category index indicating the category. The category index output from the category classification unit 3 is input to the storage device 1.

【0017】蓄積装置1には、電子透かし特性表が蓄積
されている。蓄積装置1では、電子透かし強度算出部4
から入力される電子透かし強度と、カテゴリ分類部3か
ら出力されたカテゴリインデックスとから、対応する画
質劣化度と耐性評価値とを電子透かし強度算出部4へ出
力する。
The storage device 1 stores a digital watermark characteristic table. In the storage device 1, the digital watermark strength calculation unit 4
Then, based on the digital watermark strength input from the above and the category index output from the category classification unit 3, the corresponding image quality deterioration degree and resistance evaluation value are output to the digital watermark strength calculation unit 4.

【0018】電子透かし強度算出部4では、入力画像が
システムに入力され、カテゴリ分類部3でカテゴリイン
デックスが算出された後に、ユーザによって入力される
電子透かし強度制約情報に基づいて最適電子透かし強度
が算出される。ここで、数1に示されている目的関数を
最大にする電子透かし強度が選択される。すなわち、蓄
積装置1へ出力する各電子透かし強度に対応して蓄積装
置1から出力される画質劣化度と耐性評価値とから、数
1の目的関数値を算出し、これを最大にする電子透かし
強度を求める。ユーザによって入力される電子透かし強
度制約情報は、電子透かし挿入画像の画質の下限値であ
ったり、耐性評価値の下限値であったり、あるいは、数
1のパラメータaであったりし、これも電子透かし挿入
強度の決定に用いられる。
In the digital watermark strength calculating section 4, after the input image is input to the system and the category index is calculated in the category classifying section 3, the optimum digital watermark strength is calculated based on the digital watermark strength constraint information input by the user. Is calculated. Here, the digital watermark strength that maximizes the objective function shown in Expression 1 is selected. That is, the objective function value of Expression 1 is calculated from the image quality degradation degree and the resistance evaluation value output from the storage device 1 corresponding to each digital watermark intensity output to the storage device 1, and the digital watermark that maximizes the objective function value is calculated. Find the strength. The digital watermark strength constraint information input by the user is a lower limit value of the image quality of the digital watermark inserted image, a lower limit value of the resistance evaluation value, or a parameter a of Expression 1, which is also a digital value. Used to determine watermark insertion strength.

【0019】電子透かし強度算出部4から出力される最
適電子透かし強度は、電子透かし挿入部2へ入力され
る。電子透かし挿入部2では、入力される埋め込みデー
タを電子透かし信号に変換し、電子透かし強度算出部4
から出力される最適電子透かし強度で、入力画像に電子
透かしが挿入される。そして、得られた画像は電子透か
し挿入画像として出力される。
The optimum digital watermark strength output from the digital watermark strength calculation section 4 is input to the digital watermark insertion section 2. The digital watermark insertion unit 2 converts the input embedded data into a digital watermark signal,
The digital watermark is inserted into the input image at the optimum digital watermark strength output from. Then, the obtained image is output as a digital watermark inserted image.

【0020】電子透かし挿入アルゴリズムは、電子透か
しの挿入時に、ユーザが電子透かし強度、あるいはそれ
に類するものをパラメータとして指定できるようになっ
ているアルゴリズムであれば、任意のアルゴリズムを用
いることができる。例えば、特開平9−191394号
公報や文献「1997年12月、アイ・イー・イー・イ
ー・トランザクションズ・オン・イメージプロセッシン
グ、第IP−6巻、第12号、1673〜1687頁
(IEEE TRANSACTIONS ONIMAG
E PROCESSING,VOL.IP−6,NO.
12,1997)」に記載されている方式を用いること
ができる。
As the digital watermark insertion algorithm, any algorithm can be used as long as the user can specify the digital watermark strength or the like as a parameter at the time of digital watermark insertion. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-191394 or the document "December 1997, IEE Transactions on Image Processing, Vol. IP-6, No. 12, pp. 1673-1687 (IEEE TRANSACTIONS) ONIMAG
E PROCESSING, VOL. IP-6, NO.
12, 1997) ").

【0021】一方、蓄積装置1に蓄積される電子透かし
特性表は、電子透かし特性表生成システム1210で生
成され、入力装置5を介して蓄積装置1へ入力される。
次に、電子透かし特性表生成システム1210の動作に
ついて説明する。
On the other hand, the digital watermark characteristic table stored in the storage device 1 is generated by the digital watermark characteristic table generation system 1210 and input to the storage device 1 via the input device 5.
Next, the operation of the digital watermark characteristic table generation system 1210 will be described.

【0022】画質劣化度算出部11では、予めカテゴリ
分類されている複数の画像に対し、電子透かし強度を変
化させて電子透かしを挿入し、得られた画像を電子透か
し挿入前の画像と比較して、画質の劣化量が算出され
る。そして、得られた画質劣化量をカテゴリインデック
ス、電子透かし強度毎に集計して、画質劣化度を算出す
る。
The image quality deterioration degree calculating section 11 inserts a digital watermark into a plurality of images classified in advance by changing the digital watermark strength, and compares the obtained image with the image before the digital watermark is inserted. Thus, the deterioration amount of the image quality is calculated. Then, the obtained image quality deterioration amounts are totaled for each category index and digital watermark strength, and the image quality deterioration degree is calculated.

【0023】ここで、画質劣化度算出部11の動作につ
いて図21を参照して説明する。同図は、画質劣化度算
出部11の動作を示すフローチャートである。同図にお
いて、画質劣化度算出部11は、まず予めカテゴリ分類
されている複数の画像に対し、電子透かし強度を変化さ
せて電子透かしを挿入する(ステップS111)。次
に、この電子透かし挿入で得られた画像を電子透かし挿
入前の画像と比較して、画質の劣化量を算出する(ステ
ップS112)。そして、この算出された画質劣化量を
カテゴリインデックス、電子透かし強度毎に集計して、
画質劣化度を算出する(ステップS113)。
Here, the operation of the image quality deterioration degree calculating section 11 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the image quality deterioration degree calculation unit 11. In the figure, the image quality degradation degree calculation unit 11 first inserts a digital watermark into a plurality of images classified in advance by changing the digital watermark strength (step S111). Next, the image obtained by the digital watermark insertion is compared with the image before the digital watermark is inserted, and the deterioration amount of the image quality is calculated (step S112). Then, the calculated image quality deterioration amount is totaled for each category index and digital watermark strength, and
The degree of image quality deterioration is calculated (step S113).

【0024】検出率算出部12では、予めカテゴリ分類
されている複数の画像に対し、電子透かし強度を変化さ
せて電子透かしを挿入し、得られた画像に対して画像処
理や画像符号化などで生じ得るアタックを実行する。ア
タックは、アタックの程度を調節するパラメータである
アタックパラメータを変化させて実行する。次に、各ア
タックパラメータに対して得られた画像に対して電子透
かしの検出を試み、電子透かしが検出できたかできない
か、あるいは、どの程度検出できたかという検出結果を
求め、数値化する。そして、電子透かしの検出結果を、
カテゴリインデックス、電子透かし強度、アタックパラ
メータ毎に集計して、検出率を算出する。
The detection rate calculation unit 12 inserts a digital watermark into a plurality of images classified in advance by changing the digital watermark strength, and performs image processing, image encoding, and the like on the obtained image. Perform any possible attacks. The attack is executed by changing an attack parameter which is a parameter for adjusting the degree of the attack. Next, detection of a digital watermark is attempted on an image obtained for each attack parameter, and a detection result indicating whether or not the digital watermark has been detected or how much has been detected is obtained and quantified. Then, the detection result of the digital watermark is
The detection rate is calculated by totaling for each category index, digital watermark strength, and attack parameter.

【0025】ここで、検出率算出部12の動作について
図22を参照して説明する。同図は、検出率算出部12
の動作を示すフローチャートである。同図において、検
出率算出部12は、まず予めカテゴリ分類されている複
数の画像に対し、電子透かし強度を変化させて電子透か
しを挿入する(ステップS121)。
Here, the operation of the detection rate calculation section 12 will be described with reference to FIG. FIG.
6 is a flowchart showing the operation of the embodiment. In the figure, the detection rate calculation unit 12 first inserts a digital watermark into a plurality of images classified in advance by changing the digital watermark strength (step S121).

【0026】次に、この電子透かし挿入で得られた画像
に対して画像処理や画像符号化などで生じ得るアタック
を実行する(ステップS122)。このアタックは、ア
タックの程度を調節するパラメータであるアタックパラ
メータを変化させて実行する。
Next, an attack that can occur in image processing, image encoding, or the like is performed on the image obtained by inserting the digital watermark (step S122). This attack is executed by changing an attack parameter which is a parameter for adjusting the degree of attack.

【0027】さらに、各アタックパラメータに対して得
られた画像に対して電子透かしの検出を試み、電子透か
しが検出できたかできないか、あるいは、どの程度検出
できたかという検出結果を求め、数値化する(ステップ
S123)。そして、電子透かしの検出結果を、カテゴ
リインデックス、電子透かし強度、アタックパラメータ
毎に集計して、検出率を算出する(ステップS12
4)。
Further, detection of a digital watermark is attempted on an image obtained for each attack parameter, and a detection result indicating whether or not the digital watermark has been detected or how much has been detected is obtained and quantified. (Step S123). Then, the detection results of the digital watermarks are totaled for each category index, digital watermark strength, and attack parameter, and the detection rate is calculated (step S12).
4).

【0028】検出率算出部12から出力される検出率
は、耐性評価値算出部1211へ入力される。耐性評価
値算出部1211では、検出率をアタックパラメータの
関数と考え、この関数に関して統計処理を行うことで耐
性評価値を算出する。
The detection rate output from the detection rate calculation section 12 is input to the tolerance evaluation value calculation section 1211. The resistance evaluation value calculation unit 1211 considers the detection rate as a function of an attack parameter, and calculates a resistance evaluation value by performing statistical processing on the function.

【0029】アタックパラメータと検出率との関係から
耐性評価値を算出する方法には、いくつか考えられる。
上記文献に従って重み付け加算によって算出する場合に
は、
Several methods are conceivable for calculating the resistance evaluation value from the relationship between the attack parameter and the detection rate.
When calculating by weighted addition according to the above document,

【0030】[0030]

【数2】 によって耐性評価値vを算出する。ここに、r(x)は
アタックパラメータがxのときの電子透かしの検出率で
あり、w(x)は、重み付け関数である。なお、加重平
均以外の統計処理を行っても良い。
(Equation 2) To calculate the resistance evaluation value v. Here, r (x) is a digital watermark detection rate when the attack parameter is x, and w (x) is a weighting function. Note that statistical processing other than the weighted average may be performed.

【0031】画質劣化度算出部11から出力される画質
劣化度と、耐性評価値算出部から出力される耐性評価値
とは、特性表生成部1212へ入力される。特性表生成
部1212では、カテゴリインデックス、電子透かし強
度毎に画質劣化度と耐性評価値とをまとめることによっ
て、電子透かし特性表が生成される。得られた電子透か
し特性表は、入力装置5へ出力される。入力装置5へ入
力された電子透かし特性表は、蓄積装置1に蓄積され
る。
The image quality deterioration degree output from the image quality deterioration degree calculation unit 11 and the resistance evaluation value output from the resistance evaluation value calculation unit are input to the characteristic table generation unit 1212. The characteristic table generation unit 1212 generates a digital watermark characteristic table by collecting the image quality deterioration degree and the resistance evaluation value for each category index and digital watermark strength. The obtained digital watermark characteristic table is output to the input device 5. The digital watermark characteristic table input to the input device 5 is stored in the storage device 1.

【0032】[0032]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電子透
かし挿入システムは、画像に応じて電子透かし強度を自
動的に決定し、電子透かしを挿入することができる。し
かしながら、上述した従来システムは、以下の問題点を
有する。
The above-described conventional digital watermark insertion system can automatically determine the digital watermark strength according to an image and insert a digital watermark. However, the above-mentioned conventional system has the following problems.

【0033】第1の問題点は、アタック毎に耐性評価値
の算出法を変える必要があることである。アタックパラ
メータはアタック毎に異なるためである。
The first problem is that it is necessary to change the method of calculating the resistance evaluation value for each attack. This is because the attack parameters are different for each attack.

【0034】アタックがJPEG圧縮であれば、アタッ
クパラメータは画質を制御するパラメータであり、アタ
ックが雑音付加であれば、雑音の標準偏差や雑音付加後
の画像のSNR(Signal to Noise R
atio、信号対雑音比)などの雑音強度を制御するパ
ラメータである。このように、アタックによってアタッ
クパラメータが異なるため、耐性評価値算出パラメータ
をアタック毎に適切に設定する必要がある。例えば、加
重平均によって耐性評価値を算出する際には、用いる重
み付け関数を、アタック毎に設計する必要がある。ま
た、ユーザが耐性評価値の算出過程をカスタマイズする
場合には、ユーザはアタック毎に耐性評価値算出のパラ
メータを調整する必要があり、ユーザの負担が増大す
る。
If the attack is JPEG compression, the attack parameter is a parameter for controlling image quality. If the attack is noise added, the standard deviation of noise and the SNR (Signal to Noise R) of the image after noise addition are used.
atio, signal-to-noise ratio). As described above, since the attack parameter differs depending on the attack, it is necessary to appropriately set the resistance evaluation value calculation parameter for each attack. For example, when calculating a resistance evaluation value by a weighted average, it is necessary to design a weighting function to be used for each attack. Further, when the user customizes the process of calculating the resistance evaluation value, the user needs to adjust the parameters for calculating the resistance evaluation value for each attack, which increases the burden on the user.

【0035】第2の問題点は、検出率をアタックパラメ
ータに対して統計処理して耐性評価値を算出すると、適
切な耐性評価値が算出できないおそれがあることであ
る。アタックパラメータとアタック後に得られる画像の
画質との相関は、必ずしも高くないためである。
A second problem is that if the detection rate is statistically processed with respect to the attack parameter to calculate the resistance evaluation value, there is a possibility that an appropriate resistance evaluation value cannot be calculated. This is because the correlation between the attack parameter and the image quality of the image obtained after the attack is not always high.

【0036】アタック後の画像に対する価値は、アタッ
ク後の画像の画質によって変化し、これに伴って透かし
の検出結果の重要性も変化すると考えられる。よって、
アタック後の画質によって、重み付け関数値などの耐性
評価値算出パラメータを制御できることが望ましい。し
かし、アタックパラメータと画質との相関は必ずしも高
くなく、アタック後の画質に対する評価を、耐性評価値
に適切に反映させることは困難である。
It is considered that the value of the image after the attack changes depending on the image quality of the image after the attack, and the importance of the detection result of the watermark changes accordingly. Therefore,
It is desirable that a resistance evaluation value calculation parameter such as a weighting function value can be controlled depending on the image quality after the attack. However, the correlation between the attack parameter and the image quality is not always high, and it is difficult to appropriately reflect the evaluation on the image quality after the attack on the tolerance evaluation value.

【0037】本発明は上述した従来の欠点を解決するた
めになされたものであり、その目的はアタックの種類に
よらず、統一の基準によって電子透かしの耐性評価値を
算出でき、アタック後の画質に対する評価を適切に反映
させた耐性評価値を用いて電子透かし強度を自動調節し
て電子透かしを挿入する電子透かし挿入システム、並び
に、この電子透かしシステムにおいて電子透かし強度の
制御に用いる電子透かし特性表及び電子透かし特性パラ
メータ表を生成するシステムを提供することである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and its purpose is to calculate the digital watermark resistance evaluation value according to a unified standard regardless of the type of attack, and to improve the image quality after the attack. Watermark insertion system that automatically adjusts the digital watermark strength using a resistance evaluation value appropriately reflecting the evaluation of the digital watermark and inserts the digital watermark, and a digital watermark characteristic table used for controlling the digital watermark strength in the digital watermark system And a system for generating a digital watermark characteristic parameter table.

【0038】[0038]

【課題を解決するための手段】本発明による電子透かし
挿入システムは、画像に応じて自動的に電子透かし強度
を調節し、電子透かしを挿入するシステムであって、入
力画像の特徴量を計算してカテゴリに分類し、カテゴリ
インデックスデータを出力するカテゴリ分類手段と、複
数の画像に対して電子透かし強度を変化させて電子透か
しを挿入し、得られた画像に対して、画像処理や画像圧
縮によって生じ得るアタックの程度を調節するパラメー
タであるアタックパラメータを変化させて、アタックを
実行し、得られた画像に対して電子透かしの検出を行
い、得られた検出結果を集計して、予め定められたカテ
ゴリインデックス値、予め定められた電子透かし強度
値、予め定められたアタックパラメータ値毎に電子透か
しの検出率を算出し、第1の検出率データとして出力す
る検出率算出手段と、前記第1の検出率データの中で、
カテゴリインデックス、電子透かし強度が同じ値である
一連の検出率データから、アタック後の画像の画質を表
す予め定められた被アタック画像画質評価値の各々と、
アタックパラメータとの関係を記述した情報を用いて、
前記予め定められた被アタック画像画質評価値各々に対
する検出率を算出する検出率換算を行って、前記予め定
められたカテゴリインデックス値、前記予め定められた
電子透かし強度値の各々に対して検出率データを算出
し、第2の検出率データとして出力する検出率換算手段
と、前記第2の検出率データの中で、カテゴリインデッ
クス、電子透かし強度が同じ値である一連の検出率デー
タから、被アタック画像画質評価値に対する検出率の変
化を表す検出率曲線を求め、前記検出率曲線に対して統
計処理を行うことによって、電子透かしのアタックに対
する耐性を表す値である耐性評価値を求める耐性評価値
算出を行い、前記予め定められたカテゴリインデックス
値、前記予め定められた電子透かし強度値の各々に対し
て耐性評価値を算出し、第2の耐性評価値データとして
出力する耐性評価値算出手段と、複数の画像に対して電
子透かし強度を変化させて電子透かしを挿入し、得られ
た画像を透かし挿入前の画像と比較して、電子透かし挿
入画像の画質劣化の度合いを表す画質劣化度を、前記予
め定められたカテゴリインデックス値、前記予め定めら
れた電子透かし強度値の各々に対して算出し、第2の画
質劣化度データとして出力する画質劣化度算出手段と、
前記第2の耐性評価値データと前記第2の画質劣化度デ
ータを前記予め定められたカテゴリインデックス値、前
記予め定められた電子透かし強度値毎にまとめ、画質劣
化度と耐性評価値とカテゴリインデックスと電子透かし
強度との関係を記述した表であり、カテゴリインデック
ス値と電子透かし強度値とから、対応する耐性評価値と
画質劣化度とを求める表である電子透かし特性表を作成
して出力する特性表生成手段と、 前記電子透かし特性
表を蓄積し、前記カテゴリインデックスデータと入力さ
れる電子透かし強度データとから、対応する画質劣化度
と耐性評価値とを求め、第1の画質劣化度データと第1
の耐性評価値データとして出力する蓄積手段と、前記予
め定められた電子透かし強度値を前記電子透かし強度デ
ータとして前記蓄積手段へ出力し、その結果として前記
蓄積手段から出力される前記第1の画質劣化度データと
前記第1の耐性評価値データとから、入力される電子透
かし強度の制約情報に基づいて、画質劣化度と耐性評価
値とを用いて構成される目的関数を最大化、もしくは最
小化する電子透かし強度を求め、最適電子透かし強度値
として出力する電子透かし強度算出手段と、入力される
埋め込みデータを電子透かし信号に変換し、前記最適電
子透かし強度値をパラメータとして前記入力画像に前記
電子透かし信号を挿入し、電子透かし挿入画像を生成し
て出力する電子透かし挿入手段と、を有することを特徴
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A digital watermark insertion system according to the present invention is a system for automatically adjusting the digital watermark strength according to an image and inserting a digital watermark, and calculating a feature amount of an input image. Category classification means for classifying and outputting category index data, inserting a digital watermark by changing the digital watermark strength for a plurality of images, and performing image processing and image compression on the obtained images. By changing the attack parameter, which is a parameter for adjusting the degree of possible attack, performing an attack, detecting an electronic watermark on the obtained image, totaling the obtained detection results, and setting a predetermined value. Category index value, a predetermined digital watermark intensity value, a digital watermark detection rate is calculated for each predetermined attack parameter value, A detection rate calculating means for outputting as a detection rate data, in the first detection rate data,
Category index, from a series of detection rate data where the digital watermark strength is the same value, each of the predetermined attacked image quality evaluation values representing the image quality of the image after the attack,
Using information describing the relationship with the attack parameters,
The detection rate conversion for calculating the detection rate for each of the predetermined attacked image quality evaluation values is performed, and the detection rate is calculated for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value. A detection rate conversion means for calculating data and outputting the data as second detection rate data; and detecting a series of detection rate data having the same category index and digital watermark strength in the second detection rate data. A resistance evaluation curve that indicates a change in the detection rate with respect to the attack image quality evaluation value and performs a statistical process on the detection rate curve to obtain a resistance evaluation value that is a value that indicates the resistance of the digital watermark to an attack. Calculating a resistance value for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value. A resistance evaluation value calculating unit that outputs the second resistance evaluation value data, inserts a digital watermark by changing the digital watermark strength for a plurality of images, and compares the obtained image with the image before watermark insertion. Calculating a degree of image quality deterioration representing the degree of image quality deterioration of the digital watermark inserted image with respect to each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value; Image quality deterioration degree calculating means for outputting as data,
The second robustness evaluation value data and the second image quality degradation degree data are combined for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value, and the image quality degradation degree, the robustness evaluation value, and the category index are combined. Is a table describing the relationship between the digital watermark strength and the digital watermark strength table. The digital watermark property table is a table for obtaining a corresponding resistance evaluation value and image quality deterioration degree from the category index value and the digital watermark strength value. A characteristic table generating unit, storing the digital watermark characteristic table, obtaining a corresponding image quality deterioration degree and a resistance evaluation value from the category index data and the inputted digital watermark strength data, And the first
Storage means for outputting the predetermined digital watermark strength value as the digital watermark strength data to the storage means, and the first image quality output from the storage means as a result. From the degradation degree data and the first robustness evaluation value data, an objective function configured using the image quality degradation degree and the robustness evaluation value is maximized or minimized based on the input digital watermark strength constraint information. Digital watermark strength calculating means for obtaining a digital watermark strength to be converted and outputting the digital watermark strength value as an optimum digital watermark strength value, and converting the input embedded data into a digital watermark signal, and applying the optimum digital watermark strength value as a parameter to the input image. Digital watermark insertion means for inserting a digital watermark signal and generating and outputting a digital watermark inserted image.

【0039】本発明の他の電子透かし挿入システムは、
画像に応じて自動的に電子透かし強度を調節し、電子透
かしを挿入するシステムであって、入力画像の特徴量を
計算してカテゴリに分類し、カテゴリインデックスデー
タを出力するカテゴリ分類手段と、複数の画像に対して
電子透かし強度を変化させて電子透かしを挿入し、得ら
れた画像に対して、画像処理や画像圧縮によって生じ得
るアタックの程度を調節するパラメータであるアタック
パラメータを変化させて、アタックを実行し、得られた
画像に対して電子透かしの検出を行い、得られた検出結
果を集計して、予め定められたカテゴリインデックス
値、予め定められた電子透かし強度値、予め定められた
アタックパラメータ値毎に検出率を算出し、第1の検出
率データとして出力する検出率算出手段と、前記第1の
検出率データの中で、カテゴリインデックス、電子透か
し強度が同じ値である一連の検出率データから、アタッ
ク後の画像の画質を表す予め定められた被アタック画像
画質評価値の各々と、アタックパラメータとの関係を記
述した情報を用いて、前記予め定められた被アタック画
像画質評価値各々に対する検出率を算出する検出率換算
を行って、前記予め定められたカテゴリインデックス
値、前記予め定められた電子透かし強度値の各々に対し
て検出率データを算出し、第2の検出率データとして出
力する検出率換算手段と、複数の画像に対して電子透か
し強度を変化させて電子透かしを挿入し、得られた画像
を透かし挿入前の画像と比較して、電子透かし挿入画像
の画質劣化の度合いを表す画質劣化度を、前記予め定め
られたカテゴリインデックス値、前記予め定められた電
子透かし強度値の各々に対して算出し、第2の画質劣化
度データとして出力する画質劣化度算出手段と、前記第
2の検出率データの中でカテゴリインデックスが同じで
ある一連の検出率データから、被アタック画像画質評価
値と電子透かし強度とに対する検出率の変化を表す検出
率曲面を記述するパラメータである検出率記述パラメー
タを求める検出率記述パラメータ算出と、前記第2の画
質劣化度データの中でカテゴリインデックスが同じであ
る一連の画質劣化度データから、電子透かし強度に対す
る画質劣化度の変化を表す画質劣化度曲線を記述するパ
ラメータである画質劣化度記述パラメータを求める画質
劣化度記述パラメータ算出とを行い、前記予め定められ
たカテゴリインデックス値の各々に対して検出率記述パ
ラメータと画質劣化度記述パラメータを算出し、電子透
かし特性パラメータデータとして出力する電子透かし特
性抽出手段と、前記電子透かし特性パラメータデータを
前記予め定められたカテゴリインデックス値毎にまと
め、カテゴリインデックスと画質劣化度記述パラメータ
と検出率記述パラメータとの関係を記述した表であり、
カテゴリインデックス値から、画質劣化度記述パラメー
タと検出率記述パラメータとを求める表である電子透か
し特性パラメータ表を作成して出力する特性パラメータ
表生成手段と、前記電子透かし特性パラメータ表を蓄積
し、前記カテゴリインデックスデータに対して、対応す
る画質劣化度記述パラメータと検出率記述パラメータと
を求め、前記カテゴリインデックスデータに対する画質
劣化度記述パラメータから画質劣化度曲線を求めて、入
力される電子透かし強度データに対する画質劣化度であ
る第1の画質劣化度データを算出するとともに、前記カ
テゴリインデックスデータに対する検出率記述パラメー
タから、前記電子透かし強度データに対する被アタック
画像画質評価値と検出率との関係を表す検出率曲線を求
め、入力される耐性評価値算出パラメータに基づいて、
前記検出率曲線に対して統計処理を行って、前記電子透
かし強度データに対する耐性評価値である第1の耐性評
価値データを算出し、前記第1の画質劣化度データと前
記第1の耐性評価値算出データとを出力する電子透かし
特性算出手段と、前記予め定められた電子透かし強度値
を前記電子透かし強度データとして前記電子透かし特性
算出手段へ出力し、その結果として前記電子透かし特性
算出手段から出力される前記第1の画質劣化度データと
前記第1の耐性評価値データとから、入力される電子透
かし強度の制約情報に基づいて、画質劣化度と耐性評価
値とを用いて構成される目的関数を最大化、もしくは最
小化する電子透かし強度を求め、最適電子透かし強度値
として出力する電子透かし強度算出手段と、入力される
埋め込みデータを電子透かし信号に変換し、前記最適電
子透かし強度値をパラメータとして前記入力画像に前記
電子透かし信号を挿入し、電子透かし挿入画像を生成し
て出力する電子透かし挿入手段と、を有することを特徴
とする。
Another digital watermark insertion system of the present invention comprises:
A system for automatically adjusting the digital watermark strength according to an image and inserting a digital watermark, comprising: a category classifying unit that calculates a feature amount of an input image, classifies the image into categories, and outputs category index data; By changing the digital watermark strength for the image and inserting a digital watermark, for the obtained image, changing the attack parameter, which is a parameter for adjusting the degree of attack that can be caused by image processing or image compression, Executes an attack, detects a digital watermark on the obtained image, totals the obtained detection results, and sets a predetermined category index value, a predetermined digital watermark strength value, and a predetermined digital watermark strength value. A detection rate calculating means for calculating a detection rate for each attack parameter value and outputting it as first detection rate data; From a series of detection rate data in which the category index and the digital watermark strength are the same value, information describing the relationship between each of the predetermined attacked image quality evaluation values representing the image quality of the image after the attack and the attack parameter is obtained. Using, by performing detection rate conversion to calculate the detection rate for each of the predetermined attacked image quality evaluation value, the predetermined category index value, for each of the predetermined digital watermark strength value Detection rate conversion means for calculating detection rate data and outputting it as second detection rate data; inserting a digital watermark by changing the digital watermark strength for a plurality of images; The degree of image quality degradation, which represents the degree of image quality degradation of the digital watermarked image, is compared with the predetermined category index value and the predetermined category index value. Image quality deterioration degree calculating means for calculating each of the determined digital watermark strength values and outputting the same as second image quality deterioration degree data; and a series of the second detection rate data having the same category index. Calculating a detection rate description parameter that is a parameter describing a detection rate surface representing a change in the detection rate with respect to the attacked image quality evaluation value and the digital watermark strength from the detection rate data; Image quality deterioration that obtains an image quality deterioration degree description parameter that is a parameter that describes an image quality deterioration degree curve representing a change in image quality deterioration degree with respect to digital watermark strength from a series of image quality deterioration degree data having the same category index in the deterioration degree data. Calculation parameter, and a detection rate description parameter is calculated for each of the predetermined category index values. Digital watermark characteristic extraction means for calculating data and image quality degradation degree description parameters, and outputting the digital watermark characteristic parameter data as digital watermark characteristic parameter data; and combining the digital watermark characteristic parameter data for each of the predetermined category index values. It is a table describing the relationship between the degradation degree description parameter and the detection rate description parameter,
A characteristic parameter table generating means for generating and outputting a digital watermark characteristic parameter table, which is a table for obtaining an image quality deterioration degree description parameter and a detection rate description parameter from the category index value, and storing the digital watermark characteristic parameter table; For the category index data, the corresponding image quality deterioration degree description parameter and detection rate description parameter are obtained, and the image quality deterioration degree curve is obtained from the image quality deterioration degree description parameter for the category index data. A first image quality deterioration degree data, which is an image quality deterioration degree, is calculated, and a detection rate indicating a relationship between the attacked image quality evaluation value and the detection rate for the digital watermark strength data is calculated from the detection rate description parameter for the category index data. Find the curve and enter Based on the evaluation value calculation parameters,
Statistical processing is performed on the detection rate curve to calculate first robustness evaluation value data which is a robustness evaluation value for the digital watermark strength data, and the first image quality degradation degree data and the first robustness evaluation data are calculated. Digital watermark characteristic calculating means for outputting value calculation data, and outputting the predetermined digital watermark strength value to the digital watermark characteristic calculating means as the digital watermark strength data, and as a result, Based on the output first image quality degradation degree data and the first robustness evaluation value data, based on the input digital watermark strength constraint information, the first image quality degradation degree and the robustness evaluation value are used. A digital watermark strength calculating means for obtaining a digital watermark strength for maximizing or minimizing the objective function and outputting it as an optimum digital watermark strength value; Digital watermark insertion means for converting the digital watermark signal into a child watermark signal, inserting the digital watermark signal into the input image with the optimal digital watermark strength value as a parameter, generating and outputting a digital watermark inserted image. I do.

【0040】本発明の電子透かし特性表生成システム
は、画像に応じて自動的に電子透かし強度を調節し、電
子透かしを挿入するシステムにおいて、電子透かし強度
を計算する際に用いる電子透かし特性表を生成するシス
テムであって、複数の画像に対して電子透かし強度を変
化させて電子透かしを挿入し、得られた画像に対して、
画像処理や画像圧縮によって生じ得るアタックの程度を
調節するパラメータであるアタックパラメータを変化さ
せて、画像処理や画像圧縮によって生じ得るアタックを
実行し、得られた画像に対して電子透かしの検出を行
い、得られた検出結果を集計して、予め定められたカテ
ゴリインデックス値、予め定められた電子透かし強度
値、予め定められたアタックパラメータ値毎に電子透か
しの検出率を算出し、第1の検出率データとして出力す
る検出率算出手段と、前記第1の検出率データの中で、
カテゴリインデックス、電子透かし強度が同じ値である
一連の検出率データから、アタック後の画像の画質を表
す予め定められた被アタック画像画質評価値の各々と、
アタックパラメータとの関係を記述した情報を用いて、
前記予め定められた被アタック画像画質評価値各々に対
する検出率を算出する検出率換算を行って、前記予め定
められたカテゴリインデックス値、前記予め定められた
電子透かし強度値の各々に対して検出率データを算出
し、第2の検出率データとして出力する検出率換算手段
と、前記第2の検出率データの中で、カテゴリインデッ
クス、電子透かし強度が同じ値である一連の検出率デー
タから被アタック画像画質評価値に対する検出率の変化
を表す検出率曲線を求め、前記検出率曲線に対して統計
処理を行うことによって、電子透かしのアタックに対す
る耐性を表す値である耐性評価値を求める耐性評価値算
出を行い、前記予め定められたカテゴリインデックス
値、前記予め定められた電子透かし強度値の各々に対し
て耐性評価値を算出し、第2の耐性評価値データとして
出力する耐性評価値算出手段と、複数の画像に対して電
子透かし強度を変化させて電子透かしを挿入し、得られ
た画像を透かし挿入前の画像と比較して、電子透かし挿
入画像の画質劣化の度合いを表す画質劣化度を、前記予
め定められたカテゴリインデックス値、前記予め定めら
れた電子透かし強度値の各々に対して算出し、第2の画
質劣化度データとして出力する画質劣化度算出手段と、
前記第2の耐性評価値データと前記第2の画質劣化度デ
ータを前記予め定められたカテゴリインデックス値、前
記予め定められた電子透かし強度値毎にまとめ、電子透
かし特性表を作成して出力する特性表生成手段と、を有
することを特徴とする。
The digital watermark characteristic table generation system of the present invention automatically adjusts the digital watermark strength according to an image and inserts the digital watermark into a digital watermark characteristic table used in calculating the digital watermark strength in a system for inserting a digital watermark. A system that generates a digital watermark by changing the digital watermark strength for a plurality of images and inserts the digital watermark into the obtained images.
By changing the attack parameter, which is a parameter for adjusting the degree of attack that can be caused by image processing or image compression, performing an attack that can be caused by image processing or image compression, and detecting a digital watermark on the obtained image Calculating the detection rate of the digital watermark for each of a predetermined category index value, a predetermined digital watermark strength value, and a predetermined attack parameter value, Detection rate calculation means for outputting as rate data, and in the first detection rate data,
Category index, from a series of detection rate data where the digital watermark strength is the same value, each of the predetermined attacked image quality evaluation values representing the image quality of the image after the attack,
Using information describing the relationship with the attack parameters,
The detection rate conversion for calculating the detection rate for each of the predetermined attacked image quality evaluation values is performed, and the detection rate is calculated for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value. A detection rate conversion unit for calculating data and outputting the data as second detection rate data; and an attack target from a series of detection rate data having the same category index and digital watermark strength in the second detection rate data. A detection rate curve representing a change in the detection rate with respect to the image quality evaluation value is calculated, and a statistical processing is performed on the detection rate curve to obtain a resistance evaluation value which is a value indicating the resistance to the attack of the digital watermark. Performing a calculation, calculating a resistance evaluation value for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value. A resistance evaluation value calculation unit that outputs as second resistance evaluation value data, and inserts a digital watermark by changing a digital watermark strength for a plurality of images, and compares the obtained image with an image before watermark insertion. Calculating the image quality degradation degree representing the degree of image quality degradation of the digital watermark inserted image for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value, Image quality deterioration degree calculating means for outputting as
The second resistance evaluation value data and the second image quality deterioration degree data are combined for each of the predetermined category index values and the predetermined digital watermark strength values, and a digital watermark characteristic table is created and output. Characteristic table generating means.

【0041】そして、前記検出率換算手段は、アタック
パラメータが選択される確率の密度関数を記述する情報
であるアタックパラメータ選択確率情報と、アタックパ
ラメータが一定という条件下での被アタック画像画質評
価値の頻度分布を記述する情報である画質評価値頻度分
布情報とを有しており、前記アタックパラメータ選択確
率情報と前記画質評価値頻度分布情報とから、アタック
パラメータと被アタック画像画質評価値との結合確率
の、被アタック画像画質評価値の生起確率に対する比を
求め、前記比に基づいて、被アタック画像画質評価値が
一定という条件下でのアタックパラメータの頻度分布を
記述する情報であるアタックパラメータ頻度分布情報を
算出して出力するアタックパラメータ頻度分布算出手段
と、前記アタックパラメータ頻度分布情報から前記予め
定められた被アタック画像画質評価値各々に対するアタ
ックパラメータ頻度分布を求め、前記第1の検出率デー
タの中で、カテゴリインデックス、電子透かし強度が同
じ値である一連の検出率データから、アタックパラメー
タに対する検出率の変化を表す検出率推移関数を求め、
前記アタックパラメータ頻度分布と前記検出率推移関数
との積に基づく値を、アタックパラメータに対して積分
演算することにより、前記予め定められた被アタック画
像画質評価値各々に対する検出率を算出する検出率換算
を行って、前記予め定められたカテゴリインデックス
値、前記予め定められた電子透かし強度値の各々に対し
て検出率データを算出し、第2の検出率データとして出
力する検出率換算値算出手段と、を有する。
The detection rate conversion means includes: an attack parameter selection probability information which is information describing a density function of a probability that an attack parameter is selected; and an attack image quality evaluation value under a condition that the attack parameter is constant. And image quality evaluation value frequency distribution information, which is information describing the frequency distribution of the attack parameter selection probability information and the image quality evaluation value frequency distribution information. An attack parameter which is information describing a frequency distribution of attack parameters under the condition that the attack image quality evaluation value is constant based on the ratio of the connection probability to the occurrence probability of the attack image quality evaluation value. Attack parameter frequency distribution calculating means for calculating and outputting frequency distribution information; An attack parameter frequency distribution for each of the predetermined attacked image quality evaluation values is obtained from the meter frequency distribution information, and a series of detections in which the category index and the digital watermark strength are the same in the first detection rate data. From the rate data, a detection rate transition function representing a change in the detection rate with respect to the attack parameter is obtained,
A detection rate for calculating a detection rate for each of the predetermined attacked image quality evaluation values by integrating a value based on a product of the attack parameter frequency distribution and the detection rate transition function with respect to an attack parameter. Conversion means for calculating detection rate data for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value, and outputting the data as second detection rate data And

【0042】また、前記検出率換算手段は、被アタック
画像画質評価値をアタックパラメータに変換する関数で
ある画質評価値アタックパラメータ変換関数を記述する
画質評価値アタックパラメータ変換情報を有しており、
前記画質評価値アタックパラメータ変換情報から前記画
質評価値アタックパラメータ変換関数を求め、前記予め
定められた被アタック画質評価値各々に対応するアタッ
クパラメータ値を算出して等価アタックパラメータ値と
し、前記第1の検出率データの中で、カテゴリインデッ
クス、電子透かし強度が同じ値である一連の検出率デー
タから、アタックパラメータに対する検出率の変化を表
す検出率推移関数を求め、前記検出率推移関数を用い
て、前記等価アタックパラメータ値各々に対する検出率
を、対応する前記予め定められた被アタック画質評価値
の検出率として算出する検出率換算を行って、前記予め
定められたカテゴリインデックス値、前記予め定められ
た電子透かし強度値の各々に対して検出率データを算出
し、第2の検出率データとして出力する検出率換算値算
出手段を有しても良い。
Further, the detection rate conversion means has image quality evaluation value attack parameter conversion information describing an image quality evaluation value attack parameter conversion function which is a function for converting the image quality evaluation value of an attacked image into an attack parameter.
Calculating the image quality evaluation value attack parameter conversion function from the image quality evaluation value attack parameter conversion information, calculating an attack parameter value corresponding to each of the predetermined attacked image quality evaluation values to obtain an equivalent attack parameter value, Among the detection rate data, the category index, from a series of detection rate data having the same digital watermark strength, a detection rate transition function representing a change in the detection rate with respect to the attack parameter is obtained, and the detection rate transition function is used. The detection rate for each of the equivalent attack parameter values, the detection rate conversion to calculate as the detection rate of the corresponding predetermined attack image quality evaluation value, the predetermined category index value, the predetermined category index value The detection rate data is calculated for each of the digital watermark strength values, and the second detection rate data is calculated. It may have a detection rate conversion value calculating means for outputting as data.

【0043】本発明の電子透かし特性パラメータ表生成
システムは、画像に応じて自動的に電子透かし強度を調
節し、電子透かしを挿入するシステムにおいて、電子透
かし強度を計算する際に用いる電子透かし特性パラメー
タ表を生成するシステムであって、複数の画像に対して
電子透かし強度を変化させて電子透かしを挿入し、得ら
れた画像に対して、画像処理や画像圧縮によって生じ得
るアタックの程度を調節するパラメータであるアタック
パラメータを変化させて、画像処理や画像圧縮によって
生じ得るアタックを実行し、得られた画像に対して電子
透かしの検出を行い、得られた検出結果を集計して、予
め定められたカテゴリインデックス値、予め定められた
電子透かし強度値、予め定められたアタックパラメータ
値毎に電子透かしの検出率を算出し、第1の検出率デー
タとして出力する検出率算出手段と、前記第1の検出率
データの中で、カテゴリインデックス、電子透かし強度
が同じ値である一連の検出率データから、アタック後の
画像の画質を表す予め定められた被アタック画像画質評
価値の各々と、アタックパラメータとの関係を記述した
情報を用いて、前記予め定められた被アタック画像画質
評価値各々に対する検出率を算出する検出率換算を行っ
て、前記予め定められたカテゴリインデックス値、前記
予め定められた電子透かし強度値の各々に対して検出率
データを算出し、第2の検出率データとして出力する検
出率換算手段と、複数の画像に対して電子透かし強度を
変化させて電子透かしを挿入し、得られた画像を透かし
挿入前の画像と比較して、電子透かし挿入画像の画質劣
化の度合いを表す画質劣化度を、前記予め定められたカ
テゴリインデックス値、前記予め定められた電子透かし
強度値の各々に対して算出し、第2の画質劣化度データ
として出力する画質劣化度算出手段と、前記第2の検出
率データの中でカテゴリインデックスが同じである一連
の検出率データから、被アタック画像画質評価値と電子
透かし強度とに対する検出率の変化を表す検出率曲面を
記述するパラメータである検出率記述パラメータを求め
る検出率記述パラメータ算出と、前記第2の画質劣化度
データの中でカテゴリインデックスが同じである一連の
画質劣化度データから、電子透かし強度に対する画質劣
化度の変化を表す画質劣化度曲線を記述するパラメータ
である画質劣化度記述パラメータを求める画質劣化度記
述パラメータ算出とを行い、前記予め定められたカテゴ
リインデックス値の各々に対して検出率記述パラメータ
と画質劣化度記述パラメータを算出して電子透かし特性
パラメータデータとして出力する電子透かし特性抽出手
段と、前記電子透かし特性パラメータデータを前記予め
定められたカテゴリインデックス値毎にまとめ、電子透
かし特性パラメータ表を作成して出力する特性パラメー
タ表生成手段と、を有することを特徴とする。
The digital watermark characteristic parameter table generation system of the present invention automatically adjusts the digital watermark strength according to an image and inserts a digital watermark into a digital watermark characteristic parameter used in calculating the digital watermark strength. A system for generating a table, in which digital watermarks are inserted into a plurality of images by changing the digital watermark strength, and the degree of an attack that can be caused by image processing or image compression is adjusted for the obtained images. By changing an attack parameter which is a parameter, performing an attack that can be caused by image processing or image compression, detecting an electronic watermark on the obtained image, totaling the obtained detection results, Category index value, a predetermined digital watermark intensity value, and a digital watermark for each predetermined attack parameter value. A detection rate calculating unit that calculates a detection rate and outputs the detection rate data as first detection rate data; and, in the first detection rate data, a category index and a series of detection rate data having the same digital watermark strength. The detection rate for each of the predetermined attacked image quality evaluation values is determined using information describing the relationship between each of the predetermined attacked image quality evaluation values representing the image quality of the image after the attack and the attack parameter. The detection rate conversion is performed to calculate the detection rate data for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value, and the detection rate data is output as the second detection rate data. A rate conversion unit, which inserts a digital watermark by changing the digital watermark strength for a plurality of images, compares the obtained image with the image before watermark insertion, An image quality deterioration degree representing the degree of image quality deterioration of the inserted image is calculated for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value, and is output as second image quality deterioration degree data. An image quality degradation degree calculating means, and a detection rate representing a change in the detection rate with respect to the attacked image quality evaluation value and the digital watermark strength from a series of detection rate data having the same category index in the second detection rate data. From the detection rate description parameter calculation for obtaining the detection rate description parameter which is a parameter describing a curved surface, and a series of image quality deterioration degree data having the same category index among the second image quality deterioration degree data, Image quality deterioration degree calculation for obtaining an image quality deterioration degree description parameter which is a parameter for describing an image quality deterioration degree curve representing a change in deterioration degree Digital watermark characteristic extracting means for calculating a detection rate description parameter and an image quality degradation degree description parameter for each of the predetermined category index values and outputting the calculated digital watermark characteristic parameter data. And a characteristic parameter table generating means for compiling digital watermark characteristic parameter data for each of the predetermined category index values, creating and outputting a digital watermark characteristic parameter table.

【0044】そして、前記検出率換算手段は、アタック
パラメータが選択される確率の密度関数を記述する情報
であるアタックパラメータ選択確率情報と、アタックパ
ラメータが一定という条件下での被アタック画像画質評
価値の頻度分布を記述する情報である画質評価値頻度分
布情報とを有しており、前記アタックパラメータ選択確
率情報と前記画質評価値頻度分布情報とから、アタック
パラメータと被アタック画像画質評価値との結合確率
の、被アタック画像画質評価値の生起確率に対する比を
求め、前記比に基づいて、被アタック画像画質評価値が
一定という条件下でのアタックパラメータの頻度分布を
記述する情報であるアタックパラメータ頻度分布情報を
算出して出力するアタックパラメータ頻度分布算出手段
と、前記アタックパラメータ頻度分布情報から前記予め
定められた被アタック画像画質評価値各々に対するアタ
ックパラメータ頻度分布を求め、前記第1の検出率デー
タの中で、カテゴリインデックス、電子透かし強度が同
じ値である一連の検出率データから、アタックパラメー
タに対する検出率の変化を表す検出率推移関数を求め、
前記アタックパラメータ頻度分布と前記検出率推移関数
との積に基づく値を、アタックパラメータに対して積分
演算することにより、前記予め定められた被アタック画
像画質評価値各々に対する検出率を算出する検出率換算
を行って、前記予め定められたカテゴリインデックス
値、前記予め定められた電子透かし強度値の各々に対し
て検出率データを算出し、第2の検出率データとして出
力する検出率換算値算出手段と、を有することを特徴と
する。
The detection rate conversion means includes attack parameter selection probability information, which is information describing a density function of a probability that an attack parameter is selected, and an attack image quality evaluation value under a condition that the attack parameter is constant. And image quality evaluation value frequency distribution information, which is information describing the frequency distribution of the attack parameter selection probability information and the image quality evaluation value frequency distribution information. An attack parameter which is information describing a frequency distribution of attack parameters under the condition that the attack image quality evaluation value is constant based on the ratio of the connection probability to the occurrence probability of the attack image quality evaluation value. Attack parameter frequency distribution calculating means for calculating and outputting frequency distribution information; An attack parameter frequency distribution for each of the predetermined attacked image quality evaluation values is obtained from the meter frequency distribution information, and a series of detections in which the category index and the digital watermark strength are the same in the first detection rate data. From the rate data, a detection rate transition function representing a change in the detection rate with respect to the attack parameter is obtained,
A detection rate for calculating a detection rate for each of the predetermined attacked image quality evaluation values by integrating a value based on a product of the attack parameter frequency distribution and the detection rate transition function with respect to an attack parameter. Conversion means for calculating detection rate data for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value, and outputting the data as second detection rate data And the following.

【0045】また前記検出率換算手段は、被アタック画
像画質評価値をアタックパラメータに変換する関数であ
る画質評価値アタックパラメータ変換関数を記述する画
質評価値アタックパラメータ変換情報を有しており、前
記画質評価値アタックパラメータ変換情報から前記画質
評価値アタックパラメータ変換関数を求め、前記予め定
められた被アタック画質評価値各々に対応するアタック
パラメータ値を算出して等価アタックパラメータ値と
し、前記第1の検出率データの中で、カテゴリインデッ
クス、電子透かし強度が同じ値である一連の検出率デー
タから、アタックパラメータに対する検出率の変化を表
す検出率推移関数を求め、前記検出率推移関数を用い
て、前記等価アタックパラメータ値各々に対する検出率
を、対応する前記予め定められた被アタック画質評価値
の検出率として算出する検出率換算を行って、前記予め
定められたカテゴリインデックス値、前記予め定められ
た電子透かし強度値の各々に対して検出率データを算出
し、第2の検出率データとして出力する検出率換算値算
出手段を有しても良い。
The detection rate conversion means has image quality evaluation value attack parameter conversion information describing an image quality evaluation value attack parameter conversion function which is a function for converting the image quality evaluation value of the attacked image into an attack parameter. The image quality evaluation value attack parameter conversion function is obtained from the image quality evaluation value attack parameter conversion information, the attack parameter value corresponding to each of the predetermined attacked image quality evaluation values is calculated as an equivalent attack parameter value, and the first attack parameter value is calculated. Among the detection rate data, the category index, from a series of detection rate data in which the digital watermark strength is the same value, determine a detection rate transition function representing a change in the detection rate with respect to the attack parameter, using the detection rate transition function, The detection rate for each of the equivalent attack parameter values is Then, the detection rate conversion is performed to calculate the detection rate data to be calculated as the detection rate of the determined attack image quality evaluation value, and the detection rate data is calculated for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value. , A detection rate conversion value calculating unit that outputs the detection rate as second detection rate data.

【0046】本発明では、電子透かし挿入システムで用
いる電子透かし特性表/特性パラメータ表を作成する電
子透かし特性表/特性パラメータ表生成システムにおい
て、検出率換算部を設けている。これによって、アタッ
クパラメータに対する検出率を、アタック後の画像の画
質評価値に対する検出率に換算している。アタックパラ
メータはアタックに依存して変化するが、画質評価値は
アタックに依存しないため、耐性評価値を算出する際に
用いる統計処理のパラメータをアタック毎に変える必要
がなくなる。また、アタック後の画質評価値に対して検
出率を算出することで、耐性評価値に人間の主観判断を
反映させやすくなる。
According to the present invention, a detection rate conversion unit is provided in a digital watermark characteristic table / characteristic parameter table generation system for creating a digital watermark characteristic table / characteristic parameter table used in a digital watermark insertion system. Thus, the detection rate for the attack parameter is converted into a detection rate for the image quality evaluation value of the image after the attack. The attack parameter changes depending on the attack, but the image quality evaluation value does not depend on the attack. Therefore, it is not necessary to change the parameter of the statistical processing used for calculating the resistance evaluation value for each attack. Further, by calculating the detection rate for the image quality evaluation value after the attack, it becomes easier to reflect human subjective judgment in the resistance evaluation value.

【0047】[0047]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0048】図1は、本発明の電子透かし挿入システム
の実施の形態を示すブロック図である。同図を参照する
と、本システムの構成は、電子透かし特性表生成システ
ム1210のかわりに、電子透かし特性表生成システム
10が設けられている点を除けば、図20に示されてい
る従来の電子透かし挿入システムの構成と同じである。
電子透かし特性表生成システム10は入力装置5に接続
され、電子透かし特性表を生成して入力装置5へ出力す
る。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a digital watermark insertion system according to the present invention. Referring to FIG. 20, the configuration of the present system is the same as that of the conventional electronic device shown in FIG. 20 except that a digital watermark characteristic table generation system 10 is provided instead of the digital watermark characteristic table generation system 1210. The configuration is the same as that of the watermark insertion system.
The digital watermark characteristic table generation system 10 is connected to the input device 5, generates a digital watermark characteristic table, and outputs it to the input device 5.

【0049】電子透かし特性表生成システム10の構成
は、耐性評価値算出部1211のかわりに耐性評価値算
出部14が設けられ、検出率換算部13が新たに設けら
れている点を除けば、図20に示されている電子透かし
特性表生成システム1210と同様である。検出率換算
部13は検出率算出部12から出力される検出率(以後
第1の検出率と呼ぶ)を換算し、得られた検出率(以後
第2の検出率と呼ぶ)を耐性評価値算出部14へ出力す
る。耐性評価値算出部14は、検出率換算部13から出
力される第2の検出率から耐性評価値を計算し、得られ
た耐性評価値を特性表生成部15へ出力する。
The configuration of the digital watermark characteristic table generation system 10 is the same as that of the first embodiment except that a resistance evaluation value calculation unit 14 is provided instead of the resistance evaluation value calculation unit 1211 and a detection rate conversion unit 13 is newly provided. This is the same as the digital watermark characteristic table generation system 1210 shown in FIG. The detection rate conversion unit 13 converts the detection rate (hereinafter, referred to as a first detection rate) output from the detection rate calculation unit 12, and uses the obtained detection rate (hereinafter, referred to as a second detection rate) as a resistance evaluation value. Output to the calculation unit 14. The resistance evaluation value calculation unit 14 calculates a resistance evaluation value from the second detection rate output from the detection rate conversion unit 13, and outputs the obtained resistance evaluation value to the characteristic table generation unit 15.

【0050】次に、図1の電子透かし挿入システムの動
作について説明する。
Next, the operation of the digital watermark insertion system of FIG. 1 will be described.

【0051】電子透かし特性表生成システム10以外の
部分の動作は、図20のシステムと同様である。また、
電子透かし特性表生成システム10では、検出率換算部
13と耐性評価値算出部14以外の部分の動作は、図2
0に示されている電子透かし特性表生成システム121
0の動作と同じである。
The operation of the parts other than the digital watermark characteristic table generation system 10 is the same as that of the system shown in FIG. Also,
In the digital watermark characteristic table generation system 10, the operations of the parts other than the detection rate conversion unit 13 and the resistance evaluation value calculation unit 14 are the same as those in FIG.
Digital watermark characteristic table generation system 121 shown in FIG.
0 is the same as the operation.

【0052】検出率算出部12から出力される第1の検
出率は、検出率換算部13へ入力される。検出率換算部
13では、検出率算出部12から出力される各アタック
パラメータに対する検出率を換算し、アタック後の画像
の画質評価値に対する検出率を算出する。
The first detection rate output from the detection rate calculation section 12 is input to the detection rate conversion section 13. The detection rate conversion unit 13 converts the detection rate for each attack parameter output from the detection rate calculation unit 12 and calculates the detection rate for the image quality evaluation value of the image after the attack.

【0053】ここで、画質評価値は、PSNR(Pea
k Signal to Noise Ratio)
や、MSE(Mean Square Error)、
人間の視覚特性によって重み付けしたSNR(Sign
al to Noise Ratio)であるWSNR
(Weighted Signal to Noise
Ratio)、人間の知覚限であるJND(Just
Noticeabledistortion)に基づく
指標、MOS(Mean OpinionScore)
などの主観評価値など、画質を評価する指標であれば任
意のものでよい。あるいは、アタックの程度を信号の劣
化として捉えることが困難なアタックについては、アタ
ック後の画像が与える違和感の値を、主観評価によって
測定した値に基づいて算出される値を用いることができ
る。例えば、アタックが回転の場合には、アタック後の
画像に対する違和感の程度を主観評価によって求め、得
られた値に基づく画質評価尺度を構築して、画質評価値
を求めることができる。
Here, the image quality evaluation value is PSNR (Pea
k Signal to Noise Ratio)
And MSE (Mean Square Error),
SNR (Sign) weighted by human visual characteristics
al to Noise Ratio)
(Weighted Signal to Noise
Ratio), JND (Just)
Index based on noticeable disposition, MOS (Mean OpinionScore)
Any index may be used as long as it is an index for evaluating image quality, such as a subjective evaluation value such as. Alternatively, for an attack in which it is difficult to grasp the degree of attack as signal degradation, a value calculated based on a value measured by subjective evaluation for a value of a sense of discomfort given by an image after the attack can be used. For example, when the attack is a rotation, the degree of discomfort to the image after the attack is obtained by a subjective evaluation, and an image quality evaluation scale based on the obtained value can be constructed to obtain an image quality evaluation value.

【0054】以下では、アタックパラメータxに対する
検出率をr(x)、アタック後の画像の画質評価値Qに
対する検出率をR(Q)で表し、第1の検出率を算出す
るアタックパラメータxm(m=1,…,M)、検出率
換算部12で第2の検出率を算出する画質評価値をQn
(n=1,…,N)とする。そして、あるカテゴリイン
デックス値、ある電子透かし強度に対する第1の検出率
データr(xm)(m=1,…,M)から、予め求まっ
たアタックパラメータと画質評価値との関係を用いて第
2の検出率データR(Qn)(n=1,…,N)を算出
する方法について説明する。
Hereinafter, the detection rate for the attack parameter x is represented by r (x), the detection rate for the image quality evaluation value Q of the attacked image is represented by R (Q), and the attack parameter xm ( m = 1,..., M), and the image quality evaluation value for calculating the second detection rate by the detection rate conversion unit 12 is Qn.
(N = 1,..., N). Then, from the first detection rate data r (xm) (m = 1,..., M) for a certain category index value and a certain digital watermark strength, a second detection is performed using the relationship between the attack parameter and the image quality evaluation value obtained in advance. A method for calculating the detection rate data R (Qn) (n = 1,..., N) will be described.

【0055】図2は、第1の検出率データr(xm)
(m=1,…,M)から、第2の検出率データR(Q
n)(n=1,…,N)を算出する手順を示したフロー
チャートである。まず、第2の検出率データのインデッ
クスである変数nの値を1にセットする(ステップ50
0)。次に、第1の検出率データr(xm)(m=1,
…,M)から、アタックパラメータと画質評価値との関
係を用いてR(Qn)を算出する(ステップ501)。
この算出法の詳細については後述する。そして、インデ
ックスnの値をNと比較し(ステップ502)、nがN
より小さいときはnの値を1だけ増やして(ステップ5
03)ステップ501へ戻る。nがN以上の場合は処理
を終了する。
FIG. 2 shows the first detection rate data r (xm)
(M = 1,..., M), the second detection rate data R (Q
n) is a flowchart showing a procedure for calculating (n = 1,..., N). First, the value of a variable n, which is an index of the second detection rate data, is set to 1 (step 50).
0). Next, first detection rate data r (xm) (m = 1,
, M), R (Qn) is calculated using the relationship between the attack parameter and the image quality evaluation value (step 501).
Details of this calculation method will be described later. Then, the value of the index n is compared with N (step 502), and
If it is smaller, the value of n is increased by 1 (step 5).
03) Return to step 501. If n is greater than or equal to N, the process ends.

【0056】これにより、R(Qn)(n=1,…,
N)が求まる。以上の算出過程を、予め定められた各カ
テゴリインデックス値、各電子透かし強度値の全てに対
して行い、結果は耐性評価値算出部14へ出力される。
Thus, R (Qn) (n = 1,...,
N) is obtained. The above calculation process is performed for all of the predetermined category index values and each of the digital watermark strength values, and the result is output to the robustness evaluation value calculation unit 14.

【0057】耐性評価値算出部14では、検出率換算部
13から出力される第2の検出率から、アタック後の画
像の画質評価値Qに対する検出率の変化を表す関数R
(Q)を求め、これに対して統計処理を行って耐性評価
値を算出する。例えば、加重平均によって耐性評価値を
算出する場合は、数3によって耐性評価値vを算出す
る。
The resistance evaluation value calculation unit 14 calculates a function R representing the change of the detection rate with respect to the image quality evaluation value Q of the attacked image from the second detection rate output from the detection rate conversion unit 13.
(Q) is obtained, and statistical processing is performed on this to calculate a resistance evaluation value. For example, when calculating the tolerance evaluation value by a weighted average, the tolerance evaluation value v is calculated by Expression 3.

【0058】[0058]

【数3】 ここにW(Q)は、画質評価値に対する重み付け関数で
ある。実際の耐性評価値計算では、検出率R(Q)と重
み付け関数W(Q)とを離散化して算出する。例えば、
W(Q)の非零区間を離散化してQh(h=0,…,
H)に対する値を求め、
(Equation 3) Here, W (Q) is a weighting function for the image quality evaluation value. In the actual tolerance evaluation value calculation, the detection rate R (Q) and the weighting function W (Q) are discretized and calculated. For example,
The non-zero section of W (Q) is discretized and Qh (h = 0, ...,
H),

【0059】[0059]

【数4】 によって算出する。あるいは、離散化して求積する方法
として、これ以外にも、シンプソン公式や台形公式など
のように、被積分関数を区分近似して積分値を算出する
任意の方式を用いることができる。あるいは、上述の離
散化による算出のかわりに、W(Q)R(Q)を表す波
形信号を出力し、これを積分器に通して積分値を得るよ
うになっていてもよい。
(Equation 4) Is calculated by Alternatively, as a method of discretizing and calculating the quadrature, an arbitrary method of calculating an integral value by piecewise approximating an integrand, such as a Simpson formula or a trapezoidal formula, can be used. Alternatively, a waveform signal representing W (Q) R (Q) may be output instead of the above-described calculation by discretization, and this may be passed through an integrator to obtain an integrated value.

【0060】以上の耐性評価値算出を、予め定められた
各カテゴリインデックス値、各電子透かし強度値に対し
て実行し、得られた耐性評価値を特性表生成部15へ出
力する。
The above-described resistance evaluation value calculation is executed for each predetermined category index value and each digital watermark strength value, and the obtained resistance evaluation value is output to the characteristic table generation unit 15.

【0061】ここで、耐性評価値算出部14の動作につ
いて図3を参照して説明する。同図は、耐性評価値算出
部14の動作を示すフローチャートである。同図におい
て、まず検出率換算部13から出力される第2の検出率
からアタック後の画像の画質評価値Qに対する検出率の
変化を表す関数R(Q)を求める(ステップS14
1)。次に、この求めた関数R(Q)に対して加重平均
等の統計処理を行って耐性評価値を算出する(ステップ
S142)。
Here, the operation of the tolerance evaluation value calculator 14 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the tolerance evaluation value calculation unit 14. In the figure, first, a function R (Q) representing a change in the detection rate with respect to the image quality evaluation value Q of the attacked image is obtained from the second detection rate output from the detection rate conversion unit 13 (step S14).
1). Next, statistical processing such as weighted averaging is performed on the obtained function R (Q) to calculate a tolerance evaluation value (step S142).

【0062】次に、図1の検出率換算部13の実施の形
態について図を用いて詳細に説明する。図4は、検出率
換算部13の実施の形態を示すブロック図である。アタ
ックパラメータ頻度分布算出部203は、アタックパラ
メータ選択確率情報と画質評価値頻度分布情報とからア
タックパラメータ頻度分布を算出し、出力する。検出率
換算値算出部202は、アタックパラメータ頻度分布算
出部203から出力されるアタックパラメータ頻度分布
と図1の検出率算出部12から出力される各アタックパ
ラメータに対する第1の検出率とから、アタック後の画
像の画質評価値に対する第2の検出率を算出し、出力す
る。
Next, an embodiment of the detection rate conversion unit 13 shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 4 is a block diagram illustrating an embodiment of the detection rate conversion unit 13. The attack parameter frequency distribution calculation unit 203 calculates and outputs an attack parameter frequency distribution from the attack parameter selection probability information and the image quality evaluation value frequency distribution information. The detection rate conversion value calculation unit 202 calculates an attack from the attack parameter frequency distribution output from the attack parameter frequency distribution calculation unit 203 and the first detection rate for each attack parameter output from the detection rate calculation unit 12 in FIG. A second detection rate for the image quality evaluation value of the subsequent image is calculated and output.

【0063】次に、図4の検出率換算部201の動作に
ついて説明する。図1の検出率算出部12から出力され
る各アタックパラメータに対する第1の検出率は、図4
に示されている検出率換算部201の中の、検出率換算
値算出部202へ入力される。一方、アタックパラメー
タ頻度分布算出部203から出力される,アタック後の
画像の画質評価値Qn(n=1,…,N)各々に対する
アタックパラメータ頻度分布情報も、検出率換算値算出
部202へ入力される。
Next, the operation of the detection rate conversion unit 201 shown in FIG. 4 will be described. The first detection rate for each attack parameter output from the detection rate calculation unit 12 in FIG.
Is input to the detection rate conversion value calculation section 202 in the detection rate conversion section 201 shown in FIG. On the other hand, the attack parameter frequency distribution information for each of the image quality evaluation values Qn (n = 1,..., N) of the image after the attack, output from the attack parameter frequency distribution calculation unit 203, is also input to the detection rate conversion value calculation unit 202. Is done.

【0064】ここで、アタックパラメータ頻度分布は、
画質評価値Qが一定という条件下でのアタックパラメー
タxの頻度分布(確率密度関数)p(x|Q)である。
アタックパラメータ頻度分布情報は、アタックパラメー
タ頻度分布p(x|Q)を記述するための情報である。
これは、アタックパラメータ頻度分布を近似する曲線の
パラメータであったり、あるいは、離散化したアタック
パラメータ頻度分布値であったりする。
Here, the attack parameter frequency distribution is
It is a frequency distribution (probability density function) p (x | Q) of the attack parameter x under the condition that the image quality evaluation value Q is constant.
The attack parameter frequency distribution information is information for describing the attack parameter frequency distribution p (x | Q).
This is a parameter of a curve approximating the attack parameter frequency distribution, or a discrete attack parameter frequency distribution value.

【0065】検出率換算値算出部202では、アタック
パラメータ頻度分布情報から、アタック後の画像の画質
評価値Qn(n=1,…,N)各々に対するアタックパ
ラメータ頻度分布p(x|Qn)を求める。一方、各ア
タックパラメータxに対する検出率r(xm)(m=
1,…,M)から、アタックパラメータx に対する検出
率の変化を表す関数r(x)を求め、
The detection rate conversion value calculation unit 202 calculates the attack parameter frequency distribution p (x | Qn) for each of the image quality evaluation values Qn (n = 1,..., N) of the attacked image from the attack parameter frequency distribution information. Ask. On the other hand, the detection rate r (xm) for each attack parameter x (m =
1,..., M), a function r (x) representing a change in the detection rate with respect to the attack parameter x is obtained.

【0066】[0066]

【数5】 によって、第2の検出率R(Qn)(n=1,…,N)
を算出する。実際には、数3の場合と同様にして、数5
の値を計算する。
(Equation 5) , The second detection rate R (Qn) (n = 1,..., N)
Is calculated. Actually, as in the case of Equation 3, Equation 5
Calculate the value of

【0067】検出率換算値算出部202で行う、以上の
処理を示したフローチャートが図5である。この処理
は、図2のフローチャートのステップ501で行われる
処理に対応する。ここでは、アタックパラメータをxh
(h=0,…,H)に離散化して区分求積によって数5
の値を算出する。
FIG. 5 is a flowchart showing the above processing performed by the detection rate conversion value calculation section 202. This processing corresponds to the processing performed in step 501 of the flowchart in FIG. Here, the attack parameter is xh
(H = 0,..., H)
Is calculated.

【0068】まず、アタックパラメータのインデックス
を表す変数hを0にセットする(ステップ550)。次
に、p(xh|Qn)、r(xh)を算出する(ステッ
プ551)。p(xh|Qn)は、Qnに対するアタッ
クパラメータ頻度分布情報から算出する。r(xh)
は、第1の検出率r(xm)(m=1,…,M)から算
出する。そして、hの値をHと比較し(ステップ55
2)、hがHより小さい場合はhの値を1だけ増やし
(ステップ553)、ステップ551へ戻る。hがH以
上の場合は区分求積によって数5のR(Qn)の値を算
出する(ステップ554)。
First, a variable h representing an index of an attack parameter is set to 0 (step 550). Next, p (xh | Qn) and r (xh) are calculated (step 551). p (xh | Qn) is calculated from attack parameter frequency distribution information for Qn. r (xh)
Is calculated from the first detection rate r (xm) (m = 1,..., M). Then, the value of h is compared with H (step 55).
2) If h is smaller than H, the value of h is increased by 1 (step 553), and the process returns to step 551. If h is greater than or equal to H, the value of R (Qn) in Equation 5 is calculated by section quadrature (step 554).

【0069】次に、アタックパラメータ頻度分布情報の
算出について述べる。検出率換算値算出部202へ入力
されるアタックパラメータ頻度分布情報は、アタックパ
ラメータ頻度分布算出部203で算出される。この算出
には、予め算出されてメモリ等の蓄積手段に蓄えられて
いる、アタックパラメータ選択確率情報と画質評価値頻
度分布情報とを用いる。
Next, calculation of attack parameter frequency distribution information will be described. The attack parameter frequency distribution information input to the detection rate conversion value calculation unit 202 is calculated by the attack parameter frequency distribution calculation unit 203. For this calculation, attack parameter selection probability information and image quality evaluation value frequency distribution information, which are calculated in advance and stored in storage means such as a memory, are used.

【0070】ここで、アタックパラメータ選択確率は、
各アタックパラメータが生起する確率、すなわち、アタ
ックを行う人(以後アタック実行者とよぶ)がアタック
実行時に各アタックパラメータを選択する確率である。
アタックパラメータ選択確率情報は、アタックパラメー
タ選択確率の密度関数p(x)を記述するための情報で
ある。これは、アタックパラメータ選択確率の密度関数
p(x)を近似する曲線のパラメータであったり、ある
いは、アタックパラメータ選択確率の密度関数値を離散
化した値であったりする。関数p(x)の形状は、アタ
ック実行者のアタックパラメータ選択をモデル化して決
定する。
Here, the attack parameter selection probability is
The probability that each attack parameter occurs, that is, the probability that a person who performs an attack (hereinafter, referred to as an attacker) selects each attack parameter when executing an attack.
The attack parameter selection probability information is information for describing a density function p (x) of the attack parameter selection probability. This is a parameter of a curve approximating the density function p (x) of the attack parameter selection probability, or a value obtained by discretizing the density function value of the attack parameter selection probability. The shape of the function p (x) is determined by modeling the attack parameter selection of the attacker.

【0071】一方、画質評価値頻度分布は、アタックパ
ラメータxが一定という条件下でのアタック後の画像の
画質評価値Qの頻度分布p(Q|x)である。画質評価
値頻度分布情報は、画質評価値頻度分布p(Q|x)を
記述するための情報である。これは、画質評価値頻度分
布p(Q|x)を近似する曲線のパラメータであった
り、あるいは、画質評価値頻度分布p(Q|x)を離散
化した値であったりする。画質評価値頻度分布p(Q|
x)は、アタックパラメータ値をxにセットして多数の
画像にアタックを行い、得られた画像の画質評価値Qを
算出し、さらに、得られた画質評価値Qの分布を求める
ことで算出できる。
On the other hand, the image quality evaluation value frequency distribution is a frequency distribution p (Q | x) of the image quality evaluation value Q of the attacked image under the condition that the attack parameter x is constant. The image quality evaluation value frequency distribution information is information for describing the image quality evaluation value frequency distribution p (Q | x). This is a parameter of a curve approximating the image quality evaluation value frequency distribution p (Q | x) or a value obtained by discretizing the image quality evaluation value frequency distribution p (Q | x). Image quality evaluation value frequency distribution p (Q |
x) is calculated by setting an attack parameter value to x, performing an attack on a large number of images, calculating an image quality evaluation value Q of the obtained images, and further obtaining a distribution of the obtained image quality evaluation values Q. it can.

【0072】以下では、アタックパラメータ頻度分布算
出部203において、画質評価値Qnに対するアタック
パラメータ頻度分布情報を算出する方法について説明す
る。なお、ここでは、離散的なアタックパラメータ値に
対してアタックパラメータ頻度分布値を求めるが、この
アタックパラメータ値をxj(j=1,…,J)とす
る。すなわち、アタックパラメータ頻度分布値p(xj
|Qn)を求めるものとする。
Hereinafter, a method of calculating the attack parameter frequency distribution information for the image quality evaluation value Qn in the attack parameter frequency distribution calculation unit 203 will be described. Here, an attack parameter frequency distribution value is obtained for a discrete attack parameter value, and this attack parameter value is assumed to be xj (j = 1,..., J). That is, the attack parameter frequency distribution value p (xj
| Qn).

【0073】図6はアタックパラメータ頻度分布算出部
203での処理を示したフローチャートである。まず、
画質評価値Qnの生起確率p(Qn)を求める(ステッ
プ601)。これは、
FIG. 6 is a flowchart showing the processing in the attack parameter frequency distribution calculation unit 203. First,
An occurrence probability p (Qn) of the image quality evaluation value Qn is obtained (step 601). this is,

【0074】[0074]

【数6】 によって算出する。実際には、数3の場合と同様にし
て、数6の値を計算する。
(Equation 6) Is calculated by Actually, the value of Equation 6 is calculated in the same manner as in the case of Equation 3.

【0075】次に、アタックパラメータのインデックス
を表す変数jを1にセットする(ステップ601)。
Next, the variable j representing the index of the attack parameter is set to 1 (step 601).

【0076】次に、アタックパラメータxjと画質評価
値Qnの結合確率p(xj,Qn)を算出する(ステッ
プ602)。これは、アタックパラメータ選択確率情報
からアタックパラメータ選択確率の密度関数値p(x
j)(j=1,…,J)を求め、画質評価値頻度分布情
報から、画質評価値に対する画質評価値頻度分布p(Q
n|xj)(j=1,…,J)を求めて、
Next, a joint probability p (xj, Qn) between the attack parameter xj and the image quality evaluation value Qn is calculated (step 602). This is based on the attack parameter selection probability information and the density function value p (x
j) (j = 1,..., J) is obtained, and the image quality evaluation value frequency distribution p (Q
n | xj) (j = 1,..., J)

【0077】[0077]

【数7】 により算出する。そして、アタックパラメータ頻度分布
値p(xj|Qn)を算出する(ステップ603)。こ
れは、ベイズの定理により、
(Equation 7) It is calculated by: Then, an attack parameter frequency distribution value p (xj | Qn) is calculated (step 603). This is based on Bayes' theorem,

【0078】[0078]

【数8】 によって算出する。(Equation 8) Is calculated by

【0079】次に、jをJと比較し(ステップ60
4)、jがJより小さいときは、jを1だけ増やして
(ステップ606)、ステップ602へ戻る。jがJ以
上の場合は、得られたアタックパラメータ頻度分布値p
(xj|Qn)(j=1,…,J)から、アタックパラ
メータxに対するアタックパラメータ頻度分布p(x|
Qn)の変化を近似する曲線を求め、この曲線を記述す
るパラメータをアタックパラメータ頻度分布情報として
算出し(ステップ605)、処理を終了する。
Next, j is compared with J (step 60).
4) If j is smaller than J, j is increased by 1 (step 606), and the process returns to step 602. If j is greater than or equal to J, the obtained attack parameter frequency distribution value p
From (xj | Qn) (j = 1,..., J), the attack parameter frequency distribution p (x |
A curve approximating the change in Qn) is obtained, and a parameter describing this curve is calculated as attack parameter frequency distribution information (step 605), and the process ends.

【0080】もし、アタックパラメータ選択確率の密度
関数として、一様な分布を用いる場合には、アタックパ
ラメータ選択確率情報を蓄積する必要はなくなる。この
場合は、数8の代わりに
If a uniform distribution is used as the density function of the attack parameter selection probability, there is no need to store attack parameter selection probability information. In this case, instead of Equation 8,

【0081】[0081]

【数9】 によって算出する。このように、アタックパラメータ選
択確率の密度関数が一様の場合は、データの蓄積量、演
算量を低減できる。
(Equation 9) Is calculated by As described above, when the density function of the attack parameter selection probability is uniform, the amount of accumulated data and the amount of calculation can be reduced.

【0082】次に、図1の検出率換算部13の他の実施
の形態について説明する。図7は、検出率換算部の他の
実施の形態を示すブロック図である。検出率換算値算出
部222は、図1の検出率算出部12から出力される第
1の検出率から、メモリ等の蓄積手段に蓄積された画質
評価値アタックパラメータ変換情報に基づいて、画質評
価値に対する検出率を算出し、第2の検出率として出力
する。
Next, another embodiment of the detection rate conversion unit 13 shown in FIG. 1 will be described. FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the detection rate conversion unit. Based on the image quality evaluation value attack parameter conversion information stored in the storage means such as a memory, the image quality evaluation value conversion unit 222 calculates the image quality evaluation value from the first detection rate output from the detection rate calculation unit 12 in FIG. The detection rate for the value is calculated and output as the second detection rate.

【0083】次に、図7の検出率換算部221の動作に
ついて説明する。検出率換算部221はメモリ等の蓄積
手段を有しており、この中に画質評価値アタックパラメ
ータ変換情報を蓄積している。画質評価値アタックパラ
メータ変換情報は、画質評価値からアタックパラメータ
を求める関数を記述するための情報である。簡単には、
第2の検出率を算出する画質評価値Qn(n=1,…,
N)のそれぞれに対応するアタックパラメータ(これを
x´nで表す)をそのまま記述する。あるいは、画質評
価値に対するアタックパラメータの変化を表す関数を求
め、これを近似する曲線を求めて、この曲線を記述する
パラメータを画質評価値アタックパラメータ変換情報と
して記述する。
Next, the operation of the detection rate conversion unit 221 shown in FIG. 7 will be described. The detection rate conversion unit 221 has storage means such as a memory, and stores therein image quality evaluation value attack parameter conversion information. The image quality evaluation value attack parameter conversion information is information for describing a function for obtaining an attack parameter from the image quality evaluation value. Briefly,
The image quality evaluation value Qn for calculating the second detection rate (n = 1,...,
N), the attack parameter (this is represented by x'n) corresponding to each of them is described as it is. Alternatively, a function representing the change of the attack parameter with respect to the image quality evaluation value is obtained, a curve approximating the function is obtained, and the parameter describing this curve is described as image quality evaluation value attack parameter conversion information.

【0084】画質評価値に対するアタックパラメータの
変化を表す関数は、例えば、各アタックパラメータxに
対して画質評価値Qの分布を求め、この分布Qの平均値
(あるいは、モード値、メディアン値、あるいはそれら
に類する統計量)を求めることで算出できる。すなわ
ち、算出される平均値とアタックパラメータとの関係を
近似する曲線を求める。
The function representing the change of the attack parameter with respect to the image quality evaluation value is obtained, for example, by obtaining the distribution of the image quality evaluation value Q for each attack parameter x, and averaging the distribution Q (or the mode value, median value, or It can be calculated by obtaining statistics similar to those. That is, a curve that approximates the relationship between the calculated average value and the attack parameter is obtained.

【0085】図8は、図7の検出率換算値算出部222
での処理を示すフローチャートである。この処理は、図
2のフローチャートのステップ501で行われる処理に
対応する。
FIG. 8 shows the detection rate conversion value calculating section 222 of FIG.
6 is a flowchart showing the process in step S1. This processing corresponds to the processing performed in step 501 of the flowchart in FIG.

【0086】まず、画質評価値アタックパラメータ変換
情報を用いて、画質評価値Qnに対応するアタックパラ
メータ値x´nを求める(ステップ650)。次に、入
力される第1の検出率r(xm)(m=1,…,M)か
ら、アタックパラメータxと検出率r(x)の関係を求
め、各アタックパラメータx´n(n=1,…,N)に
対する検出率r(x´n)を、画質評価値Qnに対する
検出率R(Qn)として算出する(ステップ651)。
この処理を各画質評価値Qn(n=1,…,N)に対し
て行い、得られた検出率R(Qn)は、第2の検出率と
して出力される。
First, an attack parameter value x'n corresponding to the image quality evaluation value Qn is obtained using the image quality evaluation value attack parameter conversion information (step 650). Next, the relationship between the attack parameter x and the detection rate r (x) is obtained from the input first detection rate r (xm) (m = 1,..., M), and each attack parameter x′n (n = , N) is calculated as a detection rate R (Qn) for the image quality evaluation value Qn (step 651).
This process is performed for each image quality evaluation value Qn (n = 1,..., N), and the obtained detection rate R (Qn) is output as a second detection rate.

【0087】なお、図7に示されている検出率換算部2
21は、図4に示されている検出率換算部201よりも
簡易な構成になっている。
The detection rate conversion unit 2 shown in FIG.
21 has a simpler configuration than the detection rate conversion unit 201 shown in FIG.

【0088】ここで、電子透かし特性表生成システム1
0によって得られ、蓄積装置1に蓄積される電子透かし
特性表について説明する。入力画像を分類するカテゴリ
の数をKとし、K個のカテゴリのそれぞれをカテゴリイ
ンデックスk(k=1,…,K)で区別する。電子透か
し挿入時に電子透かし強度として取り得る値をs(m)
(m=1,…,M)とする。さらに、カテゴリインデッ
クスがk,電子透かし強度がs(m)のときの画質劣化
度とアタックに対する耐性評価値をそれぞれD(k,
m),V(k,m)で表す。
Here, the digital watermark characteristic table generation system 1
The digital watermark characteristic table obtained by the storage device 1 and stored in the storage device 1 will be described. The number of categories for classifying the input image is K, and each of the K categories is distinguished by a category index k (k = 1,..., K). The value that can be taken as the digital watermark strength when inserting a digital watermark is s (m)
(M = 1,..., M). Further, when the category index is k and the digital watermark strength is s (m), the image quality degradation degree and the resistance evaluation value against the attack are D (k,
m) and V (k, m).

【0089】この場合の電子透かし特性表は、例えば、
図9に示されているようになる。すなわち、同図に示さ
れている子透かし特性表においては、各カテゴリインデ
ックス値、各電子透かし強度に対する、画質劣化量、耐
性評価値が示されている。
The digital watermark characteristic table in this case is, for example,
As shown in FIG. That is, in the child watermark characteristic table shown in the figure, the image quality deterioration amount and the resistance evaluation value for each category index value and each digital watermark strength are shown.

【0090】次に、本発明の他の実施の形態について、
図を用いて説明する。図10は、図1のシステムを改良
し、ユーザが耐性評価値を算出する過程を自由にカスタ
マイズできるようにした、本発明の電子透かし挿入シス
テムの実施の形態を示すブロック図である。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a block diagram showing an embodiment of the digital watermark insertion system of the present invention, in which the system of FIG. 1 is improved so that the user can freely customize the process of calculating the robustness evaluation value.

【0091】以下では、電子透かし強度に対する画質劣
化度の変化を表す曲線を画質劣化度曲線と呼び、これを
記述するパラメータを画質劣化度記述パラメータと呼ぶ
ことにする。また、アタック後の画像の画質評価値と、
電子透かし強度とに対する検出率の変化を表す曲面を検
出率曲面と呼び、これを記述するパラメータを検出率記
述パラメータと呼ぶことにする。そして、各画像の種類
に対して、画質劣化度記述パラメータと検出率記述パラ
メータとを記述した表のことを電子透かし特性パラメー
タ表と呼ぶことにする。
In the following, a curve representing a change in the image quality deterioration degree with respect to the digital watermark strength is called an image quality deterioration degree curve, and a parameter describing this curve is called an image quality deterioration degree description parameter. Also, the image quality evaluation value of the image after the attack,
A surface representing a change in the detection rate with respect to the digital watermark strength is called a detection rate surface, and a parameter describing the surface is called a detection rate description parameter. Then, a table in which the image quality deterioration degree description parameter and the detection rate description parameter are described for each image type is referred to as a digital watermark characteristic parameter table.

【0092】図10のシステムの構成は、図1中の蓄積
装置1の代わりに電子透かし特性算出部50が設けら
れ、図1の電子透かし特性表生成システム10のかわり
に、電子透かし特性パラメータ表生成システム70が設
けられている点が図1のシステムと異なり、それ以外は
図1のシステムの構成と同じである。
The configuration of the system shown in FIG. 10 is such that a digital watermark characteristic calculating section 50 is provided instead of the storage device 1 shown in FIG. 1, and a digital watermark characteristic parameter table is provided instead of the digital watermark characteristic table generating system 10 shown in FIG. The point that a generation system 70 is provided is different from the system of FIG. 1, and the rest is the same as the configuration of the system of FIG.

【0093】電子透かし特性算出部50は、カテゴリ分
類部3から出力されるカテゴリインデックスと、ユーザ
から入力される耐性評価値算出パラメータに基づき、内
部に蓄積された電子透かし特性パラメータ表を用いて、
電子透かし強度算出部4から出力される電子透かし強度
に対応する、画質劣化度と耐性評価値とを算出し、電子
透かし強度算出部4へ出力する。また、電子透かし特性
算出部50には、入力装置5を介して電子透かし特性パ
ラメータ表生成システム70が接続されている。
The digital watermark characteristic calculating section 50 uses the digital watermark characteristic parameter table stored therein based on the category index output from the category classification section 3 and the resistance evaluation value calculation parameter input by the user.
The image quality degradation degree and the resistance evaluation value corresponding to the digital watermark strength output from the digital watermark strength calculation section 4 are calculated and output to the digital watermark strength calculation section 4. Further, a digital watermark characteristic parameter table generation system 70 is connected to the digital watermark characteristic calculation unit 50 via the input device 5.

【0094】電子透かし特性パラメータ表生成システム
70は、画質劣化度算出部11と、検出率算出部12
と、検出率換算部13と、電子透かし特性抽出部71
と、特性パラメータ表生成部75とから構成されてい
る。
The digital watermark characteristic parameter table generation system 70 includes an image quality deterioration degree calculation section 11 and a detection rate calculation section 12.
, Detection rate conversion unit 13, digital watermark characteristic extraction unit 71
And a characteristic parameter table generation unit 75.

【0095】画質劣化度算出部11は、画質劣化度を算
出して電子透かし特性抽出部71へ出力する。検出率算
出部12は第1の検出率を算出し、検出率換算部13へ
出力する。検出率換算部13は、検出率算出部12から
出力される第1の検出率を換算して第2の検出率を求
め、電子透かし特性抽出部71へ出力する。電子透かし
特性抽出部71は、検出率換算部13から出力される第
2の検出率と、画質劣化度算出部11から出力される画
質劣化度とから電子透かし特性パラメータを算出し、特
性パラメータ表生成部75へ出力する。
The image quality deterioration degree calculating section 11 calculates the image quality deterioration degree and outputs it to the digital watermark characteristic extracting section 71. The detection rate calculation unit 12 calculates the first detection rate and outputs the first detection rate to the detection rate conversion unit 13. The detection rate conversion unit 13 converts the first detection rate output from the detection rate calculation unit 12 to obtain a second detection rate, and outputs the second detection rate to the digital watermark characteristic extraction unit 71. The digital watermark characteristic extraction unit 71 calculates a digital watermark characteristic parameter from the second detection rate output from the detection rate conversion unit 13 and the image quality deterioration degree output from the image quality deterioration degree calculation unit 11, and calculates a characteristic parameter table. Output to the generation unit 75.

【0096】ここで、電子透かし特性抽出部71の動作
について図11を参照して説明する。同図は、電子透か
し特性抽出部71の動作を示すフローチャートである。
同図において、まず、画質劣化度曲線を近似する曲線の
パラメータが、各カテゴリインデックスに対して画質劣
化度記述パラメータとして算出される(ステップS71
1)。一方、各カテゴリインデックスに対して、アタッ
ク後の画像の画質評価値と、電子透かし強度と、検出率
との関係を近似する曲面のパラメータが検出率記述パラ
メータとして算出される(ステップS712)。なお、
ステップS711とステップS712の実行される順序
は逆であってもよい。
Here, the operation of the digital watermark characteristic extraction unit 71 will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the digital watermark characteristic extraction unit 71.
In the figure, first, a parameter of a curve approximating an image quality deterioration degree curve is calculated as an image quality deterioration degree description parameter for each category index (step S71).
1). On the other hand, for each category index, a parameter of a curved surface that approximates the relationship between the image quality evaluation value of the attacked image, the digital watermark strength, and the detection rate is calculated as a detection rate description parameter (step S712). In addition,
The order in which step S711 and step S712 are performed may be reversed.

【0097】特性パラメータ表生成部75は、電子透か
し特性抽出部71から出力される電子透かし特性パラメ
ータから電子透かし特性パラメータ表を生成し、入力装
置5へ出力する。
The characteristic parameter table generating section 75 generates a digital watermark characteristic parameter table from the digital watermark characteristic parameters output from the digital watermark characteristic extracting section 71 and outputs the table to the input device 5.

【0098】次に、図10のシステムの動作について説
明する。電子透かし特性算出部50と電子透かし特性パ
ラメータ表生成システム70とを除く他の部分の動作
は、図1に示されている電子透かし挿入システムの場合
と同様である。
Next, the operation of the system shown in FIG. 10 will be described. The operation of the other parts except the digital watermark characteristic calculation unit 50 and the digital watermark characteristic parameter table generation system 70 is the same as that of the digital watermark insertion system shown in FIG.

【0099】電子透かし特性算出部50はメモリ等の蓄
積手段を有しており、この中に、電子透かし特性パラメ
ータ表を蓄積している。そして、カテゴリ分類部3から
出力されたカテゴリインデックスによって、画質劣化度
記述パラメータと検出率記述パラメータとを求める。画
質劣化度記述パラメータから、電子透かし強度と画質劣
化度との関係を表す画質劣化度曲線を求め、電子透かし
強度算出部4から出力される電子透かし強度に対応する
画質劣化度を求める。
The digital watermark characteristic calculating section 50 has a storage means such as a memory, and stores therein a digital watermark characteristic parameter table. Then, based on the category index output from the category classification unit 3, an image quality deterioration degree description parameter and a detection rate description parameter are obtained. An image quality deterioration degree curve representing the relationship between the digital watermark strength and the image quality deterioration degree is obtained from the image quality deterioration degree description parameter, and the image quality deterioration degree corresponding to the digital watermark strength output from the digital watermark strength calculation unit 4 is obtained.

【0100】一方、検出率記述パラメータから、電子透
かし強度算出部4から出力される電子透かし強度におけ
る、画質評価値Qに対する検出率の変化を表す関数R
(Q)を求め、これに統計処理を行って耐性評価値を算
出する。ここで行われる統計処理は、図1の耐性評価値
算出部14での処理と同様である。
On the other hand, from the detection rate description parameter, a function R representing the change of the detection rate with respect to the image quality evaluation value Q in the digital watermark strength output from the digital watermark strength calculation section 4 is shown.
(Q) is obtained, and statistical processing is performed on this to calculate a resistance evaluation value. The statistical processing performed here is the same as the processing in the tolerance evaluation value calculation unit 14 in FIG.

【0101】ただし、耐性評価値算出パラメータによっ
て、ユーザが耐性評価値算出に用いるパラメータを制御
できるようになっている。例えば、数3に示されている
加重平均によって耐性評価値を算出する場合には、重み
付け関数w(Q)が耐性評価値算出パラメータとなり、
ユーザがこれを予め適切に設定することで、耐性評価値
の算出過程を用途に応じてカスタマイズできる。そし
て、得られた画質劣化度と耐性評価値は、電子透かし強
度算出部4へ出力される。
However, the parameters used by the user for calculating the resistance evaluation value can be controlled by the resistance evaluation value calculation parameter. For example, when the tolerance evaluation value is calculated by the weighted average shown in Expression 3, the weighting function w (Q) is a resistance evaluation value calculation parameter,
By appropriately setting this in advance, the user can customize the process of calculating the resistance evaluation value according to the application. Then, the obtained image quality deterioration degree and resistance evaluation value are output to the digital watermark strength calculation unit 4.

【0102】電子透かし特性パラメータ表生成システム
70では、電子透かし特性算出部50内のメモリ等の蓄
積手段に蓄えられるべき電子透かし特性パラメータ表が
生成される。
The digital watermark characteristic parameter table generation system 70 generates a digital watermark characteristic parameter table to be stored in storage means such as a memory in the digital watermark characteristic calculation section 50.

【0103】電子透かし特性パラメータ表生成システム
70内で、画質劣化度算出部11及び検出率算出部12
は、図1の電子透かし特性表生成システム10の場合と
同様の動作をする。画質劣化度算出部11から出力され
る画質劣化度は、電子透かし特性抽出部71へ入力さ
れ、検出率算出部12から出力される第1の検出率は、
検出率換算部13へ入力される。検出率換算部13の動
作は、図1の電子透かし特性表生成システム10におけ
る検出率換算部13の動作と同様である。
In the digital watermark characteristic parameter table generation system 70, the image quality deterioration degree calculation unit 11 and the detection rate calculation unit 12
Performs the same operation as that of the digital watermark characteristic table generation system 10 of FIG. The image quality deterioration degree output from the image quality deterioration degree calculation unit 11 is input to the digital watermark characteristic extraction unit 71, and the first detection rate output from the detection rate calculation unit 12 is:
It is input to the detection rate conversion unit 13. The operation of the detection rate conversion unit 13 is the same as the operation of the detection rate conversion unit 13 in the digital watermark characteristic table generation system 10 of FIG.

【0104】検出率換算部13から出力された第2の検
出率は、電子透かし特性抽出部71へ入力される。電子
透かし特性抽出部71では、画質劣化度曲線を近似する
曲線のパラメータが、各カテゴリインデックスに対して
画質劣化度記述パラメータとして算出される。一方、各
カテゴリインデックスに対して、アタック後の画像の画
質評価値と、電子透かし強度と、検出率との関係を近似
する曲面のパラメータが検出率記述パラメータとして算
出される。そして、得られた画質劣化度記述パラメータ
と検出率記述パラメータは、特性パラメータ表生成部7
5へ出力される。特性パラメータ表生成部75では、カ
テゴリインデックス毎に画質劣化度記述パラメータと検
出率記述パラメータとをまとめて、電子透かし特性パラ
メータ表が生成される。得られた電子透かし特性パラメ
ータ表は、入力装置5へ出力される。
The second detection rate output from detection rate conversion section 13 is input to digital watermark characteristic extraction section 71. The digital watermark characteristic extraction unit 71 calculates a parameter of a curve approximating the image quality deterioration degree curve as an image quality deterioration degree description parameter for each category index. On the other hand, for each category index, a parameter of a curved surface approximating the relationship between the image quality evaluation value of the attacked image, the digital watermark strength, and the detection rate is calculated as a detection rate description parameter. Then, the obtained image quality deterioration degree description parameter and detection rate description parameter are stored in the characteristic parameter table generation unit 7.
5 is output. The characteristic parameter table generation unit 75 generates an electronic watermark characteristic parameter table by combining the image quality deterioration degree description parameter and the detection rate description parameter for each category index. The obtained digital watermark characteristic parameter table is output to the input device 5.

【0105】入力装置5へ入力された電子透かし特性パ
ラメータ表は、電子透かし特性算出部50内のメモリ等
の蓄積手段に蓄積される。
The digital watermark characteristic parameter table input to the input device 5 is stored in storage means such as a memory in the digital watermark characteristic calculating section 50.

【0106】図10に示されている本発明の他の実施の
形態では、ユーザが用途に応じて、耐性評価値を算出す
る過程を自由にカスタマイズできる。また、アタックに
よらず、共通の耐性評価値算出パラメータを用いて耐性
評価値を算出できる。このため、ユーザがアタック毎に
個別に耐性評価値算出過程をカスタマイズする必要はな
い。
In another embodiment of the present invention shown in FIG. 10, the user can freely customize the process of calculating the tolerance evaluation value according to the application. Further, the resistance evaluation value can be calculated using a common resistance evaluation value calculation parameter regardless of the attack. Therefore, there is no need for the user to customize the tolerance evaluation value calculation process individually for each attack.

【0107】[0107]

【実施例】次に、図4に示されている検出率換算部20
1の実施例について述べる。ここでは、あるカテゴリイ
ンデックス値、ある電子透かし強度値に対して第2の検
出率データを算出する例と、得られた第2の検出率デー
タから、さらに検出率記述パラメータを算出する例を示
す。アタックとしてJPEG圧縮を考え、アタックパラ
メータxは、1から100の間の値をとるJPEG画質
パラメータとする。JPEGの場合、ハフマンテーブ
ル、量子化テーブルの値を制御することにより、圧縮
率、画質を調整するようになっており、画質パラメータ
はこれらの値を制御するのに用いられるパラメータであ
る。このとき、第1の検出率を算出するアタックパラメ
ータをx1=1,x2=35,x3=60,x4=8
0,x5=90,x6=94、x7=96,x8=9
8,x9=99、x10=100とし、このそれぞれに
対する検出率r(xm)(m=1,…,10)は、図1
2に示されている通りであったとする。また、画質評価
値としてPSNR(Peak Signal to N
oise Ratio)を用い、第2の検出率を算出す
る画質評価値の値を、Q1=20,Q2=21,…,Q
31=50(dB)とする。アタックパラメータ選択確
率の密度関数p(x)は一様とする。
Next, a detection rate conversion unit 20 shown in FIG.
A first embodiment will be described. Here, an example in which second detection rate data is calculated for a certain category index value and a certain digital watermark intensity value, and an example in which a detection rate description parameter is further calculated from the obtained second detection rate data will be described. . Considering JPEG compression as an attack, the attack parameter x is a JPEG image quality parameter taking a value between 1 and 100. In the case of JPEG, the compression ratio and the image quality are adjusted by controlling the values of the Huffman table and the quantization table, and the image quality parameter is a parameter used for controlling these values. At this time, the attack parameters for calculating the first detection rate are x1 = 1, x2 = 35, x3 = 60, x4 = 8
0, x5 = 90, x6 = 94, x7 = 96, x8 = 9
8, x9 = 99 and x10 = 100, and the detection rate r (xm) (m = 1,..., 10) for each of them is shown in FIG.
Suppose that it was as shown in FIG. Further, PSNR (Peak Signal to N) is used as the image quality evaluation value.
, Q1 = 20, Q2 = 21,..., Q
31 = 50 (dB). The density function p (x) of the attack parameter selection probability is assumed to be uniform.

【0108】ここで、各PSNR値Qn、各JPEG画
質パラメータ値xjに対する画質評価値頻度分布値p
(Qn|xj)が画質評価値頻度分布情報である場合を
考える。この場合、頻度分布値p(Qn|xj)は、各
JPEG画質パラメータ値xjに対してアタック後の画
像のPSNR値の分布を調べることで算出できる。実際
に、1000枚の画像を用いて分布を算出した例が図1
3に示されている。
Here, the image quality evaluation value frequency distribution value p for each PSNR value Qn and each JPEG image quality parameter value xj
Consider a case where (Qn | xj) is image quality evaluation value frequency distribution information. In this case, the frequency distribution value p (Qn | xj) can be calculated by examining the distribution of PSNR values of the attacked image with respect to each JPEG image quality parameter value xj. FIG. 1 shows an example of actually calculating the distribution using 1000 images.
It is shown in FIG.

【0109】図12に示されている第1の検出率に対
し、図13に示されている画質評価値頻度分布値p(Q
n|xj)を用い、各画質評価値Qnに対して算出した
第2の検出率R(Qn)が図14に示されている。この
ようにして、第2の検出率を算出できる。
For the first detection rate shown in FIG. 12, the image quality evaluation value frequency distribution value p (Q
The second detection rate R (Qn) calculated for each image quality evaluation value Qn using (n | xj) is shown in FIG. Thus, the second detection rate can be calculated.

【0110】図10に示されている電子透かし特性パラ
メータ表生成システム70の場合は、得られた第2の検
出率は電子透かし特性抽出部71に出力され、ここで検
出率記述パラメータが求められる。図14に示されてい
る第2の検出率と画質評価値との関係を、例えば、
In the case of the digital watermark characteristic parameter table generation system 70 shown in FIG. 10, the obtained second detection rate is output to the digital watermark characteristic extraction unit 71, where the detection rate description parameter is obtained. . The relationship between the second detection rate and the image quality evaluation value shown in FIG.

【0111】[0111]

【数10】 で表されるロジスティック曲線で近似すると、図15中
の破線の曲線が得られる。
(Equation 10) By approximation with a logistic curve represented by the following equation, a curve indicated by a broken line in FIG. 15 is obtained.

【0112】この場合は、パラメータa,bが、検出率
記述パラメータとなり、図15中の曲線では、a=−
0.347、b=11.64である。このようにして検
出率記述パラメータを算出できる。
In this case, the parameters a and b become detection rate description parameters, and in the curve in FIG.
0.347, b = 11.64. Thus, the detection rate description parameter can be calculated.

【0113】次に、図7の検出率換算部221の実施例
について述べる。ここでも、上述の実施例と同様に、ア
タックとしてJPEG圧縮を考える。第1の検出率を算
出するアタックパラメータ、第2の検出率を算出する画
質評価値、アタックパラメータ選択確率の密度関数p
(x)に対する条件は上述の実施例と同じとする。ま
た、画質評価値アタックパラメータ変換情報は、各画質
評価値Qnに対応するアタックパラメータ値x´nその
ものであるとする。
Next, an embodiment of the detection rate conversion unit 221 shown in FIG. 7 will be described. Here, as in the above embodiment, JPEG compression is considered as an attack. Attack parameter for calculating the first detection rate, image quality evaluation value for calculating the second detection rate, density function p of attack parameter selection probability
The conditions for (x) are the same as in the above embodiment. It is also assumed that the image quality evaluation value attack parameter conversion information is the attack parameter value x'n corresponding to each image quality evaluation value Qn.

【0114】検出率換算部221に蓄積される画質評価
値アタックパラメータ変換情報は、例えば、以下のよう
にして算出できる。まず、図13に示されている分布の
平均値を各JPEG画質パラメータxjに対して求め
る。実際に算出すると、図16のようになる。この関係
から、各PSNR値Qnに対して、対応するJPEG画
質パラメータx´nを求めたものが図17である。この
対応関係を画質評価値アタックパラメータ変換情報とし
て蓄積しておく。
The image quality evaluation value attack parameter conversion information stored in the detection rate conversion unit 221 can be calculated, for example, as follows. First, the average value of the distribution shown in FIG. 13 is obtained for each JPEG image quality parameter xj. When actually calculated, the result is as shown in FIG. FIG. 17 shows the relationship between the PSNR values Qn and the corresponding JPEG image quality parameter x′n. This correspondence is stored as image quality evaluation value attack parameter conversion information.

【0115】図12に示されている第1の検出率に対
し、図17に示されている画質評価値アタックパラメー
タ変換情報を用い、各画質評価値Qnに対して算出した
第2の検出率R(Qn)が図18に示されている。この
ようにして、第2の検出率を算出できる。
The second detection rate calculated for each image quality evaluation value Qn using the image quality evaluation value attack parameter conversion information shown in FIG. 17 for the first detection rate shown in FIG. R (Qn) is shown in FIG. Thus, the second detection rate can be calculated.

【0116】図10に示されている電子透かし特性パラ
メータ表生成システム70の場合は、得られた第2の検
出率は電子透かし特性抽出部71に出力され、ここで検
出率記述パラメータが求められる。図18で得られた第
2の検出率と画質評価値との関係を、例えば、数10で
表されるロジスティック曲線で近似すると、図19の破
線の曲線が得られる。この場合は、パラメータa,b
が、検出率記述パラメータとなり、図19の曲線では、
a=−1.91、b=59.56である。このようにし
て検出率記述パラメータを算出できる。
In the case of the digital watermark characteristic parameter table generation system 70 shown in FIG. 10, the obtained second detection rate is output to the digital watermark characteristic extraction unit 71, where the detection rate description parameter is obtained. . When the relationship between the second detection rate and the image quality evaluation value obtained in FIG. 18 is approximated by, for example, a logistic curve represented by Expression 10, a curve indicated by a broken line in FIG. 19 is obtained. In this case, the parameters a and b
Is the detection rate description parameter, and in the curve of FIG.
a = -1.91 and b = 59.56. Thus, the detection rate description parameter can be calculated.

【0117】[0117]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、アタック
に依存するアタックパラメータに対して検出率の統計処
理を行うのではなく、画質評価値という、共通の指標に
対する検出率に換算してから統計処理を行って耐性評価
値を算出することにより、アタックの種類によらず、共
通の統計処理によって耐性評価値を算出できるという効
果がある。この結果、重み付け関数などの統計処理に関
するパラメータを、アタック毎に設計する必要がなくな
り、処理が容易になる。また、耐性評価値算出部に蓄積
すべきデータ量を低減できる。また、ユーザが耐性評価
値算出過程をカスタマイズする場合には、各アタックに
対して耐性評価値算出パラメータを設定する必要が無く
なり、ユーザの負担を軽減できる。
As described above, according to the present invention, instead of performing statistical processing of a detection rate for an attack parameter depending on an attack, it is converted into a detection rate for a common index called an image quality evaluation value. By performing the statistical processing to calculate the resistance evaluation value, there is an effect that the resistance evaluation value can be calculated by the common statistical processing regardless of the type of attack. As a result, it is not necessary to design parameters related to statistical processing such as a weighting function for each attack, thereby facilitating the processing. Further, the amount of data to be stored in the tolerance evaluation value calculation unit can be reduced. Further, when the user customizes the resistance evaluation value calculation process, it is not necessary to set the resistance evaluation value calculation parameter for each attack, and the burden on the user can be reduced.

【0118】また本発明は、アタックの程度を、人間の
価値判断に直結すると考えられる画質評価値に換算して
から、耐性評価値を算出することにより、耐性評価値
に、電子透かし検出に対する人間の価値判断を直接反映
できるという効果がある。重み付け関数などのパラメー
タを画質評価値に対して直接設定するため、得られる耐
性評価値は、従来のものに比べ、人間の主観的判断に適
したものとなる。
Further, according to the present invention, the degree of attack is converted into an image quality evaluation value which is considered to be directly related to human value judgment, and then the resistance evaluation value is calculated. This has the effect of directly reflecting the value judgment of the user. Since parameters such as a weighting function are directly set for the image quality evaluation value, the obtained tolerance evaluation value is more suitable for human subjective judgment than the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による電子透かし挿入システムの実施の
一形態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a digital watermark insertion system according to the present invention.

【図2】図1中の検出率換算部13の動作を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of a detection rate conversion unit 13 in FIG.

【図3】図1中の耐性評価値算出部の動作を示すフロー
チャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation of a tolerance evaluation value calculation unit in FIG. 1;

【図4】図1中の検出率換算部13の実施の形態を表す
ブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating an embodiment of a detection rate conversion unit 13 in FIG.

【図5】図4中の検出率換算値算出部202の動作を説
明するためのフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of a detection rate conversion value calculation unit 202 in FIG. 4;

【図6】図4中のアタックパラメータ頻度分布算出部2
03の動作を説明するためのフローチャートである。
6 is an attack parameter frequency distribution calculation unit 2 in FIG.
13 is a flowchart for explaining the operation of FIG.

【図7】図1中の検出率換算部13の実施の形態を表す
ブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating an embodiment of a detection rate conversion unit 13 in FIG.

【図8】図7中の検出率換算部算出部222の動作を説
明するためのフローチャートである。
8 is a flowchart for explaining the operation of a detection rate conversion unit calculation unit 222 in FIG. 7;

【図9】電子透かし特性表の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a digital watermark characteristic table.

【図10】本発明による電子透かし挿入システムの実施
の他の形態を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing another embodiment of the digital watermark insertion system according to the present invention.

【図11】電子透かし特性抽出部の動作を示すフローチ
ャートである。
FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation of a digital watermark characteristic extraction unit.

【図12】図1又は図10中の検出率換算部13へ入力
される第1の検出率の例を表すグラフである。
12 is a graph showing an example of a first detection rate input to the detection rate conversion unit 13 in FIG. 1 or FIG.

【図13】図5中のアタックパラメータ頻度分布算出部
203で用いられる画質評価値頻度分布情報の例を表す
グラフである。
13 is a graph illustrating an example of image quality evaluation value frequency distribution information used in an attack parameter frequency distribution calculation unit 203 in FIG.

【図14】図4中の検出率換算値算出部202から出力
される第2の検出率の例を表すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing an example of a second detection rate output from the detection rate conversion value calculation unit 202 in FIG.

【図15】図14に示されている第2の検出率から算出
された検出率記述パラメータによって、画質評価値に対
する検出率の変化を表す関数R(Q)を求めた例を示す
グラフである。
FIG. 15 is a graph showing an example in which a function R (Q) representing a change in the detection rate with respect to the image quality evaluation value is obtained based on the detection rate description parameter calculated from the second detection rate shown in FIG. .

【図16】アタックパラメータと画質評価値との関係の
例を示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing an example of a relationship between an attack parameter and an image quality evaluation value.

【図17】図7中の検出率換算値算出部222で用いら
れる画質評価値アタックパラメータ変換情報の例を表す
グラフである。
17 is a graph showing an example of image quality evaluation value attack parameter conversion information used by the detection rate conversion value calculation unit 222 in FIG.

【図18】図7中の検出率換算値算出部222から出力
される第2の検出率の例を表すグラフである。
18 is a graph illustrating an example of a second detection rate output from the detection rate conversion value calculation unit 222 in FIG.

【図19】図18に示されている第2の検出率から算出
された検出率記述パラメータによって、画質評価値に対
する検出率の変化を表す関数R(Q)を求めた例を示す
グラフである。
FIG. 19 is a graph showing an example in which a function R (Q) representing a change in the detection rate with respect to the image quality evaluation value is obtained using the detection rate description parameter calculated from the second detection rate shown in FIG. .

【図20】従来の電子透かし挿入システムの実施の形態
を表すブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram illustrating an embodiment of a conventional digital watermark insertion system.

【図21】図20中の画質劣化度算出部の動作を示すフ
ローチャートである。
FIG. 21 is a flowchart showing an operation of an image quality degradation degree calculation unit in FIG. 20;

【図22】図20中の検出率算出部の動作を示すフロー
チャートである。
FIG. 22 is a flowchart showing the operation of the detection rate calculation unit in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 蓄積装置 2 電子透かし挿入部 3 カテゴリ分類部 4 電子透かし強度算出部 5 入力装置 10 電子透かし特性表生成システム 11 画質劣化度算出部 12 検出率算出部 13 検出率換算部 14 耐性評価値算出部 15 特性表生成部 50 電子透かし特性算出部 70 電子透かし特性パラメータ表生成システム 71 電子透かし特性抽出部 75 特性パラメータ表生成部 201 検出率換算部 202 検出率換算値算出部 203 アタックパラメータ頻度分布算出部 221 検出率換算部 222 検出率換算値算出部 1210 電子透かし特性表生成システム 1211 耐性評価値算出部 1212 特性表生成部 REFERENCE SIGNS LIST 1 storage device 2 digital watermark insertion unit 3 category classification unit 4 digital watermark strength calculation unit 5 input device 10 digital watermark characteristic table generation system 11 image quality degradation calculation unit 12 detection rate calculation unit 13 detection rate conversion unit 14 tolerance evaluation value calculation unit 15 Characteristic Table Generating Unit 50 Digital Watermark Characteristic Calculating Unit 70 Digital Watermark Characteristic Parameter Table Generating System 71 Digital Watermark Characteristic Extracting Unit 75 Characteristic Parameter Table Generating Unit 201 Detection Rate Conversion Unit 202 Detection Rate Conversion Value Calculation Unit 203 Attack Parameter Frequency Distribution Calculation Unit 221 Detection rate conversion unit 222 Detection rate conversion value calculation unit 1210 Digital watermark characteristic table generation system 1211 Resistance evaluation value calculation unit 1212 Characteristic table generation unit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像に応じて自動的に電子透かし強度を
調節し、電子透かしを挿入するシステムであって、 入力画像の特徴量を計算してカテゴリに分類し、カテゴ
リインデックスデータを出力するカテゴリ分類手段と、 複数の画像に対して電子透かし強度を変化させて電子透
かしを挿入し、得られた画像に対して、画像処理や画像
圧縮によって生じ得るアタックの程度を調節するパラメ
ータであるアタックパラメータを変化させて、アタック
を実行し、得られた画像に対して電子透かしの検出を行
い、得られた検出結果を集計して、予め定められたカテ
ゴリインデックス値、予め定められた電子透かし強度
値、予め定められたアタックパラメータ値毎に電子透か
しの検出率を算出し、第1の検出率データとして出力す
る検出率算出手段と、 前記第1の検出率データの中で、カテゴリインデック
ス、電子透かし強度が同じ値である一連の検出率データ
から、アタック後の画像の画質を表す予め定められた被
アタック画像画質評価値の各々と、アタックパラメータ
との関係を記述した情報を用いて、前記予め定められた
被アタック画像画質評価値各々に対する検出率を算出す
る検出率換算を行って、前記予め定められたカテゴリイ
ンデックス値、前記予め定められた電子透かし強度値の
各々に対して検出率データを算出し、第2の検出率デー
タとして出力する検出率換算手段と、 前記第2の検出率データの中で、カテゴリインデック
ス、電子透かし強度が同じ値である一連の検出率データ
から、被アタック画像画質評価値に対する検出率の変化
を表す検出率曲線を求め、前記検出率曲線に対して統計
処理を行うことによって、電子透かしのアタックに対す
る耐性を表す値である耐性評価値を求める耐性評価値算
出を行い、前記予め定められたカテゴリインデックス
値、前記予め定められた電子透かし強度値の各々に対し
て耐性評価値を算出し、第2の耐性評価値データとして
出力する耐性評価値算出手段と、 複数の画像に対して電子透かし強度を変化させて電子透
かしを挿入し、得られた画像を透かし挿入前の画像と比
較して、電子透かし挿入画像の画質劣化の度合いを表す
画質劣化度を、前記予め定められたカテゴリインデック
ス値、前記予め定められた電子透かし強度値の各々に対
して算出し、第2の画質劣化度データとして出力する画
質劣化度算出手段と、 前記第2の耐性評価値データと前記第2の画質劣化度デ
ータを前記予め定められたカテゴリインデックス値、前
記予め定められた電子透かし強度値毎にまとめ、画質劣
化度と耐性評価値とカテゴリインデックスと電子透かし
強度との関係を記述した表であり、カテゴリインデック
ス値と電子透かし強度値とから、対応する耐性評価値と
画質劣化度とを求める表である電子透かし特性表を作成
して出力する特性表生成手段と、前記電子透かし特性表
を蓄積し、前記カテゴリインデックスデータと入力され
る電子透かし強度データとから、対応する画質劣化度と
耐性評価値とを求め、第1の画質劣化度データと第1の
耐性評価値データとして出力する蓄積手段と、 前記予め定められた電子透かし強度値を前記電子透かし
強度データとして前記蓄積手段へ出力し、その結果とし
て前記蓄積手段から出力される前記第1の画質劣化度デ
ータと前記第1の耐性評価値データとから、入力される
電子透かし強度の制約情報に基づいて、画質劣化度と耐
性評価値とを用いて構成される目的関数を最大化、もし
くは最小化する電子透かし強度を求め、最適電子透かし
強度値として出力する電子透かし強度算出手段と、 入力される埋め込みデータを電子透かし信号に変換し、
前記最適電子透かし強度値をパラメータとして前記入力
画像に前記電子透かし信号を挿入し、電子透かし挿入画
像を生成して出力する電子透かし挿入手段と、 を有することを特徴とする電子透かし挿入システム。
1. A system for automatically adjusting a digital watermark strength according to an image and inserting a digital watermark, wherein a category amount is calculated by calculating a feature amount of an input image, and a category index data is output. Classification means, an attack parameter which is a parameter for adjusting the degree of attack that can be caused by image processing or image compression on the obtained image by inserting a digital watermark by changing the digital watermark strength for a plurality of images. Is changed, an attack is executed, digital watermark detection is performed on the obtained image, the obtained detection results are totaled, a predetermined category index value, a predetermined digital watermark strength value A detection rate calculating means for calculating a detection rate of a digital watermark for each predetermined attack parameter value and outputting it as first detection rate data; In the first detection rate data, from a series of detection rate data having the same value of the category index and the digital watermark strength, each of the predetermined attacked image quality evaluation values indicating the image quality of the image after the attack is obtained. Using the information describing the relationship with the attack parameters, performing a detection rate conversion to calculate the detection rate for each of the predetermined attacked image quality evaluation value, the predetermined category index value, the predetermined Detection rate conversion means for calculating detection rate data for each of the determined digital watermark strength values, and outputting the calculated detection rate data as second detection rate data; From a series of detection rate data having the same intensity, a detection rate curve representing a change in the detection rate with respect to the attacked image quality evaluation value is obtained, and the detection rate curve is calculated. By performing statistical processing on the digital watermark, a resistance evaluation value is calculated to obtain a resistance evaluation value that is a value representing the resistance of the digital watermark to an attack, and the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength are calculated. A resistance evaluation value calculating unit that calculates a resistance evaluation value for each of the values and outputs the same as second resistance evaluation value data, and inserts a digital watermark by changing the digital watermark strength for a plurality of images. Comparing the obtained image with the image before watermark insertion, the image quality deterioration degree indicating the degree of image quality deterioration of the digital watermark inserted image is determined by the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value. , And image quality deterioration degree calculating means for outputting as second image quality deterioration degree data, the second resistance evaluation value data and the second image quality deterioration degree data The predetermined category index value, summarized for each of the predetermined digital watermark strength value, is a table describing the relationship between the image quality degradation degree, the robustness evaluation value, the category index and the digital watermark strength, the category index value and A characteristic table generating means for generating and outputting a digital watermark characteristic table, which is a table for obtaining a corresponding resistance evaluation value and a degree of image quality degradation, from the digital watermark strength value, and storing the digital watermark characteristic table, A storage unit for obtaining a corresponding image quality deterioration degree and a robustness evaluation value from the data and the input digital watermark strength data, and outputting the first image quality deterioration degree data and the first robustness evaluation value data; And outputs the obtained digital watermark strength value as the digital watermark strength data to the storage means, and as a result, is output from the storage means. From the first image quality deterioration degree data and the first robustness evaluation value data, an objective function configured using the image quality deterioration degree and the robustness evaluation value based on the input digital watermark strength constraint information is defined. A digital watermark strength calculating means for obtaining a digital watermark strength to be maximized or minimized and outputting the digital watermark strength value as an optimum digital watermark strength value;
A digital watermark insertion unit that inserts the digital watermark signal into the input image using the optimal digital watermark strength value as a parameter, generates and outputs a digital watermark inserted image.
【請求項2】 画像に応じて自動的に電子透かし強度を
調節し、電子透かしを挿入するシステムであって、 入力画像の特徴量を計算してカテゴリに分類し、カテゴ
リインデックスデータを出力するカテゴリ分類手段と、 複数の画像に対して電子透かし強度を変化させて電子透
かしを挿入し、得られた画像に対して、画像処理や画像
圧縮によって生じ得るアタックの程度を調節するパラメ
ータであるアタックパラメータを変化させて、アタック
を実行し、得られた画像に対して電子透かしの検出を行
い、得られた検出結果を集計して、予め定められたカテ
ゴリインデックス値、予め定められた電子透かし強度
値、予め定められたアタックパラメータ値毎に検出率を
算出し、第1の検出率データとして出力する検出率算出
手段と、 前記第1の検出率データの中で、カテゴリインデック
ス、電子透かし強度が同じ値である一連の検出率データ
から、アタック後の画像の画質を表す予め定められた被
アタック画像画質評価値の各々と、アタックパラメータ
との関係を記述した情報を用いて、前記予め定められた
被アタック画像画質評価値各々に対する検出率を算出す
る検出率換算を行って、前記予め定められたカテゴリイ
ンデックス値、前記予め定められた電子透かし強度値の
各々に対して検出率データを算出し、第2の検出率デー
タとして出力する検出率換算手段と、 複数の画像に対して電子透かし強度を変化させて電子透
かしを挿入し、得られた画像を透かし挿入前の画像と比
較して、電子透かし挿入画像の画質劣化の度合いを表す
画質劣化度を、前記予め定められたカテゴリインデック
ス値、前記予め定められた電子透かし強度値の各々に対
して算出し、第2の画質劣化度データとして出力する画
質劣化度算出手段と、 前記第2の検出率データの中でカテゴリインデックスが
同じである一連の検出率データから、被アタック画像画
質評価値と電子透かし強度とに対する検出率の変化を表
す検出率曲面を記述するパラメータである検出率記述パ
ラメータを求める検出率記述パラメータ算出と、前記第
2の画質劣化度データの中でカテゴリインデックスが同
じである一連の画質劣化度データから、電子透かし強度
に対する画質劣化度の変化を表す画質劣化度曲線を記述
するパラメータである画質劣化度記述パラメータを求め
る画質劣化度記述パラメータ算出とを行い、前記予め定
められたカテゴリインデックス値の各々に対して検出率
記述パラメータと画質劣化度記述パラメータを算出し、
電子透かし特性パラメータデータとして出力する電子透
かし特性抽出手段と、 前記電子透かし特性パラメータデータを前記予め定めら
れたカテゴリインデックス値毎にまとめ、カテゴリイン
デックスと画質劣化度記述パラメータと検出率記述パラ
メータとの関係を記述した表であり、カテゴリインデッ
クス値から、画質劣化度記述パラメータと検出率記述パ
ラメータとを求める表である電子透かし特性パラメータ
表を作成して出力する特性パラメータ表生成手段と、 前記電子透かし特性パラメータ表を蓄積し、前記カテゴ
リインデックスデータに対して、対応する画質劣化度記
述パラメータと検出率記述パラメータとを求め、前記カ
テゴリインデックスデータに対する画質劣化度記述パラ
メータから画質劣化度曲線を求めて、入力される電子透
かし強度データに対する画質劣化度である第1の画質劣
化度データを算出するとともに、前記カテゴリインデッ
クスデータに対する検出率記述パラメータから、前記電
子透かし強度データに対する被アタック画像画質評価値
と検出率との関係を表す検出率曲線を求め、入力される
耐性評価値算出パラメータに基づいて、前記検出率曲線
に対して統計処理を行って、前記電子透かし強度データ
に対する耐性評価値である第1の耐性評価値データを算
出し、前記第1の画質劣化度データと前記第1の耐性評
価値算出データとを出力する電子透かし特性算出手段
と、 前記予め定められた電子透かし強度値を前記電子透かし
強度データとして前記電子透かし特性算出手段へ出力
し、その結果として前記電子透かし特性算出手段から出
力される前記第1の画質劣化度データと前記第1の耐性
評価値データとから、入力される電子透かし強度の制約
情報に基づいて、画質劣化度と耐性評価値とを用いて構
成される目的関数を最大化、もしくは最小化する電子透
かし強度を求め、最適電子透かし強度値として出力する
電子透かし強度算出手段と、 入力される埋め込みデータを電子透かし信号に変換し、
前記最適電子透かし強度値をパラメータとして前記入力
画像に前記電子透かし信号を挿入し、電子透かし挿入画
像を生成して出力する電子透かし挿入手段と、 を有することを特徴とする電子透かし挿入システム。
2. A system for automatically adjusting the digital watermark strength according to an image and inserting a digital watermark, wherein the category is calculated by calculating a feature amount of an input image and classifying the input image into category, and outputting category index data. Classification means, an attack parameter which is a parameter for adjusting the degree of attack that can be caused by image processing or image compression on the obtained image by inserting a digital watermark by changing the digital watermark strength for a plurality of images. Is changed, an attack is executed, digital watermark detection is performed on the obtained image, the obtained detection results are totaled, a predetermined category index value, a predetermined digital watermark strength value A detection rate calculating unit that calculates a detection rate for each predetermined attack parameter value and outputs the detection rate data as first detection rate data; In the rate data, the category index, from a series of detection rate data in which the digital watermark strength is the same value, each of the predetermined attacked image quality evaluation values representing the image quality of the image after the attack, and the attack parameter Using the information describing the relationship, the detection rate conversion for calculating the detection rate for each of the predetermined attacked image quality evaluation values is performed, and the predetermined category index value and the predetermined electronic watermark are calculated. A detection rate conversion means for calculating detection rate data for each of the intensity values and outputting the data as second detection rate data; and inserting a digital watermark into the plurality of images by changing the digital watermark strength. The watermarked image is compared with the image before the watermark insertion, and the image quality deterioration degree indicating the degree of image quality deterioration of the digital watermark inserted image is determined by the predetermined category index. Image quality deterioration degree calculating means for calculating each of the index value and the predetermined digital watermark strength value, and outputting the same as the second image quality deterioration degree data. From the same series of detection rate data, a detection rate description parameter calculation for obtaining a detection rate description parameter that is a parameter describing a detection rate surface representing a change in the detection rate with respect to the attacked image quality evaluation value and the digital watermark strength, A description of an image quality degradation degree which is a parameter for describing an image quality degradation degree curve representing a change in the image quality degradation degree with respect to the digital watermark strength from a series of image quality degradation degree data having the same category index in the second image quality degradation degree data Calculating the image quality deterioration degree description parameter for obtaining the parameter, and for each of the predetermined category index values, Calculate the detection rate description parameter and the image quality degradation degree description parameter,
Digital watermark characteristic extracting means for outputting as digital watermark characteristic parameter data; collecting the digital watermark characteristic parameter data for each of the predetermined category index values; and a relationship between the category index, the image quality degradation degree description parameter, and the detection rate description parameter. A characteristic parameter table generating means for creating and outputting a digital watermark characteristic parameter table, which is a table for obtaining an image quality degradation degree description parameter and a detection rate description parameter from a category index value; and A parameter table is accumulated, a corresponding image quality deterioration degree description parameter and a detection rate description parameter are obtained for the category index data, and an image quality deterioration degree curve is obtained from the image quality deterioration degree description parameter for the category index data. Electricity The first image quality deterioration degree data, which is the image quality deterioration degree for the watermark strength data, is calculated, and the relationship between the attacked image quality evaluation value for the digital watermark strength data and the detection rate is determined from the detection rate description parameter for the category index data. , A statistical process is performed on the detection rate curve based on the input resistance evaluation value calculation parameter, and a first resistance evaluation value that is a resistance evaluation value for the digital watermark strength data is obtained. Digital watermark characteristic calculating means for calculating data and outputting the first image quality deterioration degree data and the first resistance evaluation value calculation data; and using the predetermined digital watermark strength value as the digital watermark strength data. Output to the digital watermark characteristic calculating means, and as a result, output from the digital watermark characteristic calculating means. The objective function configured using the image quality deterioration degree and the robustness evaluation value is maximized from the image quality deterioration degree data and the first robustness evaluation value data based on input digital watermark strength constraint information. Or a digital watermark strength calculating means for obtaining a digital watermark strength to be minimized and outputting it as an optimum digital watermark strength value, and converting input embedded data into a digital watermark signal,
A digital watermark insertion unit that inserts the digital watermark signal into the input image using the optimal digital watermark strength value as a parameter, generates and outputs a digital watermark inserted image.
【請求項3】 画像に応じて自動的に電子透かし強度を
調節し、電子透かしを挿入するシステムにおいて、電子
透かし強度を計算する際に用いる電子透かし特性表を生
成するシステムであって、 複数の画像に対して電子透かし強度を変化させて電子透
かしを挿入し、得られた画像に対して、画像処理や画像
圧縮によって生じ得るアタックの程度を調節するパラメ
ータであるアタックパラメータを変化させて、画像処理
や画像圧縮によって生じ得るアタックを実行し、得られ
た画像に対して電子透かしの検出を行い、得られた検出
結果を集計して、予め定められたカテゴリインデックス
値、予め定められた電子透かし強度値、予め定められた
アタックパラメータ値毎に電子透かしの検出率を算出
し、第1の検出率データとして出力する検出率算出手段
と、 前記第1の検出率データの中で、カテゴリインデック
ス、電子透かし強度が同じ値である一連の検出率データ
から、アタック後の画像の画質を表す予め定められた被
アタック画像画質評価値の各々と、アタックパラメータ
との関係を記述した情報を用いて、前記予め定められた
被アタック画像画質評価値各々に対する検出率を算出す
る検出率換算を行って、前記予め定められたカテゴリイ
ンデックス値、前記予め定められた電子透かし強度値の
各々に対して検出率データを算出し、第2の検出率デー
タとして出力する検出率換算手段と、 前記第2の検出率データの中で、カテゴリインデック
ス、電子透かし強度が同じ値である一連の検出率データ
から被アタック画像画質評価値に対する検出率の変化を
表す検出率曲線を求め、前記検出率曲線に対して統計処
理を行うことによって、電子透かしのアタックに対する
耐性を表す値である耐性評価値を求める耐性評価値算出
を行い、前記予め定められたカテゴリインデックス値、
前記予め定められた電子透かし強度値の各々に対して耐
性評価値を算出し、第2の耐性評価値データとして出力
する耐性評価値算出手段と、 複数の画像に対して電子透かし強度を変化させて電子透
かしを挿入し、得られた画像を透かし挿入前の画像と比
較して、電子透かし挿入画像の画質劣化の度合いを表す
画質劣化度を、前記予め定められたカテゴリインデック
ス値、前記予め定められた電子透かし強度値の各々に対
して算出し、第2の画質劣化度データとして出力する画
質劣化度算出手段と、 前記第2の耐性評価値データと前記第2の画質劣化度デ
ータを前記予め定められたカテゴリインデックス値、前
記予め定められた電子透かし強度値毎にまとめ、電子透
かし特性表を作成して出力する特性表生成手段と、を有
することを特徴とする電子透かし特性表生成システム。
3. A system for automatically adjusting a digital watermark strength according to an image and inserting a digital watermark, wherein the system generates a digital watermark characteristic table used when calculating the digital watermark strength. The digital watermark is inserted into the image by changing the digital watermark strength, and the obtained image is changed by changing an attack parameter which is a parameter for adjusting a degree of an attack that can be caused by image processing or image compression. Performs an attack that can occur due to processing or image compression, performs digital watermark detection on the obtained image, sums up the obtained detection results, and sets a predetermined category index value and a predetermined digital watermark. A detection rate calculator that calculates a detection rate of a digital watermark for each intensity value and a predetermined attack parameter value and outputs the detection rate data as first detection rate data. A predetermined attack image quality evaluation value representing the image quality of an attacked image from a series of detection rate data in which the category index and the digital watermark strength have the same value in the first detection rate data. And, using information describing the relationship between the attack parameters, the detection rate conversion to calculate the detection rate for each of the predetermined attacked image quality evaluation value, the predetermined category index value Detection rate conversion means for calculating detection rate data for each of the predetermined digital watermark strength values, and outputting the calculated detection rate data as second detection rate data; and a category index in the second detection rate data. Calculating a detection rate curve representing a change in the detection rate with respect to the attacked image quality evaluation value from a series of detection rate data having the same digital watermark strength, By performing statistical processing on the fraction curve performs resistant evaluation value calculation for determining the robustness evaluation value is a value representing the resistance to attack of the digital watermark, category index value said predetermined,
A resistance evaluation value calculating unit that calculates a resistance evaluation value for each of the predetermined digital watermark intensity values and outputs the evaluation value as second resistance evaluation value data, and changes the digital watermark intensity for a plurality of images. The obtained image is compared with the image before the watermark is inserted, and the image quality deterioration degree indicating the degree of image quality deterioration of the electronic watermark inserted image is determined by the predetermined category index value and the predetermined image quality. Image quality deterioration degree calculating means for calculating each of the obtained digital watermark strength values and outputting the same as second image quality deterioration degree data; and calculating the second resistance evaluation value data and the second image quality deterioration degree data. And a characteristic table generating means for generating and outputting a digital watermark characteristic table by combining a predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value. Electronic watermark characteristic table generating system.
【請求項4】 前記検出率換算手段は、 アタックパラメータが選択される確率の密度関数を記述
する情報であるアタックパラメータ選択確率情報と、ア
タックパラメータが一定という条件下での被アタック画
像画質評価値の頻度分布を記述する情報である画質評価
値頻度分布情報とを有しており、 前記アタックパラメータ選択確率情報と前記画質評価値
頻度分布情報とから、アタックパラメータと被アタック
画像画質評価値との結合確率の、被アタック画像画質評
価値の生起確率に対する比を求め、前記比に基づいて、
被アタック画像画質評価値が一定という条件下でのアタ
ックパラメータの頻度分布を記述する情報であるアタッ
クパラメータ頻度分布情報を算出して出力するアタック
パラメータ頻度分布算出手段と、 前記アタックパラメータ頻度分布情報から前記予め定め
られた被アタック画像画質評価値各々に対するアタック
パラメータ頻度分布を求め、前記第1の検出率データの
中で、カテゴリインデックス、電子透かし強度が同じ値
である一連の検出率データから、アタックパラメータに
対する検出率の変化を表す検出率推移関数を求め、前記
アタックパラメータ頻度分布と前記検出率推移関数との
積に基づく値を、アタックパラメータに対して積分演算
することにより、前記予め定められた被アタック画像画
質評価値各々に対する検出率を算出する検出率換算を行
って、前記予め定められたカテゴリインデックス値、前
記予め定められた電子透かし強度値の各々に対して検出
率データを算出し、第2の検出率データとして出力する
検出率換算値算出手段と、 を有することを特徴とする請求項3記載の電子透かし特
性表生成システム。
4. The detection rate conversion means comprises: an attack parameter selection probability information which is information describing a density function of a probability that an attack parameter is selected; and an attack image quality evaluation value under a condition that the attack parameter is constant. Image quality evaluation value frequency distribution information, which is information describing the frequency distribution of the attack parameter selection probability information and the image quality evaluation value frequency distribution information, from the attack parameter and the attacked image quality evaluation value. Determine the ratio of the combined probability to the occurrence probability of the attacked image quality evaluation value, based on the ratio,
Attack parameter frequency distribution calculating means for calculating and outputting attack parameter frequency distribution information, which is information describing the frequency distribution of attack parameters under the condition that the image quality evaluation value of the attacked image is constant, from the attack parameter frequency distribution information An attack parameter frequency distribution for each of the predetermined attacked image quality evaluation values is determined, and in the first detection rate data, the attack index is calculated from a series of detection rate data having the same category index and digital watermark strength. A detection rate transition function representing a change in the detection rate with respect to the parameter is obtained, and a value based on a product of the attack parameter frequency distribution and the detection rate transition function is integrated with respect to the attack parameter, thereby obtaining the predetermined value. Calculate the detection rate for each attacked image quality evaluation value A detection rate conversion value is calculated by performing detection rate conversion, calculating detection rate data for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value, and outputting the data as second detection rate data. 4. The digital watermark characteristic table generation system according to claim 3, comprising: a calculation unit.
【請求項5】 前記検出率換算手段は、被アタック画像
画質評価値をアタックパラメータに変換する関数である
画質評価値アタックパラメータ変換関数を記述する画質
評価値アタックパラメータ変換情報を有しており、 前記画質評価値アタックパラメータ変換情報から前記画
質評価値アタックパラメータ変換関数を求め、前記予め
定められた被アタック画質評価値各々に対応するアタッ
クパラメータ値を算出して等価アタックパラメータ値と
し、前記第1の検出率データの中で、カテゴリインデッ
クス、電子透かし強度が同じ値である一連の検出率デー
タから、アタックパラメータに対する検出率の変化を表
す検出率推移関数を求め、前記検出率推移関数を用い
て、前記等価アタックパラメータ値各々に対する検出率
を、対応する前記予め定められた被アタック画質評価値
の検出率として算出する検出率換算を行って、前記予め
定められたカテゴリインデックス値、前記予め定められ
た電子透かし強度値の各々に対して検出率データを算出
し、第2の検出率データとして出力する検出率換算値算
出手段を有することを特徴とする請求項3記載の電子透
かし特性表生成システム。
5. The detection rate conversion means has image quality evaluation value attack parameter conversion information describing an image quality evaluation value attack parameter conversion function, which is a function of converting an attacked image quality evaluation value into an attack parameter, Calculating the image quality evaluation value attack parameter conversion function from the image quality evaluation value attack parameter conversion information, calculating an attack parameter value corresponding to each of the predetermined attacked image quality evaluation values to obtain an equivalent attack parameter value, Among the detection rate data, the category index, from a series of detection rate data having the same digital watermark strength, a detection rate transition function representing a change in the detection rate with respect to the attack parameter is obtained, and the detection rate transition function is used. The detection rate for each of the equivalent attack parameter values is By performing detection rate conversion to be calculated as the detection rate of the attacked image quality evaluation value obtained, the predetermined category index value, the detection rate data is calculated for each of the predetermined digital watermark strength value, 4. The digital watermark characteristic table generation system according to claim 3, further comprising a detection rate conversion value calculating unit that outputs the detection rate conversion value data as second detection rate data.
【請求項6】 画像に応じて自動的に電子透かし強度を
調節し、電子透かしを挿入するシステムにおいて、電子
透かし強度を計算する際に用いる電子透かし特性パラメ
ータ表を生成するシステムであって、 複数の画像に対して電子透かし強度を変化させて電子透
かしを挿入し、得られた画像に対して、画像処理や画像
圧縮によって生じ得るアタックの程度を調節するパラメ
ータであるアタックパラメータを変化させて、画像処理
や画像圧縮によって生じ得るアタックを実行し、得られ
た画像に対して電子透かしの検出を行い、得られた検出
結果を集計して、予め定められたカテゴリインデックス
値、予め定められた電子透かし強度値、予め定められた
アタックパラメータ値毎に電子透かしの検出率を算出
し、第1の検出率データとして出力する検出率算出手段
と、 前記第1の検出率データの中で、カテゴリインデック
ス、電子透かし強度が同じ値である一連の検出率データ
から、アタック後の画像の画質を表す予め定められた被
アタック画像画質評価値の各々と、アタックパラメータ
との関係を記述した情報を用いて、前記予め定められた
被アタック画像画質評価値各々に対する検出率を算出す
る検出率換算を行って、前記予め定められたカテゴリイ
ンデックス値、前記予め定められた電子透かし強度値の
各々に対して検出率データを算出し、第2の検出率デー
タとして出力する検出率換算手段と、 複数の画像に対して電子透かし強度を変化させて電子透
かしを挿入し、得られた画像を透かし挿入前の画像と比
較して、電子透かし挿入画像の画質劣化の度合いを表す
画質劣化度を、前記予め定められたカテゴリインデック
ス値、前記予め定められた電子透かし強度値の各々に対
して算出し、第2の画質劣化度データとして出力する画
質劣化度算出手段と、 前記第2の検出率データの中でカテゴリインデックスが
同じである一連の検出率データから、被アタック画像画
質評価値と電子透かし強度とに対する検出率の変化を表
す検出率曲面を記述するパラメータである検出率記述パ
ラメータを求める検出率記述パラメータ算出と、前記第
2の画質劣化度データの中でカテゴリインデックスが同
じである一連の画質劣化度データから、電子透かし強度
に対する画質劣化度の変化を表す画質劣化度曲線を記述
するパラメータである画質劣化度記述パラメータを求め
る画質劣化度記述パラメータ算出とを行い、前記予め定
められたカテゴリインデックス値の各々に対して検出率
記述パラメータと画質劣化度記述パラメータを算出して
電子透かし特性パラメータデータとして出力する電子透
かし特性抽出手段と、 前記電子透かし特性パラメータデータを前記予め定めら
れたカテゴリインデックス値毎にまとめ、電子透かし特
性パラメータ表を作成して出力する特性パラメータ表生
成手段と、 を有することを特徴とする電子透かし特性パラメータ表
生成システム。
6. A system for automatically adjusting a digital watermark strength according to an image and inserting a digital watermark, wherein the digital watermark characteristic parameter table used for calculating the digital watermark strength is generated. By changing the digital watermark strength for the image and inserting a digital watermark, for the obtained image, changing the attack parameter, which is a parameter for adjusting the degree of attack that can be caused by image processing or image compression, Performs an attack that can occur by image processing or image compression, detects digital watermarks on the obtained images, aggregates the obtained detection results, and sets a predetermined category index value, a predetermined electronic A digital watermark detection rate is calculated for each of the watermark strength value and a predetermined attack parameter value, and is output as first detection rate data. A detection rate calculating means, a predetermined attack image representing the image quality of the image after the attack, from a series of detection rate data having the same value of the category index and the digital watermark strength in the first detection rate data. Using the information describing the relationship between each of the image quality evaluation values and the attack parameters, the detection rate conversion for calculating the detection rate for each of the predetermined attacked image quality evaluation values is performed. A detection rate conversion unit that calculates detection rate data for each of the category index value and the predetermined digital watermark strength value and outputs the detection rate data as second detection rate data; The digital watermark is inserted by changing it, and the obtained image is compared with the image before the watermark is inserted. Image quality deterioration degree calculating means for calculating each of a predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value and outputting the second image quality deterioration degree data; From a series of detection rate data having the same category index, a detection rate description parameter which is a parameter describing a detection rate surface representing a change in the detection rate with respect to the attacked image quality evaluation value and the digital watermark strength. A parameter describing a rate description parameter calculation and an image quality deterioration degree curve representing a change in image quality deterioration degree with respect to digital watermark strength from a series of image quality deterioration degree data having the same category index in the second image quality deterioration degree data. And the image quality deterioration degree description parameter is calculated to obtain the image quality deterioration degree description parameter. Digital watermark characteristic extraction means for calculating a detection rate description parameter and an image quality degradation degree description parameter for each of the index values and outputting the digital watermark characteristic parameter data as the digital watermark characteristic parameter data; And a characteristic parameter table generating means for generating and outputting a digital watermark characteristic parameter table by summarizing for each index value.
【請求項7】 前記検出率換算手段は、 アタックパラメータが選択される確率の密度関数を記述
する情報であるアタックパラメータ選択確率情報と、ア
タックパラメータが一定という条件下での被アタック画
像画質評価値の頻度分布を記述する情報である画質評価
値頻度分布情報とを有しており、 前記アタックパラメータ選択確率情報と前記画質評価値
頻度分布情報とから、アタックパラメータと被アタック
画像画質評価値との結合確率の、被アタック画像画質評
価値の生起確率に対する比を求め、前記比に基づいて、
被アタック画像画質評価値が一定という条件下でのアタ
ックパラメータの頻度分布を記述する情報であるアタッ
クパラメータ頻度分布情報を算出して出力するアタック
パラメータ頻度分布算出手段と、 前記アタックパラメータ頻度分布情報から前記予め定め
られた被アタック画像画質評価値各々に対するアタック
パラメータ頻度分布を求め、前記第1の検出率データの
中で、カテゴリインデックス、電子透かし強度が同じ値
である一連の検出率データから、アタックパラメータに
対する検出率の変化を表す検出率推移関数を求め、前記
アタックパラメータ頻度分布と前記検出率推移関数との
積に基づく値を、アタックパラメータに対して積分演算
することにより、前記予め定められた被アタック画像画
質評価値各々に対する検出率を算出する検出率換算を行
って、前記予め定められたカテゴリインデックス値、前
記予め定められた電子透かし強度値の各々に対して検出
率データを算出し、第2の検出率データとして出力する
検出率換算値算出手段と、 を有することを特徴とする請求項6記載の電子透かし特
性パラメータ表生成システム。
7. The detection rate conversion means, comprising: an attack parameter selection probability information which is information describing a density function of a probability that an attack parameter is selected; and an attack image quality evaluation value under a condition that the attack parameter is constant. Image quality evaluation value frequency distribution information, which is information describing the frequency distribution of the attack parameter selection probability information and the image quality evaluation value frequency distribution information, from the attack parameter and the attacked image quality evaluation value. Determine the ratio of the combined probability to the occurrence probability of the attacked image quality evaluation value, based on the ratio,
Attack parameter frequency distribution calculating means for calculating and outputting attack parameter frequency distribution information, which is information describing the frequency distribution of attack parameters under the condition that the image quality evaluation value of the attacked image is constant, from the attack parameter frequency distribution information An attack parameter frequency distribution for each of the predetermined attacked image quality evaluation values is determined, and in the first detection rate data, the attack index is calculated from a series of detection rate data having the same category index and digital watermark strength. A detection rate transition function representing a change in the detection rate with respect to the parameter is obtained, and a value based on a product of the attack parameter frequency distribution and the detection rate transition function is integrated with respect to the attack parameter, thereby obtaining the predetermined value. Calculate the detection rate for each attacked image quality evaluation value A detection rate conversion value is calculated by performing detection rate conversion, calculating detection rate data for each of the predetermined category index value and the predetermined digital watermark strength value, and outputting the data as second detection rate data. 7. The digital watermark characteristic parameter table generating system according to claim 6, comprising: a calculating unit.
【請求項8】 前記検出率換算手段は、 被アタック画像画質評価値をアタックパラメータに変換
する関数である画質評価値アタックパラメータ変換関数
を記述する画質評価値アタックパラメータ変換情報を有
しており、 前記画質評価値アタックパラメータ変換情報から前記画
質評価値アタックパラメータ変換関数を求め、前記予め
定められた被アタック画質評価値各々に対応するアタッ
クパラメータ値を算出して等価アタックパラメータ値と
し、前記第1の検出率データの中で、カテゴリインデッ
クス、電子透かし強度が同じ値である一連の検出率デー
タから、アタックパラメータに対する検出率の変化を表
す検出率推移関数を求め、前記検出率推移関数を用い
て、前記等価アタックパラメータ値各々に対する検出率
を、対応する前記予め定められた被アタック画質評価値
の検出率として算出する検出率換算を行って、前記予め
定められたカテゴリインデックス値、前記予め定められ
た電子透かし強度値の各々に対して検出率データを算出
し、第2の検出率データとして出力する検出率換算値算
出手段を有することを特徴とする請求項6記載の電子透
かし特性パラメータ表生成システム。
8. The detection rate conversion unit has image quality evaluation value attack parameter conversion information that describes an image quality evaluation value attack parameter conversion function that is a function of converting an attacked image quality evaluation value into an attack parameter. Calculating the image quality evaluation value attack parameter conversion function from the image quality evaluation value attack parameter conversion information, calculating an attack parameter value corresponding to each of the predetermined attacked image quality evaluation values to obtain an equivalent attack parameter value, Among the detection rate data, the category index, from a series of detection rate data having the same digital watermark strength, a detection rate transition function representing a change in the detection rate with respect to the attack parameter is obtained, and the detection rate transition function is used. The detection rate for each of the equivalent attack parameter values is By performing detection rate conversion to be calculated as the detection rate of the attacked image quality evaluation value obtained, the predetermined category index value, the detection rate data is calculated for each of the predetermined digital watermark strength value, 7. The digital watermark characteristic parameter table generation system according to claim 6, further comprising a detection rate conversion value calculating unit that outputs the detection rate data as second detection rate data.
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KR100485554B1 (en) * 2001-09-03 2005-04-27 캐논 가부시끼가이샤 Image processing apparatus, image processing method, and recording medium
US8464064B2 (en) 2004-12-13 2013-06-11 Electronics And Telecommunications Research Institute System and method for evaluating and certifying video pat software

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