JP2003152983A - データ多重装置及びデータ抽出装置並びにそれらに用いるデータ多重／抽出方法 - Google Patents
データ多重装置及びデータ抽出装置並びにそれらに用いるデータ多重／抽出方法Info
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- JP2003152983A JP2003152983A JP2001349521A JP2001349521A JP2003152983A JP 2003152983 A JP2003152983 A JP 2003152983A JP 2001349521 A JP2001349521 A JP 2001349521A JP 2001349521 A JP2001349521 A JP 2001349521A JP 2003152983 A JP2003152983 A JP 2003152983A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 原画像と画質制御パラメータとを保持するこ
となく、画質を保証することが可能なデータ多重／抽出
方法を提供する。 【解決手段】 ステップＳ３で、画像全体をＭ×Ｎのブ
ロックに分割し、そのブロック毎に２次元離散コサイン
変換を行う。ステップＳ４で、ブロック毎に得られたＤ
ＣＴ係数に対して多重位置を選択し、量子化ステップ値
Ｑで量子化する。ステップＳ５で、量子化後、データ系
列を各ブロックに多重する。ステップＳ６で、データ系
列の多重後、ブロック毎に２次元逆離散コサイン変換を
行う。ステップＳ７で、入力画像と同じく有限語長にす
るため、輝度値を丸めて整数化するとともに、最大値＝
２５６以下、最小値＝０以上に制限する。
となく、画質を保証することが可能なデータ多重／抽出
方法を提供する。 【解決手段】 ステップＳ３で、画像全体をＭ×Ｎのブ
ロックに分割し、そのブロック毎に２次元離散コサイン
変換を行う。ステップＳ４で、ブロック毎に得られたＤ
ＣＴ係数に対して多重位置を選択し、量子化ステップ値
Ｑで量子化する。ステップＳ５で、量子化後、データ系
列を各ブロックに多重する。ステップＳ６で、データ系
列の多重後、ブロック毎に２次元逆離散コサイン変換を
行う。ステップＳ７で、入力画像と同じく有限語長にす
るため、輝度値を丸めて整数化するとともに、最大値＝
２５６以下、最小値＝０以上に制限する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はデータ多重装置及び
データ抽出装置並びにそれらに用いるデータ多重／抽出
方法に関し、特に放送局内のベースバンド映像に適用可
能なデータ多重／抽出方法に関する。
データ抽出装置並びにそれらに用いるデータ多重／抽出
方法に関し、特に放送局内のベースバンド映像に適用可
能なデータ多重／抽出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のデータ多重／抽出方法と
しては、原画像に透かしデータを埋込み、その埋込み画
像から透かしデータを抽出する電子透かし法がある。こ
の電子透かし法においては、埋め込んだ情報を取り出す
場所が原画像から離れていること、放送局で扱われる映
像素材がテレビカメラで撮像した自然画像からＣＧ（Ｃ
ｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ）のような人口画像
まで多岐にわたっていること、放送画像がオリジナル素
材として再利用される可能性があることという環境条件
がある。
しては、原画像に透かしデータを埋込み、その埋込み画
像から透かしデータを抽出する電子透かし法がある。こ
の電子透かし法においては、埋め込んだ情報を取り出す
場所が原画像から離れていること、放送局で扱われる映
像素材がテレビカメラで撮像した自然画像からＣＧ（Ｃ
ｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ）のような人口画像
まで多岐にわたっていること、放送画像がオリジナル素
材として再利用される可能性があることという環境条件
がある。
【０００３】そのため、この電子透かし法では、抽出に
参照画像が要らないこと（要求条件１）、画像に依存せ
ず希望の画質が得られること（要求条件２）、高画質
（５６ｄＢ以上）を維持できること（要求条件３）とい
う条件を満足させる必要がある。
参照画像が要らないこと（要求条件１）、画像に依存せ
ず希望の画質が得られること（要求条件２）、高画質
（５６ｄＢ以上）を維持できること（要求条件３）とい
う条件を満足させる必要がある。
【０００４】上記のような電子透かし法としては、不可
視マーカを画像に埋め込むことで、画質監視を行う方法
がある（以下、第１の従来技術とする）。この方法につ
いては、杉本 修、川田 亮一、和田 正裕、松本修一
による“ＭＰＥＧ符号化による劣化を検出するリファレ
ンス画像なしの画質客観評価手法”（電子情報通信学会
刊、信学技報，ＣＳ２０００−１１２，２０００年１２
月）で提案されている。
視マーカを画像に埋め込むことで、画質監視を行う方法
がある（以下、第１の従来技術とする）。この方法につ
いては、杉本 修、川田 亮一、和田 正裕、松本修一
による“ＭＰＥＧ符号化による劣化を検出するリファレ
ンス画像なしの画質客観評価手法”（電子情報通信学会
刊、信学技報，ＣＳ２０００−１１２，２０００年１２
月）で提案されている。
【０００５】また、他の電子透かし法としては、画質制
御パラメータαを用いて画質を制御する方法がある（以
下、第２の従来技術とする）。この方法については、
Ｍ．Ｆｕｊｉｙｏｓｈｉ，Ｔ．Ｈａｓｅｇａｗａによる
“Ｏｎ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒｍａｒｋ
ｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ
ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｉａｌ ｓｐ
ｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｓｃｈｅｍｅ”（ＩＥＩ
ＣＥ Ｔｒａｎｓ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ，ｖｏ
ｌ．Ｅ８４−Ａ，ｎｏ．４，ｐｐ９４１−９４８，Ａｐ
ｒ．２００１）や藤吉 正明、貴家 仁志による“透か
しエネルギーのブロック適応に関する検討”（２００１
信学ソ大，情報・システム，ｎｏ．Ｄ−１１−３７，ｐ
１２２，Ｓｅｐｔ．２００１）で提案されている。
御パラメータαを用いて画質を制御する方法がある（以
下、第２の従来技術とする）。この方法については、
Ｍ．Ｆｕｊｉｙｏｓｈｉ，Ｔ．Ｈａｓｅｇａｗａによる
“Ｏｎ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔｏｆ ｅｍｂｅｄｄｅｄ
ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｗａｔｅｒｍａｒｋ
ｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ
ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｉａｌ ｓｐ
ｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｓｃｈｅｍｅ”（ＩＥＩ
ＣＥ Ｔｒａｎｓ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ，ｖｏ
ｌ．Ｅ８４−Ａ，ｎｏ．４，ｐｐ９４１−９４８，Ａｐ
ｒ．２００１）や藤吉 正明、貴家 仁志による“透か
しエネルギーのブロック適応に関する検討”（２００１
信学ソ大，情報・システム，ｎｏ．Ｄ−１１−３７，ｐ
１２２，Ｓｅｐｔ．２００１）で提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電子透
かし法では、第１の従来技術の場合、画質が５０ｄＢ程
度まで劣化し、また画質が画像に依存して一定しないこ
とから上記の要求条件１〜３を満足させることができな
い。
かし法では、第１の従来技術の場合、画質が５０ｄＢ程
度まで劣化し、また画質が画像に依存して一定しないこ
とから上記の要求条件１〜３を満足させることができな
い。
【０００７】また、第２の従来技術の場合には、埋め込
んだデータを取り出すのに、原画像と画質制御パラメー
タαとが必要となり、画像１枚毎にそれらを記録してお
かなければならないため、実用的でない。
んだデータを取り出すのに、原画像と画質制御パラメー
タαとが必要となり、画像１枚毎にそれらを記録してお
かなければならないため、実用的でない。
【０００８】そこで、本発明の目的は上記の問題点を解
消し、原画像と画質制御パラメータとを保持することな
く、画質を保証することができるデータ多重装置及びデ
ータ抽出装置並びにそれらに用いるデータ多重／抽出方
法を提供することにある。
消し、原画像と画質制御パラメータとを保持することな
く、画質を保証することができるデータ多重装置及びデ
ータ抽出装置並びにそれらに用いるデータ多重／抽出方
法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によるデータ多重
装置は、画像にデータを多重してデータ多重画像を出力
するデータ多重装置であって、前記画像の周波数領域に
おいて上限値が規定されたデータ系列を多重する手段を
備えている。
装置は、画像にデータを多重してデータ多重画像を出力
するデータ多重装置であって、前記画像の周波数領域に
おいて上限値が規定されたデータ系列を多重する手段を
備えている。
【００１０】本発明による他のデータ多重装置は、画像
にデータを多重してデータ多重画像を出力するデータ多
重装置であって、前記画像全体を複数のブロックに分割
してそのブロック毎に２次元離散コサイン変換を行う手
段と、前記２次元離散コサイン変換でブロック毎に得ら
れたＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａ
ｎｓｆｏｒｍ）係数に対して前記データの多重位置を選
択して予め設定された量子化ステップ値で量子化する手
段と、量子化された各ブロックに前記データ系列を多重
する手段と、前記データ系列が多重されたブロック毎に
２次元逆離散コサイン変換を行う手段と、前記２次元逆
離散コサイン変換で得られた画像の輝度値を丸めて整数
化しかつその最大値及び最小値を制限する手段とを備え
ている。
にデータを多重してデータ多重画像を出力するデータ多
重装置であって、前記画像全体を複数のブロックに分割
してそのブロック毎に２次元離散コサイン変換を行う手
段と、前記２次元離散コサイン変換でブロック毎に得ら
れたＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａ
ｎｓｆｏｒｍ）係数に対して前記データの多重位置を選
択して予め設定された量子化ステップ値で量子化する手
段と、量子化された各ブロックに前記データ系列を多重
する手段と、前記データ系列が多重されたブロック毎に
２次元逆離散コサイン変換を行う手段と、前記２次元逆
離散コサイン変換で得られた画像の輝度値を丸めて整数
化しかつその最大値及び最小値を制限する手段とを備え
ている。
【００１１】本発明によるデータ抽出装置は、画像にデ
ータ系列が多重されたデータ多重画像から前記データ系
列を抽出して出力するデータ抽出装置であって、前記デ
ータ多重画像全体を複数のブロックに分割してそのブロ
ック毎に２次元離散コサイン変換を行う手段と、前記２
次元離散コサイン変換でブロック毎に得られたＤＣＴ
（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒ
ｍ）係数に対して前記データ系列の多重位置の係数を選
択して予め設定された量子化ステップ値で量子化する手
段と、量子化された各ブロックから多重データを抽出し
かつ得られた多重データから前記データ多重画像に多重
されたデータ系列を構成する手段と、得られたデータ系
列と多重される可能性のあるデータ系列との相関を求め
かつその相関値を基に多重側で多重されたデータ系列を
決定する手段とを備えている。
ータ系列が多重されたデータ多重画像から前記データ系
列を抽出して出力するデータ抽出装置であって、前記デ
ータ多重画像全体を複数のブロックに分割してそのブロ
ック毎に２次元離散コサイン変換を行う手段と、前記２
次元離散コサイン変換でブロック毎に得られたＤＣＴ
（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒ
ｍ）係数に対して前記データ系列の多重位置の係数を選
択して予め設定された量子化ステップ値で量子化する手
段と、量子化された各ブロックから多重データを抽出し
かつ得られた多重データから前記データ多重画像に多重
されたデータ系列を構成する手段と、得られたデータ系
列と多重される可能性のあるデータ系列との相関を求め
かつその相関値を基に多重側で多重されたデータ系列を
決定する手段とを備えている。
【００１２】本発明によるデータ多重／抽出方法は、画
像にデータ系列を多重してデータ多重画像を出力するデ
ータ多重／抽出方法であって、前記原画像の周波数領域
において上限値が規定された透かし系列を埋込むように
している。
像にデータ系列を多重してデータ多重画像を出力するデ
ータ多重／抽出方法であって、前記原画像の周波数領域
において上限値が規定された透かし系列を埋込むように
している。
【００１３】本発明による他のデータ多重／抽出方法
は、画像にデータを多重してデータ多重画像を出力する
データ多重／抽出方法であって、前記画像全体を複数の
ブロックに分割してそのブロック毎に２次元離散コサイ
ン変換を行うステップと、前記２次元離散コサイン変換
でブロック毎に得られたＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃ
ｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）係数に対して前記デ
ータの多重位置を選択して予め設定された量子化ステッ
プ値で量子化するステップと、量子化された各ブロック
に前記データ系列を多重するステップと、前記データ系
列が多重されたブロック毎に２次元逆離散コサイン変換
を行うステップと、前記２次元逆離散コサイン変換で得
られた画像の輝度値を丸めて整数化しかつその最大値及
び最小値を制限するステップとを備えている。
は、画像にデータを多重してデータ多重画像を出力する
データ多重／抽出方法であって、前記画像全体を複数の
ブロックに分割してそのブロック毎に２次元離散コサイ
ン変換を行うステップと、前記２次元離散コサイン変換
でブロック毎に得られたＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃ
ｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）係数に対して前記デ
ータの多重位置を選択して予め設定された量子化ステッ
プ値で量子化するステップと、量子化された各ブロック
に前記データ系列を多重するステップと、前記データ系
列が多重されたブロック毎に２次元逆離散コサイン変換
を行うステップと、前記２次元逆離散コサイン変換で得
られた画像の輝度値を丸めて整数化しかつその最大値及
び最小値を制限するステップとを備えている。
【００１４】本発明による別のデータ多重／抽出方法
は、画像にデータ系列が多重されたデータ多重画像から
前記データ系列を抽出して出力するデータ多重／抽出方
法であって、前記データ多重画像全体を複数のブロック
に分割してそのブロック毎に２次元離散コサイン変換を
行うステップと、前記２次元離散コサイン変換でブロッ
ク毎に得られたＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎ
ｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）係数に対して前記データ系列
の多重位置の係数を選択して予め設定された量子化ステ
ップ値で量子化するステップと、量子化された各ブロッ
クから多重データを抽出しかつ得られた多重データから
前記データ多重画像に多重されたデータ系列を構成する
ステップと、得られたデータ系列と多重される可能性の
あるデータ系列との相関を求めかつその相関値を基に多
重側で多重されたデータ系列を決定するステップとを備
えている。
は、画像にデータ系列が多重されたデータ多重画像から
前記データ系列を抽出して出力するデータ多重／抽出方
法であって、前記データ多重画像全体を複数のブロック
に分割してそのブロック毎に２次元離散コサイン変換を
行うステップと、前記２次元離散コサイン変換でブロッ
ク毎に得られたＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎ
ｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）係数に対して前記データ系列
の多重位置の係数を選択して予め設定された量子化ステ
ップ値で量子化するステップと、量子化された各ブロッ
クから多重データを抽出しかつ得られた多重データから
前記データ多重画像に多重されたデータ系列を構成する
ステップと、得られたデータ系列と多重される可能性の
あるデータ系列との相関を求めかつその相関値を基に多
重側で多重されたデータ系列を決定するステップとを備
えている。
【００１５】すなわち、本発明のデータ多重／抽出方法
は、画像の周波数領域において上限値が規定されたデー
タ系列を多重することで、データ多重画像の画質を保証
しようとするものである。
は、画像の周波数領域において上限値が規定されたデー
タ系列を多重することで、データ多重画像の画質を保証
しようとするものである。
【００１６】より具体的に説明すると、本発明のデータ
多重装置は、希望する画質をＰＳＮＲ（Ｐｅａｋ Ｓｉ
ｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）で設定し、
そのＰＳＮＲに応じた量子化ステップ値Ｑ、データ系列
の上限値を決定する。
多重装置は、希望する画質をＰＳＮＲ（Ｐｅａｋ Ｓｉ
ｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）で設定し、
そのＰＳＮＲに応じた量子化ステップ値Ｑ、データ系列
の上限値を決定する。
【００１７】続いて、本発明のデータ多重装置では、画
像全体をＭ×Ｎ（例えば、８×８画素）のブロックに分
割し、そのブロック毎に２次元離散コサイン変換（２Ｄ
−ＤＣＴ：２ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ−Ｄｉｓｃｒｅｔｅ
Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、ブロッ
ク毎に得られたＤＣＴ係数に対して多重位置、すなわち
対象係数を選択し、量子化ステップ値Ｑで量子化する。
像全体をＭ×Ｎ（例えば、８×８画素）のブロックに分
割し、そのブロック毎に２次元離散コサイン変換（２Ｄ
−ＤＣＴ：２ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ−Ｄｉｓｃｒｅｔｅ
Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行い、ブロッ
ク毎に得られたＤＣＴ係数に対して多重位置、すなわち
対象係数を選択し、量子化ステップ値Ｑで量子化する。
【００１８】さらに、本発明のデータ多重装置では、量
子化後、データ系列Ｗa ＝（ｗa1，…，ｗaL）を各ブロ
ックに多重し、多重した後、ブロック毎に２次元逆離散
コサイン変換（２Ｄ−ＩＤＣＴ：２ Ｄｉｍｅｎｓｉｏ
ｎ−Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行う。
子化後、データ系列Ｗa ＝（ｗa1，…，ｗaL）を各ブロ
ックに多重し、多重した後、ブロック毎に２次元逆離散
コサイン変換（２Ｄ−ＩＤＣＴ：２ Ｄｉｍｅｎｓｉｏ
ｎ−Ｉｎｖｅｒｓｅ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ
Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行う。
【００１９】この後に、本発明のデータ多重装置では、
入力画像と同じく有限語長にするため、リミッタで輝度
値を丸めて整数化するとともに、最大値＝２５５以下、
最小値＝０以上に制限する。
入力画像と同じく有限語長にするため、リミッタで輝度
値を丸めて整数化するとともに、最大値＝２５５以下、
最小値＝０以上に制限する。
【００２０】これによって、本発明のデータ多重／抽出
方法では、多重位置のＤＣＴ係数を量子化ステップ値Ｑ
で離散化した後、標準正規乱数で構成される実数値系列
を多重すれば、参照画像がなくてもデータの抽出が可能
となり、上記の要求条件１を満足する。
方法では、多重位置のＤＣＴ係数を量子化ステップ値Ｑ
で離散化した後、標準正規乱数で構成される実数値系列
を多重すれば、参照画像がなくてもデータの抽出が可能
となり、上記の要求条件１を満足する。
【００２１】また、本発明のデータ多重／抽出方法で
は、その画質がＤＣＴ係数への多重で発生する誤差に依
存しており、その誤差は最大値と多重データによる誤差
の最大値とで表現することが可能となり、画像に依存せ
ずに、量子化ステップ値Ｑ未満になり、パーセバルの定
理から周波数領域の誤差パワーと時間領域での誤差パワ
ーとが等しいことから、得られる時間領域での画質が画
像に依存せず、ＤＣＴ係数の量子化ステップ値Ｑだけで
決定することが可能となり、上記の要求条件２を満足す
る。
は、その画質がＤＣＴ係数への多重で発生する誤差に依
存しており、その誤差は最大値と多重データによる誤差
の最大値とで表現することが可能となり、画像に依存せ
ずに、量子化ステップ値Ｑ未満になり、パーセバルの定
理から周波数領域の誤差パワーと時間領域での誤差パワ
ーとが等しいことから、得られる時間領域での画質が画
像に依存せず、ＤＣＴ係数の量子化ステップ値Ｑだけで
決定することが可能となり、上記の要求条件２を満足す
る。
【００２２】さらに、本発明のデータ多重／抽出方法で
は、画質を量子化ステップ値Ｑによって決定することが
可能となり、量子化ステップ値Ｑを一度決定すれば、変
更する必要がないので、量子化ステップ値Ｑを小さくす
ることによって、高画質が得られ、画像によらず画質を
維持することが可能となり、上記の要求条件３を満足す
る。
は、画質を量子化ステップ値Ｑによって決定することが
可能となり、量子化ステップ値Ｑを一度決定すれば、変
更する必要がないので、量子化ステップ値Ｑを小さくす
ることによって、高画質が得られ、画像によらず画質を
維持することが可能となり、上記の要求条件３を満足す
る。
【００２３】これに対し、本発明のデータ抽出装置は、
画像全体をＭ×Ｎ（例えば、８×８画素）のブロックに
分割し、そのブロック毎に２次元離散コサイン変換を行
い、ブロック毎に得られたＤＣＴ係数に対して多重位置
の係数ｆbi′を選択し、量子化ステップ値Ｑで量子化す
る。
画像全体をＭ×Ｎ（例えば、８×８画素）のブロックに
分割し、そのブロック毎に２次元離散コサイン変換を行
い、ブロック毎に得られたＤＣＴ係数に対して多重位置
の係数ｆbi′を選択し、量子化ステップ値Ｑで量子化す
る。
【００２４】続いて、本発明のデータ抽出装置では、量
子化後、多重データｗbiを抽出し、得られた多重データ
ｗbiから多重されたデータ系列Ｗb ＝（ｗb1，…，
ｗbL）を構成する。
子化後、多重データｗbiを抽出し、得られた多重データ
ｗbiから多重されたデータ系列Ｗb ＝（ｗb1，…，
ｗbL）を構成する。
【００２５】さらに、本発明のデータ抽出装置では、得
られたデータ系列Ｗb と、多重される可能性のあるデー
タ系列との相関を求め、その相関値を基に多重側で多重
されたデータ系列を決定する。
られたデータ系列Ｗb と、多重される可能性のあるデー
タ系列との相関を求め、その相関値を基に多重側で多重
されたデータ系列を決定する。
【００２６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による
データ多重装置の構成を示すブロック図である。図１に
おいて、データ多重装置１は２Ｄ−ＤＣＴ（２ Ｄｉｍ
ｅｎｓｉｏｎ−Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒ
ａｎｓｆｏｒｍ：２次元離散コサイン変換）部１１と、
量子化部（Ｑ）１２と、実数値系列（Ｗai）発生部１３
と、実数値系列選択部１４と、丸め処理部１６と、逆量
子化部（Ｑ-1）１７と、多重部（加算部）１８と、２Ｄ
−ＩＤＣＴ（２ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ−Ｉｎｖｅｒｓｅ
Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒ
ｍ：２次元逆離散コサイン変換）部１９と、リミッタ
（ｒｏｕｎｄを含む）２０とから構成されている。
面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による
データ多重装置の構成を示すブロック図である。図１に
おいて、データ多重装置１は２Ｄ−ＤＣＴ（２ Ｄｉｍ
ｅｎｓｉｏｎ−Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒ
ａｎｓｆｏｒｍ：２次元離散コサイン変換）部１１と、
量子化部（Ｑ）１２と、実数値系列（Ｗai）発生部１３
と、実数値系列選択部１４と、丸め処理部１６と、逆量
子化部（Ｑ-1）１７と、多重部（加算部）１８と、２Ｄ
−ＩＤＣＴ（２ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ−Ｉｎｖｅｒｓｅ
Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒ
ｍ：２次元逆離散コサイン変換）部１９と、リミッタ
（ｒｏｕｎｄを含む）２０とから構成されている。
【００２７】図２は図１のデータ多重装置１の動作手順
を示すフローチャートである。これら図１及び図２を参
照してデータ多重装置１による多重動作の手順について
説明する。ここで、画像は濃淡画像とし、画像の各画素
を８ビットサンプリングとする。
を示すフローチャートである。これら図１及び図２を参
照してデータ多重装置１による多重動作の手順について
説明する。ここで、画像は濃淡画像とし、画像の各画素
を８ビットサンプリングとする。
【００２８】まず、利用者は希望する画質をＰＳＮＲ
（Ｐｅａｋ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔ
ｉｏ）で設定し（図２ステップＳ１）、ＰＳＮＲに応じ
た量子化ステップ値Ｑ、データ系列の上限値を決定する
（図２ステップＳ２）。
（Ｐｅａｋ Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔ
ｉｏ）で設定し（図２ステップＳ１）、ＰＳＮＲに応じ
た量子化ステップ値Ｑ、データ系列の上限値を決定する
（図２ステップＳ２）。
【００２９】２Ｄ−ＤＣＴ部１１は画像が入力される
と、画像全体をＭ×Ｎ（例えば、８×８画素）のブロッ
クに分割し、そのブロック毎に２次元離散コサイン変換
を行い（図２ステップＳ３）、ブロック毎に得られたＤ
ＣＴ係数を量子化部１２に送出する。
と、画像全体をＭ×Ｎ（例えば、８×８画素）のブロッ
クに分割し、そのブロック毎に２次元離散コサイン変換
を行い（図２ステップＳ３）、ブロック毎に得られたＤ
ＣＴ係数を量子化部１２に送出する。
【００３０】量子化部１２は２Ｄ−ＤＣＴ部１１でブロ
ック毎に得られたＤＣＴ係数に対して多重位置、すなわ
ち対象係数を選択し、量子化ステップ値Ｑで量子化し
（図２ステップＳ４）、丸め処理部１６は量子化された
ＤＣＴ係数を丸めて整数化するとともに、逆量子化部１
７は整数化されたＤＣＴ係数を量子化ステップ値Ｑで逆
量子化する。
ック毎に得られたＤＣＴ係数に対して多重位置、すなわ
ち対象係数を選択し、量子化ステップ値Ｑで量子化し
（図２ステップＳ４）、丸め処理部１６は量子化された
ＤＣＴ係数を丸めて整数化するとともに、逆量子化部１
７は整数化されたＤＣＴ係数を量子化ステップ値Ｑで逆
量子化する。
【００３１】量子化部１２と丸め処理部１６と逆量子化
部１７とによる量子化後、実数値系列発生部１３で発生
されて実数値系列選択部１４で選択されたデータ系列Ｗ
a ＝（ｗa1，…，ｗaL）を、多重部１８で各ブロックに
多重する（図２ステップＳ５）。ここで、Ｌは系列長を
示し、Ｗはベクトルを示す。尚、実数値系列選択部１４
では実数値系列発生部１３で発生された実数値系列Ｗai
と多重データ１５とのうちのいずれかを選択して多重部
１８に出力する。
部１７とによる量子化後、実数値系列発生部１３で発生
されて実数値系列選択部１４で選択されたデータ系列Ｗ
a ＝（ｗa1，…，ｗaL）を、多重部１８で各ブロックに
多重する（図２ステップＳ５）。ここで、Ｌは系列長を
示し、Ｗはベクトルを示す。尚、実数値系列選択部１４
では実数値系列発生部１３で発生された実数値系列Ｗai
と多重データ１５とのうちのいずれかを選択して多重部
１８に出力する。
【００３２】多重部１８によるデータ系列Ｗa の多重
後、２Ｄ−ＩＤＣＴ部１９はブロック毎に２次元逆離散
コサイン変換を行う（図２ステップＳ６）。リミッタ２
０は入力画像と同じく有限語長にするため、輝度値を丸
めて整数化するとともに、最大値＝２５５以下、最小値
＝０以上に制限する（図２ステップＳ７）。
後、２Ｄ−ＩＤＣＴ部１９はブロック毎に２次元逆離散
コサイン変換を行う（図２ステップＳ６）。リミッタ２
０は入力画像と同じく有限語長にするため、輝度値を丸
めて整数化するとともに、最大値＝２５５以下、最小値
＝０以上に制限する（図２ステップＳ７）。
【００３３】上記の発生させるデータ系列は多重したい
情報量がＭビットである場合、２M個の系列が必要とな
る。すなわち、データ系列Ｗaiは、 Ｗai＝（ｗa1i ，…，ｗaLi ） ｉ＝１，…，２M ∃Ｗai＝Ｗa （選択された多重系列） となる。
情報量がＭビットである場合、２M個の系列が必要とな
る。すなわち、データ系列Ｗaiは、 Ｗai＝（ｗa1i ，…，ｗaLi ） ｉ＝１，…，２M ∃Ｗai＝Ｗa （選択された多重系列） となる。
【００３４】上述した動作手順が、抽出に参照画像が要
らないこと（要求条件１）、画像に依存せず希望の画質
が得られること（要求条件２）、高画質（５６ｄＢ以
上）を維持できること（要求条件３）という条件をなぜ
満足するかについて以下説明する。
らないこと（要求条件１）、画像に依存せず希望の画質
が得られること（要求条件２）、高画質（５６ｄＢ以
上）を維持できること（要求条件３）という条件をなぜ
満足するかについて以下説明する。
【００３５】１ブロックで得られたＭ×Ｎ個のＤＣＴ係
数ｆa ＝（ｆ1 ，…，ｆaMN ）のうち、多重位置の係数
ｆaiに１つの透かしデータｗaiを多重する場合について
説明する。ここで、データ系列Ｗa ＝（ｗa1，…，
ｗaL）はＮ（０，σw ）に従う標準正規乱数で構成され
る実数値系列とする。
数ｆa ＝（ｆ1 ，…，ｆaMN ）のうち、多重位置の係数
ｆaiに１つの透かしデータｗaiを多重する場合について
説明する。ここで、データ系列Ｗa ＝（ｗa1，…，
ｗaL）はＮ（０，σw ）に従う標準正規乱数で構成され
る実数値系列とする。
【００３６】係数ｆaiを量子化ステップ値Ｑで量子化し
て得られたＤＣＴ係数ｆai′は、量子化ステップ値Ｑを
整数倍した離散値となる。その後、透かしデータｗaiを
加算して得られたＤＣＴ係数をｆai″とすると、 ｆai″＝ｒｏｕｎｄ（ｆai／Ｑ）×Ｑ＋ｗai ……（１） となる。ここで、ｒｏｕｎｄ（ｘ）は四捨五入を意味す
る。
て得られたＤＣＴ係数ｆai′は、量子化ステップ値Ｑを
整数倍した離散値となる。その後、透かしデータｗaiを
加算して得られたＤＣＴ係数をｆai″とすると、 ｆai″＝ｒｏｕｎｄ（ｆai／Ｑ）×Ｑ＋ｗai ……（１） となる。ここで、ｒｏｕｎｄ（ｘ）は四捨五入を意味す
る。
【００３７】抽出側では、
ｗai＝ｆai″−ｒｏｕｎｄ（ｆai／Ｑ）×Ｑ ……（２）
というように、多重されたＤＣＴ係数を量子化ステップ
値Ｑで量子化して得られた値とＤＣＴ係数との差分から
多重された多重データを知ることができる。
値Ｑで量子化して得られた値とＤＣＴ係数との差分から
多重された多重データを知ることができる。
【００３８】この手順で抽出するには多重データｗ
aiが、 ｜ｗai｜≦｜ｗmax ｜≦Ｑ／２ ……（３） という条件を満足しなければならないことは明らかであ
る。
aiが、 ｜ｗai｜≦｜ｗmax ｜≦Ｑ／２ ……（３） という条件を満足しなければならないことは明らかであ
る。
【００３９】ここで、前提条件として、データ系列は、
｜Ｗai｜＜３σw ……（４）
という条件を満足しているものとする。データ系列が±
３σw に制限されたとしても、出現率が９９．７３％で
あることから一般性は失わない。
３σw に制限されたとしても、出現率が９９．７３％で
あることから一般性は失わない。
【００４０】このデータ系列が（３）式の条件を満足す
るための必要十分条件は、 ３σw ≦Ｑ／２ すなわち、 σw ≦Ｑ／６ ……（５） となる。
るための必要十分条件は、 ３σw ≦Ｑ／２ すなわち、 σw ≦Ｑ／６ ……（５） となる。
【００４１】（５）式を満足すれば、（３）式の条件は
常に設立し、 ｜ｗai｜≦｜ｗmax ｜＜３σw ≦Ｑ／２ ……（３）′ となる。
常に設立し、 ｜ｗai｜≦｜ｗmax ｜＜３σw ≦Ｑ／２ ……（３）′ となる。
【００４２】以下の説明では、σw を、
σw ＝Ｑ／６ ……（５）′
とする。これは量子化ステップ値Ｑが与えられた時にデ
ータ系列の強度を最大にするためである。
ータ系列の強度を最大にするためである。
【００４３】上述したように、多重位置のＤＣＴ係数を
量子化ステップ値Ｑで離散化した後、（３）式の条件を
満たす標準正規乱数Ｎ（０，σw ）で構成される実数値
系列を多重すれば、参照画像がなくてもデータの抽出が
可能となり、上記の要求条件１を満足する。
量子化ステップ値Ｑで離散化した後、（３）式の条件を
満たす標準正規乱数Ｎ（０，σw ）で構成される実数値
系列を多重すれば、参照画像がなくてもデータの抽出が
可能となり、上記の要求条件１を満足する。
【００４４】また、本発明のデータ多重／抽出方法にお
ける画質は、ＤＣＴ係数への多重で発生する誤差に依存
している。その誤差は最大値ｅmax と多重データによる
誤差の最大値ｗmax とで表現することができ、画像に依
存せずに、量子化ステップ値Ｑ未満となる。つまり、誤
差は、 ｜ｅmax ｜≦｜ｅqmax｜＋｜ｗmax ｜＜（Ｑ／２）＋（Ｑ／２）＝Ｑ ……（６） となる。
ける画質は、ＤＣＴ係数への多重で発生する誤差に依存
している。その誤差は最大値ｅmax と多重データによる
誤差の最大値ｗmax とで表現することができ、画像に依
存せずに、量子化ステップ値Ｑ未満となる。つまり、誤
差は、 ｜ｅmax ｜≦｜ｅqmax｜＋｜ｗmax ｜＜（Ｑ／２）＋（Ｑ／２）＝Ｑ ……（６） となる。
【００４５】さらに、パーセバルの定理から周波数領域
の誤差パワーと時間領域での誤差パワーとが等しいこと
から、本発明のデータ多重／抽出方法で得られる時間領
域での画質は画像に依存せず、ＤＣＴ係数の量子化ステ
ップ値Ｑだけで決定することができる。よって、画像に
依存せずに要求した画質が得られ、要求条件２を満足す
る。
の誤差パワーと時間領域での誤差パワーとが等しいこと
から、本発明のデータ多重／抽出方法で得られる時間領
域での画質は画像に依存せず、ＤＣＴ係数の量子化ステ
ップ値Ｑだけで決定することができる。よって、画像に
依存せずに要求した画質が得られ、要求条件２を満足す
る。
【００４６】上記のように、本発明のデータ多重／抽出
方法では画質を量子化ステップ値Ｑによって決定するこ
とができ、量子化ステップ値Ｑは一度決定すれば、変更
する必要がない。したがって、量子化ステップ値Ｑを小
さくすることによって、高画質が得られ、画像によらず
画質を維持することができることとなり、要求条件３を
満足する。
方法では画質を量子化ステップ値Ｑによって決定するこ
とができ、量子化ステップ値Ｑは一度決定すれば、変更
する必要がない。したがって、量子化ステップ値Ｑを小
さくすることによって、高画質が得られ、画像によらず
画質を維持することができることとなり、要求条件３を
満足する。
【００４７】上記の説明ではデータ多重のアルゴリズム
について示すとともに、このアルゴリズムによって上記
の要求条件１〜３をも満足することについて述べてい
る。但し、上記の説明ではリミッタや整数化による画質
の変動は考慮していない。
について示すとともに、このアルゴリズムによって上記
の要求条件１〜３をも満足することについて述べてい
る。但し、上記の説明ではリミッタや整数化による画質
の変動は考慮していない。
【００４８】図３は本発明の一実施例によるデータ抽出
装置の構成を示すブロック図である。図３において、デ
ータ抽出装置２は２Ｄ−ＤＣＴ部２１と、量子化部２２
と、丸め処理部２３と、逆量子化部２４と、抽出部（減
算部）２５と、系列抽出部２６と、系列相関計算部２７
と、系列選択部２９とから構成されている。
装置の構成を示すブロック図である。図３において、デ
ータ抽出装置２は２Ｄ−ＤＣＴ部２１と、量子化部２２
と、丸め処理部２３と、逆量子化部２４と、抽出部（減
算部）２５と、系列抽出部２６と、系列相関計算部２７
と、系列選択部２９とから構成されている。
【００４９】図４は図３のデータ抽出装置２の動作手順
を示すフローチャートである。これら図３及び図４を参
照してデータ抽出装置２による抽出動作の手順について
説明する。
を示すフローチャートである。これら図３及び図４を参
照してデータ抽出装置２による抽出動作の手順について
説明する。
【００５０】２Ｄ−ＤＣＴ部２１は画像が入力される
と、画像全体をＭ×Ｎ（例えば、８×８画素）のブロッ
クに分割し、そのブロック毎に２次元離散コサイン変換
を行い（図４ステップＳ１１）、ブロック毎に得られた
ＤＣＴ係数を量子化部２２に送出する。
と、画像全体をＭ×Ｎ（例えば、８×８画素）のブロッ
クに分割し、そのブロック毎に２次元離散コサイン変換
を行い（図４ステップＳ１１）、ブロック毎に得られた
ＤＣＴ係数を量子化部２２に送出する。
【００５１】量子化部２２は２Ｄ−ＤＣＴ部２１でブロ
ック毎に得られたＤＣＴ係数に対して多重位置の係数ｆ
bi′を選択し、量子化ステップ値Ｑで量子化し（図４ス
テップＳ１２）、丸め処理部２３は量子化されたＤＣＴ
係数を丸めて整数化するとともに、逆量子化部２４は整
数化されたＤＣＴ係数を量子化ステップ値Ｑで逆量子化
する。
ック毎に得られたＤＣＴ係数に対して多重位置の係数ｆ
bi′を選択し、量子化ステップ値Ｑで量子化し（図４ス
テップＳ１２）、丸め処理部２３は量子化されたＤＣＴ
係数を丸めて整数化するとともに、逆量子化部２４は整
数化されたＤＣＴ係数を量子化ステップ値Ｑで逆量子化
する。
【００５２】量子化部２２と丸め処理部２３と逆量子化
部２４とによる量子化後、抽出部２５は多重データｗbi
を抽出する（図４ステップＳ１３）。系列抽出部２６は
抽出部２５で得られた多重データｗbiから多重されたデ
ータ系列Ｗb ＝（ｗb1，…，ｗbL）を構成する（図４ス
テップＳ１４）。
部２４とによる量子化後、抽出部２５は多重データｗbi
を抽出する（図４ステップＳ１３）。系列抽出部２６は
抽出部２５で得られた多重データｗbiから多重されたデ
ータ系列Ｗb ＝（ｗb1，…，ｗbL）を構成する（図４ス
テップＳ１４）。
【００５３】系列相関計算部２７は系列抽出部２６で得
られたデータ系列Ｗb と、多重される可能性のあるデー
タ系列［実数値系列（Ｗai）２８］との相関を求め、系
列選択部２９はその相関値を基に多重側で多重されたデ
ータ系列を決定する（図４ステップＳ１５）。
られたデータ系列Ｗb と、多重される可能性のあるデー
タ系列［実数値系列（Ｗai）２８］との相関を求め、系
列選択部２９はその相関値を基に多重側で多重されたデ
ータ系列を決定する（図４ステップＳ１５）。
【００５４】上記のステップＳ１２，Ｓ１３において多
重位置の係数ｆbi′から透かしデータｗbiを求めるやり
方は、 ｗbi＝ｆbi′−ｒｏｕｎｄ（ｆbi′／Ｑ）×Ｑ ……（７） となる。得られるＤＣＴ係数ｆbi′は、一般的に、リミ
ッタをはじめ、種々の構成で多重側の係数ｆai′と必ず
しも等しくない。
重位置の係数ｆbi′から透かしデータｗbiを求めるやり
方は、 ｗbi＝ｆbi′−ｒｏｕｎｄ（ｆbi′／Ｑ）×Ｑ ……（７） となる。得られるＤＣＴ係数ｆbi′は、一般的に、リミ
ッタをはじめ、種々の構成で多重側の係数ｆai′と必ず
しも等しくない。
【００５５】ステップＳ１５において、得られたデータ
系列Ｗb と多重される可能性のあるデータ系列Ｗaiとの
相関は、 ｓｉｍ（Ｗai，Ｗb ）＝（Ｗai・Ｗb ）／√（Ｗb ・Ｗb ） ｉ＝１，…，２M ……（８） という式で求める。この（８）式で得られる相関値が最
も高いデータ系列を多重されたデータ系列とする。
系列Ｗb と多重される可能性のあるデータ系列Ｗaiとの
相関は、 ｓｉｍ（Ｗai，Ｗb ）＝（Ｗai・Ｗb ）／√（Ｗb ・Ｗb ） ｉ＝１，…，２M ……（８） という式で求める。この（８）式で得られる相関値が最
も高いデータ系列を多重されたデータ系列とする。
【００５６】このように、画像の周波数領域において上
限値が規定されたデータ系列を多重することで、データ
多重画像の画質を保証することによって、原画像と画質
制御パラメータとを保持することなく、画質を保証する
ことができる。
限値が規定されたデータ系列を多重することで、データ
多重画像の画質を保証することによって、原画像と画質
制御パラメータとを保持することなく、画質を保証する
ことができる。
【００５７】次に、画質の目標値と量子化ステップ値と
の関係について説明する。ここでは所望の画質、すなわ
ち画質の目標値ＰＳＮＲtar とＤＣＴ領域での量子化ス
テップ値Ｑとの関係について説明する。
の関係について説明する。ここでは所望の画質、すなわ
ち画質の目標値ＰＳＮＲtar とＤＣＴ領域での量子化ス
テップ値Ｑとの関係について説明する。
【００５８】まず、前提条件について述べると、画像量
子化はｎｂｉｔサンプリングの濃淡画像（ダイナミック
レンジをＡ＝２n −１とする）であり、画像サイズはブ
ロックサイズ（Ｍ画素×Ｎ画素）の整数倍で、トータル
ブロック数がＢブロックであり、データ系列はＮ（０，
σw ）に従う標準正規乱数で構成された実数値系列（系
列長はＬ）であり、多重データはブロック内ＭＮ個のＤ
ＣＴ変換係数のうちの１係数のみに多重され、多重位置
はブロック内の任意の場所（ＤＣＴ係数）とする。
子化はｎｂｉｔサンプリングの濃淡画像（ダイナミック
レンジをＡ＝２n −１とする）であり、画像サイズはブ
ロックサイズ（Ｍ画素×Ｎ画素）の整数倍で、トータル
ブロック数がＢブロックであり、データ系列はＮ（０，
σw ）に従う標準正規乱数で構成された実数値系列（系
列長はＬ）であり、多重データはブロック内ＭＮ個のＤ
ＣＴ変換係数のうちの１係数のみに多重され、多重位置
はブロック内の任意の場所（ＤＣＴ係数）とする。
【００５９】以下の説明では、量子化ステップ値Ｑから
逆に画質の目標値ＰＳＮＲtar を求めるものとする。ま
た、以下の説明では、多重した後の有限語長化、つまり
丸め及びリミットの影響を考慮しないものとする。
逆に画質の目標値ＰＳＮＲtar を求めるものとする。ま
た、以下の説明では、多重した後の有限語長化、つまり
丸め及びリミットの影響を考慮しないものとする。
【００６０】本実施例では多重をＤＣＴ領域で行うた
め、変換領域で発生する誤差が時間領域でどうなるかに
ついて述べる。ここで、２次元ＤＣＴが、
め、変換領域で発生する誤差が時間領域でどうなるかに
ついて述べる。ここで、２次元ＤＣＴが、
【数１】
……（９）という式で表されるとすると、ブロック内の
輝度値ｘ（ｍ，ｎ）とＤＣＴ係数Ｘ（ｕ，ｖ）との間に
は、パーセバルの定理から、
輝度値ｘ（ｍ，ｎ）とＤＣＴ係数Ｘ（ｕ，ｖ）との間に
は、パーセバルの定理から、
【数２】
……（１０）という式が成立する。
【００６１】このことから、変換領域で発生した誤差パ
ワーの総量と、その誤差が逆変換された時間領域での誤
差パワーの総量とは等しいことが分かる。すなわち、ブ
ロック内の任意のＤＣＴ係数への埋込みによって発生し
た誤差パワーの総量がｅ2 であれば、逆変換後の時間ド
メインにおける１ブロックの誤差パワーの総量もｅ2で
ある。したがって、画像のＰＳＮＲはＤＣＴ領域の各ブ
ロックで発生する誤差パワーによって求めることができ
る。
ワーの総量と、その誤差が逆変換された時間領域での誤
差パワーの総量とは等しいことが分かる。すなわち、ブ
ロック内の任意のＤＣＴ係数への埋込みによって発生し
た誤差パワーの総量がｅ2 であれば、逆変換後の時間ド
メインにおける１ブロックの誤差パワーの総量もｅ2で
ある。したがって、画像のＰＳＮＲはＤＣＴ領域の各ブ
ロックで発生する誤差パワーによって求めることができ
る。
【００６２】ここで、埋込みで発生するブロック毎の誤
差分散をσ2 とする。この分散σ2は、全てのブロック
で同じ多重方法をとっていることから、等しいと仮定す
ることができる。そのため、データ多重画像のＰＳＮＲ
は、
差分散をσ2 とする。この分散σ2は、全てのブロック
で同じ多重方法をとっていることから、等しいと仮定す
ることができる。そのため、データ多重画像のＰＳＮＲ
は、
【数３】
……（１１）
という式で表現することができる。
【００６３】ブロック毎の誤差分散σ2 は、量子化誤差
とデータ系列の多重による誤差とが独立であることか
ら、 σ2 ＝σq 2 ＋σw 2 ＝（Ｑ2 ／１２）＋（Ｑ2 ／３６） ＝Ｑ2 ／９ ∵（５）′式からσw ＝Ｑ／６ ……（１２） という式のように、量子化誤差分散σq 2 と、データ系
列の多重による誤差分散σw 2 との和となる。ここで、
量子化誤差は一様分散であり、データ系列はＮ（０，σ
w ）の乱数を使用していることに注意する。
とデータ系列の多重による誤差とが独立であることか
ら、 σ2 ＝σq 2 ＋σw 2 ＝（Ｑ2 ／１２）＋（Ｑ2 ／３６） ＝Ｑ2 ／９ ∵（５）′式からσw ＝Ｑ／６ ……（１２） という式のように、量子化誤差分散σq 2 と、データ系
列の多重による誤差分散σw 2 との和となる。ここで、
量子化誤差は一様分散であり、データ系列はＮ（０，σ
w ）の乱数を使用していることに注意する。
【００６４】（１２）式を（１１）式に代入すると、
ＰＳＮＲtar ＝１０ｌｏｇ10（ＭＮ×Ａ2 ）／（Ｑ2 ／９）
＝１０ｌｏｇ10（９×ＭＮ×Ａ2 ）／（Ｑ2 ） ……（１３）
となり、ＰＳＮＲ、すなわち画質の目標値であるＰＳＮ
Ｒtar が求まる。
Ｒtar が求まる。
【００６５】したがって、画質の目標値ＰＳＮＲtar か
ら量子化ステップ値Ｑを求める式は、（１３）式から、
ら量子化ステップ値Ｑを求める式は、（１３）式から、
【数４】
……（１４）
という式のように導くことができる。
【００６６】上記のように、画質の目標値ＰＳＮＲtar
と量子化ステップ値Ｑとの関係は求められるが、画質を
保証するという観点から画質の最悪値を明らかにしてお
く必要がある。以下、量子化ステップ値Ｑと画質のとり
得る最悪値ＰＳＮＲworst との関係について説明する。
と量子化ステップ値Ｑとの関係は求められるが、画質を
保証するという観点から画質の最悪値を明らかにしてお
く必要がある。以下、量子化ステップ値Ｑと画質のとり
得る最悪値ＰＳＮＲworst との関係について説明する。
【００６７】画質の最悪値ＰＳＮＲworst は全てのブロ
ックで等しく誤差の最悪値ｅmax をとった場合であり、
ックで等しく誤差の最悪値ｅmax をとった場合であり、
【数５】
……（１５）
という式から得られる。
【００６８】また、
ＰＳＮＲworst ＞１０ｌｏｇ10（ＭＮ×Ａ2 ／Ｑ2 ） ……（１６）
という式から、誤差の最悪値ｅmax は下限値がＱである
ので、画質の最悪値ＰＳＮＲworst は（１６）式のよう
に下限値を持つ。これによって、本実施例によるデータ
多重／抽出方法では画質、すなわちＰＳＮＲが（１６）
式の下限値以下にならないことが分かる。
ので、画質の最悪値ＰＳＮＲworst は（１６）式のよう
に下限値を持つ。これによって、本実施例によるデータ
多重／抽出方法では画質、すなわちＰＳＮＲが（１６）
式の下限値以下にならないことが分かる。
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、画像の周
波数領域において上限値が規定されたデータ系列を多重
することによって、原画像と画質制御パラメータとを保
持することなく、画質を保証することができるという効
果が得られる。
波数領域において上限値が規定されたデータ系列を多重
することによって、原画像と画質制御パラメータとを保
持することなく、画質を保証することができるという効
果が得られる。
【図１】本発明の一実施例によるデータ多重装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】図１のデータ多重装置の動作手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図３】本発明の一実施例によるデータ抽出装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図４】図３のデータ抽出装置の動作手順を示すフロー
チャートである。
チャートである。
１ データ多重装置
２ データ抽出装置
１１，２１ ２Ｄ−ＤＣＴ部
１２，２２ 量子化部
１３ 実数値系列発生部
１４ 実数値系列選択部
１５ 多重データ
１６，２３ 丸め処理部
１７，２４ 逆量子化部
１８ 多重部
１９ ２Ｄ−ＩＤＣＴ部
２０ リミッタ
２５ 抽出部
２６ 系列抽出部
２７ 系列相関計算部
２８ 実数値系列
２９ 系列選択部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｎ 7/081
Ｆターム(参考） 5B057 AA20 BA29 CB19 CE08 CE09
CG05 CG07
5C063 AB03 AB07 AC01 CA11 CA12
CA23 DA07 DA13 DB09
5C076 AA14 BA06
5J064 AA01 BA16 BB07 BB09 BD02
5K028 AA01 EE03 EE05 KK01 KK05
Claims (6)
- 【請求項１】 画像にデータを多重してデータ多重画像
を出力するデータ多重装置であって、前記画像の周波数
領域において上限値が規定されたデータ系列を多重する
手段を有することを特徴とするデータ多重装置。 - 【請求項２】 画像にデータを多重してデータ多重画像
を出力するデータ多重装置であって、 前記画像全体を複数のブロックに分割してそのブロック
毎に２次元離散コサイン変換を行う手段と、 前記２次元離散コサイン変換でブロック毎に得られたＤ
ＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆ
ｏｒｍ）係数に対して前記データの多重位置を選択して
予め設定された量子化ステップ値で量子化する手段と、 量子化された各ブロックに前記データ系列を多重する手
段と、 前記データ系列が多重されたブロック毎に２次元逆離散
コサイン変換を行う手段と、 前記２次元逆離散コサイン変換で得られた画像の輝度値
を丸めて整数化しかつその最大値及び最小値を制限する
手段とを有することを特徴とするデータ多重装置。 - 【請求項３】 画像にデータ系列が多重されたデータ多
重画像から前記データ系列を抽出して出力するデータ抽
出装置であって、 前記データ多重画像全体を複数のブロックに分割してそ
のブロック毎に２次元離散コサイン変換を行う手段と、 前記２次元離散コサイン変換でブロック毎に得られたＤ
ＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆ
ｏｒｍ）係数に対して前記データ系列の多重位置の係数
を選択して予め設定された量子化ステップ値で量子化す
る手段と、 量子化された各ブロックから多重データを抽出しかつ得
られた多重データから前記データ多重画像に多重された
データ系列を構成する手段と、 得られたデータ系列と多重される可能性のあるデータ系
列との相関を求めかつその相関値を基に多重側で多重さ
れたデータ系列を決定する手段とを有することを特徴と
するデータ抽出装置。 - 【請求項４】 画像にデータ系列を多重してデータ多重
画像を出力するデータ多重／抽出方法であって、前記原
画像の周波数領域において上限値が規定された透かし系
列を埋込むようにしたことを特徴とするデータ多重／抽
出方法。 - 【請求項５】 画像にデータを多重してデータ多重画像
を出力するデータ多重／抽出方法であって、前記画像全
体を複数のブロックに分割してそのブロック毎に２次元
離散コサイン変換を行うステップと、前記２次元離散コ
サイン変換でブロック毎に得られたＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒ
ｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）係数に対
して前記データの多重位置を選択して予め設定された量
子化ステップ値で量子化するステップと、量子化された
各ブロックに前記データ系列を多重するステップと、前
記データ系列が多重されたブロック毎に２次元逆離散コ
サイン変換を行うステップと、前記２次元逆離散コサイ
ン変換で得られた画像の輝度値を丸めて整数化しかつそ
の最大値及び最小値を制限するステップとを有すること
を特徴とするデータ多重／抽出方法。 - 【請求項６】 画像にデータ系列が多重されたデータ多
重画像から前記データ系列を抽出して出力するデータ多
重／抽出方法であって、前記データ多重画像全体を複数
のブロックに分割してそのブロック毎に２次元離散コサ
イン変換を行うステップと、前記２次元離散コサイン変
換でブロック毎に得られたＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ
Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）係数に対して前記
データ系列の多重位置の係数を選択して予め設定された
量子化ステップ値で量子化するステップと、量子化され
た各ブロックから多重データを抽出しかつ得られた多重
データから前記データ多重画像に多重されたデータ系列
を構成するステップと、得られたデータ系列と多重され
る可能性のあるデータ系列との相関を求めかつその相関
値を基に多重側で多重されたデータ系列を決定するステ
ップとを有することを特徴とするデータ多重／抽出方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001349521A JP2003152983A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | データ多重装置及びデータ抽出装置並びにそれらに用いるデータ多重／抽出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001349521A JP2003152983A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | データ多重装置及びデータ抽出装置並びにそれらに用いるデータ多重／抽出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003152983A true JP2003152983A (ja) | 2003-05-23 |
Family
ID=19162176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001349521A Pending JP2003152983A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | データ多重装置及びデータ抽出装置並びにそれらに用いるデータ多重／抽出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003152983A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008503186A (ja) * | 2004-06-10 | 2008-01-31 | シートグルー、ハサン | 信号処理のための行列値方法及び装置 |
| JP2009049634A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Oki Electric Ind Co Ltd | 画像符号化装置及び画像復号装置 |
-
2001
- 2001-11-15 JP JP2001349521A patent/JP2003152983A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008503186A (ja) * | 2004-06-10 | 2008-01-31 | シートグルー、ハサン | 信号処理のための行列値方法及び装置 |
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