JP2003179740A - 電子透かしの埋め込み方法および抽出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 フルカラー画像、特に、画像サイズが大きな
大型フルカラー画像に適した電子透かし技術を提供す
る。 【解決手段】 表色系変換部４８はＲＧＢ表色系のカラ
ー画像データをＹＣ_bＣ_r表色系に変換する。ブロック分
割部４１は輝度成分について画像を複数のブロックにそ
れぞれ分割する。画素数算出部４２はブロック毎に、そ
のブロックに含まれる画素の中から、所定の条件を満た
すような画素の数を求める。ブロック判定部４３は算出
した画素の数に基づいてそのブロックが透かし情報の埋
め込み可能なか否かを判定する。演算部４４が埋め込み
可能なブロックについて算出した画素の数に所定の演算
を施す。変更画素数算出部４５は得られた演算値から変
更すべき画素のかずを算出する。画素変更部４６は対象
ブロックに含まれる画素のうち算出した画素の数だけ画
素値を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データに透か
し情報を埋め込んだり、埋め込まれた透かし情報を抽出
したりするための技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インターネットなどのコンピュータネッ
トワークの発展に伴って、情報のデジタル化が進み、多
くのユーザが簡単に必要とする情報にアクセスできるよ
うになっている。その反面、そのデジタル情報に著作権
が発生しているデジタルコンテンツについて、その著者
に断わりなく容易にデータが複製できるような環境にな
りつつあり、不正コピーにともなう著作権侵害の問題が
注目されてきている。そこで、デジタルコンテンツの主
たる情報である画像に関しての著作権侵害を防止するこ
と等を目的として、著作権情報などの透かし情報を画像
データに埋め込む電子透かし技術が注目されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】画像には、２値画像や
限定色表示画像の他、フルカラー画像も含まれる。フル
カラー画像では、約１，６７７万色が使用可能であり、
これら全色が１つの画像で一度に使用されることは皆無
であるが、フルカラー画像では、相当数の色が１つの画
像内に存在するものと思われる。また、画像サイズが大
きい場合には、当然に、画像を構成する画素数も多くな
るため、使用される色の数も多くなる可能性がある。

【０００４】しかしながら、従来においては、このよう
なフルカラー画像、特に、画像サイズが大きな大型フル
カラー画像に適した電子透かしの技術については提案さ
れていなかった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、上記した従来技
術の問題点を解決し、フルカラー画像、特に、画像サイ
ズが大きな大型フルカラー画像に適した電子透かし技術
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明
の電子透かし埋め込み方法は、カラー画像データに透か
し情報を埋め込むための電子透かし埋め込み方法であっ
て、（ａ）前記カラー画像データまたは該カラー画像デ
ータから得られるデータを、１つ以上の画素を単位とす
る複数のブロックに分割する工程と、（ｂ）分割した各
ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素のうち、そ
の画素の有する輝度成分が、そのブロックに応じた第１
および第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満
たす画素の数を算出する工程と、（ｃ）算出した前記画
素の数に所定の演算を施して、演算値を得る工程と、
（ｄ）前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値
以上の値で表される場合に、そのブロックに埋め込むべ
き前記透かし情報が前記第１の値であるときには、その
ブロックについて得られた前記演算値が第１の範囲にあ
るという条件を満たすように、そのブロックに埋め込む
べき前記透かし情報が前記第２の値であるときには、前
記演算値が前記第１の範囲とは異なる第２の範囲にある
という条件を満たすように、それぞれ、そのブロックに
含まれる少なくとも１つの画素の有する前記輝度成分を
変更する工程と、を備えることを要旨とする。

【０００７】このように、本発明の電子透かし埋め込み
方法では、対象となるブロックに含まれる画素のうち、
その輝度成分がその対象ブロックに応じた第１および第
２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素
の数を求め、その数に所定の演算を施し、その対象ブロ
ックに埋め込むべき透かし情報が第１の値であるときに
は、その対象ブロックについて得られた演算値が第１の
範囲にあるという条件を満たすように、埋め込むべき透
かし情報が第２の値であるときには、演算値が第２の範
囲にあるという条件を満たすように、その対象ブロック
内の一部の画素の有する輝度成分を変更するようにして
いる。こうして、その対象ブロックでは、一部の画素の
有する輝度成分が変更されたことにより、輝度成分が上
記範囲内にあるという条件を満たす画素の数も変わっ
て、上記演算値が、透かし情報に応じた範囲にあるとい
う条件を満たすようになり、結果として、その対象ブロ
ックに情報が埋め込まれることになる。

【０００８】つまり、本発明の電子透かし埋め込み方法
では、輝度成分がその対象ブロックに応じた第１および
第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画
素の数の分布、即ち、画素面積（平面的な拡がり）の分
布を制御することによって、透かし情報を埋め込むもの
である。

【０００９】従って、本発明の電子透かし埋め込み方法
によれば、大型フルカラー画像に対する透かし情報の埋
め込みに、輝度成分を利用することにより、画質に大き
な影響を与えることなく、透かし情報の埋め込みを行う
ことができる。

【００１０】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、（ｅ）算出した前記画素の数に基づいて、そのブロ
ックに前記透かし情報を埋め込むか否かを判定する工程
をさらに備えると共に、前記判定の結果、前記透かし情
報を埋め込むと判定されたブロックについてのみ、前記
工程（ｃ）および（ｄ）は、実行されることが好まし
い。

【００１１】このように、予め、そのブロックに透かし
情報を埋め込むか否かを判定することにより、事前に、
透かし情報の埋め込みにより画質劣化の生じる恐れがあ
るブロックを、透かし情報の埋め込みから排除すること
ができる。

【００１２】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記工程（ｄ）では、前記第１の値であるときに
は、前記演算値が前記第１の範囲に含まれる第３の値と
なるように、前記第２の値であるときには、前記演算値
が前記第２の範囲に含まれる第４の値となるように、前
記画素の有する前記輝度成分を変更することが好まし
い。

【００１３】このように、演算値が第１の範囲または第
２の範囲内の固定値になるように、画素の有する輝度成
分を変更することにより、より簡単に透かし情報の埋め
込みを行うことができる。

【００１４】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記工程（ｄ）は、ランダム値を生成する工程をさ
らに備えると共に、前記第１の値であるときには、前記
演算値が、前記第１の範囲に含まれる値のうち、前記ラ
ンダム値に応じた値となるように、前記第２の値である
ときには、前記演算値が、前記第２の範囲に含まれる値
のうち、前記ランダム値に応じた値となるように、前記
画素の有する前記輝度成分を変更することが好ましい。

【００１５】このように、演算値が第１の範囲または第
２の範囲の中でランダムに分布するように、画素の有す
る輝度成分を変更することにより、変更後のブロック内
における画素の分布を偏ることなく分散させることがで
き、このため、人為的な作為が第三者に検知されてしま
う恐れがない。

【００１６】本発明の電子透かし抽出方法は、透かし情
報の埋め込まれたカラー画像データから前記透かし情報
を抽出するための電子透かし抽出方法であって、（ａ）
前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得
られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブ
ロックに分割する工程と、（ｂ）分割した各ブロック毎
に、そのブロックに含まれる画素のうち、その画素の有
する輝度成分が、そのブロックに応じた第１および第２
の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の
数を算出する工程と、（ｃ）算出した前記画素の数に所
定の演算を施して、演算値を得る工程と、（ｄ）前記透
かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の値で表
される場合に、そのブロックについて得られた前記演算
値が第１の範囲にあるか、該第１の範囲とは異なる第２
の範囲にあるか、を判定し、第１の範囲にあるときに
は、前記第１の値を、第２の範囲にあるときには、前記
第２の値を、それぞれ、そのブロックに埋め込まれてい
た前記透かし情報として特定する工程と、を備えること
を要旨とする。

【００１７】このように、本発明の電子透かし抽出方法
では、対象となるブロックに含まれる画素のうち、その
輝度成分がその対象ブロックに応じた第１および第２の
閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の数
を求め、その数に所定の演算を施し、その対象ブロック
について得られた演算値が第１の範囲にあるか、第２の
範囲にあるか、を判定し、第１の範囲にあるときには第
１の値を、第２の範囲にあるときには第２の値を、それ
ぞれ、そのブロックに埋め込まれていた透かし情報とし
て特定するようにしている。

【００１８】従って、本発明の電子透かし抽出方法によ
れば、画素面積（画素数）の分布を利用して埋め込まれ
ている透かし情報を、画像データから容易に抽出するこ
とができる。

【００１９】なお、本発明は、上記した電子透かし埋め
込み方法や電子透かし抽出方法などの方法発明の態様に
限ることなく、電子透かし埋め込み装置や電子透かし抽
出装置などの装置の発明としての態様や、それら方法や
装置を構築するためのコンピュータプログラムとしての
態様や、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒
体としての態様で実現することも可能である。また、さ
らには、上記コンピュータプログラムを含み搬送波内に
具現化されたデータ信号など、種々の態様で実現するこ
とも可能である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて以下の順序で説明する。 Ａ．装置の構成： Ｂ．電子透かし埋め込み処理： Ｃ．電子透かし抽出処理： Ｄ．電子透かし埋め込みの具体例： Ｅ．サイズ変更への耐性： Ｆ．実施例の効果： Ｇ．変形例： Ｇ−１．変形例１： Ｇ−２．変形例２： Ｇ−３．変形例３： Ｇ−４．変形例４： Ｇ−５．変形例５：

【００２１】Ａ．装置の構成：はじめに、本発明の一実
施例において用いられる電子透かし装置１０の構成につ
いて図１を用いて説明する。図１は本発明における電子
透かし埋め込み処理及び電子透かし抽出処理を実行する
ための電子透かし装置１０の構成を示すブロック図であ
る。この電子透かし装置１０は、ＣＰＵ２２と、ＲＡＭ
２４と、ＲＯＭ２６と、キーボード３０と、マウス３２
と、ＣＲＴなどから成る表示装置３４と、ハードディス
ク装置３６と、ネットワークカードやモデムなどから成
る通信装置３８と、カラー画像を読み取るスキャナ３９
と、これらの各要素を接続するバス４０と、を備えるコ
ンピュータである。なお、図１では各種のインターフェ
イス回路は省略されている。通信装置３８は、図示しな
い通信回線を介してコンピュータネットワークに接続さ
れている。コンピュータネットワークの図示しないサー
バは、通信回線を介してコンピュータプログラムを電子
透かし装置１０に供給するプログラム供給装置としての
機能を有する。

【００２２】ＲＡＭ２４には、対象となるカラー画像デ
ータを複数のブロックに分割するブロック分割部４１
と、分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる
画素のうち、所定の条件を満たす画素の数を算出する画
素数算出部４２と、算出した画素の数に基づいて、その
ブロックが透かし情報の埋め込み可能なブロックである
か否か判定するブロック判定部４３と、埋め込み可能な
ブロックについて、算出した画素の数に所定の演算を施
す演算部４４と、得られた演算値から、変更すべき画素
の数を算出する変更画素数算出部４５と、そのブロック
に含まれる画素のうち、算出した数だけ、画素の値を変
更する画素変更部４６と、ブロックから透かし情報を抽
出する場合に、演算値から埋め込まれていた透かし情報
を特定する透かし情報特定部４７と、カラー画像データ
の表色系を変換する表色系変換部４８の、各機能を実現
するためのコンピュータプログラムが格納されている。
なお、これら各部の機能については後で詳しく説明す
る。

【００２３】このような各部４１〜４８の機能を実現す
るコンピュータプログラムは、フレキシブルディスクや
ＣＤ−ＲＯＭ等の、コンピュータ読み取り可能な記録媒
体に記録された形態で提供される。コンピュータは、そ
の記録媒体からコンピュータプログラムを読み取って内
部記憶装置または外部記憶装置に転送する。あるいは、
通信経路を介してコンピュータにコンピュータプログラ
ムを供給するようにしてもよい。コンピュータプログラ
ムの機能を実現する時には、内部記憶装置に格納された
コンピュータプログラムがコンピュータのマイクロプロ
セッサによって実行される。また、記録媒体に記録され
たコンピュータプログラムをコンピュータが読み取って
直接実行するようにしてもよい。

【００２４】この明細書において、コンピュータとは、
ハードウェア装置とオペレーションシステムとを含む概
念であり、オペレーションシステムの制御の下で動作す
るハードウェア装置を意味している。また、オペレーシ
ョンシステムが不要でアプリケーションプログラム単独
またはファームウェア単独でハードウェア装置を動作さ
せるような場合には、そのハードウェア装置自体がコン
ピュータに相当する。ハードウェア装置は、ＣＰＵ等の
マイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュ
ータプログラムを読み取るための手段とを少なくとも備
えている。例えば、ディジタルカメラやスキャナなどの
電子機器に、ＣＰＵやＲＯＭなどが組み込まれていて、
これら電子機器がコンピュータとしての機能を有する場
合も、これら電子機器はコンピュータの概念に当然に含
まれる。コンピュータプログラムは、このようなコンピ
ュータに、上述の各手段の機能を実現させるプログラム
コードを含んでいる。なお、上述の機能の一部は、アプ
リケーションプログラムでなく、オペレーションシステ
ムによって実現されていても良い。更に、電子透かしの
埋め込み処理や抽出処理を行なうプログラムは、画像処
理を行なうプログラムに対して、プラグインの形式で付
加されるものとしてもよい。

【００２５】なお、この発明における「記録媒体」とし
ては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気デ
ィスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカー
ド、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピ
ュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）
および外部記憶装置等の、コンピュータが読取り可能な
種々の媒体を利用することができる。

【００２６】Ｂ．電子透かし埋め込み処理：図２は本発
明の一実施例における電子透かし埋め込み処理の手順を
示すフローチャートである。この処理は、図１における
ブロック分割部４１、画素数算出部４２、ブロック判定
部４３、演算部４４、変更画素数算出部４５、画素変更
部４６、および表色系変換部４８の処理として実現され
ている。

【００２７】本実施例では、この処理が行われる前提と
して、予め、ハードディスク装置３６内には、この処理
の対象となるカラー画像データとして、画像サイズが大
きい大型フルカラー画像データが格納されている。この
カラー画像データは、例えば、大型の写真をスキャナ３
９によって読み取ったり、デジタルカメラ（図示せず）
で写した写真を通信装置３８を介して取り込んだりする
ことにより、得ることができる。このカラー画像は、Ｒ
ＧＢ表色系によって表されている。

【００２８】そこで、図２に示す電子透かし埋め込み処
理が起動されると、まず、表色系変換部４８は、対象と
なるカラー画像データをハードディスク装置３６から読
み出し（ステップＳ１０２）、そのＲＧＢ表色系のカラ
ー画像をＹＣ_bＣ_r表色系に変換する（ステップＳ１０
３）。ここで、ＹＣ_bＣ_r表色系は、画像の符号化等にお
いて、標準の表色系として良く知られたものである。

【００２９】なお、読み出したカラー画像はＭ×Ｎ画素
の大きさを有する。そして、変換前のＲＧＢ表色系の各
成分は（ｒ，ｇ，ｂ）で表すものとし、変換後のＹＣ_b
Ｃ_r表色系の各成分は（ｙ，ｃ_b，ｃ_r）で表すものとす
る。

【００３０】具体的には、表色系変換部４８は、次の式
（１）に従って、ＲＧＢ表色系からＹＣ_bＣ_r表色系へ変
換する。

【００３１】

【数１】

【００３２】ここで、ｙは輝度成分であり、ｃ_b，ｃ_rは
色差成分である。本実施例では、このうち、輝度成分ｙ
のみを用いて、透かし情報の埋め込みを行う。

【００３３】そこで、まず、ブロック分割部４１は、ス
テップＳ１０３で得られたＹＣ_bＣ_r表色系の成分（ｙ，
ｃ_b，ｃ_r）のうち、少なくとも輝度成分ｙについて、画
像を、ｍ×ｎ画素の大きさの矩形を成す複数のブロック
にそれぞれ分割する（ステップＳ１０４）。

【００３４】次に、画素数算出部４２は、分割した各ブ
ロックＡ_i（ｉ＝１，２，３，…）毎に、輝度帯域
（γ₁，γ₂）を指定する（ステップＳ１０５）。具体的
には、各ブロックＡ_i毎に、乱数を用いて第１の閾値γ₁
を選び、その第１の閾値γ₁から所定の帯域幅（例え
ば、３０）離れた第２の閾値γ₂を式（２）に従って求
めることによって、輝度帯域（γ₁，γ₂）を指定する。

【００３５】

【数２】

【００３６】そして、画素数算出部４２は、各ブロック
Ａ_i毎に、指定した輝度帯域（γ₁，γ₂）に基づいて、
そのブロックに含まれる画素の中から、その画素の有す
る輝度成分ｙが次の条件式（３）を満たすような画素の
数Ｂ_iを求める（ステップＳ１０５）。

【００３７】

【数３】

【００３８】つまり、画素数算出部４２は、そのブロッ
ク中に、輝度成分ｙが指定した輝度帯域内に含まれる画
素が、いくつ存在するかを算出する。なお、このような
輝度成分ｙが条件式（３）を満たすような画素、即ち、
輝度成分ｙが輝度帯域内に含まれるような画素を、説明
の都合上、以下、「帯域内画素」と呼び、その画素数を
「帯域内画素数」と呼ぶことにする。また、反対に、輝
度成分ｙが条件式（３）を満たさないような画素、即
ち、輝度成分ｙが輝度帯域外となるような画素を、以
下、「帯域外画素」と呼ぶことにする。

【００３９】次に、ブロック判定部４３，演算部４４，
変更画素数算出部４５および画素変更部４６が、ステッ
プＳ１０６の値変更処理を行う。

【００４０】図３は図２における値変更処理ルーチンの
内容を示すフローチャートである。図３に示す処理ルー
チンが開始されると、まず、ブロック判定部４３が、分
割した複数のブロックの中から、対象となるブロックを
１つ選択する。そして、ブロック判定部４３は、その対
象ブロックＡ_iが、透かし情報の埋め込み可能なブロッ
クであるかどうかを、そのブロックについて先に求めた
帯域内画素数Ｂ_iに基づき、判定する（ステップＳ１０
８）。

【００４１】埋め込み可能ブロックとは、そのブロック
の帯域内画素数Ｂ_iが次の条件式（４）を満足するブロ
ックをいう。

【００４２】

【数４】

【００４３】但し、ｐは一定値から成る基準値である。
即ち、言い換えると、埋め込み可能ブロックは、ｐ個以
上の帯域内画素とｐ個以上の帯域外画素とを同時に含む
ブロックのことである。

【００４４】このように、対象ブロックが埋め込み可能
ブロックであるか否かを判定するのは、透かし情報の埋
め込みによって画質劣化が生じるのを防止するためであ
る。即ち、上記した条件式（４）を満足しないブロック
として、例えば、ブロック内がすべて帯域内画素で構成
されたブロックを考えた場合、透かし情報を埋め込むた
めに、後述するように、そのブロック内に帯域外画素を
導入すると、それら帯域外画素が目立ってしまい画質劣
化を生じる。反対に、ブロック内がほとんど帯域外画素
であるブロックを考えた場合、透かし情報を埋め込むた
めに、そのブロック内に帯域内画素を散在させると、そ
れら帯域内画素が目立ってしまい、この場合も、画質劣
化となる。

【００４５】従って、言い換えれば、透かし情報の埋め
込みによって画質劣化を生じる恐れのあるブロックを、
前もって排除するために、上記のような判定を行うので
ある。

【００４６】判定の結果、対象ブロックＡ_iが埋め込み
可能ブロックではないと判定した場合には、ブロック判
定部４３は、次のブロックＡ_i+1を対象ブロックとして
選択して（ステップＳ１１０）、そのブロックに対して
同様の判定を行う。

【００４７】反対に、対象ブロックＡ_iが埋め込み可能
ブロックであると判定した場合には、ステップＳ１１２
以降の処理によって、その対象ブロックＡ_iに対し、透
かし情報の埋め込みが行われる。

【００４８】本実施例において、透かし情報ｄ_iは、著
作権情報を表す文字または数字列を２進数に展開した２
値の数字列から成るものとし、ｄ_i＝０または１（ｉ＝
１，２，３，…，Ｅ）と表される。但し、Ｅは、カラー
画像内に存在する埋め込み可能ブロックの数である。

【００４９】本実施例では、埋め込み可能ブロックであ
る対象ブロックＡ_iに対する、透かし情報ｄ_iの埋め込み
は、次のようにして行う。

【００５０】即ち、その対象ブロックＡ_iに埋め込むべ
き透かし情報ｄ_iが「１」の場合には、原則として、前
述の基準値ｐによる帯域内画素数Ｂ_iの剰余ｂ_iが（３／
４）ｐとなるように、その対象ブロックＡ_i内の一部の
画素の輝度成分ｙを変更する。一方、埋め込むべき透か
し情報ｄ_iが「０」の場合には、原則として、上記剰余
ｂ_iが（１／４）ｐになるように、一部の画素の輝度成
分ｙを変更する。

【００５１】基準値ｐによる剰余ｂ_iは、原則的に、０
≦ｂ_i＜ｐの範囲に入るから、その範囲の１／４のとこ
ろと３／４のところに、透かし情報ｄ_iに従って剰余ｂ_i
が分かれるように、一部の画素の輝度成分ｙを変更する
のである。

【００５２】この方法によって、透かし情報を、帯域内
画素の面的な拡がり（分布）情報に代替して、埋め込む
ことが可能となる。

【００５３】そこで、この埋め込み原理に従って、ま
ず、演算部４４が、その対象ブロックＡ_iについて、前
述の基準値ｐによる帯域内画素数Ｂ_iの剰余ｂ_iを求める
（ステップＳ１１２）。具体的には、次の式（５）の演
算を行う。

【００５４】

【数５】

【００５５】次に、変更画素数算出部４５は、その対象
ブロックＡ_iに埋め込むべき透かし情報ｄ_iが「１」であ
るか「０」であるかを判定する（ステップＳ１１４）。
そして、判定の結果、透かし情報ｄ_iが「１」である場
合には、上記した剰余ｂ_iが（３／４）ｐとなるよう
に、輝度成分ｙの変更を行うべき画素の数（変更画素
数）ｃ_iを求める（ステップＳ１１６）。また、透かし
情報ｄ_iが「０」である場合には、上記した剰余ｂ_iが
（１／４）ｐとなるように、変更画素数ｃ_iを求める
（ステップＳ１１８）。

【００５６】但し、本実施例では、変更画素数ｃ_iは、
条件式（３）を満たさない輝度成分ｙを条件式（３）を
満たすように変更する画素の数を表す場合を正とし、条
件式（３）を満す輝度成分ｙを条件式（３）を満たさな
いように変更する画素の数を表す場合を負とすることと
する。

【００５７】ところで、図４（ａ）から明らかなよう
に、透かし情報ｄ_iが「１」である場合に、常に、剰余
ｂ_iが（３／４）ｐとなるよう、変更画素数ｃ_iを求める
と、剰余がｂ_i＜（１／４）ｐのときには、変更画素数
の絶対値｜ｃ_i｜が（１／２）ｐよりも多くなってしま
う。変更画素数の絶対値｜ｃ_i｜は、元の画像から、何
個の画素について、その輝度成分ｙを変更するかを表す
ことになるから、その数の増加は画質劣化に直結してい
る。従って、変更画素数の絶対値｜ｃ_i｜が（１／２）
ｐを超えるほど多い場合に、その画素数｜ｃ_i｜分の画
素について、実際に輝度成分ｙを変更すると、著しく画
質を損なってしまうことになる。

【００５８】そこで、本実施例では、ｐによる剰余とし
ては、式（６）の関係が成り立つことを利用して、透か
し情報がｄ_i＝１で、かつ、剰余がｂ_i＜（１／４）ｐの
場合には、剰余ｂ_iが−（１／４）ｐとなるような、変
更画素数ｃ_iを求めるようにする。こうすることによ
り、変更画素数の絶対値｜ｃ_i｜を、｜ｃ_i｜≦（１／
２）ｐの範囲内に抑えることができる。

【００５９】

【数６】

【００６０】また、透かし情報ｄ_iが「０」であるとき
にも同様のことが言える。即ち、図４（ｂ）から明らか
なように、透かし情報ｄ_iが「０」である場合に、常
に、剰余ｂ_iが（１／４）ｐとなるよう、変更画素数ｃ_i
を求めると、剰余がｂ_i＞（３／４）ｐのときには、変
更画素数の絶対値｜ｃ_i｜が（１／２）ｐよりも多くな
ってしまうため、その変更画素数ｃ_iに基づいて、実際
に輝度成分ｙを変更すると、著しく画質を損なってしま
うことになる。

【００６１】そこで、本実施例では、ｐによる剰余とし
て、式（７）の関係が成り立つことを利用して、透かし
情報がｄ_i＝０で、かつ、剰余がｂ_i＞（３／４）ｐの場
合には、剰余ｂ_iが（５／４）ｐとなるような、変更画
素数ｃ_iを求めるようにしている。

【００６２】

【数７】

【００６３】従って、以上のことをまとめると、変更画
素数算出部４５では、透かし情報ｄ _iが「１」ならば、
剰余ｂ_iの値に応じて、式（８）に従って変更画素数ｃ_i
を算出する。

【００６４】

【数８】

【００６５】また、透かし情報ｄ_iが「０」ならば、剰
余ｂ_iの値に応じて、式（９）に従って変更画素数ｃ_iを
算出する。

【００６６】

【数９】

【００６７】次に、ブロック判定部４３は、式（８），
（９）に従って算出された変更画素数ｃ_i分だけ、対象
ブロックＡ_i内の画素の輝度成分ｙを変更した場合に、
変更後の対象ブロックＡ_iも、依然として埋め込み可能
ブロックであり得るかどうかについて判定する（ステッ
プＳ１２０）。具体的には、対象ブロックＡ_i内の画素
の輝度成分ｙを変更した場合、その対象ブロックＡ_i内
に存在する帯域内画素数は、Ｂ_i＋ｃ_iとなるので、この
帯域内画素数Ｂ_i＋ｃ_iが、前述の条件式（４）を満足す
るかどうかを判定する。但し、条件式（４）では、帯域
内画素数はＢ_iとなっているので、これをＢ_i＋ｃ_iに変
更する必要はある。

【００６８】判定の結果、変更後の対象ブロックＡ
_iが、埋め込み可能ブロックではなくなったと判定され
た場合には、変更画素数算出部４５が、先に求めた変更
画素数ｃ _iを次の式（１０）に従って修正する（ステッ
プＳ１２２）。

【００６９】

【数１０】

【００７０】一方、変更後の対象ブロックＡ_iも依然と
して埋め込み可能ブロックであると判定された場合に
は、次に、画素変更部４６が、最終的に得られた変更画
素数ｃ _iに応じて、対象ブロックＡ_i内の画素の輝度成分
ｙを変更する（ステップＳ１２４）。

【００７１】具体的には、画素変更部４６は、対象ブロ
ックＡ_i内において、ラインや文字等の描画オブジェク
トのエッジ部分の画素を、変更画素数ｃ_iが正であれ
ば、その輝度成分ｙが条件式（３）を満たさない画素に
ついて、その輝度成分ｙを、条件式（３）を満たすよう
に変更し、変更画素数ｃ_iが負であれば、その輝度成分
ｙが条件式（３）を満す画素について、その輝度成分ｙ
を、条件式（３）を満たさないように変更する。つま
り、変更画素数ｃ_iが正であれば、その輝度成分ｙが第
１の閾値γ₁以下か第２の閾値γ₂以上である画素につい
て、第１の閾値γ₁より大きく第２の閾値γ₂より小さく
なるように変更し、変更画素数ｃ_iが負であれば、その
輝度成分ｙが第１の閾値γ₁より大きく第２の閾値γ₂よ
り小さい画素について、その輝度成分ｙが第１の閾値γ
₁以下か第２の閾値γ₂以上となるように変更するのであ
る。

【００７２】この結果、変更後の対象ブロックＡ_i内の
帯域内画素数Ｂ_i’は、前述したとおりＢ_i＋ｃ_iとなる
ため、これら変更後の帯域内画素数Ｂ_i’について、基
準値ｐによる剰余ｂ_i’を仮に求めたとすると、式（１
１）の如くになる。

【００７３】

【数１１】

【００７４】即ち、変更後の帯域内画素数Ｂ_i’の、基
準値ｐによる剰余ｂ_i’は、埋め込まれた透かし情報ｄ_i
の値に応じて、必ず、（３／４）ｐか（１／４）ｐにな
る。

【００７５】次に、ブロック判定部４３は、カラー画像
内の分割したすべてのブロックについて、上述した一連
の処理を行ったか否かを判定し（ステップＳ１２６）、
行っていなければ、次のブロックＡ_i+1を対象ブロック
として選択して（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０
８以降の処理を行う。また、すべてのブロックについて
処理を行っていれば、図３の値変更処理ルーチンを終了
し、図２の電子透かし埋め込み処理に戻る。

【００７６】次に、表色系変換部４８は、輝度成分ｙに
ついて透かし情報が埋め込まれた、ＹＣ_bＣ_r表色系のカ
ラー画像を、式（１２）に従って、元のＲＧＢ表色系の
カラー画像に戻す（ステップＳ１２８）。

【００７７】

【数１２】

【００７８】以上によって、図２に示す電子透かし埋め
込み処理を終了する。

【００７９】以上説明した電子透かし埋め込み処理によ
って、大型フルカラー画像の画像データ内に、著作権情
報を表す透かし情報を埋め込むことができる。なお、こ
の埋め込み処理において使用したパラメータ、即ち、ブ
ロックの大きさ（ｍ画素，ｎ画素）や、基準値ｐや、第
１および第２の閾値γ₁，γ₂などは、埋め込んだ透かし
情報を抽出するために必要な秘密鍵となる。

【００８０】Ｃ．電子透かし抽出処理：図５は本発明の
一実施例における電子透かし抽出処理の手順を示すフロ
ーチャートである。この処理は、図１におけるブロック
分割部４１、画素数算出部４２、ブロック判定部４３、
演算部４４、透かし情報特定部４７および表色系変換部
４８の処理として実現されている。

【００８１】本実施例では、この処理が行われる前提と
して、予め、ハードディスク装置３６内には、この処理
の対象となる画像データとして、図２に示した電子透か
し埋め込み処理によって透かし情報の埋め込まれたカラ
ー画像データが格納されている。このカラー画像は、Ｒ
ＧＢ表色系によって表されている。

【００８２】そこで、図５に示す電子透かし抽出処理が
起動されると、まず、表色系変換部４８は、対象とな
る、透かし情報の埋め込まれたカラー画像データをハー
ドディスク装置３６から読み出し（ステップＳ２０
２）、そのＲＧＢ表色系のカラー画像の成分（ｒ，ｇ，
ｂ）から、前述の式（１）に基づいて、ＹＣ_bＣ_r表色系
の輝度成分ｙを算出する（ステップＳ２０３）。

【００８３】続いて、ブロック分割部４１は、別に用意
されている、そのカラー画像データについて透かし情報
を埋め込むときに用いられた秘密鍵の情報から、ブロッ
クの大きさ（ｍ画素，ｎ画素）を取得して、ステップＳ
２０３で算出された輝度成分ｙについて、画像をｍ×ｎ
画素のブロックにそれぞれ分割する（ステップＳ２０
４）。

【００８４】次に、画素数算出部４２は、前述の秘密鍵
の情報から第１および第２の閾値γ ₁，γ₂を取得し、そ
れら閾値γ₁，γ₂に基づいて、分割した各ブロックＡ_i
（ｉ＝１，２，３，…）毎に、そのブロックに含まれる
画素の中から、その画素の有する輝度成分ｙが前述の条
件式（３）を満たすような画素（即ち、帯域内画素）の
数を求める（ステップＳ２０５）

【００８５】次に、ブロック判定部４３，演算部４４お
よび透かし情報特定部４７が、ステップＳ２０６の透か
し情報導出処理を行う。

【００８６】図６は図５における透かし情報導出処理ル
ーチンの内容を示すフローチャートである。図６に示す
処理ルーチンが開始されると、まず、ブロック判定部４
３が、分割した複数のブロックの中から、対象となるブ
ロックを１つ選択する。そして、ブロック判定部４３
は、前述の秘密鍵の情報から、基準値ｐを取得して、対
象ブロックＡ_iが透かし情報の埋め込み可能なブロック
であるかどうかを、ステップＳ２０５で求めた帯域内画
素数Ｂ_i’と、取得した基準値ｐに基づいて、前述した
条件式（４）に従い判定する（ステップＳ２０８）。

【００８７】判定の結果、埋め込み可能ブロックであれ
ば、その対象ブロックＡ_iには透かし情報ｄ_iが埋め込ま
れていると見なすことができるので、ステップＳ２１２
以降の処理によって、その対象ブロックＡ_iから、透か
し情報の抽出が行われる。埋め込み可能ブロックでなけ
れば、その対象ブロックＡ_iには透かし情報は埋め込ま
れていないので、ブロック判定部４３は、次のブロック
Ａ_i+1を対象ブロックとして選択して（ステップＳ２１
０）、そのブロックに対して同様の判定を行う。

【００８８】対象ブロックＡ_iから透かし情報の抽出を
行う場合、まず、演算部４４が、その対象ブロックＡ_i
について、基準値ｐによる帯域内画素数Ｂ_i’の剰余
ｂ_i’を、前述の式（５）に従って求める（ステップＳ
２１２）。

【００８９】次に、透かし情報特定部４７が、その求め
た剰余ｂ_i’を、基準値ｐから得られる閾値（１／２）
ｐと大小比較する（ステップＳ２１４）。即ち、基準値
ｐによる剰余ｂ_iは、原則的に、０≦ｂ_i＜ｐの範囲内に
あるから、その範囲の１／２のところに閾値を設定し、
求めた剰余ｂ_i’を０≦ｂ_i’＜（１／２）ｐ側と、（１
／２）ｐ≦ｂ_i’＜ｐ側と、に振り分けるのである。

【００９０】一方、前述したとおり、透かし情報の埋め
込みにより、基準値ｐによる帯域内画素数Ｂ_i’の剰余
ｂ_i’は、前述の式（１１）に示すように、埋め込まれ
た透かし情報ｄ_iの値に応じて（３／４）ｐか（１／
４）ｐになっているはずである。従って、求めた剰余ｂ
_i’を上記のように振り分けることにより、埋め込まれ
た透かし情報ｄ_iが何であるかを容易に把握することが
できる。但し、ノイズなどによって、必ずしも、丁度
（３／４）ｐまたは（１／４）ｐの値となっているわけ
ではない。そこで、ｂ_i’＜（１／２）ｐと、（１／
２）ｐ≦ｂ_i’という具合に、判定の幅に余裕を持たせ
ることにより、ノイズなどの影響を排除している。

【００９１】つまり、透かし情報特定部４７は、式（１
３）に示すように、比較した結果から、求めた剰余
ｂ_i’が、ｂ_i’≧（１／２）ｐである場合には、埋め込
まれた透かし情報ｄ_iは「１」であると特定し（ステッ
プＳ２１６）、ｂ_i’＜（１／２）ｐである場合には、
埋め込まれた透かし情報ｄ_iは「０」であると特定する
（ステップＳ２１８）。

【００９２】

【数１３】

【００９３】こうして、対象ブロックＡ_iに埋め込まれ
ていた透かし情報ｄ_iを抽出することができる。

【００９４】次に、ブロック判定部４３は、カラー画像
内の分割したすべてのブロックについて、上述した一連
の処理を行ったか否かを判定し（ステップＳ２２０）、
行っていなければ、次のブロックＡ_i+1を対象ブロック
として選択して（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０
８以降の処理を行う。また、すべてのブロックについて
処理を行っていれば、図６の透かし情報導出処理ルーチ
ンを終了し、図５の電子透かし抽出処理に戻って、一連
の処理を終了する。

【００９５】以上説明した電子透かし抽出処理によっ
て、大型フルカラー画像の画像データ内に埋め込まれて
いた透かし情報を抽出して、そのフルカラー画像の著作
権情報を取り出すことができる。また、本実施例におい
ては、原画像を用意しなくても、秘密鍵さえあれば、透
かし情報を抽出することが可能である。

【００９６】なお、透かし情報抽出時に埋め込み可能ブ
ロックと判定されるブロックの数Ｅ’は、ノイズや、悪
意を持った第三者からの攻撃などによって、透かし情報
埋め込み時に判定された埋め込み可能ブロックの数、即
ち、Ｅと必ずしも一致するとは限らない。

【００９７】Ｄ．電子透かし埋め込みの具体例：以下、
具体例として、図７に示すような大型フルカラー画像
に、透かし情報を埋め込む場合を例に挙げて説明する。
図７に示すフルカラー画像は、画像サイズ（Ｍ×Ｎ画
素）として３８４０×２８８０画素の大きさを持ち、Ｒ
ＧＢ表色系で各色８ビットを有する画像である。

【００９８】このフルカラー画像に対し、図２のステッ
プＳ１０３で示したように、表色系変換部４８が、式
（１）に従って、ＲＧＢ表色系からＹＣ_bＣ_r表色系へ変
換を施すと、その結果として得られる輝度成分ｙのみに
よる画像および各輝度成分ｙの頻度は、図８に示す如く
になる。図８において、（ａ）は輝度成分のみから成る
画像を示しており、（ｂ）はかかる画像における各輝度
成分の頻度を示している。

【００９９】また、この具体例では、ブロック分割部４
１が分割する矩形のブロックの大きさ（ｍ×ｎ画素）
を、ｍ＝３８４，ｎ＝２８８とすると共に、ブロック判
定部４３，演算部４４，変更画素数算出部４５，および
画素変更部４６が用いる基準値ｐとして、ｐ＝４００
０，８０００，１６０００の３通りの基準値を用いて、
透かし情報の埋め込みを行うようにした。

【０１００】このようにして透かし情報を埋め込んだ場
合の平均的な埋め込み可能情報量は、基準値ｐ毎に、図
９に示す如くになる。また、基準値ｐを１６０００とし
た場合の、埋め込み済み画像および各輝度成分ｙの頻度
は、図１０に示す如くになる。図１０において、（ａ）
は埋め込み済み画像を示しており、（ｂ）はかかる画像
における各輝度成分の頻度を示している。

【０１０１】図１０（ａ）に示すように、埋め込み済み
画像は、図７に示す原画像と比較しても、視覚的な違和
感はなく、また、図１０（ｂ）と図８（ｂ）と比べれば
明らかなように示すように、輝度成分ｙの頻度分布にも
大差は見られなかった。しかし、図７に示す原画像と図
１０（ａ）に示す埋め込み済み画像との差分を取ると、
図１１に示すように、輝度によるエッジ部分が変化して
おり、透かし情報が埋め込まれていることがわかる。

【０１０２】但し、実際の利用形態では、図１０（ａ）
に示す埋め込み済み画像が利用者に配布されるだけであ
り、図７に示す原画像は配布されないので、利用者に
は、この透かし情報を推定することは困難である。

【０１０３】Ｅ．サイズ変更への耐性：近年では、イン
ターネットの発達に伴い、図７に示したような大型フル
カラー画像を原画像として商用データベースに多数保管
し、それらに透かし情報を埋め込み、各利用者の利用形
態に応じてそれら埋め込み済み画像をサイズ変更した上
で、プロバイダからインターネットを通じて各利用者に
有料配信される画像配信システムが実現されている。

【０１０４】このような画像配信システムにおいては、
画像のサイズ変更は次のような手順で行われる。 （１）サイズ変更後の座標系における画素を表す格子点
（ｘ₀，ｙ₀）の、サイズ変更前の座標系における座標
（ｕ₀，ｖ₀）を、次の式（１４）により算出する。

【０１０５】

【数１４】 但し、ａ，ｂは正の定数である。

【０１０６】（２）通常、（１）で算出した座標
（ｕ₀，ｖ₀）は、サイズ変更前の座標系における画素を
表す格子点とはならないので、座標（ｕ₀，ｖ₀）におけ
る濃度（画素値）を、その座標の周囲にある格子点にお
ける濃度を利用して補間する。 （３）補間によって得られた座標（ｕ₀，ｖ₀）における
濃度を、サイズ変更後の座標系における格子点（ｘ₀，
ｙ₀）の濃度（画素値）とする。 （４）サイズ変更後の座標系における全ての格子点に対
して、（１）〜（３）の操作を繰り返し行う。

【０１０７】以上のような手順によって、埋め込み済み
画像に対するサイズ変更は行われる。

【０１０８】ところで、非格子点である座標（ｕ₀，
ｖ₀）における濃度を補間する際の濃度補間方法とし
て、代表的なものには、図１２に示すように、次の３種
類の方法が挙げられる。 （ａ）最近傍法（nearest neighbor） （ｂ）線形補完法（bi-linear interpolation） （ｃ）３次補完法（cubic convolution）

【０１０９】（ａ）の方法では、非格子点である座標
（ｕ₀，ｖ₀）に最も近いｕ−ｖ座標系での格子点におけ
る濃度を、座標（ｕ₀，ｖ₀）における濃度とする。この
方法は、補間の前後で色数が変化しないという特徴があ
る。補間処理は高速であるが、補間の精度は低い。

【０１１０】（ｂ）の方法では、非格子点である座標
（ｕ₀，ｖ₀）の周囲にある４つの格子点（ｕ’，
ｖ’），（ｕ’＋１，ｖ’），（ｕ’，ｖ’＋１），
（ｕ’＋１，ｖ’＋１）における濃度ｆ（ｕ’，
ｖ’），ｆ（ｕ’＋１，ｖ’），ｆ（ｕ’，ｖ’＋
１），ｆ（ｕ’＋１，ｖ’＋１）を用いて、次の式（１
５）式に従い線形補間を行う。

【０１１１】

【数１５】

【０１１２】ここで、ｕ’＝［ｕ₀］，ｖ’＝［ｖ₀］，
α＝ｕ₀−［ｕ₀］，β＝ｖ₀−［ｖ₀］で、［Ｗ］はＷを
超えない最大の整数を表す。

【０１１３】この方法は、補間の精度が高いという特徴
があるが、補間後の画像に補間前に存在しなかった色が
含まれることがある。

【０１１４】（ｃ）の方法では、非格子点である座標
（ｕ₀，ｖ₀）の周囲にある１６個の格子点における濃度
を用いて、次の式（１６）式に従い、３次式による補間
を行う。

【０１１５】

【数１６】

【０１１６】ここで、（ｕ_k，ｕ_l）は、座標（ｕ₀，
ｖ₀）の周囲にある格子点を表し、補間関数Ｃ（ｘ）
は、次の式（１７）で定義される。

【０１１７】

【数１７】

【０１１８】なお、図１２（ｃ）では、ｓｉｎπｘ／π
ｘの３次多項式近似を表している。

【０１１９】この方法は、補間に利用する格子点の範囲
が広いため、（ｂ）の方法よりさらに補間の精度が高い
という特徴があるが、補間処理に時間がかかると共に、
（ｂ）の方法と同様に、補間の前後で色数が増加する。

【０１２０】そこで、次に、これら３種類の濃度補間方
法を用いて、図１０（ａ）に示す画像に対し、倍率１／
２でサイズ変更を行ったところ、図１３に示すような画
像が得られた。図１３において、（ａ）は最近傍法を用
いた場合を、（ｂ）は線形補完法を用いた場合を、
（ｃ）は３次補完法を用いた場合を、それぞれ示す。

【０１２１】また、これらサイズ変更された埋め込み済
み画像から透かし情報を抽出した際の、透かし情報の検
出率（％）を調べたところ、図１４に示す如くになっ
た。図１４では、基準値ｐ＝４０００，８０００，１６
０００で透かし情報の埋め込みを行った埋め込み済み画
像に対し、上記した３種類の濃度補間方法を用いて、倍
率１／２，１／４でサイズ変更を行った画像について、
それぞれ、透かし情報の検出率を得ている。

【０１２２】図１３から明らかなように、サイズ変更後
の画像について、その濃度補間方法の違いを見い出すこ
とは困難である。しかし、埋め込まれた透かし情報の抽
出を行うと、その濃度補間方法の違いが、図１４に示す
ように、検出率の数値として現れている。線形補間法お
よび３次元補間法は、いずれも、補間処理後に新たな色
が作り出されるため、その新たな色の作り出された画素
が、輝度成分ｙおよび埋め込み対象となった輝度成分を
持つ画素数に大きな影響を与えており、最近傍法に比較
して、検出率が低いと考えられる。また、縮小率が上が
るほど（すなわち、倍率が下がるほど）、検出率は低下
している。この具体例では、画像をサイズ変更した際の
倍率に従って、抽出時における分割ブロックの矩形サイ
ズおよび基準値を再計算している。縮小率が上がるほ
ど、基準値に設けておいた冗長度は減少するため、誤検
出を招く結果となるのである。よって、埋め込み時の基
準値を大きく設定した埋め込み済み画像の方が、検出率
は高かった。

【０１２３】Ｆ．実施例の効果：以上説明したとおり、
本実施例では、輝度成分ｙが条件式（３）を満たすよう
な画素の数の分布、即ち、画素面積（平面的な拡がり）
の分布を制御することによって、大型フルカラー画像に
透かし情報を埋め込んでいる。

【０１２４】従って、このように、大型フルカラー画像
に対する透かし情報の埋め込みに輝度成分を利用するこ
とにより、画質に大きな影響を与えることなく、透かし
情報の埋め込みを行うことができる。

【０１２５】また、大型フルカラー画像から縮小画像な
どを作って利用者に配信する利用形態に対して、本実施
例の電子透かし埋め込み方法は、非常に有用な手段を提
供することができる。なお、この場合、画像のサイズ変
更を行う際に適切な濃度補間方法を用いることが重要で
ある。

【０１２６】Ｇ．変形例：なお、本発明は上記した実施
例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々の態様にて実施することが可能
である。

【０１２７】Ｇ−１．変形例１：上記した実施例におい
ては、対象ブロックＡ_iに透かし情報を埋め込む際、透
かし情報ｄ_iが「１」の場合には、原則として、基準値
ｐによる帯域内画素数Ｂ_iの剰余ｂ_iが（３／４）ｐにな
るように、透かし情報ｄ_iが「０」の場合には、剰余ｂ_i
が（１／４）ｐになるように、その対象ブロックＡ_i内
における一部の画素の輝度成分ｙを変更するようにして
いた。

【０１２８】しかしながら、このように、剰余ｂ_iが
（３／４）ｐ，（１／４）ｐの何れかの値のみになるよ
うに、変更を施すと、変更後の対象ブロックＡ_i内にお
ける画素の分布が極端に偏ってしまい、人為的な作為が
第三者に検知されてしまう恐れがある。

【０１２９】そこで、透かし情報ｄ_iが「１」の場合に
は、基準値ｐによる帯域内画素数Ｂ_iの剰余ｂ_iが区間
（（１／２）ｐ，ｐ）内にランダムに分布するように、
透かし情報ｄ_iが「０」の場合には、剰余ｂ_iが区間
（０，（１／２）ｐ）内にランダムに分布するように、
その対象ブロックＡ_i内における一部の画素の輝度成分
ｙを変更するようにしても良い。

【０１３０】具体的には、まず、変更画素数算出部４５
が、区間（０，１）内に存在し得る乱数ｒを生成する。
次に、変更画素数算出部４５は、その対象ブロックＡ_i
に埋め込むべき透かし情報ｄ_iが「１」であるか「０」
であるかを判定し、その判定の結果、透かし情報ｄ_iが
「１」である場合には、生成した乱数ｒに基づいて、基
準値ｐによる帯域内画素数Ｂ_iの剰余ｂ_iが区間（（１／
２）ｐ，ｐ）内にランダムに分布するように、変更画素
数ｃ_iを求める。また、透かし情報ｄ_iが「０」の場合に
は、剰余ｂ_iが区間（０，（１／２）ｐ）内にランダム
に分布するように、変更画素数ｃ_iを求める。

【０１３１】このような方法を採ることにより、変更後
の対象ブロックＡ_i内における画素の分布が偏ることが
なく、透かし情報の埋め込みができ、人為的な作為が第
三者に検知されてしまう恐れがない。

【０１３２】Ｇ−２．変形例２：上記した実施例におい
ては、画素数算出部４２が指定する輝度帯域（γ₁，
γ₂）の帯域幅は、一定（例えば、３０）であったが、
本発明はこれに限定されるものではなく、ブロック毎に
可変するようにしても良く、その場合には、透かし情報
の秘匿性をさらに向上させることができる。

【０１３３】Ｇ−３．変形例３：上記した実施例におい
ては、求めた画素の数に、所定の演算を施す際、基準値
ｐによる剰余を求める演算を施していたが、本発明は、
これに限定されるものではなく、加減乗除、積分，微
分、各種関数演算などを組み合わせて、種々の演算の適
用が可能である。

【０１３４】Ｇ−４．変形例４：上記した実施例では、
埋め込みの対象となるカラー画像はＲＧＢ表色系のカラ
ー画像であったが、ＣＭＹ表色系などの他の表色系のカ
ラー画像であっても良い。また、カラー画像をＹＣ_bＣ_r
表色系へ変換していたが、ＸＹＺ表色系など他の表色系
へ変換するようにしても良い。

【０１３５】Ｇ−５．変形例５：上記した説明では、秘
密鍵の保存方法については特に言及しなかったが、画像
データに透かし情報を埋め込む際に、この秘密鍵を暗号
化した上で、別の電子透かし埋め込み方法によって、画
像データ内に埋め込むようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における電子透かし埋め込み処理及び電
子透かし抽出処理を実行するための電子透かし装置１０
の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例における電子透かし埋め込み
処理の手順を示すフローチャートである。

【図３】図２における値変更処理ルーチンの内容を示す
フローチャートである。

【図４】透かし情報に応じた剰余ｂ_iの変更先を説明す
るための説明図である。

【図５】本発明の一実施例における電子透かし抽出処理
の手順を示すフローチャートである。

【図６】図５における透かし情報導出処理ルーチンの内
容を示すフローチャートである。

【図７】埋め込み対象となる大型フルカラー画像の一例
を示す説明図である。

【図８】図７のフルカラー画像に対し表色系変換を施し
た後の輝度成分ｙのみによる画像および各輝度成分ｙの
頻度を示す説明図である。

【図９】図７のフルカラー画像に透かし情報を埋め込ん
だ場合の平均的な埋め込み可能情報量を示す説明図であ
る。

【図１０】基準値ｐを１６０００とした場合の埋め込み
済み画像および各輝度成分ｙの頻度を示す説明図であ
る。

【図１１】図７に示す原画像と図１０（ａ）に示す埋め
込み済み画像との差分を示す説明図である。

【図１２】画像のサイズ変更を行う際に用いられる代表
的な濃度補間方法を説明するための説明図である。

【図１３】３種類の濃度補間方法を用いて図１０（ａ）
に示す画像に対し倍率１／２でサイズ変更を行った場合
に得られる画像を示す説明図である。

【図１４】サイズ変更された埋め込み済み画像から透か
し情報を抽出した際の透かし情報の検出率を示す説明図
である。

【符号の説明】

１０…電子透かし装置 ２２…ＣＰＵ ２４…ＲＡＭ ２６…ＲＯＭ ３０…キーボード ３２…マウス ３４…表示装置 ３６…ハードディスク装置 ３８…通信装置 ３９…スキャナ ４０…バス ４１…ブロック分割部 ４２…画素数算出部 ４３…ブロック判定部 ４４…演算部 ４５…変更画素数算出部 ４６…画素変更部 ４７…透かし情報特定部 ４８…表色系変換部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 BA30 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CB19 CC02 CE08 CE09 CE16 CE18 CG07 CH08 CH18 5C076 AA14 BA06

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー画像データに透かし情報を埋め込
   むための電子透かし埋め込み方法であって、 （ａ）前記カラー画像データまたは該カラー画像データ
   から得られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複
   数のブロックに分割する工程と、 （ｂ）分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれ
   る画素のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロ
   ックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあ
   るという条件を満たす画素の数を算出する工程と、 （ｃ）算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演
   算値を得る工程と、 （ｄ）前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値
   以上の値で表される場合に、そのブロックに埋め込むべ
   き前記透かし情報が前記第１の値であるときには、その
   ブロックについて得られた前記演算値が第１の範囲にあ
   るという条件を満たすように、そのブロックに埋め込む
   べき前記透かし情報が前記第２の値であるときには、前
   記演算値が前記第１の範囲とは異なる第２の範囲にある
   という条件を満たすように、それぞれ、そのブロックに
   含まれる少なくとも１つの画素の有する前記輝度成分を
   変更する工程と、 を備える電子透かし埋め込み方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子透かし埋め込み方
   法において、 （ｅ）算出した前記画素の数に基づいて、そのブロック
   に前記透かし情報を埋め込むか否かを判定する工程をさ
   らに備えると共に、 前記判定の結果、前記透かし情報を埋め込むと判定され
   たブロックについてのみ、前記工程（ｃ）および（ｄ）
   は、実行されることを特徴とする電子透かし埋め込み方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の電子透
   かし埋め込み方法において、 前記工程（ｄ）では、前記第１の値であるときには、前
   記演算値が前記第１の範囲に含まれる第３の値となるよ
   うに、前記第２の値であるときには、前記演算値が前記
   第２の範囲に含まれる第４の値となるように、前記画素
   の有する前記輝度成分を変更することを特徴とする電子
   透かし埋め込み方法。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２に記載の電子透
   かし埋め込み方法において、 前記工程（ｄ）は、ランダム値を生成する工程をさらに
   備えると共に、 前記第１の値であるときには、前記演算値が、前記第１
   の範囲に含まれる値のうち、前記ランダム値に応じた値
   となるように、前記第２の値であるときには、前記演算
   値が、前記第２の範囲に含まれる値のうち、前記ランダ
   ム値に応じた値となるように、前記画素の有する前記輝
   度成分を変更することを特徴とする電子透かし埋め込み
   方法。
5. 【請求項５】 透かし情報の埋め込まれたカラー画像デ
   ータから前記透かし情報を抽出するための電子透かし抽
   出方法であって、 （ａ）前記カラー画像データまたは該カラー画像データ
   から得られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複
   数のブロックに分割する工程と、 （ｂ）分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれ
   る画素のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロ
   ックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあ
   るという条件を満たす画素の数を算出する工程と、 （ｃ）算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演
   算値を得る工程と、 （ｄ）前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値
   以上の値で表される場合に、そのブロックについて得ら
   れた前記演算値が第１の範囲にあるか、該第１の範囲と
   は異なる第２の範囲にあるか、を判定し、第１の範囲に
   あるときには、前記第１の値を、第２の範囲にあるとき
   には、前記第２の値を、それぞれ、そのブロックに埋め
   込まれていた前記透かし情報として特定する工程と、 を備える電子透かし抽出方法。
6. 【請求項６】 カラー画像データに透かし情報を埋め込
   む電子透かし埋め込み装置であって、 前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得
   られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブ
   ロックに分割するブロック分割部と、 分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素
   のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロックに
   応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるとい
   う条件を満たす画素の数を算出する画素数算出部と、 算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演算値を
   得る演算部と、 前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の
   値で表される場合に、そのブロックに埋め込むべき前記
   透かし情報が前記第１の値であるときには、そのブロッ
   クについて得られた前記演算値が第１の範囲にあるとい
   う条件を満たすように、そのブロックに埋め込むべき前
   記透かし情報が前記第２の値であるときには、前記演算
   値が前記第１の範囲とは異なる第２の範囲にあるという
   条件を満たすように、それぞれ、そのブロックに含まれ
   る少なくとも１つの画素の有する前記輝度成分を変更す
   る画素変更部と、 を備える電子透かし埋め込み装置。
7. 【請求項７】 透かし情報の埋め込まれたカラー画像デ
   ータから前記透かし情報を抽出する電子透かし抽出装置
   であって、 前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得
   られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブ
   ロックに分割するブロック分割部と、 分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素
   のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロックに
   応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるとい
   う条件を満たす画素の数を算出する画素数算出部と、 算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演算値を
   得る演算部と、 前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の
   値で表される場合に、そのブロックについて得られた前
   記演算値が第１の範囲にあるか、該第１の範囲とは異な
   る第２の範囲にあるか、を判定し、第１の範囲にあると
   きには、前記第１の値を、第２の範囲にあるときには、
   前記第２の値を、それぞれ、そのブロックに埋め込まれ
   ていた前記透かし情報として特定する透かし情報特定部
   と、 を備える電子透かし抽出装置。
8. 【請求項８】 カラー画像データに透かし情報を埋め込
   むためのコンピュータプログラムであって、 前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得
   られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブ
   ロックに分割する機能と、 分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素
   のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロックに
   応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるとい
   う条件を満たす画素の数を算出する機能と、 算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演算値を
   得る機能と、 前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の
   値で表される場合に、そのブロックに埋め込むべき前記
   透かし情報が前記第１の値であるときには、そのブロッ
   クについて得られた前記演算値が第１の範囲にあるとい
   う条件を満たすように、そのブロックに埋め込むべき前
   記透かし情報が前記第２の値であるときには、前記演算
   値が前記第１の範囲とは異なる第２の範囲にあるという
   条件を満たすように、それぞれ、そのブロックに含まれ
   る少なくとも１つの画素の有する前記輝度成分を変更す
   る機能と、 を前記コンピュータに実現させるためのコンピュータプ
   ログラム。
9. 【請求項９】 透かし情報の埋め込まれた画像データか
   ら前記透かし情報を抽出するためのコンピュータプログ
   ラムであって、 前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得
   られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブ
   ロックに分割する機能と、 分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素
   のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロックに
   応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるとい
   う条件を満たす画素の数を算出する機能と、 算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演算値を
   得る機能と、 前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の
   値で表される場合に、そのブロックについて得られた前
   記演算値が第１の範囲にあるか、該第１の範囲とは異な
   る第２の範囲にあるか、を判定し、第１の範囲にあると
   きには、前記第１の値を、第２の範囲にあるときには、
   前記第２の値を、それぞれ、そのブロックに埋め込まれ
   ていた前記透かし情報として特定する機能と、 を前記コンピュータに実現させるためのコンピュータプ
   ログラム。
10. 【請求項１０】 請求項８または請求項９に記載のコン
    ピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可
    能な記録媒体。