JP2004304715A - Network system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル画像データの画像処理の分野に関わり、特にデジタル画像データへ電子透かしを埋め込むことにより著作権の保護、偽造防止、各種情報記録等を行う画像処理装置、方法、及びそれを記憶した記憶媒体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
画像をデジタルデータとして扱うデジタル画像には、従来のアナログ画像と比較し、コンピュータなどによって簡単に画質を劣化すること無くコピーでき、通信回線を通じて電送することが出来るといった特徴がある。以上の特徴によりデジタル画像は安易に不正コピーされ再配布されてきた。これを防ぐための方法の一つとして電子透かしと呼ばれる手法がある。
【0003】
電子透かしには、大きく分類して著作権情報、利用者情報等の透かし情報を目に見えない形で埋め込む不可視の電子透かしと、画像上に著作権を保有する会社のロゴ等の透かし画像を目に見える形で形成する可視の電子透かしとが考えられる。
【0004】
不可視の電子透かしでは、透かし情報が埋め込まれているということが、埋め込み画像を一見しただけでは認識できない。従って、透かし情報の削除は行われにくいものの、不正コピー、不正配布は可視型に比べ行われ易い。ただし、たとえデジタルデータが不正にコピー又は配布された場合でも、デジタルデータ中には透かし情報が残っているので、透かし情報として埋め込まれたユーザID等を抽出することにより、不正ユーザを特定する事ができる。ここで、埋め込まれた情報が画像中のどの位置にあるかという情報またはその関連情報(埋め込み位置が乱数的に定まっている場合その乱数発生のための初期値など)は透かし情報を抽出のための鍵情報として秘密に保存されているとする。
【0005】
不可視の電子透かしの代表的なものとして、入力画像に対し高速フーリエ変換、離散コサイン変換、ウェーブレット変換等の周波数変換を行い、周波数領域に埋め込む手法やパッチワークと呼ばれる空間領域に直接埋め込む手法などが知られている。一般に、不可視の電子透かしはそのままで利用可能であり、不正利用を追跡するために埋め込んだ情報は除去されることがなく(原画像に復元されない)、非可逆な変換と言える。
【0006】
可視の電子透かしでは、透かし情報は、デジタル画像上に目で見える形で書き込まれているので、そのままでは利用し辛く、不正コピー、不正配布を思いとどまらせる効果がある。可視型の電子透かしの埋め込み方法として、従来、著作権所有者のロゴ等を表した画像の各画素値を、原画像中の指定領域の第mビット目の画素値と置き換える事により、著作情報を原画像に張り込むといった手法がある。画素中の最下位ビットを第0ビットとすると、mは人間の目に識別しやすいように比較的上位のビット位置をとる。
【0007】
可視透かしは不可視の透かしと異なりそのままでは利用しにくいために、その画像を利用したい場合には透かし情報を取り除き原画像を復元する必要がある。そのために、置き換えた第mビット目の画素値を鍵情報として秘密に保存しておき、画像の復元はその鍵情報である保存画素値と透かし情報を表した画像の画素値とを再び置き換える。よって、一般に可視透かしは可逆な変換である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように電子透かし方式にはその特徴に応じて種々の方式がある。また、電子透かしを用いてディジタルデータの不正コピー、及び不正出力を防止しようという入出力機器も多い。しかし、それらの入出力機器が独立に電子透かし方式を選択してデータに電子透かしを埋め込んだ場合、例えば、出力物に対して、企業のロゴを重ねたり、デジタル音楽データにノイズを入れたりする場合、その電子透かしの方式に関して、各入出力機器の電子透かし方式の埋め込み処理と抽出処理は一対一に対応しており互換性がない。
【0009】
そこで、本発明は、異なるデジタル機器が混在して用いられるネットワーク上においても、デジタルデータのやり取りが可能になり、各機器を示す対応ビットを電子透かし情報としてデジタルデータに埋込み、対応ビットもしくは鍵情報が一致しない場合には、出力できない構成とすることで、不正なコピーが用意なデジタルデータの配信および出力において効果的に対処することができるネットワークシステムを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題を解決することを目的として成されたもので、上述の課題を解決する一手段として、以下の構成を備える。
【0011】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、種々の電子透かし方式に対して効率的に著作物の保護を実現する方式及びシステムを提供することを目的とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態を説明する概略図のうち、電子透かしの埋め込みに関する部分を示したものである。特に、ネットワーク上に各入出力機器が接続され、電子情報のやり取りが可能な構成を持ち、各入出力機器には各々電子透かしの埋込みおよび抽出が可能な構成を示したものである。
【0013】
図1の100はマルチファンクションデジタル複写機であり、デジタルデータの入力を行うスキャナー部、デジタルデータの出力を行うプリンタ部、デジタルデータの記憶蓄積などを行うイメージセッター部、ファクシミリ送受信を行うファクシミリ部などから構成される機器である。
【0014】
110はスキャナーであり、デジタルデータの入力を行うことが出来る、例えばフラッドベットスキャナーなどである。
【0015】
120はプリンターであり、入力されたデジタルデータの出力を行うことが出来る、例えばレーザープリンタ、BJプリンタなどである。
130はホストコンピュータであり、デジタルデータの作成および加工などを行うことが出来る。
【0016】
140はイメージサーバーであり、デジタルデータの記憶蓄積をする。
150はデジタル入力機であり、デジタルデータの入力を行う、例えば静止画を入力するデジタルカメラや、動画を入力するデジタルビデオカメラ、音声を入力するデジタルレコーダーなどである。
【0017】
160はデジタル出力機であり、デジタルデータの出力を行う、例えば静止画を表示するディスプレー、動画を表示するデジタルビデオデッキ、音声を再生するデジタルプレーヤなどである。
【0018】
170は各入出力機器をつなぐネットワークLANであり、各入出力機器には、LAN170に接続する通信手段を有する。
【0019】
101は透かし埋込部であり、所定の電子透かしを所定のデジタルデータに埋込む処理を行う手段である。111、131、141、151も同様に透かし埋込部である。
【0020】
102は透かし抽出部であり、所定のデジタルデータの中から所定の電子透かしを抽出する処理を行う手段である。122、132、142、162も同様に透かし抽出部である。
【0021】
ここで、各透かし埋込部101、111、131、141、151で実現される電子透かし方式は以下の特徴をもつ。
1)電子透かしは比較的少ない情報量で耐性の強い電子透かしを実現する。
2)電子透かしは鍵なしまたは共通の鍵によって電子透かしを抽出できる。
3)電子透かしは少なくとも各電子透かし方式またはそれを用いて埋め込みを行った各入出力機を特定する情報を埋め込む。
4)電子透かしは他の異なる電子透かし埋め込みに対する耐性をもつ。
【0022】
上記の特徴をもつ電子透かしとしては種々の方式が考えられるが、耐性の強さを説明する一例として以下の方式を示す。
【0023】
著作物である入力データを静止画像とした場合、その静止画の画像データを8×8画素のブロックに分割し、そのブロック毎にDCT(Discreate Cosine Transform:離散的コサイン変換)を行う。以下、そのDCTしたブロックをDCT係数ブロック、DCT係数ブロックの1係数をDCT係数、1枚の画像のDCT係数ブロックの集合をDCT係数ブロック群と呼ぶとする。
【0024】
図7(a)に示すように入力画像Xを画像変換器701によってDCT変換し、その出力であるDCT係数ブロック群を電子透かし埋め込み器702の入力として用いる。そして、DCT係数ブロック群の中で、埋め込むDCT係数ブロックを1つ選択し、そのDCT係数ブロック中の1つのDCT係数を量子化することによって1ビットの埋め込みビットを埋め込む。この時の、量子化ステップの大きさが埋め込みの強度を決定し、その量子化ステップの大きさと選択したDCT係数の位置が鍵情報に対応する。
【0025】
例として、座標u、vの位置にあるDCT係数の値をs{u、v}、量子化ステップをhと表わし、以下に示すような規則により、電子透かしビットの0或いは1を埋め込む。
a・h<s{u、v}≦(a+1)・h (1)
となるaを求める。
【0026】
埋め込みビット=0の時 c{u、v}=b・h+h/2 (bはaまたはa+1の偶数の方) (2)
埋め込みビット=1の時 c{u、v}=b・h+h/2(bはaまたはa+1の奇数の方) (3)
となる操作を行い、c{u、v}を埋め込み後の係数とする。
【0027】
最後に、そのブロック群を逆変換器703を用いてIDCT(Inverse DCT:逆DCT)をおこなって、8×8画素のブロックにもどし、それを再構成する。
【0028】
抽出は図7(b)に示すように701を用いて同様のDCTをしたDCT係数ブロック群から電子透かし抽出器704によって鍵情報を用いて埋め込んだDCT係数を選択し、
b・h<c{u、v}≦(b+1)・h (4)
となるbを求め、bが偶数ならば埋め込みビットは0と判断し、奇数ならば1と判断する。
【0029】
この埋め込み方式において耐性を強化するには以下の手法が考えられる。
【0030】
DCT係数ブロックの中から埋め込みを行う1つのDCT係数を選択するときに、低周波成分を表わすDCT係数を選べば耐性を強くすることができる。これは、高周波成分が画像圧縮や種々のフィルタリング処理によって失われやすいのに対して低周波成分は失われにくいためである。
【0031】
また、上記の埋め込み方式では選択するDCT係数ブロック、及び埋め込むDCT係数を1つとして説明したが、その数を増すことによっても耐性を強くすることができる。これは、1ビットに対して1つのDCT係数に埋め込んだのみであれば画像圧縮や種々のフィルタリング処理によってその値が失われる可能性が大きいが、複数のDCT係数に同じビットを埋め込んでおけばその大半が失われる可能性が少なくなるためである。
【0032】
また、埋め込むビット自体を誤り訂正符号化することによっても耐性を強くすることが出来る。これは、埋め込みビットのいくつかが失われても誤り訂正符号によって復元されるためである。ここで、用いる誤り訂正符号の訂正能力が高ければ高いほど耐性が強くなるのは明らかである。ただし、これらの手法は耐性を強くするが、画像の低周波成分を変化させたり、多くのビットを埋め込むために画像の品質が劣化する。
【0033】
また、多くのDCT係数を用いて同じビットを埋め込むために、埋め込めるビットは少なくなることが多い。また、逆の操作を行えば、耐性は弱くなるが画質が良く、埋め込める情報量も多い電子透かし手法が実現できる。
【0034】
以上のような耐性を強化する手法はDCTを用いる手法に限らず、ウェーブレット変換やフーリエ変換を用いる手法や、直接画素の輝度値などを操作する手法に対しても同じ傾向をもつと言える。
【0035】
次に、図1を参照にして透かしの埋め込み手順を説明する。ここでは、電子透かしによって埋め込む情報を簡単のために図2に示すように、対応ビットとして000、001、010、011、100、101、110、111する。これは、各々マルチファンクション複写機100、スキャナー110、プリンタ120、ホストコンピュータ130、イメージサーバー140、デジタル入力機150、デジタル出力機160に対してデジタルデータの送受信が可能な機器を特定する3ビットの情報とするが、ビット数はこれに限るものではないし、個々にビット 対応ビットを付けるのではなく、機器の種類、例えば、プリンタ系の機器は000、スキャナー系の機器には100を付加するように、他の情報を設定することもできることは明らかである。
【0036】
また、対応ビットを持つ、マルチファンクション複写機100、スキャナー110、プリンタ120、ホストコンピュータ130、イメージサーバー140、デジタル入力機150、デジタル出力機160の各機器には、各透かし埋込部101、111、131、141、151および各透かし抽出部102、122、132、142、162に共通の鍵情報が備わっている。
【0037】
200、210、220は各々対応ビットを持たないデジタル入出力機であり、200は透かし埋込部を持つが、210は透かし埋込部を持っていない。また220は透かし埋込部は持っているが鍵情報が異なる。
【0038】
各機器はLAN170上において配布するデジタルデータに対して、上記(1)、(4)の特徴をもつ耐性の強い電子透かしを透かし埋込部101、111、131、141、151を用いて自機器に対応するビットを埋め込む。例えば、マルチファンクション複写機100であれば000を埋込み、デジタル入力機150であれば101を埋込む。
【0039】
LAN170上に配信されたデジタルデータは、透かし抽出部102、122、132、142、162を用いて電子透かしによる埋め込み情報を抽出する。これによって、所定の透かしの埋め込みを行った機器を特定し、そのデジタルデータを出力するかどうかを決める。
【0040】
すなわち、電子透かしの情報から、出力機に配信されてきたデジタルデータが、不正な手段により入力されたデジタルデータではなく、所定のマルチファンクション複写機100、スキャナー110、デジタル入力機150などの入力機により入力されたデジタルデータであることを入力機の対応ビットから判断する。またLAN170上を介して配信されてきたデジタルデータが、所定のホストコンピュータ130や、イメージサーバー140などに記憶蓄積されたデジタルデータであることを判断する。判断の結果、所定の機器であることを認証された場合には、配信されたデジタルデータの出力を行い、認証されない場合には、配信されたデジタルデータの出力を行わない。
【0041】
さらには、配信されてきたデジタルデータに対して透かし抽出を行う際に、鍵情報が合わない場合もしくは透かし情報を得ることが出来ない場合にも、配信されたデジタルデータの出力を行わない。
【0042】
例えば、デジタル入力機150であるデジタル音楽レコーダーから配信されてきたデジタルデータをデジタル出力機160であるデジタル音楽プレーヤで出力する場合には、デジタル入力機150上の透かし埋込部151において、対応ビット101を埋込み、LAN170を介してデジタル出力機160に配信する。デジタル出力機160では透かし抽出部162において電子透かしの抽出を行い、対応ビット101を得て、この対応ビットを図示しない記憶装置に記述されている対応ビット表と照らし合わせて、出力許可を与えても良いデジタルデータと判断すれば出力を行う。
【0043】
これがもし、透かし埋込部を持っていても、対応コードを持たないデジタル入力機200からの配信デジタルデータであれば、デジタル出力機160の透かし抽出部162において電子透かしの抽出を行っても対応ビットは抽出できず、デジタル出力機160では出力を行うことが出来ない。また、透かし埋込部を持たないデジタル入力機210からの配信の場合には、透かし情報が入っていないため、デジタル出力機160では出力を行うことが出来ない。透かし埋込部を持っていても、鍵情報の異なる電子透かし埋込み方法により透かし情報を埋込むデジタル入力機220からの配信の場合には、鍵情報が異なるため、デジタル出力機160では出力を行うことが出来ない。
【0044】
本発明によって、異なるデジタル機器が混在して用いられるネットワーク上においても各機器を示す対応ビットを電子透かし情報としてデジタルデータに埋込み、対応ビットもしくは鍵情報が一致しない場合には、出力できない構成とすることで、不正なコピーが用意なデジタルデータの配信および出力において効果的に対処することができる。
【0045】
(第2の実施の形態)
図3は、本発明の第2の実施の形態を説明する概略図のうち、電子透かしの埋め込みに関して、300に示した透かし情報管理機関による第三者的な立場の機関によって行う場合の実施例を示す図である。
【0046】
100、110、120、130、140、150、160、170およびそれに設置される透かし抽出部は第1の実施例で示した図1のそれであり、300は透かし情報管理機関であり、電子透かし情報の埋込みを行う機関である。
【0047】
以降説明を簡単にするために、前実施例に示したものは同じ番号を用い説明を省略する。また、透かし情報管理機関300は音楽著作物に対するJASRACや、出版関係の著作権を扱う機関、その他、各機器の販売会社などのような統一的な著作権管理機関が考えられ、100、110、120、130、140、150、160などは、透かし情報管理機関300によって管理されている著作物をユーザに販売する販売店のような形態の中に存在することが考えられるが、本特許では運用の形態について特定するものではなく、透かし情報において対応する機器を管理し、その対応ビットもしくは透かしの鍵情報が一致した場合に、ネットワーク上の配信デジタルデータの出力を可能とするのが、発明者の意図した発明である。
【0048】
この場合はマルチファンクション複写機100で入力したり、スキャナー110で入力したデジタルデータは、透かし情報管理機関300に登録し、電子透かし埋め込み手段である透かし埋込部301によって、対応する対応ビットの埋込みを施される。図3においてはマルチファンクション複写機100は000が、スキャナー110は001が対応ビットとして埋込まれる情報である。
【0049】
透かし情報管理機関300は、電子透かし情報をデジタルデータに埋め込んだ後、図示しない記憶装置に記憶しても良いし、マルチファンクション複写機100、スキャナー110に返信する構成でも良いし、プリンタ120の要請により、プリンタ120にデジタルデータを送信しても良い。
【0050】
いずれにしても、電子透かし情報として対応ビットを埋込まれたデジタルデータは、透かし抽出部122によって抽出され、鍵情報が一致し、出力を許可する対応ビットであることが認証された場合にプリンタ120によって出力される。
【0051】
これは例えば、デジタル入力機150であるデジタル音楽レコーダーで録音されたデジタル音楽データを透かし情報管理機関300で透かし情報を付加し、著作権保護を行う。その後、そのデジタル音楽データを入手したいユーザーが持つデジタル出力機160であるデジタル音楽プレーヤーにそのデジタル音楽データをダウンロードする際に、課金を受ける代わりに鍵情報をもらい、その鍵情報によりデジタル音楽データから透かし情報を抽出する。そして透かし情報にある対応ビット情報を、あらかじめデジタル音楽プレーヤーに登録されている対応ビットと照合することで、認証が得られれば再生が可能になる。この場合、デジタル音楽プレーヤーの製造メーカーが、あらかじめデジタル音楽プレーヤーの中に、製造メーカーのデジタル音楽レコーダーを示す対応ビットを埋込み、ユーザーには意識させることなく、透かし情報から抽出した対応ビットと認証するようにしても良いし、ネットーワーク上にある、ユーザーが好みのデジタル音楽データ配信サイトから、この対応ビットをあらかじめ送付してもらい、それをデジタル音楽プレーヤに記憶させ、配信されるデジタル音楽データ内の透かし情報を抽出し、対応ビットを照合する構成としても良い。
【0052】
(第3の実施の形態)
第1の実施の形態、第2の実施の形態では入力情報に対して、例えば、図1のイメージサーバー140では透かし埋込部141によって電子透かし情報を埋込むが、電子透かし情報を埋込む前に透かし抽出部142において、電子透かし情報を埋込むデジタルデータに対して、すでに透かし情報が埋まっていないかを調査し、埋まっている場合には、上書きしないような構成としても良いし、逆に透かし埋込部141によって上書き、もしくは先の透かし情報に対して影響を与えない形で電子透かし情報を埋込む構成としても良い。
【0053】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、異なるデジタル機器が混在して用いられるネットワーク上においても、デジタルデータのやり取りが可能になり、各機器を示す対応ビットを電子透かし情報としてデジタルデータに埋込み、対応ビットもしくは鍵情報が一致しない場合には、出力できない構成とすることで、不正なコピーが用意なデジタルデータの配信および出力において効果的に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態において電子透かしの埋め込みおよび抽出に関する概要を説明する図。
【図2】第1の実施の形態において電子透かしの対応ビットに関する概要を説明する図。
【図3】第2の実施の形態において透かし情報管理機関に関する概要を説明する図。
【図4】電子透かしの埋め込み及び抽出処理を説明する概念図。
【符号の説明】
100 MFP
101 透かし埋込部
102 透かし抽出部
110 スキャナー
111 透かし埋込部
120 プリンタ
122 透かし抽出部
130 ホストコンピュータ
131 透かし埋込部
132 透かし抽出部
140 イメージサーバー
141 透かし埋込部
142 透かし抽出部
150 デジタル入力機
151 透かし埋込部
160 デジタル出力機
162 透かし抽出部
170 LAN[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to the field of image processing of digital image data, and more particularly, to an image processing apparatus and method for embedding a digital watermark in digital image data to protect copyright, prevent forgery, record various information, and store the same. It relates to a storage medium that has been used.
[0002]
[Prior art]
A digital image that treats an image as digital data has a feature that, compared to a conventional analog image, it can be easily copied by a computer or the like without deteriorating the image quality, and can be transmitted through a communication line. Due to the above characteristics, digital images have been easily copied illegally and redistributed. One of the methods for preventing this is a method called digital watermark.
[0003]
Digital watermarks are classified into two categories: an invisible digital watermark that embeds watermark information such as copyright information and user information in an invisible form, and a watermark image such as a logo of a company that holds the copyright on the image. A visible digital watermark that is formed in a visible manner is considered.
[0004]
In an invisible digital watermark, the fact that the watermark information is embedded cannot be recognized at a glance of the embedded image. Therefore, although it is difficult to delete the watermark information, illegal copy and illegal distribution are more easily performed than the visible type. However, even if the digital data is illegally copied or distributed, since the watermark information remains in the digital data, it is necessary to identify the unauthorized user by extracting the user ID or the like embedded as the watermark information. Can be. Here, information on the position of the embedded information in the image or related information (such as an initial value for generating a random number when the embedding position is determined as a random number) is used to extract watermark information. It is assumed that the key information is secretly stored.
[0005]
Typical examples of invisible digital watermarks include a method of performing frequency transformation such as fast Fourier transform, discrete cosine transform, and wavelet transform on an input image and embedding in a frequency domain or a technique of directly embedding in a spatial domain called patchwork. Are known. In general, an invisible digital watermark can be used as it is, and information embedded for tracking illegal use is not removed (it is not restored to the original image), which is an irreversible conversion.
[0006]
In the case of a visible digital watermark, the watermark information is written in a visible form on the digital image, so that it is difficult to use it as it is, and there is an effect of discouraging illegal copying and unauthorized distribution. Conventionally, as a method of embedding a visible digital watermark, each pixel value of an image representing a logo or the like of a copyright holder is replaced with the pixel value of the m-th bit of a designated area in the original image, thereby obtaining copyright information. To the original image. Assuming that the least significant bit in the pixel is the 0th bit, m takes a relatively higher bit position so as to be easily recognized by human eyes.
[0007]
Since a visible watermark is difficult to use as it is unlike an invisible watermark, it is necessary to remove the watermark information and restore the original image when using the image. For this purpose, the replaced pixel value of the m-th bit is secretly stored as key information, and the image is restored by replacing the stored pixel value as the key information with the pixel value of the image representing the watermark information again. Thus, in general, a visible watermark is a reversible transform.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, there are various digital watermarking systems according to their characteristics. Also, there are many input / output devices that use digital watermarks to prevent unauthorized copying and unauthorized output of digital data. However, when those input / output devices independently select a digital watermarking method and embed a digital watermark in data, for example, a corporate logo is overlaid on an output product, or noise is added to digital music data. In this case, regarding the digital watermarking method, the embedding process and the extracting process of the digital watermarking method of each input / output device are in one-to-one correspondence and are not compatible.
[0009]
Therefore, the present invention makes it possible to exchange digital data even on a network in which different digital devices are used in a mixed manner, embed corresponding bits indicating each device in digital data as digital watermark information, and convert the corresponding bits or key information. It is an object of the present invention to provide a network system capable of effectively coping with the distribution and output of digital data in which an illegal copy is prepared by making a configuration in which output cannot be performed if they do not match.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made for the purpose of solving the above-mentioned problems, and has the following configuration as one means for solving the above-mentioned problems.
[0011]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a system and a system for efficiently realizing protection of a copyrighted work against various digital watermarking systems.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First Embodiment)
FIG. 1 shows a portion related to embedding of a digital watermark in the schematic diagram for explaining the first embodiment of the present invention. In particular, each of the input / output devices is connected to a network and has a configuration in which electronic information can be exchanged, and each input / output device has a configuration in which a digital watermark can be embedded and extracted.
[0013]
Reference numeral 100 in FIG. 1 denotes a multifunction digital copying machine, which includes a scanner unit for inputting digital data, a printer unit for outputting digital data, an image setter unit for storing and storing digital data, a facsimile unit for facsimile transmission and reception, and the like. It is a device composed of
[0014]
Reference numeral 110 denotes a scanner which can input digital data, such as a floodbed scanner.
[0015]
[0016]
An image server 140 stores and stores digital data.
[0017]
A
[0018]
Reference numeral 170 denotes a network LAN for connecting each input / output device, and each input / output device has a communication unit connected to the LAN 170.
[0019]
Reference numeral 101 denotes a watermark embedding unit, which is means for embedding a predetermined digital watermark in predetermined digital data. Similarly, 111, 131, 141 and 151 are watermark embedding parts.
[0020]
Reference numeral 102 denotes a watermark extracting unit, which is a unit that performs a process of extracting a predetermined digital watermark from predetermined digital data. Similarly, 122, 132, 142, and 162 are watermark extraction units.
[0021]
Here, the digital watermarking system realized by each of the watermark embedding units 101, 111, 131, 141, and 151 has the following features.
1) The digital watermark realizes a digital watermark which is strong with a relatively small amount of information.
2) The digital watermark can be extracted without a key or with a common key.
3) The digital watermark embeds at least information for specifying each digital watermark method or each input / output device embedded using the digital watermark method.
4) The watermark is resistant to other different watermark embeddings.
[0022]
Various schemes are conceivable as a digital watermark having the above characteristics. The following scheme is shown as an example for explaining the robustness.
[0023]
When the input data that is a copyrighted work is a still image, the image data of the still image is divided into 8 × 8 pixel blocks, and DCT (Discrete Cosine Transform) is performed for each block. Hereinafter, the block subjected to the DCT is referred to as a DCT coefficient block, one coefficient of the DCT coefficient block is referred to as a DCT coefficient, and a set of DCT coefficient blocks of one image is referred to as a DCT coefficient block group.
[0024]
As shown in FIG. 7A, the input image X is DCT-transformed by the image converter 701, and the output DCT coefficient block group is used as the input of the digital watermark embedding unit 702. Then, one DCT coefficient block to be embedded is selected from the DCT coefficient block group, and one DCT coefficient in the DCT coefficient block is quantized to embed one embedded bit. At this time, the size of the quantization step determines the embedding strength, and the size of the quantization step and the position of the selected DCT coefficient correspond to the key information.
[0025]
As an example, the values of the DCT coefficients at the positions of the coordinates u and v are represented by s {u, v}, and the quantization step is represented by h, and the digital watermark bits 0 or 1 are embedded according to the following rules.
a · h <s {u, v} ≦ (a + 1) · h (1)
Is obtained.
[0026]
When embedded bit = 0 c u, v} = b · h + h / 2 (b is an even number of a or a + 1) (2)
When embedded bit = 1 c {u, v} = b · h + h / 2 (b is an odd number of a or a + 1) (3)
Is performed, and c {u, v} is set as the coefficient after embedding.
[0027]
Finally, the block group is subjected to IDCT (Inverse DCT: Inverse DCT) using the inverse transformer 703 to return to a block of 8 × 8 pixels, which is reconstructed.
[0028]
As shown in FIG. 7B, a DCT coefficient embedded by using a key information by a digital watermark extractor 704 is selected from a group of DCT coefficient blocks subjected to the same DCT using 701 as shown in FIG.
b · h <c {u, v} ≦ (b + 1) · h (4)
The embedded bit is determined to be 0 if b is an even number, and 1 if b is an odd number.
[0029]
The following method is considered to enhance the tolerance in this embedding method.
[0030]
When one DCT coefficient to be embedded is selected from the DCT coefficient blocks, the resistance can be increased by selecting a DCT coefficient representing a low frequency component. This is because high-frequency components are easily lost by image compression and various filtering processes, while low-frequency components are not easily lost.
[0031]
Further, in the above embedding method, the DCT coefficient block to be selected and the DCT coefficient to be embedded are described as one, but the resistance can be increased by increasing the number. This means that if only one DCT coefficient is embedded in one bit, the value is likely to be lost by image compression or various filtering processes. However, if the same bit is embedded in a plurality of DCT coefficients, This is because the possibility that most of them are lost is reduced.
[0032]
In addition, the robustness can be enhanced by performing error correction coding on the embedded bits themselves. This is because even if some of the embedded bits are lost, they can be restored by the error correction code. Here, it is clear that the higher the correction capability of the error correction code used, the stronger the tolerance. However, although these techniques increase the robustness, the quality of the image deteriorates because the low frequency components of the image are changed or many bits are embedded.
[0033]
Also, since the same bit is embedded using many DCT coefficients, the number of bits that can be embedded is often reduced. If the reverse operation is performed, a digital watermarking method can be realized in which the image quality is good but the amount of information that can be embedded is large, although the resistance is weak.
[0034]
The method of enhancing the above-described tolerance is not limited to the method using DCT, and it can be said that the same tendency applies to a method using wavelet transform or Fourier transform, and a method for directly operating the luminance value of a pixel.
[0035]
Next, a watermark embedding procedure will be described with reference to FIG. Here, the information to be embedded by the digital watermark is set to 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, and 111 as corresponding bits as shown in FIG. 2 for simplicity. This is a 3-bit device that specifies a device capable of transmitting and receiving digital data to and from the multifunction copier 100, the scanner 110, the
[0036]
Also, each of the multifunction copier 100, the scanner 110, the
[0037]
[0038]
Each device uses the watermark embedding units 101, 111, 131, 141, and 151 with respect to the digital data distributed on the LAN 170, using the watermark embedding units 101, 111, 131, 141, and 151 to apply a highly durable digital watermark having the above-described features (1) and (4). Embed the bit corresponding to. For example, in the case of the multifunction copying machine 100, 000 is embedded, and in the case of the
[0039]
The digital data distributed on the LAN 170 extracts embedded information by a digital watermark using the
[0040]
That is, based on the information of the digital watermark, the digital data delivered to the output device is not the digital data input by an unauthorized means, but the input device such as a predetermined multi-function copier 100, scanner 110,
[0041]
Furthermore, when extracting watermarks from the distributed digital data, the distributed digital data is not output even if the key information does not match or the watermark information cannot be obtained.
[0042]
For example, when digital data distributed from the digital music recorder as the
[0043]
If this is digital data delivered from the digital input device 200 that does not have a corresponding code even if it has a watermark embedding portion, the digital watermark can be extracted by the watermark extracting portion 162 of the
[0044]
According to the present invention, even on a network in which different digital devices are used in a mixed manner, a corresponding bit indicating each device is embedded in digital data as digital watermark information, and if the corresponding bits or key information do not match, output cannot be performed. This makes it possible to deal effectively with the distribution and output of digital data prepared by an unauthorized copy.
[0045]
(Second embodiment)
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the second embodiment of the present invention, in which the embedding of a digital watermark is performed by a third party organization by a watermark information management organization shown in 300. FIG.
[0046]
[0047]
For simplicity, the same reference numerals are used for those shown in the previous embodiment, and the description is omitted. In addition, the watermark information management institution 300 can be considered as a unified copyright management institution such as JASRAC for music works, an institution that handles publishing-related copyrights, and a sales company of each device. It is conceivable that 120, 130, 140, 150, 160, and the like exist in a form like a store that sells a copyrighted work managed by the watermark information management organization 300 to a user. The present invention does not specify the form of the present invention, but manages a device corresponding to the watermark information, and when the corresponding bit or the key information of the watermark matches, it is possible to output the distribution digital data on the network. It is the invention intended.
[0048]
In this case, digital data input by the multi-function copying machine 100 or input by the scanner 110 is registered in the watermark information management organization 300, and the watermark embedding unit 301, which is a digital watermark embedding unit, embeds the corresponding bit. Is given. In FIG. 3, 000 is the information embedded in the multifunction copier 100 and 001 is the information embedded in the scanner 110 as the corresponding bits.
[0049]
After embedding the digital watermark information in the digital data, the watermark information management institution 300 may store the digital watermark information in a storage device (not shown), may return the digital watermark information to the multifunction copier 100 and the scanner 110, or may request the
[0050]
In any case, the digital data in which the corresponding bits are embedded as the digital watermark information are extracted by the watermark extracting unit 122, and when the key information matches and the corresponding bits are authenticated to be permitted to be output, the printer is authenticated. 120.
[0051]
For example, the digital music data recorded by the digital music recorder serving as the
[0052]
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, for example, in the image server 140 shown in FIG. 1, the watermark embedding unit 141 embeds digital watermark information into input information, but before embedding the digital watermark information. In the watermark extraction unit 142, the digital data in which the digital watermark information is embedded is examined to determine whether the watermark information has already been embedded. If the digital data is embedded, the digital watermark information may not be overwritten. The digital watermark information may be embedded by the watermark embedding unit 141 so as to overwrite the digital watermark information or not to affect the previous watermark information.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, even on a network in which different digital devices are used in a mixed manner, exchange of digital data becomes possible, and a corresponding bit indicating each device is embedded in digital data as digital watermark information. If the corresponding bits or the key information do not match, by making the configuration impossible to output, it is possible to deal effectively with the distribution and output of digital data in which an illegal copy is prepared.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exemplary view for explaining the outline of embedding and extracting a digital watermark in a first embodiment;
FIG. 2 is an exemplary view for explaining an outline of corresponding bits of a digital watermark according to the first embodiment;
FIG. 3 is an exemplary view for explaining an outline of a watermark information management organization according to the second embodiment;
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a process of embedding and extracting a digital watermark.
[Explanation of symbols]
100 MFP
101 watermark embedding unit 102 watermark extracting unit 110 scanner 111
Claims (26)
入力情報に対して所定の付加情報を耐性強く付加する付加手段と、
前記付加情報を付加した前記入力情報を、付加入力情報としてネットワーク上に送信する送信手段と、
を有する入力機器と、
前記ネットワーク上に配信された前記付加入力情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記付加入力情報から、前記付加情報を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された付加情報の内容に応じて、前記入力情報の扱いを決定する判断手段と、
を有する出力機器と、
を有することを特徴とするネットワークシステム。In a network system consisting of multiple devices,
An adding unit for adding predetermined additional information to the input information with a strong tolerance;
Transmitting means for transmitting the input information to which the additional information is added, as additional input information over a network;
An input device having
Receiving means for receiving the additional input information distributed on the network,
Extracting means for extracting the additional information from the additional input information received by the receiving means,
Determining means for determining the handling of the input information according to the content of the additional information extracted by the extracting means;
An output device having
A network system comprising:
入力情報を入力する入力手段と、
前記入力手段によって入力された前記入力情報をネットワーク上に送信する送信手段と、
を有する入力機器と、
前記ネットワーク上に配信された前記入力情報を受信し、受信した前記入力情報に対して所定の付加情報を耐性強く付加する付加手段と、
前記付加情報を付加した前記入力情報を、付加入力情報としてネットワーク上に送信する送信手段と、
を有する情報管理機関と、
前記ネットワーク上に配信された前記付加入力情報を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信した前記付加入力情報から、前記付加情報を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された付加情報の内容に応じて、前記入力情報の扱いを決定する判断手段と、
を有する出力機器と、
を有することを特徴とするネットワークシステム。In a network system consisting of multiple devices,
Input means for inputting input information;
Transmission means for transmitting the input information input by the input means on a network,
An input device having
An adding unit that receives the input information distributed on the network, and strongly adds predetermined additional information to the received input information;
Transmitting means for transmitting the input information to which the additional information is added, as additional input information over a network;
An information management organization with
Receiving means for receiving the additional input information distributed on the network,
Extracting means for extracting the additional information from the additional input information received by the receiving means,
Determining means for determining the handling of the input information according to the content of the additional information extracted by the extracting means;
An output device having
A network system comprising:
Priority Applications (1)
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