JP2004328191A - Electronic watermark embedding method, and electronic watermark detecting and falsification discriminating method - Google Patents

Electronic watermark embedding method, and electronic watermark detecting and falsification discriminating method Download PDF

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JP2004328191A
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JP
Japan
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area
digital watermark
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watermark information
image signal
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Withdrawn
Application number
JP2003118031A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenjiro Ueda
健二朗 上田
Takayuki Sugawara
隆幸 菅原
Katsuyoshi Nishitani
勝義 西谷
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Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic watermark embedding method and an electronic watermark detecting and falsification discriminating method for detecting the presence / absence of data falsification in the reliability certification of digital image data. <P>SOLUTION: Statistic information related to an image signal obtained from a first area is embedded to the first area as first electronic watermark information and information equivalent to the first electronic watermark information in a different expression form from that of the first electronic watermark information is embedded to a second area different from the first area as second electronic watermark information. In the case of detecting falsification, two embedded information items are detected and compared, and when the values of the two information items are coincident, it is discriminated that no falsification exists in the image signal in the first area and when the values of the two information items are dissident, it is discriminated that falsification exists in the image signal in the first area. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル画像データの信頼性証明におけるデータ改竄の有無を検出するための、電子透かし埋め込み方法、及び電子透かし検出・改竄判定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ディジタル技術の普及によって、ディジタルコンテンツが多く流通するようになってきた。CD(コンパクト・ディスク)やMD(ミニ・ディスク)やDVD(ディジタル多用途ディスク)等のパッケージメディアは、その代表的な例である。
【0003】
一方、パッケージメディア以外にもネットワーク上で、ディジタルの動画や静止画が流通するようになってきた。同時に、ディジタル形式という理由及びネットワーク経路を利用するという理由で、伝送中に第三者によるデータの改竄も行われてきた。
【0004】
それらのディジタルデータの改竄を検出する方法としては、次の方法が一般的に使われている。まずディジタルデータのハッシュ値を計算して、その計算結果を別データとして保持しておく。「ハッシュ値」とは、「ハッシュ関数」と呼ばれるものによって計算された結果である。「ハッシュ関数」とは、関数値yが与えられたときにh_K(x)=yとなるようなxを求めることが困難な関数h_Kのことである。
【0005】
改竄検出にハッシュ関数を利用する場合は、xは任意の長さでyは固定長である。この際、h_Kは送信者と受信者のみが知っている秘密鍵Kによって変化するものであり、K及びxが与えられたとき、h_K(x)は容易に計算出来るように設計しておく必要がある。そして、データにハッシュ値を添付して受信者側に送る。万全を期す場合は、データとハッシュ値を暗号化して送信することもある。
【0006】
受信者側は、送信者と同じ秘密鍵を用いてハッシュ値を計算して、送られてきたハッシュ値と等しいかどうかを検証する。等しければ「改竄なし」で、等しくなければ「改竄あり」と判断する。
【0007】
以上の手段は一般的に「メッセージ認証」、またh_Kの計算結果は「メッセージ認証子」と言われている。
【0008】
【非特許文献1】
岡本龍明・山本博資、「シリーズ/情報科学の数学 現代暗号」、産業図書株式会社、1997年6月30日、P178〜P180、11.5 ElGamal 11.6 DSA署名(ISBN4−7828−5353−X C3355)
この文献での署名が上記のメッセージ認証子に相当する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記のメッセージ認証子を使った改竄検出とは、改竄検出を行う画像とは別に「メッセージ認証子」という別の情報を付属させておく必要があった。しかしながら、画像をネットワーク流通させる際には、画像信号本体だけ存在すれば再生可能なので、付属情報と共に流通させるのは不便である。また、画像信号のヘッダなどに「メッセージ認証子」の情報を書き込んでも、再符号化が行われてしまえば、そのデータは消失してしまう。
【0010】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、画像単体でその画像の改竄の有無を判定出来る電子透かし埋め込み方法、及び電子透かし検出・改竄判定方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記課題を解決するために本発明は、下記の電子透かし埋め込み方法、及び電子透かし検出・改竄判定方法を提供するものである。
(1) 入力された画像信号に設定される第1のエリアから得られる画像信号に関する統計的情報を、第1の電子透かし情報として前記第1のエリアに埋め込むステップと、
前記画像信号に設定される前記第1のエリアとは異なる第2のエリアに、前記第1の電子透かし情報とは表現形式の異なる前記第1の電子透かし情報と等価の情報を、第2の電子透かし情報として埋め込むステップと、
を有することを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
(2) 入力された画像信号から2つの電子透かし情報を検出して、画像信号の改竄を判定する電子透かし検出・改竄判定方法であって、
前記画像信号は、第1のエリアに前記第1のエリアから得られる画像信号に関する統計的情報が第1の電子透かし情報として埋め込まれ、前記第1のエリアとは異なる第2のエリアに、前記第1の電子透かし情報とは表現形式の異なる前記第1の電子透かし情報と等価の情報が第2の電子透かし情報として埋め込まれた信号であり、
前記第1のエリアから前記第1の電子透かし情報に相当する第3の電子透かし情報を検出するステップと、
前記第2のエリアから前記第2の電子透かし情報に相当する第4の電子透かし情報を検出するステップと、
前記第3の電子透かし情報の値と前記第4の電子透かし情報の値とを比較し、前記2つの値が一致した場合には、前記画像信号の第1のエリアに対して改竄なしと判定し、前記2つの値が一致しない場合には、前記画像信号の第1のエリアに対して改竄ありと判定するステップと、
を有することを特徴とする電子透かし検出・改竄判定方法。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。まず改竄検出用データの埋め込みについて説明する。図1は、本発明に係る電子透かし埋め込み方法の一実施例を示すフローチャートである。実施例方法は、図1に示す各ステップをコンピュータに機能させるプログラムによって実行される。このプログラムは、記録媒体から読みとられてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュータに取り込まれてもよい。
【0013】
図2のように横720画素×縦480画素のディジタル画像が入力された場合について説明する。まず、このディジタル画像に対して図1に示す領域分割ステップS1を行う。初めに改竄検出を行う領域エリア1(横720画素×縦464画素)とそれ以外の領域エリア2(横720画素×縦16画素)に分割する。
【0014】
その次に、図3のようにさらにエリア1に対して所定の単位(横360画素×縦232画素)で画像をエリア11〜エリア14に4分割する。同様に図4のようにエリア2に対しても所定の単位(横128画素×縦16画素)で画像をエリア21〜エリア24に4分割する。さらに各エリア21〜エリア24を所定の単位(横8画素×縦16画素)で画像を8分割する。例えばエリア21に対しては、図5のようにエリア211〜エリア218に8分割する。
【0015】
次に、各分割領域の平均輝度値算出ステップS2を行う。まず、エリア11の平均輝度値を求める。エリア11の各画素の輝度値をY1、Y2、Y3、・・・、Y83520(0≦Yi≦255、1≦i≦83520)、さらにSUM1を、
SUM1=Y1+Y2+Y3+・・・+Y83520
(以下、各分割領域の画素数83520=360×232をN1と置く)
とすると、平均輝度値AVG1は、
AVG1=SUM1//N1
で求まる。(演算子//は除算後小数点以下の四捨五入を表す)
この平均輝度値AVG1が、後述するように第1のエリアから得られる画像信号に関する統計的情報である第1の電子透かし情報となる。
【0016】
次に、各分割領域の加減算量算出ステップS3を行う。加減算量DELTA1は以下のようにして求まる。
【0017】
DELTA1=|SUM1−AVG1×N1|
次に、上記のDELTA1に応じて各分割領域の画素操作ステップS4を行う。まず、SUM1−AVG1×N1が正か負かを計算する。正ならば、各画素の輝度値の合計SUM1がAVG1×N1になるように、DELTA1だけ画素値を減算する。逆に負ならば、加算する。
【0018】
ここで、輝度値の合計をDELTA1だけ加減算する理由を以下に説明する。電子透かし改竄検出データ埋め込み後にMPEG等に符号化される場合に、基本的には各DCTブロックの平均輝度値は保存される、つまりエリア11のAVG1は保存される。しかしながら、MPEGの各計算ステップで行われる整数演算やプリ・ポストフィルタ等の画像処理によって、多少の計算誤差が出てくる。それによって、MPEG符号化前のAVG1と符号化後に計算したAVG1は、異なる値になる可能性がある。この事とAVG1が四捨五入演算である事を考慮して、AVG1が整数になるようにDELTA1だけ加減算する。
【0019】
また、上記のAVG1、SUM1、N1の関係より、
DELTA1<N1
が成り立つ。したがって減算の方法は、画質劣化を防ぐために一定のエリアに集中しないように、かつ大きな値を減算しないように行うことにする。例えば、図6のように3画素ごとに輝度値を1減算して、DELTA1が0になるまで同様の作業を続ける。もしくは、画像の輝度変化の目立ちにくい部分を予め計算で選んでから、減算を行ってもよい。
【0020】
このようにして、結果的にエリア11に平均輝度値AVG1が、第1の電子透かし情報として埋め込まれる。
【0021】
次に、エリア11に対応するエリア2内の領域エリア21に対する電子透かし埋め込みステップS5を行う。図7は、電子透かし埋め込みステップS5の手順を示すフローチャートである。まず、エリア11の平均輝度値AVG1を2進数表現(b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8)で表すステップS51を行う。b1が最上位ビット、b8が最下位ビットとする。この2進数表現された平均輝度値AVG1が、後述するように第1の電子透かし情報とは表現形式の異なる前記第1の電子透かし情報と等価の情報である第2の電子透かし情報となる。
【0022】
次に、図5に示すエリア211の平均輝度値AVG2を求めるステップS54を行う。AVG1と同様にエリア211の全画素の輝度値の合計をSUM2、全画素数をN2とすると、
AVG2=SUM2//N2
で求まる。
【0023】
次に、最上位ビットb1の値によってエリア211の画素操作を行うステップS56またはS57を行う。もし2進数の値b1が0ならば、AVG2を偶数にするための加減算を行う。加減算量DELTA2は、もしAVG2が偶数の場合は、以下のようにして求まる。
【0024】
DELTA2=|SUM2−AVG2×N2|
また、AVG2が奇数の場合は、
d1=|SUM2−(AVG2+1)×N2|
d2=|SUM2−(AVG2−1)×N2|
のうち小さい方をDELTA2とする。
【0025】
ここで、ここで絶対値差分が小さくなる方選択するようにしたのは、以下のステップにて差分値DELTA2が画素ブロック内の画素の加減算に反映されることによる画質劣化を極力抑える為である。そして、エリア11のときと同様に、SUM2、AVG2、N2の関係を見て、DELTA2だけ輝度値の加算もしくは減算を画質劣化のないように行う。
【0026】
一方、b1が1の場合もAVG2を奇数にするために同様の操作を行う。次に、b2の値に応じてエリア212に対して操作を行い、さらに同様の操作をエリア218まで行う。
【0027】
このようにして、結果的にエリア21に2進数表現された平均輝度値AVG1が、第2の電子透かし情報として埋め込まれる。(2進数表現されたビットb1がエリア211に、b2がエリア212というように、結果的にb1〜b8の各ビットがそれぞれエリア211〜エリア218に電子透かし情報として埋め込まれる。)
以上述べてきたステップが、エリア11に対する電子透かし埋め込みの説明である。これを、エリア14まで行えば入力画像に対する改竄検出用データ埋め込みの作業は終了である。
【0028】
次に、改竄検出について説明する。図8は、本発明に係る電子透かし検出・改竄判定方法の一実施例を示すフローチャートである。実施例方法は、図8に示す各ステップをコンピュータに機能させるプログラムによって実行される。このプログラムは、記録媒体から読みとられてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュータに取り込まれてもよい。
【0029】
まず、画像の領域分割ステップS7を埋め込み時と同様の手順で行う。次にエリア11の平均輝度値を算出するステップS8を行う。これも埋め込み時と同様に、
AVG1=SUM1//N1
で求める。(この算出されたAVG1が前記第1の電子透かし情報に相当する第3の電子透かし情報である。)
次にエリア21に埋め込まれている電子透かしWMを検出するステップS9を行う。まず、エリア211の平均値AVG2を埋め込み時と同様に、
AVG2=SUM2//N2
で求める。AVG2が偶数ならばb1=0、奇数ならばb1=1とする。同様の作業をエリア218まで行う。そして、b1を最上位ビット、b8を最下位ビットとして2進数表現(b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8)を10進法の数値WMに変換する。(この算出された2進数表現の電子透かしWMが前記第2の電子透かし情報に相当する第4の電子透かし情報である。)ここで、
AVG1=WM (1)
が成立すれば改竄なし、成立しなければエリア11で改竄ありと判定する。
【0030】
ここで、式(1)を改竄判定の基準にしたのは、ユーザがエリア11の一部分を別の画像で置き換えた場合にエリア11の平均輝度値が変化することによって、改竄前の平均値WMとの比較によって改竄の有無が判るという理由からである。
【0031】
以上述べてきたステップが、エリア11に対する電子透かし改竄検出の説明である。これを、エリア14までもしくは改竄ありの判定が出るまで行えば入力画像に対する改竄検出の作業は終了である。また、図8では1度でも改竄ありの判定が出たら、ユーザに伝えて終了するようにしてあるが、必ず最後のエリアまでS8〜S10のステップを行うことによって、改竄されているエリアが複数あった場合にその全てをユーザに伝えることが出来るので、そのようにしても良い。
【0032】
なお、上述の実施例では第1の電子透かし情報として平均輝度値を用いたが、他の統計的情報である、平均色差値、合計輝度値、合計色差値等を用いてもよい。また、上述の実施例では第2の電子透かし情報の表現形式として2進表現(バイナリ表現)を用いたが、10進表現、16進表現(ヘキサ表現)等を用いてもよい。
【0033】
【発明の効果】
以上のように、本発明を用いれば、画像信号に、第1のエリアと等価な画像信号に関する統計的情報を第2のエリアに埋め込むことによって、メッセージ認証子や付属情報を必要とせず画像信号単体で、その画像信号の改竄の有無を判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電子透かし埋め込み方法の一実施例を示すフローチャートである。
【図2】画像の領域分割方法の一例を示す図である。
【図3】画像の領域分割方法の一例を示す図である。
【図4】画像の領域分割方法の一例を示す図である。
【図5】画像の領域分割方法の一例を示す図である。
【図6】輝度値の減算方法の一例を示した図である。
【図7】図1に示す実施例におけるステップ5の詳細なフローチャートである。
【図8】本発明に係る電子透かし検出・改竄判定方法の一実施例を示すフローチャートである。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a digital watermark embedding method and a digital watermark detection / falsification determination method for detecting the presence / absence of data tampering in the reliability certification of digital image data.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the spread of digital technology, many digital contents have been distributed. Package media such as CDs (compact disks), MDs (mini disks) and DVDs (digital versatile disks) are typical examples.
[0003]
On the other hand, digital moving images and still images have been distributed on networks other than package media. At the same time, data has been tampered with by third parties during transmission because of the digital form and the use of network paths.
[0004]
The following method is generally used as a method for detecting tampering of such digital data. First, a hash value of digital data is calculated, and the calculation result is stored as separate data. The “hash value” is a result calculated by what is called a “hash function”. The “hash function” is a function h_K for which it is difficult to obtain x such that h_K (x) = y when a function value y is given.
[0005]
When a hash function is used for falsification detection, x has an arbitrary length and y has a fixed length. At this time, h_K changes according to the secret key K known only to the sender and the receiver. When K and x are given, h_K (x) needs to be designed so that it can be easily calculated. There is. Then, the hash value is attached to the data and sent to the recipient. To be absolutely secure, data and hash values may be encrypted before transmission.
[0006]
The receiver calculates a hash value using the same secret key as the sender, and verifies whether the hash value is equal to the transmitted hash value. If they are equal, it is determined that there is no tampering, and if they are not equal, it is determined that there is tampering.
[0007]
The above means is generally called "message authentication", and the calculation result of h_K is called "message authenticator".
[0008]
[Non-patent document 1]
Tatsuaki Okamoto and Hiroshi Yamamoto, "Series / Mathematics of Information Science, Modern Encryption", Sangyo Tosho Co., Ltd., June 30, 1997, P178-P180, 11.5 ElGamal 11.6 DSA signature (ISBN4-7828-5353) X C3355)
The signature in this document corresponds to the message authenticator described above.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the falsification detection using the message authenticator, it is necessary to attach another information called “message authenticator” separately from the image to be subjected to the falsification detection. However, when distributing an image over a network, the image can be reproduced if only the image signal itself exists, and it is inconvenient to distribute the image along with the accompanying information. Even if the information of the "message authenticator" is written in the header of the image signal, if the re-encoding is performed, the data is lost.
[0010]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a digital watermark embedding method and a digital watermark detection / falsification determination method that can determine whether an image has been tampered with an image alone.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in order to solve the above problems, the present invention provides the following digital watermark embedding method and digital watermark detection / falsification determination method.
(1) embedding statistical information relating to an image signal obtained from a first area set in an input image signal in the first area as first digital watermark information;
In a second area different from the first area set in the image signal, information equivalent to the first digital watermark information having a different expression format from the first digital watermark information is stored in a second area. Embedding as digital watermark information;
A digital watermark embedding method, comprising:
(2) A digital watermark detection / falsification determination method for detecting two types of digital watermark information from an input image signal and determining whether the image signal is falsified,
In the image signal, statistical information on an image signal obtained from the first area is embedded as first digital watermark information in a first area, and the second area different from the first area has the statistical information. The first digital watermark information is a signal in which information equivalent to the first digital watermark information having a different expression format is embedded as second digital watermark information,
Detecting third digital watermark information corresponding to the first digital watermark information from the first area;
Detecting fourth digital watermark information corresponding to the second digital watermark information from the second area;
The value of the third digital watermark information is compared with the value of the fourth digital watermark information. If the two values match, it is determined that the first area of the image signal has not been tampered with. And when the two values do not match, determining that the first area of the image signal has been tampered with;
A digital watermark detection / falsification determination method characterized by having:
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, embedding of alteration detection data will be described. FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of a digital watermark embedding method according to the present invention. The method of the embodiment is executed by a program that causes a computer to execute the steps shown in FIG. This program may be read from a recording medium and taken into the computer, or may be transmitted via a communication network and taken into the computer.
[0013]
A case where a digital image of 720 pixels horizontally by 480 pixels vertically as shown in FIG. 2 will be described. First, an area dividing step S1 shown in FIG. 1 is performed on this digital image. First, the area is divided into an area area 1 (720 horizontal pixels × 464 vertical pixels) where tampering detection is to be performed and another area area 2 (720 horizontal pixels × 16 vertical pixels).
[0014]
Then, as shown in FIG. 3, the image is further divided into areas 11 to 14 in a predetermined unit (360 pixels horizontally × 232 pixels vertically) with respect to area 1. Similarly, as shown in FIG. 4, the image is divided into areas 21 to 24 in a predetermined unit (128 horizontal pixels × 16 vertical pixels) for area 2 as well. Further, each area 21 to area 24 is divided into eight images by a predetermined unit (8 horizontal pixels × 16 vertical pixels). For example, the area 21 is divided into eight areas 211 to 218 as shown in FIG.
[0015]
Next, an average luminance value calculation step S2 of each divided area is performed. First, an average luminance value of the area 11 is obtained. .., Y83520 (0 ≦ Yi ≦ 255, 1 ≦ i ≦ 83520), and SUM1
SUM1 = Y1 + Y2 + Y3 +... + Y83520
(Hereinafter, the number of pixels of each divided region 83520 = 360 × 232 is set as N1)
Then, the average luminance value AVG1 is
AVG1 = SUM1 // N1
Is determined by (The operator // indicates rounding after the decimal after division.)
This average luminance value AVG1 becomes the first digital watermark information which is statistical information relating to an image signal obtained from the first area, as described later.
[0016]
Next, an addition / subtraction amount calculation step S3 for each divided area is performed. The addition / subtraction amount DELTA1 is obtained as follows.
[0017]
DELTA1 = | SUM1-AVG1 × N1 |
Next, a pixel operation step S4 for each divided area is performed according to the above DELTA1. First, it is calculated whether SUM1-AVG1 × N1 is positive or negative. If positive, the pixel value is subtracted by DELTA1 so that the sum SUM1 of the luminance values of each pixel becomes AVG1 × N1. Conversely, if negative, add.
[0018]
Here, the reason why the sum of the luminance values is added or subtracted by DELTA1 will be described below. When encoding is performed by MPEG or the like after embedding the digital watermark tampering detection data, basically, the average luminance value of each DCT block is stored, that is, AVG1 of area 11 is stored. However, some calculation errors appear due to image processing such as an integer operation and a pre / post filter performed in each calculation step of MPEG. Thereby, AVG1 before MPEG encoding and AVG1 calculated after encoding may have different values. In consideration of this and the fact that AVG1 is a rounding operation, DELTA1 is added or subtracted so that AVG1 becomes an integer.
[0019]
In addition, from the relationship between AVG1, SUM1, and N1 described above,
DELTA1 <N1
Holds. Therefore, the subtraction method is performed so as not to concentrate on a certain area and not to subtract a large value in order to prevent image quality deterioration. For example, as shown in FIG. 6, the luminance value is subtracted by one for every three pixels, and the same operation is continued until DELTA1 becomes zero. Alternatively, subtraction may be performed after a portion where the luminance change of the image is less noticeable is selected in advance by calculation.
[0020]
As a result, the average luminance value AVG1 is embedded in the area 11 as the first digital watermark information.
[0021]
Next, a digital watermark embedding step S5 is performed on the area 21 in the area 2 corresponding to the area 11. FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the digital watermark embedding step S5. First, step S51 is performed in which the average luminance value AVG1 of the area 11 is expressed in binary notation (b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8). b1 is the most significant bit, and b8 is the least significant bit. The average luminance value AVG1 expressed in binary is the second digital watermark information that is equivalent to the first digital watermark information having a different expression format from the first digital watermark information, as described later.
[0022]
Next, step S54 for calculating the average luminance value AVG2 of the area 211 shown in FIG. 5 is performed. As in AVG1, assuming that the sum of the luminance values of all the pixels in the area 211 is SUM2 and the total number of pixels is N2,
AVG2 = SUM2 // N2
Is determined by
[0023]
Next, step S56 or S57 of performing a pixel operation on the area 211 based on the value of the most significant bit b1 is performed. If the binary value b1 is 0, addition / subtraction is performed to make AVG2 an even number. The addition / subtraction amount DELTA2 is obtained as follows if AVG2 is an even number.
[0024]
DELTA2 = | SUM2-AVG2 × N2 |
If AVG2 is an odd number,
d1 = | SUM2- (AVG2 + 1) × N2 |
d2 = | SUM2- (AVG2-1) × N2 |
Is smaller than DELTA2.
[0025]
Here, the reason that the absolute value difference is selected to be smaller is to minimize the image quality deterioration due to the difference value DELTA2 being reflected in the addition and subtraction of the pixels in the pixel block in the following steps. . Then, as in the case of the area 11, the relationship between SUM2, AVG2, and N2 is checked, and the addition or subtraction of the luminance value by DELTA2 is performed without any image quality deterioration.
[0026]
On the other hand, when b1 is 1, the same operation is performed to make AVG2 an odd number. Next, an operation is performed on the area 212 according to the value of b2, and a similar operation is performed up to the area 218.
[0027]
As a result, the average luminance value AVG1 represented as a binary number in the area 21 is embedded as the second digital watermark information. (As a result, the bits b1 to b8 are embedded as digital watermark information in the areas 211 to 218, respectively, such that the bit b1 expressed in binary is the area 211 and the bit b2 is the area 212.)
The steps described above are the description of embedding the digital watermark in the area 11. If this operation is performed up to the area 14, the operation of embedding the data for falsification detection in the input image is completed.
[0028]
Next, falsification detection will be described. FIG. 8 is a flowchart showing one embodiment of the digital watermark detection / falsification determination method according to the present invention. The method of the embodiment is executed by a program that causes a computer to execute the steps shown in FIG. This program may be read from a recording medium and taken into the computer, or may be transmitted via a communication network and taken into the computer.
[0029]
First, the image area dividing step S7 is performed in the same procedure as when embedding. Next, step S8 of calculating the average luminance value of the area 11 is performed. This is the same as when embedding,
AVG1 = SUM1 // N1
Ask for. (The calculated AVG1 is the third digital watermark information corresponding to the first digital watermark information.)
Next, step S9 for detecting the digital watermark WM embedded in the area 21 is performed. First, as in the case of embedding the average value AVG2 of the area 211,
AVG2 = SUM2 // N2
Ask for. If AVG2 is even, b1 = 0, and if AVG2 is odd, b1 = 1. The same operation is performed up to the area 218. Then, the binary representation (b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8) is converted into a decimal number WM with b1 being the most significant bit and b8 being the least significant bit. (The calculated digital watermark WM in binary number is the fourth digital watermark information corresponding to the second digital watermark information.)
AVG1 = WM (1)
Is satisfied, it is determined that there is no tampering, and if not, it is determined that there is tampering in the area 11.
[0030]
Here, the expression (1) is used as a criterion for tampering because the average luminance value of the area 11 changes when the user replaces a part of the area 11 with another image. The reason for this is that the presence or absence of tampering can be determined by comparison with.
[0031]
The steps described above are the explanation of the digital watermark falsification detection for the area 11. If this operation is performed up to the area 14 or until it is determined that there is tampering, the operation of tampering detection for the input image is completed. Also, in FIG. 8, if it is determined that tampering has been performed even once, the user is informed of the tampering and the process is terminated. If there is, all of them can be transmitted to the user.
[0032]
Although the average luminance value is used as the first digital watermark information in the above-described embodiment, other statistical information such as an average color difference value, a total luminance value, a total color difference value, and the like may be used. Further, in the above-described embodiment, a binary expression (binary expression) is used as the expression format of the second digital watermark information, but a decimal expression, a hexadecimal expression (hex expression), or the like may be used.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by embedding statistical information relating to an image signal equivalent to the first area in the image signal in the second area, the image signal can be obtained without the need for a message authenticator or additional information. By itself, it is possible to determine whether the image signal has been tampered with.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing one embodiment of a digital watermark embedding method according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image area dividing method.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an image area dividing method.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an image area dividing method.
FIG. 5 is a diagram showing an example of an image area dividing method.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a luminance value subtraction method.
FIG. 7 is a detailed flowchart of step 5 in the embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 8 is a flowchart illustrating an embodiment of a digital watermark detection / falsification determination method according to the present invention.

Claims (2)

入力された画像信号に設定される第1のエリアから得られる画像信号に関する統計的情報を、第1の電子透かし情報として前記第1のエリアに埋め込むステップと、
前記画像信号に設定される前記第1のエリアとは異なる第2のエリアに、前記第1の電子透かし情報とは表現形式の異なる前記第1の電子透かし情報と等価の情報を、第2の電子透かし情報として埋め込むステップと、
を有することを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
Embedding statistical information relating to an image signal obtained from a first area set in an input image signal into the first area as first digital watermark information;
In a second area different from the first area set in the image signal, information equivalent to the first digital watermark information having a different expression format from the first digital watermark information is stored in a second area. Embedding as digital watermark information;
A digital watermark embedding method, comprising:
入力された画像信号から2つの電子透かし情報を検出して、画像信号の改竄を判定する電子透かし検出・改竄判定方法であって、
前記画像信号は、第1のエリアに前記第1のエリアから得られる画像信号に関する統計的情報が第1の電子透かし情報として埋め込まれ、前記第1のエリアとは異なる第2のエリアに、前記第1の電子透かし情報とは表現形式の異なる前記第1の電子透かし情報と等価の情報が第2の電子透かし情報として埋め込まれた信号であり、
前記第1のエリアから前記第1の電子透かし情報に相当する第3の電子透かし情報を検出するステップと、
前記第2のエリアから前記第2の電子透かし情報に相当する第4の電子透かし情報を検出するステップと、
前記第3の電子透かし情報の値と前記第4の電子透かし情報の値とを比較し、前記2つの値が一致した場合には、前記画像信号の第1のエリアに対して改竄なしと判定し、前記2つの値が一致しない場合には、前記画像信号の第1のエリアに対して改竄ありと判定するステップと、
を有することを特徴とする電子透かし検出・改竄判定方法。
An electronic watermark detection / falsification determination method for detecting two electronic watermark information from an input image signal and determining whether the image signal is falsified,
In the image signal, statistical information on an image signal obtained from the first area is embedded as first digital watermark information in a first area, and the second area different from the first area has the statistical information. The first digital watermark information is a signal in which information equivalent to the first digital watermark information having a different expression format is embedded as second digital watermark information,
Detecting third digital watermark information corresponding to the first digital watermark information from the first area;
Detecting fourth digital watermark information corresponding to the second digital watermark information from the second area;
The value of the third digital watermark information is compared with the value of the fourth digital watermark information. If the two values match, it is determined that the first area of the image signal has not been tampered with. And when the two values do not match, determining that the first area of the image signal has been tampered with;
A digital watermark detection / falsification determination method characterized by having:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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