JP2005252491A - Electronic watermark detecting apparatus and method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic watermark detecting apparatus for detecting watermark information of an image signal to which the watermark has already been embedded and capable of more accurately detecting the watermark information weakened by attacks such as image segmentation and scaling without being attended with an increase in the computation complexity and the circuit scale when an electronic watermark embedding apparatus converts the phase of a particular frequency component of an embedding object image according to the watermark information to generate the image signal to which the watermark has already been embedded. <P>SOLUTION: The electronic watermark detecting apparatus comprises: an extraction unit 12 for extracting the particular frequency component from the image signal to which the watermark has already been embedded; a first orthogonal transforming unit 11 for calculating the orthogonal transformation image of the extracted extraction signal and the image signal to which the watermark has already been embedded, respectively; a composite unit 13 for compositing the calculated orthogonal transformation image of the extraction signal with the orthogonal transformation image of the image signal to which the watermark has already been embedded; a second orthogonal transforming unit 14 for applying orthogonal transformation or inverse orthogonal transformation to the composed composite signal; and an estimate unit 15 for estimating the watermark information on the basis of a peak appearing in the transformed composite signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば記録媒体を介して提供されるディジタル動画像信号の不正な複製を防止するのに有効な電子透かし検出装置及びその方法に関する。   The present invention relates to a digital watermark detection apparatus and method effective for preventing illegal copying of a digital moving image signal provided via a recording medium, for example.

ディジタルVTR、あるいはDVD(ディジタルバーサタイルディスク)のようなディジタル画像データを記録及び再生する装置の普及により、これらの装置で再生が可能な数多くのディジタル動画像が提供されるようになってきている。またインターネット、放送衛星、通信衛星等を介したディジタルテレビ放送を通じて様々なディジタル動画像が流通し、ユーザは高品質のディジタル動画像を利用することが可能となりつつある。   With the widespread use of apparatuses for recording and reproducing digital image data such as digital VTRs or DVDs (Digital Versatile Discs), a large number of digital moving images that can be reproduced by these apparatuses have been provided. In addition, various digital moving images are distributed through digital television broadcasting via the Internet, broadcasting satellites, communication satellites, etc., and users can use high-quality digital moving images.

ディジタル動画像は、ディジタル信号レベルで簡易に高品質の複製を作成することが可能であり、何らかの複製禁止あるいは複製制御を施さない場合には、無制限に複製されるおそれがある。従って、ディジタル動画像の不正な複製(コピー)を防止し、あるいは正規ユーザによる複製の世代数を制御するために、ディジタル動画像に複製制御のための情報を付加し、この付加情報を用いて不正な複製を防止し、複製を制限する方法が考えられている。   A digital moving image can be easily made a high-quality copy at the digital signal level, and there is a possibility that the copy is unlimited without any copy inhibition or copy control. Therefore, in order to prevent illegal copying (copying) of digital moving images or to control the number of generations of copying by authorized users, information for copying control is added to the digital moving images, and this additional information is used. A method of preventing illegal duplication and limiting duplication is considered.

このようにディジタル動画像に別の付加情報を重畳する技術として、電子透かし(digital watermarking)が知られている。電子透かしは、ディジタルデータ化された音声、音楽、動画、静止画等のコンテンツに対して、コンテンツの著作権者や利用者の識別情報、著作権者の権利情報、コンテンツの利用条件、その利用時に必要な秘密情報、あるいは上述した複製制御情報などの情報(これらを透かし情報と呼ぶ)を知覚が容易ではない状態となるように埋め込み、後に必要に応じて透かし情報をコンテンツから検出することによって利用制御、複製制御を含む著作権保護を行ったり、二次利用の促進を行ったりするための技術である。   As a technique for superimposing other additional information on a digital moving image in this way, digital watermarking is known. Digital watermarks are used for digital data such as audio, music, video, still images, etc., content copyright owner and user identification information, copyright owner rights information, content usage conditions, and usage By embedding secret information that is sometimes necessary or information such as the above-mentioned duplication control information (these are called watermark information) so that it is not easy to perceive, and later detecting the watermark information from the content as necessary This is a technology for copyright protection including use control and copy control, and for promoting secondary use.

電子透かしの一つの方式として、スペクトラム拡散技術を応用した方式が知られている。この方式では、以下の手順により透かし情報をディジタル動画像に埋め込む。   As one method of digital watermarking, a method using spread spectrum technology is known. In this method, watermark information is embedded in a digital moving image by the following procedure.

[ステップE1]
画像信号にPN(Pseudorandom Noise)系列を乗積してスペクトラム拡散を行う。
[Step E1]
Spread spectrum by multiplying image signal with PN (Pseudorandom Noise) sequence.

[ステップE2]
スペクトル拡散後の画像信号を周波数変換(例えば、DCT変換)する。
[Step E2]
The image signal after the spread spectrum is subjected to frequency conversion (for example, DCT conversion).

[ステップE3]
特定の周波数成分の値を変更することで透かし情報を埋め込む。
[Step E3]
The watermark information is embedded by changing the value of a specific frequency component.

[ステップE4]
逆周波数変換(例えば、IDCT変換)を施す。
[Step E4]
Inverse frequency conversion (for example, IDCT conversion) is performed.

[ステップE5]
スペクトル逆拡散を施す(ステップE1と同じPN系列を乗積する)。
[Step E5]
Spectral despreading is performed (multiplying the same PN sequence as in step E1).

一方、こうして透かし情報が埋め込まれたディジタル動画像からの透かし情報の検出は、以下の手順により行う。   On the other hand, the watermark information is detected from the digital moving image in which the watermark information is embedded in the following procedure.

[ステップD1]
画像信号にPN(Pseudorandom Noise)系列(ステップE1と同じPN系列)を乗積してスペクトル拡散を行う。
[Step D1]
The image signal is multiplied by a PN (Pseudorandom Noise) sequence (the same PN sequence as in step E1) to perform spectrum spreading.

[ステップD2]
スペクトル拡散後の画像信号を周波数変換(例えばDCT変換)する。
[Step D2]
The image signal after the spread spectrum is subjected to frequency conversion (for example, DCT conversion).

[ステップD3]
特定の周波数成分の値に着目し、埋め込まれた透かし情報を抽出する。
[Step D3]
Focusing on the value of a specific frequency component, the embedded watermark information is extracted.

一方、入力画像信号から特定周波数成分信号を抽出し、この特定周波数成分信号を位相制御し、位相制御された信号の相関値を算出して透かし情報を検出する技術も提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
特開2002−325233公報(請求項2、図7参照) 特開2002−218404公報(請求項1、図1参照)
On the other hand, a technique for extracting a specific frequency component signal from an input image signal, performing phase control on the specific frequency component signal, calculating a correlation value of the phase-controlled signal, and detecting watermark information has been proposed (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
JP 2002-325233 A (refer to claim 2, FIG. 7) JP 2002-218404 A (refer to claim 1, FIG. 1)

不正利用の防止を目的として電子透かしを適用する場合、ディジタル著作物に対して通常に施されると想定される各種の操作や意図的な攻撃によって、透かし情報が消失したり改竄されたりしないような性質(ロバスト性)を持つ必要がある。透かし情報を埋め込んだディジタル画像に対して透かし情報を検出できなくする攻撃としては、画像の切り出し、スケーリング(拡大/縮小)等が考えられる。   When digital watermarking is applied to prevent unauthorized use, the watermark information is not lost or altered by various operations or intentional attacks that are normally assumed to be applied to digital works. It is necessary to have unique properties (robustness). Attacks that make it impossible to detect watermark information for a digital image in which watermark information is embedded include image clipping and scaling (enlargement / reduction).

このような攻撃を受けた画像が入力された場合、従来の技術では、まず、透かし情報の検出時に埋め込み時のステップE1で用いたPN系列を推定する処理を行って、PN系列の同期を回復した後、ステップD1〜D3の処理を行って、埋め込まれた透かし情報を抽出する。しかしながら、画像信号だけからPN系列の同期を回復するには、複数の候補で処理を試みて、うまく検出できたものを採用するという探索を行う必要がある。このために、演算量や回路規模が増加するという問題がある。また、攻撃を受けた画像では透かし情報が弱まっており、画像の切り出しやスケーリングが分かり、それに対応した検出を行っても透かし情報が検出できなくなるとい問題がある。   When an image subjected to such an attack is input, the conventional technique first restores the synchronization of the PN sequence by performing a process of estimating the PN sequence used in step E1 at the time of embedding when detecting the watermark information. After that, the processes of steps D1 to D3 are performed to extract the embedded watermark information. However, in order to recover the synchronization of the PN sequence from only the image signal, it is necessary to perform a search for trying processing with a plurality of candidates and adopting those that have been successfully detected. For this reason, there is a problem that the calculation amount and the circuit scale increase. In addition, there is a problem that watermark information is weak in an attacked image, and it is understood that the image is cut out and scaled, and the watermark information cannot be detected even if detection corresponding to it is performed.

本発明は、画像の切り出し、スケーリング等の攻撃によって弱まった透かし情報を演算量や回路規模の増大を伴うことなく、より正確に検出できる電子透かし検出装置及びその方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a digital watermark detection apparatus and method capable of more accurately detecting watermark information weakened by attacks such as image cutout and scaling without increasing the amount of calculation and the circuit scale. .

請求項1に係る発明は、電子透かし埋め込み装置によって、埋め込み対象画像における特定周波数成分の位相が透かし情報に従って変換されて埋め込み済み画像信号が生成されている場合に、前記埋め込み済み画像信号の前記透かし情報を検出する電子透かし検出装置において、前記埋め込み済み画像信号から特定周波数成分を抽出する抽出手段と、前記抽出された抽出信号と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像をそれぞれ算出する第1直交変換手段と、前記算出された抽出信号の直交変換像と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像とを合成する合成手段と、前記合成された合成信号に直交変換若しくは逆直交変換を行う第2直交変換手段と、前記第2直交変換手段により変換された合成信号に出現するピークに基づいて前記透かし情報を推定する推定手段と、を具備することを特徴とする電子透かし検出装置である。   According to the first aspect of the present invention, when the embedded image signal is generated by converting the phase of the specific frequency component in the embedding target image according to the watermark information by the digital watermark embedding device, the watermark of the embedded image signal is generated. In the digital watermark detection apparatus for detecting information, an extraction means for extracting a specific frequency component from the embedded image signal, and a first orthogonal transform for calculating an orthogonal transform image of the extracted extracted signal and the embedded image signal, respectively Means for synthesizing the orthogonal transformation image of the calculated extracted signal and the orthogonal transformation image of the embedded image signal, and a second orthogonal transformation for performing orthogonal transformation or inverse orthogonal transformation on the synthesized signal. And the watermark information based on the peak appearing in the composite signal transformed by the second orthogonal transform means. And estimating means for estimating the a digital watermark detection apparatus characterized by comprising a.

請求項2に係る発明は、電子透かし埋め込み装置によって、埋め込み対象画像における特定周波数成分の位相が透かし情報に従って変換されて埋め込み済み画像信号が生成されている場合に、前記埋め込み済み画像信号の前記透かし情報を検出する電子透かし検出装置において、前記埋め込み済み画像信号の直交変換像を算出する第1直交変換手段と、前記算出された直交変換像から特定周波数成分を抽出する抽出手段と、前記抽出された抽出信号と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像をそれぞれ算出する第1直交変換手段と、前記算出された抽出信号の直交変換像と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像とを合成する合成手段と、前記合成された合成信号に直交変換若しくは逆直交変換を行う第2直交変換手段と、前記第2直交変換手段により変換された合成信号に出現するピークに基づいて前記透かし情報を推定する推定手段と、を具備することを特徴とする電子透かし検出装置である。   According to the second aspect of the present invention, when the embedded image signal is generated by converting the phase of the specific frequency component in the embedding target image according to the watermark information by the digital watermark embedding device, the watermark of the embedded image signal is generated. In the digital watermark detection apparatus for detecting information, a first orthogonal transform unit that calculates an orthogonal transform image of the embedded image signal, an extraction unit that extracts a specific frequency component from the calculated orthogonal transform image, and the extracted First orthogonal transforming means for respectively calculating the orthogonal transformation image of the extracted signal and the embedded image signal, and combining means for synthesizing the orthogonal transformation image of the calculated extraction signal and the orthogonal transformation image of the embedded image signal A second orthogonal transform means for performing orthogonal transform or inverse orthogonal transform on the synthesized composite signal, and the second orthogonal transform A digital watermark detection apparatus characterized by comprising an estimation means for estimating the watermark information based on the peak appearing in the converted composite signal by stage.

請求項3に係る発明は、前記埋め込み済み画像信号を累積して第1の累積信号を生成する第1累積手段を具備し、この第1の累積信号を前記抽出手段または前記第1直交変換手段に出力することを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置である。   The invention according to claim 3 includes first accumulating means for accumulating the embedded image signal to generate a first accumulative signal, and the first accumulating means is the extracting means or the first orthogonal transforming means. The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein the digital watermark detection apparatus outputs the digital watermark.

請求項4に係る発明は、前記第2直交変換手段の後段に配置され、前記第2直交変換信号を累積して第2の累積信号を生成する第2累積手段をさらに具備し、前記推定手段は、前記第2累積手段から出力された第2の累積信号に出現するピークから前記透かし情報を推定することを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置である。   The invention according to claim 4 further includes a second accumulating unit that is arranged at a subsequent stage of the second orthogonal transform unit and accumulates the second orthogonal transform signal to generate a second accumulated signal, and the estimation unit. 3. The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein the watermark information is estimated from a peak appearing in a second accumulated signal output from the second accumulation unit.

請求項5に係る発明は、前記第2直交変換手段の後段に配置され、前記第2直交変換信号を振幅で正規化して正規化相関信号を生成する正規化手段と、前記正規化手段から出力された正規化相関信号を累積して第2の累積信号を生成する第2累積手段とをさらに具備し、前記推定手段は、前記第2の累積信号に出現するピークから前記透かし情報を推定することを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置である。   The invention according to claim 5 is arranged downstream of the second orthogonal transform means, normalizing means for generating a normalized correlation signal by normalizing the second orthogonal transform signal with amplitude, and outputting from the normalization means And a second accumulator for accumulating the normalized normalized correlation signal to generate a second accumulative signal, wherein the estimating means estimates the watermark information from a peak appearing in the second accumulative signal. 3. The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein the digital watermark detection apparatus is a digital watermark detection apparatus.

請求項6に係る発明は、前記埋め込み済み画像信号を少なくとも2つの画像信号に分割する分割手段を具備し、この分割した画像信号を前記抽出手段または前記第1直交変換手段にそれぞれ出力することを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置である。   The invention according to claim 6 includes a dividing unit that divides the embedded image signal into at least two image signals, and outputs the divided image signal to the extracting unit or the first orthogonal transform unit, respectively. 3. The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein the digital watermark detection apparatus is a digital watermark detection apparatus.

請求項7に係る発明は、前記埋め込み済み画像信号を少なくとも2つの画像に分割する分割手段と、前記分割された画像信号をそれぞれ累積して累積信号をそれぞれ生成する第1累積手段を具備し、前記分割画像のそれぞれの第1の累積信号を前記抽出手段または前記第1直交変換手段に出力することを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置である。   The invention according to claim 7 includes a dividing unit that divides the embedded image signal into at least two images, and a first accumulating unit that accumulates the divided image signals to generate accumulated signals, respectively. 3. The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein a first accumulated signal of each of the divided images is output to the extraction unit or the first orthogonal transform unit.

請求項8に係る発明は、前記推定手段は、前記第2累積手段による第2の累積信号の累積期間に応じて変更される閾値によりレベル判定して前記透かし情報を推定することを特徴とする請求項4または5記載の電子透かし検出装置である。   The invention according to claim 8 is characterized in that the estimation means estimates the watermark information by performing level determination based on a threshold value that is changed according to an accumulation period of the second accumulation signal by the second accumulation means. A digital watermark detection apparatus according to claim 4 or 5.

請求項9に係る発明は、前記推定手段は、少なくとも2つの推定方法により前記透かし情報の推定を行い、前記少なくとも2つの検出方法による検出結果の一致または不一致を調べ、一致していれば前記透かし情報が有りと判定し、不一致であれば前記透かし情報無しと判定することを特徴とする請求項1〜7の中で少なくとも一項に記載の電子透かし検出装置である。   The invention according to claim 9 is characterized in that the estimation means estimates the watermark information by at least two estimation methods, checks whether or not the detection results by the at least two detection methods match, and if they match, the watermark 8. The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein it is determined that there is information, and if there is no match, it is determined that there is no watermark information.

請求項10に係る発明は、前記推定手段は、前記ピークの極性を判定することによって前記透かし情報を推定することを特徴とする請求項1〜7の中で少なくとも一項に記載の電子透かし検出装置である。   The invention according to claim 10 is characterized in that the estimation means estimates the watermark information by determining a polarity of the peak. 9. The digital watermark detection according to at least one of claims 1 to 7, Device.

請求項11に係る発明は、前記埋め込み済み画像信号の画素を間引いた信号を新たな埋め込み済み画像信号とする間引き手段を具備し、この間引いた埋め込み済み画像信号を前記抽出手段または前記第1直交変換手段に出力することを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置である。   According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided thinning means that uses a signal obtained by thinning out pixels of the embedded image signal as a new embedded image signal, and the thinned embedded image signal is used as the extracting means or the first orthogonal signal. 3. The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein the digital watermark detection apparatus outputs the converted data to a conversion unit.

請求項12に係る発明は、前記合成手段は、前記直交変換像の振幅を圧縮して合成することを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置である。   The invention according to claim 12 is the digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein the synthesizing unit synthesizes by compressing an amplitude of the orthogonal transform image.

請求項13に係る発明は、前記第1直交変換手段または前記第2直交変換手段における直交変換は、フーリエ変換であることを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置である。   The invention according to claim 13 is the digital watermark detection apparatus according to claim 1 or 2, wherein the orthogonal transform in the first orthogonal transform unit or the second orthogonal transform unit is a Fourier transform.

請求項14に係る発明は、電子透かし埋め込み装置によって、埋め込み対象画像における特定周波数成分の位相が透かし情報に従って変換されて埋め込み済み画像信号が生成されている場合に、前記埋め込み済み画像信号の前記透かし情報を検出する電子透かし検出方法において、前記埋め込み済み画像信号から特定周波数成分を抽出する抽出ステップと、前記抽出された抽出信号と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像をそれぞれ算出する第1直交変換ステップと、前記算出された抽出信号の直交変換像と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像とを合成する合成ステップと、前記合成された合成信号に直交変換若しくは逆直交変換を行う第2直交変換ステップと、前記変換された合成信号に出現するピークに基づいて前記透かし情報を推定する推定ステップと、を具備することを特徴とする電子透かし検出方法である。   According to the fourteenth aspect of the present invention, when the embedded image signal is generated by converting the phase of the specific frequency component in the embedding target image according to the watermark information by the digital watermark embedding device, the watermark of the embedded image signal is generated. In the digital watermark detection method for detecting information, an extraction step for extracting a specific frequency component from the embedded image signal, and a first orthogonal transform for respectively calculating an orthogonal transform image of the extracted signal and the embedded image signal A synthesis step of synthesizing the orthogonal transformation image of the calculated extracted signal and the orthogonal transformation image of the embedded image signal, and a second orthogonal transformation for performing orthogonal transformation or inverse orthogonal transformation on the synthesized signal And the watermark information based on peaks appearing in the converted combined signal. A digital watermark detection method characterized by comprising the estimation step constant to, a.

請求項15に係る発明は、電子透かし埋め込み装置によって、埋め込み対象画像における特定周波数成分の位相が透かし情報に従って変換されて埋め込み済み画像信号が生成されている場合に、前記埋め込み済み画像信号の前記透かし情報を検出する電子透かし検出方法において、前記埋め込み済み画像信号の直交変換像を算出する第1直交変換ステップと、前記算出された直交変換像から特定周波数成分を抽出する抽出ステップと、前記抽出された抽出信号と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像をそれぞれ算出する第1直交変換ステップと、前記算出された抽出信号の直交変換像と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像とを合成する合成ステップと、前記合成された合成信号に直交変換若しくは逆直交変換を行う第2直交変換ステップと、前記変換された合成信号に出現するピークに基づいて前記透かし情報を推定する推定ステップと、を具備することを特徴とする電子透かし検出方法である。   The invention according to claim 15 provides the watermark of the embedded image signal when the digital watermark embedding device generates the embedded image signal by converting the phase of the specific frequency component in the embedding target image according to the watermark information. In the digital watermark detection method for detecting information, a first orthogonal transform step of calculating an orthogonal transform image of the embedded image signal, an extraction step of extracting a specific frequency component from the calculated orthogonal transform image, and the extraction A first orthogonal transform step for calculating an orthogonal transform image of the extracted signal and the embedded image signal, and a combining step for combining the orthogonal transform image of the calculated extracted signal and the orthogonal transform image of the embedded image signal And a second orthogonal transformation step for performing orthogonal transformation or inverse orthogonal transformation on the synthesized signal. When a digital watermark detection method characterized by comprising, an estimation step of estimating the watermark information based on the peak appearing in the converted composite signal.

請求項16に係る発明は、電子透かし埋め込み装置によって、埋め込み対象画像における特定周波数成分の位相が透かし情報に従って変換されて埋め込み済み画像信号が生成されている場合に、前記埋め込み済み画像信号の前記透かし情報を検出する電子透かし検出方法をコンピュータによって実現するためのプログラムにおいて、前記埋め込み済み画像信号から特定周波数成分を抽出する抽出機能と、前記抽出された抽出信号と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像をそれぞれ算出する第1直交変換機能と、前記算出された抽出信号の直交変換像と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像とを合成する合成機能と、前記合成された合成信号に直交変換若しくは逆直交変換を行う第2直交変換機能と、前記変換された合成信号に出現するピークに基づいて前記透かし情報を推定する推定機能と、を実現することを特徴とする電子透かし検出方法のプログラムである。   According to the sixteenth aspect of the present invention, when the embedded image signal is generated by converting the phase of the specific frequency component in the embedding target image according to the watermark information by the digital watermark embedding device, the watermark of the embedded image signal is generated. In a program for realizing a digital watermark detection method for detecting information by a computer, an extraction function for extracting a specific frequency component from the embedded image signal, and an orthogonal transform image of the extracted signal and the embedded image signal A first orthogonal transform function for respectively calculating the orthogonal transform image of the calculated extracted signal and an orthogonal transform image of the embedded image signal, and orthogonal transform or inverse to the synthesized composite signal A second orthogonal transform function for performing orthogonal transform and a pin appearing in the transformed composite signal; A program of the digital watermark detection method characterized by realizing an estimation function for estimating the watermark information based on the click.

請求項17に係る発明は、電子透かし埋め込み装置によって、埋め込み対象画像における特定周波数成分の位相が透かし情報に従って変換されて埋め込み済み画像信号が生成されている場合に、前記埋め込み済み画像信号の前記透かし情報を検出する電子透かし検出方法をコンピュータによって実現するためのプログラムにおいて、前記埋め込み済み画像信号の直交変換像を算出する第1直交変換機能と、前記算出された直交変換像から特定周波数成分を抽出する抽出機能と、前記抽出された抽出信号と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像をそれぞれ算出する第1直交変換機能と、前記算出された抽出信号の直交変換像と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像とを合成する合成機能と、前記合成された合成信号に直交変換若しくは逆直交変換を行う第2直交変換機能と、前記変換された合成信号に出現するピークに基づいて前記透かし情報を推定する推定機能と、を実現することを特徴とする電子透かし検出方法のプログラムである。   According to the seventeenth aspect of the present invention, when the embedded image signal is generated by converting the phase of the specific frequency component in the embedding target image according to the watermark information by the digital watermark embedding device, the watermark of the embedded image signal is generated. In a program for realizing a digital watermark detection method for detecting information by a computer, a first orthogonal transform function for calculating an orthogonal transform image of the embedded image signal and extracting a specific frequency component from the calculated orthogonal transform image A first orthogonal transform function for calculating an orthogonal transformation image of the extracted extracted signal and the embedded image signal, respectively, and an orthogonal transformation image of the calculated extracted signal and the orthogonality of the embedded image signal. A synthesis function for synthesizing the transformed image, and orthogonal transformation or inversion to the synthesized signal. A second orthogonal transformation function for converting a program of the digital watermark detection method characterized by realizing an estimation function for estimating the watermark information based on the peak appearing in the converted composite signal.

本発明によれば、画像の切り出し、スケーリング等の攻撃に対して、演算量や回路規模の増大を伴うことなく、透かし情報を正確に検出できる。   According to the present invention, it is possible to accurately detect watermark information without an increase in calculation amount or circuit scale against attacks such as image clipping and scaling.

(電子透かし埋め込み装置の基本構成)
まず、電子透かし埋め込み装置について説明する。
(Basic configuration of digital watermark embedding device)
First, a digital watermark embedding device will be described.

図27は、電子透かし埋め込み装置の基本構成を示すブロック図である。   FIG. 27 is a block diagram showing a basic configuration of the digital watermark embedding apparatus.

電子透かし埋め込み装置には、透かし情報が埋め込みされるべき画像信号(以下、「埋め込み対象画像信号」という)110として、動画像または静止画のディジタル化された画像信号が入力される。この埋め込み対象画像信号110は輝度信号及び色差信号の両方を含んでいてもよいが、輝度信号のみであってもよい。埋め込み対象画像信号110は3分岐され、特定周波数成分抽出部111と特徴量抽出部115及び透かし情報重畳部116に入力される。   The digital watermark embedding device receives a digitized image signal of a moving image or a still image as an image signal (hereinafter referred to as “embedding target image signal”) 110 into which watermark information is to be embedded. The embedding target image signal 110 may include both a luminance signal and a color difference signal, but may include only a luminance signal. The embedding target image signal 110 is branched into three and input to the specific frequency component extraction unit 111, the feature amount extraction unit 115, and the watermark information superimposition unit 116.

特定周波数成分抽出部111は、周波数領域のディジタルフィルタ、例えば所定のカットオフ周波数を有するハイパスフィルタ、あるいは所定の通過域中心周波数を有するバンドパスフィルタによって構成され、入力動画像信号110から特定の周波数成分、例えば比較的高い周波数成分を抽出する。以下では、特定周波数成分抽出部111からの出力信号を「特定周波数成分信号」という。   The specific frequency component extraction unit 111 includes a frequency domain digital filter, for example, a high-pass filter having a predetermined cut-off frequency, or a band-pass filter having a predetermined passband center frequency. Extract components, eg, relatively high frequency components. Hereinafter, the output signal from the specific frequency component extraction unit 111 is referred to as a “specific frequency component signal”.

特定周波数成分抽出部111から出力される特定周波数成分信号は、位相変換器112及び振幅変換器113によって位相と振幅が変換される。本実施形態では位相変換器112が前段、振幅変換器113が後段にそれぞれ配置されているが、逆に振幅変換器113が前段、位相変換器112が後段にそれぞれ配置されていてもよい。入力画像信号110に埋め込みべきディジタル情報である透かし情報114は、位相変換器112及び振幅変換器113の少なくとも一方に与えられる。   The phase and amplitude of the specific frequency component signal output from the specific frequency component extraction unit 111 are converted by the phase converter 112 and the amplitude converter 113. In the present embodiment, the phase converter 112 is disposed at the front stage and the amplitude converter 113 is disposed at the rear stage. Conversely, the amplitude converter 113 may be disposed at the front stage and the phase converter 112 may be disposed at the rear stage. The watermark information 114 which is digital information to be embedded in the input image signal 110 is given to at least one of the phase converter 112 and the amplitude converter 113.

位相変換器112は、特定周波数成分信号に対して予め定められた固有の位相変換量の位相変換を施すように構成される。具体的には、位相変換器112は単一または複数のディジタル位相シフタによって実現され、位相変換量は位相シフタの位相シフト量となる。図28は位相変換器112による位相シフトの様子を示す図であり、この例では特定周波数成分信号が波形を保って単純に位相シフトされる。位相変換器112に透かし情報114が入力される場合には、位相変換器112の位相変換量(位相シフト量)が透かし情報114に従って制御される。   The phase converter 112 is configured to perform phase conversion of a specific phase conversion amount determined in advance on the specific frequency component signal. Specifically, the phase converter 112 is realized by a single or a plurality of digital phase shifters, and the phase conversion amount is the phase shift amount of the phase shifter. FIG. 28 is a diagram showing the state of the phase shift by the phase converter 112. In this example, the specific frequency component signal is simply phase-shifted while maintaining the waveform. When the watermark information 114 is input to the phase converter 112, the phase conversion amount (phase shift amount) of the phase converter 112 is controlled according to the watermark information 114.

振幅変換器113は、入力される特定周波数成分信号に対して、予め定められた固有の振幅変換量の振幅変換を施すように構成される。振幅変換器113は具体的には単一または複数の排他的論理和回路やディジタル乗算器であり、振幅変換量は入力される特定周波数成分信号に乗じる係数となる。振幅変換器113に透かし情報114が入力される場合には、振幅変換器113の振幅変換量(係数)が透かし情報114に従って制御される。   The amplitude converter 113 is configured to perform amplitude conversion of a predetermined specific amplitude conversion amount on the input specific frequency component signal. Specifically, the amplitude converter 113 is a single or a plurality of exclusive OR circuits or digital multipliers, and the amplitude conversion amount is a coefficient to be multiplied by the input specific frequency component signal. When the watermark information 114 is input to the amplitude converter 113, the amplitude conversion amount (coefficient) of the amplitude converter 113 is controlled according to the watermark information 114.

さらに、特徴量抽出部115により埋め込み対象画像信号110の特徴量、例えば画像の複雑度を表すアクティビィティが抽出される。この特徴量の情報は振幅変換器113に入力される。振幅変換器113では、入力された特徴量に応じて特定周波数成分の振幅変換量(係数)が制御される。具体的には、特徴量がアクティビィティの場合、アクティビィティが大きいほど係数が大きく設定される。なお、特徴抽出部115は必須ではなく、省略してもよい。   Further, the feature amount extraction unit 115 extracts a feature amount of the embedding target image signal 110, for example, an activity representing the complexity of the image. Information on the feature amount is input to the amplitude converter 113. In the amplitude converter 113, the amplitude conversion amount (coefficient) of the specific frequency component is controlled according to the input feature amount. Specifically, when the feature amount is activity, the coefficient is set to be larger as the activity is larger. The feature extraction unit 115 is not essential and may be omitted.

位相変換器112及び振幅変換器113によって位相変換と振幅変換を受けた特定周波数成分信号は、ディジタル加算器からなる透かし情報重畳部116によって埋め込み信号として供給され、埋め込み対象画像信号110に重畳される。すなわち、特定周波数成分抽出部111によって抽出された特定周波数成分信号は、位相変換器112及び振幅変換器113によって電子透かし埋め込み装置に固有の位相変換及び振幅変換を受けると共に、位相変換量及び振幅変換量の一方または両方が透かし情報114によって制御されるため、透かし情報重畳部116においては透かし情報114が埋め込み対象画像信号110に埋め込まれることになる。   The specific frequency component signal that has undergone phase conversion and amplitude conversion by the phase converter 112 and the amplitude converter 113 is supplied as an embedded signal by the watermark information superimposing unit 116 formed of a digital adder and is superimposed on the embedding target image signal 110. . That is, the specific frequency component signal extracted by the specific frequency component extraction unit 111 is subjected to phase conversion and amplitude conversion unique to the digital watermark embedding apparatus by the phase converter 112 and the amplitude converter 113, and the phase conversion amount and amplitude conversion. Since one or both of the quantities are controlled by the watermark information 114, the watermark information superimposing unit 116 embeds the watermark information 114 in the embedding target image signal 110.

なお、特定周波数成分抽出部111によって抽出され、かつ位相変換器112及び振幅変換器113によって位相及び振幅が変換された特定周波数成分信号は、複数チャネル存在してもよく、その場合は複数チャネルの特定周波数成分信号が透かし情報重畳部116において埋め込み対象画像信号110に重畳される。   The specific frequency component signal extracted by the specific frequency component extraction unit 111 and converted in phase and amplitude by the phase converter 112 and the amplitude converter 113 may exist in a plurality of channels. The specific frequency component signal is superimposed on the embedding target image signal 110 by the watermark information superimposing unit 116.

こうして透かし情報が埋め込まれた画像信号(以下、「埋め込み済み画像信号」という)100は、例えばDVDシステムのようなディジタル画像記録再生装置によって記録媒体に記録されたり、あるいはインターネット、放送衛星、通信衛星等の伝送媒体を介して伝送される。   The image signal 100 in which the watermark information is embedded (hereinafter referred to as “embedded image signal”) 100 is recorded on a recording medium by a digital image recording / reproducing apparatus such as a DVD system, or the Internet, broadcast satellite, communication satellite. Or the like via a transmission medium such as

以下、この埋め込み済み画像信号100を検出する場合であって、特に、特定周波数成分信号の位相変換量(位相シフト量)が透かし情報114に従って制御されている埋め込み済み画像信号100の電子透かし検出装置の各実施形態について図面を参照して順番に説明する。   Hereinafter, in the case of detecting the embedded image signal 100, in particular, the digital watermark detection apparatus for the embedded image signal 100 in which the phase conversion amount (phase shift amount) of the specific frequency component signal is controlled according to the watermark information 114. Each embodiment will be described in order with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1、図8、図15、図16を用いて第1の実施形態に係る電子透かし検出装置について説明する。
(First embodiment)
The digital watermark detection apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 8, 15, and 16.

(1)電子透かし検出装置の構成
図1に、本実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示す。
(1) Configuration of Digital Watermark Detection Device FIG. 1 shows the configuration of a digital watermark detection device according to this embodiment.

図1の電子透かし検出装置には、上記で説明した電子透かし埋め込み装置によって特定周波数成分信号の位相変換量(位相シフト量)が透かし情報114に従って制御されている埋め込み済み画像信号100が記録媒体あるいは伝送媒体を介して入力される。なお、透かし情報として、ディジタル信号の”1”または”0”が埋め込まれているとする。   1 includes an embedded image signal 100 in which the phase conversion amount (phase shift amount) of the specific frequency component signal is controlled according to the watermark information 114 by the above-described digital watermark embedding device. Input via a transmission medium. It is assumed that a digital signal “1” or “0” is embedded as watermark information.

埋め込み済み画像信号100は、抽出器12により特定成分のみ抽出される。この抽出器は、上記した電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタ、例えば所定のカットオフ周波数を有するHPF(ハイパスフィルタ)、あるいは所定の通過域中心周波数を有するBPF(バンドパスフィルタ)であり、入力動画像信号100から特定の周波数成分、例えば比較的高い周波数成分の信号を抽出する。   Only a specific component is extracted from the embedded image signal 100 by the extractor 12. This extractor is a digital filter in the same frequency region as the specific frequency component extractor used in the above-described digital watermark embedding device, for example, an HPF (high pass filter) having a predetermined cutoff frequency, or a predetermined passband center frequency. A BPF (band pass filter) having a specific frequency component, for example, a signal having a relatively high frequency component, is extracted from the input moving image signal 100.

抽出器12によって抽出された信号は、第1直交変換器11によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The signal extracted by the extractor 12 is subjected to orthogonal transform processing such as Fourier transform by the first orthogonal transformer 11.

直交変換処理後の信号は合成器13により複素合成される。ここでは抽出された信号の直交変換像と入力画像の直交変換像で複素合成を行う。   The signal after the orthogonal transformation process is complex-synthesized by the synthesizer 13. Here, complex synthesis is performed using the orthogonal transformation image of the extracted signal and the orthogonal transformation image of the input image.

複素合成後の合成信号に対して第2直交変換器14により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。   The second orthogonal transformer 14 performs orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) on the composite signal after complex synthesis. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. .

なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよく、振幅圧縮の手法としては、振幅を1に固定、振幅の指数対数値を利用するといった方法が考えられる。   Note that the signal after the complex synthesis may be subjected to the second orthogonal transformation after being subjected to the amplitude compression process. As an amplitude compression method, the amplitude is fixed to 1 and the exponential logarithm of the amplitude is used. A method is conceivable.

第2直交変換後の合成信号は推定器15の入力に与えられる。この変換後の合成信号から透かし情報を推定器15が推定する方法について図15、図16に基づいて説明する。なお、上記したように透かし情報として、ディジタル信号の”1”または”0”が埋め込まれているとする。   The combined signal after the second orthogonal transformation is given to the input of the estimator 15. A method in which the estimator 15 estimates the watermark information from the combined signal after the conversion will be described with reference to FIGS. It is assumed that “1” or “0” of the digital signal is embedded as watermark information as described above.

図15に示すように、変換後の合成信号を位相シフトさせながら、元の位相シフトさせていない変換後の合成信号との相関を求める。この相互相関値と位相シフト量との関係が図16である。   As shown in FIG. 15, the phase of the combined signal after conversion is phase-shifted, and the correlation with the converted combined signal that has not been phase-shifted is obtained. FIG. 16 shows the relationship between the cross correlation value and the phase shift amount.

そして、図16に示すように、相互相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。すなわち、埋め込み済み画像信号100がスケーリング攻撃を受けていると、特定周波数成分信号の持つ位相シフト量が電子透かし埋め込み装置において特定周波数成分信号に与えられた位相シフト量と異なった値になる。ここで、抽出器は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。   As shown in FIG. 16, when a change in the cross-correlation value is observed, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents watermark information. That is, when the embedded image signal 100 is subjected to a scaling attack, the phase shift amount of the specific frequency component signal becomes a value different from the phase shift amount given to the specific frequency component signal in the digital watermark embedding apparatus. Here, the extractor may extract all frequency components.

そこで、本実施形態においては推定器15によって位相シフト量を連続的あるいは段階的に制御し、それに伴って出力される相互相関値のピークを探索し、探索されたピークの極性から透かし情報を推定して検出する相互相関値のピークは、透かし情報の値に応じて正・負のいずれかの値をとり、例えば図16の例では正の場合は透かし情報は”1”、負の場合は透かし情報は”0”と判定される。このようにして、スケーリング攻撃を受けた画像に対しても透かし情報推定器15により検出された透かし情報101が出力される。   Therefore, in the present embodiment, the phase shift amount is controlled continuously or stepwise by the estimator 15, the peak of the cross-correlation value output is searched for, and the watermark information is estimated from the polarity of the searched peak. The peak of the cross-correlation value detected in this way takes either a positive or negative value depending on the value of the watermark information. For example, in the example of FIG. 16, the watermark information is “1” if it is positive, The watermark information is determined to be “0”. In this way, the watermark information 101 detected by the watermark information estimator 15 is also output for the image subjected to the scaling attack.

このように本実施形態によると、埋め込み済み画像信号から特定周波数成分信号を抽出し、この特定周波数成分信号と埋め込み済み画像信号との位相限定相関を行って透かし情報を検出する。この場合、位相を変化させながら相関演算を行うことで、相関値のピークが探索できるので、スケーリング攻撃を受けた埋め込み済み画像信号からも容易に透かし情報の検出が可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the specific frequency component signal is extracted from the embedded image signal, and the watermark information is detected by performing the phase-only correlation between the specific frequency component signal and the embedded image signal. In this case, by performing correlation calculation while changing the phase, the peak of the correlation value can be searched, so that the watermark information can be easily detected from the embedded image signal subjected to the scaling attack.

(2)位相限定相関手法
上記相関手法は「位相限定相関手法」と呼ばれており、図20を用いて手法を説明する。位相限定相関:POC(Phase Only Correlation)は、元になる登録画像50と照合すべき入力画像101の相関(類似性)を算出する手法である。
(2) Phase Only Correlation Method The above correlation method is called a “phase only correlation method”, and the method will be described with reference to FIG. Phase only correlation: POC (Phase Only Correlation) is a method for calculating the correlation (similarity) between the input image 101 to be collated with the original registered image 50.

第1に、ディジタル信号化された登録画像50をフーリエ変換で数学的にそれぞれ処理することで、振幅52(濃淡データ)と位相53(像の輪郭データ)に分解する。また、ディジタル信号化された入力画像101をフーリエ変換で数学的にそれぞれ処理することで、振幅52(濃淡データ)と位相53(像の輪郭データ)に分解する。   First, the registered image 50 converted into a digital signal is mathematically processed by Fourier transformation to be decomposed into an amplitude 52 (grayscale data) and a phase 53 (image contour data). Further, the input image 101 converted into a digital signal is mathematically processed by Fourier transform to be decomposed into an amplitude 52 (grayscale data) and a phase 53 (image contour data).

第2に、分解した登録画像50の位相53を振幅圧縮する。これは、入力画像101の位相53と照合するため、すなわち、この2つの情報のうち形状情報が含まれない振幅情報は使わずに、位相情報のみを用いて相関を画像処理するアルゴリズムのためである。振幅圧縮の手法としては、例えば、振幅を1に固定する。同様に、分解した入力画像101の位相53も振幅圧縮する。   Second, the phase 53 of the decomposed registered image 50 is amplitude-compressed. This is for the purpose of collating with the phase 53 of the input image 101, that is, for the algorithm that image-processes the correlation using only the phase information without using the amplitude information that does not include the shape information. is there. As an amplitude compression method, for example, the amplitude is fixed to 1. Similarly, the phase 53 of the decomposed input image 101 is also subjected to amplitude compression.

第3に、登録画像50と入力画像101の2つの位相情報から合成画像54を作成して、合成画像に対して逆フーリエ変換を行うことで相関画像55を得る。   Third, a composite image 54 is created from two pieces of phase information of the registered image 50 and the input image 101, and a correlation image 55 is obtained by performing inverse Fourier transform on the composite image.

POCは、振幅情報を用いた従来の2次元相関法や特徴抽出法とは全く異なり、外乱に強く、大きな誤りが無いという特徴を持っている。   The POC is completely different from the conventional two-dimensional correlation method and feature extraction method using amplitude information, and has a feature that it is resistant to disturbance and has no large error.

(3)直交変換における演算量
ここで、本実施形態の直交変換にFFT(Fast Fourier Transform)を用いた場合の、直交変換における演算量について説明する。入力画像がN行M列の場合を想定するものとする。
(3) Computational amount in orthogonal transformation Here, the computational amount in orthogonal transformation when FFT (Fast Fourier Transform) is used for orthogonal transformation of this embodiment is demonstrated. Assume that the input image has N rows and M columns.

2次元FFTの演算量は以下の通りである。

Figure 2005252491
The calculation amount of the two-dimensional FFT is as follows.
Figure 2005252491

また、本実施形態では3つの直交変換(2つの画像の第1直交変換・第2直交変換)を用いるために、以下の演算量が必要となる。

Figure 2005252491
In this embodiment, since three orthogonal transformations (first orthogonal transformation and second orthogonal transformation of two images) are used, the following calculation amount is required.
Figure 2005252491

(4)不正コピー防止方法の手順
次に、図8に示すフローチャートを用いて本実施形態に係る不正コピー防止方法の手順について説明する。
(4) Procedure of Unauthorized Copy Prevention Method Next, the procedure of the unauthorized copy prevention method according to the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG.

埋め込み済み画像信号は、抽出ステップS32により特定成分のみ抽出される。この抽出ステップは上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   Only the specific component of the embedded image signal is extracted in the extraction step S32. This extraction step is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出ステップS31によって抽出された信号は、第1直交変換ステップS32によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The signal extracted in the extraction step S31 is subjected to orthogonal transformation processing such as Fourier transformation in the first orthogonal transformation step S32.

直交変換処理後の信号は合成ステップS33により複素合成される。ここでは抽出された信号同士で複素合成を行う。   The signal after the orthogonal transformation process is complex-synthesized by the synthesis step S33. Here, complex synthesis is performed between the extracted signals.

複素合成後の信号に対して第2直交変換ステップS34により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよい。   Orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) is performed on the signal after complex synthesis in the second orthogonal transformation step S34. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. . Note that the second orthogonal transform may be performed after the amplitude compression processing is performed on the signal after the complex synthesis.

第2直交変換後のデータは推定ステップS35の入力に与えられる。透かし情報の推定ステップS35は、図15、図16に示されるように相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。   The data after the second orthogonal transformation is given to the input of the estimation step S35. In the watermark information estimation step S35, the watermark information is estimated and detected by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase as shown in FIGS. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information.

(第2の実施形態)
次に、図2、図9、図12を用いて本発明の第2の実施形態に係る電子透かし検出装置について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a digital watermark detection apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2, FIG. 9, and FIG.

(1)電子透かし検出装置の構成
図2に、本実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示す。
(1) Configuration of Digital Watermark Detection Device FIG. 2 shows a configuration of a digital watermark detection device according to this embodiment.

図2の電子透かし検出装置には、図1の電子透かし検出装置と同様に、上記の電子透かし埋め込み装置によって特定周波数成分信号の位相変換量(位相シフト量)が透かし情報114に従って制御されている埋め込み済み画像信号100が記録媒体あるいは伝送媒体を介して入力される。   In the digital watermark detection apparatus shown in FIG. 2, the phase conversion amount (phase shift amount) of the specific frequency component signal is controlled according to the watermark information 114 by the digital watermark embedding apparatus as in the digital watermark detection apparatus shown in FIG. The embedded image signal 100 is input via a recording medium or a transmission medium.

埋め込み済み画像信号100は第1直交変換器11によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The embedded image signal 100 is subjected to orthogonal transform processing such as Fourier transform by the first orthogonal transformer 11.

直交変換処理後の信号は抽出器12により特定成分のみ抽出される。この抽出器は上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタ、例えば所定のカットオフ周波数を有するHPF(ハイパスフィルタ)、あるいは所定の通過域中心周波数を有するBPF(バンドパスフィルタ)であり、入力動画像信号100から特定の周波数成分、例えば比較的高い周波数成分の信号を抽出する。   Only a specific component is extracted from the signal after the orthogonal transformation process by the extractor 12. This extractor is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding device described above, for example, an HPF (high pass filter) having a predetermined cutoff frequency, or a predetermined pass band. A BPF (band pass filter) having a center frequency, which extracts a signal having a specific frequency component, for example, a relatively high frequency component, from the input moving image signal 100.

抽出器12によって抽出された信号は、合成器13により複素合成される。ここでは抽出された信号の直交変換像と入力画像の直交変換像で複素合成を行う。   The signal extracted by the extractor 12 is complex-synthesized by the combiner 13. Here, complex synthesis is performed using the orthogonal transformation image of the extracted signal and the orthogonal transformation image of the input image.

複素合成後の信号に対して第2直交変換器14により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。   The second orthogonal transformer 14 performs orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) on the signal after complex synthesis. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. .

なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよく、振幅圧縮の手法としては、振幅を1に固定、振幅の指数対数値を利用するといった方法が考えられる。   Note that the signal after the complex synthesis may be subjected to the second orthogonal transformation after being subjected to the amplitude compression process. As an amplitude compression method, the amplitude is fixed to 1 and the exponential logarithm of the amplitude is used. A method is conceivable.

第2直交変換後のデータは推定器15の入力に与えられる。透かし情報の推定器15は、相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。このようにして、スケーリング攻撃を受けた画像に対しても透かし情報推定器15により検出された透かし情報101が出力される。ここで、抽出器は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。   The data after the second orthogonal transformation is given to the input of the estimator 15. The watermark information estimator 15 estimates and detects watermark information by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information. In this way, the watermark information 101 detected by the watermark information estimator 15 is also output for the image subjected to the scaling attack. Here, the extractor may extract all frequency components.

このように本実施形態によると、埋め込み済み画像信号に直交変換を施してから特定周波数成分信号を抽出し、この特定周波数成分信号と埋め込み済み画像信号の直交変換像との位相限定相関を行って透かし情報を検出する。抽出処理、緒高変換処理は線形処理なので順序の入れ替えを行っても処理結果は変更されず、演算量の少ない処理順序を用いることで、演算量を減らすことが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the specific frequency component signal is extracted after performing the orthogonal transformation on the embedded image signal, and the phase-only correlation between the specific frequency component signal and the orthogonal transformation image of the embedded image signal is performed. Detect watermark information. Since the extraction process and the Odaka conversion process are linear processes, the processing result is not changed even if the order is changed, and the processing amount can be reduced by using a processing order with a small amount of calculation.

(2)不正コピー防止方法の手順
次に、図9に示すフローチャートを用いて本実施形態に係る不正コピー防止方法の手順について説明する。
(2) Procedure of Unauthorized Copy Prevention Method Next, the procedure of the unauthorized copy prevention method according to the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG.

埋め込み済み画像信号は第1直交変換ステップS31によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The embedded image signal is subjected to orthogonal transform processing such as Fourier transform in the first orthogonal transform step S31.

直交変換処理後の信号は抽出ステップS32により特定成分のみ抽出される。この抽出ステップは上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   Only a specific component is extracted from the signal after the orthogonal transformation process in the extraction step S32. This extraction step is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出ステップS32によって抽出された信号は、合成ステップS33により複素合成される。ここでは直交変換された信号同士で複素合成を行う。   The signal extracted by the extraction step S32 is complex-synthesized by the synthesis step S33. Here, complex synthesis is performed between the orthogonally transformed signals.

複素合成後の信号に対して第2直交変換ステップS34により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよい。   Orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) is performed on the signal after complex synthesis in the second orthogonal transformation step S34. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. . Note that the second orthogonal transform may be performed after the amplitude compression processing is performed on the signal after the complex synthesis.

第2直交変換後のデータは推定ステップS35の入力に与えられる。透かし情報の推定ステップS35は、相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。図12に示すように、入力画像信号を分割ステップS30で処理することで、少なくとも2つに分割した画像信号を後段(ここでは第1直交変換ステップS31)の入力とすることも考えられる。   The data after the second orthogonal transformation is given to the input of the estimation step S35. In the watermark information estimation step S35, the watermark information is estimated and detected by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information. As shown in FIG. 12, it is also conceivable that the input image signal is processed in the division step S30 so that the image signal divided into at least two is used as the input of the subsequent stage (here, the first orthogonal transformation step S31).

(第3の実施形態)
次に、図3、図10、図24〜26を用いて本発明の第3の実施形態に係る電子透かし検出装置について説明する。
(Third embodiment)
Next, a digital watermark detection apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3, 10, and 24 to 26.

(1)電子透かし検出装置の構成
図3に、本実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示す。
(1) Configuration of Digital Watermark Detection Device FIG. 3 shows the configuration of the digital watermark detection device according to this embodiment.

図3の電子透かし検出装置には、図1の電子透かし検出装置と同様に、電子透かし埋め込み装置によって特定周波数成分信号の位相変換量(位相シフト量)が透かし情報114に従って制御されている埋め込み済み画像信号100が記録媒体あるいは伝送媒体を介して入力される。   In the digital watermark detection apparatus of FIG. 3, as with the digital watermark detection apparatus of FIG. 1, the phase conversion amount (phase shift amount) of the specific frequency component signal is controlled according to the watermark information 114 by the digital watermark embedding apparatus. An image signal 100 is input via a recording medium or a transmission medium.

埋め込み済み画像信号100は抽出器12により特定成分のみ抽出される。この抽出器は上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   Only a specific component is extracted from the embedded image signal 100 by the extractor 12. This extractor is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出器12によって抽出された信号は、第1直交変換器11によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The signal extracted by the extractor 12 is subjected to orthogonal transform processing such as Fourier transform by the first orthogonal transformer 11.

直交変換処理後の信号は合成器13により複素合成される。ここでは抽出された信号の直交変換像と入力画像の直交変換像で複素合成を行う。   The signal after the orthogonal transformation process is complex-synthesized by the synthesizer 13. Here, complex synthesis is performed using the orthogonal transformation image of the extracted signal and the orthogonal transformation image of the input image.

複素合成後の信号に対して第2直交変換器14により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。   The second orthogonal transformer 14 performs orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) on the signal after complex synthesis. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. .

なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよく、振幅圧縮の手法としては、振幅を1に固定、振幅の指数対数値を利用するといった方法が考えられる。   Note that the signal after the complex synthesis may be subjected to the second orthogonal transformation after being subjected to the amplitude compression process. As an amplitude compression method, the amplitude is fixed to 1 and the exponential logarithm of the amplitude is used. A method is conceivable.

第2直交変換後のデータは第2累積器18の入力に与えられる。第2累積器18は、ある特定の累積期間にわたって入力信号を累積して第2の累積信号を出力する。累積期間は、例えば15秒、30秒、1分のように選ばれる。第2累積器18は累積期間にわたり累積して第2の累積信号を出力すると、リセットされる。   The data after the second orthogonal transformation is given to the input of the second accumulator 18. The second accumulator 18 accumulates the input signal over a specific accumulation period and outputs a second accumulated signal. The accumulation period is selected, for example, 15 seconds, 30 seconds, and 1 minute. The second accumulator 18 is reset when it accumulates over an accumulation period and outputs a second accumulation signal.

第2の累積信号は推定器15の入力に与えられる。透かし情報の推定器15は、相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。このようにして、スケーリング攻撃を受けた画像に対しても透かし情報推定器15により検出された透かし情報101が出力される。ここで、抽出器は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。   The second accumulated signal is provided to the input of the estimator 15. The watermark information estimator 15 estimates and detects watermark information by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information. In this way, the watermark information 101 detected by the watermark information estimator 15 is also output for the image subjected to the scaling attack. Here, the extractor may extract all frequency components.

このように本実施形態によると、相関信号を累積することにより入力画像にロバストな相関結果が算出されると考えられ、累積期間を長期間化することで入力画像にロバストで高い検出率を実現することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, it is considered that a robust correlation result is calculated in the input image by accumulating the correlation signal, and a long and high detection rate is realized in the input image by extending the accumulation period. It becomes possible to do.

(2)第2累積器の累積パターン
第2累積器の累積パターンとしては、例えば図24に記載したように全てのフィールド(もしくはフレーム)で加算する場合、図25、図26に記載したようにフィールド毎(もしくはフレーム毎)に加減算を織り交ぜることで周期的に加減算を行う場合などが考えられる。この累積パターンは電子透かし信号の埋め込み側の埋め込みパターンと関連して、入力信号に対する透かし信号の相関が大きくなるように決定される。
(2) Accumulation pattern of second accumulator As an accumulation pattern of the second accumulator, for example, when adding in all fields (or frames) as shown in FIG. 24, as shown in FIG. 25 and FIG. There may be a case where addition / subtraction is performed periodically by interweaving addition / subtraction for each field (or for each frame). This accumulated pattern is determined so as to increase the correlation of the watermark signal with the input signal in relation to the embedding pattern on the digital watermark signal embedding side.

(3)不正コピー防止方法の手順
次に、図10に示すフローチャートを用いて本実施形態に係る不正コピー防止方法の手順について説明する。
(3) Procedure of Unauthorized Copy Prevention Method Next, the procedure of the unauthorized copy prevention method according to the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG.

埋め込み済み画像信号は第1直交変換ステップS31によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The embedded image signal is subjected to orthogonal transform processing such as Fourier transform in the first orthogonal transform step S31.

直交変換処理後の信号は抽出ステップS32により特定成分のみ抽出される。この抽出ステップ32は上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   Only a specific component is extracted from the signal after the orthogonal transformation process in the extraction step S32. This extraction step 32 is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出ステップS32によって抽出された信号は、合成ステップS33により複素合成される。ここでは直交変換された信号同士で複素合成を行う。   The signal extracted by the extraction step S32 is complex-synthesized by the synthesis step S33. Here, complex synthesis is performed between the orthogonally transformed signals.

複素合成後の信号に対して第2直交変換ステップS34により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよい。   Orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) is performed on the signal after complex synthesis in the second orthogonal transformation step S34. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. . Note that the second orthogonal transform may be performed after the amplitude compression processing is performed on the signal after the complex synthesis.

第2直交変換後のデータは第2累積ステップS38の入力に与えられる。第2累積ステップS38は、第1累積ステップS37の累積期間である特定の累積期間にわたって、入力信号を累積して第2の累積信号を出力する。第2累積ステップS38は累積期間にわたり累積して第2の累積信号を出力すると、リセットされる。   The data after the second orthogonal transformation is given to the input of the second accumulation step S38. In the second accumulation step S38, the input signal is accumulated over the specific accumulation period that is the accumulation period of the first accumulation step S37, and the second accumulation signal is output. The second accumulation step S38 is reset when it accumulates over the accumulation period and outputs the second accumulation signal.

第2の累積信号は推定ステップS35の入力に与えられる。透かし情報の推定ステップS35は、相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。   The second accumulated signal is given to the input of the estimation step S35. In the watermark information estimation step S35, the watermark information is estimated and detected by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information.

(第4の実施形態)
次に、図4、図11を用いて本発明の第4の実施形態に係る電子透かし検出装置について説明する。
(Fourth embodiment)
Next, a digital watermark detection apparatus according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

(1)電子透かし検出装置の構成
図4に、本実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示す。
(1) Configuration of Digital Watermark Detection Device FIG. 4 shows the configuration of the digital watermark detection device according to this embodiment.

図4の電子透かし検出装置には、図1の電子透かし検出装置と同様に、電子透かし埋め込み装置によって特定周波数成分信号の位相変換量(位相シフト量)が透かし情報114に従って制御されている埋め込み済み画像信号100が記録媒体あるいは伝送媒体を介して入力される。   In the digital watermark detection apparatus of FIG. 4, as with the digital watermark detection apparatus of FIG. 1, the phase conversion amount (phase shift amount) of the specific frequency component signal is controlled according to the watermark information 114 by the digital watermark embedding apparatus. An image signal 100 is input via a recording medium or a transmission medium.

埋め込み済み画像信号100は抽出器12により特定成分のみ抽出される。この抽出器は上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   Only a specific component is extracted from the embedded image signal 100 by the extractor 12. This extractor is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出器12によって抽出された信号は、第1直交変換器11によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The signal extracted by the extractor 12 is subjected to orthogonal transform processing such as Fourier transform by the first orthogonal transformer 11.

直交変換処理後の信号は合成器13により複素合成される。ここでは抽出された信号の直交変換像と入力画像の直交変換像で複素合成を行う。   The signal after the orthogonal transformation process is complex-synthesized by the synthesizer 13. Here, complex synthesis is performed using the orthogonal transformation image of the extracted signal and the orthogonal transformation image of the input image.

複素合成後の信号に対して第2直交変換器14により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよく、振幅圧縮の手法としては、振幅を1に固定、振幅の指数対数値を利用するといった方法が考えられる。   The second orthogonal transformer 14 performs orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) on the signal after complex synthesis. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. . Note that the signal after the complex synthesis may be subjected to the second orthogonal transformation after being subjected to the amplitude compression process. As an amplitude compression method, the amplitude is fixed to 1 and the exponential logarithm of the amplitude is used. A method is conceivable.

第2直交変換後のデータは正規化器19に入力される。正規化器19により正規化された信号は第2累積器18の入力に与えられる。   The data after the second orthogonal transformation is input to the normalizer 19. The signal normalized by the normalizer 19 is given to the input of the second accumulator 18.

第2累積器18はある特定の累積期間にわたって、入力信号を累積して第2の累積信号を出力する。累積期間は、例えば15秒、30秒、1分のように選ばれる。第2累積器18は累積期間にわたり累積して第2の累積信号を出力すると、リセットされる。   The second accumulator 18 accumulates the input signal over a specific accumulation period and outputs a second accumulated signal. The accumulation period is selected, for example, 15 seconds, 30 seconds, and 1 minute. The second accumulator 18 is reset when it accumulates over an accumulation period and outputs a second accumulation signal.

第2の累積信号は推定器15の入力に与えられる。透かし情報の推定器15は、相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。このようにして、スケーリング攻撃を受けた画像に対しても透かし情報推定器15により検出された透かし情報101が出力される。ここで、抽出器は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。   The second accumulated signal is provided to the input of the estimator 15. The watermark information estimator 15 estimates and detects watermark information by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information. In this way, the watermark information 101 detected by the watermark information estimator 15 is also output for the image subjected to the scaling attack. Here, the extractor may extract all frequency components.

このように本実施形態によると、相関信号を正規化してから累積することにより、入力画像にロバストな相関結果が算出されると考えられ、累積期間を長期間化することで入力画像にロバストで高い検出率を実現することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, it is considered that a correlation result that is robust to the input image is calculated by normalizing the correlation signal and then accumulated. By increasing the accumulation period, the input image is robust. A high detection rate can be realized.

(2)不正コピー防止方法の手順
次に、図11に示すフローチャートを用いて本実施形態に係る不正コピー防止方法の手順について説明する。
(2) Procedure of Unauthorized Copy Prevention Method Next, the procedure of the unauthorized copy prevention method according to the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG.

埋め込み済み画像信号は抽出ステップS32により特定成分のみ抽出される。この抽出ステップは上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   Only the specific component is extracted from the embedded image signal in the extraction step S32. This extraction step is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出ステップS32によって抽出された信号は、第1直交変換ステップS31によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The signal extracted in the extraction step S32 is subjected to orthogonal transformation processing such as Fourier transformation in the first orthogonal transformation step S31.

直交変換処理後の信号は抽出ステップS32により特定成分のみ抽出される。この抽出ステップは上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   Only a specific component is extracted from the signal after the orthogonal transformation process in the extraction step S32. This extraction step is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出ステップS32によって抽出された信号は、合成ステップS33により複素合成される。ここでは抽出された信号同士で複素合成を行う。   The signal extracted by the extraction step S32 is complex-synthesized by the synthesis step S33. Here, complex synthesis is performed between the extracted signals.

複素合成後の信号に対して第2直交変換ステップS34により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよい。   Orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) is performed on the signal after complex synthesis in the second orthogonal transformation step S34. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. . Note that the second orthogonal transform may be performed after the amplitude compression processing is performed on the signal after the complex synthesis.

第2直交変換後のデータは正規化ステップS39に入力される。   The data after the second orthogonal transformation is input to the normalization step S39.

正規化ステップS39により正規化された信号は第2累積ステップS38の入力に与えられる。第2累積ステップS38は、第1累積ステップS37の累積期間である第1の期間より長い第2の期間にわたって、入力信号を累積して第2の累積信号を出力する。第2累積ステップS38は第2の期間にわたり累積して第2の累積信号を出力すると、リセットされる。第2の累積信号は推定ステップS35の入力に与えられる。透かし情報の推定ステップS35は、相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。   The signal normalized by the normalization step S39 is given to the input of the second accumulation step S38. The second accumulation step S38 accumulates the input signal over a second period longer than the first period, which is the accumulation period of the first accumulation step S37, and outputs a second accumulation signal. The second accumulating step S38 is reset when accumulating over the second period and outputting the second accumulating signal. The second accumulated signal is given to the input of the estimation step S35. In the watermark information estimation step S35, the watermark information is estimated and detected by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information.

(第5の実施形態)
次に、図5、図12、図23〜26を用いて本発明の第5の実施形態に係る電子透かし検出装置について説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a digital watermark detection apparatus according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 12, and 23 to 26.

(1)電子透かし検出装置の構成
図5に、本実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示す。
(1) Configuration of Digital Watermark Detection Device FIG. 5 shows a configuration of a digital watermark detection device according to this embodiment.

図5の電子透かし検出装置には、図1の電子透かし検出装置と同様に、電子透かし埋め込み装置によって特定周波数成分信号の位相変換量(位相シフト量)が透かし情報114に従って制御されている埋め込み済み画像信号100が記録媒体あるいは伝送媒体を介して入力される。   In the digital watermark detection apparatus of FIG. 5, similarly to the digital watermark detection apparatus of FIG. 1, the phase conversion amount (phase shift amount) of the specific frequency component signal is controlled according to the watermark information 114 by the digital watermark embedding apparatus. An image signal 100 is input via a recording medium or a transmission medium.

埋め込み済み画像信号100は、第1累積器17に入力される。第1累積器17は、例えば数ライン、1フィールド、数フィールド、1フレーム、数フレームなどの画像の特性が大きく変化しない短い期間にわたって入力信号を累積して第1の累積信号を出力する。第1累積器17は累積期間にわたり累積して第1の累積信号を出力すると、リセットされる。   The embedded image signal 100 is input to the first accumulator 17. The first accumulator 17 accumulates the input signal over a short period in which the characteristics of the image such as several lines, one field, several fields, one frame, several frames, etc. do not change greatly, and outputs a first accumulated signal. The first accumulator 17 is reset when it accumulates over the accumulation period and outputs the first accumulation signal.

第1累積器17で累積された信号は抽出器12により特定成分のみ抽出される。この抽出器は上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   The signal accumulated in the first accumulator 17 is extracted by the extractor 12 only with a specific component. This extractor is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出器12によって抽出された信号は、第1直交変換器11によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The signal extracted by the extractor 12 is subjected to orthogonal transform processing such as Fourier transform by the first orthogonal transformer 11.

直交変換処理後の信号は合成器13により複素合成される。ここでは抽出された信号の直交変換像と入力画像の直交変換像で複素合成を行う。   The signal after the orthogonal transformation process is complex-synthesized by the synthesizer 13. Here, complex synthesis is performed using the orthogonal transformation image of the extracted signal and the orthogonal transformation image of the input image.

複素合成後の信号に対して第2直交変換器14により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよく、振幅圧縮の手法としては、振幅を1に固定、振幅の指数対数値を利用するといった方法が考えられる。   The second orthogonal transformer 14 performs orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) on the signal after complex synthesis. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. . Note that the signal after the complex synthesis may be subjected to the second orthogonal transformation after being subjected to the amplitude compression process. As an amplitude compression method, the amplitude is fixed to 1 and the exponential logarithm of the amplitude is used. A method is conceivable.

第2直交変換後のデータは推定器15の入力に与えられる。透かし情報の推定器15は、相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。このようにして、スケーリング攻撃を受けた画像に対しても透かし情報推定器15により検出された透かし情報101が出力される。ここで、抽出器は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。   The data after the second orthogonal transformation is given to the input of the estimator 15. The watermark information estimator 15 estimates and detects watermark information by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information. In this way, the watermark information 101 detected by the watermark information estimator 15 is also output for the image subjected to the scaling attack. Here, the extractor may extract all frequency components.

このように本実施形態によると、入力画像を累積することにより、例えば入力画像と埋め込み信号(透かし信号)を分離することが出来るように、埋め込み側・検出側を調整することで、入力画像にロバストな相関結果が算出されると考えられ、入力画像にロバストで高い検出率を実現することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, by accumulating the input images, for example, by adjusting the embedding side and the detection side so that the input image and the embedded signal (watermark signal) can be separated, It is considered that a robust correlation result is calculated, and it is possible to achieve a high and high detection rate in the input image.

(2)入力画像の累積手法
ここで、図23を用いて入力画像の累積手法の例を説明する。
(2) Input Image Accumulation Method Here, an example of the input image accumulation method will be described with reference to FIG.

入力画像は埋込有画像60、埋込無画像61で構成されているものとすると、入力画像の累積時に埋込有画像60と埋込無画像61の差分をとることにより、埋め込み信号だけからなる埋込画像62が算出される。この埋込画像62を入力として本手法を用いることにより、入力画像にロバストな相関結果が算出されると考えられ、入力画像にロバストで高い検出率を実現することが可能となる。   Assuming that the input image is composed of an embedded image 60 and an embedded non-image 61, the difference between the embedded image 60 and the embedded non-image 61 is obtained from the embedded signal alone when the input images are accumulated. An embedded image 62 is calculated. By using this method with the embedded image 62 as an input, it is considered that a robust correlation result is calculated for the input image, and a robust and high detection rate can be realized for the input image.

(3)第1累積器の累積パターン
第1累積器の累積パターンとしては、例えば図24に記載したように全てのフィールド(もしくはフレーム)で加算する場合、図25、図26に記載したようにフィールド毎(もしくはフレーム毎)に加減算を織り交ぜることで周期的に加減算を行う場合などが考えられる。この累積パターンは電子透かし信号の埋め込み側の埋め込みパターンと関連して、入力信号に対する透かし信号の相関が大きくなるように決定される。
(3) Accumulation pattern of the first accumulator As an accumulation pattern of the first accumulator, for example, when adding in all fields (or frames) as shown in FIG. 24, as shown in FIG. 25 and FIG. There may be a case where addition / subtraction is performed periodically by interweaving addition / subtraction for each field (or for each frame). This accumulated pattern is determined so as to increase the correlation of the watermark signal with the input signal in relation to the embedding pattern on the digital watermark signal embedding side.

(4)不正コピー防止方法の手順
次に、図12に示すフローチャートを用いて本実施形態に係る不正コピー防止方法の手順について説明する。
(4) Procedure of Unauthorized Copy Prevention Method Next, the procedure of the unauthorized copy prevention method according to the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG.

埋め込み済み画像信号は抽出ステップS32により特定成分のみ抽出される。この抽出ステップは上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   Only the specific component is extracted from the embedded image signal in the extraction step S32. This extraction step is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出ステップS32によって抽出された信号は、第1直交変換ステップS31によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The signal extracted in the extraction step S32 is subjected to orthogonal transformation processing such as Fourier transformation in the first orthogonal transformation step S31.

直交変換処理後の信号は合成ステップS33により複素合成される。ここでは抽出された信号同士で複素合成を行う。   The signal after the orthogonal transformation process is complex-synthesized by the synthesis step S33. Here, complex synthesis is performed between the extracted signals.

複素合成後の信号に対して第2直交変換ステップS34により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよい。   Orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) is performed on the signal after complex synthesis in the second orthogonal transformation step S34. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. . Note that the second orthogonal transform may be performed after the amplitude compression processing is performed on the signal after the complex synthesis.

第2直交変換後のデータは推定ステップS35の入力に与えられる。透かし情報の推定ステップS35は、相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。   The data after the second orthogonal transformation is given to the input of the estimation step S35. In the watermark information estimation step S35, the watermark information is estimated and detected by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information.

(第6の実施形態)
次に、図6、図13、図21を用いて本発明の第6の実施形態に係る電子透かし検出装置について説明する。
(Sixth embodiment)
Next, a digital watermark detection apparatus according to the sixth embodiment of the present invention will be described using FIG. 6, FIG. 13, and FIG.

(1)電子透かし検出装置の構成
図6に、本実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示す。
(1) Configuration of Digital Watermark Detection Device FIG. 6 shows a configuration of a digital watermark detection device according to this embodiment.

図6の電子透かし検出装置には、図1の電子透かし検出装置と同様に、電子透かし埋め込み装置によって特定周波数成分信号の位相変換量(位相シフト量)が透かし情報114に従って制御されている埋め込み済み画像信号100が記録媒体あるいは伝送媒体を介して入力される。   In the digital watermark detection apparatus of FIG. 6, as with the digital watermark detection apparatus of FIG. 1, the phase conversion amount (phase shift amount) of the specific frequency component signal is controlled according to the watermark information 114 by the digital watermark embedding apparatus. An image signal 100 is input via a recording medium or a transmission medium.

埋め込み済み画像信号100は、分割器19に入力される。分割器19では入力画像を少なくとも2つ以上の画像に分割して、分割された画像は抽出器12により特定成分のみ抽出される。この抽出器は上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   The embedded image signal 100 is input to the divider 19. The divider 19 divides the input image into at least two images, and the divided image is extracted only by a specific component by the extractor 12. This extractor is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出器12によって抽出された信号は、第1直交変換器11によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The signal extracted by the extractor 12 is subjected to orthogonal transform processing such as Fourier transform by the first orthogonal transformer 11.

直交変換処理後の信号は合成器13により複素合成される。ここでは抽出された信号の直交変換像と入力画像の直交変換像で複素合成を行う。   The signal after the orthogonal transformation process is complex-synthesized by the synthesizer 13. Here, complex synthesis is performed using the orthogonal transformation image of the extracted signal and the orthogonal transformation image of the input image.

複素合成後の信号に対して第2直交変換器14により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよく、振幅圧縮の手法としては、振幅を1に固定、振幅の指数対数値を利用するといった方法が考えられる。   The second orthogonal transformer 14 performs orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) on the signal after complex synthesis. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. . Note that the signal after the complex synthesis may be subjected to the second orthogonal transformation after being subjected to the amplitude compression process. As an amplitude compression method, the amplitude is fixed to 1 and the exponential logarithm of the amplitude is used. A method is conceivable.

第2直交変換後のデータは推定器15の入力に与えられる。透かし情報の推定器15は、相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。   The data after the second orthogonal transformation is given to the input of the estimator 15. The watermark information estimator 15 estimates and detects watermark information by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information.

このようにして、スケーリング攻撃を受けた画像に対しても透かし情報推定器15により検出された透かし情報101が出力される。ここで、抽出器は全ての周波数成分を抽出する場合も考えられる。   In this way, the watermark information 101 detected by the watermark information estimator 15 is also output for the image subjected to the scaling attack. Here, the extractor may extract all frequency components.

このように本実施形態によると、入力画像を分割することにより、2次元直交変換など処理量を削減できると考えられるので、位相限定相関の演算量を削減することが可能となる。行毎に分割する場合には、分割数は最大で画像の行数分まで考えられ、1行毎に分割して1次元の処理(1次元位相限定相関)を行数分累積する場合なども考えられる。   As described above, according to the present embodiment, it is considered that the amount of processing such as two-dimensional orthogonal transformation can be reduced by dividing the input image. Therefore, it is possible to reduce the calculation amount of the phase-only correlation. In the case of dividing for each row, the number of divisions can be considered up to the number of rows of the image, and when one-dimensional processing (one-dimensional phase-only correlation) is accumulated for the number of rows by dividing each row. Conceivable.

同様にして、列毎に分割するなどの方法も考えられ、列毎に分割する場合には、分割数は最大で画像の列数分まで考えられ、1列毎に分割して1次元の処理(1次元位相限定相関)を列数分累積する場合なども考えられる。   Similarly, a method such as division for each column is also conceivable. In the case of division for each column, the maximum number of divisions is considered up to the number of columns of the image, and one-dimensional processing is performed by dividing each column. A case where (one-dimensional phase-only correlation) is accumulated for the number of columns is also conceivable.

(2)位相限定相関手法の流れ
入力画像を分割した際の位相限定相関手法の流れについて図21を用いて説明する。
(2) Flow of the phase only correlation method The flow of the phase only correlation method when the input image is divided will be described with reference to FIG.

ここでは画像を2つに分割した場合を考えると、まず、入力画像101は2つの分割画像56に分割される。そして、それぞれの分割画像56に対して位相限定相関処理を行う。元になる登録画像50と照合すべき入力画像56の相関(類似性)を算出するために、ディジタル信号化された画像をフーリエ変換で数学的に処理することで、振幅52(濃淡データ)と位相53(像の輪郭データ)に分解する。   Here, considering the case where the image is divided into two, first, the input image 101 is divided into two divided images 56. Then, the phase only correlation process is performed on each divided image 56. In order to calculate the correlation (similarity) between the input image 56 to be collated with the original registered image 50, the digital signal image is mathematically processed by Fourier transform to obtain the amplitude 52 (grayscale data). Decompose into phase 53 (image contour data).

振幅圧縮の手法としては、振幅を1に固定するとすると、この2つの情報のうち形状情報が含まれない振幅情報は使わずに、位相情報のみを用いて相関を画像処理する(2つの位相情報から合成画像54を作成して、合成画像に対して逆フーリエ変換を行うことで相関画像55を得る)。得られた2つの相関画像55を累積することで入力画像101に対する相関画像を算出している。   As an amplitude compression method, if the amplitude is fixed to 1, the correlation information is image-processed using only the phase information without using the amplitude information that does not include the shape information among the two pieces of information (two phase information). A composite image 54 is created from the image, and a correlation image 55 is obtained by performing inverse Fourier transform on the composite image). A correlation image for the input image 101 is calculated by accumulating the two obtained correlation images 55.

(3)直交変換における演算量
ここで、本実施形態の直交変換にFFT(Fast Fourier Transform)を用いた場合の、直交変換における演算量について説明する。入力画像がN行M列の場合を想定するものとするものであり、1画面を分割(N行をQ個、P行に分割)した場合の演算量は、以下の通りである。

Figure 2005252491
(3) Computational amount in orthogonal transformation Here, the computational amount in orthogonal transformation when FFT (Fast Fourier Transform) is used for orthogonal transformation of this embodiment is demonstrated. It is assumed that the input image has N rows and M columns, and the amount of calculation when one screen is divided (N rows are divided into Q and P rows) is as follows.
Figure 2005252491

この式において、1画面をN個に分割して、1次元の処理を行数分行ったとすると(Q=128、P=1(N=128)、M=512)、演算量は以下のようになる。

Figure 2005252491
In this equation, if one screen is divided into N and one-dimensional processing is performed for the number of rows (Q = 128, P = 1 (N = 128), M = 512), the amount of calculation is as follows: become.
Figure 2005252491

また、1画面を分割しない場合は(Q=1、P=128(N=128)、M=512)、演算量は以下のようになる。   When one screen is not divided (Q = 1, P = 128 (N = 128), M = 512), the calculation amount is as follows.

このように、分割数を多くすることで演算量を削減することが可能となる。

Figure 2005252491
In this way, the amount of calculation can be reduced by increasing the number of divisions.
Figure 2005252491

(4)不正コピー防止方法の手順
次に、図13に示すフローチャートを用いて本実施形態に係る不正コピー防止方法の手順について説明する。
(4) Procedure of Unauthorized Copy Prevention Method Next, the procedure of the unauthorized copy prevention method according to the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG.

埋め込み済み画像信号は分割ステップS30により少なくとも2つの画像に分割される。   The embedded image signal is divided into at least two images by the dividing step S30.

分割ステップS30では少なくとも2つ以上の画像に分割して、分割された画像信号は抽出ステップS32により特定成分のみ抽出される。この抽出ステップは上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   In the division step S30, the image signal is divided into at least two images, and only the specific component is extracted from the divided image signal in the extraction step S32. This extraction step is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出ステップS32によって抽出された信号は、第1直交変換ステップS31によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The signal extracted in the extraction step S32 is subjected to orthogonal transformation processing such as Fourier transformation in the first orthogonal transformation step S31.

直交変換処理後の信号は合成ステップS33により複素合成される。ここでは抽出された信号同士で複素合成を行う。   The signal after the orthogonal transformation process is complex-synthesized by the synthesis step S33. Here, complex synthesis is performed between the extracted signals.

複素合成後の信号に対して第2直交変換ステップS34により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよい。   Orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) is performed on the signal after complex synthesis in the second orthogonal transformation step S34. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. . Note that the second orthogonal transform may be performed after the amplitude compression processing is performed on the signal after the complex synthesis.

第2直交変換後のデータは推定ステップS35の入力に与えられる。透かし情報の推定ステップS35は、相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。   The data after the second orthogonal transformation is given to the input of the estimation step S35. In the watermark information estimation step S35, the watermark information is estimated and detected by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information.

(第7の実施形態)
次に、図7、図14を用いて本発明の第7の実施形態に係る電子透かし検出装置について説明する。
(Seventh embodiment)
Next, a digital watermark detection apparatus according to the seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

(1)電子透かし検出装置の構成
図7に、本実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示す。
(1) Configuration of Digital Watermark Detection Device FIG. 7 shows the configuration of a digital watermark detection device according to this embodiment.

図7の電子透かし検出装置には、図1の電子透かし検出装置と同様に、電子透かし埋め込み装置によって特定周波数成分信号の位相変換量(位相シフト量)が透かし情報114に従って制御されている埋め込み済み画像信号100が記録媒体あるいは伝送媒体を介して入力される。   In the digital watermark detection apparatus of FIG. 7, as with the digital watermark detection apparatus of FIG. 1, the phase conversion amount (phase shift amount) of the specific frequency component signal is controlled according to the watermark information 114 by the digital watermark embedding apparatus. An image signal 100 is input via a recording medium or a transmission medium.

埋め込み済み画像信号100は分割器19に入力される。分割器19では入力画像を少なくとも2つ以上の画像に分割して、分割された画像は第1累積器17に入力される。   The embedded image signal 100 is input to the divider 19. The divider 19 divides the input image into at least two images, and the divided images are input to the first accumulator 17.

第1累積器17は、例えば数ライン、1フィールド、数フィールド、1フレーム、数フレームなどの画像の特性が大きく変化しない短い特定の期間にわたって入力信号を累積して第1の累積信号を出力する。第1累積器17は累積期間にわたり累積して第1の累積信号を出力すると、リセットされる。   The first accumulator 17 accumulates the input signal over a short specific period in which the characteristics of the image such as several lines, one field, several fields, one frame, several frames, etc. do not change greatly, and outputs the first accumulated signal. . The first accumulator 17 is reset when it accumulates over the accumulation period and outputs the first accumulation signal.

第1累積器17で累積された信号は抽出器12により特定成分のみ抽出される。この抽出器は上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   The signal accumulated in the first accumulator 17 is extracted by the extractor 12 only with a specific component. This extractor is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出器12によって抽出された信号は、第1直交変換器11によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The signal extracted by the extractor 12 is subjected to orthogonal transform processing such as Fourier transform by the first orthogonal transformer 11.

直交変換処理後の信号は合成器13により複素合成される。ここでは抽出された信号の直交変換像と入力画像の直交変換像で複素合成を行う。複素合成後の信号に対して第2直交変換器14により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよく、振幅圧縮の手法としては、振幅を1に固定、振幅の指数対数値を利用するといった方法が考えられる。   The signal after the orthogonal transformation process is complex-synthesized by the synthesizer 13. Here, complex synthesis is performed using the orthogonal transformation image of the extracted signal and the orthogonal transformation image of the input image. The second orthogonal transformer 14 performs orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) on the signal after complex synthesis. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. . Note that the signal after the complex synthesis may be subjected to the second orthogonal transformation after being subjected to the amplitude compression process. As an amplitude compression method, the amplitude is fixed to 1 and the exponential logarithm of the amplitude is used. A method is conceivable.

第2直交変換後のデータは推定器15の入力に与えられる。透かし情報の推定器15は、相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。このようにして、スケーリング攻撃を受けた画像に対しても透かし情報推定器15により検出された透かし情報101が出力される。   The data after the second orthogonal transformation is given to the input of the estimator 15. The watermark information estimator 15 estimates and detects watermark information by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information. In this way, the watermark information 101 detected by the watermark information estimator 15 is also output for the image subjected to the scaling attack.

ここで、抽出器は全ての周波数成分を抽出する場合もあり、また、直交変換・合成処理は2次元画像に対して2次元の処理(2次元フーリエ変換など)を行う場合、2次元画像を1行毎に分割して1次元の処理(1次元フーリエ変換)を行数分累積する場合なども考えられる。   Here, the extractor may extract all frequency components, and when the orthogonal transformation / synthesis process performs two-dimensional processing (such as two-dimensional Fourier transform) on the two-dimensional image, the two-dimensional image is extracted. A case where one-dimensional processing (one-dimensional Fourier transform) is accumulated by the number of rows by dividing every row is also conceivable.

このように本実施形態によると、入力画像を分割することにより、位相限定相関の演算量を削減できると考えられ、また、入力画像と埋め込み信号(透かし信号)を分離するように埋め込み側・検出側を調整して累積することで、入力画像にロバストな相関結果が算出されると考えられ、入力画像にロバストで高い検出率を実現することが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, it is considered that the calculation amount of the phase-only correlation can be reduced by dividing the input image, and the embedding side / detection so as to separate the input image and the embedded signal (watermark signal). By adjusting and accumulating the sides, it is considered that a robust correlation result is calculated for the input image, and a robust and high detection rate can be realized for the input image.

次に、図14に示すフローチャートを用いて本実施形態に係る不正コピー防止方法の手順について説明する。   Next, the procedure of the unauthorized copy prevention method according to the present embodiment will be described using the flowchart shown in FIG.

埋め込み済み画像信号は分割ステップS30により少なくとも2つの画像に分割される。分割ステップS30では少なくとも2つ以上の画像に分割して、分割された画像信号は第1累積ステップS37に入力される。   The embedded image signal is divided into at least two images by the dividing step S30. In the division step S30, the image signal is divided into at least two images, and the divided image signal is input to the first accumulation step S37.

第1累積ステップS37は、例えば数ライン、1フィールド、数フィールド、1フレーム、数フレームなどの画像の特性が大きく変化しない短い特定の期間にわたって入力信号を累積して第1の累積信号を出力する。第1累積ステップS37は特定期間にわたり累積して第1の累積信号を出力すると、リセットされる。   In the first accumulation step S37, for example, the input signal is accumulated over a short specific period in which the characteristics of the image such as several lines, one field, several fields, one frame, several frames, etc. do not change greatly, and the first accumulated signal is output. . The first accumulating step S37 is reset when accumulating over a specific period and outputting the first accumulating signal.

第1累積ステップS37で累積された信号は、抽出ステップS32により特定成分のみ抽出される。この抽出ステップは上述した対となる電子透かし埋め込み装置で用いられている特定周波数成分抽出器と同じ周波数領域のディジタルフィルタである。   Only the specific components of the signal accumulated in the first accumulation step S37 are extracted in the extraction step S32. This extraction step is a digital filter in the same frequency domain as the specific frequency component extractor used in the paired digital watermark embedding apparatus described above.

抽出ステップS32によって抽出された信号は、第1直交変換ステップS31によりフーリエ変換などの直交変換処理をされる。   The signal extracted in the extraction step S32 is subjected to orthogonal transformation processing such as Fourier transformation in the first orthogonal transformation step S31.

直交変換処理後の信号は合成ステップS33により複素合成される。ここでは抽出された信号同士で複素合成を行う。   The signal after the orthogonal transformation process is complex-synthesized by the synthesis step S33. Here, complex synthesis is performed between the extracted signals.

複素合成後の信号に対して第2直交変換ステップS34により直交変換(逆直交変換)を行う。ここでの直交変換は第1直交変換での変換と対になっている必要があり、第1直交変換でフーリエ変換を用いた場合には、第2直交変換はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う。なお、複素合成後の信号に対して、振幅圧縮処理を施してから第2直交変換を行ってもよい。   Orthogonal transformation (inverse orthogonal transformation) is performed on the signal after complex synthesis in the second orthogonal transformation step S34. The orthogonal transformation here needs to be paired with the transformation in the first orthogonal transformation, and when the Fourier transformation is used in the first orthogonal transformation, the second orthogonal transformation performs Fourier transformation or inverse Fourier transformation. . Note that the second orthogonal transform may be performed after the amplitude compression processing is performed on the signal after the complex synthesis.

第2直交変換後のデータは推定ステップS35の入力に与えられる。透かし情報の推定ステップS35は、相互相関値のピークを位相シフトしながら探索することによって透かし情報を推定して検出する。相関値の変化を見た場合、ある位相シフト量の位置にピークが現れ、このピークの極性が透かし情報を表す。   The data after the second orthogonal transformation is given to the input of the estimation step S35. In the watermark information estimation step S35, the watermark information is estimated and detected by searching for the peak of the cross-correlation value while shifting the phase. When the change of the correlation value is seen, a peak appears at a position of a certain phase shift amount, and the polarity of this peak represents the watermark information.

(透かし情報推定器の具体例1)
次に、電子透かし検出装置における透かし信号推定器15の具体例について図17、図18を用いて説明する。
(Specific example 1 of watermark information estimator)
Next, a specific example of the watermark signal estimator 15 in the digital watermark detection apparatus will be described with reference to FIGS.

図17に示すように、推定器15は、この例では閾値設定器31、透かし検出器32及び透かし判定器33を有する。   As shown in FIG. 17, the estimator 15 includes a threshold setting unit 31, a watermark detector 32, and a watermark determination unit 33 in this example.

閾値設定器31は、前段の第2累積器18から累積期間の情報を取得し、累積期間に応じて図18に示すように透かし情報の検出判定の閾値を変化させて透かし判定器33に与える。一方、透かし検出器32は前段の第2累積器18からの累積信号を入力して透かし情報の検出を行い、透かし情報とレベル(累積信号のピーク振幅の絶対値)を透かし判定器33に出力する。   The threshold setting unit 31 obtains information on the accumulation period from the second accumulator 18 in the previous stage, changes the threshold for determination of detection of watermark information according to the accumulation period, and gives the watermark determination unit 33 with the threshold for determination of watermark information as shown in FIG. . On the other hand, the watermark detector 32 receives the accumulated signal from the second accumulator 18 in the previous stage, detects watermark information, and outputs the watermark information and level (absolute value of the peak amplitude of the accumulated signal) to the watermark determiner 33. To do.

透かし判定器33は、閾値設定器31から与えられる閾値と透かし検出器32から与えられるレベルの比較を行う。すなわち、透かし判定器33はレベルが閾値以上であれば透かし情報が検出されたと判断し、透かし検出器32から入力される透かし情報を出力する。一方、レベルが閾値未満であれば透かし判定器33は透かし情報が埋め込まれていないと判断し、「透かし無し」という情報を出力する。閾値は、基本的には累積期間が長くなるほど閾値が低くなるように設定されるが、逆でもよい。透かし判定器33の判定は、予め定められた間隔(例えば15秒、30秒、1分など)毎に、その期間に応じた閾値で行ってもよいし、累積しながらその都度連続的に変化する閾値で行ってもよい。   The watermark determination unit 33 compares the threshold value provided from the threshold setting unit 31 with the level provided from the watermark detector 32. That is, if the level is equal to or higher than the threshold value, the watermark determination unit 33 determines that the watermark information has been detected, and outputs the watermark information input from the watermark detector 32. On the other hand, if the level is less than the threshold value, the watermark determination unit 33 determines that the watermark information is not embedded, and outputs information “no watermark”. The threshold value is basically set such that the threshold value decreases as the cumulative period increases, but the reverse may be possible. The determination by the watermark determination unit 33 may be performed at a predetermined interval (for example, 15 seconds, 30 seconds, 1 minute, etc.) with a threshold corresponding to the period, or continuously changing while accumulating. You may carry out with the threshold to do.

このように本実施形態では、累積期間を長くしたときに透かし情報の検出のための判定閾値を下げることで、透かし情報を検出できる確率が高くなるので、透かし情報検出に要する演算量や回路規模を増やすことなく、検出性能を向上させることが可能となる。   As described above, in this embodiment, the probability that watermark information can be detected is increased by lowering the determination threshold value for detecting watermark information when the accumulation period is lengthened. Therefore, the calculation amount and circuit scale required for watermark information detection are increased. It is possible to improve detection performance without increasing.

(透かし情報推定器の具体例2)
次に、電子透かし検出装置における透かし信号推定器15の他の具体例について図19を用いて説明する。
(Specific example 2 of watermark information estimator)
Next, another specific example of the watermark signal estimator 15 in the digital watermark detection apparatus will be described with reference to FIG.

図19に示すように、推定器15は、透かし検出方法の異なる少なくとも二つの透かし検出器41A,41Bと、透かし判定器42を有する。透かし検出器41A,41Bは、それぞれが独立に透かし情報の検出を行う。透かし判定器42は、透かし検出器41A,41Bのそれぞれの検出結果が一致しているかの判定を行う。   As shown in FIG. 19, the estimator 15 includes at least two watermark detectors 41A and 41B having different watermark detection methods and a watermark determiner 42. The watermark detectors 41A and 41B each independently detect watermark information. The watermark determination unit 42 determines whether the detection results of the watermark detectors 41A and 41B match.

透かし検出器41Aは、第2累積器18により累積した信号を入力し、第1の検出方法を用いて透かし情報の検出を行って透かし判定器42に出力する。透かし検出器41Bも同様に、第2の検出方法を用いて透かし情報を検出して透かし判定器42に出力する。透かし判定器42は、二つの透かし検出器41A,41Bからの透かし情報が一致しているかの比較を行い、一致していれば電子透かしが検出されたと判断し、透かし情報をそのまま出力する。一方、一致していなければ電子透かしが埋め込まれていないと判断し、「透かし無し」という情報を出力する。   The watermark detector 41 </ b> A receives the signal accumulated by the second accumulator 18, detects watermark information using the first detection method, and outputs it to the watermark determiner 42. Similarly, the watermark detector 41B detects watermark information using the second detection method and outputs the watermark information to the watermark determiner 42. The watermark determination unit 42 compares whether the watermark information from the two watermark detectors 41A and 41B match. If they match, the watermark determination unit 42 determines that the digital watermark has been detected and outputs the watermark information as it is. On the other hand, if they do not match, it is determined that the digital watermark is not embedded, and information “no watermark” is output.

例えば、透かし検出器41Aにより第1の検出方法で”A”が検出され、透かし検出器41Bにより第2の検出方法でも”A”が検出された場合、二つの検出結果が一致しているので最終的に”A”という透かし情報が検出される。一方、第1の検出方法で”B”が検出され、第2の検出方法では”C”が検出された場合、二つの検出結果が異なるので最終的な透かし情報の推定ができず、電子透かしが埋め込まれていないと判断する。検出方法が3つ以上の場合にも、本実施形態と同様の考えを適用できる。   For example, if “A” is detected by the first detection method by the watermark detector 41A and “A” is also detected by the second detection method by the watermark detector 41B, the two detection results match. Finally, watermark information “A” is detected. On the other hand, if “B” is detected by the first detection method and “C” is detected by the second detection method, the final detection of the watermark information cannot be performed because the two detection results are different. Is determined not to be embedded. Even when there are three or more detection methods, the same idea as in this embodiment can be applied.

このように本実施形態では、複数の検出方法での透かし情報の検出結果を比較することで、透かしの情報の正確な検出ができ、誤検出の確率を下げることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, by comparing the detection results of watermark information by a plurality of detection methods, it is possible to accurately detect watermark information and to reduce the probability of erroneous detection.

(入力画像の間引きの具体例)
次に、電子透かし検出装置における入力画像の間引きの具体例について図22を用いて説明する。
(Specific example of decimation of input image)
Next, a specific example of thinning out an input image in the digital watermark detection apparatus will be described with reference to FIG.

この例の入力画像101は、最初の処理において、1列毎に(図22斜線部)間引きした間引画像57を後段の新たな入力画像とする場合の例である。このように画像を間引きすることにより、算出される相関係数の精度は低下すると考えられるが、電子透かしの検出には十分であり、効果的に演算量が削減できる。この例では1列毎に間引いた例であるが、1行毎に間引く場合、数列毎に間引く場合、数行毎に間引く場合など様々な間引き方法が考えられる。   The input image 101 in this example is an example in the case where the thinned image 57 thinned out for each column (shaded area in FIG. 22) is used as a new input image in the subsequent stage in the first processing. Although it is considered that the accuracy of the calculated correlation coefficient is reduced by thinning out images in this way, it is sufficient for detecting a digital watermark, and the amount of calculation can be effectively reduced. In this example, thinning is performed for each column. However, various thinning methods such as thinning for each row, thinning for several columns, thinning for several rows, and the like can be considered.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

本発明は、ディジタルVTR、または、DVDのようなディジタル画像データを記録及び再生する装置に好適である。   The present invention is suitable for an apparatus for recording and reproducing digital image data such as a digital VTR or a DVD.

本発明の第1の実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital watermark detection apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 第2の実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital watermark detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital watermark detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital watermark detection apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital watermark detection apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第6の実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital watermark detection apparatus which concerns on 6th Embodiment. 第7の実施形態に係る電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital watermark detection apparatus which concerns on 7th Embodiment. 第1の実施形態に係る電子透かし検出方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the digital watermark detection method which concerns on 1st Embodiment. 第2の実施形態に係る電子透かし検出方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the digital watermark detection method which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る電子透かし検出方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the digital watermark detection method which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る電子透かし検出方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the digital watermark detection method which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施形態に係る電子透かし検出方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the digital watermark detection method which concerns on 5th Embodiment. 第6の実施形態に係る電子透かし検出方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the digital watermark detection method which concerns on 6th Embodiment. 第7の実施形態に係る電子透かし検出方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the digital watermark detection method which concerns on 7th Embodiment. 特定周波数成分信号の位相シフトについて説明する図である。It is a figure explaining the phase shift of a specific frequency component signal. 電子透かし検出装置における相関値のピーク探索と透かし情報検出例を示す図である。It is a figure which shows the peak search of the correlation value in a digital watermark detection apparatus, and the example of watermark information detection. 電子透かし検出装置に含まれる透かし推定器の第1の具体例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 1st specific example of the watermark estimator contained in a digital watermark detection apparatus. 電子透かし検出装置に含まれる透かし推定器の第2の具体例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 2nd specific example of the watermark estimator contained in a digital watermark detection apparatus. 電子透かし検出装置に含まれる透かし推定器の第3の具体例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the 3rd specific example of the watermark estimator contained in a digital watermark detection apparatus. 位相限定相関手法の概念を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the concept of a phase only correlation method. 入力画像の分割の概念を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the concept of the division | segmentation of an input image. 入力画像の間引きの概念を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the concept of the thinning-out of an input image. 入力画像の累積の概念を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the concept of accumulation of an input image. 第2累積器の累積パターンの第1の例の図である。It is a figure of the 1st example of the accumulation pattern of the 2nd accumulator. 第2累積器の累積パターンの第2の例の図である。It is a figure of the 2nd example of the accumulation pattern of a 2nd accumulator. 第2累積器の累積パターンの第3の例の図である。It is a figure of the 3rd example of the accumulation pattern of a 2nd accumulator. 電子透かし埋め込み装置の基本構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the basic composition of a digital watermark embedding apparatus. 位相変換器による特定周波数成分信号の位相シフトについての説明図である。It is explanatory drawing about the phase shift of the specific frequency component signal by a phase converter.

符号の説明Explanation of symbols

10 分割器
11 第1直交変換器
12 抽出器
13 合成器
14 第2直交変換器
15 推定器
100 透かし信号埋め込み済み画像信号
101 透かし信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Divider 11 1st orthogonal transformer 12 Extractor 13 Synthesizer 14 2nd orthogonal transformer 15 Estimator 100 Image signal with embedded watermark signal 101 Watermark signal

Claims (17)

電子透かし埋め込み装置によって、埋め込み対象画像における特定周波数成分の位相が透かし情報に従って変換されて埋め込み済み画像信号が生成されている場合に、前記埋め込み済み画像信号の前記透かし情報を検出する電子透かし検出装置において、
前記埋め込み済み画像信号から特定周波数成分を抽出する抽出手段と、
前記抽出された抽出信号と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像をそれぞれ算出する第1直交変換手段と、
前記算出された抽出信号の直交変換像と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像とを合成する合成手段と、
前記合成された合成信号に直交変換若しくは逆直交変換を行う第2直交変換手段と、
前記第2直交変換手段により変換された合成信号に出現するピークに基づいて前記透かし情報を推定する推定手段と、
を具備する
ことを特徴とする電子透かし検出装置。
An electronic watermark detection apparatus for detecting the watermark information of the embedded image signal when the phase of a specific frequency component in the image to be embedded is converted according to the watermark information and the embedded image signal is generated by the electronic watermark embedding apparatus In
Extracting means for extracting a specific frequency component from the embedded image signal;
First orthogonal transform means for respectively calculating orthogonal transform images of the extracted extracted signal and the embedded image signal;
Combining means for combining the orthogonal transformation image of the calculated extracted signal and the orthogonal transformation image of the embedded image signal;
Second orthogonal transformation means for performing orthogonal transformation or inverse orthogonal transformation on the synthesized synthesized signal;
Estimating means for estimating the watermark information based on a peak appearing in the combined signal transformed by the second orthogonal transform means;
An electronic watermark detection apparatus comprising:
電子透かし埋め込み装置によって、埋め込み対象画像における特定周波数成分の位相が透かし情報に従って変換されて埋め込み済み画像信号が生成されている場合に、前記埋め込み済み画像信号の前記透かし情報を検出する電子透かし検出装置において、
前記埋め込み済み画像信号の直交変換像を算出する第1直交変換手段と、
前記算出された直交変換像から特定周波数成分を抽出する抽出手段と、
前記抽出された抽出信号と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像をそれぞれ算出する第1直交変換手段と、
前記算出された抽出信号の直交変換像と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像とを合成する合成手段と、
前記合成された合成信号に直交変換若しくは逆直交変換を行う第2直交変換手段と、
前記第2直交変換手段により変換された合成信号に出現するピークに基づいて前記透かし情報を推定する推定手段と、
を具備する
ことを特徴とする電子透かし検出装置。
An electronic watermark detection apparatus for detecting the watermark information of the embedded image signal when the phase of a specific frequency component in the image to be embedded is converted according to the watermark information and the embedded image signal is generated by the electronic watermark embedding apparatus In
First orthogonal transform means for calculating an orthogonal transform image of the embedded image signal;
Extraction means for extracting a specific frequency component from the calculated orthogonal transform image;
First orthogonal transform means for respectively calculating orthogonal transform images of the extracted extracted signal and the embedded image signal;
Combining means for combining the orthogonal transformation image of the calculated extracted signal and the orthogonal transformation image of the embedded image signal;
Second orthogonal transformation means for performing orthogonal transformation or inverse orthogonal transformation on the synthesized synthesized signal;
Estimating means for estimating the watermark information based on a peak appearing in the combined signal transformed by the second orthogonal transform means;
An electronic watermark detection apparatus comprising:
前記埋め込み済み画像信号を累積して第1の累積信号を生成する第1累積手段を具備し、
この第1の累積信号を前記抽出手段または前記第1直交変換手段に出力する
ことを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置。
First accumulating means for accumulating the embedded image signal to generate a first accumulated signal;
3. The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein the first accumulated signal is output to the extraction unit or the first orthogonal transform unit.
前記第2直交変換手段の後段に配置され、前記第2直交変換信号を累積して第2の累積信号を生成する第2累積手段をさらに具備し、
前記推定手段は、前記第2累積手段から出力された第2の累積信号に出現するピークから前記透かし情報を推定する
ことを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置。
Further comprising second accumulating means arranged at a subsequent stage of the second orthogonal transform means and accumulating the second orthogonal transform signal to generate a second accumulated signal;
The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein the estimation unit estimates the watermark information from a peak appearing in a second accumulated signal output from the second accumulation unit.
前記第2直交変換手段の後段に配置され、前記第2直交変換信号を振幅で正規化して正規化相関信号を生成する正規化手段と、
前記正規化手段から出力された正規化相関信号を累積して第2の累積信号を生成する第2累積手段とをさらに具備し、
前記推定手段は、前記第2の累積信号に出現するピークから前記透かし情報を推定する
ことを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置。
A normalizing unit disposed at a subsequent stage of the second orthogonal transform unit, and normalizing the second orthogonal transform signal with an amplitude to generate a normalized correlation signal;
Second accumulating means for accumulating the normalized correlation signal output from the normalizing means to generate a second accumulated signal;
The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein the estimation unit estimates the watermark information from a peak appearing in the second accumulated signal.
前記埋め込み済み画像信号を少なくとも2つの画像信号に分割する分割手段を具備し、
この分割した画像信号を前記抽出手段または前記第1直交変換手段にそれぞれ出力する
ことを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置。
Dividing means for dividing the embedded image signal into at least two image signals;
The digital watermark detection apparatus according to claim 1 or 2, wherein the divided image signal is output to the extraction unit or the first orthogonal transform unit, respectively.
前記埋め込み済み画像信号を少なくとも2つの画像に分割する分割手段と、
前記分割された画像信号をそれぞれ累積して累積信号をそれぞれ生成する第1累積手段を具備し、
前記分割画像のそれぞれの第1の累積信号を前記抽出手段または前記第1直交変換手段に出力する
ことを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置。
Dividing means for dividing the embedded image signal into at least two images;
First accumulating means for accumulating the divided image signals to generate accumulated signals, respectively;
The digital watermark detection apparatus according to claim 1 or 2, wherein a first accumulated signal of each of the divided images is output to the extraction unit or the first orthogonal transform unit.
前記推定手段は、前記第2累積手段による第2の累積信号の累積期間に応じて変更される閾値によりレベル判定して前記透かし情報を推定する
ことを特徴とする請求項4または5記載の電子透かし検出装置。
6. The electronic device according to claim 4, wherein the estimation unit estimates the watermark information by performing level determination based on a threshold value that is changed according to an accumulation period of the second accumulation signal by the second accumulation unit. Watermark detection device.
前記推定手段は、少なくとも2つの推定方法により前記透かし情報の推定を行い、
前記少なくとも2つの検出方法による検出結果の一致または不一致を調べ、一致していれば前記透かし情報が有りと判定し、不一致であれば前記透かし情報無しと判定する
ことを特徴とする請求項1〜7の中で少なくとも一項に記載の電子透かし検出装置。
The estimation means estimates the watermark information by at least two estimation methods;
The detection result by the at least two detection methods is checked for coincidence or disagreement, and if they coincide, it is determined that the watermark information is present, and if they do not coincide, it is determined that the watermark information is absent. 7. The digital watermark detection apparatus according to at least one of items 7.
前記推定手段は、前記ピークの極性を判定することによって前記透かし情報を推定する
ことを特徴とする請求項1〜7の中で少なくとも一項に記載の電子透かし検出装置。
The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein the estimation unit estimates the watermark information by determining a polarity of the peak.
前記埋め込み済み画像信号の画素を間引いた信号を新たな埋め込み済み画像信号とする間引き手段を具備し、
この間引いた埋め込み済み画像信号を前記抽出手段または前記第1直交変換手段に出力する
ことを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置。
A thinning means for setting a signal obtained by thinning out pixels of the embedded image signal as a new embedded image signal;
The digital watermark detection apparatus according to claim 1 or 2, wherein the thinned embedded image signal is output to the extraction unit or the first orthogonal transform unit.
前記合成手段は、前記直交変換像の振幅を圧縮して合成する
ことを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置。
The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein the synthesizing unit compresses and synthesizes the amplitude of the orthogonal transform image.
前記第1直交変換手段または前記第2直交変換手段における直交変換は、フーリエ変換である
ことを特徴とする請求項1または2記載の電子透かし検出装置。
The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein the orthogonal transform in the first orthogonal transform unit or the second orthogonal transform unit is a Fourier transform.
電子透かし埋め込み装置によって、埋め込み対象画像における特定周波数成分の位相が透かし情報に従って変換されて埋め込み済み画像信号が生成されている場合に、前記埋め込み済み画像信号の前記透かし情報を検出する電子透かし検出方法において、
前記埋め込み済み画像信号から特定周波数成分を抽出する抽出ステップと、
前記抽出された抽出信号と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像をそれぞれ算出する第1直交変換ステップと、
前記算出された抽出信号の直交変換像と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像とを合成する合成ステップと、
前記合成された合成信号に直交変換若しくは逆直交変換を行う第2直交変換ステップと、
前記変換された合成信号に出現するピークに基づいて前記透かし情報を推定する推定ステップと、
を具備する
ことを特徴とする電子透かし検出方法。
A digital watermark detection method for detecting the watermark information of the embedded image signal when the phase of a specific frequency component in the image to be embedded is converted according to the watermark information and the embedded image signal is generated by the digital watermark embedding device In
An extraction step of extracting a specific frequency component from the embedded image signal;
A first orthogonal transform step for calculating an orthogonal transform image of each of the extracted extracted signal and the embedded image signal;
A synthesis step of synthesizing the orthogonal transformation image of the calculated extracted signal and the orthogonal transformation image of the embedded image signal;
A second orthogonal transform step for performing orthogonal transform or inverse orthogonal transform on the synthesized composite signal;
An estimation step of estimating the watermark information based on a peak appearing in the converted combined signal;
An electronic watermark detection method comprising:
電子透かし埋め込み装置によって、埋め込み対象画像における特定周波数成分の位相が透かし情報に従って変換されて埋め込み済み画像信号が生成されている場合に、前記埋め込み済み画像信号の前記透かし情報を検出する電子透かし検出方法において、
前記埋め込み済み画像信号の直交変換像を算出する第1直交変換ステップと、
前記算出された直交変換像から特定周波数成分を抽出する抽出ステップと、
前記抽出された抽出信号と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像をそれぞれ算出する第1直交変換ステップと、
前記算出された抽出信号の直交変換像と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像とを合成する合成ステップと、
前記合成された合成信号に直交変換若しくは逆直交変換を行う第2直交変換ステップと、
前記変換された合成信号に出現するピークに基づいて前記透かし情報を推定する推定ステップと、
を具備する
ことを特徴とする電子透かし検出方法。
A digital watermark detection method for detecting the watermark information of the embedded image signal when the phase of a specific frequency component in the image to be embedded is converted according to the watermark information and the embedded image signal is generated by the digital watermark embedding device In
A first orthogonal transform step of calculating an orthogonal transform image of the embedded image signal;
An extraction step of extracting a specific frequency component from the calculated orthogonal transform image;
A first orthogonal transform step for calculating an orthogonal transform image of each of the extracted extracted signal and the embedded image signal;
A synthesis step of synthesizing the orthogonal transformation image of the calculated extracted signal and the orthogonal transformation image of the embedded image signal;
A second orthogonal transform step for performing orthogonal transform or inverse orthogonal transform on the synthesized composite signal;
An estimation step of estimating the watermark information based on a peak appearing in the converted combined signal;
An electronic watermark detection method comprising:
電子透かし埋め込み装置によって、埋め込み対象画像における特定周波数成分の位相が透かし情報に従って変換されて埋め込み済み画像信号が生成されている場合に、前記埋め込み済み画像信号の前記透かし情報を検出する電子透かし検出方法をコンピュータによって実現するためのプログラムにおいて、
前記埋め込み済み画像信号から特定周波数成分を抽出する抽出機能と、
前記抽出された抽出信号と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像をそれぞれ算出する第1直交変換機能と、
前記算出された抽出信号の直交変換像と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像とを合成する合成機能と、
前記合成された合成信号に直交変換若しくは逆直交変換を行う第2直交変換機能と、
前記変換された合成信号に出現するピークに基づいて前記透かし情報を推定する推定機能と、
を実現する
ことを特徴とする電子透かし検出方法のプログラム。
A digital watermark detection method for detecting the watermark information of the embedded image signal when the phase of a specific frequency component in the image to be embedded is converted according to the watermark information and the embedded image signal is generated by the digital watermark embedding device In a program for realizing by a computer,
An extraction function for extracting a specific frequency component from the embedded image signal;
A first orthogonal transform function for respectively calculating an orthogonal transform image of the extracted extracted signal and the embedded image signal;
A synthesis function for synthesizing the orthogonal transformation image of the calculated extracted signal and the orthogonal transformation image of the embedded image signal;
A second orthogonal transform function for performing orthogonal transform or inverse orthogonal transform on the synthesized composite signal;
An estimation function for estimating the watermark information based on a peak appearing in the converted combined signal;
An electronic watermark detection method program characterized by realizing the above.
電子透かし埋め込み装置によって、埋め込み対象画像における特定周波数成分の位相が透かし情報に従って変換されて埋め込み済み画像信号が生成されている場合に、前記埋め込み済み画像信号の前記透かし情報を検出する電子透かし検出方法をコンピュータによって実現するためのプログラムにおいて、
前記埋め込み済み画像信号の直交変換像を算出する第1直交変換機能と、
前記算出された直交変換像から特定周波数成分を抽出する抽出機能と、
前記抽出された抽出信号と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像をそれぞれ算出する第1直交変換機能と、
前記算出された抽出信号の直交変換像と前記埋め込み済み画像信号の直交変換像とを合成する合成機能と、
前記合成された合成信号に直交変換若しくは逆直交変換を行う第2直交変換機能と、
前記変換された合成信号に出現するピークに基づいて前記透かし情報を推定する推定機能と、
を実現する
ことを特徴とする電子透かし検出方法のプログラム。
A digital watermark detection method for detecting the watermark information of the embedded image signal when the phase of a specific frequency component in the image to be embedded is converted according to the watermark information and the embedded image signal is generated by the digital watermark embedding device In a program for realizing by a computer,
A first orthogonal transform function for calculating an orthogonal transform image of the embedded image signal;
An extraction function for extracting a specific frequency component from the calculated orthogonal transform image;
A first orthogonal transform function for respectively calculating an orthogonal transform image of the extracted extracted signal and the embedded image signal;
A synthesis function for synthesizing the orthogonal transformation image of the calculated extracted signal and the orthogonal transformation image of the embedded image signal;
A second orthogonal transform function for performing orthogonal transform or inverse orthogonal transform on the synthesized composite signal;
An estimation function for estimating the watermark information based on a peak appearing in the converted combined signal;
An electronic watermark detection method program characterized by realizing the above.
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