JP2006025409A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 画質劣化を少なくしつつ、コンテンツと誤り訂正符号を不可分にする手法を提供できるようにする。
【解決手段】 入力されたディジタルコンテンツにおけるディジタルデータの並び順を所定の並び順に設定して、上記入力されたディジタルコンテンツが誤り訂正符号を構成するように設定することにより、電子透かし情報を高周波領域に埋め込むことができるようにして、画質劣化が非常に少ない公開鍵電子透かし手法を実現できるようにする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像処理装置及び画像処理方法に関し、特に、ディジタル情報における著作権を保護するために用いて好適な技術に関するものである。

近年のコンピュータ及びネットワークの発達は著しく、文字データ、画像データ、音声データ等、多種の情報データがコンピュータ内、ネットワーク内で扱われるようになってきている。よって、ディジタルの静止画像や動画や音楽などのいわゆるディジタルコンテンツをネットワーク上で売買するコンテンツビジネスが盛んに行われるようになってきている。

コンテンツビジネスの対象となるデータはディジタルデータであるために、同質なデータの複製を容易に作成できる環境にある。このため、こうしたデータの著作権を保護するために、画像データや音声データの中に著作権情報や利用者情報を電子透かしとして埋め込む処理がなされる場合が多い。

ここで、電子透かしとは、画像データや音声データに所定の処理を施すことによって、これらのデータに対して別の情報を密かに埋め込む技術である。この電子透かしをディジタルデータから抽出することにより著作権情報や利用者情報、及び識別情報などを得ることが出来、不正コピーや不正利用を追跡することが可能である。

通常、商用として用いられている電子透かし技術でアルゴリズムが公開されているものはない。これは、電子透かし技術の安全性がアルゴリズムや情報の埋め込み場所などに関する情報が秘密であることを根拠にしているためである。このような電子透かし手法をここでは秘密鍵電子透かしと呼ぶ。

一方、電子透かしのアルゴリズム及び電子透かし情報の埋め込み位置などを公開できる電子透かし手法が、例えば、特許文献１に示されている。この手法は、ディジタルコンテンツ全体を誤り訂正符号化することによって、公開された位置にある埋め込み情報が破壊されてもコンテンツ全体から埋め込み情報の復元が行える。

また、この手法は電子透かしアルゴリズムに依存せずに誤り訂正を行うので、電子透かしアルゴリズムを公開することもできる。このように、アルゴリズムや埋め込み位置が公開できる電子透かし手法をここでは公開鍵電子透かしと呼ぶ。

米国特許第６８０７２８５号明細書

上記米国特許６８０７２８５号公報に示される公開鍵電子透かしは、画像の第１の領域に、公開された電子透かし手法で透かし情報を埋め込み、第１の領域とは異なる第２の領域に、誤り訂正符号（透かし情報を復元する情報）を埋め込むものである。透かし情報を埋め込む第1の領域は公開できるが、誤り訂正符号を埋め込む第2の領域は秘密にしておかなければならなった。

さらに、米国特許６８０７２８５号公報に示される公開鍵電子透かしは、透かし情報だけでなく、さらに、誤り訂正符号を埋め込むので、画質劣化が目立ちやすかった。また、画質劣化を少なくしつつ、コンテンツと誤り訂正符号を不可分にする手法は従来提案されていなかった。

本発明は上述の問題点にかんがみ、画質劣化を少なくしつつ、コンテンツと誤り訂正符号を不可分にする手法を提供できるようにすることを目的とする。

本発明の画像処理装置は、入力されたディジタルコンテンツにおけるディジタルデータの並び順を所定の並び順となるように設定して、上記入力されたディジタルコンテンツが誤り訂正符号を構成するように符号化する誤り訂正符号化手段を有することを特徴としている。
また、本発明の画像処理装置の他の特徴とするところは、入力されたディジタルコンテンツに電子透かしを埋め込む電子透かし埋め込み手段と、上記電子透かし埋め込み手段により電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツにおけるディジタルデータの並び順を所定の並び順に設定して、上記電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツが誤り訂正符号を構成するように符号化する誤り訂正符号化手段とを有することを特徴としている。
また、本発明の画像処理装置のその他の特徴とするところは、入力されたディジタルコンテンツに電子透かしを埋め込む第１の電子透かし埋め込み手段と、上記第１の電子透かし埋め込み手段により電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツの並び順が、予め定められた通りの並び順となって誤り訂正符号を構成しているか否かを検査する並び順検査手段と、上記並び順検査手段の検査結果に応じて、上記第１の電子透かし埋め込み手段によって電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツが誤り訂正符号の符号語となるように電子透かしを再び埋め込む第２の電子透かし埋め込み手段とを有することを特徴としている。

本発明の画像処理方法は、入力されたディジタルコンテンツにおけるディジタルデータの並び順を所定の並び順となるように設定して、上記入力されたディジタルコンテンツが誤り訂正符号を構成するように符号化する誤り訂正符号化工程を有することを特徴としている。
また、本発明の画像処理方法の他の特徴とするところは、入力されたディジタルコンテンツに電子透かしを埋め込む電子透かし埋め込み工程と、上記電子透かし埋め込み工程において電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツにおけるディジタルデータの並び順を所定の並び順に設定して、上記電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツが誤り訂正符号を構成するように符号化する誤り訂正符号化工程とを有することを特徴としている。
また、本発明の画像処理方法のその他の特徴とするところは、入力されたディジタルコンテンツに電子透かしを埋め込む第１の電子透かし埋め込み工程と、上記第１の電子透かし埋め込み工程において電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツの並び順が、予め定められた通りの並び順となって誤り訂正符号を構成しているか否かを検査する並び順検査工程と、上記並び順検査工程の検査結果に応じて、上記第１の電子透かし埋め込み工程によって電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツが誤り訂正符号の符号語となるように電子透かしを再び埋め込む第２の電子透かし埋め込み工程とを有することを特徴としている。

本発明のコンピュータプログラムは、入力されたディジタルコンテンツにおけるディジタルデータの並び順を所定の並び順となるように設定して、上記入力されたディジタルコンテンツが誤り訂正符号を構成するように符号化する誤り訂正符号化工程を有する画像処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、電子透かし情報の埋め込み量が少なくて済み、かつ電子透かし情報を高周波領域に埋め込むことが可能なので、画質劣化が非常に少ない公開鍵電子透かし手法を実現することができる。
また、本発明の他の特徴によれば、電子透かし情報の埋め込み自体を省略した公開鍵電子透かし手法を実現することができる。
また、本発明のその他の特徴によれば、電子透かしを高周波領域に埋め込み、符号化対象を低周波領域とすれば、電子透かし埋め込みに対して画質劣化が少なくでき、かつ不正者の攻撃に対しては画質劣化を大きくすることができる。
また、本発明のその他の特徴によれば、全ての公開情報を予め定めておくことができるので、コンテンツに依存させることなく同じ公開情報とすれば、全てのコンテンツで同じ手順で電子透かしの抽出を行うことができる。
また、本発明のその他の特徴によれば、誤り訂正を行うために用いる他に、誤り検出として用いることによって改ざん検出や改ざん位置を検出することが可能である。

[第１の実施の形態]
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
本実施の形態は、埋め込み対象となるデータ全体またはその特定部分を誤り訂正符号化することにより、公開された位置に埋め込まれた情報が破壊・変更されても、データ全体またはその特定部分を復号することにより破壊・変更された情報の復元を可能にする。

埋め込み対象となるデータは、品質に関するある限界値ｈを持ち、その限界値を超える破壊・変更を行うと、そのデータの品質は鑑賞に耐えないほど劣化する。また、本手法は動画像や音声など種々のデータに適用可能であるが、以下の説明では、説明を簡単にするために静止画像を対象に説明し、埋め込み対象となるデータを原画像、透かし情報の挿入や破壊によるデータの品質劣化を画質劣化と呼ぶ。

本手法では、少なくとも以下の（１）〜（３）の情報の何れか１つ、または複数を公開する。
（１）用いる電子透かしの抽出法／判定法
（２）電子透かし情報の位置
（３）誤り訂正符号化された情報の並び順、及び誤り訂正復号法
ただし、上記（１）の用いる電子透かしの抽出法／判定法は、埋め込みが行われていなくても何らかの判定が可能な手法とする。

例えば、埋め込み対象データ（画素の輝度または周波数変換されたある帯域の係数など）がある閾値以上のとき「１」と判定し、閾値以下のとき「０」と判定する抽出法／判定法である場合、実際に埋め込みが行われていなくても、そのデータの初期値から「１」か「０」の判定が可能である。しかし、本手法は埋め込みが行われていなくても何らかの判定が可能な電子透かし手法であればこの手法に限らない。

また、上記（３）で用いる誤り訂正符号としては、ＢＣＨ符号や代数幾何符号などのブロック符号や、畳み込み符号（木符号）やターボ符号等、種々の誤り訂正符号が適用可能である。

図１に、本実施の形態の埋め込み装置の構成例を示し、図２に本実施の形態の埋め込み手順を説明する。ここでは、上記（１）の電子透かしの抽出法／判定法として、画像を複数のブロックに分割し、各ブロックの輝度の平均値がある閾値以下なら「０」、閾値以上なら「１」と判定し、埋め込む情報に応じて各ブロックの輝度の平均値を操作する手法を例として用いる。

前述したように、用いる電子すかし手法は埋め込みが行われていなくても何らかの判定が可能であればこれ以外でもよい。またここでは、上記（１）の用いる電子透かしの抽出法／判定法及び上記（２）の電子透かし情報の位置、上記（３）の用いる誤り訂正符号及びその復号法は定まっており、公開されているとする。よって、図１、図２の処理は上記（３）の誤り訂正符号化された情報の並び順を定め公開するために行う。

図１において、まず、原画像Ｇは電子透かしが埋め込まれる前の画像であり、第１の電子透かし画像Ｇ１は、原画像Ｇに電子透かしが埋め込まれた画像である。また、第２の電子透かし画像Ｇ２は、第１の電子透かし画像Ｇ１を誤り訂正符号化した画像である。埋め込み情報Ｄ１は、原画像Ｇに埋め込まれる情報系列である。

電子透かし埋め込み部１０１は、上記（１）で定められた電子透かしの抽出法／判定法に対応する埋込方法で、上記（２）で定められた埋め込み位置、すなわち画像中の定められたブロックの輝度を操作することによって電子透かしを埋め込む。抽出／判定部１０２は、上記（１）で定めた電子透かしの抽出法／判定法で、第１の電子透かし画像Ｇ１全てのブロックの抽出／判定を行い、全ブロックの判定値Ｄ２を得る。

ここでは、第１の電子透かし画像Ｇ１に対する各ブロックの抽出／判定の順番は定まっておらず、Ｄ２は前記抽出法／判定法に応じて全ブロックを判定した結果である「０」「１」の集合である。誤り訂正符号化部１０３は、前記判定値Ｄ２に対して上記（３）で定めた誤り訂正符号の符号語となるように判定値Ｄ２を構成する「０」「１」の並び順を定める、すなわち並び順が定められた判定値Ｄ２は誤り訂正符号化されたことになる。

この処理において、判定値Ｄ２を構成する「０」「１」の並び順が定まったということは、各々の「０」「１」に対応する第１の電子透かし画像Ｇ１の各ブロックの復号処理における抽出／判定処理の順番が定まったことを意味し、その順番を上記（３）の誤り訂正符号化された情報の並び順として公開する。また、この処理では並び順を定めるだけであるので、第１の電子透かし画像Ｇ１自体は変化せず、第２の電子透かし画像Ｇ２と同じである。よって、公開鍵情報Ｋｐとして上記（１）〜（３）の全ての情報が定まり、公開される情報となる。

次に、図２のフローチャートを参照しながら処理手順を説明する。
ステップＳ２０１において、電子透かし埋め込み部１０１を用いて、原画像Ｇの上記（２）で定められた埋め込み位置に、埋め込み情報Ｄ１を埋め込む。

次に、ステップＳ２０２において、第１の電子透かし画像Ｇ１全ブロックに対して抽出／判定部１０２を用いて抽出／判定を行い、判定値の集合であるＤ２を得る。ここでは、簡単のために画像全体を抽出対象としているが、予め定めた画像の一部分のブロックが抽出対象であってもよい。

次に、ステップＳ２０３において、上記の抽出／判定部１０２から得られる判定値Ｄ２が１つの符号語を構成するように誤り訂正符号化部１０３によって並び順を定める。これによって、第２の電子透かし画像Ｇ２は１つの符号語に対応する並び順となる。

ここでは前述したように、ステップ２０２の終了時点では判定値Ｄ２は並び順の定まっていない「０」「１」の集合である。これをこのステップ２０３によって前記判定値Ｄ２に対して上記（３）で定めた誤り訂正符号の符号語となるように判定値Ｄ２を構成する「０」「１」の並び順を定める処理、すなわち誤り訂正符号化する。この処理によって定まった「０」「１」の並び順に対して、その「０」「１」を抽出／判定した元のブロックの抽出／判定処理の順番とする。この順番は、上記（３）の誤り訂正符号化された情報の並び順に当たる。

次に、ステップＳ２０４において、上記（１）〜（３）を公開鍵情報Ｋｐとして公開する。ただし、上記（１）及び（２）の情報及び（３）の誤り訂正符号の復号法は、埋め込み処理の前に定めていたので、上記（３）の誤り訂正符号化された情報の並び順のみがここで追加される公開情報となる。

次に、抽出処理について説明する。
図４に、本実施の形態の抽出装置の構成例を示し、図５に抽出処理の手順を示す。
図４において、抽出系列Ｄ３は、第２の電子透かし画像Ｇ２から透かし情報として抽出される系列である。

電子透かし抽出部４０１は、上記（１）で定められた電子透かしの抽出法／判定法で、埋め込まれた情報を抽出し、上記（３）で定められた並び順に応じて各ブロックからの抽出結果である「０」「１」を並べ、前記Ｄ３を構成する。誤り訂正復号部４０２は、前記Ｄ３に対し上記（３）で定めた誤り訂正復号を行う。

公開鍵情報Ｋｐは上記（３）の並び順と上記（２）の電子透かし情報位置とに関する情報であり、電子透かし抽出部４０１と誤り訂正復号部４０２に情報を与える。埋め込み情報Ｄ１は公開鍵情報Ｋｐの訂正結果のうち、上記（２）の電子透かし情報位置に対応する位置にある埋め込み情報である。

次に、図５のフローチャートを参照しながら処理手順を説明する。
ステップＳ５０１において、第２の電子透かし画像Ｇ２の全体から電子透かし抽出部４０１を用いて電子透かしの抽出／判定を行い、抽出系列Ｄ３を出力する。

次に、ステップＳ５０２に進み、公開鍵情報ＫｐによってＤ３の並び順を定めて誤り訂正符号を構成し、誤り訂正復号部４０２を用いて復号を行う。ここで、埋め込み情報の位置は上記（２）から予め定まっており公開されているので、消失訂正することもできる。

次に、ステップＳ５０３に進み、誤り訂正復号部４０２の復号結果から上記（２）の埋め込み位置にある埋め込み情報Ｄ１を得る。ここで、不正者が公開された情報から電子透かし情報を破壊する場合を考える。ただし、用いた誤り訂正符号の符号長をｎ、最小距離をｄ、埋め込んだ電子透かし情報の長さをａとする。不正者は公開された電子透かし情報位置から埋め込まれた電子透かし情報を破壊することができる。

しかし、消失訂正を行う場合、用いる誤り訂正符号にｄ>ａ+２*ｂ（ｂは自然数）の関係があれば破壊した情報は訂正可能であるので、不正者はさらに自然数ｂ以上のデータを破壊する必要がある。しかし、最初に仮定した画質劣化の限界値ｈに対してｈ<ｂ+aの関係がある場合、不正者はランダムに自然数ｂ以上のデータを破壊すると限界値ｈ以上の変形を行うことになる。

上記（３）で定める誤り訂正符号は任意に選択できるので、符号の最小距離dの大きな符号を選択すれば自然数bもまた大きくなり、画質劣化の限界値h以上とすることも可能であるので、不正者は限界値ｈを超えることなく画質劣化の少ないデータを得ることはできない。

以上から、上記（１）〜（３）の情報を公開することによって、抽出処理を公開することができ、抽出情報に関して安全性をもつ電子透かし手法を構築することができる。また、本実施の形態では簡単のために電子透かし埋め込み対象は空間領域、符号化対象は画像全体として説明したがそれに限らないことは明らかである。

特に、原画像をフーリエ変換や離散コサイン変換などで周波数変換することによって、電子透かし埋め込み対象を周波数領域とし、電子透かしを高周波領域に埋め込み、符号化対象を低周波領域とすれば、電子透かし埋め込みに対して画質劣化が少なく、かつ不正者の攻撃に対しては画質劣化を大きくすることができる。

この場合、図２と図５の処理の前に原画像を周波数変換し、処理後に周波数逆変換する処理を加えればよい。すなわち、図１の電子透かし埋め込み部１０１と図４の電子透かし抽出部４０１の前後に周波数変換手段と、周波数逆変換手段とを挿入すればよい。

また、本実施の形態では１つの符号で符号化する例を説明したが、並び順などを符号毎に変えて同じ画像を複数の符号で符号化するようにしてもよい。また、画像を複数の部分に分割し、各部分毎または重複を許す複数部分毎に符号化することもできる。この場合、ステップＳ２０３及びステップＳ５０２を用いる符号の数だけ繰り返す必要がある。

また、本実施の形態では簡単のために電子透かしとして抽出された判定値である「０」「１」をシンボルとして誤り訂正符号化する手法を説明したが、多値のディジタル画像そのものを多値のシンボル（画素）の集合と考え、電子透かしを抽出することなしに直接誤り訂正符号化してもよい。この場合、埋め込み装置では図１の抽出／判定部１０２、及び図２のステップＳ２０２を省略して、判定値の代わりに画像の画素値を直接用いるなどすればよい。

この場合、抽出装置では第２の電子透かし画像Ｇ２を誤り訂正復号部４０２に直接入力し、その復号結果から公開された位置にある情報のみを抽出する。最後に、本実施の形態に示した電子透かしの埋め込み装置、及び抽出装置は図１、図４の構成の装置だけでなく、図３に示す信号処理装置によっても実現することが実現できる。

図３において、ホストコンピュータ３０１は、例えば一般に普及しているパソコンであり、スキャナ３１４から読み取られた画像を入力し、編集・保管することが可能である。更に、ここで得られた画像をプリンタ３１５から印刷させることが可能である。また、ユーザーからの各種マニュアル指示等は、マウス３１２、キーボード３１３からの入力により行われる。３１７はプリンタ３１５用のインターフェイス（Ｉ／Ｆ）である。

ホストコンピュータ３０１の内部では、バス３１６により後述する各ブロックが接続され、種々のデータの受け渡しが可能である。図３中、３０２はモニタ、３０３はＣＰＵであり、内部の各ブロックの動作を制御、或いは内部に記憶されたプログラムを実行するためのものである。３０４は、印刷されることが認められていない特定画像を記憶したり、あらかじめ必要な画像処理プログラム等を記憶したりしておくＲＯＭである。

３０５は、ＣＰＵにて処理を行うために一時的にプログラムや処理対象の画像データを格納しておくＲＡＭである。３０６は、ＲＡＭ等に転送されるプログラムや画像データをあらかじめ格納したり、処理後の画像データを保存したりすることのできるハードディスク（ＨＤ）である。３０７は、原稿或いはフィルム等をＣＣＤにて読み取り、画像データを生成するスキャナと接続し、スキャナで得られた画像データを入力することのできるスキャナインターフェイス（Ｉ／Ｆ）である。

３０８は、外部記憶媒体の一つであるＣＤ（ＣＤ−Ｒ）に記憶されたデータを読み込み或いは書き出すことのできるＣＤドライブである。３０９は、ＣＤドライブ３０８と同様にＦＤからの読み込み、ＦＤへの書き出しができるＦＤドライブである。３１０も、３０８と同様にＤＶＤからの読み込み、ＤＶＤへの書き出しができるＤＶＤドライブである。尚、ＣＤ、ＦＤ、ＤＶＤ等に画像編集用のプログラム、或いはプリンタドライバが記憶されている場合には、これらプログラムをＨＤ３０６上にインストールし、必要に応じてＲＡＭ３０５に転送されるようになっている。

３１１は、マウス３１２或いはキーボード３１３からの入力指示を受け付けるためにこれらと接続されるインターフェイス（Ｉ／Ｆ）である。３１８はモデムであり、インターフェイス３１９（Ｉ／Ｆ）を介して外部のネットワークを接続されている。
上記実施の形態によれば、電子透かし情報の埋め込み量が少なくて済み、かつ電子透かし情報を高周波領域に埋め込むことが可能なので、画質劣化が非常に少ない公開鍵電子透かし手法を実現することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
上述した第１の実施の形態では、上記（１）及び上記（２）の公開情報と上記（３）の誤り訂正復号法をあらかじめ公開し、上記（３）の誤り訂正符号化された情報の並び順に関する公開情報を最後に公開する場合について示した。

本実施の形態では、上記（１）の公開情報と上記（３）の誤り訂正復号法のみをあらかじめ公開し、上記（２）及び上記（３）の誤り訂正符号化された情報の並び順に関する公開情報を最後に公開する場合について示す。なお、公開する情報、及び抽出装置の構成、手順など他の部分は第１の実施の形態と同様である。

図６に、本実施の形態の埋め込み装置の構成を示し、図７に本実施の形態の埋め込み手順を説明するフローチャートを示す。ここでは第１の実施の形態と同様に、上記（１）の電子透かしの抽出法／判定法として、画像を複数のブロックに分割し、各ブロックの輝度を変更する手法を例として用いる。

前述したように用いる電子すかし手法は埋め込みが行われていなくても何らかの判定が可能であればこれ以外でもよい。また、上記（３）の誤り訂正符号の復号法は必要な訂正能力を実現する手法であれば、公知の誤り訂正符号の中から選択できる。図６において、本実施の形態の埋め込み装置は抽出／判定部１０２と誤り訂正符号化部１０３を有する。第１の実施の形態で説明した構成要素と同様の名称を付している構成要素は第１の実施の形態と同様である。

図７において、ステップ７０１において、原画像Ｇの画像全体を、上記（１）で定めた方法を実行する抽出／判定部１０２を用いて判定値Ｄ２を出力する。ここでは、簡単のために画像全体を抽出対象としているが、予め定めた画像の１部分であってもよい。

次に、ステップ７０２において、上記抽出／判定部１０２から得られる判定値Ｄ２を誤り訂正符号化部１０３によって、その判定値Ｄ２の系列が上記（３）で定めた誤り訂正符号の１つの符号語を構成するように並び順を定める。これによって、原画像Ｇは１つの符号語に対応する並び順となる。これは、第1の実施の形態と同じ処理であり、ステップ７０１において並び順の定まっていない判定値Ｄ２を、この誤り訂正符号化の処理により判定値Ｄ２の並び順を定める。これにより、上記（３）の誤り訂正符号化された情報の並び順が定まる。

次に、ステップ７０３において、上記ステップＳ７０２で得た判定値Ｄ２の中で埋め込み情報Ｄ１と一致する判定値の位置を電子透かし情報の位置とする。この処理によって、埋め込み情報Ｄ１を判定値Ｄ２の中に対応させることができる。第１の実施の形態は、上記（２）の埋め込み位置が定まっていたので、その位置の情報が埋め込み情報Ｄ１と同じになるように電子透かしの埋め込み処理を必要としたが、本実施の形態では逆に埋め込み情報Ｄ１と同じ情報をもつ位置を上記（２）の電子透かしの埋め込み位置として定める。これにより、電子透かしの埋め込み処理を省略することができ、処理の効率化と電子透かし埋め込みによる画質の劣化を回避させることができる。

次に、ステップ７０４において、定まった上記の（１）〜（３）の情報を公開鍵情報Ｋｐとして公開する。ただし、上記（１）の情報と上記（３）の誤り訂正符号の復号法は埋め込み処理の前に定めており、公開しておくことができる。この場合、上記（２）及び（３）の並び順のみがここで公開される情報となる。
また、上記実施の形態によれば、電子透かし情報の埋め込み自体を省略した公開鍵電子透かし手法を実現することができる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
上述した第２の実施の形態においては、公開情報として上記（１）のみをあらかじめ定めることができ、第１の実施の形態においては上記（１）及び（２）をあらかじめ定めることができた。本実施の形態では、上記（１）〜（３）を予め定めることができる手法を説明する。

公開する情報及び抽出装置の構成、手順など他の部分は第１の実施の形態と同様である。
図８に、本実施の形態の埋め込み装置の構成を示し、図９に本実施の形態の埋め込み手順を説明する。

図８において、８０１は誤り訂正符号化部、８０２は電子透かし埋め込み部である。
処理が開始されると、ステップ９０１において、電子透かし埋め込み部１０１を用いて、原画像Ｇに埋め込み情報Ｄ１を埋め込む。

ステップ９０２において、電子透かしが埋め込まれた画像全体を抽出／判定部１０２を用いて判定値Ｄ２を得る。ここでは、簡単のために画像全体を抽出対象としているが、予め定めた画像の１部分であってもよい。

次に、ステップ９０３において、抽出／判定部１０２から得られる判定値Ｄ２を、誤り訂正符号化部８０１によって誤り訂正符号化する。ここで、この誤り訂正符号化部８０１は判定値Ｄ２を上記（３）で定めた並び順としたときパリティとなるパリティ値を出力する。この実施の形態においては上記（３）の誤り訂正符号化された情報の並び順も予め定められているので、前記判定値Ｄ２は前述の実施の形態と異なり並び順の定まっていない「０」「１」の集合ではなく、１つの系列となっている。よって、この判定値Ｄ２を誤り訂正符号化するには、Ｄ２の中に誤り訂正能力に応じた数のパリティ位置を定め、そのパリティ位置を除いたＤ２の系列に対応するパリティ値を計算する。

次に、ステップ９０４において、そのパリティ位置に対応するパリティ値となるように、電子透かし埋め込み部１０１により生成された第１の電子透かし画像Ｇ１に対して、電子透かし埋め込み部８０２は、ステップ９０３で得たパリティ値を埋め込み変更する。これによって、電子透かし埋め込み部８０２から出力される第２の電子透かし画像Ｇ２は１つの符号語に対応する並び順となる。

次に、ステップ９０５において、抽出に必要な上記の（１）〜（３）の公開情報として公開する。ただし、本実施の形態では上記（１）〜（３）の情報は埋め込み処理の前に定めることができるのであらかじめ公開しておくことができる。

また、上記実施の形態によれば、電子透かしを高周波領域に埋め込み、符号化対象を低周波領域とすれば、電子透かし埋め込みに対して画質劣化が少なくでき、かつ不正者の攻撃に対しては画質劣化を大きくすることができる。

また、上記実施の形態によれば、全ての公開情報を予め定めておくことができるので、コンテンツに依存させることなく同じ公開情報とすれば、全てのコンテンツで同じ手順で電子透かしの抽出を行うことができる。

［第４の実施の形態］
上述した第１〜第３の実施の形態で説明した公開鍵電子透かしは、電子透かし抽出に必要な情報を公開するために用いられるが、コンテンツ全体が誤り訂正符号化されているので改ざん検出用の電子透かしとしても用いられる。ただし、本実施の形態は抽出装置に関わり、埋め込み装置は第１〜第３の実施の形態に示した各埋め込み装置を用いることができる。

最初に、抽出について説明する。図１０に、本実施の形態の抽出装置の構成を示し、図１１に抽出処理の手順を示す。
図１０において、各構成要素は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様である。
図１１のフローチャートに示すように、ステップ１１０１において、電子透かし抽出部４０１により、第２の電子透かし画像Ｇ２の全体から公開された上記（１）を用いて電子透かしの抽出／判定を行い、抽出系列Ｄ３を出力する。

次に、ステップ１１０２において、誤り訂正復号部４０２を用いて、上記公開された（３）の公開鍵情報Ｋｐによって並び順を定めて誤り訂正符号を構成し、上記誤り訂正復号部４０２を用いて復号を行う。このとき、誤り位置を記録しておく。
次に、ステップ１１０３において、上記復号結果から上記（２）の埋め込み位置にある埋め込み情報Ｄ１を生成する。

次に、ステップ１１０４において、記録してある誤り位置を誤り位置情報（改竄位置情報）Ｄ４として出力する。ここで、誤りパターンや誤り位置を知る必要がなく、誤りが発生しているかどうかのみの検出でよい場合、ステップ１１０２で誤り訂正を行わずに、誤り検出に留めれば、より効率的な誤り検出、すなわち改ざん検出が可能である。このときの誤り訂正符号としてはＣＲＣ（Cyclic Redundancy Code）などを用いることができる。

上記実施の形態によれば、誤り訂正を行うために用いる他に、誤り検出として用いることによって改ざん検出や改ざん位置を検出することが可能である。

［第５の実施の形態］
本発明は上記実施の形態を実現するための装置及び方法及び実施の形態で説明した方法を組み合わせて行う方法のみに限定されるものではなく、上記システム又は装置内のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に、上記実施の形態を実現するためのソフトウエアのプログラムコードを供給し、このプログラムコードに従って上記システムあるいは装置のコンピュータが上記各種デバイスを動作させることにより上記実施の形態を実現する場合も本発明の範疇に含まれる。

またこの場合、前記ソフトウエアのプログラムコード自体が上記実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、具体的には上記プログラムコードを格納した記憶媒体は本発明の範疇に含まれる。

この様なプログラムコードを格納する記憶媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。

また、上記コンピュータが、供給されたプログラムコードのみに従って各種デバイスを制御することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合だけではなく、上記プログラムコードがコンピュータ上で稼働しているOS(オペレーティングシステム)、あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上記実施の形態が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の範疇に含まれる。

更に、この供給されたプログラムコードが、コンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能格納ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実施の形態が実現される場合も本発明の範疇に含まれる。

第１の実施の形態における埋め込み装置の概略構成例を示すブロック図である。 第１の実施の形態における埋め込み処理の手順の概要を説明するフローチャートである。 第１の実施の形態における埋め込み装置を構成可能なハード構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施の形態における抽出装置の概略構成例を示すブロック図である。 第１の実施の形態における抽出処理の手順の概要を説明するフローチャートである。 第２の実施の形態における埋め込み装置の概略構成例を示すブロック図である。 第２の実施の形態における埋め込み処理の手順の概要を説明するフローチャートである。 第３の実施の形態における埋め込み装置の概略構成例を示すブロック図である。 第３の実施の形態における埋め込み処理の手順の概要を説明するフローチャートである。 第４の実施の形態における抽出装置の概略構成例を示すブロック図である。 第４の実施の形態における抽出処理の手順の概要を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０１ 電子透かし埋め込み部
１０２ 抽出／判定部
１０３ 誤り訂正符号化部
Ｇ 原画像
Ｇ１ 第１の電子透かし画像
Ｇ２ 第２の電子透かし画像
Ｄ１ 埋め込み情報
Ｄ２ 判定値
Ｋｐ 公開鍵情報

Claims (24)

1. 入力されたディジタルコンテンツにおけるディジタルデータの並び順を所定の並び順となるように設定して、上記入力されたディジタルコンテンツが誤り訂正符号を構成するように符号化する誤り訂正符号化手段を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 入力されたディジタルコンテンツに電子透かしを埋め込む電子透かし埋め込み手段を有し、
   上記電子透かし埋め込み手段により電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツにおけるディジタルデータの並び順を所定の並び順に設定して、上記電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツが誤り訂正符号を構成するように符号化する誤り訂正符号化手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
3. 上記電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツから電子透かしを抽出する電子透かし抽出手段を有し、
   上記誤り訂正符号化手段は、上記電子透かし抽出手段による抽出結果の並び順を所定の並び順に設定して、上記抽出結果が誤り訂正符号を構成するように符号化することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 上記電子透かし埋め込み手段は、上記入力されたディジタルコンテンツの画質劣化が分かり難い部分に上記電子透かしを埋め込み、
   上記誤り訂正符号化手段は、上記電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツの画質劣化が分かりやすい部分と上記電子透かし情報とを対象として並び順を設定することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
5. 入力されたディジタルコンテンツに電子透かしを埋め込む第１の電子透かし埋め込み手段と、
   上記第１の電子透かし埋め込み手段により電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツの並び順が、予め定められた通りの並び順となって誤り訂正符号を構成しているか否かを検査する並び順検査手段と、
   上記並び順検査手段の検査結果に応じて、上記第１の電子透かし埋め込み手段によって電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツが誤り訂正符号の符号語となるように電子透かしを再び埋め込む第２の電子透かし埋め込み手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
6. 電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツの判定値を取得する判定値抽出手段と、
   上記判定値抽出手段により取得された判定値を電子透かし情報位置として符号化する誤り訂正符号化手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
7. 上記電子透かし抽出手段による電子透かし抽出手法、電子透かし情報位置、誤り訂正符号、及び符号の構成法を公開することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
8. 入力されたディジタルコンテンツを誤り訂正復号する誤り訂正復号手段と、
   上記誤り訂正復号手段により復号されたコンテンツから電子透かしを抽出する電子透かし抽出手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
9. 入力されたディジタルコンテンツから電子透かしを抽出する電子透かし抽出手段と、
   上記電子透かし抽出手段により抽出された系列を誤り訂正復号する誤り訂正復号手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
10. 上記誤り訂正復号手段により訂正された誤り位置を記録媒体に記憶する誤り位置記憶手段と、
    上記誤り位置記憶手段により記憶された位置を改ざん位置として出力する改ざん位置出力手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
11. 上記ディジタルコンテンツを復号する際に、公開された電子透かし抽出手法、電子透かし情報位置、誤り訂正符号、符号の構成法を用いることを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
12. 入力されたディジタルコンテンツにおけるディジタルデータの並び順を所定の並び順となるように設定して、上記入力されたディジタルコンテンツが誤り訂正符号を構成するように符号化する誤り訂正符号化工程を有することを特徴とする画像処理方法。
13. 入力されたディジタルコンテンツに電子透かしを埋め込む電子透かし埋め込み工程と、
    上記電子透かし埋め込み工程において電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツにおけるディジタルデータの並び順を所定の並び順に設定して、上記電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツが誤り訂正符号を構成するように符号化する誤り訂正符号化工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
14. 上記電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツから電子透かしを抽出する電子透かし抽出工程と、
    上記電子透かし抽出工程において抽出結果の並び順を所定の並び順に設定して、上記抽出結果が誤り訂正符号を構成するように符号化する誤り訂正符号化工程とを有することを特徴とする請求項１３に記載の画像処理方法。
15. 上記電子透かし埋め込み工程は、上記入力されたディジタルコンテンツの画質劣化が分かり難い部分に上記電子透かしを埋め込み、
    上記誤り訂正符号化工程は、上記電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツの画質劣化が分かりやすい部分と上記電子透かし情報とを対象として並び順を設定することを特徴とする請求項１３に記載の画像処理方法。
16. 入力されたディジタルコンテンツに電子透かしを埋め込む第１の電子透かし埋め込み工程と、
    上記第１の電子透かし埋め込み工程において電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツの並び順が、予め定められた通りの並び順となって誤り訂正符号を構成しているか否かを検査する並び順検査工程と、
    上記並び順検査工程の検査結果に応じて、上記第１の電子透かし埋め込み工程において電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツが誤り訂正符号の符号語となるように電子透かしを再び埋め込む第２の電子透かし埋め込み工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
17. 電子透かしが埋め込まれたディジタルコンテンツの判定値を取得する判定値抽出工程と、
    上記判定値抽出工程において取得された判定値を電子透かし情報位置として符号化する誤り訂正符号化工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
18. 上記電子透かし抽出工程による電子透かし抽出手法、電子透かし情報位置、誤り訂正符号、及び符号の構成法を公開することを特徴とする請求項１２に記載の画像処理方法。
19. 入力されたディジタルコンテンツを誤り訂正復号する誤り訂正復号工程と、
    上記誤り訂正復号工程において復号されたコンテンツから電子透かしを抽出する電子透かし抽出工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
20. 入力されたディジタルコンテンツから電子透かしを抽出する電子透かし抽出工程と、
    上記電子透かし抽出工程において抽出された系列を誤り訂正復号する誤り訂正復号工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
21. 上記誤り訂正復号工程において訂正された誤り位置を記録媒体に記憶する誤り位置記憶工程と、
    上記誤り位置記憶工程において記憶された位置を改ざん位置として出力する改ざん位置出力工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
22. 上記ディジタルコンテンツを復号する際に、公開された電子透かし抽出手法、電子透かし情報位置、誤り訂正符号、符号の構成法を用いることを特徴とする請求項２０に記載の画像処理方法。
23. 入力されたディジタルコンテンツにおけるディジタルデータの並び順を所定の並び順となるように設定して、上記入力されたディジタルコンテンツが誤り訂正符号を構成するように符号化する誤り訂正符号化工程を有する画像処理方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
24. 上記請求項２３に記載のコンピュータプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images