JP2006295573A - 電子透かしの埋込装置および埋込方法並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子透かし埋込装置において、処理性能の低下や製造コストの上昇を招くことなく、JPEGアルゴリズムを始めとした非可逆な再圧縮処理に対する耐性を向上させる。
【解決手段】 画像データを所定の大きさのブロックに分割し、得られたブロックごとの画像データを、該ブロックごとに空間周波数成分に変換するＤＣＴ変換処理部３００（周波数変換手段）と、ＤＣＴ変換処理部３００によって得られた空間周波数成分に対応した係数のうち、各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、電子透かし情報を埋め込む透かし埋込処理部３０３（埋込手段）とを備える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子透かしの埋込装置および電子透かしの埋込方法並びに画像形成装置に関する。

従来より、静止画や動画、音楽等のデジタルコンテンツの改ざんや不当な複製を検証し、あるいは防止すること等を目的として、これらのコンテンツに署名データを付加したり（特許文献１）、電子透かしを埋め込む技術が提案されている（特許文献２）。

ここで、電子透かしを用いた方法においては、検証用等の埋込み情報（電子透かし情報）が、画像等のコンテンツと不可分になるため、電子透かし情報をコンテンツから容易に除去することができず、コンテンツを保護する観点から好適ということができる。

また、デジタルカメラ等の画像形成装置によって得られた画像をデジタル画像データとして取り扱う際には、JPEG（Joint Photographic Expert Group）アルゴリズム等による圧縮符号化処理が施されるため、この処理によって、コンテンツに埋め込まれた電子透かし情報が損なわれないようにする必要がある。

そして、そのような圧縮符号化処理に対する耐性を向上させるべく、電子透かし情報を、量子化後のデータに対して埋め込むことも、特許文献２において提案されている。

このようにして得られたデータは、その後に、使用者によって種々の画像処理等信号処理が施されることもあり、これらの信号処理に対しても耐性を有することが求められる。

そこで、画像データの８画素×８画素のブロックごとに求められたＤＣＴ（離散コサイン変換）係数につき、隣接するブロック間での相関を求め、この相関に基づいて、埋め込む電子透かし情報の強度を変化させる手法が提案されている（非特許文献１）。
特開平１１−２２０６８６号 特開２００２−２７１６０９号 崔潤基、相澤清晴，「ＤＣＴ係数のブロック間相関を利用した電子透かし法」，電子情報通信学会論文誌，２０００年７月，Vol.J83-DII No.7，ｐ．１６２０−１６２７

しかし、非特許文献１による技術は、処理が複雑であるため、例えばデジタルカメラなどの携帯型画像形成装置に付随的に搭載しても、処理時間が長くなって性能の低下を招き、また製造コストアップによる市場競争力の低下にもつながる。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、処理性能の低下や製造コストの上昇を招くことなく、JPEGアルゴリズムを始めとした非可逆な再圧縮処理に対する耐性を有する電子透かし埋込装置および電子透かし埋込方法、並びにそのような電子透かし埋込装置を備えまたはそのような電子透かし埋込方法を用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る電子透かし埋込装置は、デジタル画像データを所定の大きさのブロックに分割するブロック分割手段と、前記ブロック分割手段によって分割して得られたブロックごとの画像データを、該ブロックごとに空間周波数成分に変換する周波数変換手段と、前記周波数変換手段によって得られた空間周波数成分に対応した係数のうち、前記各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、前記デジタル画像データに電子透かし情報を埋め込む埋込手段とを備えたことを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込装置によれば、各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、電子透かし情報を埋め込むため、大きな性能劣化やコストアップを伴うことなく、JPEGアルゴリズムなどの再圧縮処理に対する耐性を向上させることができる。

本発明の請求項２に係る電子透かし埋込装置は、請求項１に係る電子透かし埋込装置において、前記埋込手段は、前記係数を、量子化テーブルを規定する要素の値に基づいて、２つ選択することを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込装置によれば、係数が、量子化テーブルを規定する要素の値に基づいて２つ選択されるため、再圧縮処理に対する耐性をさらに向上させることができる。

本発明の請求項３に係る電子透かし埋込装置は、請求項２に係る電子透かし埋込装置において、前記埋込手段は、前記係数を、量子化テーブルを規定する要素のうち、同一の値を有する互いに異なる２つの要素にそれぞれ対応したものを２つ選択することを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込装置によれば、係数が、量子化テーブルを規定する要素のうち、同一の値を有する互いに異なる２つの要素にそれぞれ対応したものとして２つ選択されるため、再圧縮処理に対する耐性をさらに向上させることができる。

本発明の請求項４に係る電子透かし埋込装置は、請求項１に係る電子透かし埋込装置において、前記埋込手段は、前記大小の比較対象となる２つの係数からなる係数組を複数組選択することを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込装置によれば、大小の比較対象となる２つの係数からなる係数組が複数組選択されるため、埋め込まれる電子透かしの情報量と、埋込みによる原画像の劣化とのバランスを調整することができる。

本発明の請求項５に係る電子透かし埋込装置は、請求項４に係る電子透かし埋込装置において、前記埋込手段は、前記複数の係数組のうち、前記電子透かし情報を埋め込む前における各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組を１組決定することを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込装置によれば、各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組が１組決定されるため、電子透かしの埋込みによる原画像の劣化を最小限に抑えることができる。

本発明の請求項６に係る電子透かし埋込装置は、請求項４に係る電子透かし埋込装置において、前記埋込手段は、前記複数の係数組のうち、前記電子透かし情報を埋め込む前における各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組を２組以上決定することを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込装置によれば、各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組が２組以上決定されるため、電子透かしの埋込み量を増大させることができる。

本発明の請求項７に係る電子透かし埋込装置は、請求項１に係る電子透かし埋込装置において、前記電子透かし情報は、該電子透かし情報が埋め込まれる対象のブロックについての画像特徴データを含むことを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込装置によれば、電子透かし情報には、その電子透かし情報が埋め込まれる対象のブロックの特徴データを含むため、原画像等コンテンツの改ざん検知の検出精度を向上させることができる。

本発明に係る電子透かし埋込方法は、デジタル画像データを所定の大きさのブロックに分割し、分割して得られたブロックごとの画像データを、該ブロックごとに空間周波数成分に変換し、得られた前記空間周波数成分に対応した係数のうち、前記各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、前記デジタル画像データに電子透かし情報を埋め込むことを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込方法によれば、各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、電子透かし情報を埋め込むため、大きな性能劣化やコストアップを伴うことなく、JPEGアルゴリズムなどの再圧縮処理に対する耐性を向上させることができる。

本発明の請求項９に係る電子透かし埋込方法は、請求項８に係る電子透かし埋込方法において、前記係数を、量子化テーブルを規定する要素の値に基づいて、２つ選択することを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込方法によれば、係数が、量子化テーブルを規定する要素の値に基づいて２つ選択されるため、再圧縮処理に対する耐性をさらに向上させることができる。

本発明の請求項１０に係る電子透かし埋込方法は、請求項９に係る電子透かし埋込方法において、前記係数を、量子化テーブルを規定する要素のうち、同一の値を有する互いに異なる２つの要素にそれぞれ対応したものを２つ選択することを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込方法によれば、係数が、量子化テーブルを規定する要素のうち、同一の値を有する互いに異なる２つの要素にそれぞれ対応したものとして２つ選択されるため、再圧縮処理に対する耐性をさらに向上させることができる。

本発明の請求項１１に係る電子透かし埋込方法は、請求項８に係る電子透かし埋込方法において、前記大小の比較対象となる２つの係数からなる係数組を複数組選択することを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込方法によれば、大小の比較対象となる２つの係数からなる係数組が複数組選択されるため、埋め込まれる電子透かしの情報量と、埋込みによる原画像の劣化とのバランスを調整することができる。

本発明の請求項１２に係る電子透かし埋込方法は、請求項１１に係る電子透かし埋込方法において、前記複数の係数組のうち、前記電子透かし情報を埋め込む前における各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組を１組決定することを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込方法によれば、各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組が１組決定されるため、電子透かしの埋込みによる原画像の劣化を最小限に抑えることができる。

本発明の請求項１３に係る電子透かし埋込方法は、請求項１１に係る電子透かし埋込方法において、前記複数の係数組のうち、前記電子透かし情報を埋め込む前における各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組を２組以上決定することを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込方法によれば、各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組が２組以上決定されるため、電子透かしの埋込み量を増大させることができる。

本発明の請求項１４に係る電子透かし埋込方法は、請求項８に係る電子透かし埋込方法において、前記電子透かし情報は、該電子透かし情報が埋め込まれる対象のブロックについての画像特徴データを含むことを特徴とする。

このように構成された本発明に係る電子透かし埋込方法によれば、電子透かし情報には、その電子透かし情報が埋め込まれる対象のブロックの特徴データを含むため、原画像等コンテンツの改ざん検知の検出精度を向上させることができる。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係るいずれかの電子透かし埋込装置を備え、または本発明に係るいずれかの電子透かし埋込方法を用いたことを特徴とする。

ここで、画像形成装置としては、例えば、デジタルカメラ、ファクシミリ、複写機、カメラ付き携帯電話機、カメラ付き携帯情報端末装置などであるが、その他の装置においても、カメラ機能を有し、画像データを取得することができるものであれば、適用することができる。

このように構成された本発明に係る画像形成装置によれば、形成された画像情報に対して、各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、電子透かし情報を埋め込むため、大きな性能劣化やコストアップを伴うことなく、JPEGアルゴリズムなどの再圧縮処理に対する耐性を向上させることができる。

本発明の電子透かし埋込みのアルゴリズムの処理はシンプルであるため処理は軽く、したがって、デジタルカメラなどの携帯型の画像形成装置に適用した場合には特に、上述した本発明に係る画像形成装置の効果を顕著に発揮させることができる。

デジタルカメラの場合には、連写性能や記録媒体への記録時間を大きく損なうことなく、低コストで、デジタルカメラに好適な電子透かし情報の埋込みを行うことができる。

本発明に係る電子透かし埋込装置及び電子透かし埋込方法によれば、各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、電子透かし情報を埋め込むため、大きな性能劣化やコストアップを伴うことなく、JPEGアルゴリズムなどの再圧縮処理に対する耐性を向上させることができる。

本発明に係る画像形成装置によれば、形成された画像情報に対して、各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、電子透かし情報を埋め込むため、大きな性能劣化やコストアップを伴うことなく、JPEGアルゴリズムなどの再圧縮処理に対する耐性を向上させることができる。本発明の電子透かし埋込みのアルゴリズムの処理はシンプルであるため処理は軽く、したがって、デジタルカメラなどの携帯型の画像形成装置に適用した場合には特に、上述した本発明に係る画像形成装置効果を顕著に発揮させることができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の最良の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態としてのデジタルスチルカメラ１を表すブロック図である。以下、このデジタルスチルカメラ１により、デジタル画像データのブロックごとの空間周波数成分に対応した係数（ＤＣＴ係数）のうち複数の係数組に、電子透かし情報としての撮影日時情報を埋め込む例（実施例１）と、各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組を１組決定（差分が最も小さい１組を決定）し、この決定された係数組に他の係数の特徴情報を埋め込む例（実施例２）とについて説明する。

図１に示したデジタルスチルカメラ１は、デジタルスチルカメラ１全体の制御を行うために設けられたＣＰＵ、フラッシュメモリ、ＳＤＲＡＭ、タイマ等からなるシステム制御部２と、撮像のために設けられた、光学系部品（レンズおよびレンズ駆動モータ）、ＣＣＤ、ＣＣＤ駆動回路、Ａ／Ｄ変換器等からなる撮像部３と、撮像部３で得られた画像信号に種々の画像処理を施すとともに、撮像部３のＣＣＤ駆動タイミング、レンズ駆動モータを制御して、ズーミング、フォーカシング、露出調整等を行い、また、画像のJPEG圧縮およびJPEG伸長を行うために設けられた画像処理用ＬＳＩ、メモリ等からなる画像処理部４と、画像を表示し、また、ユーザーインターフェイスのためのグラフィックを表示するために設けられたＬＣＤ６と、画像処理部４で処理された画像信号をＬＣＤ６へ表示するための信号処理を行い、また、ユーザーインターフェイスのための種々のグラフィック画像を生成し、ＬＣＤ６へ表示するために設けられたＤ／Ａ変換器、オンスクリーンディスプレイコントローラ等からなる表示制御部５と、記録メディアとのインターフェイスのために設けられたメモリカードコントローラ等からなる記録メディアインターフェイス部７と、圧縮された画像信号や画像に纏わる種々の情報を記憶するために設けられた、フラッシュメモリ等からなる、デジタルスチルカメラ装置１から着脱可能な記録メディア８と、図示されていないキー、ダイアル等のユーザーインターフェイスの状態検出を行い、またメインＣＰＵへの主電源制御を行うために設けられたサブＣＰＵ等からなるハードキーインターフェイス部９と、各種通信モジュールを接続してデータ通信を行うために設けられた、通信カードコントローラ等からなる、通信インターフェイス部９と、デジタルスチルカメラ１をＵＳＢで接続し、デジタルスチルカメラ１からの画像を転送して再生する画像再生装置１１とを備えている。

まず、従来の撮影動作について説明する。使用者は、撮影に先立って、図示されていない種々のキーやダイヤルを操作して、撮影動作モード（連写撮影モード、通常撮影モード等）を決定する。使用者による操作内容は、ハードキーインターフェイス部９を通じて、システム制御部２により判別される。

システム制御部２は、操作に応じて、表示制御部５にガイダンスグラフィックを生成して、利用者に次の操作を促す。

システム制御部２は、撮影動作モードが決定されると、画像処理部４に対して、モードに応じた処理パラメータを設定する。

撮影の準備が整った後、システム制御部２は、撮像部３および画像処理部４を起動し、撮像部３は画像処理部４からの制御に従い、実際の撮影に先だって、モニタリング画像を表示するための撮像動作を開始する。

そして、撮像された画像データは連続的に画像処理部４へ送られ、画像処理部４は画像データに対して、色空間変換、ガンマ補正、ホワイトバランス調整などの処理を施した後、表示制御部５へ送る。

また、このとき同時に、画像処理部４は、露出の検出を行い、撮像部３を制御して調整を行う。

表示制御部５は、画像データを信号処理して、この画像データに対応した可視画像としてＬＣＤ６に表示し、利用者に撮像状態を提示する。

図示されていないレリーズボタンの半押し状態が検出されると、その操作はモード設定と同様にしてハードキーインターフェイス部９を通じてシステム制御部２で判別される。

システム制御部２は、画像処理部４を制御し、画像処理部４はモニタリング画像からオートフォーカス（ＡＦ）制御のための評価値を抽出し、所定のアルゴリズムに従って撮像部３を制御してフォーカス調整を行う。

図示されていないズームボタンが押されると、その操作は同様にしてハードキーインターフェイス部９を通じてシステム制御部２により判別される。システム制御部２は、撮像部３を制御して、入力された方向へのズーム動作を行なわせる。

図示されていないレリーズボタンが押されると、その操作は同様にしてハードキーインターフェイス部９を通じてシステム制御部２で判別される。システム制御部２は、設定されている撮影動作モードにしたがい、画像処理部４を制御して撮影動作を開始する。

撮像部３は、画像処理部４からの制御にしたがって所定の画像を取り込み、これを画像処理部４へ送り、画像処理部４は、撮影動作モードに応じた画像処理、圧縮処理を行う。

またこのとき、画像データから縮小画像データを生成、圧縮してサムネイルデータも作成する。

通常の撮影動作モードの場合には、１フレーム分の画像の取込みと処理で終了する。連写モードの場合には、レリーズボタンの解除が検出されるまで、所定のフレームレートで画像の取込みと処理を繰り返し行う。

システム制御部２は、圧縮された画像データおよびサムネイルデータを読み出し、さらにヘッダー情報を付加した後、記録メディアインターフェイス部７を通じて記録メディア８へ書き込む。なお、ヘッダー情報には、選択された撮影動作モードの情報や撮影日時の情報等が含まれている。以上で一連の撮影動作を完了する。

次に、画像処理部４の詳細な構成について、図２を参照して説明する。

画像処理部４は、システム制御部２の指示により、前述した各種駆動信号を撮像部３へ送出する撮像制御部１００と、撮像部３からの画像信号を受け取り、システム制御部２からの設定に基づいて、前述した色空間変換、ガンマ補正、ホワイトバランス調整などの処理を行う画像変換部１０１と、JPEG圧縮処理を行うJPEGエンコーダ１０２と、JPEG伸長処理を行うJPEGデコーダ１０３と、各モジュールからのアクセスを調停しながら、メモリ１０５へのアクセスを行うメモリコントローラ１０４と、画像データ、符号データを蓄積するメモリ１０５とを備えた構成である。

さらに、JPEGエンコーダ１０２は、図３に示すように、画像データを垂直方向８画素×水平方向８画素の大きさ（６４画素）のブロックに分割し、得られたブロックごとの画像データを、該ブロックごとに空間周波数成分に変換すべくＤＣＴ変換を行い、ＤＣＴ係数を求めるＤＣＴ変換処理部２００（ブロック分割手段および周波数変換手段）と、ＤＣＴ係数に対して、所定の量子化テーブルにしたがって量子化処理を施す量子化処理部２０１と、量子化された係数をハフマンテーブルに基づいてハフマン符号化（可変長符号化）するハフマン符号化処理部２０２とを備えている。

なお、ブロック毎の画像データのメモリ１０５からの読み出しは、システム制御部２によって設定された画像データの配置情報（各色成分（Ｙ，Ｕ，Ｖ）の先頭アドレス、水平サイズ、垂直サイズ）に基づいて、メモリコントローラ１０４により行われる。

また、ハフマン符号化処理部２０２において、各係数はジグザグスキャン順に符号化され、符号化されたデータのメモリ１０５への書出しは、システム制御部２によって設定された先頭アドレスに基づいて、メモリコントローラ１０４によりバイト単位で行われる。

本実施例１においては、上述したJPEGエンコーダ１０２が図４に示したJPEGエンコーダ１０２′（電子透かし埋込装置）として構成されており、電子透かし情報を画像データに埋め込む透かし埋込処理部３０３（埋込手段）を有している。なお、ＤＣＴ変換処理部３００は図３に示したＤＣＴ変換処理部２００と、量子化処理部３０１は図３に示した量子化処理部２０１と、ハフマン符号化処理部３０２は図３に示したハフマン符号化処理部２０２と、それぞれ対応している。

この透かし埋込処理部３０３は、システム制御部２によって設定された埋込情報（電子透かし情報）を、画像データを量子化して得られた係数値に埋め込むものであり、ＤＣＴ係数のうち、各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて埋め込む。

以下、この動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。

システム制御部２は、システムバスを経由して、量子化処理を行う際の量子化テーブルを量子化処理部３０１へ設定する(ステップ５００）。ここで量子化テーブルは、予めシステム内で持っている図８に示したようなテーブルの値を、一律に一定の比率で変換したものある。なお、８ビットで表現されるため、変換結果が０の場合には１に、２５６以上の場合には２５５に、丸めを行う。

その変換の比率は、出力される符号化データ量が所定の値になるように、撮影ごとにプレ圧縮を行うことにより求められる。システム制御部２は、システムバスを経由して、電子透かし情報の埋込みを行う係数位置を、透かし埋込処理部３０３が設定する(ステップ５０１）。

ここで、透かし埋込処理部３０３は、埋込みを行う係数位置として、前述した量子化テーブル中の量子化値が同一の値となる位置を複数設定する。すなわち、例えば、図８に示すものでは、値がいずれも「５６」である○印の係数組の位置７００，７００、値がいずれも「６４」である□印の係数組の位置７０１，７０１、値がいずれも「８７」である△印の係数組の位置７０２，７０２を、埋込位置として設定する。

システム制御部２は、システムバスを経由して、埋め込む電子透かし情報を透かし埋込処理部３０３に設定する(ステップ５０２）。本実施例１においては、この電子透かし情報は、例えば撮影日時情報である。

システム制御部２は、メモリコントローラ１０４を設定し、メモリコントローラ１０４は、８画素×８画素のブロックごとに、画像データをメモリ１０５からＤＣＴ変換処理部３００へ転送する（ステップ５０３）。

ＤＣＴ変換処理部３００は、ＤＣＴ変換を行い、変換係数を量子化処理部３０１へ転送する（ステップ５０４）。

量子化処理部３０１は、設定されている量子化テーブルに基づいて変換係数を量子化し、量子化された係数を透かし埋込処理部３０３に転送する（ステップ５０５）。

透かし埋込処理部３０３は、設定されている埋込み位置に電子透かし情報を埋め込み、結果をハフマン符号化処理部３０２に転送する（ステップ５０６）。

ここで埋込処理は、埋込情報を１ビットづつ順次埋め込んでいき、
・電子透かし情報のビットが１の時：○印１の係数＝○印２の係数＋１
・電子透かし情報のビットが０の時：○印１の係数＝○印２の係数−１
として、他の係数組（□印、△印）にも、各々１ビットの情報を同様に埋め込む。

なお、埋込情報が最後のビットに達した際には、先頭のビットに戻り、同じ情報を繰り返し埋め込む。

ハフマン符号化処理部３０２は、設定されているハフマンテーブルに基づき、係数をハフマン符号化し、この符号化されたものは、メモリコントローラ１０４によってメモリ１０５に転送される（ステップ５０７）。ここで、ハフマンテーブルは、システム起動時に予め設定されているものとする。

以上の処理を、全ての画像データに対して各ブロックごとに行い、全てのブロックの処理が完了すると、処理は終了する（ステップ５０８）。

このように、本実施形態に係る電子透かし埋込装置（JPEGエンコーダ１０２′）によれば、各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、電子透かし情報を埋め込むため、大きな性能劣化やコストアップを伴うことなく、その後の圧縮処理等に対する耐性を向上させることができる。

また、量子化テーブルを規定する要素のうち、同一の値を有する互いに異なる２つの要素にそれぞれ対応した係数を２つ選択するため、再圧縮処理に対する耐性をさらに向上させることができる。

さらに、２つの係数からなる係数組を複数組選択することにより、埋め込まれる電子透かしの情報量と、埋込みによる原画像の劣化とのバランスを調整することができる。

また、電子透かし情報が埋め込まれる対象のブロックについての画像特徴データを含むため、原画像の改ざん検知の検出精度を向上させることができる。

本実施例２においては、上述したJPEGエンコーダ１０２が図５に示したJPEGエンコーダ１０２″として構成されており、電子透かし情報を生成する透かし情報生成部４０３および生成された電子透かし情報を画像データに埋め込む透かし埋込処理部４０４（埋込手段）を有している。なお、ＤＣＴ変換処理部４００は図３に示したＤＣＴ変換処理部２００と、量子化処理部４０１は図３に示した量子化処理部２０１と、ハフマン符号化処理部４０２は図３に示したハフマン符号化処理部２０２と、透かし埋込処理部４０４は図４に示した透かし埋込処理部３０３と、それぞれ対応している。

透かし情報生成部４０３は、量子化された係数値から、透かし情報を生成し、透かし埋込処理部４０４は、そのように生成された透かし情報を、量子化された係数値に埋め込むものであり、ＤＣＴ係数のうち、各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、画像データに電子透かし情報を埋め込む。

以下、この動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。

システム制御部２は、システムバスを経由して、量子化処理を行う際の量子化テーブルを量子化処理部４０１、透かし埋込処理部４０２、および透かし情報生成部４０３に設定する(ステップ６００）。ここで量子化テーブルは、予めシステム内で持っている図８に示したようなテーブルの値を、一律に一定の比率で変換したものある。なお、８ビットで表現されるため、変換結果が０の場合には１に、２５６以上の場合には２５５に、丸めを行う。

システム制御部２は、メモリコントローラ１０４を設定し、メモリコントローラ１０４は、８画素×８画素のブロックごとに画像データをメモリ１０５からＤＣＴ変換処理部４００へ転送する（ステップ６０１）。

ＤＣＴ変換処理部４００は、ＤＣＴ変換を行い、変換係数を量子化処理部４０１へ転送する（ステップ６０２）。量子化処理部４０１は、設定されている量子化テーブルに基づき、変換係数を量子化し、量子化された係数を透かし情報生成部４０３、および透かし埋込処理部４０４に転送する（ステップ６０３）。

透かし埋込処理部４０４は、転送された係数に基づき、埋込位置を決定する（ステップ６０４）。埋込位置の決定は、
１）量子化テーブルの、予め設定されている範囲（図８における範囲７０３）内において、同一の量子化値を持つ係数位置のペアを検索し、
２）検索して得られた係数組の各位置の量子化後の係数値の差の絶対値が最小となる係数組、
という条件に基づいて行われる。

並行して、透かし情報生成部４０３は、転送された係数に基づき、埋め込む電子透かし情報を生成して、透かし埋込処理部４０４に転送する（ステップ６０５）。

ここで埋込情報の生成は、あらかじめ設定されている範囲（図８における範囲７０４）内において、量子化された係数値×量子化値を演算し、下位４ビットをマスクした値Ｐi（i＝０〜９）の各ビットをＥＯＲして得られた結果を、埋込み情報である電子透かし情報として設定する。

Ｐi＝（ＫiｘＱi）＆０ｘｆｆｆ０
（ただし、Ｋiは量子化された係数値、Ｑiは量子化値）
透かし埋込処理部４０４は、ステップ６０４で決定した埋込位置に埋込情報を埋め込み、結果をハフマン符号化処理部４０２へ転送する（ステップ６０６）。ここで埋込処理は、実施例１と同じである。

ハフマン符号化処理部４０２は、設定されているハフマンテーブルに基づき、係数をハフマン符号化し、結果はメモリコントローラ１０４によりメモリ１０５へ転送される（ステップ６０７）。ここで、ハフマンテーブルは、システム起動時に予め設定されているものとする。

以上の処理を、全ての画像データに対して、各ブロックごとに行い、全てのブロックの処理が完了すると、処理は終了する（ステップ６０８）。

このように、本実施形態に係る電子透かし埋込装置（JPEGエンコーダ１０２″）によれば、各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、電子透かし情報を埋め込むため、大きな性能劣化やコストアップを伴うことなく、その後の圧縮処理等に対する耐性を向上させることができる。

また、量子化テーブルを規定する要素のうち、同一の値を有する互いに異なる２つの要素にそれぞれ対応した係数を２つ選択するため、再圧縮処理に対する耐性をさらに向上させることができる。

さらに、２つの係数からなる係数組を複数組設定し、これらのうちから、２つの係数の値の差分が最小のものを１組選択することにより、電子透かし情報の埋込みによる原画像の劣化を最小限に抑えることができる。

また、電子透かし情報が埋め込まれる対象のブロックについての画像特徴データを含むため、原画像の改ざん検知の検出精度を向上させることができる。

なお、上述した各実施例１，２においては、色成分に拘わらず、全てのブロックに対して情報を埋め込む例であるが、目的に応じて特定の色成分にのみ埋込みを行ってもよい。

また、実施例１，２においては、量子化後の係数からブロックの特徴データを算出する例を示したが、量子化前のデータ、あるいは画像データから算出してもよい。

本発明の画像形成装置の一実施形態としてのデジタルスチルカメラを表すブロック図である。 図１に示したデジタルスチルカメラにおける画像処理部の詳細な構成を示すブロック図である。 図２に示した画像処理部における、従来の一般的なJPEGエンコーダの詳細な構成を示すブロック図である。 実施例１におけるJPEGエンコーダの詳細な構成を示すブロック図である。 実施例２におけるJPEGエンコーダの詳細な構成を示すブロック図である。 実施例１の処理を示すフローチャートである。 実施例２の処理を示すフローチャートである。 量子化テーブルの一例を示す図である。

符号の説明

１０２′JPEGエンコーダ（電子透かし埋込装置）
３００ ＤＣＴ変換処理部（周波数変換手段）
３０１ 量子化処理部
３０２ ハフマン符号化処理部
３０３ 透かし埋込処理部（埋込手段）

Claims (15)

1. デジタル画像データを所定の大きさのブロックに分割するブロック分割手段と、
   前記ブロック分割手段によって分割して得られたブロックごとの画像データを、該ブロックごとに空間周波数成分に変換する周波数変換手段と、
   前記周波数変換手段によって得られた空間周波数成分に対応した係数のうち、前記各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、前記デジタル画像データに電子透かし情報を埋め込む埋込手段とを備えたことを特徴とする電子透かし埋込装置。
2. 前記埋込手段は、前記係数を、量子化テーブルを規定する要素の値に基づいて、２つ選択することを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋込装置。
3. 前記埋込手段は、前記係数を、量子化テーブルを規定する要素のうち、同一の値を有する互いに異なる２つの要素にそれぞれ対応したものを２つ選択することを特徴とする請求項２に記載の電子透かし埋込装置。
4. 前記埋込手段は、前記大小の比較対象となる２つの係数からなる係数組を複数組選択することを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋込装置。
5. 前記埋込手段は、前記複数の係数組のうち、前記電子透かし情報を埋め込む前における各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組を１組決定することを特徴とする請求項４に記載の電子透かし埋込装置。
6. 前記埋込手段は、前記複数の係数組のうち、前記電子透かし情報を埋め込む前における各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組を２組以上決定することを特徴とする請求項４に記載の電子透かし埋込装置。
7. 前記電子透かし情報は、該電子透かし情報が埋め込まれる対象のブロックについての画像特徴データを含むことを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋込装置。
8. デジタル画像データを所定の大きさのブロックに分割し、
   分割して得られたブロックごとの画像データを、該ブロックごとに空間周波数成分に変換し、
   得られた前記空間周波数成分に対応した係数のうち、前記各ブロック内においてそれぞれ選択された２つ以上の係数の大小関係に基づいて、前記デジタル画像データに電子透かし情報を埋め込むことを特徴とする電子透かし埋込方法。
9. 前記係数を、量子化テーブルを規定する要素の値に基づいて、２つ選択することを特徴とする請求項８に記載の電子透かし埋込方法。
10. 前記係数を、量子化テーブルを規定する要素のうち、同一の値を有する互いに異なる２つの要素にそれぞれ対応したものを２つ選択することを特徴とする請求項９に記載の電子透かし埋込方法。
11. 前記大小の比較対象となる２つの係数からなる係数組を複数組選択することを特徴とする請求項８に記載の電子透かし埋込方法。
12. 前記複数の係数組のうち、前記電子透かし情報を埋め込む前における各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組を１組決定することを特徴とする請求項１１に記載の電子透かし埋込方法。
13. 前記複数の係数組のうち、前記電子透かし情報を埋め込む前における各係数組に含まれる２つの係数の値の差分に応じて、該電子透かし情報が埋め込まれる係数組を２組以上決定することを特徴とする請求項１１に記載の電子透かし埋込方法。
14. 前記電子透かし情報は、該電子透かし情報が埋め込まれる対象のブロックについての画像特徴データを含むことを特徴とする請求項８に記載の電子透かし埋込方法。
15. 請求項１から８のうちいずれか１項に記載の電子透かし埋込装置を備え、または請求項９から１４のうちいずれか１項に記載の電子透かし埋込方法を用いたことを特徴とする画像形成装置。
    
    
    

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