JP2007028402A - 画像処理方法、装置、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】グレイコードの特徴を利用し、画像データの変化を検知することで、画像圧縮や画像変倍などによる内部データの劣化と画像データの改ざんとの違いを正確に判定する。
【解決手段】（ｎ−１）番のブロックの輝度値の平均値をグレイ符号に変換してｎ番のブロックに電子透かしとして埋込む。埋め込まれたグレイ符号は、画像保存後に改ざんされると、圧縮処理による画質変化よりも大きく変化する可能性が高くなる。例えば、圧縮処理の場合にはグレイ符号が１ビット変化するのに対して、改ざんの場合には、元の値とは２ビット変化することになるので、改ざんと認識できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、符号化によりデジタルコンテンツに電子透かしを埋込み、また、デジタルコンテンツに埋め込まれた電子透かしを復元する過程で著作権情報や改ざんなどを検出する画像処理方法、装置、プログラムおよび記録媒体に関する。

本発明の対象となるデジタルコンテンツは、静止画像、動画像、コンピュータプログラム及びコンピュータデータの情報などであり、特に、カラー画像や多値画像の濃度値や色差値など、程度を表現する個々のデータがそれぞれ独立して保存される場合の改ざん検出に有効な技術である。

デジタル情報は、劣化させることなくコンピュータなどで簡単にコピーでき、逆に、書換えなど改ざんすることが容易であるという特徴がある。このため、デジタル情報は簡単な処理や操作によって、不正にコピーされて勝手に再利用されたり、一部を改ざんして証拠写真に使用出来ないようにされやすい。

これを防止する手法として、電子透かしやデータハイディングなどと呼ばれる方法がある。電子透かしは、デジタル画像などのデジタルコンテンツを普通に再生した場合には、視覚できない情報を付加する手法である。

電子透かしを埋込む方法は、次の二つに大きく分類できる。すなわち、
（１）内容データの標本値に直接埋込む方法
（２）周波数成分に埋込む方法
（１）のように内容データの標本値に直接電子透かしを埋め込む技術を空間領域型といい、（２）のように画像データへ離散フーリエ（ＤＦＴ）、離散コサイン（ＤＣＴ）、離散ウェーブレット（ＤＷＴ）などの変換を施した変換領域において周波数成分に電子透かしを埋め込む技術を変換領域型という。

一般に、変換処理が不要な空間領域型は透かし埋め込み処理が高速に実行可能である利点を有する反面、埋め込み可能な情報量が少なく、透かし画像に画像処理が施された場合に、透かしが改変・消失しやすいなどの特徴が存在する。変換領域型は、空間領域型と逆の特徴を有する。
（１）の方法は、加工や圧縮などの処理が行なわれると、埋込んだデータが失われやすいが、処理が軽い。また、（１）の空間領域型の場合、デジタル画像の内容データの標本値に直接電子透かしを埋め込んでいるため、デジタル画像に対して加工、変倍、圧縮、などの処理を行い内容データに影響を与えることが、そのまま電子透かしを破損させてしまう。

一方、（２）の方法は、加工や圧縮などの処理には強いが、埋込みや抽出の処理が重いという特性がある。また、（２）の変換領域型は、デジタル画像の内容データを周波数領域に変換した周波数領域データに対して電子透かしを埋め込んでいるため、画像の内容に変更を加えないような変倍処理や各画素への微少な変化を与える加工など、画像の周波数に影響を与えない処理によっては電子透かしを破損させないという利点がある。

電子透かしをデジタルコンテンツに付加する用途としては、著作権情報の記録、違法コピー者情報の追跡、ＩＰアドレスの履歴記録、違法コピーの防止（不可視・高耐性型）、改ざん防止への応用（不可視・低耐性）、認証、秘密通信、デジタルコンテンツの注釈やラベルを埋込む（可視・不可逆型、所有権者表示）、透かし除去可能化（可視・可逆型、コンテンツ配布）などがある。

その中で、例えば、デジタルカメラへの用途として、写真撮影時にカメラの製造番号、日時等を撮影画像に透かし埋込むと同時にその電子署名を作成する機構をカメラに設ける方法が提案されている（非特許文献１、２を参照）。これにより、証明写真の改ざん検知に加え、撮影カメラの特定や撮影日時の確認が可能となる。改ざん検知は電子署名技術だけで可能であるが、透かし技術を活用することで撮影カメラや撮影日時の特定化が可能になり、改ざん抑止により効果的に作用する。更に、電子透かしの埋込み情報量を多くすることによって、改ざん場所を特定化する精度が向上する。また、著作権保護のためにも多くの情報を透かし埋込みできる方が、埋込み情報の解析時に情報が抽出しやすくなり、有効性が高くなる。

しかしながら、作り出したデジタルコンテンツを、用途に応じて加工することは日常的によくあり、それが透かしを埋込んだ対象のデジタルコンテンツの場合には、内部データが変化するので、改ざんする意図がなくても改ざんだと判断され易い。

ところで、人間の視覚能力は、自然光全体をそのまま受け入れるのではなく、偏っているので、視覚に影響を与えない情報は、カットすることによって、記憶量が少なく済む。また、画像中（平面内）の画素位置と画素値を周波数分析した結果を保存データとするＪＰＥＧなどに於いては、周波数の高い情報は、振幅が小さく（自然画の特徴）、人間の視覚感度も低いので、保存情報として粗い（少量のビット数で表す）情報程度に抑えても、画像を復元した時に見た目に影響が少ないなどの機能になっていることである。この視覚能力に影響が少ない情報をカットすることによって、厳密には元の画像とは微妙に異なる画像になる。

これに該当するケースとしては、画像変倍、画像圧縮及びその他画像修飾処理（ノイズ除去、ディザ化、エッジ強調、ぼかし処理など）などがある。特に、複雑である画像圧縮について、以下に述べる。

モノクロデジタルコピーやＦＡＸ、新聞の白黒印刷などにおいては、白黒の２値画像を利用し、国際電気通信連合（ＩＴＵ−Ｔ）のＧ３，Ｇ４規格などで、ＭＨ、ＭＲ、ＭＭＲといった元画像が欠損無く復元できる（可逆：Ｌｏｓｓ−Ｌｅｓｓ）画像圧縮方式を推奨し、一般化している。しかし、これらの方式では中間調処理された画像や誤差拡散処理された画像などに於いては符号化効率が悪く、多くの場合、圧縮できないことがある。これらの問題を解決する方法として注目されたのが算術符号化方式と呼ばれるものであり、画像のエントロピーを基に符号化を行う方式である。２値画像の新しい符号化方式の国際標準を検討しているグループのＪＢＩＧでは、ＱＭ−Ｃｏｄｅｒと呼ばれる算術符号化方式を採用し、ＩＴＵ−Ｔの標準として、勧告化されている。

また、デジタルのカラー画像や濃淡画像などの多値画像などの製品においては、デジタルスチルカメラや、デジタルビデオカメラなどで、少しの画質劣化は犠牲にしても保存時の圧縮効果を重視し、ＤＣＴによる周波数変換を利用したＪＰＥＧやＭＰＥＧなどの元画像の細かい情報が失われる（非可逆：Ｌｏｓｓｙ）圧縮技術を採用している。

更に、このＪＰＥＧの後継標準としては、Ｌｏｓｓｙ符号化方式とＬｏｓｓ−Ｌｅｓｓ符号化方式との統一符号化、及び２値データと多値データとの統一符号化方式としてＪＰＥＧ２０００がある。ＪＰＥＧ２０００では、Ｗａｖｅｌｅｔ変換を使用して高圧縮時の画質劣化を減少させ、また、上記ＪＢＩＧのＱＭ−Ｃｏｄｅｒに類似し、ＪＢＩＧ２にも採用されているＭＱ−Ｃｏｄｅｒを適用して、高圧縮率化に役立てている。

電子透かし技術に関する調査報告書、１９９９年３月、日本電子工業振興協会編 日経ビジネス、電子情報の不正コピー防止、１９９８年２月２３日号 ｐｐ．６８−７０（１９９８）

上述の「透かしを埋込む対象のデジタルコンテンツに対し、画像変倍、画像圧縮及びその他画像修飾処理などによって、改ざんする意図がなくても内部データが変化するので、改ざんと判断され易い」と説明したケースに於いては、上記説明した“内容データの標本値に直接埋込む技術”では、内部データ変化の何れの場合にも画像中の改ざんに対する検知能力が弱くなり、十分な防止機能が実現されていない。

また、上記した“周波数成分に埋込む技術”は、Ｌｏｓｓｙ方式の圧縮保存によるデータ劣化対策にはなるが、変倍等その他の内部データの劣化処理には無力である。

本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、グレイコードの特徴を利用し、画像データの変化を検知することで、画像圧縮や画像変倍などによる内部データの劣化と画像データの改ざんとの違いを正確に判定する画像処理方法、装置、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。

本発明では、まず、データ改ざんを敏感に捕らえるための工夫点として、透かし埋込みするソースデータを自身のデータを基に生成し、その値を使用する。この方法によって、透かしデータ生成元または埋込み先のどちらかが改ざんされても、論理上のつじつまが合わなくなるので、改ざんを発見する確率が高くなる。ここに挙げた“自身のデータを基に生成する”埋込み用のソースデータとは、敏感に変化するものとしては、例えば、画素値そのもの、または画素値をランダマイズした値などが考えられる。また、変化し難い値としては、例えば、画像小領域の画素平均値や分散値などの統計データが考えられる。

次に、画像圧縮や画像変倍などによる内部データの劣化を改ざんと判断しないための工夫点は、埋込みデータをグレイ符号化することである。変倍程度の内部データの変化は、画像領域のブロックサイズも変倍すれば、例えば画素値の平均値は、微小誤差程度の小さいものであり、大きい変化にはならない。また、この変化は、透かし埋込みするソースデータだけでなく、埋込み先のデータも変化させるので、この二つの近似性が重要となる。埋込みデータをグレイ符号化する理由は、近似なものを同一視する処理を高速に実現できるからである。

なお、一般に１０進数の値をグレイコードへ変換する方法として、１０進数をバイナリ符号で表したビット列に対して、下位ビットから順に上位ビット側に隣り合うビットとの排他的論理和をとっていく方法がとられている。本発明は、グレイコードを利用し、画像データの変化を検知することに特徴を有するものであり、グレイコードへの変換方法については特に限定しない。また、グレイコードのように表現する値が隣り合う符号同士のハミング距離が１となるような符号化方法であれば、グレイコードでなくても本発明に利用できることは言うまでもない。

グレイコードデータの利用方法１：
（Ａ）諧調数レベル上に於いて、隣りの値迄との不一致か、隣りよりも少し隔たりの大きい値との不一致かを識別する時の処理が単純（正解値と抽出した埋込み値とのＸＯＲ演算を行い、演算結果のビットＯＮ数が１個なら隣りの値、２個ならその隣りの値と判断できる）になる。
（Ｂ）ソースデータをビット分解して透かし埋込みする過程に於いて、「埋込み後に、任意の１ビットが劣化しても有効であるが、任意の２ビットが同時に劣化した時は無効にしたい」場合に、単純な処理（正解値と抽出した埋込み値とのＸＯＲ演算を行って、演算結果のビットＯＮ数が１個以下なら抽出値は有効、２個なら抽出値は無効と判断できる）で実現できる。

グレイコードデータの利用方法２：
（Ａ）濃度値など程度を表すデータを基にして、透かし埋込みするデータにファジー性を表現したい場合は、程度を表すデータを予め最大精度のソース情報→グレイ符号にして埋込んでおく。埋込んだ情報を抽出する過程に於いて、劣化したデータの有効性を判断するレベル分けに、透かし埋込み時のデータの上位桁からの有効にする桁数の分け方で対応する。
（Ｂ）埋込むソースデータを一旦暗号化や他の符号化してからグレイ符号化して埋込む場合に於いて、適用する暗号化や符号化機能が程度を表せる内容になっている時は、ソース情報→グレイコードデータを直接埋込む場合と同じように、埋込んだグレイコードデータを抽出する過程に於いて、劣化したデータの有効性を判断するレベル分けに、透かし埋込み時のデータの上位桁からの有効にする桁数の分け方で対応する。

本発明によると、圧縮処理や画像修飾の影響を受けて元のデータが劣化しても、それに追随した耐性を調整できるので、著作権保護用の電子透かしとして使用できると同時に、改ざん検知用の電子透かしとしても使用できる。

また、本発明は、埋込む透かしデータの内容を工夫する方法に関するので、上述した“内容データの標本値に直接埋込む技術”及び“周波数成分に埋込む技術”の何れにも適用できる。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例のシステム構成を示す。図１は、デジタル画像の符号（電子透かしの埋込み）生成および復号（電子透かしを解読し、改ざん検出する）方法を実施する符号生成及び解析復号装置の構成例を示す。

本発明は、全体制御部１、操作入力（キーボード、マウス）部２、外部記憶装置３、メモリ４、画像撮影部５、表示部６、外部からの任意データ入力部７、電子透かし埋込み用ソースデータ生成部８、グレイ（ＧＲＡＹ）符号化部９、電子透かし埋込み部１０、画像再生部１１、電子透かし解読部１２、検出した改ざん部の（反転）表示部１３、及びこれらを接続するバス１４などから構成される。なお、これらの各部（または装置）とバス１４との間に必要なインタフェース部は図示を省略している。

全体制御部１は、装置全体の動作及び機能を制御するマイクロコンピュータ（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等から構成されるがＣＰＵと略称）であり、画像撮影側処理の画像撮影部５、外部からの任意データ入力部７、電子透かし埋込み用ソースデータ生成部８、グレイ符号化部９、電子透かし埋込み部１０、画像再生部１１、電子透かし解読部１２、検出した改ざん部の（反転）表示部１３の各機能も、上記ＣＰＵのソフト処理によって実現できる。

操作入力部２は、各種操作指示や機能選択指令、編集データ等を入力するためのものであり、キーボードやマウスあるいはタッチパネル等である。特に、電子透かしデータを埋込んだ画像データを暗号化するときに、また暗号化された電子透かしを解読するときに、秘密キーの入力機能として使用する。

操作入力部２は、表示選定手段としての機能も有し、表示部６の表示状態を操作者の所望の表示状態に変更することができる。例えばキー操作により、電子透かし解読結果を入力イメージ画像データと重ね合わせて表示させたり、どちらか一方のみを選択して表示させたりすることができる。

外部記憶装置３は、画像撮影部５で撮影した画像データや電子透かし埋込み部１０によって電子透かしを埋込まれた圧縮データ、及び電子透かし解読部１２によって検出した改ざん部のデータ等をフロッピディスク（ＦＤ）や光磁気ディスク（ＯＭＤ）等の外部へ取り出し可能な記憶媒体に記憶させる記憶装置である。また、外部記憶装置３は、全体制御部１で実行するプログラムソフトを記録する媒体としても機能する。

メモリ４は、画像撮影部５によって読み取ったイメージ画像データ、電子透かしが埋め込まれて一旦保存されたデータを、逆に画像再生部１１によって読出し伸張された画像データ等を格納する大容量のＲＡＭあるいはハードディスク等によるメモリである。

画像撮影部５は、セットされた写真や帳票等をスキャンしてその画像を読み取ってイメージ画像データを入力する画像データ入力手段であり、スキャン光学系及びＣＣＤなどのイメージセンサとその駆動回路等からなる公知のイメージスキャナやデジタルカメラである。

外部からの任意データ入力部７は、デジタルコンテンツへの補足情報を電子透かしとして埋込むためのソース情報、及び、改ざん検知や著作権保護用の埋込み情報を入力する手段である。入力されたデータは、電子透かし埋込み用ソースデータ生成部８またはグレイ符号化部９に送るために、メモリ４に格納する。

電子透かし埋込み用ソースデータ生成部８は、外部からの任意データ入力部７で入力されたデータまたはグレイ符号化部９で符号化されたデータを、暗号化または符号化する。処理後、電子透かし埋込み部１０またはグレイ符号化部９に送るために、メモリ４に格納する。

グレイ符号化部９は、外部からの任意データ入力部７で入力されたデータまたは電子透かし埋込み用ソースデータ生成部８で暗号化・符号化されたデータを入力としてグレイ符号化し、電子透かし埋込み用ソースデータ生成部８または電子透かし埋込み部１０に送るために、メモリ４に格納する。

電子透かし埋込み部１０は、外部データからの任意データ入力部７で処理されたデータを、電子透かし埋込み用ソースデータ生成部８で暗号化・符号化またはグレイ符号化部９でグレイ符号化されて、メモリ４に格納されたデータを電子透かしとして埋込む処理を施す。

画像再生部１１は、電子透かし埋込み部１０で電子透かしが埋込まれて外部記憶装置３などに保存されたデータを読み取るための制御を行う。読み取られた画像は、メモリ４に格納する。

電子透かし解読部１２は、メモリ４に格納されている電子透かし埋込み部１０によって電子透かしが埋込まれ、画像再生部１１によって再生された画像データの中から電子透かしを解読し、解読の可能性やグレイ符号解析による復元レベルに応じて、画像の改ざん性や著作権保護情報が有効かどうかを判断する。

図２は、画像撮像時の電子透かし埋込み処理のフローチャートを示す。なお、このフローチャートでは、暗号化処理は省いている。また、電子透かし埋込み時に、埋込み情報が抽出される時に壊れ難くするための、誤り訂正符号化などの処理は省略している。

ステップ１では、グレイ符号化するレベル値をキー入力２により設定し、メモリ４に保存する。ステップ２では、電子透かしの埋込む対象となる被写体をフルカラーなどの多値画像で読取り、メモリ４上に記憶する。ステップ３では、透かし埋込み対象となる画像を矩形（（ｍ×ｍ）画素：ｍは２のべき乗）にブロック分割する。分割された隣合うブロック同士は、それぞれのブロック領域を一部ずつ重ねても良いし、分離しても良い。分割の仕方や、重ね方については、例えば特開２００３−２０４４２９号公報に記載の方法を用いる。ステップ４では、ブロック毎のループ処理を行う前に変数を初期設定する。ブロック毎のループ処理とは、以下のステップ５〜ステップ１０の処理である。初期設定する変数は、埋込み用データ格納変数Ｚやループ処理の現在処理ブロック位置を示す変数、及び現在処理済みブロック数＝０である。

ステップ５では、ブロック毎のループ処理が全て終わったかどうかを判定する。これは、ステップ３のブロック分割時に、ブロック分割数を算出したものと、現在処理済みのブロック数を比較することによって判定する。具体的な変数設定や判定方法は、既知であるので省略する。ステップ６では、ブロック分割して個々のブロックに電子透かしを埋込んだ当該画像を、メモリ４上または外部記憶装置３に記憶・保存する。

ステップ７では、埋込み用データ格納変数Ｚの値を求め、埋込み用データ格納変数Ｚの値をグレイ符号化する。このグレイ符号化は、ステップ１で設定されメモリ４に保存されているグレイ符号化するレベル値を基に行う。埋込み用データ格納変数Ｚとしては当該ブロック内の画素データ値から算出した（画素平均値や分散値など）値を用いる。ステップ８では、当該画像ブロックに隣接する画素ブロック（ループ処理の次の処理対象のブロック）に電子透かし埋込み処理を行う。埋込む値は、上記ステップ７で算出したグレイ符号データである。

ステップ９では、埋込み用データ格納変数Ｚを更新する。当該ブロック内の電子透かし埋込み後の画素データ値から算出した（画素平均値や分散値など）値をＺに代入する。ステップ１０では、次のステップに処理を移すために、現在処理ブロック位置を示す変数の更新及び現在処理済みブロック数の更新（＋１）を行う。

図３は、画像再生時の電子透かし再現性のチェック処理のフローチャートである。なお、このフローチャートでは、暗号化処理を省いている。また、電子透かし埋込み時に、埋込み情報が誤り訂正符号化されたものは前提にしていない。即ち誤り訂正符号を復号化する処理などは省略している。

ステップ３１では、再現性チェックレベル値Ｃ＿Ｌｅｖｅｌを設定する。これは、図２のステップ１によるグレイ符号化するレベル設定値以下の値を設定する必要がある。ステップ３２では、電子透かしが埋込まれた画像をフルカラーなどの多値画像で読取り、メモリ４上に記憶する。ステップ３３では、透かし抽出対象となる画像を矩形にブロック分割する。分割の仕方や、重ね方については、図２のステップ３の方法と同様である必要がある。

ステップ３４では、ブロック毎のループ処理を行う前に変数を初期設定する。ブロック毎のループ処理とは、以下のステップ３５〜ステップ４３の処理である。初期設定する変数は、抽出用データ格納変数Ｗやループ処理の現在処理ブロック位置を示す変数、及び現在処理済みブロック数＝０である。抽出用データ格納変数Ｗは、図２ステップ４で設定した値と同じ値である必要がある。

ステップ３５は、ブロック毎のループ処理が全て終わったかどうかを判定する。これは、ステップ３３のブロック分割時に、ブロック分割数を算出したものと、現在処理済みブロック数を比較することによって判定する。具体的な変数設定や判定方法は、既知であるので省略する。ステップ３６では、ブロック分割して個々のブロックに於いて電子透かしを解析した結果を表示部１３に表示する。例えば、ステップ４０により「改ざん有り」と判断され、ステップ４１で記憶されたブロック位置を、反転表示や塗りつぶし表示で示す。

ステップ３７では、抽出用データ格納変数Ｗの値をグレイ符号化する。このグレイ符号化は、ステップ３１で設定されメモリに保存されている再現性チェックレベル値Ｃ＿Ｌｅｖｅｌを基に行う。ステップ３８では、電子透かし解読部１２は当該画像ブロックから電子透かし情報を抽出する。ステップ３９では、ステップ３１に於いて、入力された再現性チェックレベル値Ｃ＿Ｌｅｖｅｌを基に、チェックに使用する上位有効桁数を決定し、その範囲でステップ３７で算出したグレイ符号化データとステップ３８で抽出した電子透かし情報が同じ値であるかどうかをチェックする。

ステップ４０は、当該ブロック内に「改ざん有り」か否かを判定し、その結果によって、処理を振り分ける。上記ステップ３９のチェック結果がＯＫであれば、ステップ４２に進み、ＯＫでなければ、ステップ４１に進む。「改ざん有り」か否かの判定方法は、ステップ３９で決定した有効桁数に於いて、任意の１ビットが不一致でもＯＫ（改ざんされていない）であるが、任意の２ビット以上が同時に不一致ではＮＧ（改ざんされている）と判断する。

ステップ４１では、当該ブロック内に「改ざん有り」とみなし、改ざん対象ブロックとして、当該ブロック位置を記憶する。ステップ４２では、抽出用データ格納変数Ｗを更新する。当該ブロック内の画素データ値から算出した（画素平均値や分散値など図２のステップ９の算出方法と同じ方法である必要がある）値をＷに代入する。ステップ４３では、次のステップに処理を移すために、現在処理ブロック位置を示す変数の更新及び現在処理済みブロック数の更新（＋１）を行う。

検出した改ざん部の（反転）表示部１３は、上記電子透かし解読部１２で解読した結果、改ざん有りと判断できる場合は、該当する領域を反転表示や、黒色による塗潰し表示などによって示す機能を有する。

図４は、電子透かし埋込み処理に於いて、ブロック単位に埋込む情報の関係（情報提供側のブロックと情報受取り埋込み側のブロック）を表す図である。左端のブロックから、右に向かってブロック単位の処理を行うとして、（ｎ−１）番目のブロックの埋込み処理が終わった後、ｎ番目のブロックに電子透かしを埋込む処理の埋込み情報と埋込み先を表している。

以下、具体例を挙げて説明する。

図１の埋込み処理フローに示す埋込み用データ格納変数Ｚ＝（直前処理ブロックの輝度値Ｙの平均値：０〜１５の範囲）とすると、（ｎ−１）番ブロックの輝度値Ｙの平均値が１０進数の１２（通常の２進数表現は１１００）の場合、グレイ符号は、１０１０（ビット）になる。そこで、ｎ番ブロックに埋込む電子透かしは、１０１０の４ビットの情報になる。

ここで、埋込み情報は、例えば、このグレイ符号のままでも良いが、少しの画質劣化を回避できる耐性を持たせて、誤り訂正に強いＢＣＨ符号やたたみ込み符号で符号化しても良い。その場合は埋込みビット数が増加する。

次に、電子透かしを埋込んだ後は、画像劣化の影響を受ける。例えば、画像を保存する直前に、非可逆圧縮処理によって、画質が少し劣化（変化）することによって、当該（ｎ−１）ブロックの輝度値Ｙの平均値が１０進数の１１（通常の２進数表現は１０１１）に変化した場合、グレイ符号は１１１０となり、元の値とは１ビット値が異なることになるが、「この変化は小さい」と判断できるため、改ざんとは見なさない処置が取れる。

それに対し、画像保存後に改ざんされる場合は、圧縮処理による画質変化よりも大きく変化する可能性が高く、例えば、１０進数の１０に変化すれば、それはグレイ符号の１１１１（通常の２進数表現では１０１０）になり、元の値とは２ビット、値が異なることになるので、圧縮処理の時より、距離の大きい変化であることが分かり、改ざんと認識しやすくなる。

しかし、例えば、電子透かし抽出時に、処理範囲の位取りを上記４ビットから上位３ビットに変更し、元画像の値と比較すれば、
・元画像埋込み情報 ：１０１（グレイ符号）
・上述例の圧縮による変化後 ：１１１（グレイ符号）
・上述例の改ざんによる変化後 ：１１１（グレイ符号）
となり、圧縮による変化と改ざんによる変化とが同じ結果となり、見分けがつかないことになる。このように、判定に使用するビット数を変化させることで、どのくらいの変化が起きたときに改ざんとみなすかを調整することが可能となる。

また、別の例として、埋込み用の情報Ｙを受け取って電子透かし埋込み処理した値は、誤り訂正符号機能によって、情報劣化（変化）を阻止し易くなるが、それを乗り越えて、情報劣化が少し起こった場合でも、画像圧縮時の画像データ劣化が、埋込み情報値生成側（輝度平均値Ｙ）の変化として出ていなければ、劣化のレベルが、例えば１ビットの相違などとして、捉えることが出来る。

本発明の実施例のシステム構成を示す。 画像撮像時の電子透かし埋込み処理のフローチャートを示す。 画像再生時の電子透かし再現性のチェック処理のフローチャートを示す。 ブロック単位の埋込み処理を説明する図である。

符号の説明

１ 全体制御部
２ 操作入力部
３ 外部記憶装置
４ メモリ
５ 画像撮影部
６ 表示部
７ 外部からの任意データ入力部
８ 電子透かし埋込み用ソースデータ生成部
９ グレイ（ＧＲＡＹ）符号化部
１０ 電子透かし埋込み部
１１ 画像再生部
１２ 電子透かし解読部
１３ 検出した改ざん部の（反転）表示部
１４ バス

Claims (9)

1. デジタルコンテンツ自身のデータを基に電子透かし埋込みデータ（以下、埋込みデータ）を生成し、該生成した埋込みデータを前記デジタルコンテンツに埋込むことを特徴とする画像処理方法。
2. 前記埋込みデータをグレイ符号化することを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
3. 前記グレイ符号化された埋込みデータの内、任意の１ビットが変化したとき改ざんなしと判定し、任意の２ビット以上が同時に変化したとき改ざんありと判定することを特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
4. 前記改ざんを判定する際に、埋込みデータの上位複数桁を有効桁とすることを特徴とする請求項３記載の画像処理方法。
5. デジタルコンテンツ自身のデータを基に電子透かし埋込みデータ（以下、埋込みデータ）を生成する手段と、該生成した埋込みデータを前記デジタルコンテンツに埋込む手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
6. 前記埋込みデータをグレイ符号化することを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
7. 前記デジタルコンテンツに埋込まれた電子透かしデータを解析する手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
8. 請求項１乃至４記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
9. 請求項１乃至４記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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