JP2007221549A - 電子透かし検出方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入力画像信号中の特定周波数成分信号を抽出する抽出器21、第1直交変換像信号を生成するために入力画像信号に直交変換を施す第1直交変換器22A、第2直交変換像信号を生成するために特定周波数成分信号に直交変換を施す第2直交変換器22B、合成像信号を生成するために第1直交変換像信号と第2直交変換像信号を合成する合成器24、第3直交変換像信号を生成するために合成像信号に直交変換を施す第3直交変換器26、第3直交変換像信号に出現するピークを探索することにより入力画像信号中に埋め込まれている透かし情報を推定する推定器27、及び第1、第2直交変換像信号、及び合成像信号の少なくとも一つを圧縮の対象信号として圧縮信号を得るために、該対象信号の振幅の大きさ及び周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で振幅圧縮する振幅圧縮器23A,23B,25を有する。
【選択図】 図3
Description
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。
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。
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。
逆周波数変換(例えば、IDCT変換)を施す。
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)。
[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。
[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。
[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。
(電子透かし埋め込み装置について)
まず、図1を用いて第1の実施形態に係る電子透かし埋め込み装置について説明する。図1の電子透かし埋め込み装置には、透かし情報が埋め込まされるべき画像(以下、埋め込み対象画像という)の信号101、例えば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。埋め込み対象画像信号101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101は、特定周波数成分抽出器11、特徴量抽出器12及び透かし情報重畳部14に入力される。
次に、図3を用いて透かし埋め込み済画像信号から透かし情報を検出する電子透かし検出装置について説明する。
次に、図4に示すフローチャートを用いて本実施形態に電子透かし検出方法の手順について説明する。
第1直交変換器22A及び22B、合成器24及び第2直交変換器26(ステップS22A及び22B、S24及びS26)による相関演算の手法は、位相限定相関(POC)と呼ばれる。図6を用いて説明すると、位相限定相関とは元になる画像(登録画像)信号203と照合すべき入力画像信号201との相関(類似性)を算出する手法である。まず、ディジタル信号化された登録画像信号203をフーリエ変換により数学的に処理することで、振幅情報203A(濃淡データ)と位相情報203B(像の輪郭データ)に分解する。ディジタル信号化された入力画像信号201についても同様に、フーリエ変換により数学的に処理することで、振幅情報201A(濃淡データ)と位相情報201B(像の輪郭データ)に分解する。
(可変振幅圧縮器の第1の具体例)
図7に示される可変振幅圧縮器は、入力信号の振幅に応じて圧縮特性が変化するように構成され、振幅判定器31、スイッチ32、固定の圧縮比を持つ振幅圧縮器33及び34、及び加算器35を有する。振幅判定器31は、可変振幅圧縮器の入力信号の振幅を閾値判定する。スイッチ32は判定器31の判定結果に従って切り替えられることにより、入力信号を振幅圧縮器33及び34のいずかに入力する。振幅圧縮器33及び34の出力信号は加算器35により加算され、加算器35から可変振幅圧縮器の出力信号が取り出される。
図10に示される可変振幅圧縮器は、入力信号の周波数に応じて圧縮特性が変化するように構成され、ローパスフィルタ(LPF)41、ハイパスフィルタ(HPF)42、固定の圧縮比を持つ振幅圧縮器43及び44、及び加算器45を有する。入力信号はLPF41及びHPF42に入力され、LPF41及びHPF42の出力信号はそれぞれ振幅圧縮器43及び44に入力される。振幅圧縮器43及び44の出力信号は加算器45により加算され、加算器45から可変振幅圧縮器の出力信号が取り出される。LPF41及びHPF42のカットオフ周波数は、ある周波数ω0に設定される。
図17に示される可変振幅圧縮器50は、攻撃推定器51により推定される攻撃による振幅の変化量が最小になるように圧縮特性が切替えられるように構成される。例えば、図8(a)に示したような振幅特性の信号が入力され、閾値A0よりも振幅が小さい周波数帯域で大きな攻撃の影響がある場合に、図8(b)に示すようにA0よりも振幅が小さい周波数では振幅圧縮を行わないことで、攻撃による影響を低減する。
図18は、図7、図9、図10、図12及び図14に示した振幅圧縮器33,34,43及び44のより好ましい第4の具体例を示している。(a)透かし埋め込み画像61の直交変換像65の振幅、(b)抽出画像62の直交変換像67の振幅、(c)スケーリング(拡大/縮小)処理63を施した後の透かし埋め込み画像の直交変換像66の振幅、及び(e)スケーリング処理64を施した後の抽出画像の直交変換像68の振幅、に対する乗除算69を組み合わせることで振幅圧縮を行う。このようにすることで、多様な振幅圧縮を行うことができる。
次に、第1直交変換の演算量について、第1直交変換にFFTを用いた場合を例にとり説明する。透かし埋め込み済み画像信号201の画像がN行×M列の場合を想定すると、FFT(この場合、2次元FFT)の演算量は以下の数式で表される。
(電子透かし埋め込み装置について)
図19は、本発明の第2の実施形態に係る電子透かし埋め込み装置を示し、図1に示した第1の実施形態に係る電子透かし埋め込み装置にスケーリング(拡大/縮小)ユニット10が追加されている。埋め込み対象画像信号101は、スケーリングユニット10、特徴量抽出器12及び透かし情報重畳部14に入力される。スケーリングユニット10は、周波数領域のディジタルフィルタによって構成され、埋め込み対象画像信号101を特定のスケーリング率によりスケーリングすることによって、スケーリング画像信号を生成する。例えば、スケーリング率を0.5とすれば、スケーリング画像信号として縮小信号が生成される。スケーリングユニット10から出力されるスケーリング画像信号は、特定周波数成分抽出器11に入力される。
次に、図20を用いて透かし埋め込み済画像信号から透かし情報を検出する電子透かし検出装置について説明する。図20の電子透かし検出装置には、図19に示した電子透かし埋め込み装置によって生成され、かつ記録媒体あるいは伝送媒体を介して受信される透かし埋め込み済画像信号201が入力される。ここで、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。
次に、図21に示すフローチャートを用いて本実施形態に電子透かし検出方法の手順について説明する。
11・・・特定周波数成分抽出器;
12・・・特徴量抽出器;
13・・・位相/振幅制御器;
14・・・透かし情報重畳器;
15・・・スケーリングユニット;
20・・・スケーリングユニット;
21・・・特定周波数成分抽出器;
22A,22B・・・直交変換器;
23A,23B・・・振幅圧縮器;
24・・・合成器;
25・・・振幅圧縮器;
26・・・直交変換器;
27・・・推定器
Claims (15)
- 入力画像信号中の特定周波数成分信号を抽出するステップと;
第1直交変換像信号を生成するために前記入力画像信号に直交変換を施すステップと;
第2直交変換像信号を生成するために前記特定周波数成分信号に直交変換を施すステップと;
合成像信号を生成するために前記第1直交変換像信号及び第2直交変換像信号を合成するステップと;
第3直交変換像信号を生成するために前記合成像信号に直交変換を施すステップと;
前記第3直交変換像信号に出現するピークを探索することにより前記入力画像信号中に埋め込まれている透かし情報を推定するステップと;
前記第1直交変換像信号、前記第2直交変換像信号及び前記合成像信号の少なくとも一つを圧縮の対象信号として圧縮信号を得るために、該対象信号の振幅の大きさ及び該対象信号の周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で該対象信号に振幅圧縮を施すステップと;を具備する電子透かし検出方法。 - 前記入力画像信号をスケーリングするステップをさらに具備し、前記抽出ステップはスケーリングされた画像信号から前記入力画像信号中の前記特定周波数成分信号を抽出する請求項1記載の電子透かし検出方法。
- 入力画像信号中の特定周波数成分信号を抽出する抽出器と;
第1直交変換像信号を生成するために前記入力画像信号に直交変換を施す第1直交変換器と;
第2直交変換像信号を生成するために前記特定周波数成分信号に直交変換を施す第2直交変換器と;
合成像信号を生成するために前記第1直交変換像信号と第2直交変換像信号を合成する合成器と;
第3直交変換像信号を生成するために前記合成像信号に直交変換を施す第3直交変換器と;
前記第3直交変換像信号に出現するピークを探索することにより前記入力画像信号中に埋め込まれている透かし情報を推定する推定器と;
前記第1直交変換像信号、前記第2直交変換像信号及び前記合成像信号の少なくとも一つを圧縮の対象信号として圧縮信号を得るために、該対象信号の振幅の大きさ及び該対象信号の周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で該対象信号に振幅圧縮を施す振幅圧縮器と;を具備する電子透かし検出装置。 - 前記入力画像信号をスケーリングするスケーリングユニットをさらに具備し、前記抽出器は、スケーリングされた画像信号から前記入力画像信号中の前記特定周波数成分信号を抽出する請求項1記載の電子透かし検出装置。
- 前記第1直交変換器及び第2直交変換器はフーリエ変換を行い、前記第3直交変換器はフーリエ変換または逆フーリエ変換を行う請求項3に記載の電子透かし検出装置。
- 前記振幅圧縮器は、前記対象信号の振幅の大きさが閾値より大きい振幅範囲において前記圧縮信号の振幅が固定値となるように前記振幅圧縮を行う請求項3に記載の電子透かし検出装置。
- 前記振幅圧縮器は、前記対象信号の周波数が特定周波数より高い周波数帯域において前記圧縮信号の振幅が固定値となるように前記振幅圧縮を行う請求項3に記載の電子透かし検出装置。
- 前記振幅圧縮器は、前記入力画像信号が受けていると想定される攻撃による振幅の変化量が前記圧縮信号において最小化されるように前記振幅圧縮を行う請求項3に記載の電子透かし検出装置。
- 前記振幅圧縮器は、前記対象信号の特定周波数帯域において前記圧縮信号の振幅が固定値となるように前記振幅変換を行う請求項3に項記載の電子透かし検出装置。
- 前記振幅圧縮器は、前記対象信号の特定振幅範囲において前記圧縮信号の振幅が固定値となるように前記振幅変換を行う請求項3に記載の電子透かし検出装置。
- 前記振幅圧縮器は、前記対象信号と前記第2直交変換像信号との振幅差に比較して、前記圧縮信号と前記第2直交変換像信号との前記特定周波数帯域における振幅差が小さくなるように前記振幅変換を行う請求項3に記載の電子透かし検出装置。
- 前記振幅圧縮器は、前記対象信号と前記第2直交変換像信号との特定振幅範囲における振幅差に比較して、前記圧縮信号と前記第2直交変換像信号との前記特定振幅範囲における振幅差が小さくなるように前記振幅変換を行う請求項3に記載の電子透かし検出装置。
- 前記振幅圧縮器は、前記対象信号の特定周波数帯域において前記圧縮信号に発生する振幅のピークを抑制するように前記振幅変換を行う請求項3に記載の電子透かし検出装置。
- 前記振幅圧縮器は、前記対象信号の特定振幅範囲において前記圧縮信号に発生する振幅のピークを抑制するように前記振幅変換を行う請求項3に記載の電子透かし検出装置。
- 入力画像信号中の特定周波数成分信号を抽出する処理と;
第1直交変換像信号を生成するために前記入力画像信号に直交変換を施す処理と;
第2直交変換像信号を生成するために前記特定周波数成分信号に直交変換を施す処理と;
合成像信号を生成するために前記第1直交変換像信号及び第2直交変換像信号を合成する処理と;
第3直交変換像信号を生成するために前記合成像信号に直交変換を施す処理と;
前記第3直交変換像信号に出現するピークを探索することにより前記入力画像信号中に埋め込まれている透かし情報を推定する処理と;
前記第1直交変換像信号、前記第2直交変換像信号及び前記合成像信号の少なくとも一つを圧縮の対象信号として圧縮信号を得るために、該対象信号の振幅の大きさ及び該対象信号の周波数の少なくとも一方に応じて変化する圧縮特性で該対象信号に振幅圧縮を施す処理と;を含む電子透かし検出処理をコンピュータに行わせるための電子透かし検出プログラム。
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