JP2007288576A - 情報シンボルの符号化方法及びその装置並びに情報シンボルの復号化方法及び復号化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】符号化では、複数の情報シンボルにより表される数値に対して除算を施すことにより剰余を得て、剰余を複数の中間シンボルで表し、複数の中間シンボルに検査シンボルを付加することにより誤り訂正符号語を生成し、複数の情報シンボルと誤り訂正符号語とを出力する。復号化では、複数の情報シンボルと誤り訂正符号語とを入力し、誤り訂正符号語に対し誤り訂正処理を施すことにより、複数の復号化中間シンボルを得て、複数の復号化中間シンボルを基に第1の復号化剰余を得て、複数の情報シンボルにより表される数値に対し除算を施すことにより第2復号化剰余を得て、第1の復号化剰余と第2の復号化剰余とを比較し、両者が一致していない場合には、誤りが残っていると判断する。
【選択図】図3
Description
本実施形態では、電子透かし挿入装置は、原画像に、IDに対応した電子透かしを挿入する。
この場合、中間ビットの基となる数値を以下のようにして表す。
z=MOD((xN-1×2N-1+・・・+x3×23+x1×21)/16)
すなわち、1ビット置きにグループ1とグループに分け、グループ毎に各ビットに2のべき乗を乗じて得た値の合計値を取り、これを16で除算して得た剰余を中間ビットの基となる数値とする。ここで、べき乗の値は、各グループの各ビットのビット番号である。中間ビットの基と数値となる数値は、16(=24)による除算の剰余であるので、2進数で下記のように4ビットで表すことができる。
z=z3×23+z2×22+z1×21+z0×20
第1の中間ビットは、y3、y2、y1、y0である。第2の中間ビットは、z3、z2、z1、z0である。これらに対し、所定の生成多項式により検査ビットp1,p2、p3、q1、q2、q3を付加することにより
第1のハミング符号語
(y3、y2、y1、y0、p1、p2、p3)
第2のハミング符号語
(z3、z2、z1、z0、q1、q2、q3)
を得る。
(y’3、y’2、y’1、y’0、p’1、p’2、p’3)
として、復号された第2のハミング符号語
(z’3、z’2、z’1、z’0、q’1、q’2、q’3)
とした場合、第1剰余y’及びz’を下式により求める。
z’=z’3×23+z’2×22+z’1×21+z’0×20
次に、第2剰余計算部67は、多数決部59により多数決(エラー訂正)された結果を用いて第2剰余を計算する(ステップS121)。
z’’=MOD((x’N-1×2N-1+・・・+x’3×23+x’1×21)/16)
但し、x’は、多数決の結果である。
実施形態1では、二進数の各ビットをそのまま用いて中間ビットを生成した。これに対し、実施形態2では、二進十進変換を行い、十進数の各桁の数値を基に中間ビットを生成する。
X=xN-1×2N-1+・・・+x2×22+x0×20
=qM-1×10M-1+・・・+q2×102+q0×100
として、qM−1〜q0を求め、これらを基に下式により中間ビットの基となる数値を求める。
z=MOD((qM-1×10M-1+・・・+q3×103+q1×101)/16)
次に、上記の数値y、zを下記のように二進数で表し、この二進数を表すビットを中間ビットとする。
z=z3×23+z2×22+z1×21+z0×20
従って、第1のハミング符号語は、
(y3、y2、y1、y0、p1、p2、p3)
となり、第2のハミング符号語は、
(z3、z2、z1、z0、q1、q2、q3)
となる。
(y’3、y’2、y’1、y’0、p’1、p’2、p’3)
として、復号された第2のハミング符号語
(z’3、z’2、z’1、z’0、q’1、q’2、q’3)
とした場合、第1剰余y’及びz’を下式により求める。
z’=z’3×23+z’2×22+z’1×21+z’0×20
また、第2剰余y’’及びz’’を下式により求める。
z’’=MOD((q’M-1×10M-1+・・・+q’3×103+q’1×101)/16)
[実施形態3]
実施形態1では、下式により中間ビットの基となる数値を求めた。
z=MOD((xN-1×2N-1+・・・+x3×23+x1×21)/16)
また、実施形態2では、下式により中間ビットの基となる数値を求めた。
z=MOD((qM-1×10M-1+・・・+q3×103+q1×101)/16)
すなわち、実施形態1でも実施形態2でも飛び飛びの桁の数値を用いて、各桁の重みも維持したまま、2系列の中間ビットの基となる数値を求めた。
=q2L-1×102L-1+・・・+q2×102+q0×100
y=MOD((q2L-2×10L-1+・・・+q2×101+q0×100)/16)
z=MOD((q2L-1×10L-1+・・・+q3×101+q1×101)/16)
次に、上記の数値y、zを下記のように二進数で表し、この二進数を表すビットを中間ビットとする。
z=z3×23+z2×22+z1×21+z0×20
従って、第1のハミング符号語は、
(y3、y2、y1、y0、p1、p2、p3)
となり、第2のハミング符号語は、
(z3、z2、z1、z0、q1、q2、q3)
となる。
(y’3、y’2、y’1、y’0、p’1、p’2、p’3)
として、復号された第2のハミング符号語
(z’3、z’2、z’1、z’0、q’1、q’2、q’3)
とした場合、第1剰余y’及びz’を下式により求める。
z’=z’3×23+z’2×22+z’1×21+z’0×20
また、第2剰余y’’及びz’’を下式により求める。
z’’=MOD((q’2L-1×10L-1+・・・+q’3×101+q’1×101)/16)
[実施形態4]
実施形態1、実施形態2及び実施形態3では、2次元周波数空間に複数の円を設け、各円において、データ値が1となりうる点を所定数nだけ所定位置に定め、実際にデータ値が1となる点の数も所定数m(<n)としていた。そして、データ値が1となる点には、所定の非ゼロの振幅となる周波数成分を配置していた。こうすることにより、カメラにより撮影した画像に対し、フーリエ変換と回転角度と拡大縮小率の補正と振幅の算出を行った後に、円上の所定位置の周波数成分の振幅が大きい順に所定数個の点を検出し、それらの点の成すパターンによりIDを復元することができた。
実施形態1乃至4では、情報シンボルにより表される数値に対し除算を施すことにより剰余を求め、これを複数の中間シンボルで表し、中間シンボルに対し検査シンボルを付加することによりハミング符号語を生成していた。
実施形態1乃至5では、中間シンボルに対し検査シンボルを付加する際、ハミング符号語の生成多項式を用いていた。しかし、それ以外の生成多項式を用いて、ハミング符号語以外の誤り訂正符号語を生成してもよい。
13 情報点生成部
15 重複点生成部
17 中間ビット生成部
19 検査ビット生成部
21 相補点生成部
23 補正用点生成部
25 合成部
27 逆フーリエ変換部
29 画像入力部
31 加算部
51 フーリエ変換部
53 絶対値算出部
55 補正部
57 点検出部
59 多数決部
61 エラー訂正部
63 点数点検部
65 第1剰余計算部
67 第2剰余計算部
69 ID検出部
71 制御部
Claims (23)
- 複数の情報シンボルにより表される数値に対して所定の演算を施すことにより中間検査値を得る中間検査値算出ステップと、
前記中間検査値を複数の中間シンボルで表す中間シンボル生成ステップと、
前記複数の中間シンボルに検査シンボルを付加することにより誤り訂正符号語を生成する誤り符号語生成ステップと、
前記複数の情報シンボルと前記誤り訂正符号語とを出力する出力ステップと、
を備えることを特徴とする符号化方法。 - 請求項1に記載の符号化方法において、
前記中間検査値算出ステップでは、前記複数の情報シンボルそれぞれがN進数で表される数値を表す重み付きビットであると扱い、その数値を前記誤り訂正符号語を構成する複数の中間シンボルを得るための数値で除算し、該除算により得られる剰余を前記中間検査値とすることを特徴とする符号化方法。 - 請求項1に記載の符号化方法において、
前記中間検査値算出ステップでは、前記複数の情報シンボルに対しハッシュ関数をかけ、これにより得られるハッシュ値を前記中間検査値とすることを特徴とする符号化方法。 - 請求項1に記載の符号化方法において、
前記出力ステップでは、各情報シンボルを3以上奇数個重複して出力することを特徴とする符号化方法。 - 請求項1に記載の符号化方法において、
前記情報シンボル、前記中間シンボル及び前記検査シンボルは二進数のシンボルであり、
値が1となる情報シンボルの数は所定数であり、
前記出力ステップにおいては、値が1となるデータの数が一定数となるように、値が1の所定数の情報シンボルそれぞれを1つのデータとして出力し、前記誤り訂正符号語に含まれる各中間シンボルと各検査シンボルとを相補的なデータ値を有する一対のデータとして出力することを特徴とする符号化方法。 - 請求項1に記載の符号化方法により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記複数の情報シンボルと、請求項1に記載の符号化方法により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記誤り訂正符号語とを入力する入力ステップと、
前記誤り訂正符号語に対し誤り訂正処理を施すことにより、複数の復号化中間シンボルを得る誤り訂正ステップと、
前記複数の復号化中間シンボルを基に第1の復号化中間検査値を得る第1中間検査値算出ステップと、
前記複数の情報シンボルにより表される数値に対し前記所定の演算を施すことにより第2の復号化中間検査値を得る第2中間検査値算出ステップと、
前記第1の復号化中間検査値と前記第2の復号化中間検査値とを比較し、両者が一致していない場合には、誤りが残っていると判断するステップと、
を備えることを特徴とする復号化方法。 - 請求項2に記載の符号化方法により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記複数の情報シンボルと、請求項2に記載の符号化方法により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記誤り訂正符号語とを入力する入力ステップと、
前記誤り訂正符号語に対し誤り訂正処理を施すことにより、複数の復号化中間シンボルを得る誤り訂正ステップと、
前記複数の復号化中間シンボルを基に第1の復号化中間検査値を得る第1中間検査値算出ステップと、
前記複数の情報シンボルにより表される数値に対し前記所定の演算を施すことにより第2の復号化中間検査値を得る第2中間検査値算出ステップと、
前記第1の復号化中間検査値と前記第2の復号化中間検査値とを比較し、両者が一致していない場合には、誤りが残っていると判断するステップと、
を備え、
前記第2中間検査値算出ステップでは、前記複数の情報シンボルそれぞれがN進数で表される数値を表す重み付きビットであると扱い、その数値を前記誤り訂正符号語を構成する複数の中間シンボルを得るための数値で除算し、該除算により得られる剰余を前記第2の復号化中間検査値とすることを特徴とする復号化方法。 - 請求項3に記載の符号化方法により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記複数の情報シンボルと、請求項3に記載の符号化方法により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記誤り訂正符号語とを入力する入力ステップと、
前記誤り訂正符号語に対し誤り訂正処理を施すことにより、複数の復号化中間シンボルを得る誤り訂正ステップと、
前記複数の復号化中間シンボルを基に第1の復号化中間検査値を得る第1中間検査値算出ステップと、
前記複数の情報シンボルにより表される数値に対し前記所定の演算を施すことにより第2の復号化中間検査値を得る第2中間検査値算出ステップと、
前記第1の復号化中間検査値と前記第2の復号化中間検査値とを比較し、両者が一致していない場合には、誤りが残っていると判断するステップと、
を備え、
前記第2中間検査値算出ステップでは、前記複数の情報シンボルに対しハッシュ関数をかけ、これにより得られるハッシュ値を前記中間検査値とすることを特徴とする復号化方法。 - 請求項4に記載の符号化方法により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記複数の情報シンボルと、請求項4に記載の符号化方法により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記誤り訂正符号語とを入力する入力ステップと、
前記誤り訂正符号語に対し誤り訂正処理を施すことにより、複数の復号化中間シンボルを得る誤り訂正ステップと、
前記複数の復号化中間シンボルを基に第1の復号化剰余を得る第1剰余算出ステップと、
前記情報シンボルに対し、多数決により誤り訂正を施す多数決ステップと、
前記多数決により誤り訂正された前記複数の情報シンボルにより表される数値に対し除算を施すことにより第2復号化剰余を得る第2剰余算出ステップと、
前記第1の復号化剰余と前記第2の復号化剰余とを比較し、両者が一致していない場合には、誤りが残っていると判断するステップと、
を備えることを特徴とする復号化方法。 - 請求項5に記載の符号化方法により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記複数の情報シンボルと、請求項5に記載の符号化方法により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記誤り訂正符号語とを表すデータを入力する入力ステップと、
入力したデータのうち値が1つなるデータの数が前記一定数でない場合には、処理をエラー終了するエラー終了ステップと、
前記誤り訂正符号語に対し誤り訂正処理を施すことにより、複数の復号化中間シンボルを得る誤り訂正ステップと、
前記複数の復号化中間シンボルを基に第1の復号化剰余を得る第1剰余算出ステップと、
前記複数の情報シンボルにより表される数値に対し除算を施すことにより第2復号化剰余を得る第2剰余算出ステップと、
前記第1の復号化剰余と前記第2の復号化剰余とを比較し、両者が一致していない場合には、誤りが残っていると判断するステップと、
を備えることを特徴とする復号化方法。 - 請求項6乃至10の何れか1項に記載の復号化方法において、
前記誤り訂正ステップにおいて、誤り訂正ができない場合には、処理をエラー終了するエラー終了ステップを更に備えることを特徴とする復号化方法。 - 複数の情報シンボルにより表される数値に対して所定の演算を施すことにより中間検査値を得る中間検査値算出手段と、
前記中間検査値を複数の中間シンボルで表す中間シンボル生成手段と、
前記複数の中間シンボルに検査シンボルを付加することにより誤り訂正符号語を生成する誤り符号語生成手段と、
前記複数の情報シンボルと前記誤り訂正符号語とを出力する出力手段と、
を備えることを特徴とする符号化装置。 - 請求項12に記載の符号化装置において、
前記中間検査値算出手段では、前記複数の情報シンボルそれぞれがN進数で表される数値を表す重み付きビットであると扱い、その数値を前記誤り訂正符号語を構成する複数の中間シンボルを得るための数値で除算し、該除算により得られる剰余を前記中間検査値とすることを特徴とする符号化装置。 - 請求項12に記載の符号化装置において、
前記中間検査値算出手段では、前記複数の情報シンボルに対しハッシュ関数をかけ、これにより得られるハッシュ値を前記中間検査値とすることを特徴とする符号化装置。 - 請求項12に記載の符号化装置において、
前記出力手段では、各情報シンボルを3以上奇数個重複して出力することを特徴とする符号化装置。 - 請求項12に記載の符号化装置において、
前記情報シンボル、前記中間シンボル及び前記検査シンボルは二進数のシンボルであり、
値が1となる情報シンボルの数は所定数であり、
前記出力手段においては、値が1となるデータの数が一定数となるように、値が1の所定数の情報シンボルそれぞれを1つのデータとして出力し、前記誤り訂正符号語に含まれる各中間シンボルと各検査シンボルとを相補的なデータ値を有する一対のデータとして出力することを特徴とする符号化装置。 - 請求項12に記載の符号化装置により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記複数の情報シンボルと、請求項12に記載の符号化装置により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記誤り訂正符号語とを入力する入力手段と、
前記誤り訂正符号語に対し誤り訂正処理を施すことにより、複数の復号化中間シンボルを得る誤り訂正手段と、
前記複数の復号化中間シンボルを基に第1の復号化中間検査値を得る第1中間検査値算出手段と、
前記複数の情報シンボルにより表される数値に対し前記所定の演算を施すことにより第2の復号化中間検査値を得る第2中間検査値算出手段と、
前記第1の復号化中間検査値と前記第2の復号化中間検査値とを比較し、両者が一致していない場合には、誤りが残っていると判断する手段と、
を備えることを特徴とする復号化装置。 - 請求項13に記載の符号化装置により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記複数の情報シンボルと、請求項13に記載の符号化装置により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記誤り訂正符号語とを入力する入力手段と、
前記誤り訂正符号語に対し誤り訂正処理を施すことにより、複数の復号化中間シンボルを得る誤り訂正手段と、
前記複数の復号化中間シンボルを基に第1の復号化中間検査値を得る第1中間検査値算出手段と、
前記複数の情報シンボルにより表される数値に対し前記所定の演算を施すことにより第2の復号化中間検査値を得る第2中間検査値算出手段と、
前記第1の復号化中間検査値と前記第2の復号化中間検査値とを比較し、両者が一致していない場合には、誤りが残っていると判断する手段と、
を備え、
前記第2中間検査値算出手段では、前記複数の情報シンボルそれぞれがN進数で表される数値を表す重み付きビットであると扱い、その数値を前記誤り訂正符号語を構成する複数の中間シンボルを得るための数値で除算し、該除算により得られる剰余を前記第2の復号化中間検査値とすることを特徴とする復号化装置。 - 請求項14に記載の符号化装置により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記複数の情報シンボルと、請求項14に記載の符号化装置により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記誤り訂正符号語とを入力する入力手段と、
前記誤り訂正符号語に対し誤り訂正処理を施すことにより、複数の復号化中間シンボルを得る誤り訂正手段と、
前記複数の復号化中間シンボルを基に第1の復号化中間検査値を得る第1中間検査値算出手段と、
前記複数の情報シンボルにより表される数値に対し前記所定の演算を施すことにより第2の復号化中間検査値を得る第2中間検査値算出手段と、
前記第1の復号化中間検査値と前記第2の復号化中間検査値とを比較し、両者が一致していない場合には、誤りが残っていると判断する手段と、
を備え、
前記第2中間検査値算出手段では、前記複数の情報シンボルに対しハッシュ関数をかけ、これにより得られるハッシュ値を前記中間検査値とすることを特徴とする復号化装置。 - 請求項15に記載の符号化装置により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記複数の情報シンボルと、請求項15に記載の符号化装置により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記誤り訂正符号語とを入力する入力手段と、
前記誤り訂正符号語に対し誤り訂正処理を施すことにより、複数の復号化中間シンボルを得る誤り訂正手段と、
前記複数の復号化中間シンボルを基に第1の復号化剰余を得る第1剰余算出手段と、
前記情報シンボルに対し、多数決により誤り訂正を施す多数決手段と、
前記多数決により誤り訂正された前記複数の情報シンボルにより表される数値に対し除算を施すことにより第2復号化剰余を得る第2剰余算出手段と、
前記第1の復号化剰余と前記第2の復号化剰余とを比較し、両者が一致していない場合には、誤りが残っていると判断する手段と、
を備えることを特徴とする復号化装置。 - 請求項16に記載の符号化装置により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記複数の情報シンボルと、請求項16に記載の符号化装置により出力され、伝送路において誤りが加算された可能性がある前記誤り訂正符号語とを表すデータを入力する入力手段と、
入力したデータのうち値が1つなるデータの数が前記一定数でない場合には、処理をエラー終了するエラー終了手段と、
前記誤り訂正符号語に対し誤り訂正処理を施すことにより、複数の復号化中間シンボルを得る誤り訂正手段と、
前記複数の復号化中間シンボルを基に第1の復号化剰余を得る第1剰余算出手段と、
前記複数の情報シンボルにより表される数値に対し除算を施すことにより第2復号化剰余を得る第2剰余算出手段と、
前記第1の復号化剰余と前記第2の復号化剰余とを比較し、両者が一致していない場合には、誤りが残っていると判断する手段と、
を備えることを特徴とする復号化装置。 - 請求項17乃至21の何れか1項に記載の復号化装置において、
前記誤り訂正手段において、誤り訂正ができない場合には、処理をエラー終了するエラー終了手段を更に備えることを特徴とする復号化装置。 - 請求項1乃至11の何れか1項に記載の方法をコンピュータに行わせるためのプログラム。
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