JP2009118144A - Device for embedding marker for image displacement detection, and image displacement detector - Google Patents

Device for embedding marker for image displacement detection, and image displacement detector Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a displacement detector capable of detecting displacement with durability even for a still image and a moving image to which lossy compression is performed. <P>SOLUTION: A block division means 11 divides the luminance signal of an input image for each macro block (MB). A marker embedding means 12 selects an MB at a marker embedding position from among MBs and embeds markers in MxN pieces of selected MBs. In this case, the marker embedding positions in the MBs divided into M sets and belonging to the same set are considered as the same, and displacement is provided to the marker embedding positions in the MBs belonging to different sets. A table 13 stores marker embedding position information 13-1 and displacement information 13-2. When the displacement of the image occurs, the displacement of the image is detected using characteristics that energy of a DCT factor after lossless compression is distributed to be low. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、静止画像や動画像の位置ズレを検出するための画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置および画像位置ズレ検出装置に関し、特に、非可逆圧縮が施された静止画像や動画像についても耐性を持って位置ズレを検出できる画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置および画像位置ズレ検出装置に関する。   The present invention relates to an image position shift detection marker embedding device and an image position shift detection device for detecting a position shift of a still image or a moving image, and more particularly to a still image or a moving image subjected to irreversible compression. The present invention relates to an image position shift detection marker embedding device and an image position shift detection device that can detect a position shift.

静止画像や動画像が編集されたり攻撃されたりした場合、再生画像の位置が原画像の位置からずれることがある。画像位置ズレの検出技術は、このように位置ズレが生じる可能性のある静止画像や動画像について、どのくらい位置ズレが生じたかを検出するための技術である。   When a still image or a moving image is edited or attacked, the position of the reproduced image may deviate from the position of the original image. The image positional deviation detection technique is a technique for detecting how much positional deviation has occurred in a still image or a moving image in which positional deviation may occur as described above.

画像位置ズレの検出技術は、製作者(画像制作者)の意図通りに画像が再生されるように画像の位置を補正したり、電子透かしを検出したりするためなどに利用される。   Image position shift detection technology is used to correct the position of an image so that the image is reproduced as intended by the producer (image producer), or to detect a digital watermark.

特許文献1には、電子透かしのような副次的な情報が埋め込まれた画像あるいは信号に加えられた幾何変換を補正した後にその副次的な情報を抽出することにより、信頼性の高い情報の抽出を行う画像処理装置が記載されている。   Patent Document 1 discloses highly reliable information by extracting secondary information after correcting a geometric transformation applied to an image or signal in which secondary information such as a digital watermark is embedded. An image processing apparatus for performing extraction is described.

特許文献2には、電子透かし検出前に空間方向の同期を正しく回復した後、動画像用電子透かしを検出することが記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes that a digital watermark for moving images is detected after correctly recovering the synchronization in the spatial direction before detecting the digital watermark.

引用文献3には、画像の切り出し、スケーリング及び回転などの攻撃があった場合で、埋め込んだ透かし情報を検出できるな電子透かし埋め込み装置が記載されている。   Cited Document 3 describes a digital watermark embedding device that can detect embedded watermark information when there is an attack such as image clipping, scaling, and rotation.

特許文献4には、2つの画像間の位置ずれを検出する位置ずれ検出装置が記載されている。
特開2002−354221号公報 特開2006−295688号公報 特開2002−325233号公報 特開2004−145466号公報
Patent Document 4 describes a misregistration detection device that detects misregistration between two images.
JP 2002-354221 A JP 2006-295688 A JP 2002-325233 A JP 2004-145466 A

しかしながら、特許文献1の画像処理装置は、副次的な情報とともに位置合わせ信号を埋め込み、この位置合わせ信号を用いて幾何変換量を補正するのもであり、非可逆圧縮に対する耐性は考慮されていない。   However, the image processing apparatus of Patent Document 1 embeds a registration signal together with secondary information and corrects the geometric transformation amount using this registration signal, and the tolerance for lossy compression is taken into consideration. Absent.

引用文献2,3に記載された装置は、透かし情報そのものを利用して画像の位置ズレを検出するものであり、これでも非可逆圧縮に対する耐性は考慮されていない。   The devices described in the cited documents 2 and 3 detect the positional deviation of the image using the watermark information itself, and even this does not consider the resistance to lossy compression.

特許文献4の位置ずれ検出装置は、2つの画像データ間の位置ずれ量を検出するために、画像データから少なくとも1つ以上の周波数における位相を求め、この位相の差に基づいて画像間の位置ずれ量を求めるものであり、これでも非可逆圧縮に対する耐性は考慮されていない。   In order to detect the amount of misalignment between two image data, the misregistration detection device of Patent Document 4 obtains a phase at at least one frequency from the image data, and based on this phase difference, the position between the images. The amount of deviation is obtained, and even this does not take into account the resistance to lossy compression.

本発明の目的は、非可逆圧縮が施された静止画像や動画像についても耐性を持って位置ズレを検出できる位置ズレ検出装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a position shift detection device that can detect a position shift with tolerance even for still images and moving images that have been subjected to lossy compression.

上記課題を解決するため、本発明の画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置は、入力画像を予め設定された大きさのブロックに区切る第1の手段と、前記第1の手段で区切られたブロックの内からマーカ情報を埋め込む複数のブロックを決定する第2の手段と、前記第2の手段で決定された複数のブロックにマーカ情報を埋め込む第3の手段を備えた画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置であって、前記第3の手段は、前記第2の手段で決定された複数のブロックの各々に、所定量ずつの位置ズレを与えたマーカ情報を埋め込むとともに、マーカ情報を埋め込んだブロックと該ブロックに埋め込んだマーカ情報に与えた位置ズレとの関係を示すテーブルを保持する点に第1の特徴がある。   In order to solve the above-mentioned problem, an image position deviation detection marker embedding device according to the present invention includes a first unit that divides an input image into blocks having a preset size, and a block that is divided by the first unit. Image position misalignment detection marker embedding device comprising: second means for determining a plurality of blocks in which marker information is embedded from within; and third means for embedding marker information in the plurality of blocks determined by said second means The third means embeds marker information giving a predetermined amount of positional deviation in each of the plurality of blocks determined by the second means, and a block in which marker information is embedded and the block The first feature is that a table indicating the relationship with the positional shift given to the marker information embedded in the block is held.

また、本発明の画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置は、前記第3の手段が、単一もしくは複数のDCT係数の基底信号の加算あるいは減算によりマーカ情報を埋め込む点に第2の特徴がある。   Further, the image position shift detection marker embedding device of the present invention has a second feature in that the third means embeds marker information by adding or subtracting base signals of single or plural DCT coefficients.

また、本発明の画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置は、前記第3の手段が、前記第2の手段で決定された複数のブロック内においてそれぞれ2つのサブブロックの組合せを選択し、該2つのサブブロックのどちらかにマーカ情報を埋め込む点に第3の特徴がある。   In the image position shift detection marker embedding device of the present invention, the third means selects a combination of two sub-blocks in each of the plurality of blocks determined by the second means, and A third feature is that marker information is embedded in either of the sub-blocks.

また、本発明の画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置は、前記第3の手段が、入力画像が動画像の場合、前記テーブルを複数種類作成し、フレームごとに前記複数種類のテーブルの情報の中の任意の1つの情報を利用してマーカ情報を埋め込む点に第4の特徴がある。   In the image position shift detection marker embedding device according to the present invention, when the input image is a moving image, the third means creates a plurality of types of tables, and stores information in the plurality of types of tables for each frame. There is a fourth feature in that marker information is embedded using any one of the above information.

また、本発明の画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置は、前記第3の手段が、フレームごとに前記複数種類のテーブルの情報の中の任意の1つの情報を利用してマーカ情報を埋め込む処理を輪還の順に適用する点に第5の特徴がある。   In the image position shift detection marker embedding device according to the present invention, the third means performs a process of embedding marker information using any one of the information in the plurality of types of tables for each frame. There is a fifth feature in that it is applied in the order of return.

本発明の画像位置ズレ検出装置は、前記画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置でマーカ情報が埋め込まれた画像を入力とし、該画像の位置ズレを検出する画像位置ズレ検出装置であって、前記テーブルに保持されている、マーカ情報を埋め込んだブロックと該ブロックに埋め込んだマーカ情報に与えた位置ズレとの関係から、埋め込まれたマーカ情報の位置を特定する第4の手段と、前記第4の手段で特定された位置の情報に基づいて画像の位置ズレを算出する第5の手段とを備えた点に第1の特徴がある。   An image position deviation detection apparatus according to the present invention is an image position deviation detection apparatus that receives an image in which marker information is embedded by the image position deviation detection marker embedding apparatus, and detects the position deviation of the image. And a fourth means for specifying the position of the embedded marker information from the relationship between the block in which the marker information is embedded and the positional deviation given to the marker information embedded in the block, There is a first feature in that a fifth means for calculating a positional deviation of an image based on position information specified by the means is provided.

また、本発明の画像位置ズレ検出装置は、前記第5の手段が、前記第4の手段で特定された位置の、前記第3の手段でマーカが埋め込まれたブロックから、マーカ情報との相互相関値を抽出する抽出手段を有する点に第2の特徴がある。   Further, in the image position deviation detection device of the present invention, the fifth means detects the mutual relationship with the marker information from the block in which the marker is embedded by the third means at the position specified by the fourth means. The second feature is that it has an extracting means for extracting a correlation value.

また、本発明の画像位置ズレ検出装置は、前記第5の手段が、前記第4の手段で特定された位置を中心に位置ズレの許容値の範囲内で1画素1ラインずつずらしながらマーカ情報との相互関係値を取得し、ずらし量(x,y)ごとの前記相互関係値の絶対値を累積し、該累積が最大値をとるずらし量(x,y)を画像の位置ズレとして検出する点に第3の特徴がある。   In the image position deviation detection device according to the present invention, the fifth means causes the marker information to be shifted by one line at a time within a range of allowable values of position deviation around the position specified by the fourth means. And the absolute value of the correlation value for each shift amount (x, y) is accumulated, and the shift amount (x, y) at which the accumulation reaches the maximum value is detected as a positional deviation of the image. There is a third feature.

また、本発明の画像位置ズレ検出装置は、前記第5の手段が、マーカ情報埋め込み時に与えた位置ズレをインデックスとし、該インデックスが同じであるブロックごとに、マーカ情報との相互相関値の絶対値を累積し、該累積が最大値をとるインデックスに対応する位置ズレを画像の位置ズレとして検出する点に第4の特徴がある。   In the image position deviation detecting device of the present invention, the fifth means uses the position deviation given when the marker information is embedded as an index, and the absolute value of the cross-correlation value with the marker information for each block having the same index. A fourth feature is that a value is accumulated, and a position shift corresponding to an index at which the accumulation has a maximum value is detected as a position shift of the image.

また、本発明の画像位置ズレ検出装置は、上記の第2の特徴を有する画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置でマーカ情報が埋め込まれた画像を入力とし、前記抽出手段が、前記マーカ情報との相互相関値としてDCT係数を抽出する点に第5の特徴がある。   An image position deviation detection device according to the present invention receives an image in which marker information is embedded by the image position deviation detection marker embedding device having the second feature described above, and the extraction means A fifth feature is that a DCT coefficient is extracted as a cross-correlation value.

また、本発明は、前記第5の特徴を有する画像位置ズレ検出装置において、前記第5の手段が、前記第4の手段で特定された位置を中心に位置ズレの許容値の範囲内で1画素1ラインずつずらしながらDCT係数を取得し、ずらし量(x,y)ごとのDCT係数の絶対値を累積し、該累積が最大値をとるずらし量(x,y)を画像の位置ズレとして検出する点に第6の特徴がある。   According to the present invention, in the image position deviation detection device having the fifth feature, the fifth means is 1 within a range of allowable values of position deviation centered on the position specified by the fourth means. The DCT coefficient is acquired while shifting one pixel at a time, the absolute value of the DCT coefficient for each shift amount (x, y) is accumulated, and the shift amount (x, y) at which the accumulation reaches the maximum value is used as the image position shift. There is a sixth feature in the point of detection.

また、本発明は、前記第5の特徴を有する画像位置ズレ検出装置において、前記第5の手段が、マーカ情報埋め込み時に与えた位置ズレをインデックスとし、該インデックスが同じであるブロックごとに、DCT係数の絶対値を累積し、該累積が最大値をとるインデックスに対応する位置ズレを画像の位置ズレとして検出する点に第7の特徴がある。   Further, according to the present invention, in the image positional deviation detecting device having the fifth feature, the fifth means uses the positional deviation given when embedding the marker information as an index, and the DCT is performed for each block having the same index. A seventh feature is that the absolute values of the coefficients are accumulated, and the positional deviation corresponding to the index at which the accumulation has the maximum value is detected as the positional deviation of the image.

また、本発明の画像位置ズレ検出装置は、前記第3の特徴を有する画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置でマーカ情報が埋め込まれた画像を入力とし、前記第5の手段が、マーカ情報埋め込み時に与えた位置ズレをインデックスとし、マーカ情報を埋め込んだブロック内の2つのサブブロックについてのマーカ情報との相互相関値の大小関係とマーカ埋め込み時の該相互関係値の大小関係との一致率を求め、前記インデックスが同じであるブロックごとに前記一致率の累計値を求め、該累計値が最大になるインデックスに対応する位置ズレを画像の位置ズレとして検出する点に第8の特徴がある。   The image position deviation detection device of the present invention receives an image in which marker information is embedded by the image position deviation detection marker embedding device having the third feature as input, and the fifth means is configured to embed marker information. Using the given positional deviation as an index, find the match rate between the magnitude of the cross-correlation value with the marker information for the two sub-blocks in the block where the marker information is embedded and the magnitude relation of the correlation value when the marker is embedded The eighth feature is that a cumulative value of the matching rate is obtained for each block having the same index, and a positional shift corresponding to an index having the maximum cumulative value is detected as a positional shift of an image.

また、本発明の画像位置ズレ検出装置は、前記第3の特徴を有する画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置でマーカ情報が埋め込まれた画像を入力とし、前記第5の手段が、マーカ情報埋め込み時に与えた位置ズレをインデックスとし、該インデックスが同じであるブロックごとに、マーカ情報が埋め込まれたブロック内の2つのサブブロックについてのマーカ情報との相互相関値の絶対値差分を累計し、該累計が最大値になるインデックスに対応する位置ズレを画像の位置ズレとして検出する点に第9の特徴がある。   The image position deviation detection device of the present invention receives an image in which marker information is embedded by the image position deviation detection marker embedding device having the third feature as input, and the fifth means is configured to embed marker information. Using the given positional deviation as an index, for each block having the same index, the absolute value difference of the cross-correlation values with the marker information for the two sub-blocks in the block in which the marker information is embedded is accumulated. A ninth feature is that a positional shift corresponding to an index having a maximum value is detected as a positional shift of an image.

さらに、本発明の画像位置ズレ検出装置は、前記第5の手段が、前記累積に代えて平均による値を用いる点に第10の特徴がある。   Furthermore, the image position deviation detection device of the present invention has a tenth feature in that the fifth means uses an average value instead of the accumulation.

本発明では、位置ズレ検出用のマーカ情報を画像に埋め込み、編集や攻撃などで該画像に位置ズレが起きた場合に、非可逆圧縮(量子化を含む符号化)後でマーカ情報との相互関連値(DCT係数)のエネルギが分散して低くなる性質を利用するので、非可逆圧縮が施された静止画像や動画像についても耐性を持って確実に画像の位置ズレを検出できる。   In the present invention, marker information for detecting a positional deviation is embedded in an image, and when the positional deviation occurs in the image due to editing or an attack, the mutual information with the marker information after irreversible compression (encoding including quantization) is performed. Since the energy of the related value (DCT coefficient) is dispersed and lowered, it is possible to reliably detect the positional deviation of the image with tolerance even for still images and moving images subjected to lossy compression.

本発明では、MPEGやJPEGなどの量子化が予め決められたブロックごとに行われる非可逆圧縮方式で処理された画像についても高耐性で位置ズレの検出を可能にするため、位置ズレ検出用のマーカ情報に位置ズレを与えてブロックに埋め込む。   In the present invention, it is possible to detect a positional shift with high durability even for an image processed by an irreversible compression method in which quantization such as MPEG or JPEG is performed for each predetermined block. A position shift is given to the marker information and it is embedded in the block.

編集や攻撃で画像に位置ズレが起きた場合、非可逆圧縮(量子化を含む符号化)後、マーカ情報との相互関連値は、該位置ズレに従ってエネルギが分散して低くなるので、該値を抽出することによって画像の位置ズレを検出できる。   When a position shift occurs in an image due to editing or attack, the correlation value with the marker information after irreversible compression (encoding including quantization) becomes low because the energy is dispersed according to the position shift. The positional deviation of the image can be detected by extracting.

以下、図面を参照して本発明を説明する。まず、本発明に係る画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置について説明する。なお、以下では、マーカが埋め込まれた画像が、MPEGやJPEGなどに従ってDCTにより非可逆圧縮されるものとする。したがって、マーカは、非可逆圧縮後ではDCT係数として埋め込まれ、DCT係数は、マーカとの相互相関値となる。また、画像位置ズレ検出用のマーカ情報を単にマーカと称する。   The present invention will be described below with reference to the drawings. First, a marker embedding device for detecting an image position shift according to the present invention will be described. In the following, it is assumed that an image in which a marker is embedded is irreversibly compressed by DCT according to MPEG, JPEG, or the like. Therefore, the marker is embedded as a DCT coefficient after lossy compression, and the DCT coefficient becomes a cross-correlation value with the marker. In addition, marker information for detecting image position deviation is simply referred to as a marker.

図1は、本発明に係るマーカ埋め込み装置の第1実施形態を示すブロック図である。第1実施形態のマーカ埋め込み装置は、単一のサブブロックにマーカを埋め込む。画像の位置ズレは、画像が位置ズレを起こした場合にDCT係数のエネルギが分散して低くなる性質を利用して検出できる。   FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a marker embedding device according to the present invention. The marker embedding device of the first embodiment embeds a marker in a single sub-block. The positional deviation of the image can be detected by utilizing the property that the energy of the DCT coefficient is dispersed and lowered when the positional deviation of the image occurs.

第1実施形態のマーカ埋め込み装置は、入力画像をマクロブロックごとに分割するブロック分割手段11、選択されたマクロブロックにマーカを埋め込むマーカ埋め込み手段12、マーカ埋込位置情報13-1とズレ情報13-2を格納するテーブル13、およびズレ付与手段14を備える。   The marker embedding device according to the first embodiment includes a block dividing unit 11 that divides an input image into macroblocks, a marker embedding unit 12 that embeds a marker in a selected macroblock, marker embedding position information 13-1, and deviation information 13 A table 13 for storing -2 and a shift giving means 14;

入力画像は、ブロック分割手段11に入力される。ブロック分割手段11は、入力画像の輝度信号をマクロブロック(MB)に相当する16(画素)x16(ライン)ごとに分割する。なお、入力画像は、静止画像であっても動画像であってもよい。   The input image is input to the block dividing means 11. The block dividing means 11 divides the luminance signal of the input image every 16 (pixels) × 16 (lines) corresponding to the macroblock (MB). The input image may be a still image or a moving image.

マーカ埋め込み手段12は、まず、ブロック分割手段11で分割されたMBの中からマーカ埋め込み位置のMBを選択する。テーブル13は、マーカ埋込位置情報13-1を格納し、マーカ埋込位置情報13-1は、マーカ埋め込み位置のMB番号を含む。マーカ埋め込み手段12は、マーカ埋込位置情報13-1に従ってマーカ埋め込み位置のMBを選択する。ここでは、全部でMxN個のMBを選択する(M,N>0)が、マーカ埋め込みによる画質劣化が目立たないようにするため、隣接するMBを避けて選択するのが好ましい。   The marker embedding unit 12 first selects the MB at the marker embedding position from among the MBs divided by the block dividing unit 11. The table 13 stores marker embedding position information 13-1, and the marker embedding position information 13-1 includes the MB number of the marker embedding position. The marker embedding unit 12 selects the MB of the marker embedding position according to the marker embedding position information 13-1. Here, a total of M × N MBs are selected (M, N> 0). However, it is preferable to select adjacent MBs so that image quality deterioration due to marker embedding is not noticeable.

次に、マーカ埋め込み手段12は、選択されたMxN個のMBにマーカを埋め込む。マーカの埋め込みは、MBを構成するサブブロックSB(8(画素)x8(ライン))のうちの1つに対して行う。また、MxN個のMBをN個ずつのM個の集合(集合0,集合1,・・・)に分け、同じ集合に属するMB内でのマーカ埋め込み位置は同一とし、異なる集合に属するMB内でのマーカ埋め込み位置は互いに異ならせる。テーブル13は、ズレ情報13-2を格納し、ズレ情報13-2は、各集合に属するMBのSBに対して与える位置ズレを含む。ズレ付与手段14は、ズレ情報13-2に従って、マーカ埋め込み手段12がマーカを埋め込む際のマーカ埋め込み位置にズレを与える。   Next, the marker embedding unit 12 embeds a marker in the selected M × N MBs. The marker is embedded in one of the sub-blocks SB (8 (pixels) × 8 (line)) constituting the MB. Also, MxN MBs are divided into M sets of N (set 0, set 1,...), The marker embedding positions in MBs belonging to the same set are the same, and MBs belonging to different sets The marker embedding positions at are different from each other. The table 13 stores misalignment information 13-2, and the misalignment information 13-2 includes positional misalignments to be given to MB SBs belonging to each set. The deviation giving means 14 gives a deviation to the marker embedding position when the marker embedding means 12 embeds the marker according to the deviation information 13-2.

例えば、マーカが埋め込まれるSBの位置ズレ(平行移動量)を、集合0に属するMBでは(0,0)、集合1に属するMBでは(1,1)、…などとしてマーカを埋め込む。マーカは、種々の手法で埋め込むことができるが、例えば、MB中で上記のように平行移動された位置のSBの輝度信号に対し、特定のDCT係数の基底信号を加算あるいは減算することで行う。具体例では、マーカをDCT係数(1,1)の基底信号とし、これをSBの輝度信号に加算する。このマーカを埋め込んだ画像を非可逆圧縮(DCT)すると、DCT係数(1,1)はマーカと相互相関を持つ値となる。DCT係数(1,1)の基底信号の加算あるいは減算は、DCT係数(1,1)への定数の加算あるいは減算と等価である。マーカは透かしとして埋め込まれるので、原画像の乱れは殆どない。   For example, the marker is embedded as the positional deviation (parallel movement amount) of the SB in which the marker is embedded as (0, 0) for the MB belonging to the set 0, (1, 1) for the MB belonging to the set 1,. The marker can be embedded by various methods, for example, by adding or subtracting a base signal of a specific DCT coefficient to the luminance signal of the SB at the position translated in the MB as described above. . In a specific example, the marker is a base signal of DCT coefficient (1, 1), and this is added to the luminance signal of SB. When an image in which this marker is embedded is irreversibly compressed (DCT), the DCT coefficient (1, 1) becomes a value having a cross-correlation with the marker. Adding or subtracting the base signal of the DCT coefficient (1,1) is equivalent to adding or subtracting a constant to the DCT coefficient (1,1). Since the marker is embedded as a watermark, the original image is hardly disturbed.

M=8,N=10である場合、各集合(集合0,集合1,・・・,集合7)とそれに対応する平行移動量を、例えば、以下のように設定する。
集合0:(0,0),集合1:(1,1),集合1:(2,2),集合3:(3,3),集合4:(4,4),
集合5:(-3,-3),集合6:(-2,-2),集合7:(-1,-1)
When M = 8 and N = 10, each set (set 0, set 1,..., Set 7) and the corresponding parallel movement amount are set as follows, for example.
Set 0: (0,0), set 1: (1,1), set 1: (2,2), set 3: (3,3), set 4: (4,4),
Set 5: (-3, -3), Set 6: (-2, -2), Set 7: (-1, -1)

図2は、各集合(集合0,集合1,・・・)に対するマーカ埋め込み位置の例を示し、格子はMB境界を示し、網掛け部分はマーカ埋め込み位置のMBを示し、太線はマーカを埋め込むSBを示している。ここでは、集合0:(0,0),集合1:(1,1),集合1:(2,2),集合3:(3,3),集合4:(4,4)を図示している。   FIG. 2 shows an example of marker embedding positions for each set (set 0, set 1,...), The grid indicates the MB boundary, the shaded portion indicates the MB of the marker embedding position, and the bold line embeds the marker. SB is shown. Here, set 0: (0,0), set 1: (1,1), set 1: (2,2), set 3: (3,3), set 4: (4,4) are illustrated ing.

以上のようにマーカ埋め込みを行ったフレームで静止画を構成できる。動画像の場合は、以上のマーカ埋め込みを数フレームに渡って行うが、埋め込んだマーカが目立たないように、マーカ埋め込み位置のMBをフレームごとに異ならせるのが好ましい。また、ある決められた複数フレーム内の各フレームでマーカ埋め込み位置のMBを異ならせ、これを周期として同じ処理を繰り返すようにすれば処理負担を軽減できる。これは、テーブル13を複数種類作成しておき、フレームごとにそれらのテーブルの中の1つのテーブルを利用してマーカ情報を埋め込むこと、フレームごとに複数種類のテーブルの中の1つのテーブルを輪還の順に利用してマーカ情報を埋め込むことにより実現できる。   As described above, a still image can be composed of the frame in which the marker is embedded. In the case of a moving image, the above marker embedding is performed over several frames. However, it is preferable to change the MB of the marker embedding position for each frame so that the embedded marker is not conspicuous. Also, if the MB of the marker embedding position is made different for each frame in a predetermined plurality of frames and the same processing is repeated with this as a cycle, the processing load can be reduced. This is because multiple types of tables 13 are created and marker information is embedded using one of the tables for each frame, and one table among the multiple types of tables is rotated for each frame. This can be realized by embedding marker information in the order of return.

図3は、テーブル13が格納する情報の例を示す図である。同図において、MB番号は、マーカ埋込位置情報13-1に相当し、マーカ埋め込み位置のMBを示している。また、ズレ量は、ズレ情報13-2に相当し、マーカ埋め込み位置の各MBのSBに対して与える位置ズレとそれが属する集合を示している。なお、グループは、処理対象が動画像の場合のフレームに相当する。   FIG. 3 is a diagram illustrating an example of information stored in the table 13. In the figure, the MB number corresponds to the marker embedding position information 13-1, and indicates the MB of the marker embedding position. The amount of deviation corresponds to the deviation information 13-2, and indicates the positional deviation given to each MB SB at the marker embedding position and the set to which it belongs. A group corresponds to a frame when the processing target is a moving image.

ここでは、最初のフレーム(グループ1)では、集合0,2,・・・に属する、MB番号10,26,・・・のMBをマーカ埋め込み位置とし、SBに対して与える位置ズレをそれぞれ(0,0),(2,2),・・・とし、次のフレーム(グループ2)では、集合1,・・・に属する、MB番号11,・・・のMBをマーカ埋め込み位置とし、SBに与える位置ズレをそれぞれ(1,1),・・・とすることを示している。   Here, in the first frame (group 1), MBs with MB numbers 10, 26,... Belonging to the set 0, 2,. 0,0), (2,2), ..., and in the next frame (group 2), the MB of MB number 11, ... belonging to the set 1, ... It is shown that the positional shifts given to (1, 1),.

第1実施形態のマーカ埋め込み装置では、マーカ埋め込み位置のMBの単一のSBだけを使用するものとしたが、マーカ埋め込み位置のMBの中の2つのSBを使用し、両SBを利用して画像の位置ズレを検出するようにすることもできる。これを、第2実施形態のマーカ埋め込み装置として以下に説明する。   In the marker embedding device of the first embodiment, only a single SB of the MB at the marker embedding position is used. However, two SBs in the MB at the marker embedding position are used and both SBs are used. It is also possible to detect a positional deviation of the image. This will be described below as the marker embedding device of the second embodiment.

第2実施形態のマーカ埋め込み装置では、マーカ埋め込み位置のMBにおいて、着目する2つのSBのうちの一方にマーカを埋め込む。このマーカ埋め込みでも、埋め込む位置をずらし、特定のDCT係数の基底信号を加算あるいは減算することで行うことは第1実施形態と同様である。マーカを埋め込んだ画像に位置ズレが起こると、両SBのDCT係数のエネルギの差分の合計が殆ど変わらなくなる、あるいは両SBの大小比較の分布が均一になるという性質を利用して画像の位置ズレを検出できる。ブロック構成は、第1実施形態と同様であるので図示省略する。   In the marker embedding device of the second embodiment, a marker is embedded in one of two focused SBs in the MB at the marker embedding position. This marker embedding is also performed by shifting the embedding position and adding or subtracting a base signal of a specific DCT coefficient as in the first embodiment. When a positional shift occurs in an image with a marker embedded, the total positional difference between the DCT coefficients of both SBs hardly changes, or the positional shift of the image takes advantage of the fact that the distribution of the size comparison between both SBs is uniform. Can be detected. Since the block configuration is the same as that of the first embodiment, the illustration is omitted.

第2実施形態のマーカ埋め込みでは、第1実施形態と同じ手法を採用するが、マーカ埋め込み位置のMBの中の予め定めた任意の2つのSBの一方にマーカを埋め込む。その際、より大きな値を埋め込むことができる方のSBに対してマーカを埋め込む。このようにして、マーカを埋め込んだSBと埋め込まないSBについてのDCT係数の絶対値の差分が大きくなるようにしておく。   In the marker embedding of the second embodiment, the same method as that of the first embodiment is adopted, but the marker is embedded in one of any two predetermined SBs in the MB at the marker embedding position. At that time, a marker is embedded in the SB that can embed a larger value. In this way, the difference in absolute value of the DCT coefficient between the SB with the marker embedded and the SB without the marker embedded is made large.

次に、本発明に係る画像位置ズレ検出装置について説明する。図4は、本発明に係る画像位置ズレ検出装置の第1実施形態を示すブロック図である。   Next, an image position deviation detection apparatus according to the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a first embodiment of an image position deviation detection device according to the present invention.

第1実施形態の画像位置ズレ検出装置は、DCT係数のエネルギが画像の位置ズレにより分散して低くなる性質を利用するものであり、図1のマーカ埋め込み装置でマーカを埋め込んだ画像を処理対象とする。   The image position deviation detection apparatus according to the first embodiment uses the property that the energy of the DCT coefficient is dispersed and lowered due to the position deviation of the image, and the image in which the marker is embedded by the marker embedding apparatus in FIG. And

第1実施形態の画像位置ズレ検出装置は、マーカ位置特定手段41、ズレ算出手段42、およびマーカ埋込位置情報43-1とズレ情報43-2を格納しているテーブル43を備える。テーブル43の内容は、図1のテーブル13と同じであり、したがって、各グループに対し、マーカを埋め込んだ位置のMBは、画像位置ズレ検出装置側でも既知である。   The image position deviation detecting device of the first embodiment includes a marker position specifying means 41, a deviation calculating means 42, and a table 43 storing marker embedding position information 43-1 and deviation information 43-2. The contents of the table 43 are the same as those of the table 13 of FIG. 1, and therefore the MB at the position where the marker is embedded for each group is also known on the image position deviation detection device side.

マーカ位置特定手段41は、図1のマーカ埋め込み装置でマーカを埋め込んだ画像を入力画像とし、該入力画像をMBごとに分割するとともに、テーブル43が格納しているマーカ埋込位置情報43-1を基にマーカ埋め込み位置のMBを特定する。   The marker position specifying means 41 uses an image in which a marker is embedded by the marker embedding apparatus of FIG. 1 as an input image, divides the input image into MBs, and stores marker embedded position information 43-1 stored in the table 43. Based on, specify the MB of the marker embedding position.

ズレ算出手段42は、マーカ埋め込み位置のMB内の埋め込みに用いたSBおよびその近傍のSBのDCT係数を抽出し、これを基に画像の位置ズレを算出する。   The deviation calculation means 42 extracts the DCT coefficients of the SB used for embedding in the MB at the marker embedding position and the SBs in the vicinity thereof, and calculates the position deviation of the image based on this.

具体的には、マーカ埋め込み位置のMB内の埋め込みに用いたSBを中心に位置ズレの許容量の範囲内で1画素1ラインずつずらしながら、8(画素)x8(ライン)ブロックについてのDCT係数を取得し、ずらし量(x,y)ごとに取得されたMxN箇所のDCT係数の絶対値を累積する。これを複数フレームに渡って行う。そして、絶対値の累積を最大値とするずらし量(x,y)を画像の位置ズレとして検出する。これは、DCT係数の絶対値の累積を最大値とするSBの探索処理である。   Specifically, the DCT coefficient for an 8 (pixel) x 8 (line) block while shifting by 1 line per pixel within the allowable range of positional deviation around the SB used for embedding in the MB at the marker embedding position Are accumulated, and the absolute values of the DCT coefficients at MxN points obtained for each shift amount (x, y) are accumulated. This is performed over a plurality of frames. Then, the shift amount (x, y) having the maximum accumulated absolute value is detected as an image position shift. This is an SB search process that maximizes the accumulation of absolute values of DCT coefficients.

図5,図6は、マーカ位置特定手段41およびズレ算出手段42での処理を概念的に示す図であり、図5は画像の位置ズレが(0,0)の場合、図6はその位置ズレが(-2,-2)の場合である。   5 and 6 are diagrams conceptually showing the processing in the marker position specifying means 41 and the deviation calculating means 42. FIG. 5 shows the case where the image positional deviation is (0, 0), and FIG. This is the case when the deviation is (-2, -2).

図5において、マーカ位置特定手段41は、マーカを埋め込んだ画像を入力画像とし、該入力画像をMBごとに分割する(同図(a))とともに、テーブル43が格納しているマーカ埋込位置情報43-1を基にマーカ埋め込み位置のMBを特定する(同図(b))。   In FIG. 5, the marker position specifying means 41 uses an image in which the marker is embedded as an input image, divides the input image into MBs (FIG. 5A), and also stores the marker embedding position stored in the table 43. The MB at the marker embedding position is specified based on the information 43-1 ((b) in the figure).

次に、ズレ算出手段42は、マーカ埋め込み位置のMB内の埋め込みに用いたSBを中心としてズレの許容量の範囲内(同図(c)の探索範囲内、例えば±8画素)で1画素1ラインずつずらしながら、8(画素)x8(ライン)ブロック(SB)についてのDCT係数を取得し、ずらし量(x,y)ごとに取得されたMxN箇所のDCT係数の絶対値を累積する。これを複数フレームに渡って行う。そして、絶対値の累積を最大値とするずらし量(x,y)を画像の位置ズレとして検出する。この場合、ずらし量(0,0)のときのMxN箇所のDCT係数の絶対値の累積が最大値となるので、ズレ算出手段42は、画像の位置ズレを(0,0)と算出する。   Next, the deviation calculating means 42 is one pixel within the allowable range of deviation around the SB used for embedding in the MB at the marker embedding position (within the search range of FIG. The DCT coefficients for the 8 (pixel) × 8 (line) block (SB) are acquired while shifting one line at a time, and the absolute values of the DCT coefficients at MxN locations acquired for each shift amount (x, y) are accumulated. This is performed over a plurality of frames. Then, the shift amount (x, y) having the maximum accumulated absolute value is detected as an image position shift. In this case, since the accumulation of absolute values of the DCT coefficients at the MxN locations when the shift amount is (0, 0) is the maximum value, the deviation calculating means 42 calculates the positional deviation of the image as (0, 0).

図6においては、図5と同様に、マーカ位置特定手段41が、入力画像をMBごとに分割する(同図(a))とともに、マーカ埋め込み位置のMBを特定し(同図(b))、ズレ算出手段42が、同図(c)の探索範囲内でSBについてのDCT係数を取得し、ずらし量(x,y)ごとに取得されたMxN箇所のDCT係数の絶対値を累積する。この場合は、ずらし量(-2,-2)のときのMxN箇所のDCT係数の絶対値の累積が最大値となるので、ズレ算出手段42は、画像の位置ズレを(-2,-2)と算出する。   In FIG. 6, as in FIG. 5, the marker position specifying means 41 divides the input image into MBs (FIG. 6 (a)) and specifies the MB at the marker embedding position (FIG. 5 (b)). Then, the deviation calculating means 42 acquires the DCT coefficient for SB within the search range of FIG. 7C, and accumulates the absolute values of the DCT coefficients at MxN locations acquired for each shift amount (x, y). In this case, since the accumulation of the absolute values of the DCT coefficients at the MxN locations when the shift amount is (−2, −2) is the maximum value, the displacement calculating means 42 sets the positional displacement of the image to (−2, −2). ) And calculate.

ズレ算出手段42では、動画像符号化の動きベクトル探索で一般的に採用されている探索処理の手法を利用できる。すなわち、最初に大まかに、例えば1画素1ラインおきにSBについてのDCT係数を取得し、その後、その絶対値の累積を最大値とする画素領域の周辺で1画素1ラインずつずらしながら探索処理を実行して最終的にDCT係数の絶対値の累積を最大値とするずらし量を求めるという手法を採用できる。これにより探索処理の回数を少なくしてズレ算出処理の高速化を図ることができる。これは、以下の実施形態でも同様に適用できる。   The shift calculation means 42 can use a search processing technique generally employed in motion vector search for moving picture coding. That is, first, roughly, for example, the DCT coefficient for SB is obtained every other pixel, and then the search process is performed while shifting the pixel area by one line around the pixel area where the accumulated absolute value is the maximum value. It is possible to adopt a technique of executing and finally obtaining a shift amount with the maximum accumulated value of DCT coefficients being accumulated. As a result, the number of search processes can be reduced to speed up the shift calculation process. This can be similarly applied to the following embodiments.

また、DCT係数を取得する処理は、DCT係数の基底信号との相互相関値を取得する処理と等価であるので、仮に、画像に対してスケーリングなどの処理が施された場合には、8x8のDCT係数の基底信号を同様にスケーリングしたものを求め、それとの相互相関値を求めることにより、画像の位置ズレを検出できる。これも、以下の実施形態で同様に適用できる。   In addition, since the process of acquiring the DCT coefficient is equivalent to the process of acquiring the cross-correlation value with the base signal of the DCT coefficient, if processing such as scaling is performed on the image, an 8x8 By obtaining a scaled base signal of the DCT coefficient in the same manner and obtaining a cross-correlation value therewith, it is possible to detect the positional deviation of the image. This can be similarly applied to the following embodiments.

処理対象が動画像で、マーカの埋め込み位置を各フレームで異ならせ、これを数フレーム周期で周期的に行う場合、各フレームがどのグループに属するかを知る必要がある。このための何らかの情報を挿入しておくことも可能であるが、先頭の数フレームについて全てのグループに対する処理を行い、ずらし量(x,y)に対する絶対値和の分布を見ることで各フレームがどのグループに属するかを特定できる。正しいグループとして処理している場合は分布にばらつきが生じるが、誤ったグループとして処理している場合は分布が均一化する。以降のフレームは周期的なマーカ埋め込みであるので、これらがどのグループに属するかが分かる。これも、以下の実施形態で同様に適用できる。   When the processing target is a moving image and the marker embedding position is different for each frame and this is periodically performed in a period of several frames, it is necessary to know which group each frame belongs to. It is possible to insert some information for this purpose, but each frame is processed by processing all groups for the first few frames and looking at the distribution of the sum of absolute values for the shift amount (x, y). You can identify which group you belong to. When processing as a correct group, the distribution varies, but when processing as an incorrect group, the distribution becomes uniform. Since the subsequent frames are periodic marker embeddings, it is known to which group these belong. This can be similarly applied to the following embodiments.

次に、本発明に係る画像位置ズレ検出装置の第2実施形態について説明する。第2実施形態の画像位置ズレ検出装置も、DCT係数のエネルギが画像の位置ズレにより分散して低くなる性質を利用するものであり、図1のマーカ埋め込み装置でマーカを埋め込んだ画像を処理対象とする。ブロック構成は、第1実施形態と同様であるので図示省略する。   Next, a second embodiment of the image position deviation detection device according to the present invention will be described. The image positional deviation detection apparatus of the second embodiment also uses the property that the energy of the DCT coefficient is dispersed and lowered due to the positional deviation of the image, and the image in which the marker is embedded by the marker embedding apparatus in FIG. And Since the block configuration is the same as that of the first embodiment, the illustration is omitted.

第2実施形態の画像位置ズレ検出装置は、ズレ算出のために探索処理を行わず、埋め込み位置のMBの所定SB内についてのDCT係数を取得し、これを基に画像の位置ズレを算出するという点で第1実施形態の画像位置ズレ検出装置と異なる。   The image position deviation detection apparatus according to the second embodiment does not perform a search process for calculating the deviation, acquires a DCT coefficient within the predetermined SB of the MB at the embedding position, and calculates an image position deviation based on the DCT coefficient. This is different from the image position deviation detection device of the first embodiment.

具体的には、マーカ埋め込み位置のMBの左上SBについてのDCT係数を取得し、埋め込み時に同じ位置ズレを与えたSBについてのDCT係数の絶対値を累積する。埋め込み時に同じ位置ズレを与えたSBかどうかは、マーカ埋込位置情報とズレ情報を格納しているテーブルから分かる。このテーブルに基づき、埋め込み時に与えた位置ズレをインデックスとし、インデックスが同じ、つまり、マーカ埋め込み時に与えた位置ズレが同じSBについてのDCT係数の絶対値を累積する。そして、絶対値の累積を最大値とするインデックスに対応する位置ズレを画像の位置ズレとする。すなわち、あるインデックスに対する絶対値の累積値が他のものと比較し大きい場合、絶対値の累積値を最大とするインデックスに対応する位置ズレが求める画像の位置ズレであると判断する。   Specifically, the DCT coefficient for the upper left SB of the MB at the marker embedding position is acquired, and the absolute value of the DCT coefficient for the SB to which the same positional deviation is given at the time of embedding is accumulated. Whether or not the SBs have the same positional deviation at the time of embedding can be known from the table storing the marker embedding position information and the deviation information. Based on this table, the positional deviation given at the time of embedding is used as an index, and the absolute values of the DCT coefficients for the SBs having the same index, that is, the same positional deviation given at the time of embedding the marker are accumulated. Then, the positional deviation corresponding to the index having the maximum accumulated absolute value is set as the positional deviation of the image. That is, when the cumulative value of the absolute value for a certain index is larger than the other values, it is determined that the positional shift corresponding to the index that maximizes the cumulative value of the absolute value is the calculated image positional shift.

図7,図8は、第2実施形態でのズレ算出処理を概念的に示す図であり、図7は画像の位置ズレが(0,0)の場合、図8はその位置ズレが(-2,-2)の場合である。   FIGS. 7 and 8 are diagrams conceptually showing the shift calculation processing in the second embodiment. FIG. 7 shows that when the image position shift is (0,0), FIG. 2, -2).

図7において、まず、マーカを埋め込んだ画像を入力画像とし、該入力画像をMBごとに分割する(同図(a))とともに、テーブルが格納しているマーカ埋込位置情報を基にマーカ埋め込み位置のMBを特定する(同図(b))。次に、マーカ埋め込み位置のMBの左上SBについてのDCT係数を取得し、マーカ埋め込み時にSBに与えた位置ズレをインデックスとし、インデックスごとに取得されたDCT係数の絶対値を累積する(同図(c))。これを複数フレームに渡って行う。そして、絶対値の累積を最大値とするインデックスに対応する位置ズレを画像の位置ズレとして検出する。この場合、(0,0)の位置ズレを与えたSBについてのDCT係数の絶対値の累積が最大値となるので、画像の位置ズレは(0,0)と検出される。   In FIG. 7, first, an image in which a marker is embedded is set as an input image, the input image is divided into MBs (FIG. 7A), and marker embedding is performed based on marker embedding position information stored in the table. The MB of the position is specified ((b) in the figure). Next, the DCT coefficient for the upper left SB of the MB at the marker embedding position is acquired, and the positional deviation given to the SB at the time of marker embedding is used as an index, and the absolute value of the DCT coefficient acquired for each index is accumulated (FIG. c)). This is performed over a plurality of frames. Then, the position shift corresponding to the index having the maximum absolute value accumulation is detected as the image position shift. In this case, since the accumulation of the absolute value of the DCT coefficient for the SB to which the positional deviation of (0,0) is given becomes the maximum value, the positional deviation of the image is detected as (0,0).

図8においては、図7と同様に、入力画像をMBごとに分割する(同図(a))とともに、マーカ埋め込み位置のMBを特定し(同図(b))、同図(c)の左上SBについてのDCT係数を取得し、マーカ埋め込み時にSBに与えた位置ズレをインデックスとし、インデックスごとに取得されたDCT係数の絶対値を累積する(同図(c))。この場合は、(2,2)だけ位置ズレを与えたSBについてのDCT係数の絶対値の累積が最大値となるので、画像の位置ズレは(-2,-2)と算出される。   In FIG. 8, as in FIG. 7, the input image is divided for each MB (FIG. 8A), and the MB at the marker embedding position is specified (FIG. 7B). The DCT coefficient for the upper left SB is acquired, and the positional deviation given to the SB at the time of embedding the marker is used as an index, and the absolute value of the DCT coefficient acquired for each index is accumulated ((c) in the figure). In this case, since the accumulation of the absolute value of the DCT coefficient for the SB to which the positional deviation is given by (2, 2) is the maximum value, the positional deviation of the image is calculated as (−2, −2).

次に、本発明に係る画像位置ズレ検出装置の第3実施形態について説明する。第3実施形態の画像位置ズレ検出装置は、マーカ埋め込み位置のMBにおいて着目する2つのSBについてのDCT係数のエネルギの差分や分布と画像の位置ズレとの関係を利用するものであり、第2実施形態のマーカ埋め込み装置でマーカを埋め込んだ画像を処理対象とする。ブロック構成は、第1実施形態と同様であるので図示省略する。   Next, a third embodiment of the image position deviation detection device according to the present invention will be described. The image position deviation detection apparatus of the third embodiment uses the relationship between the difference or distribution of the DCT coefficient energy and the image position deviation for the two SBs of interest at the marker embedding position MB. An image in which a marker is embedded by the marker embedding device of the embodiment is a processing target. Since the block configuration is the same as that of the first embodiment, the illustration is omitted.

ズレ算出では、第2実施形態のマーカ埋め込み装置でマーカを埋め込んだ画像を処理対象とし、該画像をMBごとに分割するとともに、テーブルが格納しているマーカ埋込位置情報を基にマーカ埋め込み位置のMBを特定し、ズレ情報を基にマーカ埋め込み位置のMBの埋め込みに使用した2つのSBのDCT係数の差分を基に画像の位置ズレを算出する。   In the shift calculation, the image in which the marker is embedded by the marker embedding device of the second embodiment is processed, the image is divided into MBs, and the marker embedding position is based on the marker embedding position information stored in the table. Based on the deviation information, the positional deviation of the image is calculated based on the difference between the DCT coefficients of the two SBs used for embedding the MB at the marker embedding position.

具体的には、マーカ埋め込み位置のMB内の埋め込みに使用したSBのDCT係数を取得した後、以下の2つの手法(A),(B)のいずれかにより画像の位置ズレを算出する。テーブルのマーカ埋込位置情報およびズレ情報から、マーク埋め込み位置の各MB、マーク埋め込みに使用したSBに対して与えた位置ズレは分かる。   Specifically, after obtaining the DCT coefficient of the SB used for embedding in the MB at the marker embedding position, the image position shift is calculated by one of the following two methods (A) and (B). From the marker embedding position information and deviation information in the table, the position deviation given to each MB of the mark embedding position and the SB used for mark embedding can be known.

(A)この位置ズレをインデックスとする。MB内の2つのSBについて取得されたDCT係数の大小関係を求める。そして、この大小関係とマークを埋め込んだ時の大小関係との一致率を求め、インデックスごとの一致率の累計値を求める。この累計値が最大になるインデックスに対応する位置ズレを画像の位置ズレとして検出する。つまり、あるインデックスに対する累計値が他のものと比較し飛びぬけて大きい場合、累計値が最大になるインデックスに対応する位置ズレが画像の位置ズレであると判断する。   (A) This position shift is used as an index. Find the magnitude relationship between the DCT coefficients obtained for two SBs in the MB. Then, the coincidence ratio between the magnitude relation and the magnitude relation when the mark is embedded is obtained, and the cumulative value of the coincidence ratio for each index is obtained. A positional shift corresponding to the index having the maximum cumulative value is detected as a positional shift of the image. That is, when the cumulative value for a certain index is far greater than the other, it is determined that the positional shift corresponding to the index having the maximum cumulative value is the positional shift of the image.

(B)この位置ズレをインデックスとする。MB内の2つのSBについて取得されたDCT係数の絶対値差分を求め、インデックスごとの絶対値差分の累計値を求める。このとき、絶対値差分の累計値が最大になるインデックスに対応する位置ズレを画像の位置ズレとして検出する。つまり、あるインデックスに対する累計値が他のものと比較し飛びぬけて大きい場合、累計値が最大になるインデックスに対応する位置ズレが画像の位置ズレであると判断する。   (B) This positional deviation is used as an index. The absolute value difference of the DCT coefficients acquired for the two SBs in the MB is obtained, and the accumulated absolute value difference for each index is obtained. At this time, the position shift corresponding to the index that maximizes the cumulative value of the absolute value differences is detected as the image position shift. That is, when the cumulative value for a certain index is far greater than the other, it is determined that the positional shift corresponding to the index having the maximum cumulative value is the positional shift of the image.

以上の実施形態において、集合の数(マーカ埋め込み時に与える位置ズレの種類)を多くすればするほど、そのままで精度よく画像の位置ズレを検出できる。しかし、それに伴って処理負担が増加する。   In the above embodiment, as the number of sets (the type of positional deviation given when embedding a marker) is increased, the positional deviation of the image can be detected with higher accuracy. However, the processing load increases accordingly.

画像の位置ズレが起こってもそれが横(X軸)あるいは縦(Y軸)方向の平行移動である場合にはDCT係数の分散が比較的小さく、量子化後でも比較的多く残っているという性質を利用して、少ない数の集合から軽い処理負担で画像の位置ズレを検出できる。例えば、集合を位置ズレ(0,0),(1,1),・・・,(7,7)とし、まず、上述のようにしてDCT係数の絶対値和が最大になる箇所を求め、次に、該箇所の近傍で探索処理を行えばよい。   Even if image misalignment occurs, if it is a translation in the horizontal (X-axis) or vertical (Y-axis) direction, the variance of the DCT coefficient is relatively small, and it remains relatively large even after quantization. By utilizing the property, it is possible to detect the positional deviation of the image from a small number of sets with a light processing load. For example, the set is a positional shift (0,0), (1,1), ..., (7,7), and first, as described above, find the location where the sum of absolute values of DCT coefficients is maximized, Next, a search process may be performed near the location.

本発明に係るマーカ埋め込み装置の第1実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a first embodiment of a marker embedding device according to the present invention. 各集合に対するマーカ埋め込み位置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the marker embedding position with respect to each set. テーブルが格納する情報の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the information which a table stores. 本発明に係る画像位置ズレ検出装置の第1実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a first embodiment of an image position deviation detection device according to the present invention. FIG. マーカ位置特定およびズレ算出の処理を概念的に示す図(画像の位置ズレが(0,0)の場合)である。FIG. 5 is a diagram conceptually showing marker position specification and deviation calculation processing (in the case where an image positional deviation is (0, 0)). マーカ位置特定およびズレ算出の処理を概念的に示す図(画像の位置ズレが(-2,-2)の場合)である。FIG. 5 is a diagram conceptually showing marker position specification and deviation calculation processing (in a case where an image positional deviation is (−2, −2)). 本発明に係る画像位置ズレ検出装置の第2実施形態でのズレ算出処理を概念的に示す図(画像の位置ズレが(0,0)の場合)である。It is a figure which shows notionally the shift calculation process in 2nd Embodiment of the image position shift detection apparatus which concerns on this invention (when the position shift of an image is (0,0)). 本発明に係る画像位置ズレ検出装置の第2実施形態でのズレ算出処理を概念的に示す図(画像の位置ズレが(-2,-2)の場合)である。FIG. 10 is a diagram conceptually illustrating a shift calculation process in the second embodiment of the image position shift detection device according to the present invention (when the image position shift is (−2, −2)).

符号の説明Explanation of symbols

11・・・ブロック分割手段、12・・・マーカ埋め込み手段、13-1,43-1・・・マーカ埋込位置情報、13-2,43-2・・・ズレ情報、13,43・・・テーブル、14・・・ズレ付与手段、41・・・マーカ位置特定手段、42・・・ズレ算出手段 11 ... Block dividing means, 12 ... Marker embedding means, 13-1, 43-1 ... Marker embedding position information, 13-2, 43-2 ... Deviation information, 13, 43 Table, 14 ... Deviation providing means, 41 ... Marker position specifying means, 42 ... Deviation calculating means

Claims (15)

入力画像を予め設定された大きさのブロックに区切る第1の手段と、
前記第1の手段で区切られたブロックの内からマーカ情報を埋め込む複数のブロックを決定する第2の手段と、
前記第2の手段で決定された複数のブロックにマーカ情報を埋め込む第3の手段を備えた画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置であって、
前記第3の手段は、前記第2の手段で決定された複数のブロックの各々に、所定量ずつの位置ズレを与えたマーカ情報を埋め込むとともに、マーカ情報を埋め込んだブロックと該ブロックに埋め込んだマーカ情報に与えた位置ズレとの関係を示すテーブルを保持することを特徴とする画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置。
First means for dividing the input image into blocks of a predetermined size;
Second means for determining a plurality of blocks in which marker information is embedded from among the blocks delimited by the first means;
An image position deviation detection marker embedding device comprising third means for embedding marker information in a plurality of blocks determined by the second means,
The third means embeds marker information giving a predetermined amount of positional deviation in each of the plurality of blocks determined by the second means, and embeds the block in which the marker information is embedded and the block. A marker embedding device for detecting an image position deviation, characterized by holding a table indicating a relationship with a position deviation given to marker information.
前記第3の手段は、単一もしくは複数のDCT係数の基底信号の加算あるいは減算によりマーカ情報を埋め込むことを特徴とする請求項1に記載の画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置。   2. The marker embedding device for image position deviation detection according to claim 1, wherein the third means embeds marker information by adding or subtracting base signals of single or plural DCT coefficients. 前記第3の手段は、前記第2の手段で決定された複数のブロック内においてそれぞれ2つのサブブロックを選択し、該2つのサブブロックのどちらかにマーカ情報を埋め込むことを特徴とする請求項1または2に記載の画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置。   The third means selects two sub-blocks in each of the plurality of blocks determined by the second means, and embeds marker information in one of the two sub-blocks. 3. A marker embedding device for detecting an image position shift according to 1 or 2. 前記第3の手段は、入力画像が動画像の場合、前記テーブルを複数種類作成し、フレームごとに前記複数種類のテーブルの情報の中の任意の1つの情報を利用してマーカ情報を埋め込むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置。   When the input image is a moving image, the third means creates a plurality of types of the table, and embeds marker information using any one of the information in the plurality of types of tables for each frame. The image position shift detection marker embedding device according to any one of claims 1 to 3. 前記第3の手段は、フレームごとに前記複数種類のテーブルの情報の中の任意の1つの情報を利用してマーカ情報を埋め込む処理を輪還の順に適用することを特徴とする請求項4に記載の画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置。   5. The method according to claim 4, wherein the third means applies processing for embedding marker information using any one of the information in the plurality of types of tables for each frame in the order of return. The marker embedding device for image position deviation detection as described. 請求項1ないし5のいずれかの画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置でマーカ情報が埋め込まれた画像を入力とし、該画像の位置ズレを検出する画像位置ズレ検出装置であって、
前記テーブルに保持されている、マーカ情報を埋め込んだブロックと該ブロックに埋め込んだマーカ情報に与えた位置ズレとの関係から、埋め込まれたマーカ情報の位置を特定する第4の手段と、
前記第4の手段で特定された位置の情報に基づいて画像の位置ズレを算出する第5の手段とを備えたことを特徴とする画像位置ズレ検出装置。
An image position shift detection device that receives an image in which marker information is embedded by the image position shift detection marker embedding device according to claim 1 and detects the position shift of the image,
A fourth means for identifying the position of the embedded marker information from the relationship between the block embedded with the marker information and the positional shift given to the marker information embedded in the block, which is held in the table;
An image position deviation detecting device comprising: fifth means for calculating an image position deviation based on the position information specified by the fourth means.
前記第5の手段は、前記第4の手段で特定された位置の、前記第3の手段でマーカが埋め込まれたブロックから、マーカ情報との相互相関値を抽出する抽出手段を有することを特徴とする請求項6に記載の画像位置ズレ検出装置。   The fifth means has extraction means for extracting a cross-correlation value with marker information from a block in which a marker is embedded by the third means at a position specified by the fourth means. The image position shift detection device according to claim 6. 前記第5の手段は、前記第4の手段で特定された位置を中心に位置ズレの許容値の範囲内で1画素1ラインずつずらしながらマーカ情報との相互関係値を取得し、ずらし量(x,y)ごとの前記相互関係値の絶対値を累積し、該累積が最大値をとるずらし量(x,y)を画像の位置ズレとして検出することを特徴とする請求項7に記載の画像位置ズレ検出装置。   The fifth means obtains a correlation value with the marker information while shifting one pixel at a time within a range of allowable values of positional deviation around the position specified by the fourth means, and a shift amount ( The absolute value of the correlation value for each x, y) is accumulated, and a shift amount (x, y) at which the accumulation takes a maximum value is detected as an image positional deviation. Image position deviation detection device. 前記第5の手段は、マーカ情報埋め込み時に与えた位置ズレをインデックスとし、該インデックスが同じであるブロックごとに、マーカ情報との相互相関値の絶対値を累積し、該累積が最大値をとるインデックスに対応する位置ズレを画像の位置ズレとして検出することを特徴とする請求項7に記載の画像位置ズレ検出装置。   The fifth means uses the positional deviation given when the marker information is embedded as an index, accumulates the absolute value of the cross-correlation value with the marker information for each block having the same index, and the accumulation takes the maximum value. The image position deviation detection device according to claim 7, wherein a position deviation corresponding to the index is detected as an image position deviation. 請求項2に記載の画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置でマーカ情報が埋め込まれた画像を入力とし、
前記抽出手段は、前記マーカ情報との相互相関値としてDCT係数を抽出することを特徴とする請求項7に記載の画像位置ズレ検出装置。
An image in which marker information is embedded in the image position deviation detection marker embedding device according to claim 2 is input,
The image position deviation detection device according to claim 7, wherein the extraction unit extracts a DCT coefficient as a cross-correlation value with the marker information.
前記第5の手段は、前記第4の手段で特定された位置を中心に位置ズレの許容値の範囲内で1画素1ラインずつずらしながらDCT係数を取得し、ずらし量(x,y)ごとのDCT係数の絶対値を累積し、該累積が最大値をとるずらし量(x,y)を画像の位置ズレとして検出することを特徴とする請求項10に記載の画像位置ズレ検出装置。   The fifth means obtains a DCT coefficient while shifting the pixel one line at a time within the allowable range of positional deviation around the position specified by the fourth means for each shift amount (x, y). 11. The image position deviation detection device according to claim 10, wherein absolute values of the DCT coefficients are accumulated, and a shift amount (x, y) at which the accumulation reaches a maximum value is detected as an image position deviation. 前記第5の手段は、マーカ情報埋め込み時に与えた位置ズレをインデックスとし、該インデックスが同じであるブロックごとに、DCT係数の絶対値を累積し、該累積が最大値をとるインデックスに対応する位置ズレを画像の位置ズレとして検出することを特徴とする請求項10に記載の画像位置ズレ検出装置。   The fifth means uses the position shift given when the marker information is embedded as an index, accumulates the absolute value of the DCT coefficient for each block having the same index, and the position corresponding to the index where the accumulation has the maximum value. The image position deviation detection device according to claim 10, wherein the deviation is detected as an image position deviation. 請求項3に記載の画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置でマーカ情報が埋め込まれた画像を入力とし、
前記第5の手段は、マーカ情報埋め込み時に与えた位置ズレをインデックスとし、マーカ情報を埋め込んだブロック内の2つのサブブロックについてのマーカ情報との相互相関値の大小関係とマーカ埋め込み時の該相互関係値の大小関係との一致率を求め、前記インデックスが同じであるブロックごとに前記一致率の累計値を求め、該累計値が最大になるインデックスに対応する位置ズレを画像の位置ズレとして検出することを特徴とする請求項7に記載の画像位置ズレ検出装置。
An image in which marker information is embedded in the image position deviation detection marker embedding device according to claim 3 is used as an input,
The fifth means uses the positional shift given at the time of embedding the marker information as an index, and the magnitude relationship between the cross-correlation values with the marker information for the two sub-blocks in the block in which the marker information is embedded, and the mutual relationship at the time of marker embedding. The matching rate of the relationship value with the magnitude relationship is obtained, the cumulative value of the matching rate is obtained for each block having the same index, and the positional shift corresponding to the index having the maximum cumulative value is detected as the positional shift of the image. The image position deviation detection device according to claim 7, wherein
請求項3に記載の画像位置ズレ検出用マーカ埋め込み装置でマーカ情報が埋め込まれた画像を入力とし、
前記第5の手段は、マーカ情報埋め込み時に与えた位置ズレをインデックスとし、該インデックスが同じであるブロックごとに、マーカ情報が埋め込まれたブロック内の2つのサブブロックについてのマーカ情報との相互相関値の絶対値差分を累計し、該累計が最大値になるインデックスに対応する位置ズレを画像の位置ズレとして検出することを特徴とする請求項7に記載の画像位置ズレ検出装置。
An image in which marker information is embedded in the image position deviation detection marker embedding device according to claim 3 is used as an input,
The fifth means uses a positional shift given when marker information is embedded as an index, and for each block having the same index, a cross-correlation between the marker information of two sub-blocks in the block in which the marker information is embedded The image position deviation detection device according to claim 7, wherein an absolute value difference between the values is accumulated, and a position deviation corresponding to an index at which the accumulation reaches a maximum value is detected as an image position deviation.
前記第5の手段は、前記累積に代えて平均による値を用いることを特徴とする請求項8,9,11ないし14のいずれかに記載の画像位置ズレ検出装置。   15. The image position deviation detection device according to claim 8, wherein the fifth means uses an average value instead of the accumulation.
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