JP2014078824A

JP2014078824A - 電子透かし検出装置、電子透かし検出方法及び電子透かし検出プログラム

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Publication number: JP2014078824A
Application number: JP2012224971A
Authority: JP
Inventors: Toyokazu Sugai; 豊和菅井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2014-05-01
Anticipated expiration: 2032-10-10
Also published as: JP5963636B2

Abstract

【課題】透かし信号の検出精度を向上させることのできる電子透かし検出装置を得る。
【解決手段】画素選択手段１０２は、埋込対象画素領域の画素に対して、輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する。差分計算手段１０３は、これらの画素の輝度差分値を計算する。相関値算出手段１０５は、輝度差分値と検出パターン生成手段１０４で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する。透かし判定手段１０６は、相関値と予め設定された閾値とを比較し、電子透かしが検出対象映像中に含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像フレーム中に電子透かしが含まれていることを検出する電子透かし検出装置、電子透かし検出方法及び電子透かし検出プログラムに関する。

従来、電子透かしを検出する方法として、例えば特許文献１に示されているものがあった。このような従来の検出処理では、フレーム画像と検出パターンとの相関値を計算する際に、画像領域の各画素毎に所定の時間における画素値の平均値を算出し、その平均値を画像領域の各画素の画素値から減算する時間ＤＣ成分除去処理と、画像領域毎に各時刻における画素値の平均値を算出し、その平均値を画像領域の各画素の画素値から減算する空間ＤＣ成分除去処理と、画像領域の所定の時間における動き量を検出し、動き量が所定の閾値より大きい場合は空間ＤＣ成分除去によるＤＣ成分除去を行い、所定の閾値より大きくない場合は時間ＤＣ成分除去によるＤＣ成分除去を行う、というＤＣ除去切替を行うものであった。

特開２００９−１００２９６号公報

透かし検出におけるＤＣ成分除去の目的は元画像信号の影響を除去することであり、理想的には、除去対象のＤＣ成分としては元画像信号の輝度値そのものであることが望ましいが、それを推定する一手段として、特許文献１に示されたような従来の方法では同一フレームの一定領域内にある画素ブロックの平均値（空間ＤＣ成分除去）もしくは一定時間長内でのフレーム画素平均値（時間ＤＣ成分除去）を用いていた。

しかしながら、画素ブロックの平均値や一定時間長内でのフレーム画素平均値は、一定の時間的もしくは空間的な広がりを持つ画素群より平均値を計算したものをＤＣ成分として用いており、輝度値の変動が時間的もしくは空間的に分散するので、推定したい元画像信号の輝度値とかけ離れてしまう可能性がある。すなわち、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去することが困難である、という問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去し、透かし信号の検出精度を向上させることのできる電子透かし検出装置を得ることを目的とする。

この発明に係る電子透かし検出装置は、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離手段と、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択手段と、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択手段で選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算手段と、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成手段と、埋込対象画素領域に属する全画素に対して、差分計算手段で計算された輝度差分値と、検出パターン生成手段で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出手段と、相関値算出手段により算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は、電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定手段とを備えたものである。

この発明の電子透かし検出装置は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択してその輝度差分値を求め、この差分値と電子透かしの検出パターンとの相関値に基づいて電子透かしが含まれているかを判定するようにしたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。

この発明の実施の形態１による電子透かし検出装置を示す構成図である。この発明の実施の形態１による電子透かし検出装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態１による電子透かし検出装置の画素Ｂの探索を示す説明図である。この発明の実施の形態１による電子透かし検出装置の検出パターン生成手段の内部構成を示す構成図である。この発明の実施の形態１による電子透かし検出装置の映像フレームを示す説明図である。この発明の実施の形態１による電子透かし検出装置の透かし波形番号に対応する波形を示す説明図である。この発明の実施の形態１による電子透かし検出装置の透かし判定の説明図である。この発明の実施の形態２による電子透かし検出装置を示す構成図である。この発明の実施の形態２による電子透かし検出装置の動作を示すフローチャートである。この発明の実施の形態２による電子透かし検出装置の画素限定を示す説明図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による電子透かし検出装置を示す構成図である。
図１に示す電子透かし検出装置１００は、領域分離手段１０１、画素選択手段１０２、差分計算手段１０３、検出パターン生成手段１０４、相関値算出手段１０５、透かし判定手段１０６を備えている。

領域分離手段１０１は、映像フレームを、電子透かしを埋め込む画素で構成される埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素で構成される埋込禁止画素領域とに分離する手段である。画素選択手段１０２は、埋込対象画素領域に属する各画素（画素Ａとする）に対して、原画像信号において画素Ａからの輝度変動が小さいことが推定される画素Ｂを埋込禁止画素領域の中から選択する手段である。差分計算手段１０３は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素Ａと画素Ｂの輝度差分値を計算する手段である。検出パターン生成手段１０４は、電子透かし検出装置１００に与えられる鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる手段である。相関値算出手段１０５は、埋込対象画素領域に属する全画素に対して、差分計算手段１０３で計算された輝度差分値と、検出パターン生成手段１０４で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する手段である。透かし判定手段１０６は、相関値算出手段１０５より出力される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する手段である。

また、電子透かし検出装置１００は、コンピュータを用いて実現され、領域分離手段１０１〜透かし判定手段１０６は、それぞれの手段に対応したソフトウェアと、これらソフトウェアを実行するためのＣＰＵやメモリといったハードウェアから構成されている。

次に、実施の形態１の電子透かし検出装置１００の動作について説明する。
図２は、電子透かし検出装置１００の動作を示すフローチャートである。
まず、電子透かし検出装置１００は、複数のフレーム画像で構成される映像信号を入力として受け取り、フレーム画像単位で領域分離手段１０１に画像信号Ｉを入力する。これにより、領域分離手段１０１は、画像信号Ｉの各画素に対して、画質劣化が視認されやすいか否かを判定し、視認されやすいと判定された場合には当該画素について埋込対象／禁止画素フラグとして０を出力し（これは埋込対象画素であることを示す）、逆に視認されやすいと判定されなかった場合には当該画素について埋込対象／禁止画素フラグとして１を出力する（これは埋込禁止画素であることを示す）（領域分離処理：ステップＳＴ１）。なお、実際の出力先となる画素選択手段１０２に対しては、埋込対象／禁止画素フラグは、該当の画素座標と組み合わせた情報として出力される。

画質劣化が視認されやすいか否かを判定する基準として、具体的には、例えば所定の画素値の変化に注目し、画面の動きが少なくかつ平坦な領域では輝度変化を加えた場合の視認性が増大することから、一例として、下記式
Ｋ＝｜Ｆ（ｘ−２，ｙ，ｔ）−Ｆ（ｘ，ｙ，ｔ）｜＋｜Ｆ（ｘ−１，ｙ，ｔ）−Ｆ（ｘ，ｙ，ｔ）｜＋｜Ｆ（ｘ，ｙ，ｔ）−Ｆ（ｘ，ｙ，ｔ−１）｜＋｜Ｆ（ｘ＋１，ｙ，ｔ）−Ｆ（ｘ，ｙ，ｔ）｜＋｜Ｆ（ｘ＋２，ｙ，ｔ）−Ｆ（ｘ，ｙ，ｔ）｜
によって得られる値Ｋが予め設定された閾値ＴｈＫ以下であれば動きが少なくかつ平坦な領域であるとして埋込対象／禁止画素フラグとして１を出力する。
逆に前記値Ｋが前記閾値ＴｈＫより大きければ動きが少なくないかもしくは平坦ではない領域であるとして埋込対象／禁止画素フラグとして０を出力する。

画素選択手段１０２は、領域分離手段１０１より各画素の埋込対象／禁止画素フラグを受け取り、フラグが０である画素（画素Ａとする）を対象に、その周辺画素を探索し、埋込対象／禁止画素フラグが１である画素のうち最も近い距離にある画素を探索する（画素選択処理：ステップＳＴ２）。

図３に探索の様子を示す。図３の矩形は各画素を表し、白色の矩形は埋込対象画素、すなわち埋込対象／禁止画素フラグが０である画素を示し、斜線の矩形は埋込禁止画素、すなわち埋込対象／禁止画素フラグが１である画素を示す。埋込対象画素領域にある画素Ａを基準として、埋込禁止画素領域にある画素の中で画素Ａの最近傍にある画素Ｂを探索する。

具体的な探索方法としては、例えば最初に画素Ａに隣接する画素（図３の画素Ｓ１）の埋込対象／禁止画素フラグを順次チェックし、フラグが１の画素があればその画素を最近傍画素として探索を終了する。フラグが１の画素がなければ、隣接画素領域のさらに１画素外側にある画素領域（図３の画素Ｓ２）に探索領域を広げて、同様に埋込対象／禁止画素フラグが１の画素があるかを順次チェックする。このようにして、埋込対象／禁止画素フラグが１の画素が見つかるまで、探索領域を１画素ずつ外側に広げていく処理を繰り返す。

最終的に、画素選択手段１０２は、画素Ａの座標および画素値、および、探索結果として得られた埋込禁止画素Ｂの画素値を差分計算手段１０３に出力する。
一般的に、画素同士が近くにあればあるほど原画像信号において輝度変動が小さい傾向が画素全体としてみられるため、埋込対象画素から見て最近傍にある埋込禁止画素を探索するのは原画像信号において輝度変動が小さいことが推定される画素を探索する方法として有効である。しかしながら、画素選択手段１０２における埋込禁止領域画素の探索方法は必ずしも埋込対象領域画素の最近傍にあるものを探索することに限らず、原画像信号において画素Ａからの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止領域画素を探索する方法であれば、最近傍以外の探索方法でも良い。

差分計算手段１０３は、画素選択手段１０２で出力された画素Ａと画素Ｂの各画素値の差分を計算し、画素Ａの座標と共に相関値算出手段１０５に出力する（差分計算処理：ステップＳＴ３）。

検出パターン生成手段１０４は、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる（検出パターン生成処理：ステップＳＴ４）。図４にその内部構成を示す。
図４の検出パターン生成手段１０４は、時刻情報に応じて検出パターンを生成して相関値算出手段１０５に出力する機能を備えており、番号生成手段１０４１、検出波形生成手段１０４２から構成されている。番号生成手段１０４１は、鍵情報である乱数初期値、および、時刻情報を参照し、例えば特許文献１に示される透かしの埋込処理における透かし波形番号生成と同じ方法を用いて、所定の時刻毎に、図５に示す画像フレームをメッシュ状に分割した領域（以後ブロックセットと呼ぶ）毎に割り当てる透かし波形番号を出力する。検出波形生成手段１０４２は、各ブロックセットの各画素に対して透かし波形番号によって決定される透かし波形を生成し出力する。具体的には、検出波形生成手段１０４２は、例えば図６に図示する透かし波形番号に対応する位相の異なる透かし波形の正相波形と逆相波形を生成する機能を備えており、ブロックセット中の左上と右下のブロック（図５のＸ１とＸ４）内の画素に対しては正相波形を、右上と左下のブロック（図５のＸ２とＸ３）内の画素に対しては逆相波形を検出パターンとして出力する。

相関値算出手段１０５は、差分計算手段１０３で算出された埋込対象領域内の画素Ａに対応する差分値と、検出パターン生成手段１０４より出力された検出パターンで画素Ａと同一座標の波形パターン値との相関について、埋込対象画素領域内の全画素を対象とした積算相関値としてブロックセット毎に算出する（相関値算出処理：ステップＳＴ５）。なお、積算相関値は単一の画像フレームに関してのみ積算を行うのではなく複数の画像フレームに対してまとめて積算しても良い。

透かし判定手段１０６は、相関値算出手段１０５より出力された積算相関値と、予め設定された閾値を比較することによって、電子透かしが入力画像Ｉ中に含まれているかを判定する（透かし判定処理：ステップＳＴ６）。
図７に透かし判定手段１０６における判定の様子を示す。相関値算出手段１０５より出力された積算相関値は、［−１，＋１］の範囲を取り得る実数値であるが、これに対し、正の実数値を持つ閾値Ｔを予め設定する。もし積算相関値が閾値＋Ｔより大きければビット情報「０」が検出されたと判定し、閾値−Ｔより小さければビット情報が「１」が検出されたと判定して、検出ビット情報として出力する。また、積算相関値が閾値＋Ｔより大きくなくかつ閾値−Ｔより小さくない場合は、ビット情報が未検出であると判定し、未検出ビット情報として出力する。

このように、実施の形態１では、近傍の埋込禁止画素との差分を抽出することで、時間的な画素の平均値を減算する「時間ＤＣ成分除去」、あるいは画像領域内の平均値を減算する「空間ＤＣ成分除去」と比べて、より局所的に画素輝度成分の比較を行っている。そのため、画像フレーム内の画素全体としてみた場合、元映像信号の影響をより効率的に除去できることになり、相対的に残存する透かし信号の影響が元映像信号の影響を上回りやすくなるため、透かし信号の検出の精度が向上する。

以上説明したように、実施の形態１の電子透かし検出装置によれば、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離手段と、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択手段と、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択手段で選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算手段と、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成手段と、埋込対象画素領域に属する全画素に対して、差分計算手段で計算された輝度差分値と、検出パターン生成手段で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出手段と、相関値算出手段により算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定手段とを備えたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。

また、実施の形態１の電子透かし検出装置によれば、画素選択手段は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、埋込禁止画素領域の中で各画素の最近傍にある画素を選択するようにしたので、輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止領域の属する画素を効率的に選択することができる。

また、実施の形態１の電子透かし検出方法によれば、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、埋込対象画素に属する全画素に対して、差分計算ステップで計算された輝度差分値と、検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを備えたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。

また、実施の形態１の電子透かし検出プログラムによれば、検出対象映像に所定の電子透かしが含まれているかを判定するコンピュータに、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、埋込対象画素に属する全画素に対して、差分計算ステップで計算された輝度差分値と、検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを実行させるようにしたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去し、透かし信号の検出精度を向上させることのできる電子透かし検出方法をコンピュータで実行させることができる。

実施の形態２．
実施の形態２は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択手段での選択基準が一定水準を満たす画素Ａのみを限定して抽出するようにしたものである。

図８は、実施の形態２の電子透かし検出装置を示す構成図である。図示の電子透かし検出装置１００ａは、領域分離手段１０１、画素選択手段１０２、差分計算手段１０３、検出パターン生成手段１０４、相関値算出手段１０５、透かし判定手段１０６、画素限定手段１０７を備えている。実施の形態２の電子透かし検出装置１００ａでは、画素選択手段１０２の出力が画素限定手段１０７に入力され、差分計算手段１０３が画素限定手段１０７の出力を入力するよう構成されている以外、領域分離手段１０１〜透かし判定手段１０６における基本的な構成は実施の形態１と同様である。また、画素限定手段１０７は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択手段１０２での選択基準が一定水準を満たす画素Ａのみを限定して抽出する手段である。

次に、実施の形態２の電子透かし検出装置の動作について説明する。
図９は、実施に形態２の電子透かし検出装置１００ａの動作を示すフローチャートである。ここで、領域分離手段１０１、画素選択手段１０２、検出パターン生成手段１０４、相関値算出手段１０５、透かし判定手段１０６による領域分離処理（ステップＳＴ１）〜透かし判定処理（ステップＳＴ６）については、基本的に実施の形態１と同様である。ただし、画素選択手段１０２はデータの出力先を画素限定手段１０７とし、座標Ａの座標値だけでなく座標Ｂの座標値も画素限定手段１０７に出力する。

画素限定手段１０７は、画素選択手段１０２より受け取った画素Ａの座標と画素値および埋込禁止画素Ｂの座標と画素値を用いて、画素選択手段１０２での選択基準が一定水準を満たすかどうかの判断基準として、例えば、画素Ａの座標と画素Ｂの座標を比較し、それが隣接位置にあるかどうかを判定する（画素限定処理；ステップＳＴ７）。これは例えば図１０にある画素Ａと画素Ｂの関係に相当する。同様に、埋込禁止画素領域の画素が隣接する関係にある埋込対象画素領域の画素として、図１０に示す画素Ａ’（複数）が存在する。これらの画素Ａもしくは画素Ａ’について、各画素の座標と画素値および対応する埋込禁止画素の画素値を差分計算手段１０３に出力する。

なお、画素限定手段１０７における判断基準としては、必ずしも画素Ａと画素Ｂが隣接位置にあることのみに限らず、例えば画素Ａと画素Ｂが予め設定された距離閾値以下の距離にある場合としても良い。さらに、画素Ａと画素Ｂとの距離を用いる手法に限らず、画素選択手段１０２での選択基準が一定水準を満たすと判断できる手法であれば良い。

差分計算手段１０３は、画素限定手段１０７で抽出された画素Ａと、対応する画素Ｂの各画素値の差分を計算し、画素Ａの座標と共に相関値算出手段１０５に出力する（差分計算処理：ステップＳＴ３）。相関値算出手段１０５は、差分計算手段１０３で算出された埋込対象領域内の画素Ａに対応する差分値と、検出パターン生成手段１０４より出力された検出パターンで画素Ａと同一座標の波形パターン値との相関について、画素限定手段１０７で抽出された埋込対象画素領域内の画素を対象とした積算相関値としてブロックセット毎に算出する（相関値算出処理：ステップＳＴ５）。なお、積算相関値は単一の画像フレームに関してのみ積算を行うのではなく複数の画像フレームに対してまとめて積算しても良い。また、ステップＳＴ４の検出パターン生成処理とステップＳＴ６の透かし判定処理は実施の形態１と同様である。

このように、実施の形態２では、実施の形態１のように埋込対象画素の全体を相関値計算の対象にするのではなく、埋込禁止画素と隣接もしくは一定距離内にある埋込対象画素のみに限定することで、輝度値差分より近接した座標同士から得られるもののみに相関値対象を限定することになり、相関値計算において元画像信号の影響をより受けにくくなる。

以上説明したように、実施の形態２の電子透かし検出装置によれば、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離手段と、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択手段と、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択手段での選択基準が一定水準を満たす画素のみを限定して抽出する画素限定手段と、画素限定手段から出力される画素に対して、画素選択手段で選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算手段と、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成手段と、画素限定手段より抽出された画素に対して、差分計算手段で計算された輝度差分値と、検出パターン生成手段で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出手段と、相関値算出手段により算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定手段とを備えたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。

また、実施の形態２の電子透かし検出装置によれば、画素選択手段は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、埋込禁止画素領域の中で各画素の最近傍にある画素を選択するようにしたので、輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止領域の属する画素を効率的に選択することができる。

また、実施の形態２の電子透かし検出装置によれば、画素限定手段は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、各画素と画素選択手段で選択した画素とが隣接するもののみを限定して抽出するようにしたので、相関値計算において元画像信号の影響をより受けにくくすることができる。

また、実施の形態２の電子透かし検出装置によれば、画素限定手段は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、各画素と画素選択手段で選択した画素とがある一定距離内にあるもののみを限定して抽出するようにしたので、相関値計算において元画像信号の影響をより受けにくくすることができる。

また、実施の形態２の電子透かし検出方法によれば、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、埋込対象画素に属する全画素に対して、差分計算ステップで計算された輝度差分値と、検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを備えたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。

また、実施の形態２の電子透かし検出プログラムによれば、検出対象映像に所定の電子透かしが含まれているかを判定するコンピュータに、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、埋込対象画素に属する全画素に対して、差分計算ステップで計算された輝度差分値と、検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを実行させるようにしたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去し、透かし信号の検出精度を向上させることのできる電子透かし検出方法をコンピュータで実行させることができる。

実施の形態３．
実施の形態３は、相関値計算対象となる輝度差分値に対し、画素Ａと画素Ｂの距離に応じた重み係数を乗じるようにしたものである。図面上の構成は図８に示した実施の形態２と同様であるため、図８を用いて説明する。

実施の形態３における差分計算手段１０３は、実施の形態２の差分計算手段１０３の機能に加えて、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、これらの画素と画素選択手段１０２で選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じるよう構成されている。その他の構成は実施の形態２と同様であるため、ここでの説明は省略する。

次に、実施の形態３の電子透かし検出装置の動作について説明する。
実施の形態３における画素限定手段１０７は、実施の形態２と同様の処理を行うが、座標Ａだけでなく座標Ｂの座標値も差分計算手段１０３に出力する。差分計算手段１０３は、画素限定手段１０７より受け取った画素Ａおよび画素Ｂの座標より画素間距離を算出する。一方、画素Ａと画素Ｂの画素値の差分を算出し、画素Ａと画素Ｂの距離に応じた重み係数として、例えば前記算出した画素値差分に前記画素間距離の逆数を乗じる。画素間距離が近ければ近いほど重み係数としては大きくなり、遠ければ遠いほど重み係数としては小さくなる。
一般的な傾向として、画素間距離が近いほど原画像信号の輝度変動は小さくなるため、画素間距離の近さに応じた重みを乗じることで、相関値計算においてより効果的に原画像信号の影響を弱めることが可能となる。

これ以外の動作は実施の形態２と同様であるため、ここでの説明は省略する。

以上説明したように、実施の形態３の電子透かし検出装置によれば、差分計算手段は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、これらの画素と画素選択手段で選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じるようにしたので、画素輝度値からより効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。

また、実施の形態３の電子透かし検出方法によれば、差分計算ステップは、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素と画素選択ステップで選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じるようにしたので、画素輝度値からより効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。

また、実施の形態３の電子透かし検出プログラムによれば、差分計算ステップは、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素と画素選択ステップで選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じるようにしたので、画素輝度値からより効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることのできる電子透かし検出方法をコンピュータで実行させることができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１００，１００ａ電子透かし検出装置、１０１領域分離手段、１０２画素選択手段、１０３差分計算手段、１０４検出パターン生成手段、１０５相関値算出手段、１０６透かし判定手段、１０７画素限定手段、１０４１番号生成手段、１０４２検出波形生成手段。

Claims

検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、前記電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離手段と、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において前記画素からの輝度変動が小さいことが推定される前記埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択手段と、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素選択手段で選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算手段と、
鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成手段と、
前記埋込対象画素領域に属する全画素に対して、前記差分計算手段で計算された輝度差分値と、前記検出パターン生成手段で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出手段と、
前記相関値算出手段により算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが前記検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定手段とを備えることを特徴とする電子透かし検出装置。
画素選択手段は、
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、埋込禁止画素領域の中で前記画素の最近傍にある画素を選択することを特徴とする請求項１記載の電子透かし検出装置。
検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、前記電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離手段と、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において前記画素からの輝度変動が小さいことが推定される前記埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択手段と、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素選択手段での選択基準が一定水準を満たす画素のみを限定して抽出する画素限定手段と、
前記画素限定手段から出力される画素に対して、前記画素選択手段で選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算手段と、
鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成手段と、
前記画素限定手段より抽出された画素に対して、前記差分計算手段で計算された輝度差分値と、前記検出パターン生成手段で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出手段と、
前記相関値算出手段により算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが前記検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定手段とを備えることを特徴とする電子透かし検出装置。
画素選択手段は、
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、埋込禁止画素領域の中で前記画素の最近傍にある画素を選択することを特徴とする請求項３記載の電子透かし検出装置。
画素限定手段は、
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、当該画素と画素選択手段で選択した画素とが隣接するもののみを限定して抽出することを特徴とする請求項３記載の電子透かし検出装置。
画素限定手段は、
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素と画素選択手段で選択した画素とがある一定距離内にあるもののみを限定して抽出することを特徴とする請求項３記載の電子透かし検出装置。
差分計算手段は、
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素と画素選択手段で選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じることを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の電子透かし検出装置。
検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、前記電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において前記画素からの輝度変動が小さいことが推定される前記埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、
鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、
前記埋込対象画素に属する全画素に対して、前記差分計算ステップで計算された輝度差分値と、前記検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、
前記相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが前記検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを備えることを特徴とする電子透かし検出方法。
検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、前記電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において前記画素からの輝度変動が小さいことが推定される前記埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素選択ステップでの選択基準が一定水準を満たす画素のみを限定して抽出する画素限定ステップと、
前記画素限定ステップで抽出される画素に対して、前記画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、
鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、
前記画素限定ステップで抽出された画素に対して、前記差分計算ステップで計算された輝度差分値と、前記検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、
前記相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが前記検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを備えることを特徴とする電子透かし検出方法。
差分計算ステップは、
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素と画素選択ステップで選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じることを特徴とする請求項８または請求項９記載の電子透かし検出方法。
検出対象映像に所定の電子透かしが含まれているかを判定するコンピュータに、
前記検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、前記電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において前記画素からの輝度変動が小さいことが推定される前記埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、
鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、
前記埋込対象画素に属する全画素に対して、前記差分計算ステップで計算された輝度差分値と、前記検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、
前記相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが前記検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを実行させるための電子透かし検出プログラム。
検出対象映像に所定の電子透かしが含まれているかを判定するコンピュータに、
前記検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、前記電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において前記画素からの輝度変動が小さいことが推定される前記埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素選択ステップでの選択基準が一定水準を満たす画素のみを限定して抽出する画素限定ステップと、
前記画素限定ステップで抽出される画素に対して、前記画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、
鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、
前記画素限定ステップで抽出された画素に対して、前記差分計算ステップで計算された輝度差分値と、前記検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、
前記相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが前記検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを実行させるための電子透かし検出プログラム。
差分計算ステップは、
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素と画素選択ステップで選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じることを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の電子透かし検出プログラム。