JP2018201134A - Digital watermarking apparatus and method - Google Patents

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Abstract

To provide a device and a method capable of extracting with high reliability a strong and robust digital watermark with print resistance without visually perceived degradation of image quality.SOLUTION: Highly reliable watermark information can be obtained by separating an image into blocks, embedding a cluster dot pattern indicating a plurality of different green noise characteristics in which the spatial frequency is limited to a band in each block according to watermark information, performing a masking process on a spectral distribution of each block for extraction, and selecting highly reliable watermark information.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は,デジタル画像データに著作権情報などを埋め込む電子透かし法で、特に印刷耐性を有す不可視の電子透かし装置および方法に関するものである。 The present invention relates to a digital watermark method for embedding copyright information and the like in digital image data, and more particularly to an invisible digital watermark apparatus and method having printing resistance.

現在のデジタル情報社会において,情報の複製により多くの人が情報を共有することが可能となり,社会が大きく発展してきた。しかし,その利便性が,個人の著作物を違法に複製し流通させることにより,著作権侵害などの事件が起こるようになった。画像においては,近年のデジタルカメラやプリンタの高画質化により,原画と寸分も違わぬ複製が容易に得られるようになり,著作権を侵害した違反コピーだけでなく,紙幣や有価証券等の偽造行為という悪質な犯罪行為を助長させる結果となっている。 In today's digital information society, it has become possible for many people to share information by copying information, and societies have developed greatly. However, due to its convenience, illegal copying and distribution of personal works has caused incidents such as copyright infringement. In recent years, due to the high image quality of digital cameras and printers in recent years, it has become possible to easily obtain copies that are not inconsistent with the original image. In addition to illegal copies that infringe copyright, counterfeits such as banknotes and securities. This is a result of promoting a malicious criminal act.

そのような状況の中で,画像情報の中に別の情報,例えば,著作者情報等を埋め込み,著作権を保護する電子透かし(Digital Watermark)技術が発展してきた。この電子透かし技術は、著作物の中に著作権者の名前や連絡先、取り扱い事項などを埋め込み、利用者に注意を喚起するのみならず、不正利用の追跡ができることなど、著作権の管理・保護、ならびにセキュリティー対策として広く使われ始めている。電子透かし技術は、安全性および信頼性確保のため、第三者からの削除のための攻撃を想定して,攻撃に対する強い耐性が要求される。 Under such circumstances, digital watermark technology for protecting copyright by embedding other information such as author information in image information has been developed. This digital watermark technology embeds the name, contact information, and handling information of the copyright holder in the copyrighted work, not only alerts the user, but also enables tracking of unauthorized use. It is starting to be widely used as a protection and security measure. In order to ensure security and reliability, the digital watermark technology is required to have a strong resistance to an attack assuming an attack for deletion from a third party.

デジタルデータとしての電子透かしは,そのまま複製される限りは劣化や消失を生じない。しかし,拡大や縮小、回転などのAffine変換による画像編集や加工を行ったり、JPEGなどの画像圧縮を行ったりした場合には画像データに種々の演算や変換が行われるために、埋め込まれた情報が消失しやすい。このため編集加工に耐えるためには埋め込むデータの強度を大きくし深層に埋め込み、耐性を向上させなければならない。 A digital watermark as digital data does not deteriorate or disappear as long as it is copied as it is. However, when image editing or processing by Affine transformation such as enlargement, reduction, rotation, etc., or when image compression such as JPEG is performed, various calculations and transformations are performed on the image data, so the embedded information Is easy to disappear. Therefore, in order to withstand the editing process, the strength of the embedded data must be increased and embedded in the deep layer to improve the durability.

さらにプリンタに出力した場合には、画像の編集加工の操作に加えて、印刷のためのさまざまな画像処理が施される。例えば、減法混色にするためのYMC変換、黒インク量を決めるための墨版生成処理、二値化して階調を再現する為のハーフトーニング等の処理などが行われる。そのほか、プリンタの空間周波数応答特性(MTF)や階調再現特性,印字ドットの飛散、ドットゲインなどのエンジン特性により、埋め込んだ透かし情報が一層消失しやすくなる。したがって、印刷に対する電子透かしは、これらの事態に備えて、さらにロバストで強靭な技術が必要となる。 Further, when the image is output to the printer, various image processing for printing is performed in addition to the image editing operation. For example, YMC conversion for subtractive color mixing, black plate generation processing for determining the black ink amount, halftoning processing for binarizing and reproducing gradation, and the like are performed. In addition, the embedded watermark information is more easily lost due to engine characteristics such as the printer's spatial frequency response (MTF), gradation reproduction, print dot scattering, and dot gain. Therefore, digital watermarking for printing requires a more robust and robust technique in preparation for these situations.

これまで画像データに対する印刷耐性のある電子透かし技術として、多くの方法が提案されてきた。その一例としてパッチワーク法がある。パッチワーク手法による情報埋め込みは、統計量を利用するアプローチであるため、局所的な攻撃に対して強い耐性を示す。
この手法は、実空間(画素空間)において多数の画素ペアにわずかな偏差を与え透かし情報として埋め込む。まず、ランダムに画素のペアを選び、一方の輝度値をδ だけ上げ,他方の輝度値をδだけ下げる。この操作を繰り返すことにより分布の期待値に偏りが生じる。この偏りを統計的に求めることにより透かし情報を抽出することが可能となる。しかしながら、この手法は統計的な偏りを生じさせるため、埋め込める情報量は少ない。さらに、印刷耐性を満たすためには,埋め込みデータ値δを大きくする必要があり,実空間(画素空間)で埋め込むため、埋め込み領域(パッチ)が視覚的に目につくようになるし、輝度値に直接変動を与えるため、印刷や読み取りにおける濃度ムラや階調変動等に弱いという問題がある。
Until now, many methods have been proposed as digital watermark technology having printing resistance to image data. One example is the patchwork method. Information embedding by the patchwork method is an approach that uses statistics, and thus shows high resistance to local attacks.
This method gives a slight deviation to a large number of pixel pairs in real space (pixel space) and embeds them as watermark information. First, a pixel pair is selected at random, and one luminance value is increased by δ and the other luminance value is decreased by δ. By repeating this operation, the expected value of the distribution is biased. The watermark information can be extracted by statistically obtaining this bias. However, since this technique causes a statistical bias, the amount of information that can be embedded is small. Furthermore, in order to satisfy the printing durability, it is necessary to increase the embedded data value δ, and since it is embedded in the real space (pixel space), the embedded region (patch) becomes visually noticeable, and the luminance value In this case, there is a problem that it is vulnerable to density unevenness and gradation fluctuation in printing and reading.

別の方法として周波数空間で透かし情報を埋め込む方法がある。画像全体をDCT(Discrete cosine transformation)やフーリエ変換およびWavelet変換を行い,ある特定の中間周波数帯に埋め込む方法である。埋め込まれた情報は実空間では画像全体に分散するため,視覚的に目立ちにくいという特徴がある。埋め込み周波数帯は、視覚的に影響が少なく、かつ、スキャナーで読み取れる中間周波数帯を利用する。しかしながら,スキャナーで読み取れるほどに印刷耐性を高めるためには、埋め込み強度を強くする必要があり,埋め込み周波数に対応したパターンが発生する。このパターンは周期的であるため、画像とのモアレ縞が発生したり、画像の平たん部で目につきやすなり、画質低下をもたらす。また,埋め込む位置情報を鍵として受け渡す方式では,結託攻撃や逆解析により容易にアルゴリズムが解明されてしまう。 Another method is to embed watermark information in a frequency space. In this method, the entire image is subjected to DCT (Discrete cosine transformation), Fourier transform, and Wavelet transform and embedded in a specific intermediate frequency band. Since the embedded information is distributed over the entire image in real space, it has the feature of being visually inconspicuous. The embedded frequency band uses an intermediate frequency band that has little visual impact and can be read by a scanner. However, in order to increase the printing durability so that it can be read by a scanner, it is necessary to increase the embedding strength, and a pattern corresponding to the embedding frequency is generated. Since this pattern is periodic, moiré fringes with the image are generated, or the flat portion of the image is easily noticeable, resulting in a reduction in image quality. In addition, in the method of passing embedded position information as a key, the algorithm is easily clarified by collusion attack or reverse analysis.

また、これらの透かし技術は、紙幣や有価証券の偽造防止や追跡、原本保証などのセキュリティー技術として利用されることが多く、アルゴリズムが公開されると透かしを除去したり回避するための様々な攻撃が考えられる。このため,通常,アルゴリズムは公開されず,標準化や普及が阻止されるという問題もある。 In addition, these watermark technologies are often used as security technologies such as forgery prevention and tracking of banknotes and securities, and guarantee of originals. Once the algorithm is released, various attacks to remove or avoid the watermark Can be considered. For this reason, the algorithm is usually not disclosed, and there is a problem that standardization and dissemination are prevented.

W.Blender, D.Gruhl, N.Morimoto ; “Techniques for data hiding”, Proceedings of SPIE, Vol.2020, pp.2420-2440 (1995).W. Blender, D. Gruhl, N. Morimoto; “Techniques for data hiding”, Proceedings of SPIE, Vol. 2020, pp. 2420-2440 (1995). 水本匡,松井甲子雄;”DCTを用いた電子透かしの印刷取り込み耐性の検討”, 電子情報通信学会誌A, Vol J85-A, No.4, pp.451-459 (2002)Minoru Mizumoto, Koko Matsui; “Examination of digital watermark printing tolerance using DCT”, IEICE Journal A, Vol J85-A, No.4, pp.451-459 (2002)

このため,印刷耐性があり、強く埋め込んでもモアレや画質の劣化が少ないセキュアな電子透かし法を得ることが課題である。すなわち,編集加工や画像圧縮,プリンタのエンジン特性などに対する耐性と,外部から透かし情報を除去しようとする様々な攻撃に対しても耐性を有すことが必要である。本課題は,耐性を高めつつ、かつ画像の品質も高めることである。一般に,耐性を高めることと画像の品質を高めることはトレードオフの関係にあるが、画像品質は人の視覚特性を利用し、視覚的に目立たないようにすることで、両者が満足できる。 For this reason, it is a problem to obtain a secure digital watermarking method which has printing resistance and has little moire and image quality deterioration even when embedded strongly. In other words, it is necessary to have resistance to editing processing, image compression, printer engine characteristics, etc., and resistance to various attacks that attempt to remove watermark information from the outside. The problem is to improve the image quality while increasing the tolerance. In general, there is a trade-off between increasing tolerance and improving image quality, but image quality can be satisfied by using human visual characteristics and making it visually inconspicuous.

さらに,必要に応じて鍵を用いて透かしを除去できることも課題である。また,鍵の紛失に対して,被害が広範囲に広がらないようなシステムにすることも課題である。また、普及するためにアルゴリズムを公開しても安全性が保たれること等を満たすことも課題である。 Furthermore, it is a problem that a watermark can be removed using a key as necessary. Another challenge is to create a system that does not spread damage to a wide range of lost keys. In addition, it is a problem to satisfy the fact that safety is maintained even if an algorithm is disclosed in order to spread.

さらに、印刷においては,画像を編集加工し切り抜いたりして使用される例が多く,透かし抽出を困難にする原因となっている。透かし抽出を高精度に行うためには,少なくとも元画像がどのような編集加工をされたかという情報を得ることで抽出精度を高めることができる。すなわち,埋め込まれた画像データから原画像のサイズや方向などを特定できるようにすることも課題である。 Further, in printing, there are many examples in which an image is edited and cut out and used, which makes it difficult to extract a watermark. In order to perform watermark extraction with high accuracy, it is possible to improve the extraction accuracy by obtaining at least information on how the original image has been edited. That is, it is also a problem to be able to specify the size and direction of the original image from the embedded image data.

以上の課題を解決するために、本発明は、周波数空間において帯域制限を与えたランダムなクラスタードットパターンを原画像に重畳し埋め込むことにより、高画質でありながら印刷耐性のある電子透かしを実現する装置および方法を提供するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention realizes a digital watermark with high image quality but printing durability by superimposing and embedding a random cluster dot pattern with band limitation in a frequency space on an original image. An apparatus and method are provided.

埋め込みに用いられるランダムなクラスタードットは,高域および低域で強度が低下したスペクトル特性を示す。ランダムであるがゆえに原画像とのモアレも生じない。プリンタエンジンに対しては印字の応答特性が高く,また人の視覚特性からは認識されにくいことが特徴である。このため印刷において透かし情報の再現性が高くても,印刷された画像を明視の距離で観察した場合には,透かし情報が気にならない。 Random cluster dots used for embedding show spectral characteristics with reduced intensity at high and low frequencies. Since it is random, there is no moiré with the original image. The printer engine is characterized by high printing response characteristics and is difficult to recognize from human visual characteristics. For this reason, even if the reproducibility of watermark information is high in printing, the watermark information does not matter when the printed image is observed at a clear distance.

また、外部からの攻撃に対して耐性が高く、必要に応じて透かしを除去できる鍵を有す。鍵は埋め込む透かし情報のドットパターンを含み,かかるパターンはランダムで多数のドットから構成されるため逆解析が困難であり,さらに、画像データごとにパターン構成を変更することにより,仮に,一つの画像の透かし情報が解読されたとしても,この情報で他の画像の透かし除去をすることはほぼ不可能である。 In addition, it has a high resistance against external attacks and has a key that can remove a watermark if necessary. The key includes a dot pattern of watermark information to be embedded, and such a pattern is composed of a large number of random dots, so that it is difficult to perform reverse analysis. Further, by changing the pattern configuration for each image data, a single image is assumed. Even if the watermark information is decoded, it is almost impossible to remove the watermark of other images with this information.

かかる課題を解決するために、本発明は、クラスター型のグリーンノイズ特性を示すドットパターンを使用して原画像に埋め込む。このグリーンノイズパターンを空間周波数空間でみた場合、0周波数近傍はスペクトルが存在しない。一方、画像データは0周波数近傍に分布するため、両者のスペクトルの重なりは少ない。このため、それぞれのスペクトルを分離することにより埋め込まれた情報を抽出する際,分離性がよく抽出できる。かつ、グリーンノイズ特性を示すクラスタードットのパターンは分散型で粒状性が低く,明視の距離で観察した場合、視覚的に目立たないため原画像の高品質性を維持することが可能である。このため、埋め込みの強度(gain)を大きくしても画質劣化は視覚的に感じ難く,印刷耐性が高められる。 In order to solve this problem, the present invention embeds an original image using a dot pattern exhibiting a cluster type green noise characteristic. When this green noise pattern is viewed in the spatial frequency space, there is no spectrum near 0 frequency. On the other hand, since the image data is distributed in the vicinity of 0 frequency, there is little overlap between the spectra. For this reason, when extracting the embedded information by separating each spectrum, it is possible to extract well. In addition, the cluster dot pattern exhibiting green noise characteristics is dispersed and has low granularity, and when viewed at a clear distance, it is visually inconspicuous, so that the high quality of the original image can be maintained. For this reason, even if the embedding strength (gain) is increased, it is difficult to visually perceive image quality deterioration, and printing resistance is enhanced.

透かし情報の埋め込み方法は、デジタル画像データをR画素×R画素 のブロックに分割し、それぞれのブロックに対して埋め込む透かし情報のビット情報(0あるいは1)に対応して,フーリエスペクトルが低周波域および高周波域で低減したグリーンノイズ特性を示す複数の異なるドットパターンを用いて,透かし埋め込みを行う。透かし情報の抽出方法は、受信あるいは読み取った画像データを補正した後、ブロックに分割し、それぞれのブロックのフーリエスペクトルの分布を求め、マスク処理により埋め込まれた情報を得る。 The watermark information embedding method divides digital image data into blocks of R pixels x R pixels, and the Fourier spectrum has a low frequency range corresponding to the bit information (0 or 1) of the watermark information embedded in each block. Also, watermark embedding is performed using a plurality of different dot patterns exhibiting green noise characteristics reduced in a high frequency range. In the method of extracting watermark information, received or read image data is corrected and then divided into blocks, the Fourier spectrum distribution of each block is obtained, and information embedded by mask processing is obtained.

さらに、透かし情報を抽出する際,抽出データの「信頼度」というパラメータを導入・定量化し,信頼度の高い透かし情報を選択することにより、信頼度の高い透かし情報の抽出を可能とする。 Further, when extracting watermark information, a parameter called “reliability” of extracted data is introduced and quantified, and watermark information with high reliability can be extracted by selecting watermark information with high reliability.

本発明により、高画質性を保持し、印刷耐性のある強靭な透かし埋め込みが可能となり、印刷画像からも信頼度の高い透かし抽出が可能となる。印刷においてはクラスタードットの主周波数がプリンタエンジンでの再現性が高いため安定出力が可能である。さらに、クラスタードットでは編集で施されたAffine変換の係数(拡大縮小率や回転角)をこのドットパターンから探知することができ、補正画像を求めることにより、精度の高い透かし抽出を行うことができる。 According to the present invention, robust watermark embedding with high image quality and printing durability can be performed, and highly reliable watermark extraction can be performed from a printed image. In printing, stable output is possible because the main frequency of cluster dots is highly reproducible in the printer engine. In addition, cluster dots can detect the Affine transform coefficient (enlargement / reduction ratio and rotation angle) applied in editing from this dot pattern, and can perform highly accurate watermark extraction by obtaining a corrected image. .

さらに、透かしの埋め込まれた画像に対して、鍵を得ることにより、埋め込み前の画像(原画像)に戻すことが可能である。鍵は配信画像ごとに変えることにより、解読や盗難されても他の画像には無力である。その鍵を用いて新たな二次著作権情報を電子透かしとして埋め込むことも可能である。 Furthermore, it is possible to return to the image (original image) before embedding by obtaining a key for the image in which the watermark is embedded. By changing the key for each distribution image, it is powerless to other images even if it is decrypted or stolen. It is also possible to embed new secondary copyright information as a digital watermark using the key.

本発明の電子透かしの埋め込みおよび抽出の装置の図。1 is a diagram of an electronic watermark embedding and extracting apparatus according to the present invention. FIG. 透かし入り画像のインターネットでの配信を示した図。The figure which showed the delivery on the internet of the image with a watermark. 埋め込みに用いたマスクパターンとそのスペクトルを表した図で,(a)は縦長楕円リングのスペクトル特性を有すもの、(b)はそれを90度回転したもの、(c)はAffine係数検出用,(d)はヘッダー検出用。This figure shows the mask pattern used for embedding and its spectrum. (A) is the one with the spectral characteristics of a vertically long elliptical ring, (b) is rotated 90 degrees, and (c) is for Affine coefficient detection. , (D) is for header detection. 実際に埋め込んだ図で,(a)は埋め込まれた画像,(b)は部分拡大図、(c)は抽出したスペクトル画像。Figure (a) is an embedded image, (b) is a partially enlarged view, and (c) is an extracted spectral image. gainを変えて埋め込んだ画像とその一部拡大した図で、(a)はgain=0.0625, (b)は0.125、(c)は0.25An image embedded with different gains and a partially enlarged view. (a) gain = 0.0625, (b) 0.125, (c) 0.25 透かし埋め込みの処理フローを表す図。The figure showing the processing flow of watermark embedding. 透かし埋め込み時のgain自動調整処理フローを表す図Diagram showing gain automatic adjustment processing flow when embedding watermark 透かし抽出時の補正画像を取得するフローを表す図。The figure showing the flow which acquires the correction image at the time of watermark extraction. Affine変換係数の導出を示す図Diagram showing derivation of Affine transform coefficient 透かし抽出の処理フローを表す図。The figure showing the processing flow of watermark extraction. 透かし抽出のマスクパターンの図。The figure of the mask pattern of watermark extraction. 透かし抽出のマスク処理のフローを示す図。The figure which shows the flow of the mask process of watermark extraction. 透かし抽出のマスク処理で信頼度処理フローを示す図。The figure which shows a reliability process flow in the mask process of watermark extraction. 透かし抽出で4分割でのマスク処理を示す図。The figure which shows the mask process by 4 divisions by watermark extraction. エッジ処理の有無の画像とそのスペクトルを示した図。The figure which showed the image of the presence or absence of edge processing, and its spectrum. 同一スペクトルで異なるドットパターンを示した図。The figure which showed the different dot pattern by the same spectrum.

本電子透かしは,著作権を保護したい画像に埋め込まれ,画像データ(電子データ)及び印刷物における著作権の追跡と保護を行う。著作権者はインターネットにより自己の著作権を主張したい画像に透かしを埋め込み公開・販売するが,透かしがあるため不正利用を後から追跡することが可能である。一方、購入者は、透かし解除と再書き込みを鍵を用いることにより可能となり、2次著作者情報を埋め込むことも可能である。 This digital watermark is embedded in an image whose copyright is to be protected, and tracks and protects the copyright in image data (electronic data) and printed matter. Copyright holders embed and publish watermarks in images that they want to claim their copyrights over the Internet, and because of the watermarks, it is possible to track unauthorized use later. On the other hand, the purchaser can perform watermark cancellation and rewriting by using a key, and can also embed secondary author information.

違法な複製や利用は、透かし抽出ソフトウェアにより監視できる。この透かし抽出ソフトウェアには秘密性はなく、例えば,著作権者のホームページなどから自由にダウンロードできるようにして広く公開しだれでも使用できる。第三者はこれにより画像の所有者や著作権情報、連絡先などを知ることができるため、不正使用の警告にもなる。 Illegal copying and usage can be monitored by watermark extraction software. This watermark extraction software has no secrecy, and can be freely used by anyone who can make it freely downloadable from the homepage of the copyright holder, for example. This makes it possible for a third party to know the owner of the image, copyright information, contact information, and so on, which also serves as a warning of unauthorized use.

かかる電子透かしを実施する為,本発明においては、原画像に埋め込むための異なる複数のドットパターンを用いる。かかるドットパターンはすべてグリーンノイズ特性を呈し、埋め込むビット情報の0,1やヘッダー情報(文字列の先頭)に応じて、埋め込みパターンを選択する。また、Affine変換の係数を解析するパターンを随所に含む。 In order to implement such digital watermarking, the present invention uses a plurality of different dot patterns for embedding in the original image. All of these dot patterns exhibit green noise characteristics, and an embedding pattern is selected according to 0 and 1 of bit information to be embedded and header information (the beginning of a character string). Moreover, the pattern which analyzes the coefficient of Affine transformation is included everywhere.

かかるドットパターンは、疑似乱数から生成したランダムなドットパターンから、繰り返し演算にて得られたグリーンノイズパターンである。これらのパターンを用いて、例えば、著作権者の名前やメールアドレス、URLなどの文字列をビット情報に変換し、画像データに埋め込む。また,埋め込まれた情報を除去し、元の画像に戻すための“鍵”としても用いられる。かかる鍵は、ドットパターン情報、埋め込み強度(gain)情報、埋め込まれた文字情報から構成される。かかる鍵情報は,生成されるドットパターンの乱数の初期値をかえることにより異なるドットパターンとなる。このため鍵情報は,ドットパターンごとに異なる。 Such a dot pattern is a green noise pattern obtained by repetitive calculation from a random dot pattern generated from a pseudo-random number. Using these patterns, for example, a character string such as a copyright holder's name, e-mail address, or URL is converted into bit information and embedded in image data. It is also used as a “key” for removing embedded information and returning to the original image. Such a key is composed of dot pattern information, embedding strength (gain) information, and embedded character information. Such key information becomes a different dot pattern by changing the initial value of the random number of the generated dot pattern. For this reason, the key information is different for each dot pattern.

以下、実施例に沿って詳しく説明する。
図1は本発明の情報埋め込みと抽出のための電子透かしシステムの構成図である。著作権保有者のコンピュータ3 には、著作権を有す画像データが、例えばハードディスクなどのデータメモリ7に保管されている。画像データは、プログラムメモリ6にある画像処理プログラムにより、CPU11,ROM 4,RAM5などを用いて画像処理され、モニター8に表示される。コンピュータ3にはスキャナー1、プリンタ2が接続され、処理された画像はプリンタから出力され、またスキャナー1から画像読み取りができる。 かかる画像処理は負荷の高い処理が多いため、GPUなどの高速化を図るための処理ボードが入っている場合もある。
Hereinafter, it demonstrates in detail along an Example.
FIG. 1 is a block diagram of a digital watermark system for embedding and extracting information according to the present invention. The copyright holder's computer 3 stores copyrighted image data in a data memory 7 such as a hard disk. The image data is subjected to image processing by the image processing program in the program memory 6 using the CPU 11, ROM 4, RAM 5, etc. and displayed on the monitor 8. A scanner 1 and a printer 2 are connected to the computer 3, and processed images are output from the printer, and images can be read from the scanner 1. Since such image processing is heavily loaded, there may be a processing board for speeding up the GPU or the like.

図2は、インターネット配信の処理手順を示すものである。透かし情報を埋め込まれた画像は、著作権者16のコンピュータからインターネット12により配信される(13)。それを見た購入希望者17は、購入希望を配信者に連絡する(14)。所定の手続き後、著作権者は透かしの埋め込みと除去のための秘密鍵を配信する(15)。購入者は、著作権者との契約に基づき、送付された画像の埋め込まれた電子透かしを除去し、画像の編集加工を行う。 FIG. 2 shows an Internet distribution processing procedure. The image in which the watermark information is embedded is distributed over the Internet 12 from the computer of the copyright holder 16 (13). The purchase applicant 17 who sees it notifies the distributor of the purchase request (14). After a predetermined procedure, the copyright holder distributes a secret key for embedding and removing the watermark (15). Based on the contract with the copyright owner, the purchaser removes the digital watermark embedded in the sent image and edits the image.

さらに購入者は、編集加工された画像データを、2次著作者として自己の著作情報やURLなどの情報をこの秘密鍵を用いて埋め込むことができる。これらの透かし情報を埋め込まれた画像は、市場に流通し様々な利用がなされる。 Further, the purchaser can embed the edited image data as the secondary author using his / her secret information and information such as his / her copyright information and URL. Images embedded with such watermark information are distributed to the market and used in various ways.

違法な複製や利用の監視には、透かし抽出ソフトウェアにより画像から透かし情報を抽出し、自己の著作物であることを確認できる。この透かし抽出ソフトウェアには秘密性はなく、例えば,著作権者のホームページなどから自由にダウンロードできるようにして広く公開しだれでも使用できる。第三者はこれにより画像の所有者や著作権情報、連絡先などを知ることができるため、不正使用の警告にもなる。 To monitor illegal duplication and usage, watermark information can be extracted from an image by watermark extraction software, and it can be confirmed that it is a copyrighted work. This watermark extraction software has no secrecy, and can be freely used by anyone who can make it freely downloadable from the homepage of the copyright holder, for example. This makes it possible for a third party to know the owner of the image, copyright information, contact information, and so on, which also serves as a warning of unauthorized use.

秘密鍵は埋め込む画像ごとに1対1で対応する。このため、著作権者は悪用されないように画像ごとに異なる鍵を用いる。このためこの鍵を用いて他の画像の透かしを除去することはできない。また後述の様に結託攻撃に対しても耐性がある。このとき、透かし読み出しのソフトウェアは、前述の様に、鍵が異なっても共通に使える。 The secret key corresponds to each embedded image on a one-to-one basis. For this reason, the copyright holder uses a different key for each image so as not to be abused. For this reason, the watermark of other images cannot be removed using this key. It is also resistant to collusion attacks as described below. At this time, the watermark reading software can be used in common even if the keys are different, as described above.

ここで,まず本発明に用いられるグリーンノイズ特性を示すドットプロファイル作成アルゴリズムについて説明する.
今,求めるディザマトリックスサイズをR×R ( R=2^m; ただし^はべき乗を表す)として,階調を表す黒化率をg(0≦g≦1:g =1が全黒,g =0 が全白)とする。黒化率g,点(i,j)におけるドットプロファイルを p(i,j)として、中間濃度(g=1/2)のドットプロファイルを以下の様にして求める。
(1)まず,疑似乱数発生器により、R^2/2個のランダムドット(初期状態はホワイトノイズ)を発生させ、p(i,j)とする.この時,疑似乱数発生器のSEED値を変えることにより初期状態のドットプロファイルを変更可能である。かかるドットプロファイルの二次元フーリエ変換を行い,P(u,v)を得る。
(2)P(u,v)にフィルタD(u,v)を掛けて、新たなP'(u,v)を得る。ここで、D(u,v)はラジアル周波数frがfmin〜fmaxの領域に値を持つフィルタである。
(3)P'(u,v)に逆フーリエ変換を行い,多値の点プロファイルp'(i,j)を得る。
(4)誤差関数 e(i,j)=p'(i,j)-p(i,j) を求め,各画素位置での誤差の大きい順に白,黒反転する。
(5)上記操作を誤差が許容量以内になるまで繰り返し,最終的にg=1/2のドットプロファイルを得る。
First, the dot profile creation algorithm showing the green noise characteristics used in the present invention will be described.
Assume that the dither matrix size to be calculated is R × R (R = 2 ^ m; where ^ represents a power), and the blackening rate representing gradation is g (0 ≦ g ≦ 1: g = 1 is all black, = 0 is all white). A dot profile with an intermediate density (g = 1/2) is determined as follows, with the blackening rate g and the dot profile at point (i, j) as p (i, j).
(1) First, R ^ 2/2 random dots (white noise in the initial state) are generated by a pseudo-random number generator and set to p (i, j). At this time, the dot profile in the initial state can be changed by changing the SEED value of the pseudo random number generator. A two-dimensional Fourier transform of the dot profile is performed to obtain P (u, v).
(2) Multiply P (u, v) by filter D (u, v) to obtain a new P ′ (u, v). Here, D (u, v) is a filter having a value in the region where the radial frequency fr is fmin to fmax.
(3) An inverse Fourier transform is performed on P ′ (u, v) to obtain a multivalued point profile p ′ (i, j).
(4) An error function e (i, j) = p ′ (i, j) −p (i, j) is obtained, and white and black are inverted in descending order of error at each pixel position.
(5) The above operation is repeated until the error is within the allowable amount, and finally a dot profile of g = 1/2 is obtained.

ここで、ラジアル周波数fmaxおよびfminの設定について説明する。フィルタD(u,v)のfmaxおよびfminにおけるg=1/2での平均的ドット間隔による周波数は,
fo=√g・fn=√(1/2)・fn
で与えられ,fmax及びfminはfoを基準として,
a≡(fmax - fo)/fn
b≡(fmin - fo)/fn
として、パラメータ(a,b)を定義する。 ここで,fnはナイキスト周波数を示す。(a,b)を変えてクラスターサイズの異なるドットパターンを得ることができる。
Here, the setting of the radial frequencies fmax and fmin will be described. The frequency due to the average dot spacing at g = 1/2 at fmax and fmin of filter D (u, v) is
fo = √g · fn = √ (1/2) · fn
Where fmax and fmin are based on fo
a≡ (fmax-fo) / fn
b≡ (fmin-fo) / fn
The parameters (a, b) are defined as follows. Here, fn represents the Nyquist frequency. By changing (a, b), dot patterns with different cluster sizes can be obtained.

一例として,R=64で,(a,b)=(-1/16,-5/16) ,楕円率1.3の時のドットプロファイルを求める。かかるドットプロファイルp0(i,j)とし,そのパターンとスペクトル特性を図3(a)に示す。楕円率1.3とは,フィルタD(u,v)がy軸方向に1.3倍に拡大されていることを意味する。スペクトル分布がx軸,y軸に対して対象であるため,p0(i,j)の虚数部は0となる。同図(b)のドットパターンp1(i,j)はp0(i,j)を90°回転したもので,スペクトルも同様に90°回転したものとなる。同図(c),(d)はそれぞれAffine係数検出パターンとヘッダー用パターンで後述する。 As an example, a dot profile is obtained when R = 64, (a, b) = (-1/16, -5 / 16), and ellipticity 1.3. Such a dot profile p0 (i, j) is shown in FIG. An ellipticity of 1.3 means that the filter D (u, v) is enlarged 1.3 times in the y-axis direction. Since the spectrum distribution is targeted for the x-axis and y-axis, the imaginary part of p0 (i, j) is 0. The dot pattern p1 (i, j) in FIG. 9B is obtained by rotating p0 (i, j) by 90 °, and the spectrum is similarly rotated by 90 °. (C) and (d) of FIG. 5 will be described later with an affinity coefficient detection pattern and a header pattern, respectively.

続いて、多値画像データへの透かし埋め込みアルゴリズムについて説明する。
透かし情報の埋め込みは、カラー画像データをY,Cb,Crに変換し,輝度Yに透かし情報を埋め込む。Blue(印刷時はイエロー)に埋め込むのがもっとも理想的である。ただし、精度よく色分離することが必要である。以下、64画素×64画素のブロックでの埋め込みで説明するが、多くの情報を埋め込みたい場合は32画素×32画素をブロックサイズとする。
Next, a watermark embedding algorithm for multi-value image data will be described.
In embedding watermark information, color image data is converted into Y, Cb, and Cr, and watermark information is embedded in luminance Y. Ideally embedded in Blue (yellow when printing). However, accurate color separation is required. The following description is based on embedding in a block of 64 pixels × 64 pixels. However, when a large amount of information is to be embedded, the block size is 32 pixels × 32 pixels.

今、周波数空間においてブロック単位で異種のスペクトルパターンを埋め込むこととして、異なるスペクトルパターンをPi (u,v) (i=0,1,2・・・)とする。Piはそのスペクトルが前述のグリーンノイズ特性をしめす。fminは埋め込まれる画像の最大周波数よりも大きい周波数を選ぶことが理想的であるが、必ずしもこれに限定されるわけではない。
画像ブロックの周波数スペクトルをI(u,v)とすると,埋め込まれたスペクトルW(u,v)は,
W(u,v)=I(u,v)+gain・Pi (u,v) ----------(1)
となる。ここで,不可視となるためには,gain≪1でなければならない。透かし情報Pi (u,v)が精度よく抽出されるためには,I(u,v)とPi (u,v)の重なりが少ないようにすることが望ましい。
Now, suppose that different spectral patterns are embedded in the frequency space in units of blocks and Pi (u, v) (i = 0, 1, 2,...). The spectrum of Pi shows the aforementioned green noise characteristics. Ideally, fmin is selected to be larger than the maximum frequency of the embedded image, but is not necessarily limited thereto.
If the frequency spectrum of the image block is I (u, v), the embedded spectrum W (u, v) is
W (u, v) = I (u, v) + gain ・ Pi (u, v) ---------- (1)
It becomes. Here, in order to become invisible, gain << 1 must be satisfied. In order to extract the watermark information Pi (u, v) with high accuracy, it is desirable to reduce the overlap of I (u, v) and Pi (u, v).

実際の透かし情報の埋め込み作業は実空間で行う。前式を実空間(画素空間)に変換する(小文字で表す)と,
w(x,y)=i(x,y)+gain・pi (x,y) ----------(2)
となる.透かし情報は,かかる異なるグリーンノイズ特性を示すドットパターンpi (x,y)(i=1,2)を用意し,埋め込むビット情報(0,1)に対して,
埋め込みビット=0の時 → p0(x,y)
埋め込みビット=1の時 → p1(x,y)
として埋め込む。ここで、p0およびp1は(1,0)の二値であるが,平均輝度を保存するため(1/2,-1/2)とする。
The actual watermark information embedding work is performed in real space. Converting the previous expression into real space (pixel space) (represented in lower case)
w (x, y) = i (x, y) + gain ・ pi (x, y) ---------- (2)
It becomes. For the watermark information, a dot pattern pi (x, y) (i = 1,2) indicating such different green noise characteristics is prepared, and for the embedded bit information (0,1),
When embedded bit = 0 → p0 (x, y)
When embedded bit = 1 → p1 (x, y)
Embed as Here, although p0 and p1 are binary values of (1,0), they are assumed to be (1/2, -1/2) in order to preserve the average luminance.

また,p0およびp1はランダムなドットであるため,両者の境界は目立たない。また,グリーンノイズ特性を示すクラスター型のハーフトーンスクリーンは、印刷時,クラスター型のFMスクリーンとしてよく用いられ、分散性ドットで均一性にすぐれているため人の視覚にも一様で粒状性も感じさせない。 Moreover, since p0 and p1 are random dots, the boundary between them is not noticeable. In addition, cluster type halftone screens exhibiting green noise characteristics are often used as cluster type FM screens during printing, and are uniform in terms of human vision due to their excellent uniformity with dispersive dots. I don't feel it.

図3の(c)および(d)は,矩形フィルタを用いてグリーンノイズパターンを求めたものである。(c)は(a,b)=(0,-1/8) の矩形フィルタからの生成パターンである。すなわち,x,y方向に,fmin=-1/8・fn , fmax=0 の矩形バンドフィルタから生成されたドットパターンである。また,(d)は,(a,b)=(1/8,-1/8)の矩形バンドフィルタから生成されたドットパターンである。(c)のパターンは後述のAffine変換係数の探索に,(d)のパターンは文字列の先頭におかれ,繰り返しの区切りパターンとして用いられる。 (C) and (d) in FIG. 3 are obtained by obtaining a green noise pattern using a rectangular filter. (C) is a generation pattern from a rectangular filter of (a, b) = (0, -1 / 8). That is, it is a dot pattern generated from a rectangular band filter of fmin = −1 / 8 · fn, fmax = 0 in the x and y directions. (D) is a dot pattern generated from a rectangular band filter of (a, b) = (1/8, -1 / 8). The pattern (c) is used for searching for an Affine transform coefficient, which will be described later, and the pattern (d) is used at the beginning of a character string, and is used as a repeated delimiter pattern.

原画像への埋め込み可能なデータ量(最大ビット数)Nは,画像サイズがW画素×H画素の画像に対して,
N=int(W/R)×int(H/R) ----------(3)
で与えられる。ここで,int()は少数以下切り捨てを表す。埋め込み可能文字数は,ASCII文字の場合は,int(N/8)となる。通常,著作権保護希望の対象画像はHDサイズ(1980画素×1024画素)以上の画像が多く,HD画像では,N=480ビット=60バイトとなり,著作権情報の埋め込みとしては十分である。しかしながら,小さいサイズの画像で十分な情報量を必要とする場合には,R=32として埋め込めば,例えば,512画素×512画素の場合,N=256ビット=32バイトの情報量が埋め込み可能である。
The amount of data (maximum number of bits) N that can be embedded in the original image is calculated for an image with an image size of W pixels x H pixels.
N = int (W / R) × int (H / R) ---------- (3)
Given in. Here, int () represents rounding down to the nearest whole number. The number of characters that can be embedded is int (N / 8) for ASCII characters. Usually, there are many target images for copyright protection that are HD size (1980 pixels x 1024 pixels) or more. In HD images, N = 480 bits = 60 bytes, which is sufficient for embedding copyright information. However, if a small size image requires a sufficient amount of information, if R = 32 is embedded, for example, if 512 pixels × 512 pixels, an information amount of N = 256 bits = 32 bytes can be embedded. is there.

図4は1024画素×576画素の画像にR=64のドットパターンを埋め込んだものである。したがって,この画像は,
N=int(1024/64)×int (576/64)=16×9=144ビット=18バイト
となり,最大18バイト(ASCIIの場合)までの文字情報が埋め込み可能である。同図(a)は埋め込まれた画像を,同図(b)はその一部の拡大図を示す。埋め込みのgainは0.0625で,ある。すなわち,原画像に±8 のドットパターンを合成したものである(8ビット/画素として)。同図(c)は後述の抽出結果で正答が得られている。
FIG. 4 shows an image of R = 64 embedded in an image of 1024 pixels × 576 pixels. Therefore, this image is
N = int (1024/64) x int (576/64) = 16 x 9 = 144 bits = 18 bytes, and character information of up to 18 bytes (in the case of ASCII) can be embedded. The figure (a) shows an embedded image, and the figure (b) shows a partial enlarged view. The embedding gain is 0.0625. In other words, the dot pattern of ± 8 is synthesized with the original image (as 8 bits / pixel). In FIG. 5C, the correct answer is obtained by the extraction result described later.

埋め込み画像はgain を大きくすることにより,印刷耐性を高めることが可能である。しかしながら,gainを大きくするとドットパターンが見えるようになる。図5はgainを変えて埋め込んだ場合の画像を示す。同図(a)のgain=0.0625の場合,PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio)は,30.1で,埋め込みは視覚的にほとんどわからないが、同図(c)のgain=0.25の場合,透かしの抽出はほぼ100%であるが,PSNR=18.06となり,ドット構造が目につくようになる。実験の結果,gainが0.125以上であれば,印刷耐性があることが分かった。この場合PSNR=24.08であるが,視覚特性のローパス効果により目立たない。 For embedded images, printing gain can be increased by increasing the gain. However, increasing gain makes the dot pattern visible. FIG. 5 shows an image when embedding with changing gain. When gain = 0.0625 in the figure (a), the PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio) is 30.1, and the embedding is hardly visible visually, but when gain = 0.25 in the figure (c), the watermark The extraction is almost 100%, but PSNR = 18.06, and the dot structure becomes noticeable. As a result of the experiment, it was found that if gain is 0.125 or more, it has printing resistance. In this case, PSNR = 24.08, but it is not noticeable due to the low-pass effect of visual characteristics.

図6は透かし埋め込み処理フローを示す。まず,埋め込むための透かし情報ビット列wm(i,j)を用意する(20)。ここでiは埋め込む文字のi番目を,jはそのjビット目を表す(MSBを0ビット目とする)。ASCII文字の場合,8ビット/文字 であるので,j=0,1,…7である。また,iは,1≦i≦int(N/8)である。ただしNは式3で示された埋め込み最大ビット数である。続いて,画像データをR×Rのブロックに分割し(21),ブロック単位でドットパターンを合成していくが,文字列の先頭であるか否か(22)で,先頭の場合はヘッダーパターン(pHeadder)を埋め込む。さらに,文字のMSB(Most Significant Bit)であるか否か(23)で,MSBの場合は,後述のAffine検出用のパターン(pAffine)を埋め込む。そのどちらでもない場合は,埋め込みビットが1の場合はp0,埋め込みビットが0の場合はp1のパターンを埋め込む(24)。全ブロックに埋め込みが終わった段階で終了する。 FIG. 6 shows a watermark embedding process flow. First, a watermark information bit string wm (i, j) to be embedded is prepared (20). Here, i represents the i-th character to be embedded, and j represents the j-th bit (MSB is the 0th bit). Since ASCII characters are 8 bits / character, j = 0,1, ... 7. I is 1 ≦ i ≦ int (N / 8). Here, N is the maximum number of embedded bits shown in Equation 3. Subsequently, the image data is divided into R × R blocks (21), and a dot pattern is synthesized in units of blocks. Whether or not it is the head of the character string (22). Embed (pHeadder). Further, it is determined whether or not the MSB (Most Significant Bit) is a character (23). In the case of the MSB, an Affine detection pattern (pAffine) described later is embedded. Otherwise, the pattern of p0 is embedded when the embedded bit is 1, and the pattern of p1 is embedded when the embedded bit is 0 (24). The process ends when all blocks have been embedded.

埋め込んだ透かし情報が,埋め込みのgainが小さいために抽出できない場合がある。原画像の該当するブロックの空間周波数が高いとそのようなことが生じる。図7はgainの自動調整を行うフローを示したもので,まず,gain=g として透かし情報wm(i,j)を全ブロックに埋め込む(30)。全ブロックを埋め込んだら,次に透かし読み取りを行う(32)。ここでは,抽出した透かし情報wm’(i,j)と,埋め込む前の透かし情報 wm(i,j)を比較し一致するか否かを判定する。それと同時に,後述の抽出ビットの信頼度wmrel’(i,j)がある一定の閾値以上か判定する(33)。透かし情報が一致しない場合や,一致していても信頼度が閾値以下の場合は,gainに一定値Δgを足して(34),再び透かしの埋め込みを行う。信頼度の定量化が可能なため,以上のようにして最適な透かし強度での埋め込みを自動で行うことができる。なお,透かし情報が一致しても信頼度が閾値以下の場合は,印刷画像から読めない場合があるため,余裕を持たせるためで、判定の閾値は実験にて決める。 The embedded watermark information may not be extracted because the embedded gain is small. Such a case occurs when the spatial frequency of the corresponding block of the original image is high. FIG. 7 shows a flow for performing automatic gain adjustment. First, watermark information wm (i, j) is embedded in all blocks as gain = g (30). After all blocks are embedded, the watermark is read (32). Here, the extracted watermark information wm ′ (i, j) is compared with the watermark information wm (i, j) before embedding to determine whether or not they match. At the same time, it is determined whether the reliability wmrel ′ (i, j) of the extracted bit, which will be described later, is greater than a certain threshold (33). If the watermark information does not match, or if the watermark information matches but the reliability is equal to or less than the threshold, the watermark is embedded again by adding a constant value Δg to gain (34). Since the reliability can be quantified, embedding with the optimum watermark strength can be automatically performed as described above. Note that if the reliability is equal to or less than the threshold even if the watermark information matches, the print image may not be read.

透かし情報の抽出は,読み取った画像の大きさ,傾きを補正後,ブロック単位でスペクトル画像を求める。式(2)をフーリエ変換して,
F{w(x,y)}=F{i(x,y)} + gain・F{pi (x,y)} ----------(4)
となる。ただし,F{ }はフーリエ変換を表す。通常,F{i(x,y)}は原画像のスペクトルで,0周波数付近に局在し,F{pi (x,y)}はそれを取り巻くリング状のスペクトルとなる。このため,両者の重なりは少なく、両者を分離することは容易である。
In the extraction of watermark information, the spectrum image is obtained in units of blocks after correcting the size and inclination of the read image. Fourier transform of equation (2)
F {w (x, y)} = F {i (x, y)} + gain ・ F {pi (x, y)} ---------- (4)
It becomes. However, F {} represents a Fourier transform. Usually, F {i (x, y)} is the spectrum of the original image and is localized near the 0 frequency, and F {pi (x, y)} is a ring-shaped spectrum surrounding it. For this reason, there is little overlap of both and it is easy to isolate | separate both.

図8は補正画像の処理フローを示したものである。まず,印刷画像をスキャナーやカメラなどで画像を読み取る(35)。続いて,対象画像を切り出し(36),R×Rのウィンドウをスキャンし、該当する部分にFFTを施し矩形パターンを探す(37)。印刷画像が縮小や拡大されているため,場合によっては一辺が R/2^n (nは整数)のウィンドウサイズで行ってもよい。矩形パターンが見つかると,Affine係数を求めることができる(38)。その後,逆Affine変換を行い元の画像サイズと方向に戻す(39)。続いてエッジ強調を画像に施し(40),補正画像を得る。 FIG. 8 shows the processing flow of the corrected image. First, the printed image is read with a scanner or camera (35). Subsequently, the target image is cut out (36), an R × R window is scanned, and the corresponding portion is subjected to FFT to search for a rectangular pattern (37). Since the printed image is reduced or enlarged, in some cases, the window size may be R / 2 ^ n (where n is an integer). If a rectangular pattern is found, an Affine coefficient can be obtained (38). Thereafter, inverse Affine transformation is performed to restore the original image size and direction (39). Subsequently, edge enhancement is applied to the image (40) to obtain a corrected image.

Affine係数は以下のようにして求める。今,埋め込み画像w(x,y)がa倍に拡大されたとすると,そのフーリエ変換は,変倍前のフーリエスペクトルをP(fx,fy )とすると,
F{w(x/a,y/a)}=F{i(x/a,y/a)}+gain・F{p(x/a,y/a) }
=F{i(x/a,y/a) }+gain・|a|・P(au,av)
となり,スペクトル空間で1/aに縮小される.また,画像をθ回転させたものは,フーリエスペクトルでもθ回転する。したがって,埋め込まれた画像のスペクトルの分布を計測することにより施されたAffine係数を求めることができる。検出用の窓サイズは小さくてもかまわない。例えば、レジストレーション考慮をせずに40x40の窓サイズで抽出を試みる場合、余白を設けて64x64にしてFFT(高速フーリエ変換)を施しても、検出は可能である。
The Affine coefficient is obtained as follows. Now, assuming that the embedded image w (x, y) is enlarged a times, the Fourier transform is P (fx, fy), where the Fourier spectrum before scaling is P (fx, fy)
F {w (x / a, y / a)} = F {i (x / a, y / a)} + gain ・ F {p (x / a, y / a)}
= F {i (x / a, y / a)} + gain ・ | a | ・ P (au, av)
And is reduced to 1 / a in the spectral space. Further, an image obtained by rotating the image by θ is also rotated by θ in the Fourier spectrum. Therefore, the Affine coefficient applied by measuring the spectrum distribution of the embedded image can be obtained. The detection window size may be small. For example, when extraction is attempted with a window size of 40 × 40 without considering registration, detection is possible even if a margin is provided and 64 × 64 is applied to perform FFT (Fast Fourier Transform).

図9はAffine 変換係数の検出を具体的に示したもので,印刷画像は原画像を1.25倍に拡大し右回りに8度の回転を行ったものである。抽出のためのウィンドウをスキャンしてあるところでそのスペクトルが矩形パターンを見つけ出しもっとも明瞭になるように位置と余白を調整する。得られた矩形パターンのサイズを原画に埋め込んだ時のサイズと比較してAffine係数を得ることが可能である。また回転は得られた矩形パターンの回転角度から得ることができる。 FIG. 9 specifically shows the detection of the Affine conversion coefficient. The print image is obtained by enlarging the original image by 1.25 times and rotating it clockwise by 8 degrees. Scanning the extraction window, find a rectangular pattern in the spectrum and adjust the position and margins so that it is most clear. It is possible to obtain an Affine coefficient by comparing the size of the obtained rectangular pattern with the size when embedded in the original image. The rotation can be obtained from the rotation angle of the obtained rectangular pattern.

図10に透かし抽出の処理フローを示す。まず補正画像をR×Rのブロックに分割し(41),最初のブロックにFFTを行う(42)。続いて得られたスペクトル画像にヒストグラムイコライゼーションを施す(43)。これはスペクトルパターンのコントラストを向上させると同時に,後述の信頼度の定量化での規格化を図るためである。続いて後述のマスク処理を行い(44),透かし情報wm’(i,j) および信頼度wmrel’(i,j)を得る。すべてのブロックが終了したか否かを判断し(46),終了しなければ次のブロックへ行き,再び同様の処理を行う。 FIG. 10 shows a processing flow of watermark extraction. First, the corrected image is divided into R × R blocks (41), and FFT is performed on the first block (42). Subsequently, histogram equalization is applied to the obtained spectral image (43). This is for improving the contrast of the spectral pattern and at the same time standardizing by quantifying the reliability described later. Subsequently, a mask process described later is performed (44) to obtain watermark information wm '(i, j) and reliability wmrel' (i, j). It is determined whether or not all the blocks are finished (46). If not finished, the process goes to the next block and the same processing is performed again.

図11はフーリエ変換後のスペクトル分布からパターン認識により透かし情報の抽出を行う識別機としてのマスクパターンを示す。縦長および横長の楕円リング形状のマスクで、埋め込み用のドットパターンのスペクトル特性に対応したものである。図中黒の領域は値が1,白部分は値が0であるとする。透かしの入ったスペクトルにこのマスクを重ね、重なり部分の積分輝度値の差分から、ビットが0か1かを判断する。すなわち,図12において,ブロックのスペクトルパターンW(i,j)に対して,以下の積分輝度値の出力Q0 ,Q1 を得る(40)。
Q0=M0◎W=1/ZΣM0(i,j)・W(i,j)
Q1=M1◎W=1/ZΣM1(i,j)・W(i,j) ----------(5)
ここで◎はマスク演算を,Zはマスクの値が1の画素数を表す。かかる出力から,
Q0>Q1 の時, 抽出ビット=wm’(i,j)=0
Q1>Q0 の時, 抽出ビット=wm’(i,j)=1
となる(41)。同時に,以下のように信頼度を得る(42)。
wmrel’(i,j)=|Q0-Q1|
かかる信頼度はその値が大きいほど抽出ビットの信頼度が高い
FIG. 11 shows a mask pattern as a discriminator that extracts watermark information by pattern recognition from the spectrum distribution after Fourier transform. A vertically long and horizontally long elliptical ring-shaped mask, which corresponds to the spectral characteristics of the dot pattern for embedding. In the figure, the black region has a value of 1, and the white portion has a value of 0. This mask is overlaid on the spectrum with the watermark, and it is determined whether the bit is 0 or 1 from the difference in the integrated luminance value of the overlapping portion. That is, in FIG. 12, outputs Q0 and Q1 having the following integrated luminance values are obtained for the spectrum pattern W (i, j) of the block (40).
Q0 = M0 ◎ W = 1 / ZΣM0 (i, j) ・ W (i, j)
Q1 = M1 ◎ W = 1 / ZΣM1 (i, j) ・ W (i, j) ---------- (5)
Here, ◎ represents a mask operation, and Z represents the number of pixels having a mask value of 1. From this output,
When Q0> Q1, extraction bit = wm '(i, j) = 0
When Q1> Q0, extraction bit = wm '(i, j) = 1
(41). At the same time, the reliability is obtained as follows (42).
wmrel '(i, j) = | Q0-Q1 |
The higher the reliability, the higher the reliability of the extracted bits.

図13に透かし情報の精度および信頼性の向上について説明する。画像のサイズにより式(3)から埋め込み最大ビット数Nが与えられる。今埋め込みたいビット数がnで n<N であるとすると,重複してビット列を埋め込むことができる。図10の透かし情報の抽出では,ビット数にかかわらず(文字列の繰り返しを考慮せずに)Nまでの連続した透かし情報wm’ と信頼度wmrel’ を得た。この連続した文字列から信頼度の高いものを選択してnまでの透かし情報を求める。 FIG. 13 illustrates an improvement in the accuracy and reliability of watermark information. The maximum number of embedded bits N is given from the equation (3) depending on the size of the image. If the number of bits to be embedded is n and n <N, the bit string can be embedded in duplicate. In the extraction of the watermark information in FIG. 10, continuous watermark information wm ′ and reliability wmrel ′ up to N are obtained regardless of the number of bits (without considering the repetition of the character string). From the continuous character string, a highly reliable one is selected to obtain watermark information up to n.

まず,iを埋め込んだ文字列のi番目の文字番号(0<i≦int(N/8)),jをビット番号(0≦j≦7)としたとき,nを法としてその剰余kは,k=i mod nで表され(50),(i,j)番目の信頼度wmrel’が
wmrel’(i,j)>wmrel(k,j) の時,抽出の信頼度が高いため,
wm(k,j)=wm’(i,j)
wmrel(k,j)=wmrel’(i,j)----------(6)
として(52),透かし情報を置き換える。これを全ビット及び全ブロックで,すなわち埋め込みビット数Nが終了するまで行う。
First, when i is the i-th character number (0 <i ≦ int (N / 8)) and j is the bit number (0 ≦ j ≦ 7), the remainder k is modulo n. , K = i mod n (50), and the (i, j) th reliability wmrel ′ is
When wmrel '(i, j)> wmrel (k, j), the extraction reliability is high.
wm (k, j) = wm '(i, j)
wmrel (k, j) = wmrel '(i, j) ---------- (6)
(52), the watermark information is replaced. This is performed for all bits and all blocks, that is, until the number of embedded bits N is completed.

上記操作により、埋め込みビット列の,最も信頼度の高い透かし情報wm2(i,j)およびwmrel2(i,j)が選ばれる。これにより各ビットごとの抽出値およびその信頼度が定量化される。かかる値から、抽出文字単位の信頼度wmrel2(i)は、各ビットごとの信頼度の2条平均から
文字の信頼度wmrel2(i)=√{1/8Σwmrel2(i,j)^2}
ここでΣはj=0〜7 までの和である。このようにして抽出した文字の信頼度が定量化できる。
Through the above operation, the watermark information wm2 (i, j) and wmrel2 (i, j) with the highest reliability of the embedded bit string is selected. Thereby, the extracted value for each bit and its reliability are quantified. From this value, the reliability wmrel2 (i) of the extracted character unit is calculated from the average of the two-level reliability of each bit.
Here, Σ is the sum of j = 0-7. The reliability of the characters extracted in this way can be quantified.

しかしながら原画像のデータに高周波成分が存在するような場合は,信頼度が低いまま抽出されてしまうこともある。図14はその例を示したものである。同図(a)は,R×Rのブロックの画像で画像上部は一様な空,画像下部は木の梢が映っているが,この画像から抽出した結果,同図(b)のようになり,信頼度が低く抽出が困難である。その理由は,グリーンノイズ・スペクトルの周波数帯に画像の周波数が存在する為である。このような場合,一辺がR/2の矩形に4分割し各々に対してフーリエスペクトルを求めると,同図(c)のよう空間的に高周波数のない画像が現れ,明らかに縦長の楕円スペクトルであることが確認される。 However, when high-frequency components exist in the original image data, it may be extracted with low reliability. FIG. 14 shows an example. Figure (a) shows an RxR block image with a uniform sky at the top and a treetop at the bottom. As a result of extraction from this image, as shown in Figure (b) Therefore, the reliability is low and extraction is difficult. This is because the frequency of the image exists in the frequency band of the green noise spectrum. In such a case, when the four sides are divided into R / 2 rectangles and a Fourier spectrum is obtained for each rectangle, an image with no spatially high frequency appears as shown in Fig. 3 (c), and a clearly oblong elliptical spectrum appears. It is confirmed that

このように信頼度が低い埋め込みブロックに対して,再分割して抽出することにより,信頼度の高い抽出が可能となる。4分割されたブロックはすべて同じスペクトル特性を表すため一つでも高信頼度が抽出されれば,そのブロック全体をその信頼度に格上げされる。このようにして印刷画像に対して,高い信頼度の透かし抽出が可能となる。 Extraction with high reliability is possible by subdividing and extracting an embedded block with low reliability in this way. All four divided blocks exhibit the same spectral characteristics, so if even one high reliability is extracted, the entire block is upgraded to that reliability. In this way, highly reliable watermark extraction can be performed on a printed image.

補正処理におけるエッジ強調処理は,図15に示されるようにスペクトルの分布を明瞭にし,認識精度を向上させる。このエッジ強調処理は3×3のラプラシアンフィルターで強くかけることが望ましい。通常,プリンターはローパス作用が強いため,印刷画像は高域が低下する。このため高域を強調することにより透かしの抽出信頼度が向上する。 The edge enhancement process in the correction process makes the spectrum distribution clear as shown in FIG. 15 and improves the recognition accuracy. It is desirable to apply this edge enhancement process strongly with a 3 × 3 Laplacian filter. Usually, a printer has a strong low-pass action, so the printed image has a lower high frequency range. For this reason, the watermark extraction reliability is improved by emphasizing the high frequency range.

以上のようにして透かしの抽出が行われるが,前述の図4の(c)は抽出時のスペクトル分布を示す。埋め込みはASCII文字で“kawamura” の8文字を埋め込んだものである。各文字をビットに展開し,図3で説明したように,”0“に対してp0を,”1“に対してはp1 のパターンを埋め込む。またASCII文字の先頭ビット(MSB)はすべて0であるため,これをAffine変換係数検出用のパターンで埋め込み,文字列の最初の文字の先頭ビットを文字列区切り用のヘッダーパターンで埋め込む。補正画像が作成された後、まず、ヘッダーパターンを先頭に、文字列の抽出が行われる。8ビットごとにAffine 検出パターンが現れるので、これを同期信号として文字の抽出が行われる。再びヘッダーパターンが抽出された段階で文字列が終了したこと後分かり、2度目の抽出が行われ、信頼度の高いものが選ばれる。図3(c)では、8文字の文字列が2回と2文字が埋め込まれており、重複した埋め込み情報から信頼度の高いものを選ぶことにより抽出結果の精度を向上させることができると同時に,抽出された各文字の信頼度を定量化できる。 The watermark is extracted as described above, and FIG. 4C described above shows the spectrum distribution at the time of extraction. Embedding is an ASCII character with 8 characters “kawamura” embedded. Each character is expanded into bits, and the pattern of p0 is embedded for “0” and p1 is embedded for “1” as described in FIG. Since the first bit (MSB) of the ASCII character is all 0, it is embedded with the pattern for detecting the Affine conversion coefficient, and the first bit of the first character of the character string is embedded with the header pattern for character string delimiter. After the corrected image is created, first, a character string is extracted starting from the header pattern. Since an Affine detection pattern appears every 8 bits, characters are extracted using this pattern as a synchronization signal. When the header pattern is extracted again, it is known after the end of the character string, the second extraction is performed, and the one with high reliability is selected. In Fig. 3 (c), the character string of 8 characters is embedded twice and twice, and the accuracy of the extraction result can be improved by selecting a highly reliable one from the duplicated embedded information. , The reliability of each extracted character can be quantified.

透かし情報は埋め込みパターンを知ることにより,除去し原画像に戻すことができる。すなわち式(2)より,
i(x,y)=w(x,y) - gain・pi (x,y)
となり,埋め込みパターンpi (x,y),gain、埋め込まれた文字列を“鍵”として受け取ることにより原画像に戻すことができる。完全に元の画像に戻すためには,埋め込み画像のオーバーフロー,アンダーフローを避けるため,あらかじめダイナミックレンジを制限しておく必要がある。
鍵のサイズは,R=64の場合は4096ビット(512バイト)、R=32の場合1024ビット(128バイト)で,大きな負担とはならない。
The watermark information can be removed and returned to the original image by knowing the embedding pattern. That is, from equation (2)
i (x, y) = w (x, y)-gain ・ pi (x, y)
The embedding pattern pi (x, y), gain, and the embedded character string can be received as a “key” to return to the original image. In order to restore the original image completely, it is necessary to limit the dynamic range in advance in order to avoid overflow and underflow of the embedded image.
The key size is 4096 bits (512 bytes) when R = 64, and 1024 bits (128 bytes) when R = 32.

次に本手法の攻撃耐性について説明する。電子透かしに対する攻撃としては,例えば信号の強調(シャープネス調整),ノイズの付加,フィルタリング(線形,非線形),非可逆圧縮(JPEG,MPEG),変形(回転,拡大縮小)などがある.これらの攻撃は輝度情報への攻撃であり,本手法の様に分散ドットの集合による埋め込みは,解像度方向への攻撃(例えば,強いローパスフィルタなど)がない限りは保持でき,一般に強靭であるといえる.さらに,gainを大きくすることにより,耐性を高めることができる。 Next, attack resistance of this method will be described. Examples of attacks on digital watermarks include signal enhancement (sharpness adjustment), noise addition, filtering (linear and nonlinear), lossy compression (JPEG, MPEG), and transformation (rotation and scaling). These attacks are attacks on luminance information, and embedding with a set of dispersed dots as in this method can be maintained unless there is an attack in the resolution direction (for example, a strong low-pass filter), and is generally robust. I can say that. Furthermore, tolerance can be increased by increasing gain.

また,透かしの埋め込まれていない原画像や,複数の埋め込み画像から,透かしパターンを特定するような,結託攻撃(collusion attack)に対しては,画像ごとに埋め込みパターンを変更することにより回避できる。同じスペクトル特性を有す多数のパターンが存在するため,同一の鍵により他の画像の埋め込まれた透かしデータを除去することはできない。 In addition, a collusion attack in which a watermark pattern is specified from an original image in which a watermark is not embedded or a plurality of embedded images can be avoided by changing the embedded pattern for each image. Since there are a large number of patterns having the same spectral characteristics, it is not possible to remove watermark data embedded with other images with the same key.

図16は,ドットパターン作成時の初期値(乱数のSEED値)を変えて異なったクラスタードットパターンp0を生成したものである。スペクトル分布は同一であり,抽出ソフトウェアは共通であるが,ドットプロファイルは異なる.R=64の場合,異なるパターン数は,(4096)C(2048) 個だけ可能であり(Cはcombinationを表す),同じパターンとなる確率は極めて低いため,安全性は高い。スペクトルの分布は同じため透かしの抽出ソフトウェアの変更は必要ない。したがって,画像ごとにドットパターンのプロファイルを変えることにより結託攻撃を回避することができる。著作権者は購入者に対してそれぞれ異なる乱数から求めたドットプロファイルを”秘密鍵”として提供する。購入者ごと、あるいは画像ごとにこの鍵は異なるため、他の購入者の画像から透かしを除去することはできない。
通常の電子透かしは、アルゴリズムが分かれば攻撃が容易である。このため、透かしアルゴリズムは非公開が原則である。一方、本アルゴリズムはアルゴリズムを公開しても、透かしを除去する鍵は原則、1枚の画像に対して1つであるため、仮に鍵情報を解読できても、他の画像にその鍵を使って透かしを除去することはできない。
FIG. 16 shows a different cluster dot pattern p0 generated by changing the initial value (SEED value of the random number) at the time of creating the dot pattern. The spectral distribution is the same and the extraction software is common, but the dot profiles are different. When R = 64, the number of different patterns can be (4096) C (2048) only (C represents a combination), and the probability of the same pattern is very low, so the safety is high. Since the spectrum distribution is the same, there is no need to change the watermark extraction software. Therefore, collusion attacks can be avoided by changing the dot pattern profile for each image. The copyright holder provides the purchaser with a dot profile obtained from different random numbers as a “secret key”. Since this key is different for each purchaser or image, the watermark cannot be removed from the images of other purchasers.
A normal digital watermark is easy to attack if the algorithm is known. Therefore, in principle, the watermark algorithm is not disclosed. On the other hand, even if this algorithm is made public, the key for removing the watermark is, in principle, one for one image. Even if the key information can be decrypted, the key is used for other images. The watermark cannot be removed.

さらに,90°回転したドットパターンp1を異なる乱数パターンから新規に作成することにより,安全性はさらに高まる。この場合,鍵パターンは2つ必要となり,両方の鍵がそろって、初めて透かしの除去が可能となる。 Furthermore, the safety is further enhanced by creating a new dot pattern p1 rotated by 90 ° from different random number patterns. In this case, two key patterns are required, and the watermark can be removed only when both keys are available.

また、透かしをそのまま除去せずに用いることもできる。埋め込まれた画像を、通常のサイズで明視の距離で観察する場合は,視覚系のMTF特性からパターンは殆ど認識されない。本発明の電子透かし法は、実空間におけるスペクトラム拡散のアナロジーであり、gainを小さくしても印刷耐性が保持できる。 Also, the watermark can be used without being removed. When the embedded image is observed at a normal distance at a clear distance, the pattern is hardly recognized from the MTF characteristics of the visual system. The digital watermarking method of the present invention is an analogy of spread spectrum in real space, and printing resistance can be maintained even if gain is reduced.

また,ドットの空間分布から情報を抽出するため,濃度ムラや照明ムラに影響を受けにくい。抽出エラーは原画像自身がクラスタードットの周波数に近い空間周波数を有す時に生じる。この場合、クラスタードットの主周波数を高周波側に持っていくことにより抽出精度は向上するが,プリンタの高周波域での高い応答特性が必要で,また印刷用紙の紙質への制限が厳しくなる。もし埋め込むビット数に余裕があれば、一つの解決策として透かし情報を繰り返し埋め込み,抽出の信頼度が高いビットを選ぶことにより精度向上を図ることができる.埋め込む情報量は減少するが,埋め込みブロックサイズを32画素×32画素にすればよい. In addition, since information is extracted from the spatial distribution of dots, it is less susceptible to density variations and illumination variations. An extraction error occurs when the original image itself has a spatial frequency close to the frequency of the cluster dots. In this case, the extraction accuracy is improved by bringing the main frequency of the cluster dots to the high frequency side, but high response characteristics in the high frequency range of the printer are required, and the restriction on the paper quality of the printing paper becomes severe. If there is a margin in the number of bits to be embedded, one solution is to embed watermark information repeatedly and select bits with high extraction reliability to improve accuracy. The amount of information to be embedded is reduced, but the embedded block size should be 32 x 32 pixels.

本透かしの埋め込みは,ブロック単位の埋め込みでディザ法による二値化と同様,高速に処理可能である。抽出はやや複雑で演算負荷が高いが,ブロック単位で独立であるため,並列処理を行うことにより,並列数に逆比例して演算時間が減少するため,大きなサイズの画像に対して有効である。 The embedding of the watermark can be performed at a high speed in the same manner as the binarization by the dither method by embedding in units of blocks. Extraction is somewhat complicated and computationally expensive, but because it is independent in units of blocks, parallel processing reduces the computation time in inverse proportion to the number of parallel operations, so it is effective for large images. .

以上、本発明の電子透かし法について説明したが、本手法は実空間でグリーンノイズ特性を示すドットパターンを埋め込むため,視覚的な違和感が少なく,強く埋め込むことが可能であり、濃度ムラや画像の歪に影響を受け難く、また,鍵情報により原画像に復元することも可能であるなどの特徴があるため、単に著作権保護のみならず、印刷画像と電子データとのリンクによるさまざまなアプリケーションに有効である。
また、透かしアルゴリズム、および抽出ソフトウェアは公開しても構わない。一般のユーザは、抽出ソフトウェアを用いてネット上の画像の著作権情報や条件等を確認することができる。埋め込まれた透かし情報は固有の鍵がない限り解除はできない。
As described above, the digital watermarking method of the present invention has been described. Since this method embeds a dot pattern showing green noise characteristics in real space, there is little visual discomfort and it can be embedded strongly. Since it is not easily affected by distortion and can be restored to the original image by key information, it can be used not only for copyright protection but also for various applications by linking the printed image and electronic data. It is valid.
The watermark algorithm and extraction software may be disclosed. A general user can confirm copyright information, conditions, and the like of an image on the network using extraction software. The embedded watermark information cannot be released unless there is a unique key.

1はスキャナー、2はプリンタ、3はコンピュータシステム、4はROM, 5はRAM,6はプログラムメモリ、7はデータメモリ、8はモニター、9はキーボード、10は通信機能、11はCPU、12はインターネット、 13は画像データの配信、14は購入希望の連絡、15は秘密鍵の送付、
16は著作権者のコンピュータ、17は購入者のコンピュータを表す。
1 is scanner, 2 is printer, 3 is computer system, 4 is ROM, 5 is RAM, 6 is program memory, 7 is data memory, 8 is monitor, 9 is keyboard, 10 is communication function, 11 is CPU, 12 is Internet, 13 distribution of image data, 14 contact for purchase request, 15 send private key,
Reference numeral 16 denotes a copyright owner's computer, and 17 denotes a purchaser's computer.

Claims (5)

デジタル画像データi(x,y)に著作権情報などからなるnビットの情報を埋め込む電子透かし法において、
透かし情報の埋め込みは、デジタル画像データをR画素×R画素 のN個のブロックに分割し(N≧n)、それぞれのブロックに対して埋め込む透かし情報のビット情報(0あるいは1)に対応して,フーリエスペクトルが低周波域および高周波域で低減したグリーンノイズ特性を示す複数の異なるドットパターンpi(x,y) (i=0,1,2,…)を用いて,透かし埋め込み画像 w(x,y)=i(x,y) + gain ・ pi(x,y) を重複して生成し(ただし、gainは埋め込み強度で,gain<<1),
透かし情報の抽出は、受信あるいは読み取った画像データをブロックに分割し、それぞれのブロックのフーリエスペクトル分布と抽出用マスクとのマスク処理により,埋め込みビット情報とそのビット情報の信頼度を求め、重複したビット情報から最も信頼度の高いものを選び透かし情報を得ることを特徴とする電子透かしシステムおよび方法。
In the digital watermarking method in which n-bit information including copyright information is embedded in digital image data i (x, y),
To embed watermark information, digital image data is divided into N blocks of R pixels x R pixels (N ≥ n), and bit information (0 or 1) of the watermark information embedded in each block corresponds to , Using multiple different dot patterns pi (x, y) (i = 0,1,2,...) Showing green noise characteristics with reduced Fourier spectrum in the low and high frequency regions, the watermark embedded image w (x , y) = i (x, y) + gain-pi (x, y) is duplicated (where gain is the embedding strength, gain << 1),
In the extraction of watermark information, the received or read image data is divided into blocks, and the embedded bit information and the reliability of the bit information are obtained by masking the Fourier spectrum distribution of each block and the extraction mask. An electronic watermarking system and method characterized in that watermark information is obtained by selecting the most reliable bit information.
前記グリーンノイズ特性を示すドットパターンpi(x,y)は,黒化率g (0,1)の中間値(g=1/2)における点プロファイルを,空間周波数の下限値fmin以下,および上限値fmax以上で0,その間で有限の値を持つバンドパス・フィルタD(u,v)(但し,u,vは二次元空間周波数)によるフィルタリングを行うことによって得られる請求項1に記載の電子透かしシステム。 The dot pattern pi (x, y) indicating the green noise characteristic has a point profile at an intermediate value (g = 1/2) of the blackening rate g (0,1), a lower limit value fmin of the spatial frequency, and an upper limit. 2. The electron according to claim 1, which is obtained by filtering with a band-pass filter D (u, v) having a finite value between 0 and fmax (where u and v are two-dimensional spatial frequencies). Watermark system. 前記電子透かしの抽出用のマスクは,埋め込みドットパターンのスペクトル特性P0,P1に対応したマスクM0,M1があり,前記マスク処理は,マスクとブロックの抽出スペクトル分布との積分輝度値Q0,Q1で,
Q0>Q1 の時, 抽出ビット=0
Q1>Q0 の時, 抽出ビット=1
であり,また,信頼度は
信頼度=|Q0-Q1|
であり,重複して埋め込まれた透かし情報から,信頼度の高いものを選択して,透かし情報を抽出することを特徴とする請求項2に記載の電子透かしシステムおよび方法。
The digital watermark extraction mask includes masks M0 and M1 corresponding to the spectral characteristics P0 and P1 of the embedded dot pattern, and the mask processing is performed by integrating luminance values Q0 and Q1 of the mask and the extracted spectrum distribution of the block. ,
When Q0> Q1, extraction bit = 0
Extraction bit = 1 when Q1> Q0
And the reliability is reliability = | Q0-Q1 |
3. The digital watermark system and method according to claim 2, wherein watermark information is extracted by selecting a highly reliable one from watermark information embedded in duplicate.
前記透かし情報の埋め込みにおいて,まず所定のgain値で透かし情報を画像に埋め込んだ後,埋め込んだ透かし情報の抽出を行い,全ビットが正しく抽出されない場合,あるいは各ビットの信頼度が一定の閾値以下である場合は,gain を増加して再度埋め込みを行い,全ビットが正しく抽出され,かつ,各ビットの信頼度が一定の閾値以上となるまで上記操作を自動で行うことを特徴とする請求項3に記載の電子透かしシステムおよび方法。 In embedding the watermark information, the watermark information is first embedded in the image with a predetermined gain value, and then the embedded watermark information is extracted. If all bits are not extracted correctly, or the reliability of each bit is below a certain threshold value. In this case, the gain is increased and embedding is performed again, and the above operation is automatically performed until all bits are correctly extracted and the reliability of each bit is equal to or higher than a certain threshold. 4. The digital watermark system and method according to 3. 透かし情報の抽出において、埋め込まれた文字と、その文字の抽出信頼度を同時に表示し、抽出結果の信ぴょう性を可視化することを特徴とする請求項3に記載の電子透かしシステムおよび方法。 4. The digital watermark system and method according to claim 3, wherein in extracting watermark information, the embedded character and the extraction reliability of the character are simultaneously displayed, and the authenticity of the extraction result is visualized.
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