JP3494923B2 - ウォーターマーキングを使用したデジタル映像コーディング装置、デコーディング装置及びその方法 - Google Patents
ウォーターマーキングを使用したデジタル映像コーディング装置、デコーディング装置及びその方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願は本出願人によって出願
された"ウォーターマーキングを使用した映像評価方法
(Method For Evaluating Image Quality Using Waterma
rking)"という名称の米国特許仮出願第60/091,540号(19
98.7.1.)に基づく。本発明はウォーターマーキングを使
用するデジタル映像コーディング装置、デコーディング
装置及びその方法に係り、特にホスト映像の歪曲が激し
い場合にシグナチュア映像を使用してホスト映像を補正
することによって連続的な情報の流れを可能にするデジ
タル映像コーディング装置、デコーディング装置及びそ
の方法に関する。
された"ウォーターマーキングを使用した映像評価方法
(Method For Evaluating Image Quality Using Waterma
rking)"という名称の米国特許仮出願第60/091,540号(19
98.7.1.)に基づく。本発明はウォーターマーキングを使
用するデジタル映像コーディング装置、デコーディング
装置及びその方法に係り、特にホスト映像の歪曲が激し
い場合にシグナチュア映像を使用してホスト映像を補正
することによって連続的な情報の流れを可能にするデジ
タル映像コーディング装置、デコーディング装置及びそ
の方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ウォーターマーキング(water marking）
は映像に対する保安及び権利の表示を目的として暗号化
映像を伝送する映像と共に伝送する技術である。受信器
側では伝送しようとする映像(以下、ホスト映像と称す
る)を秘密裏に伝送される暗号化映像(以下、シグナチュ
ア映像と称する)と共に受信し、解読装置によってシグ
ナチュア映像を解読する。図1はウォーターマーキング
された映像を生成し、そのウォーターマーキングされた
映像からシグナチュア映像を抽出するデジタル映像コデ
ック装置の概念を示すブロック図である。
は映像に対する保安及び権利の表示を目的として暗号化
映像を伝送する映像と共に伝送する技術である。受信器
側では伝送しようとする映像(以下、ホスト映像と称す
る)を秘密裏に伝送される暗号化映像(以下、シグナチュ
ア映像と称する)と共に受信し、解読装置によってシグ
ナチュア映像を解読する。図1はウォーターマーキング
された映像を生成し、そのウォーターマーキングされた
映像からシグナチュア映像を抽出するデジタル映像コデ
ック装置の概念を示すブロック図である。
【０００３】このような従来のデジタル映像コデック装
置は、エンコーディング時、ホスト映像と秘密裏に前記
ホスト映像に送信しようとするシグナチュア映像を各々
離散コサイン変換(Discrete Cosine Transform：DCT)す
ることによって、それぞれの映像に対するDCT係数を抽
出する。前記DCT係数はエンコーダでエンコーディング
される。この際、シグナチュア映像のDCT係数成分は暗
号化のための制御動作を行う別の暗号エンコーダによっ
て暗号化される。これで、ホスト映像のDCT係数と、ホ
スト映像のDCT係数に暗号化されて挿入されたシグナチ
ュア映像のDCT係数が伝送可能になり、ホスト映像のDCT
係数と、ホスト映像のDCT係数に暗号化されて挿入され
たシグナチュア映像のDCT係数をそのままDCT変換すると
シグナチュア映像は現れなくホスト映像のみが現れるウ
ォーターマーキングされた映像が得られる。
置は、エンコーディング時、ホスト映像と秘密裏に前記
ホスト映像に送信しようとするシグナチュア映像を各々
離散コサイン変換(Discrete Cosine Transform：DCT)す
ることによって、それぞれの映像に対するDCT係数を抽
出する。前記DCT係数はエンコーダでエンコーディング
される。この際、シグナチュア映像のDCT係数成分は暗
号化のための制御動作を行う別の暗号エンコーダによっ
て暗号化される。これで、ホスト映像のDCT係数と、ホ
スト映像のDCT係数に暗号化されて挿入されたシグナチ
ュア映像のDCT係数が伝送可能になり、ホスト映像のDCT
係数と、ホスト映像のDCT係数に暗号化されて挿入され
たシグナチュア映像のDCT係数をそのままDCT変換すると
シグナチュア映像は現れなくホスト映像のみが現れるウ
ォーターマーキングされた映像が得られる。
【０００４】一方、ホスト映像内にウォーターマーキン
グされているシグナチュア映像は特殊な解読装置でデコ
ーディングすることで復元される。復元過程ではウォー
ターマーキングされた映像を離散コサイン変換すること
でDCT係数を抽出する。次いで、ウォーターマーキング
された映像のDCT係数から原本ホスト映像を離散コサイ
ン変換することで抽出されたDCT係数を引いて、暗号化
されているシグナチュア映像のDCT係数成分を抽出す
る。デコーダは前記DCT係数成分をデコーディングす
る。この際、暗号デコーダは暗号解読のための制御動作
を行う。解読によってデコーディングされたシグナチュ
ア映像のDCT係数は、再び逆離散コサイン変換されるこ
とによってシグナチュア映像が復元される。
グされているシグナチュア映像は特殊な解読装置でデコ
ーディングすることで復元される。復元過程ではウォー
ターマーキングされた映像を離散コサイン変換すること
でDCT係数を抽出する。次いで、ウォーターマーキング
された映像のDCT係数から原本ホスト映像を離散コサイ
ン変換することで抽出されたDCT係数を引いて、暗号化
されているシグナチュア映像のDCT係数成分を抽出す
る。デコーダは前記DCT係数成分をデコーディングす
る。この際、暗号デコーダは暗号解読のための制御動作
を行う。解読によってデコーディングされたシグナチュ
ア映像のDCT係数は、再び逆離散コサイン変換されるこ
とによってシグナチュア映像が復元される。
【０００５】このようなウォーターマーキングを使用し
たデジタル映像コデック装置では現在のホスト映像が激
しく歪曲されたと判断されればデコーダで以前のホスト
映像を使用して現在の画面を補正する。しかし、画面の
補正のために現在の画面を使用しなく、以前の画面を使
用すれば情報の流れが連続しないという問題点がある。
また、場面が急に変わる場合には画面の補正エラーが発
生しうる問題点がある。
たデジタル映像コデック装置では現在のホスト映像が激
しく歪曲されたと判断されればデコーダで以前のホスト
映像を使用して現在の画面を補正する。しかし、画面の
補正のために現在の画面を使用しなく、以前の画面を使
用すれば情報の流れが連続しないという問題点がある。
また、場面が急に変わる場合には画面の補正エラーが発
生しうる問題点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決するために現在の画面を使用して激しい雑音性環境
から伝送された歪曲されたホスト映像を補正できるよう
に各々エンコーディング及びデコーディングするデジタ
ル映像コーディング装置、デコーディング装置及びその
方法を提供することを目的とする。
解決するために現在の画面を使用して激しい雑音性環境
から伝送された歪曲されたホスト映像を補正できるよう
に各々エンコーディング及びデコーディングするデジタ
ル映像コーディング装置、デコーディング装置及びその
方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係るデジタル映像コーディング装置は、伝送
されるホスト映像を離散ウェーブレット変換することに
よって所定の正の整数をMとする際、M×Mウェーブレッ
ト係数を出力する離散ウェーブレット変換部と、前記M
×Mウェーブレット係数のうち重要度の高い所定比率の
係数を抽出する重要係数抽出部と、暗号コードに該当す
る規則によってランダムナンバーを生成する擬似ランダ
ムナンバー生成部と、前記ランダムナンバーを使用して
Mより小さな所定の正の整数をNとする際、N×N箇所の置
換位置を示す置換位置情報を求め、前記M×Mウェーブレ
ット係数のうち前記置換位置情報に示されたN×N箇所の
置換位置上の係数をN×N個の重要ウェーブレット係数に
各々置換及び組合せる係数置換/組合せ部とを含むこと
を特徴とする。
の本発明に係るデジタル映像コーディング装置は、伝送
されるホスト映像を離散ウェーブレット変換することに
よって所定の正の整数をMとする際、M×Mウェーブレッ
ト係数を出力する離散ウェーブレット変換部と、前記M
×Mウェーブレット係数のうち重要度の高い所定比率の
係数を抽出する重要係数抽出部と、暗号コードに該当す
る規則によってランダムナンバーを生成する擬似ランダ
ムナンバー生成部と、前記ランダムナンバーを使用して
Mより小さな所定の正の整数をNとする際、N×N箇所の置
換位置を示す置換位置情報を求め、前記M×Mウェーブレ
ット係数のうち前記置換位置情報に示されたN×N箇所の
置換位置上の係数をN×N個の重要ウェーブレット係数に
各々置換及び組合せる係数置換/組合せ部とを含むこと
を特徴とする。
【０００８】また、前記コーディング装置は、置換えら
れたM×Mウェーブレット係数を逆離散ウェーブレット変
換することによって合成されたホスト映像を生成する逆
離散ウェーブレット変換部と、前記合成されたホスト映
像と前記暗号コードとを圧縮してビットストリームを出
力する圧縮部とをさらに含むことを特徴とする。また、
前記Nは0.5M以下であることが望ましい。
れたM×Mウェーブレット係数を逆離散ウェーブレット変
換することによって合成されたホスト映像を生成する逆
離散ウェーブレット変換部と、前記合成されたホスト映
像と前記暗号コードとを圧縮してビットストリームを出
力する圧縮部とをさらに含むことを特徴とする。また、
前記Nは0.5M以下であることが望ましい。
【０００９】また、前記目的を達成するための本発明に
係るデジタル映像コーディング装置は、前記ビットスト
リームを伸張させてホスト映像と所定の暗号コードを復
元する伸張部と、復元されたホスト映像の映像品質を評
価して前記復元されたホスト映像が基準品質未満ならば
第1論理状態となり、そうでなければ第2論理状態となる
制御信号を出力する映像品質評価部と、第1論理状態の
制御信号に応答して前記復元されたホスト映像を離散ウ
ェーブレット変換することによって所定の正の整数をM
とする際、M×Mウェーブレット係数を出力する離散ウェ
ーブレット変換部と、前記復元された暗号コードに該当
する規則に応じてランダムナンバーを生成する擬似ラン
ダムナンバー生成部と、前記ランダムナンバーを使用し
てMより小さな所定の正の整数をNとする際、N×N箇所の
置換位置を示す分離位置情報を求め、前記M×Mウェーブ
レット係数のうち前記分離位置情報に示されたN×N箇所
の置換位置上の係数を分離する係数分離部と、前記M×M
ウェーブレット係数を逆離散ウェーブレット変換するこ
とによって復元されたシグナチュア映像を出力する逆離
散ウェーブレット変換部と、復元されたシグナチュア映
像のスケールをホスト映像のスケールに拡大させる映像
スケール変換部と、第1論理状態の制御信号に応答して
スケールが拡大されたシグナチュア映像を選択し、第2
論理状態の制御信号に応答して復元されたホスト映像を
選択して出力する映像選択部とを含むことを特徴とす
る。
係るデジタル映像コーディング装置は、前記ビットスト
リームを伸張させてホスト映像と所定の暗号コードを復
元する伸張部と、復元されたホスト映像の映像品質を評
価して前記復元されたホスト映像が基準品質未満ならば
第1論理状態となり、そうでなければ第2論理状態となる
制御信号を出力する映像品質評価部と、第1論理状態の
制御信号に応答して前記復元されたホスト映像を離散ウ
ェーブレット変換することによって所定の正の整数をM
とする際、M×Mウェーブレット係数を出力する離散ウェ
ーブレット変換部と、前記復元された暗号コードに該当
する規則に応じてランダムナンバーを生成する擬似ラン
ダムナンバー生成部と、前記ランダムナンバーを使用し
てMより小さな所定の正の整数をNとする際、N×N箇所の
置換位置を示す分離位置情報を求め、前記M×Mウェーブ
レット係数のうち前記分離位置情報に示されたN×N箇所
の置換位置上の係数を分離する係数分離部と、前記M×M
ウェーブレット係数を逆離散ウェーブレット変換するこ
とによって復元されたシグナチュア映像を出力する逆離
散ウェーブレット変換部と、復元されたシグナチュア映
像のスケールをホスト映像のスケールに拡大させる映像
スケール変換部と、第1論理状態の制御信号に応答して
スケールが拡大されたシグナチュア映像を選択し、第2
論理状態の制御信号に応答して復元されたホスト映像を
選択して出力する映像選択部とを含むことを特徴とす
る。
【００１０】また、前記目的を達成するための本発明に
係るデジタル映像コデック装置は、伝送されるホスト映
像を離散ウェーブレット変換することによって所定の正
の整数をMとする際、M×Mウェーブレット係数を出力す
る第1離散ウェーブレット変換部と、前記M×Mウェーブ
レット係数のうち重要度の高い所定の比率の係数を抽出
する重要係数抽出部と、暗号コードに該当する規則に応
じてランダムナンバーを生成する第1擬似ランダムナン
バー生成部と、前記ランダムナンバーを使用してMより
小さな所定の正の整数をNとする際、N×N箇所の置換位
置を示す置換位置情報を求め、前記M×Mウェーブレット
係数のうち前記置換位置情報に示されたN×N箇所の置換
位置上の係数をN×N個の重要ウェーブレット係数に各々
置換及び組合せる係数置換/組合せ部と、置換えられたM
×Mウェーブレット係数を逆離散ウェーブレット変換す
ることで合成されたホスト映像を生成する逆離散ウェー
ブレット変換部と、前記合成されたホスト映像と前記暗
号コードを圧縮してビットストリームを出力する圧縮部
と、圧縮されたビットストリームを伸張させてホスト映
像と所定の暗号コードを復元する伸張部と、復元された
ホスト映像の映像品質を評価して前記復元されたホスト
映像が基準品質未満ならば第1論理状態となり、そうで
なければ第2論理状態となる制御信号を出力する映像品
質評価部と、第1論理状態の制御信号に応答して前記復
元されたホスト映像を離散ウェーブレット変換すること
で所定の正の整数をMとする際、M×Mウェーブレット係
数を出力する離散ウェーブレット変換部と、前記復元さ
れた暗号コードに該当する規則に応じてランダムナンバ
ーを生成する擬似ランダムナンバー生成部と、前記ラン
ダムナンバーを使用してMより小さな所定の正の整数をN
とする際、N×N箇所の置換位置を示す分離位置情報を求
め、前記M×Mウェーブレット係数のうち前記分離位置情
報に示されたN×N箇所の置換位置上の係数を分離する係
数分離部と、前記M×Mウェーブレット係数を逆離散ウェ
ーブレット変換することでシグナチュア映像を出力する
第2逆離散ウェーブレット変換部と、復元されたシグナ
チュア映像のスケールをホスト映像のスケールに拡大さ
せる映像スケール変換部と、第1論理状態の制御信号に
応答してスケールが拡大されたシグナチュア映像を選択
し、第2論理状態の制御信号に応答して復元されたホス
ト映像を選択して出力する映像選択部とを含むことを特
徴とする。
係るデジタル映像コデック装置は、伝送されるホスト映
像を離散ウェーブレット変換することによって所定の正
の整数をMとする際、M×Mウェーブレット係数を出力す
る第1離散ウェーブレット変換部と、前記M×Mウェーブ
レット係数のうち重要度の高い所定の比率の係数を抽出
する重要係数抽出部と、暗号コードに該当する規則に応
じてランダムナンバーを生成する第1擬似ランダムナン
バー生成部と、前記ランダムナンバーを使用してMより
小さな所定の正の整数をNとする際、N×N箇所の置換位
置を示す置換位置情報を求め、前記M×Mウェーブレット
係数のうち前記置換位置情報に示されたN×N箇所の置換
位置上の係数をN×N個の重要ウェーブレット係数に各々
置換及び組合せる係数置換/組合せ部と、置換えられたM
×Mウェーブレット係数を逆離散ウェーブレット変換す
ることで合成されたホスト映像を生成する逆離散ウェー
ブレット変換部と、前記合成されたホスト映像と前記暗
号コードを圧縮してビットストリームを出力する圧縮部
と、圧縮されたビットストリームを伸張させてホスト映
像と所定の暗号コードを復元する伸張部と、復元された
ホスト映像の映像品質を評価して前記復元されたホスト
映像が基準品質未満ならば第1論理状態となり、そうで
なければ第2論理状態となる制御信号を出力する映像品
質評価部と、第1論理状態の制御信号に応答して前記復
元されたホスト映像を離散ウェーブレット変換すること
で所定の正の整数をMとする際、M×Mウェーブレット係
数を出力する離散ウェーブレット変換部と、前記復元さ
れた暗号コードに該当する規則に応じてランダムナンバ
ーを生成する擬似ランダムナンバー生成部と、前記ラン
ダムナンバーを使用してMより小さな所定の正の整数をN
とする際、N×N箇所の置換位置を示す分離位置情報を求
め、前記M×Mウェーブレット係数のうち前記分離位置情
報に示されたN×N箇所の置換位置上の係数を分離する係
数分離部と、前記M×Mウェーブレット係数を逆離散ウェ
ーブレット変換することでシグナチュア映像を出力する
第2逆離散ウェーブレット変換部と、復元されたシグナ
チュア映像のスケールをホスト映像のスケールに拡大さ
せる映像スケール変換部と、第1論理状態の制御信号に
応答してスケールが拡大されたシグナチュア映像を選択
し、第2論理状態の制御信号に応答して復元されたホス
ト映像を選択して出力する映像選択部とを含むことを特
徴とする。
【００１１】また、前記目的を達成するための本発明に
係るデジタル映像コーディング方法は、(a) 伝送される
ホスト映像を離散ウェーブレット変換することで所定の
正の整数をMとする際、M×Mウェーブレット係数を求め
る段階と、(b) 前記M×Mウェーブレット係数のうち重要
度の高い所定の比率の係数を抽出する段階と、(c) 暗号
コードに該当する規則に応じてランダムナンバーを生成
する段階と、(d) 前記ランダムナンバーを使用してMよ
り小さな所定の正の整数をNとする際、N×N箇所の置換
位置を示す置換位置情報を求める段階と、(e) 前記M×M
ウェーブレット係数のうち前記置換位置情報に示された
N×N箇所の置換位置上の係数をN×N個の重要ウェーブレ
ット係数に各々置換及び組合せる段階とを含むことを特
徴とする。
係るデジタル映像コーディング方法は、(a) 伝送される
ホスト映像を離散ウェーブレット変換することで所定の
正の整数をMとする際、M×Mウェーブレット係数を求め
る段階と、(b) 前記M×Mウェーブレット係数のうち重要
度の高い所定の比率の係数を抽出する段階と、(c) 暗号
コードに該当する規則に応じてランダムナンバーを生成
する段階と、(d) 前記ランダムナンバーを使用してMよ
り小さな所定の正の整数をNとする際、N×N箇所の置換
位置を示す置換位置情報を求める段階と、(e) 前記M×M
ウェーブレット係数のうち前記置換位置情報に示された
N×N箇所の置換位置上の係数をN×N個の重要ウェーブレ
ット係数に各々置換及び組合せる段階とを含むことを特
徴とする。
【００１２】また、前記目的を達成するための本発明に
係るデジタル映像デコーディング方法は、(a) 合成され
たホスト映像の品質を評価してその品質が所定基準以上
なのかを決定する段階と、(b) 前記(a)段階においてホ
スト映像の品質が所定基準以上であると決定されると合
成されたホスト映像をホスト映像として設定する段階
と、(c) 前記(a)段階においてホスト映像の品質が所定
基準未満であると決定されると合成されたホスト映像内
に秘蔵されているシグナチュア映像をホスト映像として
設定する段階とを含むことを特徴とする。
係るデジタル映像デコーディング方法は、(a) 合成され
たホスト映像の品質を評価してその品質が所定基準以上
なのかを決定する段階と、(b) 前記(a)段階においてホ
スト映像の品質が所定基準以上であると決定されると合
成されたホスト映像をホスト映像として設定する段階
と、(c) 前記(a)段階においてホスト映像の品質が所定
基準未満であると決定されると合成されたホスト映像内
に秘蔵されているシグナチュア映像をホスト映像として
設定する段階とを含むことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面に基づき本
発明に係るデジタル映像コーディング装置、デコーディ
ング装置、コデック装置及びその方法の望ましい実施例
を説明する。図2は本発明の実施例に係るデジタル映像
コデック装置の構造を示すブロック図である。また、図
3及び図4は前記デジタル映像コデック装置内に具現され
る本発明の実施例に係るデジタル映像コーディング方法
及びデジタル映像デコーディング方法の主要段階を各々
示す流れ図である。
発明に係るデジタル映像コーディング装置、デコーディ
ング装置、コデック装置及びその方法の望ましい実施例
を説明する。図2は本発明の実施例に係るデジタル映像
コデック装置の構造を示すブロック図である。また、図
3及び図4は前記デジタル映像コデック装置内に具現され
る本発明の実施例に係るデジタル映像コーディング方法
及びデジタル映像デコーディング方法の主要段階を各々
示す流れ図である。
【００１４】図2を参照すれば、本発明に係るデジタル
映像コデック装置はエンコーディング部20とデコーディ
ング部22を具備する。エンコーディング部20は離散ウェ
ーブレット変換部202、重要係数抽出部204、擬似ランダ
ムナンバー生成部206、係数置換/組合せ部208、逆離散
ウェーブレット変換部210及び圧縮部212を具備する。ま
た、デコーディング部22は伸張部222、映像品質評価部2
24、離散ウェーブレット変換部226、擬似ランダムナン
バー生成部228、係数分離部230、逆離散ウェーブレット
変換部232、映像スケール変換部234及び映像選択部236
を具備する。
映像コデック装置はエンコーディング部20とデコーディ
ング部22を具備する。エンコーディング部20は離散ウェ
ーブレット変換部202、重要係数抽出部204、擬似ランダ
ムナンバー生成部206、係数置換/組合せ部208、逆離散
ウェーブレット変換部210及び圧縮部212を具備する。ま
た、デコーディング部22は伸張部222、映像品質評価部2
24、離散ウェーブレット変換部226、擬似ランダムナン
バー生成部228、係数分離部230、逆離散ウェーブレット
変換部232、映像スケール変換部234及び映像選択部236
を具備する。
【００１５】エンコーディング部20の動作を図2及び図3
に基づいて説明すれば、離散ウェーブレット変換部202
は伝送されるホスト映像を入力して離散ウェーブレット
変換を行う(段階302)ことによって離散ウェーブレット
係数を出力する。前記離散ウェーブレット係数は公知の
如く正方行列(square matrix)からなる。本実施例にお
いて前記離散ウェーブレット係数は所定の正の整数をM
とする際、M行×M列の行列からなるものと仮定する。重
要係数抽出部204は前記M×Mウェーブレット係数のうち
重要度の高い25%の係数を抽出する(段階304)。
に基づいて説明すれば、離散ウェーブレット変換部202
は伝送されるホスト映像を入力して離散ウェーブレット
変換を行う(段階302)ことによって離散ウェーブレット
係数を出力する。前記離散ウェーブレット係数は公知の
如く正方行列(square matrix)からなる。本実施例にお
いて前記離散ウェーブレット係数は所定の正の整数をM
とする際、M行×M列の行列からなるものと仮定する。重
要係数抽出部204は前記M×Mウェーブレット係数のうち
重要度の高い25%の係数を抽出する(段階304)。
【００１６】擬似ランダムナンバー生成部206は使用者
によって選択的に入力されうる所定の暗号コードに該当
する規則によってランダムナンバーを生成する。係数置
換/組合せ部208は前記ランダムナンバーを使用してMよ
り小さな所定の正の整数をNとする際、N×N箇所の置換
位置を設定する(段階306)。また、係数置換/組合せ部20
8は前記M×Mウェーブレット係数のうち選択されたN×N
箇所の置換位置上の係数をN×N個の重要ウェーブレット
係数に各々置換及び組合せる(段階308)。ここで、段階3
04においてM×Mウェーブレット係数のうち25%の係数が
重要度の高い係数として選択されたため、NはMの1/2、
即ち0.5Mに設定される。ウォーターマーキングの特性
上、Nは原本ホスト映像への影響を考慮して0.5M以下で
あることが望ましい。このような置換及び組合せによっ
て伝送されるホスト映像の重要ウェーブレット係数は合
成されたホスト映像のウェーブレット係数内においてシ
グナチュア映像のウェーブレット係数として任意に分布
することになる。
によって選択的に入力されうる所定の暗号コードに該当
する規則によってランダムナンバーを生成する。係数置
換/組合せ部208は前記ランダムナンバーを使用してMよ
り小さな所定の正の整数をNとする際、N×N箇所の置換
位置を設定する(段階306)。また、係数置換/組合せ部20
8は前記M×Mウェーブレット係数のうち選択されたN×N
箇所の置換位置上の係数をN×N個の重要ウェーブレット
係数に各々置換及び組合せる(段階308)。ここで、段階3
04においてM×Mウェーブレット係数のうち25%の係数が
重要度の高い係数として選択されたため、NはMの1/2、
即ち0.5Mに設定される。ウォーターマーキングの特性
上、Nは原本ホスト映像への影響を考慮して0.5M以下で
あることが望ましい。このような置換及び組合せによっ
て伝送されるホスト映像の重要ウェーブレット係数は合
成されたホスト映像のウェーブレット係数内においてシ
グナチュア映像のウェーブレット係数として任意に分布
することになる。
【００１７】逆離散ウェーブレット変換部210は置換え
られたM×Mウェーブレット係数を逆離散ウェーブレット
変換することによって合成されたホスト映像を生成(段
階310)する。合成されたホスト映像にはウォーターマー
キングによってシグナチュア映像が載せられているため
に原本ホスト映像とあまり差がなく、シグナチュア映像
は肉眼では識別しにくい。圧縮部212は前記合成された
ホスト映像と前記暗号コードとを圧縮し、圧縮されたビ
ットストリームを出力する(段階312)。ここで、暗号コ
ードが共に圧縮されることはエンコーディング時に使わ
れた置換位置と同一な規則で分離位置を設定するための
ことである。前述したように、エンコーディング部20は
伝送されるホスト映像のウェーブレット係数のうち重要
度の高い係数をホスト映像のウェーブレット係数自体内
に擬似ランダム的(pseodo-randomly)に再配置する。従
って、ホスト映像の重要な部分がホスト映像そのもの内
にウォーターマーキングされる。
られたM×Mウェーブレット係数を逆離散ウェーブレット
変換することによって合成されたホスト映像を生成(段
階310)する。合成されたホスト映像にはウォーターマー
キングによってシグナチュア映像が載せられているため
に原本ホスト映像とあまり差がなく、シグナチュア映像
は肉眼では識別しにくい。圧縮部212は前記合成された
ホスト映像と前記暗号コードとを圧縮し、圧縮されたビ
ットストリームを出力する(段階312)。ここで、暗号コ
ードが共に圧縮されることはエンコーディング時に使わ
れた置換位置と同一な規則で分離位置を設定するための
ことである。前述したように、エンコーディング部20は
伝送されるホスト映像のウェーブレット係数のうち重要
度の高い係数をホスト映像のウェーブレット係数自体内
に擬似ランダム的(pseodo-randomly)に再配置する。従
って、ホスト映像の重要な部分がホスト映像そのもの内
にウォーターマーキングされる。
【００１８】エンコーディング部20によってウォーター
マーキングされたホスト映像はデコーディング部22でデ
コーディングされる。デコーディング部22の動作を図2
及び図4に基づき説明すれば、伸張部222は前記圧縮ビッ
トストリームを伸張させてホスト映像と暗号コードとを
復元する(段階402)。暗号コードはエンコーディング部2
0において係数の置換及び組合せに用いられる擬似ラン
ダムナンバーの生成規則を決定するためのものである。
デコーディング部22における前記暗号コードはエンコー
ディング部22と同様に後述される係数の分離に用いられ
る擬似ランダムナンバーの生成規則を決定する。
マーキングされたホスト映像はデコーディング部22でデ
コーディングされる。デコーディング部22の動作を図2
及び図4に基づき説明すれば、伸張部222は前記圧縮ビッ
トストリームを伸張させてホスト映像と暗号コードとを
復元する(段階402)。暗号コードはエンコーディング部2
0において係数の置換及び組合せに用いられる擬似ラン
ダムナンバーの生成規則を決定するためのものである。
デコーディング部22における前記暗号コードはエンコー
ディング部22と同様に後述される係数の分離に用いられ
る擬似ランダムナンバーの生成規則を決定する。
【００１９】映像品質評価部224は復元されたホスト映
像の品質を評価して前記復元されたホスト映像の品質が
基準以上なのかを決定する(段階42)。即ち、映像品質評
価部224は前記復元されたホスト映像の品質が基準品質
未満ならば論理"ハイ"となり、そうでなければ論理"ロ
ー"となる制御信号を出力する。映像品質の評価は、例
えば歪曲評価と同一な方法で行える。
像の品質を評価して前記復元されたホスト映像の品質が
基準以上なのかを決定する(段階42)。即ち、映像品質評
価部224は前記復元されたホスト映像の品質が基準品質
未満ならば論理"ハイ"となり、そうでなければ論理"ロ
ー"となる制御信号を出力する。映像品質の評価は、例
えば歪曲評価と同一な方法で行える。
【００２０】離散ウェーブレット変換部226は論理"ハ
イ"の制御信号に応答して前記復元されたホスト映像を
離散ウェーブレット変換することによって所定の正の整
数をMとする際、M×Mウェーブレット係数を出力する(段
階460)。一方、擬似ランダムナンバー生成部228は前記
復元された暗号コードに該当する規則に応じてランダム
ナンバーを生成する(段階462)。擬似ランダムナンバー
生成部228はエンコーディング部20の擬似ランダムナン
バー生成部206と同一な動作を行うので、復元された暗
号コード、即ち、エンコーディング部20で使われたコー
ドと同一な暗号コードが入力されるとエンコーディング
部20において使用された規則と同一な規則に応じてラン
ダムナンバーを生成する。
イ"の制御信号に応答して前記復元されたホスト映像を
離散ウェーブレット変換することによって所定の正の整
数をMとする際、M×Mウェーブレット係数を出力する(段
階460)。一方、擬似ランダムナンバー生成部228は前記
復元された暗号コードに該当する規則に応じてランダム
ナンバーを生成する(段階462)。擬似ランダムナンバー
生成部228はエンコーディング部20の擬似ランダムナン
バー生成部206と同一な動作を行うので、復元された暗
号コード、即ち、エンコーディング部20で使われたコー
ドと同一な暗号コードが入力されるとエンコーディング
部20において使用された規則と同一な規則に応じてラン
ダムナンバーを生成する。
【００２１】係数分離部230は前記ランダムナンバーを
使用してMより小さな所定の正の整数をNとする際、N×N
箇所の分離位置を設定する(段階464)。また、係数分離
部230は前記M×Mウェーブレット係数のうち前記N×N箇
所の分離位置上の係数を分離する(段階466)。ここで、N
はエンコーディング部20において係数の置換及び組合せ
時に決定され、0.5M以下であることが望ましい。逆離散
ウェーブレット変換部232は前記N×Nウェーブレット係
数を逆離散ウェーブレット変換することで復元されたシ
グナチュア映像を出力する(段階468)。復元されたシグ
ナチュア映像は原本ホスト映像に該当するウェーブレッ
ト係数のうち重要度の高い係数によって復元された映像
なので、原本ホスト映像に近い映像である。
使用してMより小さな所定の正の整数をNとする際、N×N
箇所の分離位置を設定する(段階464)。また、係数分離
部230は前記M×Mウェーブレット係数のうち前記N×N箇
所の分離位置上の係数を分離する(段階466)。ここで、N
はエンコーディング部20において係数の置換及び組合せ
時に決定され、0.5M以下であることが望ましい。逆離散
ウェーブレット変換部232は前記N×Nウェーブレット係
数を逆離散ウェーブレット変換することで復元されたシ
グナチュア映像を出力する(段階468)。復元されたシグ
ナチュア映像は原本ホスト映像に該当するウェーブレッ
ト係数のうち重要度の高い係数によって復元された映像
なので、原本ホスト映像に近い映像である。
【００２２】映像スケール変換部234は復元されたシグ
ナチュア映像のスケールをホスト映像のスケールに変換
する(段階470)。このようにスケールが変換されたシグ
ナチュア映像はホスト映像として設定される。最後に、
映像選択部236は論理"ハイ"の制御信号に応答してスケ
ールが拡大されたシグナチュア映像を選択し、論理"ロ
ー"の制御信号に応答して復元されたホスト映像を選択
して出力する。
ナチュア映像のスケールをホスト映像のスケールに変換
する(段階470)。このようにスケールが変換されたシグ
ナチュア映像はホスト映像として設定される。最後に、
映像選択部236は論理"ハイ"の制御信号に応答してスケ
ールが拡大されたシグナチュア映像を選択し、論理"ロ
ー"の制御信号に応答して復元されたホスト映像を選択
して出力する。
【００２３】従って、デコーディング部22は復元された
ホスト映像の品質が所定基準以上ならば合成されたホス
ト映像をホスト映像として設定(段階44)して出力する。
反面に、復元されたホスト映像の品質が所定基準未満な
らばホスト映像内に秘蔵されているシグナチュア映像を
復元し、復元されたシグナチュア映像をホスト映像とし
て設定(段階46)して出力する。
ホスト映像の品質が所定基準以上ならば合成されたホス
ト映像をホスト映像として設定(段階44)して出力する。
反面に、復元されたホスト映像の品質が所定基準未満な
らばホスト映像内に秘蔵されているシグナチュア映像を
復元し、復元されたシグナチュア映像をホスト映像とし
て設定(段階46)して出力する。
【００２４】
【発明の効果】前述したような本発明のデジタル映像コ
デック装置及びその方法によれば、激しい雑音性環境か
ら伝送された歪曲されたホスト映像を現在の画面を使用
して補正するために情報の流れが連続的であり、場面が
急に変わる場合にも画面の補正エラーが発生しない。本
発明の実施例に係るコデック装置のエンコーディング部
とデコーディング部は必要に応じて各々デジタル映像コ
ーディング装置とデコーディング装置として具現されう
る。
デック装置及びその方法によれば、激しい雑音性環境か
ら伝送された歪曲されたホスト映像を現在の画面を使用
して補正するために情報の流れが連続的であり、場面が
急に変わる場合にも画面の補正エラーが発生しない。本
発明の実施例に係るコデック装置のエンコーディング部
とデコーディング部は必要に応じて各々デジタル映像コ
ーディング装置とデコーディング装置として具現されう
る。
【００２５】また、本発明に係るデジタル映像コーディ
ング方法とデコーディング方法はコンピュータで実行可
能なプログラムで作成しうる。そして、コンピュータに
おいて使用される媒体から前記プログラムを動作させる
汎用ディジタルコンピューターで具現されうる。前記媒
体はフロッピーディスクやハードディスクのような磁気
記録媒体、CD-ROMやDVDのような光記録媒体及びインタ
ーネットのような放送媒体を含む。また、このような機
能的なプログラム、コード及びコードセグメントは本発
明が属する技術分野のプログラマーにより容易に推論さ
れうる。
ング方法とデコーディング方法はコンピュータで実行可
能なプログラムで作成しうる。そして、コンピュータに
おいて使用される媒体から前記プログラムを動作させる
汎用ディジタルコンピューターで具現されうる。前記媒
体はフロッピーディスクやハードディスクのような磁気
記録媒体、CD-ROMやDVDのような光記録媒体及びインタ
ーネットのような放送媒体を含む。また、このような機
能的なプログラム、コード及びコードセグメントは本発
明が属する技術分野のプログラマーにより容易に推論さ
れうる。
【図１】 ウォーターマーキングされた映像を生成し、
そのウォーターマーキングされた映像からシグナチュア
映像を抽出するデジタル映像コデック装置の概念を示す
ブロック図である。
そのウォーターマーキングされた映像からシグナチュア
映像を抽出するデジタル映像コデック装置の概念を示す
ブロック図である。
【図２】 本発明の実施例に係るデジタル映像コデック
装置の構造を示すブロック図である。
装置の構造を示すブロック図である。
【図３】 本発明の実施例に係るデジタル映像コーディ
ング方法の主要段階を示す流れ図である。
ング方法の主要段階を示す流れ図である。
【図４】 本発明の実施例に係るデジタル映像デコーデ
ィング方法の主要段階を示す流れ図である。
ィング方法の主要段階を示す流れ図である。
２０ エンコーディング部
２２ デコーディング部
２０２ 離散ウェーブレット変換部
２０４ 重要係数抽出部
２０６ 擬似ランダムナンバー生成部
２０８ 係数置換/組合せ部
２１０ 逆離散ウェーブレット変換部
２１２ 圧縮部
２２２ 伸張部
２２４ 映像品質評価部
２２６ 離散ウェーブレット変換部
２２８ 擬似ランダムナンバー生成部
２３０ 係数分離部
２３２ 逆離散ウェーブレット変換部
２３４ 映像スケール変換部
２３６ 映像選択部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 1/387,7/133
Claims (12)
- 【請求項１】 ウォーターマーキングを使用するデジタ
ル映像コーディング装置において、 伝送されるホスト映像を離散ウェーブレット変換するこ
とによって所定の正の整数をMとする際、M×Mウェーブ
レット係数を出力する離散ウェーブレット変換部と、 前記M×Mウェーブレット係数のうち重要度の高い所定比
率の係数を抽出する重要係数抽出部と、 暗号コードに該当する規則によってランダムナンバーを
生成する擬似ランダムナンバー生成部と、 前記ランダムナンバーを使用してMより小さな所定の正
の整数をNとする際、N×N箇所の置換位置を示す置換位
置情報を求め、前記M×Mウェーブレット係数のうち前記
置換位置情報に示されたN×N箇所の置換位置上の係数を
N×N個の重要ウェーブレット係数に各々置換する係数置
換部とを含むことを特徴とするデジタル映像コーディン
グ装置。 - 【請求項２】 置換えられたM×Mウェーブレット係数を
逆離散ウェーブレット変換することによって合成された
ホスト映像を生成する逆離散ウェーブレット変換部と、 前記合成されたホスト映像と前記暗号コードとを圧縮し
てビットストリームを出力する圧縮部とをさらに含むこ
とを特徴とする請求項１に記載のデジタル映像コーディ
ング装置。 - 【請求項３】 前記Nは0.5M以下であることを特徴とす
る請求項１に記載のデジタル映像コーディング装置。 - 【請求項４】 ウォーターマーキングを使用してコーデ
ィングされたビットストリームをデコーディングするデ
ジタル映像デコーディング装置において、 前記ビットストリームを伸張させてホスト映像と所定の
暗号コードを復元する伸張部と、 復元されたホスト映像の映像品質を評価して前記復元さ
れたホスト映像が基準品質未満ならば第1論理状態とな
り、そうでなければ第2論理状態となる制御信号を出力
する映像品質評価部と、 第1論理状態の制御信号に応答して前記復元されたホス
ト映像を離散ウェーブレット変換することによって所定
の正の整数をMとする際、M×Mウェーブレット係数を出
力する離散ウェーブレット変換部と、 前記復元された暗号コードに該当する規則に応じてラン
ダムナンバーを生成する擬似ランダムナンバー生成部
と、 前記ランダムナンバーを使用してMより小さな所定の正
の整数をNとする際、N×N箇所の置換位置を示す分離位
置情報を求め、前記M×Mウェーブレット係数のうち前記
分離位置情報に示されたN×N箇所の置換位置上の係数を
分離する係数分離部と、前記 N × N 箇所の置換位置上の係数 を逆離散ウェーブレッ
ト変換することによって復元されたシグナチュア映像を
出力する逆離散ウェーブレット変換部と、 復元されたシグナチュア映像のスケールをホスト映像の
スケールに拡大させる映像スケール変換部と、 第1論理状態の制御信号に応答してスケールが拡大され
たシグナチュア映像を選択し、第2論理状態の制御信号
に応答して復元されたホスト映像を選択して出力する映
像選択部とを含み、 前記シグナチュア映像は、原本ホスト映像を離散ウェー
ブレット変換することによって得られるウェーブレット
係数のうち、重要度の高い所定比率の係数を逆離散ウェ
ーブレット変換することによって復元される ことを特徴
とするデジタル映像デコーディング装置。 - 【請求項５】 前記Nは0.5M以下であることを特徴とす
る請求項4に記載のデジタル映像コーディング装置。 - 【請求項６】 ウォーターマーキングを使用するデジタ
ル映像コデック装置において、 伝送されるホスト映像を離散ウェーブレット変換するこ
とによって所定の正の整数をMとする際、M×Mウェーブ
レット係数を出力する第1離散ウェーブレット変換部
と、 前記M×Mウェーブレット係数のうち重要度の高い所定の
比率の係数を抽出する重要係数抽出部と、 暗号コードに該当する規則に応じてランダムナンバーを
生成する第1擬似ランダムナンバー生成部と、 前記ランダムナンバーを使用してMより小さな所定の正
の整数をNとする際、N×N箇所の置換位置を示す置換位
置情報を求め、前記M×Mウェーブレット係数のうち前記
置換位置情報に示されたN×N箇所の置換位置上の係数を
N×N個の重要ウェーブレット係数に各々置換する係数置
換部と、 置換えられたM×Mウェーブレット係数を逆離散ウェーブ
レット変換することで合成されたホスト映像を生成する
逆離散ウェーブレット変換部と、 前記合成されたホスト映像と前記暗号コードを圧縮して
ビットストリームを出力する圧縮部と、 圧縮されたビットストリームを伸張させてホスト映像と
所定の暗号コードを復元する伸張部と、 復元されたホスト映像の映像品質を評価して前記復元さ
れたホスト映像が基準品質未満ならば第1論理状態とな
り、そうでなければ第2論理状態となる制御信号を出力
する映像品質評価部と、 第1論理状態の制御信号に応答して前記復元されたホス
ト映像を離散ウェーブレット変換することで所定の正の
整数をMとする際、M×Mウェーブレット係数を出力する
離散ウェーブレット変換部と、 前記復元された暗号コードに該当する規則に応じてラン
ダムナンバーを生成する擬似ランダムナンバー生成部
と、 前記ランダムナンバーを使用してMより小さな所定の正
の整数をNとする際、N×N箇所の置換位置を示す分離位
置情報を求め、前記M×Mウェーブレット係数のうち前記
分離位置情報に示されたN×N箇所の置換位置上の係数を
分離する係数分離部と、前記 N × N 箇所の置換位置上の係数 を逆離散ウェーブレッ
ト変換することでシグナチュア映像を出力する第2逆離
散ウェーブレット変換部と、 復元されたシグナチュア映像のスケールをホスト映像の
スケールに拡大させる映像スケール変換部と、 第1論理状態の制御信号に応答してスケールが拡大され
たシグナチュア映像を選択し、第2論理状態の制御信号
に応答して復元されたホスト映像を選択して出力する映
像選択部とを含むことを特徴とするデジタル映像コデッ
ク装置。 - 【請求項７】 ウォーターマーキングを使用するデジタ
ル映像コーディング方法において、 (a) 伝送されるホスト映像を離散ウェーブレット変換す
ることで所定の正の整数をMとする際、M×Mウェーブレ
ット係数を求める段階と、 (b) 前記M×Mウェーブレット係数のうち重要度の高い所
定の比率の係数を抽出する段階と、 (c) 暗号コードに該当する規則に応じてランダムナンバ
ーを生成する段階と、 (d) 前記ランダムナンバーを使用してMより小さな所定
の正の整数をNとする際、N×N箇所の置換位置を示す置
換位置情報を求める段階と、 (e) 前記M×Mウェーブレット係数のうち前記置換位置情
報に示されたN×N箇所の置換位置上の係数をN×N個の重
要ウェーブレット係数に各々置換する段階とを含むこと
を特徴とするデジタル映像コーディング方法。 - 【請求項８】 (f) 置換えられたM×Mウェーブレット係
数を逆離散ウェーブレット変換することで合成されたホ
スト映像を生成する段階と、 (g) 前記合成されたホスト映像と前記暗号コードを圧縮
する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項7に記
載のデジタル映像コーディング方法。 - 【請求項９】 前記Nは0.5M以下であることを特徴とす
る請求項7に記載のデジタル映像コーディング方法。 - 【請求項１０】 ウォーターマーキングを使用してコー
ディングされたビットストリームをデコーディングする
デジタル映像デコーディング方法において、 (a) 合成されたホスト映像の品質を評価してその品質が
所定基準以上なのかを決定する段階と、 (b) 前記(a)段階においてホスト映像の品質が所定基準
以上であると決定されると合成されたホスト映像をホス
ト映像として設定する段階と、 (c) 前記(a)段階においてホスト映像の品質が所定基準
未満であると決定されると合成されたホスト映像内に秘
蔵されているシグナチュア映像をホスト映像として設定
する段階とを含み、 前記シグナチュア映像は、原本ホスト映像を離散ウェー
ブレット変換することによって得られるウェーブレット
係数のうち、重要度の高い所定比率の係数を逆離散ウェ
ーブレット変換することによって復元される ことを特徴
とするデジタル映像デコーディング方法。 - 【請求項１１】 前記ビットストリームを伸張させて合
成されたホスト映像と所定の暗号コードを復元する段階
とをさらに含むことを特徴とする請求項10に記載のデジ
タル映像デコーディング方法。 - 【請求項１２】 前記(c)段階は、 復元されたホスト映像を離散ウェーブレット変換するこ
とで所定の正の整数をMとする際、M×Mウェーブレット
係数を求める段階と、 前記復元された暗号コードに該当する規則に応じてラン
ダムナンバーを生成する段階と、 前記ランダムナンバーを使用してMより小さな所定の正
の整数をNとする際、N×N箇所の置換位置を示す分離位
置情報を求める段階と、 前記M×Mウェーブレット係数のうち前記分離位置情報に
示されたN×N箇所の置換位置上の係数を分離する段階
と、前記 N × N 箇所の置換位置上の係数 を逆離散ウェーブレッ
ト変換することでシグナチュア映像を復元する段階と、 復元されたシグナチュア映像のスケールをホスト映像の
スケールに変換する段階と、 変換されたシグナチュア映像をホスト映像として設定す
る段階とを含むことを特徴とする請求項10に記載のデジ
タル映像デコーディング方法。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US9154098P | 1998-07-01 | 1998-07-01 | |
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|---|---|
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Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR (1) | KR100292359B1 (ja) |
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- 1999-06-25 KR KR1019990024294A patent/KR100292359B1/ko not_active IP Right Cessation
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