JP3524693B2 - 情報付加装置および付加情報再生装置 - Google Patents
情報付加装置および付加情報再生装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、与えられた付加
情報が埋込まれた画像情報を出力する情報付加装置およ
び画像情報中に埋込まれた付加情報を再生するための付
加情報再生装置に関する。
情報が埋込まれた画像情報を出力する情報付加装置およ
び画像情報中に埋込まれた付加情報を再生するための付
加情報再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像情報信号の記録および再生の高性能
化や多機能化を実現するために、画像情報信号をデジタ
ル化することが広く行なわれている。しかしながら、デ
ジタル化された画像情報は、複製することが簡単であ
り、しかも複製による画像劣化が事実上無視できるとい
う特徴を有する。このことは、逆に画像情報を創作した
著作者の保有する著作権の保護が十分に行なえないおそ
れがあるということを意味する。
化や多機能化を実現するために、画像情報信号をデジタ
ル化することが広く行なわれている。しかしながら、デ
ジタル化された画像情報は、複製することが簡単であ
り、しかも複製による画像劣化が事実上無視できるとい
う特徴を有する。このことは、逆に画像情報を創作した
著作者の保有する著作権の保護が十分に行なえないおそ
れがあるということを意味する。
【０００３】上記のような問題に対処するために、１９
９４年画像符号化シンポジウム予稿集ｐｐ．１７−ｐ
ｐ．１８には、文書に付加情報を埋込む方法がいくつか
紹介されている。
９４年画像符号化シンポジウム予稿集ｐｐ．１７−ｐ
ｐ．１８には、文書に付加情報を埋込む方法がいくつか
紹介されている。
【０００４】また、電子情報通信学会情報セキュリティ
研究会技術報告ＩＳＥＣ９４−５８（１９９５−０３）
「著作権保護機能を有する文書画像データの構成方法」
（松谷、稲葉、若杉、笠原）には、画像に付加情報を埋
込むことで、画像情報の複写を行なう際に、著作権セン
ターとの間で、複写の許可を得るシステムの構成が提案
されている。
研究会技術報告ＩＳＥＣ９４−５８（１９９５−０３）
「著作権保護機能を有する文書画像データの構成方法」
（松谷、稲葉、若杉、笠原）には、画像に付加情報を埋
込むことで、画像情報の複写を行なう際に、著作権セン
ターとの間で、複写の許可を得るシステムの構成が提案
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記電子情報通信学会
情報セキュリティ研究会技術報告に掲載された画像情報
中に付加情報を埋込む方法の一例を説明すると以下のと
おりである。
情報セキュリティ研究会技術報告に掲載された画像情報
中に付加情報を埋込む方法の一例を説明すると以下のと
おりである。
【０００６】まず、画像情報中に埋込む付加情報のビッ
ト数に対応して、画像をｍ×ｎのブロックに分割する。
この分割されたブロックに対して、左上から順に付加情
報の各ビットを対応させる。
ト数に対応して、画像をｍ×ｎのブロックに分割する。
この分割されたブロックに対して、左上から順に付加情
報の各ビットを対応させる。
【０００７】このとき、元々の画像情報には、Ｃ＝２M
とおりの輝度値が使われているものとする。付加する情
報のうち、対応するビットが“１”である場合は、その
ブロックのすべての輝度値を以下に示す式に従って、Ｃ
ｄとおりの輝度値のうち最も近いものに変換する。
とおりの輝度値が使われているものとする。付加する情
報のうち、対応するビットが“１”である場合は、その
ブロックのすべての輝度値を以下に示す式に従って、Ｃ
ｄとおりの輝度値のうち最も近いものに変換する。
【０００８】
ｔ≡ｂｍｏｄ（Ｃ／Ｃｄ） …（１）
ｂ′＝ｂ−ｔ（０≦ｔ≦Ｃｄ／２Ｃ）
ｂ＋ｔ（Ｃｄ／２Ｃ≦ｔ≦Ｃｄ／Ｃ） …（２）
ただし、上記式（１）および（２）において、ｂは対応
ビットが“１”のブロックに含まれる画素の輝度値を、
ｂ′はその画素に対する新しい輝度値を示している。以
上の操作により、Ｃ個の値からなる輝度値で表現された
画像の一部分が、Ｃｄ個の輝度値で表現された画像に劣
化することになる。一方、対応するビットが“０”の場
合は、そのブロックには何ら操作を加えないものとす
る。
ビットが“１”のブロックに含まれる画素の輝度値を、
ｂ′はその画素に対する新しい輝度値を示している。以
上の操作により、Ｃ個の値からなる輝度値で表現された
画像の一部分が、Ｃｄ個の輝度値で表現された画像に劣
化することになる。一方、対応するビットが“０”の場
合は、そのブロックには何ら操作を加えないものとす
る。
【０００９】以上のようにして、各ブロックごとに画像
を表現する輝度値の階調を変化させることで、主観的に
は画像の劣化をほとんど招くことなく画像情報中に付加
情報を埋込むことが可能となる。
を表現する輝度値の階調を変化させることで、主観的に
は画像の劣化をほとんど招くことなく画像情報中に付加
情報を埋込むことが可能となる。
【００１０】しかしながら、以上説明したような従来の
画像情報中への付加情報の埋込みでは、本質的に画素ご
とに付加情報の埋込みのための操作を行なうことが必要
となる。このため、画像情報中に効率よく付加情報を埋
込むことが困難であるという問題点があった。
画像情報中への付加情報の埋込みでは、本質的に画素ご
とに付加情報の埋込みのための操作を行なうことが必要
となる。このため、画像情報中に効率よく付加情報を埋
込むことが困難であるという問題点があった。
【００１１】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、その目的は、与えられた付加
情報を画像情報中に効率的に埋め込むことが可能な情報
付加装置を提供することである。
るためになされたもので、その目的は、与えられた付加
情報を画像情報中に効率的に埋め込むことが可能な情報
付加装置を提供することである。
【００１２】この発明の他の目的は、埋め込まれた付加
情報を第三者が改ざんすることが困難な情報付加装置を
提供することである。
情報を第三者が改ざんすることが困難な情報付加装置を
提供することである。
【００１３】この発明のさらに他の目的は、画像情報中
に埋め込まれた付加情報を効率的に読み出すことが可能
な付加情報再生装置を提供することである。
に埋め込まれた付加情報を効率的に読み出すことが可能
な付加情報再生装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の情報付加
装置は、画像情報中に付加情報を埋込む情報付加装置で
あって、外部から入力された前記画像情報に対応する画
像情報信号をｋ次元ベクトル（ｋ：自然数）からなる複
数のブロックに分割し、互いに異なる複数のｋ次元コー
ドブックのうち、前記付加情報に応じて選択されたコー
ドブックに基づいて、前記各ブロックごとにベクトル量
子化する符号埋込手段と、前記符号埋込手段の出力を受
けて、画像情報信号に変換するデコード手段とを備え、
前記符号埋込手段は、互いに異なる複数の前記コードブ
ックを記憶する記憶手段と、外部からの前記付加情報に
応じて、前記複数のコードブックのうち、対応するコー
ドブックを選択する選択手段と、前記選択されたコード
ブックに基づいて、入力される画像情報信号をベクトル
量子化するベクトル量子化手段とを含む。
装置は、画像情報中に付加情報を埋込む情報付加装置で
あって、外部から入力された前記画像情報に対応する画
像情報信号をｋ次元ベクトル（ｋ：自然数）からなる複
数のブロックに分割し、互いに異なる複数のｋ次元コー
ドブックのうち、前記付加情報に応じて選択されたコー
ドブックに基づいて、前記各ブロックごとにベクトル量
子化する符号埋込手段と、前記符号埋込手段の出力を受
けて、画像情報信号に変換するデコード手段とを備え、
前記符号埋込手段は、互いに異なる複数の前記コードブ
ックを記憶する記憶手段と、外部からの前記付加情報に
応じて、前記複数のコードブックのうち、対応するコー
ドブックを選択する選択手段と、前記選択されたコード
ブックに基づいて、入力される画像情報信号をベクトル
量子化するベクトル量子化手段とを含む。
【００１５】
【００１６】請求項２記載の情報付加装置Ｆ、請求項１
記載の情報付加装置の構成に加えて、符号埋込手段は、
外部からの付加情報を受けて暗号化した後、誤り訂正符
号を付加して出力する情報暗号化手段をさらに含み、選
択手段は、情報暗号化手段の出力に応じて、対応するコ
ードブックを選択する。
記載の情報付加装置の構成に加えて、符号埋込手段は、
外部からの付加情報を受けて暗号化した後、誤り訂正符
号を付加して出力する情報暗号化手段をさらに含み、選
択手段は、情報暗号化手段の出力に応じて、対応するコ
ードブックを選択する。
【００１７】請求項３記載の情報付加装置は、請求項２
記載の情報付加装置の構成において、情報暗号化手段
は、公開鍵暗号方式により付加情報を暗号化する。
記載の情報付加装置の構成において、情報暗号化手段
は、公開鍵暗号方式により付加情報を暗号化する。
【００１８】請求項４記載の情報付加装置は、請求項３
記載の情報付加装置の構成において、付加情報は、画像
情報の出所を示す情報である。
記載の情報付加装置の構成において、付加情報は、画像
情報の出所を示す情報である。
【００１９】請求項５記載の付加情報再生装置は、画像
情報中に埋込まれた付加情報を再生する付加情報再生装
置であって、画像情報に対応する画像情報信号がｋ次元
ベクトル（ｋ：自然数）からなる複数のブロックに分割
され、互いに異なる複数のｋ次元コードブックのうち付
加情報に応じて選択されたコードブックに基づいて、各
ブロックごとにベクトル量子化により復号化された後、
再変換されることで付加情報が埋込まれた画像情報信号
を受けて、複数のコードブックに基づいて符号化するベ
クトル量子化手段と、ベクトル量子化手段の出力を受け
て、対応するｋ次元ベクトルがいずれのコードブックに
属するかを判定することにより、付加情報を出力するデ
コード手段とを備える。
情報中に埋込まれた付加情報を再生する付加情報再生装
置であって、画像情報に対応する画像情報信号がｋ次元
ベクトル（ｋ：自然数）からなる複数のブロックに分割
され、互いに異なる複数のｋ次元コードブックのうち付
加情報に応じて選択されたコードブックに基づいて、各
ブロックごとにベクトル量子化により復号化された後、
再変換されることで付加情報が埋込まれた画像情報信号
を受けて、複数のコードブックに基づいて符号化するベ
クトル量子化手段と、ベクトル量子化手段の出力を受け
て、対応するｋ次元ベクトルがいずれのコードブックに
属するかを判定することにより、付加情報を出力するデ
コード手段とを備える。
【００２０】
［実施の形態１］図１は、本発明の実施の形態１の情報
付加装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
付加装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
【００２１】情報付加装置１００は、ｍ個のｋ次元のベ
クトルに分割された画像情報２を受けて、ｋ次元ベクト
ル量子化を行なうベクトル量子化器１０と、外部から与
えられた付加情報、たとえば個々の画像情報に対する著
作権の所有者を示す識別情報（以下、ＩＤ情報と呼ぶ）
を受けて、選択信号を出力する付加情報識別器１６と、
ｋ次元ベクトル量子化を行なうための互いに異なるコー
ドブック１、コードブック２、…、コードブック２n を
含むコードブック群を記憶するメモリ１２と、選択信号
に応じて、対応するコードブックを選択するセレクタ１
８と、選択されたコードブックに基づいて、ベクトル量
子化器１０においてベクトル量子化された画像情報を受
けて、対応するコードブックに基づいて、再びｋ次元の
画像情報信号に変換するデコーダ１４とを含む。
クトルに分割された画像情報２を受けて、ｋ次元ベクト
ル量子化を行なうベクトル量子化器１０と、外部から与
えられた付加情報、たとえば個々の画像情報に対する著
作権の所有者を示す識別情報（以下、ＩＤ情報と呼ぶ）
を受けて、選択信号を出力する付加情報識別器１６と、
ｋ次元ベクトル量子化を行なうための互いに異なるコー
ドブック１、コードブック２、…、コードブック２n を
含むコードブック群を記憶するメモリ１２と、選択信号
に応じて、対応するコードブックを選択するセレクタ１
８と、選択されたコードブックに基づいて、ベクトル量
子化器１０においてベクトル量子化された画像情報を受
けて、対応するコードブックに基づいて、再びｋ次元の
画像情報信号に変換するデコーダ１４とを含む。
【００２２】すなわち、入力された画像情報２は、情報
付加装置１００において、付加情報に従って選択された
コードブックに基づいてベクトル量子化された後、再び
画像情報信号に再変換されて、画像情報データ４として
出力されることになる。
付加装置１００において、付加情報に従って選択された
コードブックに基づいてベクトル量子化された後、再び
画像情報信号に再変換されて、画像情報データ４として
出力されることになる。
【００２３】以下の説明で明らかとなるように、変換さ
れた画像情報４には、付加情報が埋込まれており、画像
情報４に基づいて、埋込まれた付加情報を取出すことが
可能となる。
れた画像情報４には、付加情報が埋込まれており、画像
情報４に基づいて、埋込まれた付加情報を取出すことが
可能となる。
【００２４】なお、以上の説明では、入力される画像情
報をｍ個のｋ次元ベクトルに分割して付加情報を埋込む
場合について説明したが、たとえば、従来の付加情報埋
込方法と同様に、まず、入力される画像情報をｎ１×ｎ
２個のブロックに分割した後、各ブロックごとにｍ個の
ｋ次元ベクトルに分割して情報付加装置１００により付
加情報を埋込む構成とすることも可能である。この場合
は、ｎ１×ｎ２個のブロックごとに埋込まれた情報が、
全体として付加情報を表わすことになる。
報をｍ個のｋ次元ベクトルに分割して付加情報を埋込む
場合について説明したが、たとえば、従来の付加情報埋
込方法と同様に、まず、入力される画像情報をｎ１×ｎ
２個のブロックに分割した後、各ブロックごとにｍ個の
ｋ次元ベクトルに分割して情報付加装置１００により付
加情報を埋込む構成とすることも可能である。この場合
は、ｎ１×ｎ２個のブロックごとに埋込まれた情報が、
全体として付加情報を表わすことになる。
【００２５】以下では、図１に示した情報付加装置の動
作についてより詳しく説明する。まず、情報付加装置１
００中のベクトル量子化器１０の動作について説明す
る。
作についてより詳しく説明する。まず、情報付加装置１
００中のベクトル量子化器１０の動作について説明す
る。
【００２６】図２は、ベクトル量子化を行なう際の量子
化の概念を示す模式図である。まず、入力画像信号系列
は、ｋ個ごとにブロッキングされて、ｋ次元の入力ベク
トルＸ＝（ｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘk ）に変換される。
化の概念を示す模式図である。まず、入力画像信号系列
は、ｋ個ごとにブロッキングされて、ｋ次元の入力ベク
トルＸ＝（ｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘk ）に変換される。
【００２７】Ｘを含む多次元信号空間Ｒk において、Ｎ
個の代表点Ｙｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）が用意されてい
るとき、ベクトル量子化は、Ｘから最も近距離にある代
表点Ｙｉへの写像として表現される。
個の代表点Ｙｉ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）が用意されてい
るとき、ベクトル量子化は、Ｘから最も近距離にある代
表点Ｙｉへの写像として表現される。
【００２８】図２においては、多次元信号空間Ｒk が複
数の部分空間Ｒｉに分割され、各部分空間Ｒｉごとに代
表点が存在している様子を表現している。
数の部分空間Ｒｉに分割され、各部分空間Ｒｉごとに代
表点が存在している様子を表現している。
【００２９】ここで、代表点Ｙｉに対応するベクトルを
出力ベクトルと呼び、この出力ベクトルの集合［Ｙ1 ，
Ｙ2 ，…，ＹN ］を、ベクトル量子化におけるコードブ
ックと呼ぶ。
出力ベクトルと呼び、この出力ベクトルの集合［Ｙ1 ，
Ｙ2 ，…，ＹN ］を、ベクトル量子化におけるコードブ
ックと呼ぶ。
【００３０】以下では、より説明を簡単にするために、
信号空間として２次元の空間を考え、この信号空間Ｒ2
において、２種類の互いに異なるコードブックが存在す
る場合について説明することにする。
信号空間として２次元の空間を考え、この信号空間Ｒ2
において、２種類の互いに異なるコードブックが存在す
る場合について説明することにする。
【００３１】図３は、２次元の信号空間Ｒ2 における部
分空間とそれに対応する代表点の配置を示す。
分空間とそれに対応する代表点の配置を示す。
【００３２】ここで、さらに、説明を簡単にするため
に、入力ベクトルＸとしては、図３中の点線で囲まれた
正方領域内のものだけについて考えることにする。
に、入力ベクトルＸとしては、図３中の点線で囲まれた
正方領域内のものだけについて考えることにする。
【００３３】図３においては、コードブック１に含まれ
る代表点を黒丸で、コードブック２に含まれる代表点を
白丸で表現している。
る代表点を黒丸で、コードブック２に含まれる代表点を
白丸で表現している。
【００３４】ここで、たとえばコードブック１は、図１
に示した情報付加装置に対して、付加情報として“０”
が入力された場合に選択されるものとし、コードブック
２は、付加情報として“１”が入力されたときに選択さ
れるものとする。
に示した情報付加装置に対して、付加情報として“０”
が入力された場合に選択されるものとし、コードブック
２は、付加情報として“１”が入力されたときに選択さ
れるものとする。
【００３５】まず、図３においては、付加情報として
“０”が入力され、対応するコードブックが選択されて
いるものとする。すなわち、２次元信号空間Ｒ2 におい
て、黒丸で示した代表点からなるコードブックが選択さ
れている。
“０”が入力され、対応するコードブックが選択されて
いるものとする。すなわち、２次元信号空間Ｒ2 におい
て、黒丸で示した代表点からなるコードブックが選択さ
れている。
【００３６】コードブック１に含まれる出力ベクトルを
Ｙ11，Ｙ12，Ｙ13，Ｙ14とする。このとき、入力ベクト
ルＸは、ベクトル量子化器１０により、入力ベクトルＸ
に対して最も近距離に存在する代表点に対応する出力ベ
クトルＹ11に量子化される。
Ｙ11，Ｙ12，Ｙ13，Ｙ14とする。このとき、入力ベクト
ルＸは、ベクトル量子化器１０により、入力ベクトルＸ
に対して最も近距離に存在する代表点に対応する出力ベ
クトルＹ11に量子化される。
【００３７】このベクトル量子化器１０での量子化結果
を受けて、デコーダ１４は対応する画像信号としてベク
トル値Ｙ11を出力することになる。
を受けて、デコーダ１４は対応する画像信号としてベク
トル値Ｙ11を出力することになる。
【００３８】図４は、付加情報として“１”が入力さ
れ、コードブック２が選択されている場合の、情報付加
装置１００の動作を説明する概念図である。
れ、コードブック２が選択されている場合の、情報付加
装置１００の動作を説明する概念図である。
【００３９】コードブック２に含まれる出力ベクトルを
Ｙ21，Ｙ22，Ｙ23，Ｙ24で表わす。入力ベクトルＸとし
て、図３に示したものと同じベクトルが入力された場
合、コードブック２が選択されているため、この入力ベ
クトルＸは、最も近距離にある代表点に対応する出力ベ
クトルＹ21に量子化される。
Ｙ21，Ｙ22，Ｙ23，Ｙ24で表わす。入力ベクトルＸとし
て、図３に示したものと同じベクトルが入力された場
合、コードブック２が選択されているため、この入力ベ
クトルＸは、最も近距離にある代表点に対応する出力ベ
クトルＹ21に量子化される。
【００４０】この場合は、デコーダ１４は、このベクト
ル量子化器１０から出力される量子化結果に応じて、対
応するベクトル値を画像情報信号として出力する。
ル量子化器１０から出力される量子化結果に応じて、対
応するベクトル値を画像情報信号として出力する。
【００４１】すなわち、全く同一の画像情報信号が入力
された場合でも、付加情報信号に応じて、ベクトル量子
化結果は、異なった出力ベクトルに対応することとな
る。
された場合でも、付加情報信号に応じて、ベクトル量子
化結果は、異なった出力ベクトルに対応することとな
る。
【００４２】したがって、出力された画像情報信号４に
ついて、ｍ個のｋ次元ベクトルが、コードブック１に含
まれる出力ベクトルによりベクトル量子化されている
か、コードブック２に含まれる出力ベクトルによりベク
トル量子化されているかを判定することで、画像情報信
号４に埋込まれた付加情報を再生することが可能とな
る。
ついて、ｍ個のｋ次元ベクトルが、コードブック１に含
まれる出力ベクトルによりベクトル量子化されている
か、コードブック２に含まれる出力ベクトルによりベク
トル量子化されているかを判定することで、画像情報信
号４に埋込まれた付加情報を再生することが可能とな
る。
【００４３】以上は、説明を簡単にするために２次元信
号空間の場合について説明した。図５は、より一般的に
ｋ次元信号空間Ｒk の場合において、ベクトル量子化器
１０、セレクタ回路１８、デコーダ回路１４の動作を説
明する概念図である。
号空間の場合について説明した。図５は、より一般的に
ｋ次元信号空間Ｒk の場合において、ベクトル量子化器
１０、セレクタ回路１８、デコーダ回路１４の動作を説
明する概念図である。
【００４４】ベクトル量子化器１０は、入力ベクトルＸ
＝（ｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘk ）に対して、付加情報識別器
１６からのデータをもとにセレクタ回路１８が選択した
コードブックに基づいて、Ｘに最も近い出力ベクトルＹ
ｉを選択する。
＝（ｘ1 ，ｘ2 ，…，ｘk ）に対して、付加情報識別器
１６からのデータをもとにセレクタ回路１８が選択した
コードブックに基づいて、Ｘに最も近い出力ベクトルＹ
ｉを選択する。
【００４５】ここで、コードブックは、コードブック１
〜コードブック２n までの２n 個存在しているものとす
る。このとき、たとえば、コードブック１に含まれる出
力ベクトルは［Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，ＹN ］が含まれるもの
とする。他のコードブックについても、同様にＮ個の出
力ベクトルが含まれている。各出力ベクトルＹｉ（ｉ＝
１，２，…，２n Ｎ）は、それぞれｋ次元のベクトルで
あるものとする。
〜コードブック２n までの２n 個存在しているものとす
る。このとき、たとえば、コードブック１に含まれる出
力ベクトルは［Ｙ1 ，Ｙ2 ，…，ＹN ］が含まれるもの
とする。他のコードブックについても、同様にＮ個の出
力ベクトルが含まれている。各出力ベクトルＹｉ（ｉ＝
１，２，…，２n Ｎ）は、それぞれｋ次元のベクトルで
あるものとする。
【００４６】ベクトル量子化器１０は、量子化の結果、
対応する出力ベクトルの番号である符号ｉを出力する。
これを受けて、デコーダ１４は、Ｙｉを選択して、出力
ベクトルとして、Ｙｉ＝（ｙi1，ｙi2，…ｙik）を出力
する。
対応する出力ベクトルの番号である符号ｉを出力する。
これを受けて、デコーダ１４は、Ｙｉを選択して、出力
ベクトルとして、Ｙｉ＝（ｙi1，ｙi2，…ｙik）を出力
する。
【００４７】以上の動作により、入力ベクトルＸ＝（ｘ
1 ，ｘ2 ，…，ｘk ）は、出力ベクトルＹｉ＝（ｙi1，
ｙi2，…ｙik）に変換されることになる。
1 ，ｘ2 ，…，ｘk ）は、出力ベクトルＹｉ＝（ｙi1，
ｙi2，…ｙik）に変換されることになる。
【００４８】図６は、以上説明した画像情報信号への付
加情報の埋込動作を説明するフローチャートである。
加情報の埋込動作を説明するフローチャートである。
【００４９】まずベクトル量子化器１０は、入力された
画像信号をｋ次元ベクトルに分割する（ステップＳ１
０）。
画像信号をｋ次元ベクトルに分割する（ステップＳ１
０）。
【００５０】一方、付加情報識別器１６は入力された付
加情報に応じて、選択信号を出力し、この選択信号に応
じて、セレクタ回路１８は、２n 個のコードブックのう
ちの１つを選択する（ステップＳ１２）。
加情報に応じて、選択信号を出力し、この選択信号に応
じて、セレクタ回路１８は、２n 個のコードブックのう
ちの１つを選択する（ステップＳ１２）。
【００５１】この選択されたコードブックに基づいて、
ベクトル量子化器１０は、各出力ベクトルと入力ベクト
ルのベクトル空間での距離を求め、これらのうちで最も
距離の小さい出力ベクトルのインデックスを出力する
（ステップＳ１４）。
ベクトル量子化器１０は、各出力ベクトルと入力ベクト
ルのベクトル空間での距離を求め、これらのうちで最も
距離の小さい出力ベクトルのインデックスを出力する
（ステップＳ１４）。
【００５２】続いて、デコーダ回路１４は、ベクトル量
子化器１０から出力されたインデックスをもとに、コー
ドブック中に記憶されたベクトルを求め、これに基づい
て入力ベクトルの置換えを行なう。以上の動作により、
ｋ次元ベクトルごとに、入力された画像情報が出力ベク
トルに変換され、これらの出力ベクトルの集合として画
像信号が再構成される（ステップＳ１８）。
子化器１０から出力されたインデックスをもとに、コー
ドブック中に記憶されたベクトルを求め、これに基づい
て入力ベクトルの置換えを行なう。以上の動作により、
ｋ次元ベクトルごとに、入力された画像情報が出力ベク
トルに変換され、これらの出力ベクトルの集合として画
像信号が再構成される（ステップＳ１８）。
【００５３】以上説明したとおり、情報付加装置１００
は、外部から与えられた付加情報に基づいて、複数のコ
ードブックのうちの特定の１つを選択し、これに基づい
て画像情報をベクトル量子化するので、付加情報は、１
つのコードブック中の出力ベクトル全体により表現され
ることになる。したがって、付加情報を画像情報に対し
て主観的に目立たないように埋込むことが可能となる。
また、従来の付加情報埋込方法とは異なり、画素単位で
付加情報の埋込を行なうのではないため、画像情報中へ
の付加情報の埋込をより効率的に行なうことが可能とな
る。
は、外部から与えられた付加情報に基づいて、複数のコ
ードブックのうちの特定の１つを選択し、これに基づい
て画像情報をベクトル量子化するので、付加情報は、１
つのコードブック中の出力ベクトル全体により表現され
ることになる。したがって、付加情報を画像情報に対し
て主観的に目立たないように埋込むことが可能となる。
また、従来の付加情報埋込方法とは異なり、画素単位で
付加情報の埋込を行なうのではないため、画像情報中へ
の付加情報の埋込をより効率的に行なうことが可能とな
る。
【００５４】さらに、特定のビットプレーンに情報が集
中することがないため、たとえば、画像情報に雑音を加
えることで、付加情報を読取不可能とするような攻撃に
対しても耐性がある。つまり、たとえば、著作権情報が
画像情報中に埋込まれている場合、外部からノイズを混
入することで、この画像情報中の著作権情報を識別不能
とすることは困難となる。
中することがないため、たとえば、画像情報に雑音を加
えることで、付加情報を読取不可能とするような攻撃に
対しても耐性がある。つまり、たとえば、著作権情報が
画像情報中に埋込まれている場合、外部からノイズを混
入することで、この画像情報中の著作権情報を識別不能
とすることは困難となる。
【００５５】［実施の形態２］図７は、本発明の実施の
形態２の付加情報再生装置２００の構成を示す概略ブロ
ック図である。
形態２の付加情報再生装置２００の構成を示す概略ブロ
ック図である。
【００５６】付加情報再生装置２００は、付加情報が埋
込まれた画像情報４を受けて、ｋ次元ベクトルごとにベ
クトル量子化を行なうベクトル量子化器１０と、付加情
報を埋込む際に用いられたのと同様の構成を有する２n
個のコードブックを記憶するメモリ１２と、ベクトル量
子化器１０から出力されるインデックスｉを受けて、イ
ンデックスｉに対応する出力ベクトルがいずれのコード
ブックに属するかを判定し、付加情報として出力するデ
コーダ２０とを含む。
込まれた画像情報４を受けて、ｋ次元ベクトルごとにベ
クトル量子化を行なうベクトル量子化器１０と、付加情
報を埋込む際に用いられたのと同様の構成を有する２n
個のコードブックを記憶するメモリ１２と、ベクトル量
子化器１０から出力されるインデックスｉを受けて、イ
ンデックスｉに対応する出力ベクトルがいずれのコード
ブックに属するかを判定し、付加情報として出力するデ
コーダ２０とを含む。
【００５７】図８は、図７に示した付加情報再生装置２
００の動作を説明するフローチャートである。
００の動作を説明するフローチャートである。
【００５８】まず、ベクトル量子化器１０は、付加情報
が埋込まれた画像情報４に対応する画像信号系列をｋ次
元ベクトルごとに、受ける（ステップＳ２１）。ベクト
ル量子化器１０は、コードブック１〜コードブック２n
に基づいて、２n 個のコードブックに含まれるすべての
ベクトルと入力ベクトルのベクトル空間での距離を求
め、このうちで最も距離の小さい出力ベクトルのインデ
ックスｉを出力する（ステップＳ２２）。
が埋込まれた画像情報４に対応する画像信号系列をｋ次
元ベクトルごとに、受ける（ステップＳ２１）。ベクト
ル量子化器１０は、コードブック１〜コードブック２n
に基づいて、２n 個のコードブックに含まれるすべての
ベクトルと入力ベクトルのベクトル空間での距離を求
め、このうちで最も距離の小さい出力ベクトルのインデ
ックスｉを出力する（ステップＳ２２）。
【００５９】デコーダ２０は、ベクトル量子化器１０か
ら出力されたインデックスｉを受けて、このインデック
スｉに対応する出力ベクトルが２n 個のコードブックの
いずれに含まれているかを求め、この情報を付加情報と
して再生する（ステップＳ２３）。
ら出力されたインデックスｉを受けて、このインデック
スｉに対応する出力ベクトルが２n 個のコードブックの
いずれに含まれているかを求め、この情報を付加情報と
して再生する（ステップＳ２３）。
【００６０】すなわち、付加情報再生装置２００は、画
像情報４がいずれのコードブックに基づいてベクトル量
子化されているかを検出することで、埋込まれた付加情
報を抽出することができる。
像情報４がいずれのコードブックに基づいてベクトル量
子化されているかを検出することで、埋込まれた付加情
報を抽出することができる。
【００６１】このとき、実施の形態１で述べたように、
たとえば付加情報が埋込まれる画像情報がｎ１×ｎ２個
のブロックに分割され、各ブロックごとに情報が埋込ま
れている場合は、付加情報再生装置２００は、ｎ１×ｎ
２個の情報の集合として付加情報を再生することにな
る。
たとえば付加情報が埋込まれる画像情報がｎ１×ｎ２個
のブロックに分割され、各ブロックごとに情報が埋込ま
れている場合は、付加情報再生装置２００は、ｎ１×ｎ
２個の情報の集合として付加情報を再生することにな
る。
【００６２】以上のようにして、画像情報中に埋込まれ
た付加情報を、画素ごとに検出し再生するのではなく、
ベクトル量子化がいずれのコードブックに基づいて行な
われているかを検出することのみで、付加情報の再生が
行なわれるので、効率よく付加情報の再生を行なうこと
が可能となる。
た付加情報を、画素ごとに検出し再生するのではなく、
ベクトル量子化がいずれのコードブックに基づいて行な
われているかを検出することのみで、付加情報の再生が
行なわれるので、効率よく付加情報の再生を行なうこと
が可能となる。
【００６３】［実施の形態３］実施の形態１の情報付加
装置１００では、付加情報をそのままの形で画像情報中
に埋込むことが行なわれた。しかしながら、付加情報の
再生において、誤りが発生する場合を考慮すると、単に
付加情報をそのまま埋込むのではなく、付加情報に誤り
訂正符号を付加した上で埋込むことが望ましい。
装置１００では、付加情報をそのままの形で画像情報中
に埋込むことが行なわれた。しかしながら、付加情報の
再生において、誤りが発生する場合を考慮すると、単に
付加情報をそのまま埋込むのではなく、付加情報に誤り
訂正符号を付加した上で埋込むことが望ましい。
【００６４】しかも、たとえば、付加情報として埋込ま
れる情報が著作権情報等である場合は、第三者により容
易に改ざんされることのないように、付加情報は暗号化
されていることが望ましい。
れる情報が著作権情報等である場合は、第三者により容
易に改ざんされることのないように、付加情報は暗号化
されていることが望ましい。
【００６５】実施の形態３の情報付加装置３００におい
ては、付加情報を暗号化した後、誤り訂正符号を付加し
た情報を、画像情報中に埋込む構成としている。
ては、付加情報を暗号化した後、誤り訂正符号を付加し
た情報を、画像情報中に埋込む構成としている。
【００６６】図９は、実施の形態３の情報付加装置３０
０の構成を示す概略ブロック図である。
０の構成を示す概略ブロック図である。
【００６７】情報付加装置３００の構成が、図１に示し
た情報付加装置１００の構成と異なる点は、付加情報を
受けて、暗号化した後、誤り訂正符号を付加するための
付加情報加工器３０を含み、付加情報識別器１６は、付
加情報加工器３０からの情報に基づいて選択信号を出力
する構成となっていることである。
た情報付加装置１００の構成と異なる点は、付加情報を
受けて、暗号化した後、誤り訂正符号を付加するための
付加情報加工器３０を含み、付加情報識別器１６は、付
加情報加工器３０からの情報に基づいて選択信号を出力
する構成となっていることである。
【００６８】さらに、付加情報のビット長に比べて、付
加情報加工器３０から出力される情報のビット長が増加
することに応じて、コードブックの個数もそれに対応し
て増加する構成となっている。
加情報加工器３０から出力される情報のビット長が増加
することに応じて、コードブックの個数もそれに対応し
て増加する構成となっている。
【００６９】その他の点は、図１に示した情報付加装置
１００の構成と同様であるので、同一部分には同一符号
を付してその説明は繰返さない。
１００の構成と同様であるので、同一部分には同一符号
を付してその説明は繰返さない。
【００７０】付加情報加工器３０は、付加情報を、たと
えば共通鍵暗号系であるＤＥＳ（Data Encryption Stan
dards ）や、公開鍵暗号系であるＲＳＡ暗号系（Rivest
-Shamir-Adleman crypto system ）により暗号化する。
ここで、特に公開鍵暗号系を使用すると、付加情報の再
生のための鍵と付加情報の符号化のための鍵が別のもの
となる。したがって、付加情報の再生のために必要な情
報だけでは、符号化ができず、付加情報の改ざんが困難
になるというメリットがある。
えば共通鍵暗号系であるＤＥＳ（Data Encryption Stan
dards ）や、公開鍵暗号系であるＲＳＡ暗号系（Rivest
-Shamir-Adleman crypto system ）により暗号化する。
ここで、特に公開鍵暗号系を使用すると、付加情報の再
生のための鍵と付加情報の符号化のための鍵が別のもの
となる。したがって、付加情報の再生のために必要な情
報だけでは、符号化ができず、付加情報の改ざんが困難
になるというメリットがある。
【００７１】付加情報加工器３０は、さらに、暗号化さ
れた付加情報に対して、誤り訂正符号を付加する。誤り
訂正符号としてはＢＣＨ符号やリードソロモン符号（Re
ed-solomon符号）などを使用することが可能である。
れた付加情報に対して、誤り訂正符号を付加する。誤り
訂正符号としてはＢＣＨ符号やリードソロモン符号（Re
ed-solomon符号）などを使用することが可能である。
【００７２】付加情報識別器１６は、以上のようにし
て、暗号化され誤り訂正符号が付加された情報に基づい
て、対応するコードブックを選択する。ベクトル量子化
器１０は、入力された画像情報２をｋ次元ベクトルごと
に選択されたコードブックに基づいてベクトル量子化す
る。
て、暗号化され誤り訂正符号が付加された情報に基づい
て、対応するコードブックを選択する。ベクトル量子化
器１０は、入力された画像情報２をｋ次元ベクトルごと
に選択されたコードブックに基づいてベクトル量子化す
る。
【００７３】デコーダ１４は、ベクトル量子化器１０か
らの出力を受けて、選択されたコードブックに基づい
て、再び画像情報信号に変換して出力する。
らの出力を受けて、選択されたコードブックに基づい
て、再び画像情報信号に変換して出力する。
【００７４】以上のような構成とすることで、付加情報
は、暗号化されさらに誤り訂正符号化されているので、
故意に画像情報中に付加された情報を改ざんしようとす
る攻撃に対する耐性が向上する。
は、暗号化されさらに誤り訂正符号化されているので、
故意に画像情報中に付加された情報を改ざんしようとす
る攻撃に対する耐性が向上する。
【００７５】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
画像情報自体に主観的に目立たないように識別情報（Ｉ
Ｄ情報）を埋込むことが可能となる。したがって、たと
えば著作権情報等を画像情報中に埋込むことで、著作権
の保護を行なうことが可能となる。
画像情報自体に主観的に目立たないように識別情報（Ｉ
Ｄ情報）を埋込むことが可能となる。したがって、たと
えば著作権情報等を画像情報中に埋込むことで、著作権
の保護を行なうことが可能となる。
【００７６】また、ベクトル量子化の場合、コードブッ
クを秘密にすることで、付加された識別情報の改ざんを
第三者が行なうことは困難となる。
クを秘密にすることで、付加された識別情報の改ざんを
第三者が行なうことは困難となる。
【００７７】さらに、ベクトル量子化は、ベクトル全体
に付加情報を分散させることができるため、画像情報に
対してより目立たないように付加情報を埋込むことがで
きるばかりでなく、特定のビットプレーンに情報が集中
しないため、ノイズの意図的な混入等による攻撃にも耐
性がある。
に付加情報を分散させることができるため、画像情報に
対してより目立たないように付加情報を埋込むことがで
きるばかりでなく、特定のビットプレーンに情報が集中
しないため、ノイズの意図的な混入等による攻撃にも耐
性がある。
【００７８】また、付加情報を暗号化しさらに誤り訂正
符号化することで、第三者の故意による情報改ざんに対
しても耐性が向上するという利点がある。
符号化することで、第三者の故意による情報改ざんに対
しても耐性が向上するという利点がある。
【図１】本発明の実施の形態１の情報付加装置１００の
構成を示す概略ブロック図である。
構成を示す概略ブロック図である。
【図２】ベクトル量子化の動作を説明するための概念図
である。
である。
【図３】情報付加装置１００によるベクトル量子化を説
明するための第１の概念図である。
明するための第１の概念図である。
【図４】情報付加装置１００によるベクトル量子化を説
明するための第２の概念図である。
明するための第２の概念図である。
【図５】情報付加装置１００の各部の動作を説明するた
めの概念図である。
めの概念図である。
【図６】情報付加装置１００の動作を説明するためのフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態２の付加情報再生装置２０
０の構成を示す概略ブロック図である。
０の構成を示す概略ブロック図である。
【図８】付加情報再生装置２００の動作を説明するフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図９】本発明の実施の形態３の情報付加装置３００の
構成を示す概略ブロック図である。
構成を示す概略ブロック図である。
２ 入力画像情報
４ 出力画像情報
１０ ベクトル量子化器
１２ コードブック群
１４、２０ デコーダ回路
１６ 付加情報識別器
１８ セレクタ回路
３０ 付加情報加工器
１００、３００ 情報付加装置
２００ 付加情報再生装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｚ
(56)参考文献 特開 平４−248771（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−123243（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−269380（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−60175（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−7790（ＪＰ，Ａ)
南憲明、田崎三郎他，画像情報におけ
る付加情報埋め込み方法に関する一考
察，映像メディア処理シンポジウム，Ｉ
ＭＰＳ96，1996年 ７月，43−44
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 1/387
Claims (5)
- 【請求項１】 画像情報中に付加情報を埋込む情報付加
装置であって、 外部から入力された前記画像情報に対応する画像情報信
号をｋ次元ベクトル（ｋ：自然数）からなる複数のブロ
ックに分割し、互いに異なる複数のｋ次元コードブック
のうち、前記付加情報に応じて選択されたコードブック
に基づいて、前記各ブロックごとにベクトル量子化する
符号埋込手段と、前記符号埋込手段の出力を受けて、画
像情報信号に変換するデコード手段とを備え、 前記符号埋込手段は、互いに異なる複数の前記コードブ
ックを記憶する記憶手段と、外部からの前記付加情報に
応じて、前記複数のコードブックのうち、対応するコー
ドブックを選択する選択手段と、前記選択されたコード
ブックに基づいて、入力される画像情報信号をベクトル
量子化するベクトル量子化手段とを含む、 情報付加装
置。 - 【請求項２】 前記符号埋込手段は、外部からの前記付
加情報を受けて暗号化した後、誤り訂正符号を付加して
出力する情報暗号化手段をさらに含み、 前記選択手段は、前記情報暗号化手段の出力に応じて、
対応する前記コードブックを選択する 、請求項１記載の
情報付加装置。 - 【請求項３】 前記情報暗号化手段は、公開鍵暗号方式
により前記付加情報を暗号化する、請求項２記載の情報
付加装置。 - 【請求項４】 前記付加情報は、前記画像情報の出所を
示す情報である、請求項３記載の情報付加装置。 - 【請求項５】 画像情報中に埋込まれた付加情報を再生
する付加情報再生装置であって、 前記画像情報に対応する画像情報信号がｋ次元ベクトル
（ｋ：自然数）からなる複数のブロックに分割され、互
いに異なる複数のｋ次元コードブックのうち前記付加情
報に応じて選択されたコードブックに基づいて、前記各
ブロックごとにベクトル量子化により復号化された後、
再変換されることで前記付加情報が埋込まれた画像情報
信号を受けて、前記複数のコードブックに基づいて符号
化するベクトル量子化手段と、 前記ベクトル量子化手段の出力を受けて、対応するｋ次
元ベクトルがいずれのコードブックに属するかを判定す
ることにより、前記付加情報を出力するデコード手段と
を備える、付加情報再生装置 。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22257796A JP3524693B2 (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 情報付加装置および付加情報再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22257796A JP3524693B2 (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 情報付加装置および付加情報再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1065912A JPH1065912A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3524693B2 true JP3524693B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=16784656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22257796A Expired - Fee Related JP3524693B2 (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 情報付加装置および付加情報再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3524693B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7216232B1 (en) * | 1999-04-20 | 2007-05-08 | Nec Corporation | Method and device for inserting and authenticating a digital signature in digital data |
| JP4001280B2 (ja) | 2002-10-22 | 2007-10-31 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 記憶装置、記憶装置を制御するプログラム、記憶装置の制御方法、及び記録媒体 |
-
1996
- 1996-08-23 JP JP22257796A patent/JP3524693B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 南憲明、田崎三郎他，画像情報における付加情報埋め込み方法に関する一考察，映像メディア処理シンポジウム，ＩＭＰＳ９６，１９９６年 ７月，４３−４４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1065912A (ja) | 1998-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031224 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040203 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040213 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |