JP3536890B2 - 情報多重化方法及び情報抽出方法 - Google Patents
情報多重化方法及び情報抽出方法Info
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- JP3536890B2 JP3536890B2 JP00981297A JP981297A JP3536890B2 JP 3536890 B2 JP3536890 B2 JP 3536890B2 JP 00981297 A JP00981297 A JP 00981297A JP 981297 A JP981297 A JP 981297A JP 3536890 B2 JP3536890 B2 JP 3536890B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル動画像に
対して別の情報を多重化する際に、人間の知覚に認知さ
れないように情報多重化を行う方法、さらに、秘密裏に
動画像に多重化された情報を抽出する方法に関するもの
である。今日、このような情報多重化および抽出技術
は、デジタル情報コンテンツの著作権保護などに広く用
いられている。
対して別の情報を多重化する際に、人間の知覚に認知さ
れないように情報多重化を行う方法、さらに、秘密裏に
動画像に多重化された情報を抽出する方法に関するもの
である。今日、このような情報多重化および抽出技術
は、デジタル情報コンテンツの著作権保護などに広く用
いられている。
【０００２】
【従来の技術】従来、デジタル動画像に対して、人間の
知覚に認知されないように別の情報を多重化する場合、
細分化されたブロックと呼ばれる単位に情報を多重化す
る方法が一般的であった。しかしながら、この方法で
は、情報多重化済みの画像にブロック歪みというノイズ
が多く見られたり、動画像のビットレートを落すなどの
圧縮処理により、簡単に多重化されている情報が消えて
しまうといった問題があった。
知覚に認知されないように別の情報を多重化する場合、
細分化されたブロックと呼ばれる単位に情報を多重化す
る方法が一般的であった。しかしながら、この方法で
は、情報多重化済みの画像にブロック歪みというノイズ
が多く見られたり、動画像のビットレートを落すなどの
圧縮処理により、簡単に多重化されている情報が消えて
しまうといった問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の人間に知覚されない情報多重化方法が抱えている問題
の、画像の品質および圧縮処理などの編集に対して、画
質の品質を格段に向上させ、かつ、極端な圧縮処理にも
多重化情報が耐え得て情報抽出を可能とすることであ
る。
の人間に知覚されない情報多重化方法が抱えている問題
の、画像の品質および圧縮処理などの編集に対して、画
質の品質を格段に向上させ、かつ、極端な圧縮処理にも
多重化情報が耐え得て情報抽出を可能とすることであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、デジタル動画像を各フレームごとの画
像に分解し、任意のＭ×Ｎ（Ｍ×Ｎは最大で画像サイ
ズ）サイズの直交変換を行ってＭ×Ｎサイズの直交変換
係数行列を生成し、情報多重化鍵から乱数を順次生成
し、前記Ｍ×Ｎサイズの直交変換係数行列から前記乱数
を用いて任意の直交変換係数を順次選択し、前記選択さ
れた直交変換係数の値を多重化すべき情報に基づいて変
更して、フレームごとの閉じた画像サイズの直交変換係
数行列を用いてデジタル動画像に対して別の情報を多重
化する情報多重化方法において、情報多重化後のＭ×Ｎ
サイズの直交変換係数行列を逆直交変換してＭ×Ｎサイ
ズの画素値行列を得、該画素値行列の示す画素値が所定
の定義域を越えている場合に、多重化処理を行った直交
変換係数以外の交流成分値の振幅を変更し、あるいは直
流成分の値を変更することで、多重化処理を行った直交
変換係数の値を維持しつつ、逆直交変換で得られる画素
値行列の示す画素値が所定の定義域に収まるようにし
て、画素値のレンジオーバが回避された情報多重化直交
変換係数行列を得るようにする。
め、本発明では、デジタル動画像を各フレームごとの画
像に分解し、任意のＭ×Ｎ（Ｍ×Ｎは最大で画像サイ
ズ）サイズの直交変換を行ってＭ×Ｎサイズの直交変換
係数行列を生成し、情報多重化鍵から乱数を順次生成
し、前記Ｍ×Ｎサイズの直交変換係数行列から前記乱数
を用いて任意の直交変換係数を順次選択し、前記選択さ
れた直交変換係数の値を多重化すべき情報に基づいて変
更して、フレームごとの閉じた画像サイズの直交変換係
数行列を用いてデジタル動画像に対して別の情報を多重
化する情報多重化方法において、情報多重化後のＭ×Ｎ
サイズの直交変換係数行列を逆直交変換してＭ×Ｎサイ
ズの画素値行列を得、該画素値行列の示す画素値が所定
の定義域を越えている場合に、多重化処理を行った直交
変換係数以外の交流成分値の振幅を変更し、あるいは直
流成分の値を変更することで、多重化処理を行った直交
変換係数の値を維持しつつ、逆直交変換で得られる画素
値行列の示す画素値が所定の定義域に収まるようにし
て、画素値のレンジオーバが回避された情報多重化直交
変換係数行列を得るようにする。
【０００５】また、複数サイズの直交変換を行ない、そ
れぞれの直交変換係数行列に対して別々に情報多重化を
行なうことにより、複数の情報を多重化できるようにす
る。
れぞれの直交変換係数行列に対して別々に情報多重化を
行なうことにより、複数の情報を多重化できるようにす
る。
【０００６】一方、デジタル動画像に別の情報が多重化
された情報多重化済みデジタル動画像を各フレームごと
の画像に分解し、多重化時と同じＭ×Ｎサイズの直交変
換を行うと共に、情報多重化鍵と同じ情報抽出鍵により
乱数を順次生成し、該乱数を用いて直交変換係数を順次
選択し、該選択された直交変換係数の値に基づいて多重
化された情報を抽出する際に、各フレームの画素値のエ
ントロピーを計算し、これを当該フレームから抽出され
た情報の信頼度とし、抽出された情報に信頼度の重みを
つけてデジタル動画像からの抽出情報を決定する。
された情報多重化済みデジタル動画像を各フレームごと
の画像に分解し、多重化時と同じＭ×Ｎサイズの直交変
換を行うと共に、情報多重化鍵と同じ情報抽出鍵により
乱数を順次生成し、該乱数を用いて直交変換係数を順次
選択し、該選択された直交変換係数の値に基づいて多重
化された情報を抽出する際に、各フレームの画素値のエ
ントロピーを計算し、これを当該フレームから抽出され
た情報の信頼度とし、抽出された情報に信頼度の重みを
つけてデジタル動画像からの抽出情報を決定する。
【０００７】また、多重化時に複数サイズの直交変換を
行い、それぞれの直交変換係数行列に対して別々に情報
多重化を行うことにより、情報多重化済みデジタル動画
像に複数の情報が多重化されている場合に、多重化時と
同じ複数のサイズの直交変換を行い、それぞれ別々に多
重化情報を抽出することにより、複数の多重化情報を抽
出する。
行い、それぞれの直交変換係数行列に対して別々に情報
多重化を行うことにより、情報多重化済みデジタル動画
像に複数の情報が多重化されている場合に、多重化時と
同じ複数のサイズの直交変換を行い、それぞれ別々に多
重化情報を抽出することにより、複数の多重化情報を抽
出する。
【０００８】なお、情報を抽出する処理では、生成され
た乱数から選出される直交変換係数のみを抽出し、該直
交変換係数の値を計算して多重化された情報を抽出する
ことも可能である。
た乱数から選出される直交変換係数のみを抽出し、該直
交変換係数の値を計算して多重化された情報を抽出する
ことも可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一実
施例を図面を参照して説明する。図１は、本発明による
情報多重化側の動画像処理装置の処理およびデータフロ
ー図である。該動画像処理装置１では、原動画像２と情
報多重化鍵３と多重化情報４を入力とし、情報多重化済
み符号化動画像５を出力する。
施例を図面を参照して説明する。図１は、本発明による
情報多重化側の動画像処理装置の処理およびデータフロ
ー図である。該動画像処理装置１では、原動画像２と情
報多重化鍵３と多重化情報４を入力とし、情報多重化済
み符号化動画像５を出力する。
【００１０】動画像処理装置１は、原動画像２を受け取
り、復号処理部６によって画像のフォーマットを解釈
し、復号処理を開始する。該復号化処理部６は、まず、
受け取った動画像から水平および垂直画素数７を抽出
し、情報多重化ユニット８へ送る。その後、復号化処理
部６は、動画像データを動画像の属性情報９と各フレー
ムごとの画像１０に分解して、属性情報９は符号化処理
部１１へ送り、各フレームごとの画像１０は情報多重化
ユニット８へ１枚ずつ逐次的に送る。情報多重化ユニッ
ト８は、情報多重化鍵３と多重化情報４と画像の水平お
よび垂直画素数７と各フレームごとの画像１０とを入力
として受け取り、情報多重化処理を行い、情報多重化さ
れた各フレームごとの画像１２を出力する。符号化処理
部１１は、動画像の属性情報９と情報多重化済みの各フ
レームごとの画像１２を同期をとりながら符号化を行な
い、情報多重化済み符号化動画像５を出力する。
り、復号処理部６によって画像のフォーマットを解釈
し、復号処理を開始する。該復号化処理部６は、まず、
受け取った動画像から水平および垂直画素数７を抽出
し、情報多重化ユニット８へ送る。その後、復号化処理
部６は、動画像データを動画像の属性情報９と各フレー
ムごとの画像１０に分解して、属性情報９は符号化処理
部１１へ送り、各フレームごとの画像１０は情報多重化
ユニット８へ１枚ずつ逐次的に送る。情報多重化ユニッ
ト８は、情報多重化鍵３と多重化情報４と画像の水平お
よび垂直画素数７と各フレームごとの画像１０とを入力
として受け取り、情報多重化処理を行い、情報多重化さ
れた各フレームごとの画像１２を出力する。符号化処理
部１１は、動画像の属性情報９と情報多重化済みの各フ
レームごとの画像１２を同期をとりながら符号化を行な
い、情報多重化済み符号化動画像５を出力する。
【００１１】次に、情報多重化ユニット８について具体
的に説明する。図２はＭ×Ｎ直交変換を用いた情報多重
化ユニット８のブロック図である。
的に説明する。図２はＭ×Ｎ直交変換を用いた情報多重
化ユニット８のブロック図である。
【００１２】Ｍ×Ｎ直交変換処理部１４は、水平および
垂直画素数（Ｍ×Ｎ）７を用いて、入力された各フレー
ムごとの画像１０をＭ×Ｎの係数行列１５に変換する。
この変換された係数行列１５は行列バッファ１６に保存
される。
垂直画素数（Ｍ×Ｎ）７を用いて、入力された各フレー
ムごとの画像１０をＭ×Ｎの係数行列１５に変換する。
この変換された係数行列１５は行列バッファ１６に保存
される。
【００１３】一方、多重化情報４はバッファ１７に保存
される。ここで、入力された多重化情報４をビット列ｂ
0，ｂ1，・・・，ｂn-1（ビット長をｎ)と仮定する。ヘ
ッド制御部１８は、新たな多重化情報４の入力があるた
びにヘッド位置を先頭ビットｂ0に固定する。
される。ここで、入力された多重化情報４をビット列ｂ
0，ｂ1，・・・，ｂn-1（ビット長をｎ)と仮定する。ヘ
ッド制御部１８は、新たな多重化情報４の入力があるた
びにヘッド位置を先頭ビットｂ0に固定する。
【００１４】乱数生成器１９は、入力された情報多重化
鍵３の前半部からビットごとの乱数(ｒi,k）２０をひと
つずつ生成し、情報多重化処理部２１へ送る。ここで、
乱数生成器１９は十分に大きな数字を衝突しないように
生成するものとする。入力された情報多重鍵３の後半部
は、直接情報多重化処理部２１へ送られ、情報多重化強
度embedding_rangeに変換される。
鍵３の前半部からビットごとの乱数(ｒi,k）２０をひと
つずつ生成し、情報多重化処理部２１へ送る。ここで、
乱数生成器１９は十分に大きな数字を衝突しないように
生成するものとする。入力された情報多重鍵３の後半部
は、直接情報多重化処理部２１へ送られ、情報多重化強
度embedding_rangeに変換される。
【００１５】以下では、バッファ１７に保存されている
多重化情報４のうち、ヘッダが読み出してきたｋ番目の
多重化情報ビットｂk∈｛０，１｝を、行列バッファ１
６に保存されているＭ×Ｎの係数行列に多重化する場合
を説明する。
多重化情報４のうち、ヘッダが読み出してきたｋ番目の
多重化情報ビットｂk∈｛０，１｝を、行列バッファ１
６に保存されているＭ×Ｎの係数行列に多重化する場合
を説明する。
【００１６】情報多重化処理部２１は、乱数生成器１９
から送られてきた乱数（ｒi,k)２０を用いて、行列バッ
ファ１６内のＭ×Ｎの係数行列のうち、比較的低周波数
領域にある一つの係数
から送られてきた乱数（ｒi,k)２０を用いて、行列バッ
ファ１６内のＭ×Ｎの係数行列のうち、比較的低周波数
領域にある一つの係数
【００１７】
【外１】
【００１８】を１対１写像により選定し、これを
【００１９】
【数１】
【００２０】
【数２】
【００２１】
【数３】
【００２２】に変更することにより、多重化情報４中の
ビットｂkをＭ×Ｎの係数行列中の該当係数に多重化す
る。この多重化を行なった係数の座標
ビットｂkをＭ×Ｎの係数行列中の該当係数に多重化す
る。この多重化を行なった係数の座標
【００２３】
【外２】
【００２４】は座標バッファ２２に保存される。
【００２５】ヘッド制御部１８は、バッファ１７のヘッ
ド位置がｂnの場合はヘッド位置をｂ0へ、それ以外の場
合はヘッド位置を右へひとつずらしｂkからｂk+1にす
る。これと同期して、乱数生成器１９は次の乱数を生成
する。
ド位置がｂnの場合はヘッド位置をｂ0へ、それ以外の場
合はヘッド位置を右へひとつずらしｂkからｂk+1にす
る。これと同期して、乱数生成器１９は次の乱数を生成
する。
【００２６】情報多重化処理部２１では、バッファ１７
の各ビットと乱数２０を順次入力して、行列バッファ１
６内のＭ×Ｎの係数行列に対して、上記多重化処理プロ
セスを多重化情報４のビット長分のｎ回行ない、さら
に、これを情報多重化処理部２１内にある秘密情報で示
されるｌ回繰り返し、即ち、合計でｎ×ｌ繰り返して、
多重化情報４を各フレームに閉じた形式で複数回（ｌ
回）多重化する。
の各ビットと乱数２０を順次入力して、行列バッファ１
６内のＭ×Ｎの係数行列に対して、上記多重化処理プロ
セスを多重化情報４のビット長分のｎ回行ない、さら
に、これを情報多重化処理部２１内にある秘密情報で示
されるｌ回繰り返し、即ち、合計でｎ×ｌ繰り返して、
多重化情報４を各フレームに閉じた形式で複数回（ｌ
回）多重化する。
【００２７】情報多重化処理部２１での多重化処理が
（ｌ×ｎ）回繰り返された後、行列バッファ１６内のＭ
×Ｎの係数行列はレンジオーバ回避処理部２３へ送ら
れ、Ｍ×Ｎ逆直変換処理部２４及びＭ×Ｎ直変換処理部
１４と協働して画素値のレンジオーバ回避が施こされ
る。
（ｌ×ｎ）回繰り返された後、行列バッファ１６内のＭ
×Ｎの係数行列はレンジオーバ回避処理部２３へ送ら
れ、Ｍ×Ｎ逆直変換処理部２４及びＭ×Ｎ直変換処理部
１４と協働して画素値のレンジオーバ回避が施こされ
る。
【００２８】ここで、レンジオーバ回避処理部２３へ入
力されたＭ×Ｎの係数行列をＭ×Ｎ逆直交変換処理部２
４を用いて逆直交変換した画素値行列を［ｐ(k,v)］iと
する。また、レンジオーバ回避処理部２３へ入力された
係数行列を、ひとつは、（０，０）（ＤＣ成分）を全画
素値をすべて最低値にしたものをＭ×Ｎ直交変換したと
きの（０，０）成分値に変更し（例えば、直交変換とし
てＤＣＴを選択した時、その値は−Ｌm×√（Ｍ×Ｎ）
である）、かつ、座標バッファ２２にあるｌ×ｎ個の座
標の成分の値をすべて０にしたものを、もうひとつは、
（０，０）および座標バッファ２２にあるｌ×ｎ個の座
標の成分以外の値をすべて０に変更したものを、Ｍ×Ｎ
逆直交変換処理部２４を用いて逆直交変換した画素値行
列を、それぞれ、［ｐ１(k,v)］i，［ｐ２(k,v)］iとす
る。
力されたＭ×Ｎの係数行列をＭ×Ｎ逆直交変換処理部２
４を用いて逆直交変換した画素値行列を［ｐ(k,v)］iと
する。また、レンジオーバ回避処理部２３へ入力された
係数行列を、ひとつは、（０，０）（ＤＣ成分）を全画
素値をすべて最低値にしたものをＭ×Ｎ直交変換したと
きの（０，０）成分値に変更し（例えば、直交変換とし
てＤＣＴを選択した時、その値は−Ｌm×√（Ｍ×Ｎ）
である）、かつ、座標バッファ２２にあるｌ×ｎ個の座
標の成分の値をすべて０にしたものを、もうひとつは、
（０，０）および座標バッファ２２にあるｌ×ｎ個の座
標の成分以外の値をすべて０に変更したものを、Ｍ×Ｎ
逆直交変換処理部２４を用いて逆直交変換した画素値行
列を、それぞれ、［ｐ１(k,v)］i，［ｐ２(k,v)］iとす
る。
【００２９】集合Ａi＝｛(ｘ，ｙ)｜ｐ(x,y)i＜Ｌminor
ｐ(x,y)i＞Ｌmax｝において、Ａiが空集合でないときに
限り、レンジオーバ回避処理部２３は、［ｐ
１(x,y)］i，［ｐ２(x,y)］iを用いて、
ｐ(x,y)i＞Ｌmax｝において、Ａiが空集合でないときに
限り、レンジオーバ回避処理部２３は、［ｐ
１(x,y)］i，［ｐ２(x,y)］iを用いて、
【００３０】
【数４】
【００３１】
【数５】
【００３２】
【数６】
【００３３】
【数７】
【００３４】の計算を行なうことにより、画素値行列
［ｐ′(h,v)］iを得、それをＭ×Ｎ直変換処理部１４を
用いて直交変換することにより、画素値のレンジオーバ
対策を行なった係数行列［ｃ′(h,v)］iを得る。なお、
Ｌmは画素値の中間値、Ｌminは画素値の最低値、Ｌmax
は画素値の最大値を意味する。ただし、［ｐ2(h,v)］i
において、Ｌminより小さな画素値とＬmaxより大きな画
素値が混在する場合は、このレンジオーバ回避のアルゴ
リズムは適用できない。
［ｐ′(h,v)］iを得、それをＭ×Ｎ直変換処理部１４を
用いて直交変換することにより、画素値のレンジオーバ
対策を行なった係数行列［ｃ′(h,v)］iを得る。なお、
Ｌmは画素値の中間値、Ｌminは画素値の最低値、Ｌmax
は画素値の最大値を意味する。ただし、［ｐ2(h,v)］i
において、Ｌminより小さな画素値とＬmaxより大きな画
素値が混在する場合は、このレンジオーバ回避のアルゴ
リズムは適用できない。
【００３５】レンジオーバ回避処理部２３は、レンジオ
ーバ対策を行った係数行列［ｃ′(h,v)］iについて、Ｍ
×Ｎ逆直交変換処理部２４を用いてあらためて逆直交変
換し、情報多重化を行った各フレームごとの画像２５を
出力する。
ーバ対策を行った係数行列［ｃ′(h,v)］iについて、Ｍ
×Ｎ逆直交変換処理部２４を用いてあらためて逆直交変
換し、情報多重化を行った各フレームごとの画像２５を
出力する。
【００３６】図３は本発明による情報抽出側の動画像処
理装置の処理およびデータフロー図である。該動画像処
理装置２６では、既に情報が埋め込まれ且つ符号化され
た動画像２７と情報抽出鍵２８を入力とし、動画像内に
多重化された情報２９を出力する。
理装置の処理およびデータフロー図である。該動画像処
理装置２６では、既に情報が埋め込まれ且つ符号化され
た動画像２７と情報抽出鍵２８を入力とし、動画像内に
多重化された情報２９を出力する。
【００３７】動画像処理装置２６は、既に情報が埋め込
まれて符号化された動画像２７を受け取り、復号処理部
３０によって画像フォーマットを解釈し、復号処理を開
始する。該復号処理部３０は、まず、受け取った動画像
から水平および垂直画素数３１を抽出し、情報抽出ユニ
ット３２へ送る。その後、復号処理部３０は、動画像デ
ータを情報多重化済みの各フレームごとの画像３３に分
解し、情報抽出ユニット３２へ１枚ずつ逐次的に送る。
情報抽出ニユット３２は、情報抽出鍵２８と画像の水平
および垂直画素数３１を入力として受け取り、情報抽出
処理を行い、各画像内に多重化された情報３４を出力す
る。また、情報抽出ユニット３２では、各フレームの画
素値のエントロピーを計算し、これを抽出情報３４の信
頼度３６として出力する。多重化情報決定処理部３５
は、各画像内に多重化された情報３４と情報の信頼度３
６を入力として受け取り、これらを元に多重化情報を決
定し、その結果を動画像内に多重化された情報２９とし
て逐次出力する。
まれて符号化された動画像２７を受け取り、復号処理部
３０によって画像フォーマットを解釈し、復号処理を開
始する。該復号処理部３０は、まず、受け取った動画像
から水平および垂直画素数３１を抽出し、情報抽出ユニ
ット３２へ送る。その後、復号処理部３０は、動画像デ
ータを情報多重化済みの各フレームごとの画像３３に分
解し、情報抽出ユニット３２へ１枚ずつ逐次的に送る。
情報抽出ニユット３２は、情報抽出鍵２８と画像の水平
および垂直画素数３１を入力として受け取り、情報抽出
処理を行い、各画像内に多重化された情報３４を出力す
る。また、情報抽出ユニット３２では、各フレームの画
素値のエントロピーを計算し、これを抽出情報３４の信
頼度３６として出力する。多重化情報決定処理部３５
は、各画像内に多重化された情報３４と情報の信頼度３
６を入力として受け取り、これらを元に多重化情報を決
定し、その結果を動画像内に多重化された情報２９とし
て逐次出力する。
【００３８】次に、情報抽出ユニット３２について具体
的に説明する。図４はＭ×Ｎ直交変換を用いた情報抽出
ユニット３２のブロック図である。ここで、入力される
情報抽出鍵２８は、情報多重化する際に用いた情報多重
化鍵３と同じものとする。
的に説明する。図４はＭ×Ｎ直交変換を用いた情報抽出
ユニット３２のブロック図である。ここで、入力される
情報抽出鍵２８は、情報多重化する際に用いた情報多重
化鍵３と同じものとする。
【００３９】乱数生成器３８は、入力された情報抽出鍵
２８の前半部から乱数（ｒi,k）３９をひとつずつ生成
し、情報抽出処理部４０へ送る。ここで、乱数生成器３
８は十分に大きな数字を衝突しないように生成するもの
とする。入力された情報抽出鍵２８の後半部は、直接情
報抽出処理部４０へ送られ、情報抽出強度veritying_ra
ngeに変換される。
２８の前半部から乱数（ｒi,k）３９をひとつずつ生成
し、情報抽出処理部４０へ送る。ここで、乱数生成器３
８は十分に大きな数字を衝突しないように生成するもの
とする。入力された情報抽出鍵２８の後半部は、直接情
報抽出処理部４０へ送られ、情報抽出強度veritying_ra
ngeに変換される。
【００４０】以下では、情報多重化済みの各フレームご
との画像33に埋め込まれているｋ番目の情報ビットｂk
∈｛０，１｝を抽出する場合を説明する。
との画像33に埋め込まれているｋ番目の情報ビットｂk
∈｛０，１｝を抽出する場合を説明する。
【００４１】情報抽出処理部４０は、乱数生成器３８か
ら送られてきた乱数（ｒi,k）３９を用いて、ひとつの
座標
ら送られてきた乱数（ｒi,k）３９を用いて、ひとつの
座標
【００４２】
【外３】
【００４３】を１対１写像により選定し、これを直交変
換係数の単一成分のみを計算するＭ×Ｎ直交変換処理部
４１へ送り、その結果として、Ｍ×Ｎ直交変換係数
換係数の単一成分のみを計算するＭ×Ｎ直交変換処理部
４１へ送り、その結果として、Ｍ×Ｎ直交変換係数
【００４４】
【外４】
【００４５】を得る。該Ｍ×Ｎ直変換処理部４１により
必要のある直交変換係数のみを計算するため、高速情報
抽出が可能であり、動画の再生中という実時間内での処
理ができる。
必要のある直交変換係数のみを計算するため、高速情報
抽出が可能であり、動画の再生中という実時間内での処
理ができる。
【００４６】情報抽出処理部４０では、得られたＭ×Ｎ
直交変換係数
直交変換係数
【００４７】
【外５】
【００４８】に対して、
【００４９】
【数８】
【００５０】を計算することにより、各フレームごとの
画像３３に多重化されたｋ番目の情報を抽出し、バッフ
ァ４２のｋ番目に保存する。
画像３３に多重化されたｋ番目の情報を抽出し、バッフ
ァ４２のｋ番目に保存する。
【００５１】上記抽出プロセスを、一つのフレーム画像
に対して、各画像内に多重化された情報のビット長であ
るｎ回を行い、更に、これ情報抽出処理部４０内にある
秘密情報で示されるｌ回繰り返すことにより、各画像内
に多重化された情報を各ビット対応に複数回（ｌ）抽出
する。これを多数決処理部４３に入力して多数決で一つ
を決定し、その結果として各画像内に多重化された情報
３４を得る。
に対して、各画像内に多重化された情報のビット長であ
るｎ回を行い、更に、これ情報抽出処理部４０内にある
秘密情報で示されるｌ回繰り返すことにより、各画像内
に多重化された情報を各ビット対応に複数回（ｌ）抽出
する。これを多数決処理部４３に入力して多数決で一つ
を決定し、その結果として各画像内に多重化された情報
３４を得る。
【００５２】Ｍ×Ｎ直交変換を用いた情報抽出ユニット
３７では、抽出された各画像内に多重化された情報３４
とともに、画像の画素エントロピー計算部４４により計
算された画像エントロピーである情報の信頼度３６を出
力する。
３７では、抽出された各画像内に多重化された情報３４
とともに、画像の画素エントロピー計算部４４により計
算された画像エントロピーである情報の信頼度３６を出
力する。
【００５３】以上、本発明の一実施例について説明した
が、本発明は、一般に動画像を各フレームに分解し、最
大で画像サイズＭ×Ｎまでのうち任意のサイズの直交変
換を行ない、情報多重化鍵で生成された乱数により選出
された直交変換係数の値を変更し、逆直交変換して符号
化することにより、情報多重化済みの動画像を生成する
情報多重化、及びそれからの情報の抽出が可能である。
が、本発明は、一般に動画像を各フレームに分解し、最
大で画像サイズＭ×Ｎまでのうち任意のサイズの直交変
換を行ない、情報多重化鍵で生成された乱数により選出
された直交変換係数の値を変更し、逆直交変換して符号
化することにより、情報多重化済みの動画像を生成する
情報多重化、及びそれからの情報の抽出が可能である。
【００５４】また、本発明は、複数のサイズの直交変換
を行ない、それぞれの直交変換行列に対して別々に情報
多重化を行なうことにより、複数の多重化情報の多重
化、及び、これら複数の多重化情報の抽出が可能であ
る。
を行ない、それぞれの直交変換行列に対して別々に情報
多重化を行なうことにより、複数の多重化情報の多重
化、及び、これら複数の多重化情報の抽出が可能であ
る。
【００５５】さらに、本発明は、多重化する複数の情報
をすべて同じものにし、これら複数の情報を抽出し、そ
れぞれを比較することにより、情報多重化した動画像の
改竄の有無を判定する情報改竄検出方法に応用できる。
をすべて同じものにし、これら複数の情報を抽出し、そ
れぞれを比較することにより、情報多重化した動画像の
改竄の有無を判定する情報改竄検出方法に応用できる。
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が得
られる。（１） 情報多重化された直交変換係数行列を逆直交変
換して、画素値のレンジオーバ対策を行うことにより、
トレードオフの関係にある被多重化情報の品質と多重化
情報の存続率のボーダラインのボトムアップを計ること
が可能となる。
られる。（１） 情報多重化された直交変換係数行列を逆直交変
換して、画素値のレンジオーバ対策を行うことにより、
トレードオフの関係にある被多重化情報の品質と多重化
情報の存続率のボーダラインのボトムアップを計ること
が可能となる。
【００５７】（２） 符号化の有無に関わらず、動画像
と鍵情報と多重化情報を入力とし、本来の画質を保った
まま多重化情報を動画像に多重化し、この多重化された
情報を抽出することが可能である。
と鍵情報と多重化情報を入力とし、本来の画質を保った
まま多重化情報を動画像に多重化し、この多重化された
情報を抽出することが可能である。
【００５８】（３） 動画像に情報を多重化する際に、
各フレームごとに閉じた情報を多重化することにより、
動画像全体および各静止画像という別々のメディアに対
して同時に、情報を多重化し、この多重化された情報を
抽出することが可能である。
各フレームごとに閉じた情報を多重化することにより、
動画像全体および各静止画像という別々のメディアに対
して同時に、情報を多重化し、この多重化された情報を
抽出することが可能である。
【００５９】（４） 動画像に情報を多重化する際に、
画像サイズの直交変換を用いて情報多重化を行なうこと
で、多重化画像からブロック歪みなどを解消し、また、
情報圧縮による量子化に影響を及ぼさない周波数領域に
情報多重化することで、極端な圧縮を行なっても情報の
抽出が可能である。
画像サイズの直交変換を用いて情報多重化を行なうこと
で、多重化画像からブロック歪みなどを解消し、また、
情報圧縮による量子化に影響を及ぼさない周波数領域に
情報多重化することで、極端な圧縮を行なっても情報の
抽出が可能である。
【００６０】（５） 情報を抽出する際に、各フレーム
の画素値のエントロピーを計算し、これを抽出情報の信
頼度として抽出された情報に重みをつけて抽出情報を決
定することにより、抽出された多重化情報の認識率を向
上させることが可能となる。
の画素値のエントロピーを計算し、これを抽出情報の信
頼度として抽出された情報に重みをつけて抽出情報を決
定することにより、抽出された多重化情報の認識率を向
上させることが可能となる。
【００６１】（６） 動画像からの情報の抽出の際、必
要のある直交変換係数の単一成分のみを計算することに
より、動画像再生中の実時間で情報を抽出することがで
き、情報抽出の高速化が可能となる。
要のある直交変換係数の単一成分のみを計算することに
より、動画像再生中の実時間で情報を抽出することがで
き、情報抽出の高速化が可能となる。
【００６２】（７） 情報コンテンツと多重化情報が分
離不能である性質を利用することにより、高度な著作権
保護システムの要素技術として用いることが可能であ
る。
離不能である性質を利用することにより、高度な著作権
保護システムの要素技術として用いることが可能であ
る。
【図１】本発明による動画像処理装置の情報多重化処理
側の一実施例の概略ブロック図である。
側の一実施例の概略ブロック図である。
【図２】図１の情報多重化ユニットの詳細ブロック図で
ある。
ある。
【図３】本発明による動画像処理装置の情報抽出処理側
の一実施例の概略ブロック図である。
の一実施例の概略ブロック図である。
【図４】図３の情報抽出ユニットの詳細ブロック図であ
る。
る。
１ 動画像処理装置（情報多重化処理装置）
２ 原動画像
３ 情報多重化鍵
４ 多重化情報
５ 情報多重化済み符号化動画像
６ 復号処理部
７ 水平および垂直画素数
８ 情報多重化ユニット
９ 属性情報
１０ 各フレームごとの画像
１１ 符号化処理部
１２ 情報多重化済みの各フレームごとの画像
２６ 動画像処理装置（情報抽出処理装置）
２７ 情報多重化済み符号化動画像
２８ 情報抽出鍵
２９ 動画像内に多重化された情報
３０ 復号処理部
３１ 水平および垂直画素数
３２ 情報抽出ユニット
３３ 情報多重化済みの各フレームごとの画像
３４ 各画像内に多重化された情報
３５ 多重化情報決定処理部
３６ 情報の信頼度数
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−236424（ＪＰ，Ａ)
国際公開97／000578（ＷＯ，Ａ１)
Ｊｉａｎ Ｚｈａｏ， Ｅｃｋｈａｒ
ｄ Ｋｏｃｈ，Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ Ｒ
ｏｂｕｓｔ Ｌａｂｅｌｓ Ｉｎｔｏ
Ｉｍａｇｅｓ Ｆｏｒ Ｃｏｐｙｒｉｇ
ｈｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｉｎｔｅ
ｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ
ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐ
ｒｏｐｅｒｔｙ Ｒｉｇｈｔｓ ｆｏｒ
Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｅｄ Ｉｎｆｏｒ
ｍａｔｉｏｎ， Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ
ａｎｄ Ｎｅ，1995年 ８月
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 7/00 - 7/088
H04N 7/12
H04N 7/24 - 7/68
H04N 1/38 - 1/393
ＪＳＴＰｌｕｓファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (5)
- 【請求項１】 デジタル動画像を各フレームごとの画像
に分解し、任意のＭ×Ｎ（Ｍ×Ｎは最大で画像サイズ）
サイズの直交変換を行ってＭ×Ｎサイズの直交変換係数
行列を生成し、情報多重化鍵から乱数を順次生成し、前
記Ｍ×Ｎサイズの直交変換係数行列から前記乱数を用い
て任意の直交変換係数を順次選択し、前記選択された直
交変換係数の値を多重化すべき情報に基づいて変更し
て、フレームごとの閉じた画像サイズの直交変換係数行
列を用いてデジタル動画像に対して別の情報を多重化す
る情報多重化方法において、 情報多重化後のＭ×Ｎサイズの直交変換係数行列を逆直
交変換してＭ×Ｎサイズの画素値行列を得、該画素値行
列の示す画素値が所定の定義域を越えている場合に、多
重化処理を行った直交変換係数以外の交流成分値の振幅
を変更し、あるいは直流成分の値を変更することで、多
重化処理を行った直交変換係数の値を維持しつつ、逆直
交変換で得られる画素値行列の示す画素値が所定の定義
域に収まるようにして、画素値のレンジオーバが回避さ
れた情報多重化直交変換係数行列を得ることを特徴とす
る情報多重化方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の情報多重化方法におい
て、 複数サイズの直交変換を行ない、それぞれの直交変換係
数行列に対して別々に情報多重化を行なうことにより、
複数の情報を多重化することを特徴とする情報多重化方
法。 - 【請求項３】 請求項１記載の情報多重化方法を適用し
てデジタル動画像に別の情報が多重化された情報多重化
済みデジタル動画像を各フレームごとの画像に分解し、
多重化時と同じＭ×Ｎサイズの直交変換を行うと共に、
情報多重化鍵と同じ情報抽出鍵により乱数を順次生成
し、該乱数を用いて直交変換係数を順次選択し、該選択
された直交変換係数の値に基づいて多重化された情報を
抽出する情報抽出方法であって、 情報を抽出する際に、各フレームの画素値のエントロピ
ーを計算し、これを当該フレームから抽出された情報の
信頼度とし、抽出された情報に信頼度の重みをつけてデ
ジタル動画像からの抽出情報を決定することを特徴とす
る情報抽出方法。 - 【請求項４】 請求項２記載の情報多重化方法を適用し
てデジタル動画像に別の情報が多重化された情報多重化
済みデジタル動画像を各フレームごとの画像に分解し、
多重化時と同じＭ×Ｎサイズの直交変換を行うと共に、
情報多重化鍵と同じ情報抽出鍵により乱数を順次生成
し、該乱数を用いて直交変換係数を順次選択し、該選択
された直交変換係数の値に基づいて多重化された情報を
抽出する情報抽出方法であって、 多重化時に複数サイズの直交変換を行い、それぞれの直
交変換係数行列に対して別々に情報多重化を行うことに
より、情報多重化済みデジタル動画像に複数の情報が多
重化されている場合に、多重化時と同じ複数のサイズの
直交変換を行い、それぞれ別々に多重化情報を抽出する
ことにより、複数の多重化情報を抽出することを特徴す
る情報抽出方法。 - 【請求項５】 請求項３もしくは４記載の情報抽出方法
において、 乱数から選出される直交変換係数のみを抽出し、該直交
変換係数の値を計算して多重化された情報を抽出するこ
とを特徴とする情報抽出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00981297A JP3536890B2 (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 情報多重化方法及び情報抽出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00981297A JP3536890B2 (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 情報多重化方法及び情報抽出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10210435A JPH10210435A (ja) | 1998-08-07 |
| JP3536890B2 true JP3536890B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=11730591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00981297A Expired - Lifetime JP3536890B2 (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 情報多重化方法及び情報抽出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3536890B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6704431B1 (en) | 1998-09-04 | 2004-03-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method and apparatus for digital watermarking |
| JP2001275115A (ja) | 2000-03-23 | 2001-10-05 | Nec Corp | 電子すかしデータ挿入装置および検出装置 |
| JP2008306760A (ja) * | 2008-08-07 | 2008-12-18 | Sharp Corp | コンテンツ再生記録装置 |
-
1997
- 1997-01-22 JP JP00981297A patent/JP3536890B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｊｉａｎ Ｚｈａｏ， Ｅｃｋｈａｒｄ Ｋｏｃｈ，Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ Ｒｏｂｕｓｔ Ｌａｂｅｌｓ Ｉｎｔｏ Ｉｍａｇｅｓ Ｆｏｒ Ｃｏｐｙｒｉｇｈｔ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｒｉｇｈｔｓ ｆｏｒ Ｓｐｅｃｉａｌｉｓｅｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ， Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ Ｎｅ，１９９５年 ８月 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10210435A (ja) | 1998-08-07 |
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