JP3654263B2 - 電子透かし埋込方法及び装置及び電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子透かし埋め込み方法及び電子透かし埋め込み装置及び電子透かし埋め込みプログラムを格納した記憶媒体に係り、特に、ディジタルコンテンツの著作権保護を実現するために、コンテンツ自体の情報を人間には知覚出来ない程度の微小量だけ変更し、当該コンテンツ内に、人間の知覚に感知されないようにするための情報である透かし情報を埋め込むための電子透かし埋め込み方法及び電子透かし埋め込み装置及び電子透かし埋め込みプログラムを格納した記憶媒体に関する。
【０００２】
近年、ディジタルコンテンツをネットワークを利用して送信することが、音声・動画・静止画などのディジタル情報に対する技術（例えば、ＪＰＥＧ方式［Joint Picture Coding Expert Group ］など）の進歩により、容易になってきている。また、ネットワークによるコンテンツの流通も、インターネットなどの情報インフラの普及に伴い始まりつつある。
【０００３】
ところが、ネットワークによって配送されるコンテンツは、ディジタル情報であるため、パーソナルコンテンツなどを用いて完全な複製を行うことが容易である。また、インターネットなどの情報インフラでは、すべての利用者が情報発信者となり得るため、不正コピーや、不正コピーを販売するといった著作権侵害が行われ得る。さらに、パーソナルコンピュータの処理能力の向上に伴って、パーソナルコンピュータ上で画像や音声データを加工・編集することも容易となり、原著作権者の意図しない改ざんや、不正な二次利用等の著作権侵害も行われ得る。
これらの、著作権侵害の脅威が著作者に情報提供を躊躇させ、ネットワークによる情報流通を阻害しているという現状がある。
【０００４】
また、これとは別に、現在コンテンツ製作の現場からは「あるコンテンツを正しく権利処理して正当な二次利用をしたいと思っても、権利の所在が分からずどこに問い合わせればよいのか分からない」といった問題もあり、コンテンツの再利用の促進が抑制されている現状である。
【０００５】
本発明は、これらの現状を踏まえて、電子透かしの埋め込みを行うための電子透かし埋め込み方法及び電子透かし埋め込み装置及び電子透かし埋め込みプログラ
ムを格納した記憶媒体に関する。
【０００６】
【従来の技術】
従来において、電子透かし技術を利用した著作権管理／保護システムが提案されている。
【０００７】
電子透かし技術に関連した技術として、「A.Piva et al.:"DCT-based Watermark Recovering without Resorting to the Uncorrupted Orignal Image", Proceedings of the 1997 International Conference on Image Processing (ICIP'97),1997」（以下、Ref.1 と記す) や、「Takao Nakamura, Hiroshi Ogawa, Youichi Takashima,:"A Watermarking Technique for Still Image" NTT R&D Vol.47, No.6, 1998 」（以下、Ref.2 と記す) や、「Wisetsuit Piyapisuit, Kineo Matsui,: "Block Characteristic in Color Image Watermarking Using Equivalent Signal Transform" National Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, D-11-42, 1999 」（以下、Ref.3 と記す) 等がある。
【０００８】
Ref.1 に示す方法は、画像サイズで直交変換して周波数成分行列を取得し、透周波数成分行列の中の中間周波数帯域の係数値を変更することにより透かし情報を埋め込む。係数値の変更は、スペクトル拡散技術を用いる。これにより、画像の非可逆圧縮や色変換、コントラスト変更などに対し、耐性がある。
【０００９】
また、Ref.1 に示す方法は、透かし情報を読み取りの際には、調べたい画像を直交変換して得られる周波数成分行列中の中間周波数帯域の係数値を逆拡散することにより、透かし情報読み取る。これにより、画像の拡大/ 縮小に対しては、オリジナルのディジタルコンテンツと比較し、オリジナルのディジタルコンテンツと同じサイズに併せてから検出を行うことで対応できる。
【００１０】
また、Ref.1 に示す方法は、読み取り時は、スペクトル拡散で用いる乱数の初期値を一つずつ試して、レスポンスが高かったものを読み取り透かし情報とする。
これにより、一部切り出しなどについては、切り取られた部分がオリジナルのディジタルコンテンツのどこにあたるかがわかれば、検出可能である。
【００１１】
次に、上記のRef.2 に示す方法は、画像を一般の非可逆圧縮で用いられるブロックサイズにより大きなブロックに分割し、ブロック毎に直交変換を行い周波数成分行列を得て、これを正規化する。そして、埋め込みを行う係数列を鍵情報によって選択し、係数値の量子化によって透かし情報を埋め込む。変更後の行列を逆正規化、逆直交変換を行うことで透かし埋め込み済画像を得る。また、当該方法は、低周波数帯域を変更することにより耐性が向上する。
【００１２】
上記のRef.3 に示す方法は、カラー像の等価信号変換（例えば、ＲＧＢ←→ＹＣｂＣｒなど）の変換行列を定義通りのものから透かし情報に応じて若干変更した変換を施すことで埋め込みを行う。Ref.3 における透かし情報検出時には、検出対象画像を等価信号変換し、これらの統計値が埋め込みによって特異な状態になっているかどうかで検出を行う。これにより、Ref.3 に示す方法は、画像の幾何学的改変に対して耐性を持つ。
【００１３】
また、電子透かしをディジタル画像内に埋め込む際に、画像全体に渡って、透かしパターンと呼ばれる模様を等しい強さで加算して電子透かしを埋め込んだ画像を得る方法もある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のRef.1 に示す方法は、以下のような問題がある。
Ｉ. 部分切取りに対する耐性が低い。
II. 原画像サイズの直交変換を用いるため処理が重い。
III. 透かし埋め込みによる画質劣化が大きい。
【００１５】
IV. 透かし情報の検出時に透かし情報の取り得る値全てについて試行を行うので、処理が重い。
【００１６】
また、上記のRef.2 に示す方法は、非可逆圧縮に対する耐性を有するが、色変換、コントラスト変更、部分切取りに対する耐性が低いという問題がある。また、
正規化によって画像の複雑部分には強く、平坦部分には弱く埋め込むことにより画質／耐性の向上を狙っているがあまり有効に機能しない。また、Ref.2 における透かし情報検出時には、埋め込み時の正規化までの処理を行い、鍵情報と正規化周波数成分行列から透かし情報を検出する。これにより、ブロックサイズが画像サイズと同じ場合、拡大／縮小に対する耐性を持つ。しかし、検出した透かし情報の信頼度の定量的評価をしていない。また、透かし埋め込みによる画質劣化が大きいという問題がある。
【００１７】
また、Ref.3 に示す方法は、非可逆圧縮や色変換などに非常に弱い。また、多ビット埋め込みの場合、ブロック毎に１ビットを埋め込むので、幾何学的改変に対する耐性が弱くなるという問題がある。
さらに、電子透かしを埋め込む際に、透かしパターンという模様を等しい強さで埋め込む方法は、一般に画像の平坦部分は複雑な部分よりも劣化に対して知覚されやすいので、平坦部分で劣化が知覚されない程度の強さでしか透かしパターンを画像に加算することができないという問題がある。
【００１８】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、視覚的特性に基づいた画像の局所的複雑度の算出方法を用いて、画像の局所的複雑度に応じて透かしパターンの強度を変更し、相対的に透かしの耐性を向上させることが可能な、電子透かし埋め込み方法及び電子透かし埋め込み装置及び電子透かし埋め込みプログラムを格納した記憶媒体を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
図１は、本発明の原理を説明するための図である。
【００２０】
本発明（請求項１）は、ディジタル画像に対して電子透かしを埋め込む電子透かし埋込方法において、
画像の局所的複雑度を求め（ステップ１１）
画像の局所的複雑度に応じて、前記画像のテクスチャ領域を、平坦領域や単純なエッジ部分より大きく変更して（ステップ１２）、埋め込み画像を取得する（ステップ１３）。
【００２１】
本発明（請求項２）は、画像の中のテクスチャ領域に大きな値を持ち、前記平坦領域や単純なエッジ部分において、小さな値を持つような画像の局所的複雑度を作成する際に、
入力画像と各画素と隣接画素との差分が、ある閾値以上の時に、インクリメントされるカウンタによって、エッジとテクスチャ領域を測る。
【００２２】
本発明（請求項３）は、エッジとテクスチャ領域を測って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像を微小なブロックに細分し、
細分されたブロック毎に該ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値の総和を求め、
当該総和をブロックのテクスチャ度指標とする。
【００２３】
本発明（請求項４）は、エッジとテクスチャ領域を測って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像を微小なブロックに細分し、
細分されたブロック毎に該ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値の総和を求め、
当該総和を予め定めた関数でマッピングした値をそのブロックのテクスチャ度指標とする。
【００２４】
本発明（請求項５）は、エッジ・テクスチャ成分値画像とテクスチャ度指標を用いて、エッジ・テクスチャ成分値を微小なブロックに分割し、
分割されたブロック中の各エッジ・テクスチャ成分値に対応するテクスチャ度指標を乗算することにより、テクスチャ成分値画像を得る。
【００２５】
本発明（請求項６）は、エッジ・テクスチャ成分値画像とテクスチャ度指標を用いて、エッジ・テクスチャ成分値を微小なブロックに分割し、
分割されたブロック中の各エッジ・テクスチャ成分値に対応するテクスチャ度指標を乗算することにより、テクスチャ成分値画像を得る。
【００２６】
本発明（請求項７）は、画像の局所的複雑度に応じて該画像を変更する際に、
画像の局所的複雑度として、入力画像と各画素と隣接画素との差分が、ある閾値以上の時に、インクリメントされるカウンタの値に基づいて、エッジとテクスチャ領域を測ることによりエッジ・テクスチャ成分値画像を取得し、 エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度として用いる。
【００２７】
本発明（請求項８）は、画像の局所的複雑度に応じて、画像を変更する際に、
画像の局所的複雑度として、エッジとテクスチャ領域を測って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像を微小なブロックに細分し、細分されたブロック毎に該ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値の総和を求め、該総和をブロックのテクスチャ度指標とし、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所的複雑度として用いる。
【００２８】
本発明（請求項９）は、画像の局所的複雑度に応じて、該画像を変更する際に、
画像の局所的複雑度として、エッジとテクスチャ領域を測って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像を微小なブロックに細分し、細分されたブロック毎に該ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値の総和を求め、該総和を予め定めた関数でマッピングした値をブロックのテクスチャ度指標とし、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所的複雑度として用いる。
【００２９】
本発明（請求項１０）は、画像の局所的複雑度に応じて、該画像を変更する際に、
画像の局所的複雑度として、エッジ・テクスチャ成分値画像とテクスチャ度指標を用いて、エッジ・テクスチャ成分値を微小なブロックに分割し、分割されたブロック中の各エッジ・テクスチャ成分値に対応するテクスチャ度指標を乗算することにより、テクスチャ成分値画像を取得し、
テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度として用いる。
【００３０】
本発明（請求項１１）は、ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないための電子透かしを埋め込む電子透かし埋込方法において、
ディジタル画像内に別の電子透かしを知覚されないように埋め込む際に、
ディジタル画像である入力画像から画像の局所的複雑度を生成し、
埋め込みに必要な鍵情報を用いて電子透かしから透かしパターンを生成し、
画像の局所的複雑度に応じて透かしパターンを入力画像に加算し、情報埋め込み済画像を生成する。
【００３１】
本発明（請求項１２）は、画像の局所的複雑度を生成する際に、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とする。
【００３２】
本発明（請求項１３）は、画像の局所的複雑度を生成する際に、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とし、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする。
【００３３】
本発明（請求項１４）は、画像の局所的複雑度を生成する際に、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とし、
テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とする。
【００３４】
本発明（請求項１５）は、ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込方法において、
ディジタル画像内に別の電子透かしを知覚されないように埋め込む際に、
ディジタル画像である入力画像を所定のサイズのブロックに細分し、画像の局所的複雑度を生成し、
埋め込みに必要な鍵情報を用いて、電子透かしの基本となるパターンである基本透かしパターンを生成し、
ブロックの直交変数係数の振幅値に応じて基本透かしパターンの対応する直交変換係数を強調した適応透かしパターンを生成し、
基本パターンと透かしパターンを画像の局所的複雑度及び強度パラメータに応じてブロックに加算し、情報埋め込み済画像を生成する。
【００３５】
本発明（請求項１６）は、画像の局所的複雑度を生成する際に、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とする。
【００３６】
本発明（請求項１７）は、画像の局所的複雑度を生成する際に、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とし、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする。
【００３７】
本発明（請求項１８）は、エッジ・テクスチャ成分値画像から作成されたテクスチャ度指標を所定の関数を用いてマッピングした値をテクスチャ度指標とする。
【００３８】
本発明（請求項１９）は、画像の局所的複雑度を生成する際に、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とし、
テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とする。
【００３９】
図２は、本発明の原理構成図である。
【００４０】
本発明（請求項２０）は、ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込装置であって、
入力するための入力画像を入力とし、画像の局所的複雑度を求める局所的複雑度作成手段１Ｂと、
電子透かしを表すパターンを、埋め込みに必要な鍵情報を用いて作成する透かしパターン作成手段２Ｂと、
入力画像に、透かしパターン作成手段で作成されたパターンと、画像の局所的複雑度を加算して、情報埋め込み済画像を生成する画像加算手段３Ｂとを有する。
【００４１】
本発明（請求項２１）は、局所的複雑度作成手段１Ｂにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とする手段とを含む。
【００４２】
本発明（請求項２２）は、局所的複雑度作成手段１Ｂにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とする手段と、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする手段とを含む。
【００４３】
本発明（請求項２３）は、局所的複雑度作成手段１Ｂにおいて、
入力画像からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成する手段と、
エッジ・テクスチャ成分値画像からテクスチャ度指標を作成する手段と、
テクスチャ度指標を予め定められた関数を用いてマッピングして、画像の局所的複雑度とする手段を有する。
【００４４】
本発明（請求項２４）は、局所的複雑度作成手段１Ｂにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とする手段と、
テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とする手段とを含む。
【００４５】
本発明（請求項２５）は、ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込装置であって、
入力するための入力画像を入力とし、該入力画像を所定のサイズのブロックに細分するブロック分割手段と、
埋め込みに用いる鍵情報と入力画像に埋め込む電子透かしから該電子透かしを表す基本となる基本透かしパターンを作成する基本透かしパターン生成手段と、
ブロック分割手段で分割されたブロックの直交変換係数の振幅値に応じて基本透かしパターンの対応する直交変換係数を強調した適応的パターンを作成する適応透かしパターン作成手段と、
ブロックから画像の局所的複雑度を求める局所的複雑度作成手段と、
ブロック毎に基本透かしパターンと適応透かしパターンを、画像の局所的複雑度及び埋め込みの強さを表す強度パラメータに応じて、ブロクに加算して、情報埋め込み済画像を生成する加算手段とを有する。
【００４６】
本発明（請求項２６）は、局所的複雑度作成手段において、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とする手段とを含む。
【００４７】
本発明（請求項２７）は、局所的複雑度作成手段において、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とする手段と、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする手段とを含む。
【００４８】
本発明（請求項２８）は、局所的複雑度作成手段において、
入力画像からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成する手段と、
エッジ・テクスチャ成分値画像からテクスチャ度指標を作成する手段と、
テクスチャ度指標を予め定められた関数を用いてマッピングして、画像の局所的複雑度とする手段を有する。
【００４９】
本発明（請求項２９）は、局所的複雑度作成手段において、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とする手段と、
テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とする手段とを含む。
【００５０】
本発明（請求項３０）は、請求項２０の電子透かし埋込装置が、集積回路で構成される。
【００５１】
本発明（請求項３１）は、請求項２５の電子透かし埋込装置が、集積回路で構成される。
【００５２】
本発明（請求項３２）は、ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないための電子透かしを埋め込む電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体であって、
入力するための入力画像から画像の局所的複雑度を求める局所的複雑度作成プロセスと、
電子透かしを表すパターンを作成する透かしパターン作成プロセスと、
入力画像に、透かしパターン作成プロセスで作成されたパターンと、画像の局所的複雑度を加算して、情報埋め込み済画像を生成する画像加算プロセスとを有する。
【００５３】
本発明（請求項３３）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とするプロセスとを含む。
【００５４】
本発明（請求項３４）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とするプロセスと、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする プロセスとを含む。
【００５５】
本発明（請求項３５）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成するプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分値画像からテクスチャ度指標を作成するプロセスと、
テクスチャ度指標を予め定められた関数を用いてマッピングして、画像の局所的複雑度とするプロセスを有する。
【００５６】
本発明（請求項３６）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とするプロセスと、
テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とするプロセスとを含む。
本発明（請求項３７）は、ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないための電子透かしを埋め込む電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体であって、
入力するための入力画像を入力とし、該入力画像を所定のサイズのブロックに細分するブロック分割プロセスと、
埋め込みに用いる鍵情報と入力画像に埋め込む電子透かしから該電子透かしを表す基本となる基本透かしパターンを作成する基本透かしパターン生成プロセスと、
ブロック分割プロセスで分割されたブロックの直交変換係数の振幅値に応じて基本透かしパターンの対応する直交変換係数を強調した適応的パターンを作成する適応透かしパターン作成プロセスと、
ブロックから画像の局所的複雑度を求める局所的複雑度作成プロセスと、
ブロック毎に基本透かしパターンと適応透かしパターンを、画像の局所的複雑度及び埋め込みの強さを表す強度パラメータに応じて、ブロクに加算して、情報埋め込み済画像を生成する加算プロセスとを有する。
【００５７】
本発明（請求項３８）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とするプロセスとを含む。
【００５８】
本発明（請求項３９）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とするプロセスと、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とするプロセスとを含む。
【００５９】
本発明（請求項４０）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成するプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分値画像からテクスチャ度指標を作成するプロセスと、
テクスチャ度指標を予め定められた関数を用いてマッピングして、画像の局所的複雑度とするプロセスを有する。
【００６０】
本発明（請求項４１）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とするプロセスと、
テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とするプロセスとを含む。
これにより、本発明によれば、テクスチャ領域において、比較的大きな値を持ち、平坦領域あるいは、エッジ部分では比較的小さな値を持つような画像の局所的複雑度を作成することが可能となる。これにより、従来技術より視覚特性に適応的な情報埋め込みが実現でき、相対的に電子透かしの耐性が増す。
【００６１】
また、本発明によれば、埋め込みの際に、元の画像の模様を反映したパターンを加算することから、より画質の向上、つまり相対的な耐性の更なる向上が可能となる。
【００６２】
また、本発明によれば、エッジとテクスチャを同等に扱って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像、エッジ・テクスチャ成分値画像の局所的な密度から得られ
るテクスチャ度指標、そして、前者２つから得られるテクスチャ成分値画像を生成することにより、テクスチャ領域において比較的大きな値を持ち、平坦領域、あるいは、エッジ部分では比較的小さな値を持つようなテクスチャ成分値画像を作成することができ、従来の技術より視覚特性に適応的な情報埋め込みが表現でき、相対的に電子透かしの耐性が増す。
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に、本発明の実施の形態として、いくつかの実施例を用いて説明する。
【００６３】
［第１の実施例］
図３は、本発明の第１の実施例の画像の局所的複雑度作成部の構成を示す。同図に示す画像の局所的複雑度作成部３０１０は、エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３１１０を有し、この画像の局所的複雑度作成部３０１０は、電子透かし埋込装置に用いられる。
【００６４】
図４は、本発明の第１の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【００６５】
画像の局所的複雑度作成部３０１０は、入力画像１０を入力し（ステップ２２１１０）、当該入力画像１０からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成し（ステップ２２１２０）、エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度として出力する（ステップ２２１３０）。
【００６６】
詳しくは、エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３１１０は、以下の手順でエッジ・テクスチャ成分値画像を作成する。
【００６７】
図５は、本発明の第１の実施例のエッジ・テクスチャ成分値画像作成部の動作を示すフローチャートである。
【００６８】
ステップ２２１２１） エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３１１０は、入力画像１０を｛ｐij｝（０≦ｉ＜Width ，０≦ｊ＜Hight ）と表す。０≦ｉ＜Width ，０≦ｊ＜Hight について、ステップ２２１２２以降を繰り返す。
【００６９】
ステップ２２１２２） エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３１１０は、差分カウンタcount を０クリアする。
【００７０】
ステップ２２１２３） −１≦ｋ≦１，−１≦ｈ≦１について もし、
｜ｐij−ｐi+k,j+h ｜＞ｔｈｒｅｓ
ならば、ステップ２２１２４に移行し、そうでないならば、（ｋ，ｈ）＝（−１，−１）〜（ｋ，ｈ）まで、この処理を繰り返す。
【００７１】
ステップ２２１２４） エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３１１０は、差分カウンタをインクリメントする（count ：＝count ＋１）。但し、ｔｈｒｅｓは、予め定めておく閾値である。
【００７２】
ステップ２２１２５） 上記のステップ２２１２３、ステップ２２１２４を繰り返した後の差分カウンタの値を、エッジ・テクスチャ成分値画像の（ｉ，ｊ）座標の値とする。式で表すと、
ｅij：＝count
ただし、
｛ｅij｝：エッジ・テクスチャ成分値画像（０≦ｉ＜Width ，０≦ｊ＜Hight ）
上記の本発明の第１の実施例によれば、入力画像１０の平坦部分では小さく、逆にエッジやテクスチャ領域では、大きな値を持つ画像の局所的複雑度を生成することが可能である。
【００７３】
また、図６に示すように、閾値と差分カウンタを用いたことにより、緩やかな模様を持つテクスチャと急峻なエッジにおいて同じ程度の値の大きさを持つ画像の局所的複雑度生成することが可能である。
【００７４】
［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例における画像の局所的複雑度作成部について説明する。
【００７５】
図７は、本発明の第２の実施例の画像の局所的複雑度作成部の構成を示す。
【００７６】
同図に示す画像の局所的複雑度作成部３２００は、エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３２１０、テクスチャ度指標作成部３２２０及びアップサンプラ３２３０から構成され、図３に示す第１の実施例の構成にテクスチャ度指標作成部３２２０及びアップサンプラ３２３０が付加された構成である。
【００７７】
図８は、本発明の第２の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【００７８】
画像の局所的複雑度作成部３２００は、入力画像１０が入力されると（ステップ２３２１０）エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３２１０において、入力画像１０からエッジ・テクスチャ成分値画像３２０１を作成する（ステップ２３２２０）。
【００７９】
次に、テクスチャ度指標作成部３２２０において、エッジ・テクスチャ成分値画像３２０１からテクスチャ度指標３２０２を作成し、そして、アップサンプラ３２３０において、テクスチャ度指標３２０２をアップサンプルして（ステップ２３２３０）、入力画像１０と同じサイズにし、これを画像の局所的複雑度として出力する（ステップ２３２４０）。
【００８０】
上記のテクスチャ度指標作成部３２２０の動作を説明する。図９は、本発明の第２の実施例のテクスチャ度指標作成部の動作を示すフローチャートである。
【００８１】
ステップ２３２３１） テクスチャ度指標作成部３２２０は、エッジ・テクスチャ成分値画像３２０１をｎ×Ｎ画素のブロックに細分する（細分した結果、エッジ−テクスチャ成分値画像はＰ×Ｑ個のブロックからなっているとする）。（ｐ，ｑ）番目のブロック内の画素をｂij(p,q) （０≦ｉ＜ｎ，０≦ｊ＜ｎ）とする。
【００８２】
ステップ２３２３２） （ｐ，ｑ）番目のテクスチャ度指標index pqを０クリアする。
【００８３】
ステップ２３２３３） index pq：＝index pq＋ｂij(p,q) とし、（ｉ，ｊ）＝（０，０）〜（ｎ−１，ｎ−１）まで当該処理を繰り返し、終了したら、（ｐ，ｑ）＝（０，０）〜（Ｐ−１，Ｑ−１）までステップ２３２３２以降の処理を繰り返す。
【００８４】
即ち、
｛ｂij(pq)｝：（ｐ，ｑ）番目のエッジ−テクスチャ成分画像のブロック画素値（０≦ｉ＜ｎ，０≦ｊ＜ｎ）
とすると、（ｐ，ｑ）番目のブロック（０≦ｐ＜Ｐ，０≦ｑ＜Ｑ）のテクスチャ度指標index pqは以下の式で得られる。
【００８５】
【数１】
次に、本実施例におけるアップサンプラ３２３０の動作について説明する。
【００８６】
図１０は、本発明の第２の実施例のアップサンプラの動作を説明するための図である。アップサンプラ３２３０はテクスチャ度指標３２０２（Ｐ×Ｑサイズ）を入力とし、これを縦横ｎ倍することにより、入力画像１０と同じサイズの画像の局所的複雑度（Width × Height サイズ) を生成し、出力する。
【００８７】
上記のように、本実施例によれば、エッジ・テクスチャ成分値画像をｎ×ｎ画素に細分して得られるブロック群のうち、大きな値を多く含むブロックでは、テクスチャ度指標は大きな値をとり、小さな値を多く含む場合は、テクスチャ度指標は小さな値をとる。
【００８８】
図１１は、本発明の第２の実施例のエッジ・テクスチャ成分値画像とテクスチャ度指標を示す。同図に示すように、エッジ・テクスチャ成分値画像３２０１の中の単純なエッジ部分（同図右上部分）では、ブロック中に含まれる大きな値を持つ点の数が少ないので、対応するテクスチャ度指標は小さな値を採る。これにより、本実施例を用いることで、前述の第１の実施例に比べてテクスチャ領域において、より大きな値を持つ画像の局所的複雑度を生成することが可能である。
［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例を説明する。以下に述べる部分以外は前述の第２の実施例と同様である。
【００８９】
まず、本実施例における電子透かし埋込装置のテクスチャ度指標作成部３２２０について説明する。
【００９０】
図１２は、本発明の第３の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【００９１】
画像の局所的複雑度作成部３２００は、入力画像１０が入力されると（ステップ２４３１０）エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３２１０において、入力画像１０からエッジ・テクスチャ成分値画像３２０１を作成する（ステップ２４３２０）。
次に、テクスチャ度指標作成部３２２０において、エッジ・テクスチャ成分値画像３２０１からテクスチャ度指標３２０２を作成し、そして、アップサンプラ３２３０において、テクスチャ度指標３２０２をアップサンプルして（ステップ２４３３０）、入力画像１０と同じサイズにし、これを画像の局所的複雑度として出力する（ステップ２４３４０）。
【００９２】
図１３は、本発明の第３の実施例のテクスチャ度指標作成部の動作を示すフローチャートである。
【００９３】
ステップ２４３３１〜ステップ２４３３３） テクスチャ度指標作成部３２２０は、前述の第２の実施例に記載したテクスチャ度指標作成部３２２０と同様にして、テクスチャ度指標index pqを求める。
【００９４】
ステップ２４３３４） テクスチャ度指標作成部３２２０は、求められたテクスチャ度指標index pqを予め定められた関数ｆ（ｘ）を用いてマッピングした値を新たにテクスチャ度指標として用いる。これを式で表すと、
index pq：＝ｆ（index pq） （０≦ｐ＜Ｐ，０≦ｑ＜Ｑ）
となる。
【００９５】
上記の第３の実施例によれば、前述の第２の実施例で得られたテクスチャ度指標３２０２を関数でマッピングすることにより、より視覚的特性に合致する値とすることが可能である。
【００９６】
［第４の実施例］
次に、本発明の第４の実施例の電子透かし埋込装置について説明する。
【００９７】
図１４は、本発明の第４の実施例の画像の局所的複雑度作成部の構成図である。同図に示す画像の局所的複雑度作成部３４００は、エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３４１０、テクスチャ度指標作成部３４２０、及びテクスチャ成分値画像作成部３４３０から構成される。テクスチャ成分値画像作成部３４３０は、エッジ・テクスチャ成分値画像３４０１とテクスチャ度指標３４０２からテクスチャ成分値画像３４０３を作成し、出力する。
【００９８】
図１５は、本発明の第４の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【００９９】
画像の局所的複雑度作成部３４００は、入力画像１０が入力されると（ステップ２５４１０）エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３４１０は、入力画像１０からエッジ・テクスチャ成分値画像３４０１を作成する（ステップ２５４２０）。
【０１００】
次に、テクスチャ度指標作成部３４２０は、エッジ・テクスチャ成分値画像３４０１からテクスチャ度指標３４０２を作成する（作成方法は第２の実施例、第３の実施例のいずれでもよい）（ステップ２５４３０）。そして、テクスチャ成分値画像作成部３４３０は、エッジ・テクスチャ成分値画像３４０１とテクスチャ度指標３４０２から、テクスチャ成分値画像３４０３を作成し（ステップ２５４４０）、これを画像の局所的複雑度として出力する（ステップ２５４５０）。
次に、上記のテクスチャ成分値画像作成部３４２０について説明する。
【０１０１】
図１６は、本発明の第４の実施例のテクスチャ成分値画像作成部の動作を示すフローチャートである。
【０１０２】
ステップ２５４４１） テクスチャ成分値画像作成部３４３０は、エッジ・テクスチャ成分値画像３４０１をｎ×ｎ画素のブロックに細分する（細分した結果、エッジ・テクスチャ成分値画像は、Ｐ×Ｑ個のブロックからなっているとする）。各ブロックについてステップ２５４４２を行う。
【０１０３】
ステップ２５４４２） テクスチャ成分値画像作成部３４３０の、（ｐ，ｑ）番目のブロック（０≦ｐ＜Ｐ，０≦ｑ＜Ｑ）についての処理を説明する。
【０１０４】
テクスチャ成分値画像作成部３４３０は、｛ｂij(pq)｝：（ｐ，ｑ）番目のエッジ−テクスチャ成分値画像のブロック画素値（０≦ｉ＜ｎ，０≦ｊ＜ｎ）とすると、（ｐ，ｑ）番目のテクスチャ成分値ブロック｛ｂ’ij(pq)｝，（０≦ｉ＜ｎ，０≦ｊ＜ｎ）は、以下の式で求められる。
【０１０５】
ｂ’ij(pq)：＝index pq・ｂij(pq)
ステップ２５４４３） すべてのブロックについての処理が終了した後、テクスチャ成分値ブロックを、対応するエッジ・テクスチャ成分値画像３４０１と同じ位置に配置して構成される画像をテクスチャ成分値画像３４０３として出力する。
【０１０６】
本実施例における画像処理について、図１７を用いて説明する。同図に示す入力画像１０は、背景（一様な画素値）、太陽（エッジを持ち、内部は一様）、幹（弱いテクスチャを持つ）、葉（強いテクスチャを持つ）からなっている。エッジ・テクスチャ成分値画像３４０１（明るいほど大きな値）では、エッジとテクスチャを同様に扱っている。幹部分と葉部分と太陽のエッジ部分は、エッジ・テクスチャ成分値に大きな違いがない。これは、差分カウンタを用いていることによる。
【０１０７】
テクスチャ度指標３４０２では、その作り方から、エッジ・テクスチャ成分の少ないブロックでは値が小さい。そのため、エッジしか持たない太陽の部分では、テクスチャ度指標が小さい。逆に葉や幹の部分では、ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値が大きいので、テクスチャ度指標３４０２は大きな値を持つ。
【０１０８】
テクスチャ成分値画像３４０３（明るいほど大きな値）では、エッジは弱く、またテクスチャが強くなり、目的に合致する。また、第２の実施例の出力に比べてブロック歪が改善され、より精度の高い画像の局所的複雑度を生成することが可能である。
【０１０９】
［第５の実施例］
次に、第５の実施例における電子透かし埋込装置について説明する。
【０１１０】
図１８は、本発明の第５の実施例の電子透かし埋込装置の構成を示す。同図に示す電子透かし埋込装置３５００は、画像の局所的複雑度作成部３５１０、透かしパターン作成部３５２０、及び画像加算部３５３０から構成される。
【０１１１】
当該電子透かし埋込装置３５００は、入力画像５１、電子透かし５２、鍵情報５３、強度パラメータ５４を入力とする。
【０１１２】
図１９は、本発明の第５の実施例の電子透かし埋込装置の動作を示すフローチャートである。
【０１１３】
ステップ２６５１０） まず、画像の局所的複雑度作成部３５１０は、入力画像５１（ｐij）から、画像の局所的複雑度（ｅij）を作成する。画像の局所的複雑度は、画素値の変更による視覚的刺激を一定以下とした時の対象画素値の変更可能量を表すものが理想的である。例えば、前述の第１の実施例〜第４の実施例で述べた電子透かし埋込装置のいずれかを用いる。
【０１１４】
ステップ２６５２０） 透かしパターン作成部３５２０において、電子透かし５２と鍵情報５３を元に透かしパターン３５０２ｗijを作成する。
【０１１５】
ステップ２６５３０） 画像加算部３５３０において、以下の式により画像の複雑度に応じて適応的に透かしパターン３５０２を入力画像５１に加算する。
【０１１６】
ｐ’ij：＝ｐij ＋ ｐｏｗｅｒ・ｅij・ｗij
ただし、
｛ｐ’ij｝：電子透かし埋め込み済画像（０≦ｉ＜Width ，０≦ｊ＜Height）
｛ｐij｝：入力画像（０≦ｉ＜Width ，０≦ｊ＜Height）
｛ｗij｝：透かしパターン（０≦ｉ＜Width ，０≦ｊ＜Height）
ｐｏｗｅｒ：強度パラメータ
ステップ２６５４０） 画像加算部３５３０は、電子透かし埋め込み済画像ｐijを出力する。
【０１１７】
次に、上記のステップ２６５３０の透かしパターン３５０２の作成について説明する。
【０１１８】
▲１▼ Ｎ×Ｎサイズの複素行列Ｆ（ｕ，ｖ）を用意し、初期値を零行列とする。
▲２▼ ｋ番目の埋め込み係数位置情報Ｌk ＝（ｘk ，ｙk ，ｚk ）（鍵情報から生成される）を用いてＦ（ｕ，ｖ）の要素を変更する。
【０１１９】
・ｚk が実数成分を表す値の時：
Ｆ（ｘk ，ｙk ）の実数成分にｍk （鍵情報と電子透かしから生成される）を加える。また、フーリエ変換係数の対称性を保つように、Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）の実数成分にもｍk を加える。式で書けば、
Ｆ（ｘk ，ｙk ）：＝Ｆ（ｘk ，ｙk ）＋ｍk ・α
Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）：＝Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）＋ｍk ・α
但し、αは基本透かしターンの模様の強さを与えるパラメータである。
【０１２０】
・ｚk が虚数成分を表す値の時：
Ｆ（ｘk ，ｙk ）の虚数成分にｍk を加える。また、フーリエ変換係数の対称性を保つように、Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）の虚数成分からｍk を引算する。式で書けば、
Ｆ（ｘk ，ｙk ）：＝Ｆ（ｘk ，ｙk ）＋ｍk ・α・ｉ
Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）：＝Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）−ｍk ・α・ｉ
（ｉは虚数単位）
これをｋ＝０…ｎ−１について順次行い、得られた係数行列Ｆ（ｕ，ｖ）を離散フーリエ逆変換して、基本透かしパターンを得る。
【０１２１】
上記の第５の実施例によれば、画像の局所的複雑度によって透かしパターンを重み付けして入力画像に加算して電子透かし埋め込み済画像を得るので、埋め込みに伴う視覚的な画質劣化を抑えることが可能となり、従来の技術に比べて同程度の画質劣化時の耐性が向上する。
【０１２２】
［第６の実施例］
次に、本発明の第６の実施例の電子透かし埋込装置について説明する。
【０１２３】
図２０は、本発明の第６の実施例の電子透かし埋込装置の構成を示す。同図に示す電子透かし埋め込み装置３６００は、ブロック分割部３６１０、画像の局所的複雑度作成部３６２０、適応透かしパターン作成部３６３０、基本透かしパターン作成部３６４０、画像加算部３６５０から構成される。
【０１２４】
当該電子透かし埋め込み装置３６００は、入力画像６１、電子透かし６２、鍵情報６３、強度パラメータ６４を入力とする。
【０１２５】
図２１は、本発明の第６の実施例の電子透かし埋込装置の動作を示すフローチャートである。
【０１２６】
ステップ２７６１０） ブロック分割部３６１０は、入力画像６１（Width ×Height画素からなる) を、Ｎ×Ｎサイズのブロック３６０１に分割する。
【０１２７】
ステップ２７６２０） 分割されたブロック３６０１を用いて、画像の局所的複雑度作成部３６２０において、ブロックサイズの画像の局所的複雑度を作成する。前述の第４の実施例と同様に、画像の局所的複雑度は、画素値の変更による視覚的な刺激を一定以下とした時の対称画素値の変更可能量を表すものが理想的である。例えば、第１の実施例〜第４の実施例で述べた電子透かし埋込装置のいずれかを用いる。
【０１２８】
ステップ２７６３０） 基本透かしパターン作成部３６４０において、電子透かし６２と鍵情報６３を元に基本透かしパターン３６０４を作成する。基本透かしパターン３６０４は第５の実施例で「透かしパターン」として記載されているものと等しいものとする。具体的に式で表すと以下のようになる。
【０１２９】
▲１▼ Ｎ×Ｎサイズの複素行列Ｆ（ｕ，ｖ）を用意し、初期値を零行列とする。
▲２▼ ｋ番目の埋め込み係数位置情報Ｌk ＝（ｘk ，ｙk ，ｚk ）（鍵情報から生成される）を用いてＦ（ｕ，ｖ）の要素を変更する。
【０１３０】
・ｚk が実数成分を表す値の時：
Ｆ（ｘk ，ｙk ）の実数成分にｍk （鍵情報と電子透かしから生成される）を加える。また、フーリエ変換係数の対称性を保つように、Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）の実数成分にもｍk を加える。式で書けば、
Ｆ（ｘk ，ｙk ）：＝Ｆ（ｘk ，ｙk ）＋ｍk ・α
Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）：＝Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）＋ｍk ・α
但し、αは基本透かしターンの模様の強さを与えるパラメータである。
【０１３１】
・ｚk が虚数成分を表す値の時：
Ｆ（ｘk ，ｙk ）の虚数成分にｍk を加える。また、フーリエ変換係数の対称性を保つように、Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）の虚数成分からｍk を引算する。式で書けば、
Ｆ（ｘk ，ｙk ）：＝Ｆ（ｘk ，ｙk ）＋ｍk ・α・ｉ
Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）：＝Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）−ｍk ・α・ｉ
（ｉは虚数単位）
これをｋ＝０…ｎ−１について順次行い、得られた係数行列Ｆ（ｕ，ｖ）を離散フーリエ逆変換して、基本透かしパターンを得る。
【０１３２】
ステップ２７６５０） さらに、適応透かしパターン作成部３６３０は、適応透かしパターン３６０２を作成する。
【０１３３】
当該適応透かしパターン３６０２の求め方を式で表すと以下のようになる。
【０１３４】
【数２】
但し、
｛ｐ’ij：｝：電子透かし埋め込み済ブロック（０≦ｉ＜Ｎ，０≦ｊ＜Ｎ）
｛ｐij：｝：ブロック（０≦ｉ＜Ｎ，０≦ｊ＜Ｎ）
｛ｅij：｝：画像の局所的複雑度（０≦ｉ＜Ｎ，０≦ｊ＜Ｎ）
｛ａij：｝：適応透かしパターン（０≦ｉ＜Ｎ，０≦ｊ＜Ｎ）
｛ｂij：｝：基本透かしパターン（０≦ｉ＜Ｎ，０≦ｊ＜Ｎ）
power ：強度パラメータ
ｅmax ：画像の局所的複雑度の定義式による値域の最大値
ｅmin ：画像の局所的複雑度の定義式による値域の最小値
β：適応透かしパターンの強調倍率
ステップ２７６６０） すべてのブロックに対し、電子透かし埋め込み済ブロック３６０５を作成した後、電子透かし埋め込み済ブロック３６０５を元のブロックの位置に配置して電子透かし埋め込み済画像６５を得る。
【０１３５】
次に、本実施例における適応透かしパターン作成部３６３０について説明する。
【０１３６】
適応透かしパターン作成部３６３０は、現在参照中のブロックの直交変換係数の振幅値に応じて、基本透かしパターン３６０４の対応する直交変換係数を強調する。
【０１３７】
図２２は、本発明の第６の実施例の適応透かしパターン作成部の動作を示すフローチャートである。
【０１３８】
ステップ２７６４１） 適用透かしパターン作成部３６３０は、ブロック分割部３６１０で分割されたブロックを離散フーリエ変換して、ブロック係数行列Ｇ（ｕ，ｖ）を得る。
【０１３９】
ステップ２７６４２） 基本透かしパターンを離散フーリエ変換して、複素行列である透かし係数行列Ｆ（ｕ，ｖ）（０≦ｕ＜Ｎ，０≦ｖ＜Ｎ）を生成する。
ステップ２７６４３） （ｕ，ｖ）＝（０，０）〜（Ｎ−１，Ｎ−１）について、｜Ｇ（ｕ，ｖ）｜＜αである場合には、ステップ２７６４４に移行し、そうでない場合にはステップ２７６４５に移行する。
【０１４０】
ステップ２７６４４） ｜Ｇ（ｕ，ｖ）｜＜αであるとき、γ：＝αとし、ステップ２７６４６に移行する。
【０１４１】
ステップ２７６４５） ｜Ｇ（ｕ，ｖ）｜≧αであるとき、γ：＝｜Ｇ（ｕ，ｖ）｜とする。なお、ステップ２７６４４、２７６４５におけるαは、予め設定しておく閾値である。
【０１４２】
ステップ２７６４６） Ｆ’（ｕ，ｖ）：＝Ｆ（ｕ，ｖ）・γ
ステップ２７６４７） Ｆ’（ｕ，ｖ）を離散フーリエ変換して、適応透かしパターン３６０２を得て出力する。
【０１４３】
上記のように、本実施例によれば、図２３に示すように、入力画像の局所的な模様を良く反映した透かしパターンを用いた電子透かし埋め込みが可能となる。つまり、元のブロック３６０１の模様（左前扇形部分の斜線）と基本透かしパターン３６０４は相関はないが、適応透かしパターン３６０２はブロック３６０１の模様を良く反映している。これらの画像の局所的複雑度を用いて重み付けして加算すると、ブロック３６０１の元の模様を良く反映した形で、かつ強いパワーで情報を埋めることができる。これにより、第４の実施例よりもさらに対数が向上する。
【０１４４】
また、上記実施例の構成および動作をプログラムとして構築し、電子透かし埋込装置及び電子透かし検出装置として利用されるコンピュータに接続されるディスク装置や、フロッピー（登録商標）ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記憶媒体に格納しておき、本発明を実施する際にインストールすることにより、容易に本発明を実現できる。
【０１４５】
［第７の実施例］
本実施例では、上記の第１の実施例から第６の実施例で述べた電子透かし埋込装置を図２４に示すような集積回路によっても実現できる。図２４に示す集積回路は、メモリ部１、マイクロプロセッサ部２、外部とのインタフェースを司るインタフェース部３から構成される。なお、同図は、主要部を示すものであり、他の回路も含み得る。メモリ部１に格納したプログラムをマイクロプロセッサ部２が実行する。集積回路の構成については、他に種々の構成が可能である。
【０１４６】
また、この集積回路を種々の装置、例えば、ビデオカメラや再生装置に組み込むことにより、本発明の電子透かし処理を行うことが可能である。
【０１４７】
また、上記の実施例における構成及び動作をプログラムとして構築し、当該電子透かし埋込装置及び電子透かし検出装置として利用されるコンピュータに接続されるディスク装置や、フロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記憶媒体に格納しておき、本発明を実施する際にインストールすることにより、容易に本発明を実現できる。
【０１４８】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。
【０１４９】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、テクスチャ領域において、比較的大きな値を持ち、平坦領域あるいは、エッジ部分では比較的小さな値を持つような画像の局所的複雑度を作成することが可能となる。これにより、従来技術より視覚特性に適応的な電子透かし埋め込みが実現でき、相対的に電子透かしの耐性が増す。
【０１５０】
また、画像の複雑部分を重点的に変更することで、画像に情報を埋め込むので、従来の技術よりも相対的に耐性を向上させることが可能となる。
【０１５１】
さらに、埋め込みの際に、元の画像の模様を反映したパターンを加算することから、より画質の向上、つまり相対的な耐性の更なる向上を実現できる。
【０１５２】
また、情報検出装置については、従来のものをそのまま用いることができ、移行コストを低くできる。
【０１５３】
さらに、動画像の各フレームに対し、本発明を適用することにより、動画像への電子透かし埋め込み及び動画像からの電子透かし検出も可能である。
【０１５４】
これにより、著作権者にとっては、情報コンテンツの著作権を保護することが目的であるため、電子透かし情報は、利用者のさまざまな編集に対して耐性を持つ必要があり、利用者にとっては、電子透かしを意識することなく、情報コンテンツを利用できなければならないため、電子透かし処理を施した画像で劣化が知覚されてはならない。本発明によれば、従来よりも画質／耐性共に向上することにより、著作権保護システムが、より有効に機能し、著作者が安心してコンテンツを情報提供することが可能となることから、ネットワークによる情報流通が促進される。
【０１５５】
本発明は、コンテンツ流通システムにおいては、コンテンツを一意に識別するためのコンテンツＩＤを付与し、これをコンテンツに埋め込み、コンテンツの著作権者情報や利用条件などとリンクすることによるコンテンツ管理システムに適用することにより、コンテンツの正しい利用が促進され、また、権利者側は、コンテンツの権利者が自分であることの保証が得られる。
【０１５６】
また、本発明は、コンテンツ配送時に、ユーザ情報を埋め込むことにより、不正コピーを抑止できる。
【０１５７】
さらに、ＤＶＤ等で用いられているコピー管理信号を埋め込むことで、現在より強固なコピープロテクトが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の原理構成図である。
【図３】本発明の第１の実施例の画像の局所的複雑度作成部の構成図である。
【図４】本発明の第１の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施例のエッジ・テクスチャ成分値画像作成部の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施例の入力画像とエッジ・テクスチャ成分値画像の例である。
【図７】本発明の第２の実施例の画像の局所的複雑度作成部の構成図である。
【図８】本発明の第２の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施例のテクスチャ度指標作成部の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施例のアップサンプラの動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施例のエッジ・テクスチャ成分値画像とテクスチャ度指標を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第３の実施例のテクスチャ度指標作成部の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第４の実施例の画像の局所的複雑度作成部の構成図である。
【図１５】本発明の第４の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第４の実施例のテクスチャ成分値画像作成部の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第４の実施例の各部での入出力の画像を示す図である。
【図１８】本発明の第５の実施例の電子透かし埋込装置の構成図である。
【図１９】本発明の第５の実施例の電子透かし埋込装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第６の実施例の電子透かし埋込装置の構成図である。
【図２１】本発明の第６の実施例の電子透かし埋込装置の動作を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第６の実施例の適応透かしパターン作成部の動作を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第６の実施例の電子透かし埋込過程におけるブロックとパターンを示す図である。
【図２４】本発明の第７の実施例の集積回路の構成図である。
【符号の説明】
１ メモリ部
２ マイクロプロセッサ部
３ インタフェース部
１Ｂ 局所的複雑度作成手段
２Ｂ 透かしパターン作成手段
３Ｂ 画像加算手段
１０ 入力画像
２０ 画像の局所的複雑度
５１ 入力画像
５２ 電子透かし
５３ 鍵情報
５４ 強度パラメータ
５５ 電子透かし埋込済画像
６１ 入力画像
６２ 電子透かし
６３ 鍵情報
６４ 強度パラメータ
６５ 電子透かし埋込済画像
３０００ ブロック生成部
３００１ ｔ個のブロック
３００２ 加算ブロック
３１００ ブロック分割部
３２００ ブロック加算部
３４００ 画像の局所的複雑度作成部
３４０１ エッジ・テクスチャ成分値画像
３４０２ テクスチャ度指標
３４０３ テクスチャ成分値画像
３４１０ エッジ・テクスチャ成分値画像作成部
３４２０ テクスチャ度指標作成部
３４３０ テクスチャ成分値画像作成部
４０００ ブロック生成部
４００１ ｔ個のブロック
４００２ 加算ブロック
４１００ ブロック分割部
４２００ ブロック加算部
５４２１ 拡散系列生成器
６４３１ 拡散系列生成器
７４３１ 拡散系列生成器
１１４９１ 各シンボル位置系列生成部
１１４９２ 各シンボル位置毎系列
１１４９３ 検出シンボル生成部
１１４９４ 検出シンボル
１１４９５ 逆シンボル変換部
１１４７１ シンボル候補生成部
１１４７２ シンボル候補
１１４７３ シンボル系列生成部
１１４７４ シンボル系列
１１４７５ シンボル検出情報生成部
１１４７６ シンボル検出情報
１１４７３１ 拡散系列生成器
３０００ ブロック生成部
３００１ ブロック
３００２ 加算ブロック
３０１０ 画像の局所的複雑度作成部
３０２０ 画像の局所的複雑度作成部
３１００ ブロック分割部
３１１０ エッジ・テクスチャ成分値画像作成部
３１１１ エッジ・テクスチャ成分値画像
３２００ ブロック加算部
３２０１ エッジ・テクスチャ成分値画像
３２０２ テクスチャ度指標
３２１０ エッジ・テクスチャ成分値画像作成部
３２２０ テクスチャ度指標作成部
３２３０ アップサンプラ
３４００ 画像処理装置
３４０１ エッジ・テクスチャ成分値画像
３４０２ テクスチャ度指標
３４０３ テクスチャ成分値画像
３４１０ エッジ・テクスチャ成分値画像作成部
３４２０ テクスチャ度指標作成部
３４３０ テクスチャ成分値画像作成部
３５００ 電子透かし埋込装置
３５０１ 画像の局所的複雑度
３５０２ 透かしパターン
３５１０ 画像の局所的複雑度作成部
３５２０ 透かしパターン作成部
３５３０ 画像加算部
３６００ 電子透かし埋込装置
３６０１ ブロック
３６０２ 適応透かしパターン
３６０４ 基本透かしパターン
３６０５ 電子透かし埋込済ブロック
３６１０ ブロック分割部
３６２０ 画像の局所的複雑度作成部
３６３０ 適応透かしパターン作成部
３６４０ 基本透かしパターン作成部
３６５０ 画像加算部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子透かし埋め込み方法及び電子透かし埋め込み装置及び電子透かし埋め込みプログラムを格納した記憶媒体に係り、特に、ディジタルコンテンツの著作権保護を実現するために、コンテンツ自体の情報を人間には知覚出来ない程度の微小量だけ変更し、当該コンテンツ内に、人間の知覚に感知されないようにするための情報である透かし情報を埋め込むための電子透かし埋め込み方法及び電子透かし埋め込み装置及び電子透かし埋め込みプログラムを格納した記憶媒体に関する。
【０００２】
近年、ディジタルコンテンツをネットワークを利用して送信することが、音声・動画・静止画などのディジタル情報に対する技術（例えば、ＪＰＥＧ方式［Joint Picture Coding Expert Group ］など）の進歩により、容易になってきている。また、ネットワークによるコンテンツの流通も、インターネットなどの情報インフラの普及に伴い始まりつつある。
【０００３】
ところが、ネットワークによって配送されるコンテンツは、ディジタル情報であるため、パーソナルコンテンツなどを用いて完全な複製を行うことが容易である。また、インターネットなどの情報インフラでは、すべての利用者が情報発信者となり得るため、不正コピーや、不正コピーを販売するといった著作権侵害が行われ得る。さらに、パーソナルコンピュータの処理能力の向上に伴って、パーソナルコンピュータ上で画像や音声データを加工・編集することも容易となり、原著作権者の意図しない改ざんや、不正な二次利用等の著作権侵害も行われ得る。
これらの、著作権侵害の脅威が著作者に情報提供を躊躇させ、ネットワークによる情報流通を阻害しているという現状がある。
【０００４】
また、これとは別に、現在コンテンツ製作の現場からは「あるコンテンツを正しく権利処理して正当な二次利用をしたいと思っても、権利の所在が分からずどこに問い合わせればよいのか分からない」といった問題もあり、コンテンツの再利用の促進が抑制されている現状である。
【０００５】
本発明は、これらの現状を踏まえて、電子透かしの埋め込みを行うための電子透かし埋め込み方法及び電子透かし埋め込み装置及び電子透かし埋め込みプログラ
ムを格納した記憶媒体に関する。
【０００６】
【従来の技術】
従来において、電子透かし技術を利用した著作権管理／保護システムが提案されている。
【０００７】
電子透かし技術に関連した技術として、「A.Piva et al.:"DCT-based Watermark Recovering without Resorting to the Uncorrupted Orignal Image", Proceedings of the 1997 International Conference on Image Processing (ICIP'97),1997」（以下、Ref.1 と記す) や、「Takao Nakamura, Hiroshi Ogawa, Youichi Takashima,:"A Watermarking Technique for Still Image" NTT R&D Vol.47, No.6, 1998 」（以下、Ref.2 と記す) や、「Wisetsuit Piyapisuit, Kineo Matsui,: "Block Characteristic in Color Image Watermarking Using Equivalent Signal Transform" National Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, D-11-42, 1999 」（以下、Ref.3 と記す) 等がある。
【０００８】
Ref.1 に示す方法は、画像サイズで直交変換して周波数成分行列を取得し、透周波数成分行列の中の中間周波数帯域の係数値を変更することにより透かし情報を埋め込む。係数値の変更は、スペクトル拡散技術を用いる。これにより、画像の非可逆圧縮や色変換、コントラスト変更などに対し、耐性がある。
【０００９】
また、Ref.1 に示す方法は、透かし情報を読み取りの際には、調べたい画像を直交変換して得られる周波数成分行列中の中間周波数帯域の係数値を逆拡散することにより、透かし情報読み取る。これにより、画像の拡大/ 縮小に対しては、オリジナルのディジタルコンテンツと比較し、オリジナルのディジタルコンテンツと同じサイズに併せてから検出を行うことで対応できる。
【００１０】
また、Ref.1 に示す方法は、読み取り時は、スペクトル拡散で用いる乱数の初期値を一つずつ試して、レスポンスが高かったものを読み取り透かし情報とする。
これにより、一部切り出しなどについては、切り取られた部分がオリジナルのディジタルコンテンツのどこにあたるかがわかれば、検出可能である。
【００１１】
次に、上記のRef.2 に示す方法は、画像を一般の非可逆圧縮で用いられるブロックサイズにより大きなブロックに分割し、ブロック毎に直交変換を行い周波数成分行列を得て、これを正規化する。そして、埋め込みを行う係数列を鍵情報によって選択し、係数値の量子化によって透かし情報を埋め込む。変更後の行列を逆正規化、逆直交変換を行うことで透かし埋め込み済画像を得る。また、当該方法は、低周波数帯域を変更することにより耐性が向上する。
【００１２】
上記のRef.3 に示す方法は、カラー像の等価信号変換（例えば、ＲＧＢ←→ＹＣｂＣｒなど）の変換行列を定義通りのものから透かし情報に応じて若干変更した変換を施すことで埋め込みを行う。Ref.3 における透かし情報検出時には、検出対象画像を等価信号変換し、これらの統計値が埋め込みによって特異な状態になっているかどうかで検出を行う。これにより、Ref.3 に示す方法は、画像の幾何学的改変に対して耐性を持つ。
【００１３】
また、電子透かしをディジタル画像内に埋め込む際に、画像全体に渡って、透かしパターンと呼ばれる模様を等しい強さで加算して電子透かしを埋め込んだ画像を得る方法もある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のRef.1 に示す方法は、以下のような問題がある。
Ｉ. 部分切取りに対する耐性が低い。
II. 原画像サイズの直交変換を用いるため処理が重い。
III. 透かし埋め込みによる画質劣化が大きい。
【００１５】
IV. 透かし情報の検出時に透かし情報の取り得る値全てについて試行を行うので、処理が重い。
【００１６】
また、上記のRef.2 に示す方法は、非可逆圧縮に対する耐性を有するが、色変換、コントラスト変更、部分切取りに対する耐性が低いという問題がある。また、
正規化によって画像の複雑部分には強く、平坦部分には弱く埋め込むことにより画質／耐性の向上を狙っているがあまり有効に機能しない。また、Ref.2 における透かし情報検出時には、埋め込み時の正規化までの処理を行い、鍵情報と正規化周波数成分行列から透かし情報を検出する。これにより、ブロックサイズが画像サイズと同じ場合、拡大／縮小に対する耐性を持つ。しかし、検出した透かし情報の信頼度の定量的評価をしていない。また、透かし埋め込みによる画質劣化が大きいという問題がある。
【００１７】
また、Ref.3 に示す方法は、非可逆圧縮や色変換などに非常に弱い。また、多ビット埋め込みの場合、ブロック毎に１ビットを埋め込むので、幾何学的改変に対する耐性が弱くなるという問題がある。
さらに、電子透かしを埋め込む際に、透かしパターンという模様を等しい強さで埋め込む方法は、一般に画像の平坦部分は複雑な部分よりも劣化に対して知覚されやすいので、平坦部分で劣化が知覚されない程度の強さでしか透かしパターンを画像に加算することができないという問題がある。
【００１８】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、視覚的特性に基づいた画像の局所的複雑度の算出方法を用いて、画像の局所的複雑度に応じて透かしパターンの強度を変更し、相対的に透かしの耐性を向上させることが可能な、電子透かし埋め込み方法及び電子透かし埋め込み装置及び電子透かし埋め込みプログラムを格納した記憶媒体を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
図１は、本発明の原理を説明するための図である。
【００２０】
本発明（請求項１）は、ディジタル画像に対して電子透かしを埋め込む電子透かし埋込方法において、
画像の局所的複雑度を求め（ステップ１１）
画像の局所的複雑度に応じて、前記画像のテクスチャ領域を、平坦領域や単純なエッジ部分より大きく変更して（ステップ１２）、埋め込み画像を取得する（ステップ１３）。
【００２１】
本発明（請求項２）は、画像の中のテクスチャ領域に大きな値を持ち、前記平坦領域や単純なエッジ部分において、小さな値を持つような画像の局所的複雑度を作成する際に、
入力画像と各画素と隣接画素との差分が、ある閾値以上の時に、インクリメントされるカウンタによって、エッジとテクスチャ領域を測る。
【００２２】
本発明（請求項３）は、エッジとテクスチャ領域を測って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像を微小なブロックに細分し、
細分されたブロック毎に該ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値の総和を求め、
当該総和をブロックのテクスチャ度指標とする。
【００２３】
本発明（請求項４）は、エッジとテクスチャ領域を測って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像を微小なブロックに細分し、
細分されたブロック毎に該ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値の総和を求め、
当該総和を予め定めた関数でマッピングした値をそのブロックのテクスチャ度指標とする。
【００２４】
本発明（請求項５）は、エッジ・テクスチャ成分値画像とテクスチャ度指標を用いて、エッジ・テクスチャ成分値を微小なブロックに分割し、
分割されたブロック中の各エッジ・テクスチャ成分値に対応するテクスチャ度指標を乗算することにより、テクスチャ成分値画像を得る。
【００２５】
本発明（請求項６）は、エッジ・テクスチャ成分値画像とテクスチャ度指標を用いて、エッジ・テクスチャ成分値を微小なブロックに分割し、
分割されたブロック中の各エッジ・テクスチャ成分値に対応するテクスチャ度指標を乗算することにより、テクスチャ成分値画像を得る。
【００２６】
本発明（請求項７）は、画像の局所的複雑度に応じて該画像を変更する際に、
画像の局所的複雑度として、入力画像と各画素と隣接画素との差分が、ある閾値以上の時に、インクリメントされるカウンタの値に基づいて、エッジとテクスチャ領域を測ることによりエッジ・テクスチャ成分値画像を取得し、 エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度として用いる。
【００２７】
本発明（請求項８）は、画像の局所的複雑度に応じて、画像を変更する際に、
画像の局所的複雑度として、エッジとテクスチャ領域を測って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像を微小なブロックに細分し、細分されたブロック毎に該ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値の総和を求め、該総和をブロックのテクスチャ度指標とし、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所的複雑度として用いる。
【００２８】
本発明（請求項９）は、画像の局所的複雑度に応じて、該画像を変更する際に、
画像の局所的複雑度として、エッジとテクスチャ領域を測って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像を微小なブロックに細分し、細分されたブロック毎に該ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値の総和を求め、該総和を予め定めた関数でマッピングした値をブロックのテクスチャ度指標とし、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所的複雑度として用いる。
【００２９】
本発明（請求項１０）は、画像の局所的複雑度に応じて、該画像を変更する際に、
画像の局所的複雑度として、エッジ・テクスチャ成分値画像とテクスチャ度指標を用いて、エッジ・テクスチャ成分値を微小なブロックに分割し、分割されたブロック中の各エッジ・テクスチャ成分値に対応するテクスチャ度指標を乗算することにより、テクスチャ成分値画像を取得し、
テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度として用いる。
【００３０】
本発明（請求項１１）は、ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないための電子透かしを埋め込む電子透かし埋込方法において、
ディジタル画像内に別の電子透かしを知覚されないように埋め込む際に、
ディジタル画像である入力画像から画像の局所的複雑度を生成し、
埋め込みに必要な鍵情報を用いて電子透かしから透かしパターンを生成し、
画像の局所的複雑度に応じて透かしパターンを入力画像に加算し、情報埋め込み済画像を生成する。
【００３１】
本発明（請求項１２）は、画像の局所的複雑度を生成する際に、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とする。
【００３２】
本発明（請求項１３）は、画像の局所的複雑度を生成する際に、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とし、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする。
【００３３】
本発明（請求項１４）は、画像の局所的複雑度を生成する際に、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とし、
テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とする。
【００３４】
本発明（請求項１５）は、ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込方法において、
ディジタル画像内に別の電子透かしを知覚されないように埋め込む際に、
ディジタル画像である入力画像を所定のサイズのブロックに細分し、画像の局所的複雑度を生成し、
埋め込みに必要な鍵情報を用いて、電子透かしの基本となるパターンである基本透かしパターンを生成し、
ブロックの直交変数係数の振幅値に応じて基本透かしパターンの対応する直交変換係数を強調した適応透かしパターンを生成し、
基本パターンと透かしパターンを画像の局所的複雑度及び強度パラメータに応じてブロックに加算し、情報埋め込み済画像を生成する。
【００３５】
本発明（請求項１６）は、画像の局所的複雑度を生成する際に、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とする。
【００３６】
本発明（請求項１７）は、画像の局所的複雑度を生成する際に、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とし、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする。
【００３７】
本発明（請求項１８）は、エッジ・テクスチャ成分値画像から作成されたテクスチャ度指標を所定の関数を用いてマッピングした値をテクスチャ度指標とする。
【００３８】
本発明（請求項１９）は、画像の局所的複雑度を生成する際に、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とし、
テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とする。
【００３９】
図２は、本発明の原理構成図である。
【００４０】
本発明（請求項２０）は、ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込装置であって、
入力するための入力画像を入力とし、画像の局所的複雑度を求める局所的複雑度作成手段１Ｂと、
電子透かしを表すパターンを、埋め込みに必要な鍵情報を用いて作成する透かしパターン作成手段２Ｂと、
入力画像に、透かしパターン作成手段で作成されたパターンと、画像の局所的複雑度を加算して、情報埋め込み済画像を生成する画像加算手段３Ｂとを有する。
【００４１】
本発明（請求項２１）は、局所的複雑度作成手段１Ｂにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とする手段とを含む。
【００４２】
本発明（請求項２２）は、局所的複雑度作成手段１Ｂにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とする手段と、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする手段とを含む。
【００４３】
本発明（請求項２３）は、局所的複雑度作成手段１Ｂにおいて、
入力画像からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成する手段と、
エッジ・テクスチャ成分値画像からテクスチャ度指標を作成する手段と、
テクスチャ度指標を予め定められた関数を用いてマッピングして、画像の局所的複雑度とする手段を有する。
【００４４】
本発明（請求項２４）は、局所的複雑度作成手段１Ｂにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とする手段と、
テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とする手段とを含む。
【００４５】
本発明（請求項２５）は、ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込装置であって、
入力するための入力画像を入力とし、該入力画像を所定のサイズのブロックに細分するブロック分割手段と、
埋め込みに用いる鍵情報と入力画像に埋め込む電子透かしから該電子透かしを表す基本となる基本透かしパターンを作成する基本透かしパターン生成手段と、
ブロック分割手段で分割されたブロックの直交変換係数の振幅値に応じて基本透かしパターンの対応する直交変換係数を強調した適応的パターンを作成する適応透かしパターン作成手段と、
ブロックから画像の局所的複雑度を求める局所的複雑度作成手段と、
ブロック毎に基本透かしパターンと適応透かしパターンを、画像の局所的複雑度及び埋め込みの強さを表す強度パラメータに応じて、ブロクに加算して、情報埋め込み済画像を生成する加算手段とを有する。
【００４６】
本発明（請求項２６）は、局所的複雑度作成手段において、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とする手段とを含む。
【００４７】
本発明（請求項２７）は、局所的複雑度作成手段において、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とする手段と、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする手段とを含む。
【００４８】
本発明（請求項２８）は、局所的複雑度作成手段において、
入力画像からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成する手段と、
エッジ・テクスチャ成分値画像からテクスチャ度指標を作成する手段と、
テクスチャ度指標を予め定められた関数を用いてマッピングして、画像の局所的複雑度とする手段を有する。
【００４９】
本発明（請求項２９）は、局所的複雑度作成手段において、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とする手段と、
テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とする手段とを含む。
【００５０】
本発明（請求項３０）は、請求項２０の電子透かし埋込装置が、集積回路で構成される。
【００５１】
本発明（請求項３１）は、請求項２５の電子透かし埋込装置が、集積回路で構成される。
【００５２】
本発明（請求項３２）は、ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないための電子透かしを埋め込む電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体であって、
入力するための入力画像から画像の局所的複雑度を求める局所的複雑度作成プロセスと、
電子透かしを表すパターンを作成する透かしパターン作成プロセスと、
入力画像に、透かしパターン作成プロセスで作成されたパターンと、画像の局所的複雑度を加算して、情報埋め込み済画像を生成する画像加算プロセスとを有する。
【００５３】
本発明（請求項３３）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とするプロセスとを含む。
【００５４】
本発明（請求項３４）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とするプロセスと、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする プロセスとを含む。
【００５５】
本発明（請求項３５）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成するプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分値画像からテクスチャ度指標を作成するプロセスと、
テクスチャ度指標を予め定められた関数を用いてマッピングして、画像の局所的複雑度とするプロセスを有する。
【００５６】
本発明（請求項３６）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とするプロセスと、
テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とするプロセスとを含む。
本発明（請求項３７）は、ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないための電子透かしを埋め込む電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体であって、
入力するための入力画像を入力とし、該入力画像を所定のサイズのブロックに細分するブロック分割プロセスと、
埋め込みに用いる鍵情報と入力画像に埋め込む電子透かしから該電子透かしを表す基本となる基本透かしパターンを作成する基本透かしパターン生成プロセスと、
ブロック分割プロセスで分割されたブロックの直交変換係数の振幅値に応じて基本透かしパターンの対応する直交変換係数を強調した適応的パターンを作成する適応透かしパターン作成プロセスと、
ブロックから画像の局所的複雑度を求める局所的複雑度作成プロセスと、
ブロック毎に基本透かしパターンと適応透かしパターンを、画像の局所的複雑度及び埋め込みの強さを表す強度パラメータに応じて、ブロクに加算して、情報埋め込み済画像を生成する加算プロセスとを有する。
【００５７】
本発明（請求項３８）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とするプロセスとを含む。
【００５８】
本発明（請求項３９）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とするプロセスと、
テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とするプロセスとを含む。
【００５９】
本発明（請求項４０）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成するプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分値画像からテクスチャ度指標を作成するプロセスと、
テクスチャ度指標を予め定められた関数を用いてマッピングして、画像の局所的複雑度とするプロセスを有する。
【００６０】
本発明（請求項４１）は、局所的複雑度作成プロセスにおいて、
入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタを１加算し、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とするプロセスと、
テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とするプロセスとを含む。
これにより、本発明によれば、テクスチャ領域において、比較的大きな値を持ち、平坦領域あるいは、エッジ部分では比較的小さな値を持つような画像の局所的複雑度を作成することが可能となる。これにより、従来技術より視覚特性に適応的な情報埋め込みが実現でき、相対的に電子透かしの耐性が増す。
【００６１】
また、本発明によれば、埋め込みの際に、元の画像の模様を反映したパターンを加算することから、より画質の向上、つまり相対的な耐性の更なる向上が可能となる。
【００６２】
また、本発明によれば、エッジとテクスチャを同等に扱って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像、エッジ・テクスチャ成分値画像の局所的な密度から得られ
るテクスチャ度指標、そして、前者２つから得られるテクスチャ成分値画像を生成することにより、テクスチャ領域において比較的大きな値を持ち、平坦領域、あるいは、エッジ部分では比較的小さな値を持つようなテクスチャ成分値画像を作成することができ、従来の技術より視覚特性に適応的な情報埋め込みが表現でき、相対的に電子透かしの耐性が増す。
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に、本発明の実施の形態として、いくつかの実施例を用いて説明する。
【００６３】
［第１の実施例］
図３は、本発明の第１の実施例の画像の局所的複雑度作成部の構成を示す。同図に示す画像の局所的複雑度作成部３０１０は、エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３１１０を有し、この画像の局所的複雑度作成部３０１０は、電子透かし埋込装置に用いられる。
【００６４】
図４は、本発明の第１の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【００６５】
画像の局所的複雑度作成部３０１０は、入力画像１０を入力し（ステップ２２１１０）、当該入力画像１０からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成し（ステップ２２１２０）、エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度として出力する（ステップ２２１３０）。
【００６６】
詳しくは、エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３１１０は、以下の手順でエッジ・テクスチャ成分値画像を作成する。
【００６７】
図５は、本発明の第１の実施例のエッジ・テクスチャ成分値画像作成部の動作を示すフローチャートである。
【００６８】
ステップ２２１２１） エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３１１０は、入力画像１０を｛ｐij｝（０≦ｉ＜Width ，０≦ｊ＜Hight ）と表す。０≦ｉ＜Width ，０≦ｊ＜Hight について、ステップ２２１２２以降を繰り返す。
【００６９】
ステップ２２１２２） エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３１１０は、差分カウンタcount を０クリアする。
【００７０】
ステップ２２１２３） −１≦ｋ≦１，−１≦ｈ≦１について もし、
｜ｐij−ｐi+k,j+h ｜＞ｔｈｒｅｓ
ならば、ステップ２２１２４に移行し、そうでないならば、（ｋ，ｈ）＝（−１，−１）〜（ｋ，ｈ）まで、この処理を繰り返す。
【００７１】
ステップ２２１２４） エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３１１０は、差分カウンタをインクリメントする（count ：＝count ＋１）。但し、ｔｈｒｅｓは、予め定めておく閾値である。
【００７２】
ステップ２２１２５） 上記のステップ２２１２３、ステップ２２１２４を繰り返した後の差分カウンタの値を、エッジ・テクスチャ成分値画像の（ｉ，ｊ）座標の値とする。式で表すと、
ｅij：＝count
ただし、
｛ｅij｝：エッジ・テクスチャ成分値画像（０≦ｉ＜Width ，０≦ｊ＜Hight ）
上記の本発明の第１の実施例によれば、入力画像１０の平坦部分では小さく、逆にエッジやテクスチャ領域では、大きな値を持つ画像の局所的複雑度を生成することが可能である。
【００７３】
また、図６に示すように、閾値と差分カウンタを用いたことにより、緩やかな模様を持つテクスチャと急峻なエッジにおいて同じ程度の値の大きさを持つ画像の局所的複雑度生成することが可能である。
【００７４】
［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例における画像の局所的複雑度作成部について説明する。
【００７５】
図７は、本発明の第２の実施例の画像の局所的複雑度作成部の構成を示す。
【００７６】
同図に示す画像の局所的複雑度作成部３２００は、エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３２１０、テクスチャ度指標作成部３２２０及びアップサンプラ３２３０から構成され、図３に示す第１の実施例の構成にテクスチャ度指標作成部３２２０及びアップサンプラ３２３０が付加された構成である。
【００７７】
図８は、本発明の第２の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【００７８】
画像の局所的複雑度作成部３２００は、入力画像１０が入力されると（ステップ２３２１０）エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３２１０において、入力画像１０からエッジ・テクスチャ成分値画像３２０１を作成する（ステップ２３２２０）。
【００７９】
次に、テクスチャ度指標作成部３２２０において、エッジ・テクスチャ成分値画像３２０１からテクスチャ度指標３２０２を作成し、そして、アップサンプラ３２３０において、テクスチャ度指標３２０２をアップサンプルして（ステップ２３２３０）、入力画像１０と同じサイズにし、これを画像の局所的複雑度として出力する（ステップ２３２４０）。
【００８０】
上記のテクスチャ度指標作成部３２２０の動作を説明する。図９は、本発明の第２の実施例のテクスチャ度指標作成部の動作を示すフローチャートである。
【００８１】
ステップ２３２３１） テクスチャ度指標作成部３２２０は、エッジ・テクスチャ成分値画像３２０１をｎ×Ｎ画素のブロックに細分する（細分した結果、エッジ−テクスチャ成分値画像はＰ×Ｑ個のブロックからなっているとする）。（ｐ，ｑ）番目のブロック内の画素をｂij(p,q) （０≦ｉ＜ｎ，０≦ｊ＜ｎ）とする。
【００８２】
ステップ２３２３２） （ｐ，ｑ）番目のテクスチャ度指標index pqを０クリアする。
【００８３】
ステップ２３２３３） index pq：＝index pq＋ｂij(p,q) とし、（ｉ，ｊ）＝（０，０）〜（ｎ−１，ｎ−１）まで当該処理を繰り返し、終了したら、（ｐ，ｑ）＝（０，０）〜（Ｐ−１，Ｑ−１）までステップ２３２３２以降の処理を繰り返す。
【００８４】
即ち、
｛ｂij(pq)｝：（ｐ，ｑ）番目のエッジ−テクスチャ成分画像のブロック画素値（０≦ｉ＜ｎ，０≦ｊ＜ｎ）
とすると、（ｐ，ｑ）番目のブロック（０≦ｐ＜Ｐ，０≦ｑ＜Ｑ）のテクスチャ度指標index pqは以下の式で得られる。
【００８５】
【数１】
【００８６】
図１０は、本発明の第２の実施例のアップサンプラの動作を説明するための図である。アップサンプラ３２３０はテクスチャ度指標３２０２（Ｐ×Ｑサイズ）を入力とし、これを縦横ｎ倍することにより、入力画像１０と同じサイズの画像の局所的複雑度（Width × Height サイズ) を生成し、出力する。
【００８７】
上記のように、本実施例によれば、エッジ・テクスチャ成分値画像をｎ×ｎ画素に細分して得られるブロック群のうち、大きな値を多く含むブロックでは、テクスチャ度指標は大きな値をとり、小さな値を多く含む場合は、テクスチャ度指標は小さな値をとる。
【００８８】
図１１は、本発明の第２の実施例のエッジ・テクスチャ成分値画像とテクスチャ度指標を示す。同図に示すように、エッジ・テクスチャ成分値画像３２０１の中の単純なエッジ部分（同図右上部分）では、ブロック中に含まれる大きな値を持つ点の数が少ないので、対応するテクスチャ度指標は小さな値を採る。これにより、本実施例を用いることで、前述の第１の実施例に比べてテクスチャ領域において、より大きな値を持つ画像の局所的複雑度を生成することが可能である。
［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例を説明する。以下に述べる部分以外は前述の第２の実施例と同様である。
【００８９】
まず、本実施例における電子透かし埋込装置のテクスチャ度指標作成部３２２０について説明する。
【００９０】
図１２は、本発明の第３の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【００９１】
画像の局所的複雑度作成部３２００は、入力画像１０が入力されると（ステップ２４３１０）エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３２１０において、入力画像１０からエッジ・テクスチャ成分値画像３２０１を作成する（ステップ２４３２０）。
次に、テクスチャ度指標作成部３２２０において、エッジ・テクスチャ成分値画像３２０１からテクスチャ度指標３２０２を作成し、そして、アップサンプラ３２３０において、テクスチャ度指標３２０２をアップサンプルして（ステップ２４３３０）、入力画像１０と同じサイズにし、これを画像の局所的複雑度として出力する（ステップ２４３４０）。
【００９２】
図１３は、本発明の第３の実施例のテクスチャ度指標作成部の動作を示すフローチャートである。
【００９３】
ステップ２４３３１〜ステップ２４３３３） テクスチャ度指標作成部３２２０は、前述の第２の実施例に記載したテクスチャ度指標作成部３２２０と同様にして、テクスチャ度指標index pqを求める。
【００９４】
ステップ２４３３４） テクスチャ度指標作成部３２２０は、求められたテクスチャ度指標index pqを予め定められた関数ｆ（ｘ）を用いてマッピングした値を新たにテクスチャ度指標として用いる。これを式で表すと、
index pq：＝ｆ（index pq） （０≦ｐ＜Ｐ，０≦ｑ＜Ｑ）
となる。
【００９５】
上記の第３の実施例によれば、前述の第２の実施例で得られたテクスチャ度指標３２０２を関数でマッピングすることにより、より視覚的特性に合致する値とすることが可能である。
【００９６】
［第４の実施例］
次に、本発明の第４の実施例の電子透かし埋込装置について説明する。
【００９７】
図１４は、本発明の第４の実施例の画像の局所的複雑度作成部の構成図である。同図に示す画像の局所的複雑度作成部３４００は、エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３４１０、テクスチャ度指標作成部３４２０、及びテクスチャ成分値画像作成部３４３０から構成される。テクスチャ成分値画像作成部３４３０は、エッジ・テクスチャ成分値画像３４０１とテクスチャ度指標３４０２からテクスチャ成分値画像３４０３を作成し、出力する。
【００９８】
図１５は、本発明の第４の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【００９９】
画像の局所的複雑度作成部３４００は、入力画像１０が入力されると（ステップ２５４１０）エッジ・テクスチャ成分値画像作成部３４１０は、入力画像１０からエッジ・テクスチャ成分値画像３４０１を作成する（ステップ２５４２０）。
【０１００】
次に、テクスチャ度指標作成部３４２０は、エッジ・テクスチャ成分値画像３４０１からテクスチャ度指標３４０２を作成する（作成方法は第２の実施例、第３の実施例のいずれでもよい）（ステップ２５４３０）。そして、テクスチャ成分値画像作成部３４３０は、エッジ・テクスチャ成分値画像３４０１とテクスチャ度指標３４０２から、テクスチャ成分値画像３４０３を作成し（ステップ２５４４０）、これを画像の局所的複雑度として出力する（ステップ２５４５０）。
次に、上記のテクスチャ成分値画像作成部３４２０について説明する。
【０１０１】
図１６は、本発明の第４の実施例のテクスチャ成分値画像作成部の動作を示すフローチャートである。
【０１０２】
ステップ２５４４１） テクスチャ成分値画像作成部３４３０は、エッジ・テクスチャ成分値画像３４０１をｎ×ｎ画素のブロックに細分する（細分した結果、エッジ・テクスチャ成分値画像は、Ｐ×Ｑ個のブロックからなっているとする）。各ブロックについてステップ２５４４２を行う。
【０１０３】
ステップ２５４４２） テクスチャ成分値画像作成部３４３０の、（ｐ，ｑ）番目のブロック（０≦ｐ＜Ｐ，０≦ｑ＜Ｑ）についての処理を説明する。
【０１０４】
テクスチャ成分値画像作成部３４３０は、｛ｂij(pq)｝：（ｐ，ｑ）番目のエッジ−テクスチャ成分値画像のブロック画素値（０≦ｉ＜ｎ，０≦ｊ＜ｎ）とすると、（ｐ，ｑ）番目のテクスチャ成分値ブロック｛ｂ’ij(pq)｝，（０≦ｉ＜ｎ，０≦ｊ＜ｎ）は、以下の式で求められる。
【０１０５】
ｂ’ij(pq)：＝index pq・ｂij(pq)
ステップ２５４４３） すべてのブロックについての処理が終了した後、テクスチャ成分値ブロックを、対応するエッジ・テクスチャ成分値画像３４０１と同じ位置に配置して構成される画像をテクスチャ成分値画像３４０３として出力する。
【０１０６】
本実施例における画像処理について、図１７を用いて説明する。同図に示す入力画像１０は、背景（一様な画素値）、太陽（エッジを持ち、内部は一様）、幹（弱いテクスチャを持つ）、葉（強いテクスチャを持つ）からなっている。エッジ・テクスチャ成分値画像３４０１（明るいほど大きな値）では、エッジとテクスチャを同様に扱っている。幹部分と葉部分と太陽のエッジ部分は、エッジ・テクスチャ成分値に大きな違いがない。これは、差分カウンタを用いていることによる。
【０１０７】
テクスチャ度指標３４０２では、その作り方から、エッジ・テクスチャ成分の少ないブロックでは値が小さい。そのため、エッジしか持たない太陽の部分では、テクスチャ度指標が小さい。逆に葉や幹の部分では、ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値が大きいので、テクスチャ度指標３４０２は大きな値を持つ。
【０１０８】
テクスチャ成分値画像３４０３（明るいほど大きな値）では、エッジは弱く、またテクスチャが強くなり、目的に合致する。また、第２の実施例の出力に比べてブロック歪が改善され、より精度の高い画像の局所的複雑度を生成することが可能である。
【０１０９】
［第５の実施例］
次に、第５の実施例における電子透かし埋込装置について説明する。
【０１１０】
図１８は、本発明の第５の実施例の電子透かし埋込装置の構成を示す。同図に示す電子透かし埋込装置３５００は、画像の局所的複雑度作成部３５１０、透かしパターン作成部３５２０、及び画像加算部３５３０から構成される。
【０１１１】
当該電子透かし埋込装置３５００は、入力画像５１、電子透かし５２、鍵情報５３、強度パラメータ５４を入力とする。
【０１１２】
図１９は、本発明の第５の実施例の電子透かし埋込装置の動作を示すフローチャートである。
【０１１３】
ステップ２６５１０） まず、画像の局所的複雑度作成部３５１０は、入力画像５１（ｐij）から、画像の局所的複雑度（ｅij）を作成する。画像の局所的複雑度は、画素値の変更による視覚的刺激を一定以下とした時の対象画素値の変更可能量を表すものが理想的である。例えば、前述の第１の実施例〜第４の実施例で述べた電子透かし埋込装置のいずれかを用いる。
【０１１４】
ステップ２６５２０） 透かしパターン作成部３５２０において、電子透かし５２と鍵情報５３を元に透かしパターン３５０２ｗijを作成する。
【０１１５】
ステップ２６５３０） 画像加算部３５３０において、以下の式により画像の複雑度に応じて適応的に透かしパターン３５０２を入力画像５１に加算する。
【０１１６】
ｐ’ij：＝ｐij ＋ ｐｏｗｅｒ・ｅij・ｗij
ただし、
｛ｐ’ij｝：電子透かし埋め込み済画像（０≦ｉ＜Width ，０≦ｊ＜Height）
｛ｐij｝：入力画像（０≦ｉ＜Width ，０≦ｊ＜Height）
｛ｗij｝：透かしパターン（０≦ｉ＜Width ，０≦ｊ＜Height）
ｐｏｗｅｒ：強度パラメータ
ステップ２６５４０） 画像加算部３５３０は、電子透かし埋め込み済画像ｐijを出力する。
【０１１７】
次に、上記のステップ２６５３０の透かしパターン３５０２の作成について説明する。
【０１１８】
▲１▼ Ｎ×Ｎサイズの複素行列Ｆ（ｕ，ｖ）を用意し、初期値を零行列とする。
▲２▼ ｋ番目の埋め込み係数位置情報Ｌk ＝（ｘk ，ｙk ，ｚk ）（鍵情報から生成される）を用いてＦ（ｕ，ｖ）の要素を変更する。
【０１１９】
・ｚk が実数成分を表す値の時：
Ｆ（ｘk ，ｙk ）の実数成分にｍk （鍵情報と電子透かしから生成される）を加える。また、フーリエ変換係数の対称性を保つように、Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）の実数成分にもｍk を加える。式で書けば、
Ｆ（ｘk ，ｙk ）：＝Ｆ（ｘk ，ｙk ）＋ｍk ・α
Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）：＝Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）＋ｍk ・α
但し、αは基本透かしターンの模様の強さを与えるパラメータである。
【０１２０】
・ｚk が虚数成分を表す値の時：
Ｆ（ｘk ，ｙk ）の虚数成分にｍk を加える。また、フーリエ変換係数の対称性を保つように、Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）の虚数成分からｍk を引算する。式で書けば、
Ｆ（ｘk ，ｙk ）：＝Ｆ（ｘk ，ｙk ）＋ｍk ・α・ｉ
Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）：＝Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）−ｍk ・α・ｉ
（ｉは虚数単位）
これをｋ＝０…ｎ−１について順次行い、得られた係数行列Ｆ（ｕ，ｖ）を離散フーリエ逆変換して、基本透かしパターンを得る。
【０１２１】
上記の第５の実施例によれば、画像の局所的複雑度によって透かしパターンを重み付けして入力画像に加算して電子透かし埋め込み済画像を得るので、埋め込みに伴う視覚的な画質劣化を抑えることが可能となり、従来の技術に比べて同程度の画質劣化時の耐性が向上する。
【０１２２】
［第６の実施例］
次に、本発明の第６の実施例の電子透かし埋込装置について説明する。
【０１２３】
図２０は、本発明の第６の実施例の電子透かし埋込装置の構成を示す。同図に示す電子透かし埋め込み装置３６００は、ブロック分割部３６１０、画像の局所的複雑度作成部３６２０、適応透かしパターン作成部３６３０、基本透かしパターン作成部３６４０、画像加算部３６５０から構成される。
【０１２４】
当該電子透かし埋め込み装置３６００は、入力画像６１、電子透かし６２、鍵情報６３、強度パラメータ６４を入力とする。
【０１２５】
図２１は、本発明の第６の実施例の電子透かし埋込装置の動作を示すフローチャートである。
【０１２６】
ステップ２７６１０） ブロック分割部３６１０は、入力画像６１（Width ×Height画素からなる) を、Ｎ×Ｎサイズのブロック３６０１に分割する。
【０１２７】
ステップ２７６２０） 分割されたブロック３６０１を用いて、画像の局所的複雑度作成部３６２０において、ブロックサイズの画像の局所的複雑度を作成する。前述の第４の実施例と同様に、画像の局所的複雑度は、画素値の変更による視覚的な刺激を一定以下とした時の対称画素値の変更可能量を表すものが理想的である。例えば、第１の実施例〜第４の実施例で述べた電子透かし埋込装置のいずれかを用いる。
【０１２８】
ステップ２７６３０） 基本透かしパターン作成部３６４０において、電子透かし６２と鍵情報６３を元に基本透かしパターン３６０４を作成する。基本透かしパターン３６０４は第５の実施例で「透かしパターン」として記載されているものと等しいものとする。具体的に式で表すと以下のようになる。
【０１２９】
▲１▼ Ｎ×Ｎサイズの複素行列Ｆ（ｕ，ｖ）を用意し、初期値を零行列とする。
▲２▼ ｋ番目の埋め込み係数位置情報Ｌk ＝（ｘk ，ｙk ，ｚk ）（鍵情報から生成される）を用いてＦ（ｕ，ｖ）の要素を変更する。
【０１３０】
・ｚk が実数成分を表す値の時：
Ｆ（ｘk ，ｙk ）の実数成分にｍk （鍵情報と電子透かしから生成される）を加える。また、フーリエ変換係数の対称性を保つように、Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）の実数成分にもｍk を加える。式で書けば、
Ｆ（ｘk ，ｙk ）：＝Ｆ（ｘk ，ｙk ）＋ｍk ・α
Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）：＝Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）＋ｍk ・α
但し、αは基本透かしターンの模様の強さを与えるパラメータである。
【０１３１】
・ｚk が虚数成分を表す値の時：
Ｆ（ｘk ，ｙk ）の虚数成分にｍk を加える。また、フーリエ変換係数の対称性を保つように、Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）の虚数成分からｍk を引算する。式で書けば、
Ｆ（ｘk ，ｙk ）：＝Ｆ（ｘk ，ｙk ）＋ｍk ・α・ｉ
Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）：＝Ｆ（Ｎ−ｘk ，Ｎ−ｙk ）−ｍk ・α・ｉ
（ｉは虚数単位）
これをｋ＝０…ｎ−１について順次行い、得られた係数行列Ｆ（ｕ，ｖ）を離散フーリエ逆変換して、基本透かしパターンを得る。
【０１３２】
ステップ２７６５０） さらに、適応透かしパターン作成部３６３０は、適応透かしパターン３６０２を作成する。
【０１３３】
当該適応透かしパターン３６０２の求め方を式で表すと以下のようになる。
【０１３４】
【数２】
｛ｐ’ij：｝：電子透かし埋め込み済ブロック（０≦ｉ＜Ｎ，０≦ｊ＜Ｎ）
｛ｐij：｝：ブロック（０≦ｉ＜Ｎ，０≦ｊ＜Ｎ）
｛ｅij：｝：画像の局所的複雑度（０≦ｉ＜Ｎ，０≦ｊ＜Ｎ）
｛ａij：｝：適応透かしパターン（０≦ｉ＜Ｎ，０≦ｊ＜Ｎ）
｛ｂij：｝：基本透かしパターン（０≦ｉ＜Ｎ，０≦ｊ＜Ｎ）
power ：強度パラメータ
ｅmax ：画像の局所的複雑度の定義式による値域の最大値
ｅmin ：画像の局所的複雑度の定義式による値域の最小値
β：適応透かしパターンの強調倍率
ステップ２７６６０） すべてのブロックに対し、電子透かし埋め込み済ブロック３６０５を作成した後、電子透かし埋め込み済ブロック３６０５を元のブロックの位置に配置して電子透かし埋め込み済画像６５を得る。
【０１３５】
次に、本実施例における適応透かしパターン作成部３６３０について説明する。
【０１３６】
適応透かしパターン作成部３６３０は、現在参照中のブロックの直交変換係数の振幅値に応じて、基本透かしパターン３６０４の対応する直交変換係数を強調する。
【０１３７】
図２２は、本発明の第６の実施例の適応透かしパターン作成部の動作を示すフローチャートである。
【０１３８】
ステップ２７６４１） 適用透かしパターン作成部３６３０は、ブロック分割部３６１０で分割されたブロックを離散フーリエ変換して、ブロック係数行列Ｇ（ｕ，ｖ）を得る。
【０１３９】
ステップ２７６４２） 基本透かしパターンを離散フーリエ変換して、複素行列である透かし係数行列Ｆ（ｕ，ｖ）（０≦ｕ＜Ｎ，０≦ｖ＜Ｎ）を生成する。
ステップ２７６４３） （ｕ，ｖ）＝（０，０）〜（Ｎ−１，Ｎ−１）について、｜Ｇ（ｕ，ｖ）｜＜αである場合には、ステップ２７６４４に移行し、そうでない場合にはステップ２７６４５に移行する。
【０１４０】
ステップ２７６４４） ｜Ｇ（ｕ，ｖ）｜＜αであるとき、γ：＝αとし、ステップ２７６４６に移行する。
【０１４１】
ステップ２７６４５） ｜Ｇ（ｕ，ｖ）｜≧αであるとき、γ：＝｜Ｇ（ｕ，ｖ）｜とする。なお、ステップ２７６４４、２７６４５におけるαは、予め設定しておく閾値である。
【０１４２】
ステップ２７６４６） Ｆ’（ｕ，ｖ）：＝Ｆ（ｕ，ｖ）・γ
ステップ２７６４７） Ｆ’（ｕ，ｖ）を離散フーリエ変換して、適応透かしパターン３６０２を得て出力する。
【０１４３】
上記のように、本実施例によれば、図２３に示すように、入力画像の局所的な模様を良く反映した透かしパターンを用いた電子透かし埋め込みが可能となる。つまり、元のブロック３６０１の模様（左前扇形部分の斜線）と基本透かしパターン３６０４は相関はないが、適応透かしパターン３６０２はブロック３６０１の模様を良く反映している。これらの画像の局所的複雑度を用いて重み付けして加算すると、ブロック３６０１の元の模様を良く反映した形で、かつ強いパワーで情報を埋めることができる。これにより、第４の実施例よりもさらに対数が向上する。
【０１４４】
また、上記実施例の構成および動作をプログラムとして構築し、電子透かし埋込装置及び電子透かし検出装置として利用されるコンピュータに接続されるディスク装置や、フロッピー（登録商標）ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記憶媒体に格納しておき、本発明を実施する際にインストールすることにより、容易に本発明を実現できる。
【０１４５】
［第７の実施例］
本実施例では、上記の第１の実施例から第６の実施例で述べた電子透かし埋込装置を図２４に示すような集積回路によっても実現できる。図２４に示す集積回路は、メモリ部１、マイクロプロセッサ部２、外部とのインタフェースを司るインタフェース部３から構成される。なお、同図は、主要部を示すものであり、他の回路も含み得る。メモリ部１に格納したプログラムをマイクロプロセッサ部２が実行する。集積回路の構成については、他に種々の構成が可能である。
【０１４６】
また、この集積回路を種々の装置、例えば、ビデオカメラや再生装置に組み込むことにより、本発明の電子透かし処理を行うことが可能である。
【０１４７】
また、上記の実施例における構成及び動作をプログラムとして構築し、当該電子透かし埋込装置及び電子透かし検出装置として利用されるコンピュータに接続されるディスク装置や、フロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記憶媒体に格納しておき、本発明を実施する際にインストールすることにより、容易に本発明を実現できる。
【０１４８】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。
【０１４９】
【発明の効果】
上述のように、本発明によれば、テクスチャ領域において、比較的大きな値を持ち、平坦領域あるいは、エッジ部分では比較的小さな値を持つような画像の局所的複雑度を作成することが可能となる。これにより、従来技術より視覚特性に適応的な電子透かし埋め込みが実現でき、相対的に電子透かしの耐性が増す。
【０１５０】
また、画像の複雑部分を重点的に変更することで、画像に情報を埋め込むので、従来の技術よりも相対的に耐性を向上させることが可能となる。
【０１５１】
さらに、埋め込みの際に、元の画像の模様を反映したパターンを加算することから、より画質の向上、つまり相対的な耐性の更なる向上を実現できる。
【０１５２】
また、情報検出装置については、従来のものをそのまま用いることができ、移行コストを低くできる。
【０１５３】
さらに、動画像の各フレームに対し、本発明を適用することにより、動画像への電子透かし埋め込み及び動画像からの電子透かし検出も可能である。
【０１５４】
これにより、著作権者にとっては、情報コンテンツの著作権を保護することが目的であるため、電子透かし情報は、利用者のさまざまな編集に対して耐性を持つ必要があり、利用者にとっては、電子透かしを意識することなく、情報コンテンツを利用できなければならないため、電子透かし処理を施した画像で劣化が知覚されてはならない。本発明によれば、従来よりも画質／耐性共に向上することにより、著作権保護システムが、より有効に機能し、著作者が安心してコンテンツを情報提供することが可能となることから、ネットワークによる情報流通が促進される。
【０１５５】
本発明は、コンテンツ流通システムにおいては、コンテンツを一意に識別するためのコンテンツＩＤを付与し、これをコンテンツに埋め込み、コンテンツの著作権者情報や利用条件などとリンクすることによるコンテンツ管理システムに適用することにより、コンテンツの正しい利用が促進され、また、権利者側は、コンテンツの権利者が自分であることの保証が得られる。
【０１５６】
また、本発明は、コンテンツ配送時に、ユーザ情報を埋め込むことにより、不正コピーを抑止できる。
【０１５７】
さらに、ＤＶＤ等で用いられているコピー管理信号を埋め込むことで、現在より強固なコピープロテクトが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の原理構成図である。
【図３】本発明の第１の実施例の画像の局所的複雑度作成部の構成図である。
【図４】本発明の第１の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１の実施例のエッジ・テクスチャ成分値画像作成部の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施例の入力画像とエッジ・テクスチャ成分値画像の例である。
【図７】本発明の第２の実施例の画像の局所的複雑度作成部の構成図である。
【図８】本発明の第２の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施例のテクスチャ度指標作成部の動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施例のアップサンプラの動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施例のエッジ・テクスチャ成分値画像とテクスチャ度指標を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第３の実施例のテクスチャ度指標作成部の動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第４の実施例の画像の局所的複雑度作成部の構成図である。
【図１５】本発明の第４の実施例の画像の局所的複雑度作成部の動作を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第４の実施例のテクスチャ成分値画像作成部の動作を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第４の実施例の各部での入出力の画像を示す図である。
【図１８】本発明の第５の実施例の電子透かし埋込装置の構成図である。
【図１９】本発明の第５の実施例の電子透かし埋込装置の動作を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の第６の実施例の電子透かし埋込装置の構成図である。
【図２１】本発明の第６の実施例の電子透かし埋込装置の動作を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第６の実施例の適応透かしパターン作成部の動作を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第６の実施例の電子透かし埋込過程におけるブロックとパターンを示す図である。
【図２４】本発明の第７の実施例の集積回路の構成図である。
【符号の説明】
１ メモリ部
２ マイクロプロセッサ部
３ インタフェース部
１Ｂ 局所的複雑度作成手段
２Ｂ 透かしパターン作成手段
３Ｂ 画像加算手段
１０ 入力画像
２０ 画像の局所的複雑度
５１ 入力画像
５２ 電子透かし
５３ 鍵情報
５４ 強度パラメータ
５５ 電子透かし埋込済画像
６１ 入力画像
６２ 電子透かし
６３ 鍵情報
６４ 強度パラメータ
６５ 電子透かし埋込済画像
３０００ ブロック生成部
３００１ ｔ個のブロック
３００２ 加算ブロック
３１００ ブロック分割部
３２００ ブロック加算部
３４００ 画像の局所的複雑度作成部
３４０１ エッジ・テクスチャ成分値画像
３４０２ テクスチャ度指標
３４０３ テクスチャ成分値画像
３４１０ エッジ・テクスチャ成分値画像作成部
３４２０ テクスチャ度指標作成部
３４３０ テクスチャ成分値画像作成部
４０００ ブロック生成部
４００１ ｔ個のブロック
４００２ 加算ブロック
４１００ ブロック分割部
４２００ ブロック加算部
５４２１ 拡散系列生成器
６４３１ 拡散系列生成器
７４３１ 拡散系列生成器
１１４９１ 各シンボル位置系列生成部
１１４９２ 各シンボル位置毎系列
１１４９３ 検出シンボル生成部
１１４９４ 検出シンボル
１１４９５ 逆シンボル変換部
１１４７１ シンボル候補生成部
１１４７２ シンボル候補
１１４７３ シンボル系列生成部
１１４７４ シンボル系列
１１４７５ シンボル検出情報生成部
１１４７６ シンボル検出情報
１１４７３１ 拡散系列生成器
３０００ ブロック生成部
３００１ ブロック
３００２ 加算ブロック
３０１０ 画像の局所的複雑度作成部
３０２０ 画像の局所的複雑度作成部
３１００ ブロック分割部
３１１０ エッジ・テクスチャ成分値画像作成部
３１１１ エッジ・テクスチャ成分値画像
３２００ ブロック加算部
３２０１ エッジ・テクスチャ成分値画像
３２０２ テクスチャ度指標
３２１０ エッジ・テクスチャ成分値画像作成部
３２２０ テクスチャ度指標作成部
３２３０ アップサンプラ
３４００ 画像処理装置
３４０１ エッジ・テクスチャ成分値画像
３４０２ テクスチャ度指標
３４０３ テクスチャ成分値画像
３４１０ エッジ・テクスチャ成分値画像作成部
３４２０ テクスチャ度指標作成部
３４３０ テクスチャ成分値画像作成部
３５００ 電子透かし埋込装置
３５０１ 画像の局所的複雑度
３５０２ 透かしパターン
３５１０ 画像の局所的複雑度作成部
３５２０ 透かしパターン作成部
３５３０ 画像加算部
３６００ 電子透かし埋込装置
３６０１ ブロック
３６０２ 適応透かしパターン
３６０４ 基本透かしパターン
３６０５ 電子透かし埋込済ブロック
３６１０ ブロック分割部
３６２０ 画像の局所的複雑度作成部
３６３０ 適応透かしパターン作成部
３６４０ 基本透かしパターン作成部
３６５０ 画像加算部
Claims (41)
- ディジタル画像に対して人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込方法において、
前記ディジタル画像内に電子透かしを知覚されないように埋め込む際に、
画像の局所的複雑度を求め、
前記画像の局所的複雑度に応じて、前記画像のテクスチャ領域を、平坦領域や単純なエッジ部分より大きく変更して、埋め込み画像を取得することを特徴とする電子透かし埋込方法。 - 前記画像の中のテクスチャ領域に大きな値を持ち、前記平坦領域や単純なエッジ部分において、小さな値を持つような画像の局所的複雑度を作成する際に、
入力画像と各画素と隣接画素との差分が、ある閾値以上の時に、インクリメントされるカウンタによって、エッジとテクスチャ領域を等価に測る請求項１記載の電子透かし埋込方法。 - 前記エッジと前記テクスチャ領域を等価に測って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像を微小なブロックに細分し、
細分されたブロック毎に該ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値の総和を求め、
前記総和を前記ブロックのテクスチャ度指標とする請求項２記載の電子透かし埋込方法。 - 前記エッジと前記テクスチャ領域を等価に測って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像を微小なブロックに細分し、
細分されたブロック毎に該ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値の総和を求め、
前記総和を予め定めた関数でマッピングした値をそのブロックのテクスチャ度指標とする請求項２記載の電子透かし埋込方法。 - 前記エッジ・テクスチャ成分値画像と前記テクスチャ度指標を用いて、前記エッジ・テクスチャ成分値を微小なブロックに分割し、
分割されたブロック中の各エッジ・テクスチャ成分値に対応するテクスチャ度指標を乗算することにより、テクスチャ成分値画像を得る請求項２記載の電子透かし埋込方法。 - 前記エッジ・テクスチャ成分値画像と前記テクスチャ度指標を用いて、前記エッジ・テクスチャ成分値を微小なブロックに分割し、
分割されたブロック中の各エッジ・テクスチャ成分値に対応するテクスチャ度指標を乗算することにより、テクスチャ成分値画像を得る請求項４記載の電子透かし埋込方法。 - 前記画像の局所的複雑度に応じて該画像を変更する際に、
前記画像の局所的複雑度として、入力画像と各画素と隣接画素との差分が、ある閾値以上の時に、インクリメントされるカウンタの値に基づいて、エッジとテクスチャ領域を等価に測ることによりエッジ・テクスチャ成分値画像を取得し、
前記エッジ・テクスチャ成分値画像を前記画像の局所的複雑度として用いる請求項１記載の電子透かし埋込方法。 - 前記画像の局所的複雑度に応じて、前記画像を変更する際に、
前記画像の局所的複雑度として、前記エッジと前記テクスチャ領域を等価に測って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像を微小なブロックに細分し、細分されたブロック毎に該ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値の総和を求め、該総和を前記ブロックのテクスチャ度指標とし、
前記テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを前記画像の局所的複雑度として用いる請求項１記載の電子透かし埋込方法。 - 前記画像の局所的複雑度に応じて、該画像を変更する際に、
前記画像の局所的複雑度として、前記エッジと前記テクスチャ領域を等価に測って得られるエッジ・テクスチャ成分値画像を微小なブロックに細分し、細分されたブロック毎に該ブロック中のエッジ・テクスチャ成分値の総和を求め、該総和を予め定めた関数でマッピングした値をブロックのテクスチャ度指標とし、
前記テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを前記画像の局所的複雑度として用いる請求項１記載の電子透かし埋込方法。 - 前記画像の局所的複雑度に応じて、該画像を変更する際に、
前記画像の局所的複雑度として、前記エッジ・テクスチャ成分値画像と前記テクスチャ度指標を用いて、前記エッジ・テクスチャ成分値を微小なブロックに分割し、分割されたブロック中の各エッジ・テクスチャ成分値に対応するテクスチャ度指標を乗算することにより、テクスチャ成分値画像を取得し、
前記テクスチャ成分値画像を前記画像の局所的複雑度として用いる請求項１記載の電子透かし埋込方法。 - ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込方法において、
前記ディジタル画像内に別の電子透かしを知覚されないように埋め込む際に、
ディジタル画像である入力画像から画像の局所的複雑度を生成し、
埋め込みに必要な鍵情報を用いて電子透かしから透かしパターンを生成し、
前記画像の局所的複雑度に応じて前記透かしパターンを前記入力画像に加算し、情報埋め込み済画像を生成することを特徴とする電子透かし埋込方法。 - 前記画像の局所的複雑度を生成する際に、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
前記エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とする請求項１１記載の電子透かし埋込方法。 - 前記画像の局所的複雑度を生成する際に、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
前記エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とし、
前記テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする請求項１１記載の電子透かし埋込方法。 - 前記画像の局所的複雑度を生成する際に、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
前記エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とし、
前記テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とする請求項１１記載の電子透かし埋込方法。 - ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込方法において、
前記ディジタル画像内に別の電子透かしを知覚されないように埋め込む際に、
ディジタル画像である入力画像を所定のサイズのブロックに細分し、画像の局所的複雑度を生成し、
埋め込みに必要な鍵情報を用いて、電子透かしの基本となるパターンである基本透かしパターンを生成し、
前記ブロックの直交変数係数の振幅値に応じて前記基本透かしパターンの対応する直交変換係数を強調した適応透かしパターンを生成し、
前記基本パターンと前記透かしパターンを前記画像の局所的複雑度及び強度パラメータに応じて前記ブロックに加算し、情報埋め込み済画像を生成することを特徴とする電子透かし埋込方法。 - 前記画像の局所的複雑度を生成する際に、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
前記エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とする請求項１５記載の電子透かし埋込方法。 - 前記画像の局所的複雑度を生成する際に、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
前記エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とし、
前記テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする請求項１５記載の電子透かし埋込方法。 - 前記エッジ・テクスチャ成分値画像から作成された前記テクスチャ度指標を所定の関数を用いてマッピングした値をテクスチャ度指標とする請求項１７記載の電子透かし方法。
- 前記画像の局所的複雑度を生成する際に、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とし、
前記エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とし、
前記テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とする請求項１５記載の電子透かし埋込方法。 - ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込装置であって、
入力するための入力画像を入力とし、画像の局所的複雑度を求める局所的複雑度作成手段と、
前記電子透かしを表すパターンを、埋め込みに必要な鍵情報を用いて作成する透かしパターン作成手段と、
前記入力画像に、前記透かしパターン作成手段で作成されたパターンと、前記画像の局所的複雑度を加算して、情報埋め込み済画像を生成する画像加算手段とを有することを特徴とする電子透かし埋込装置。 - 前記局所的複雑度作成手段は、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
前記エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とする手段とを含む請求項２０記載の電子透かし埋込装置。 - 前記局所的複雑度作成手段は、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
前記エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とする手段と、
前記テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする手段とを含む請求項２０記載の電子透かし埋込装置。 - 前記局所的複雑度作成手段は、
前記入力画像からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成する手段と、
前記エッジ・テクスチャ成分値画像からテクスチャ度指標を作成する手段と、
前記テクスチャ度指標を予め定められた関数を用いてマッピングして、画像の局所的複雑度とする手段を有する請求項２０記載の電子透かし埋込装置。 - 前記局所的複雑度作成手段は、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
前記エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とする手段と、
前記テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とする手段とを含む請求項２０記載の電子透かし埋込装置。 - ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込装置であって、
入力するための入力画像を入力とし、該入力画像を所定のサイズのブロックに細分するブロック分割手段と、
埋め込みに用いる鍵情報と前記入力画像に埋め込む電子透かしから該電子透かしを表す基本となる基本透かしパターンを作成する基本透かしパターン生成手段と、
前記ブロック分割手段で分割されたブロックの直交変換係数の振幅値に応じて前記基本透かしパターンの対応する直交変換係数を強調した適応的パターンを作成する適応透かしパターン作成手段と、
前記ブロックから画像の局所的複雑度を求める局所的複雑度作成手段と、
前記ブロック毎に前記基本透かしパターンと前記適応透かしパターンを、前記画像の局所的複雑度及び埋め込みの強さを表す強度パラメータに応じて、前記ブロクに加算して、情報埋め込み済画像を生成する加算手段とを有することを特徴とする電子透かし埋込装置。 - 前記局所的複雑度作成手段は、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
前記エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とする手段とを含む請求項２５記載の電子透かし埋込装置。 - 前記局所的複雑度作成手段は、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
前記エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とする手段と、
前記テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする手段とを含む請求項２５記載の電子透かし埋込装置。 - 前記局所的複雑度作成手段は、
前記入力画像からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成する手段と、
前記エッジ・テクスチャ成分値画像からテクスチャ度指標を作成する手段と、
前記テクスチャ度指標を予め定められた関数を用いてマッピングして、画像の局所的複雑度とする手段を有する請求項２５記載の電子透かし埋込装置。 - 前記局所的複雑度作成手段は、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とする手段と、
前記エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とする手段と、
前記テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とする手段とを含む請求項２５記載の電子透かし埋込装置。 - 前記電子透かし埋込装置は、
集積回路により構成される請求項２０記載の電子透かし埋込装置。 - 前記電子透かし埋込装置は、
集積回路により構成される請求項２５記載の電子透かし埋込装置。 - ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体であって、
入力するための入力画像から画像の局所的複雑度を求める局所的複雑度作成プロセスと、
前記電子透かしを表すパターンを作成する透かしパターン作成プロセスと、
前記入力画像に、前記透かしパターン作成プロセスで作成されたパターンと、前記画像の局所的複雑度を加算して、情報埋め込み済画像を生成する画像加算プロセスとを有することを特徴とする電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体。 - 前記局所的複雑度作成プロセスは、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
前記エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とするプロセスとを含む請求項３２記載の電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体。 - 前記局所的複雑度作成プロセスは、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
前記エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とするプロセスと、
前記テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする
プロセスとを含む請求項３２記載の電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体。 - 前記局所的複雑度作成プロセスは、
前記入力画像からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成するプロセスと、
前記エッジ・テクスチャ成分値画像からテクスチャ度指標を作成するプロセスと、
前記テクスチャ度指標を予め定められた関数を用いてマッピングして、画像の局所的複雑度とするプロセスを有する請求項３２記載の電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体。 - 前記局所的複雑度作成プロセスは、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
前記エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とするプロセスと、
前記テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とするプロセスとを含む請求項３２記載の電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体。 - ディジタル画像に対して、人間の知覚に感知されないように電子透かしを埋め込む電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体であって、
入力するための入力画像を入力とし、該入力画像を所定のサイズのブロックに細分するブロック分割プロセスと、
埋め込みに用いる鍵情報と前記入力画像に埋め込む電子透かしから該電子透かしを表す基本となる基本透かしパターンを作成する基本透かしパターン生成プロセスと、
前記ブロック分割プロセスで分割されたブロックの直交変換係数の振幅値に応じて前記基本透かしパターンの対応する直交変換係数を強調した適応的パターンを作成する適応透かしパターン作成プロセスと、
前記ブロックから画像の局所的複雑度を求める局所的複雑度作成プロセスと、
前記ブロック毎に前記基本透かしパターンと前記適応透かしパターンを、前記画像の局所的複雑度及び埋め込みの強さを表す強度パラメータに応じて、前記ブロクに加算して、情報埋め込み済画像を生成する加算プロセスとを有することを特徴とする電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体。 - 前記局所的複雑度作成プロセスは、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
前記エッジ・テクスチャ成分値画像を画像の局所的複雑度とするプロセスとを含む請求項３７記載の電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体。 - 前記局所的複雑度作成プロセスは、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
前記エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とするプロセスと、
前記テクスチャ度指標をアップサンプルしたものを画像の局所複雑度とする
プロセスとを含む請求項３７記載の電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体。 - 前記局所的複雑度作成プロセスは、
前記入力画像からエッジ・テクスチャ成分値画像を生成するプロセスと、
前記エッジ・テクスチャ成分値画像からテクスチャ度指標を作成するプロセスと、
前記テクスチャ度指標を予め定められた関数を用いてマッピングして、画像の局所的複雑度とするプロセスを有する請求項３７記載の電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体。 - 前記局所的複雑度作成プロセスは、
前記入力画像の各画素と隣接画素との差が、予め指定された閾値より大きい場合に差分カウンタをインクリメントし、隣接画素についての処理が終了した時の差分カウンタの値をエッジ・テクスチャ成分値画像とするプロセスと、
前記エッジ・テクスチャ成分画像をブロックに細分し、該ブロックのエッジ・テクスチャ成分値の総和をとり、当該ブロックのテクスチャ度指標とするプロセスと、
前記テクスチャ度指標を当該ブロック毎のエッジ・テクスチャ成分画像に乗算し、テクスチャ成分値画像を取得し、画像の局所的複雑度とするプロセスとを含む請求項３７記載の電子透かし埋込プログラムを格納した記憶媒体。
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