JP3842214B2

JP3842214B2 - デジタル画像の偽・変造の防止のためのウォーターマーキングシステム及びその方法

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Publication number: JP3842214B2
Application number: JP2002540089A
Authority: JP
Inventors: チョイ，ジョン−ウク; リー，ウォン−ハ
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Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2006-11-08
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Description

〔技術分野〕
本発明は、デジタル画像ウォーターマーキング（ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ）装置および方法に関し、特に偽造または変造されたデータの正確な位置を検出するデジタル画像ウォーターマーキング装置及びその方法に関する。
【０００１】
〔背景技術〕
写真イメージのような静止画像またはアニメーション等の動画像のようなデジタル画像媒体の創作と流通の急増に伴い、デジタル画像媒体が多様な保存媒体またはネットワークを通じて流通し、不正に複製されたり変更されたりする問題が生じる。このようなデジタル画像媒体の不正複製または変更を防止するために、ウォーターマーキング技術が開発されてきた。ウォーターマーキング技術は、デジタルデータ著作物に、肉眼では識別できない付加的な情報を挿入してデジタルデータ著作物権者の許可なくコピー、配布、変更、販売等が行われることを防止するための技術である。
【０００２】
また、ウォーターマーキング技術は、デジタル情報の無欠性を保障するためのものである。そのような目的のため、データベース上で無欠性対象のデータを定義し、データに対して偽変造を感知する方法である。この方法は、データベース管理システム（ＤＢＭＳ）において、データベース管理者または応用プログラム開発者が、事前に定義された一連の規則によりデータの無欠性を保障する。しかし、このような方法は、事前に定義された規則を強制的に施行するため、出力データが原本と同一であると保障することはできない短所がある。
【０００３】
また、データの無欠性を保障するために、ハッシュ関数を用いる方法がある。ハッシュ関数は、ある長さのメッセージを、固定された短い長さに写像させる一方向関数であり、情報の転送時、情報に対するハッシュ値をともに転送する。従って、この方法は、情報の転送途中に発生し得る第三者による情報の修正及び挿入等の問題を確認するために度々用いられる。また、データファイルの保存時、ファイルに対するハッシュ値を計算しておき、計算されたハッシュ値を用いて重要データの無欠性を確認することができる。しかし、１つの画像データが最初に生成された後、ネットワークを通じて他のユーザに伝達された場合、データを最後に受信したユーザは、受信データが原本と同一であると判断することは困難である。
【０００４】
また、本発明と同一の出願人による、韓国特許庁に係留中の韓国特許出願第１０−２０００−５３７５５号には、原画像データの周波数特性を変換してウォーターマークを挿入する装置及び方法が開示されている。このような従来の装置によると、原画像データ内に挿入されたウォーターマークを用いることにより、原画像に対する偽変造の有無を検出し、該当ウォーターマークを用いたユーザを識別することができる。しかし、従来の装置は、原画像の全てのデータに対し周波数変換を適用するので、原画像における偽変造されたデータの位置を正確に検出しにくい。特に、医療関連システムの場合、該当システムにより撮影された医療画像に対する原本の保証の重要性は高い。従って、原画像における偽変造の有無だけでなく、偽変造されたデータの位置を正確に検出することができるシステムが要求される。
【０００５】
〔発明の開示〕
従って、本発明の主な目的は、デジタル原画像データのピクセル値を空間領域で適切に調整し、調整された画像データ内にウォーターマークを挿入することにより、原画像における偽変造されたデータの位置を正確に検出するデジタル画像ウォーターマーキングシステム及び方法を提供することにある。
【０００６】
ウォーターマークが挿入されたウォーターマーク挿入済画像における偽変造データの位置を検出する方法の実施例として、先ず、デジタル画像を、ウォーターマークを挿入するための所定のフォーマットに変換する。変換されたデジタル画像のピクセル値は、所定のレベルに調整する。ウォーターマーク挿入空間を形成した後、所定のユーザキーデータに基づいて、ウォーターマーク挿入空間が形成された画像のそれぞれのピクセル値に対応するように、第１のウォーターマークキー値を生成する。生成された第１のウォーターマークキー値によって、所定のレベルに調整されたデジタル画像それぞれのピクセル値に所定の値を選択的に加減し、ウォーターマークをデジタル画像に挿入する。ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のピクセル値に従って、画像から第１のウォーターマークキー値を抽出する。ウォーターマークの挿入時に用いられたユーザキーデータに基づいて、デジタル画像のピクセル値に対応するように、第２のウォーターマークキー値を生成する。画像のピクセル単位で第１のウォーターマークキー値と第２のウォーターマークキー値の相関関係を計算し、計算された相関関係が所定の範囲に属するか否かを判断する。ピクセルに対する相関関係が所定の範囲に属すれば、ユーザが予測するウォーターマークがデジタル画像の各ピクセルに挿入されているものと判断する。第１のウォーターマークキー値と第２のウォーターマークキー値をピクセル単位で比較した結果、一致しない一対のウォーターマークキー値が存在すると、ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のピクセル値が偽変造されたものと判断する。このような場合、偽変造されたピクセル値の位置を表示し、そうでなければ、該当ピクセル値を、認証されたデータで出力することにより検出する。
【０００７】
本発明のこのような目的及び他の目的、特徴及び長所は、添付の図面を参照して実施例に対する詳細な説明に照らして見ると、さらに明らかになる。
【０００８】
〔発明を実施するための最良の形態〕
本発明によるデジタル画像ウォーターマーキングシステムは、医療画像保存転送システム（ＰＡＣＳ；ＰｉｃｔｕｒｅＡｒｃｈｉｖｉｎｇＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ）を介して転送される診断画像データ等の画像データの一部分または全体が偽変造されたとき、偽変造されたデータ位置を正確に検出してユーザに提供することができる。ＰＡＣＳシステムは、電算化単層撮像装置（ＣＴ）、磁気共鳴撮像装置（ＭＲＩ）、Ｘ線撮像装置、超音波画像診断機等の画像診断装置からデジタル形態の診断画像を得てデータベース化し、または転送及び検索するために必要な全ての機能を統合的に処理するシステムである。
【０００９】
図１は、本発明の実施例によりデジタル画像データにウォーターマークを挿入するデジタル画像ウォーターマーキングシステムの概略的なブロック図である。
【００１０】
図１において、入力デジタル画像データは、画像診断装備（図示せず）により得られたデータとして画像分析部１０に入力される。
【００１１】
画像分析部１０は、画像診断装備により得られた入力デジタル画像データのフォーマットを分析して本発明のシステムに適合するフォーマットに変換し、変換された画像データを前処理部２０へ転送する。通常、医療画像データのフォーマットは、ＤＩＣＯＭ（ＤｉｇｉｔａｌＩｍａｇｅａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ）３．０標準を用いる。
【００１２】
前処理部２０は、デジタル画像の画質を低下させず、画像データ内にウォーターマークを挿入できる空間を形成するためにデジタル画像データを一定のレベル値に調整する。ここで、ウォーターマークを挿入できる空間を形成するとは、ウォーターマークが挿入された後にも、常に所定の有効な範囲の値となるようにピクセル値を予め調整することを意味する。例えば、ピクセル値が０〜２５５範囲の整数で表されるとき、ウォーターマーキング過程において＋１が挿入されると、原値が２５５であったピクセルは、定義されたピクセル値の範囲を超えるようになる。従って、この場合は、予めピクセル値を２５４以下の値に調整しておく。
【００１３】
詳述すると、最小ピクセル値及び最大ピクセル値が入力デジタル画像において０〜２５５のグレーレベルの場合、ユーザは画像の画質を低下させず、ピクセルの最小値及び／または最大値を、例えば１及び／または２５４に設定することができる。
【００１４】
前処理部２０により前処理された画像データは、ウォーターマーク挿入部４０に転送される。また、前処理部２０は、入力デジタル画像データのサイズ情報をウォーターマークキー生成部３０に転送する。
【００１５】
ウォーターマークキー生成部３０は、所定のユーザキーデータに基づいて、ウォーターマークを挿入するとき用いられるウォーターマークキーを、前処理された画像データ（即ち、入力デジタル画像データ）のサイズに合うように生成する。ユーザキーデータは、前処理部２０から転送されたサイズ情報及び画像に対し一定の権利を有しているユーザ-により入力される。ユーザ-キーデータは、ＰＡＣＳシステムに画像データを転送するユーザ-、または管理者の住民登録番号、氏名、固有番号等の個人情報である。また、ウォーターマークキー生成部３０への入力は、ユーザ-ロゴデータまたは保護されるデータファイルである場合もある。
【００１６】
また、ウォーターマークキー生成部３０は、入力されたユーザ-キーデータを暗号化し、暗号化されたキーデータを用いてデジタル画像データに挿入されるウォーターマークを生成することができる。暗号化されたユーザ-キーデータは、ユーザ-キー値が容易に変形されることなく、ユーザ-キーそのものを隠匿させることができる。従って、暗号化されたユーザ-キーから生成されたウォーターマークをデジタル画像に挿入すると、以後デジタル画像から挿入されたウォーターマークを検出するとき、ユーザ-キーそのものが公開される恐れがないとの利点がある。暗号化は、例えば、ＤＥＳ（ＤａｔａＥｎｃｒｙｐｔｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄ）、ＲＳＡ（ＲｏｎａｌｄＲｉｖｅｓｔ、ＡｄｉＳｈａｍｉｒ、ＬｅｏｎａｒｄＡｄｅｌｍａｎ）、ＥＣＣ（ＥｒｒｏｒＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎＣｏｄｅ）等の通常的な暗号化方式を用いて行われ得る。
【００１７】
例えば、入力デジタル画像データのサイズが２５６×２５６の場合、ウォーターマークキー生成部３０はこれと同一の２５６×２５６のサイズのウォーターマークキーを生成する。ウォーターマークキー生成部３０により生成されたウォーターマークキーは、ウォーターマーク挿入部４０へ転送される。
【００１８】
ウォーターマーク挿入部４０は、ウォーターマーキングアルゴリズム４０ａをで、ウォーターマークキーを用いてウォーターマークを挿入する。本発明の一実施例によるウォーターマークの挿入方法は、ピクセル値に対し選択的に所定の値（例えば、１または−１）を加減することにより、その結果値がピクセル別ウォーターマークキー値により定められる所定の規則を満たすようにするものである。それにより、ウォーターマークキー値により定められる規則を満たさないピクセルは偽変造されたものと判断する。
【００１９】
ウォーターマーク挿入部４０におけるウォーターマーク挿入規則の例は次のとおりである。各ピクセルに該当するウォーターマークキーがＡまたはＢの二つの値を有し、ウォーターマークキー値がＡの場合は、最終結果を奇数に、ウォーターマークキー値がＢの場合は、最終結果を偶数に調整するという規則を決める。例えば、原ピクセル値が偶数の“１００”であり、ウォーターマーキングキー値がＡであれば、原ピクセル値に対して“１”を加減して奇数のピクセル値“１０１”または“９９”に調整する。原ピクセル値が奇数の“１０１”であり、ウォーターマーキングキー値がＡであれば、原ピクセル値をそのまま維持する。同様に、原ピクセル値が偶数の“１００”であり、ウォーターマーキングキー値がＢであれば、原ピクセル値をそのまま維持し、原ピクセル値が奇数の“１０１”であり、ウォーターマーキングキー値がＢであれば、原ピクセル値に対して“１”を加減して偶数のピクセル値“１００”または“１０２”に調整する。
【００２０】
前述のように、前処理された画像データのピクセル値に対しウォーターマーキング演算を直接行うこともできる。しかし、本発明の他の実施例では、ピクセル値を用いる代わりに、任意のピクセルを中心に、所定の範囲に属する多数の隣接ピクセル値の統計的な特性を示す値を用いてウォーターマーキング挿入を行うことも可能である。例えば、任意の位置のピクセルに隣接する所定の領域を設定し、この領域に含まれているピクセルの平均値を求め、ユーザ-キーデータからウォーターマークが挿入された後に所定領域のピクセル値の平均を求める。その後、両平均値の差を計算し、入力されたデジタル画像の所定領域のピクセル平均値を,ユーザ-キーデータからウォーターマークが挿入された後に所定領域のピクセル値の平均値に合わせるように一定の値を所定領域のそれぞれのピクセルに加算、または減算してウォーターマークを挿入することもできる。また、平均値以外にも平均値＋（または−）標準偏差の値、分散値等の多様な統計的特性値が、ウォーターマーキングに用いられる。
【００２１】
本発明は、いわゆる“もろい（ｆｒａｇｉｌｅ）ウォーターマーキング技法”と呼ばれ、ウォーターマークキー値により、原ピクセル値に対して加減算される値がきわめて小さいため、該当ピクセル値が僅かに変形されてもウォーターマーク挿入時に用いられたウォーターマークキー値が鋭敏に変形される。従って、この方法は、原画像データの偽変造を容易に感知することができる。
【００２２】
今までは、ウォーターマークをピクセル単位で画像データ内に挿入することについて説明したが、同様の方式でブロック単位でのウォーターマークの挿入も可能である。
【００２３】
本発明では、画像データの画質に影響を与えず、画像データ内へウォーターマークの挿入が、空間領域において可能である。従って、ＰＡＣＳシステムのように、高速処理、画像の高画質及び信頼性を要求するシステムに適している。ウォーターマーク挿入部４０から生成されるデータは、画像再構成部５０へ供給される。
【００２４】
画像再構成部５０は、ウォーターマーク挿入済画像データを、もとのファイル形態（ＤＩＣＯＭまたは企業が提供する自社フォーマット画像）に再構成して、出力する。
【００２５】
図２及び図３は、それぞれ本発明の実施例により、画像診断装備により得られた原画像データに対する偽変造データの位置を検出するデジタル画像ウォーターマーキングシステムの概略的なブロック図及びフローチャートである。
【００２６】
図２において、ウォーターマーク抽出部６０は、例えば、入力されたピクセル値が奇数であるかまたは偶数であるかにより、各ピクセルのウォーターマークキー値を求め、ウォーターマーク挿入済画像からウォーターマークキーＷ_Eを抽出する。抽出されたウォーターマークキーＷ_Eは、相関関係計算部８０へ転送される。
【００２７】
図２及び図３において、ウォーターマークキー生成部７０は、図１のウォーターマークキー生成部３０と同一の機能を行い、一定の権利のあるユーザ-が入力したユーザ-キーデータまたはロゴデータに基づいてウォーターマークキーＷを生成する（Ｓ３０及びＳ３１）。また、ウォーターマークキー生成部７０は、前述のとおり、ユーザキーデータを暗号化し、暗号化されたキーデータを用いてウォーターマークキーを生成することができる。生成されたウォーターマークキーＷは、相関関係計算部８０へ転送される。
【００２８】
相関関係計算部８０は、画像から抽出したウォーターマークキーとユーザ-が生成したウォーターマークキーの相関関係を求め、ユーザが予測しているウォーターマークが、入力画像に挿入されているか否かを先に判断する。即ち、ユーザ-が生成したウォーターマークキーと画像から抽出したウォーターマークキーの相関関係が所定の範囲以上になる場合は、同一のウォーターマークが入力画像に挿入されているものと判断する。しかし、相関関係が所定の範囲に比べて相当低い場合は、ユーザ-が予測しているウォーターマークが画像に挿入されていないものと判断する。後者の場合、ウォーターマークが画像に正確に挿入されていないため、ピクセル別に画像の偽変造の有無を判断する過程は、意味がなくなる。
【００２９】
詳述すると、相関関係計算部８０では、本発明と同一の出願人による、韓国特許庁に係留中の韓国特許出願第１０−２０００−５３７５５号に開示されているように、ウォーターマーク抽出部６０からのウォーターマークキーＷ_Eとウォーターマークキー生成部７０からのウォーターマークキーＷ間の相関関係を、次のような式１を用いて計算する（Ｓ３２）。
【００３０】
【数３】

【００３１】
ここで、ＦＦＴ（ｂａｒ）は、フーリエ変換（ＦＦＴ）の共役複素数を示し、ＩＦＦＴ（Ｗ）は逆ＦＦＴ（Ｗ）を示す。
【００３２】
相関関係計算部８０は、上記式１を通じて求められたウォーターマーク相関値の最大値の位置データ、または４次モーメントのクルトシス（Ｋｕｒｔｏｓｉｓ）を通じてウォーターマークの挿入の有無を判断する（Ｓ３３）。これに関する詳細な説明は、本発明と同一の出願人による韓国特許庁に係留中の韓国特許出願第１０−２０００−５３７５５号に開示されている。ウォーターマークが挿入されたものと判断されると、相関関係計算部８０は該当ピクセルに対するウォーターマークキー値Ｗ及びＷ_Eを偽変造データ検出部９０に転送する。
【００３３】
偽変造データ検出部９０は、入力された２つのウォーターマークキー値Ｗ及びＷ_Eを比較し、原画像における該当ピクセル値が偽造または変造されたか否かを判断する（Ｓ３４）。これらのウォーターマークキー値が原画像のものと一致しない場合、偽変造データ検出部９０は、原画像における該当ピクセルが偽造または変造されたものと判断する。その後、偽変造位置表示部１００は、該当ピクセル値を黒色または白色にマスキングして、図４（ｄ）に示されているように表示する（Ｓ３５）。偽変造位置Ｆが検出された画像データは、もとのファイル形態（即ち、ＤＩＣＯＭまたは企業が提供する自社フォーマット画像）に復元され、ＰＡＣＳシステムへ転送することができる。一方、全てのピクセルで該当ピクセル値に対するウォーターマークキー値が対応するピクセル値と互いに一致する場合は、偽変造データ検出部９０は、原画像における該当ピクセルが偽造または変造されていないものと判断し、認証データとしてピクセル値を出力する（Ｓ３６）。
【００３４】
図４（ａ）は、画像診断装備により得られたデジタル画像データを示す模式図である。図４（ｂ）は、本発明の好適な実施例に従ってウォーターマークが挿入されたデジタル画像データを示す模式図である。図４（ｃ）は、デジタル画像において偽変造された部分Ｐを例示した模式図である。図４（ｄ）は、デジタル画像データに本発明のシステムを適用することにより検出される偽変造データの位置Ｆを示した模式図である。
【００３５】
従って、Ｘ線、ＣＴ及びＭＲＩ等の医療診断装備により得られた医療画像データに本発明のデジタル画像ウォーターマーキングシステムを適用し、医療画像データに対する偽変造の有無を検出することができる。また、検出結果データをＰＡＣＳに提供することにより、重要な医療画像資料を偽変造行為から保護することができる。
【００３６】
上記において、本発明の実施例が例示の目的でここに説明されているが、本発明の特許請求の範囲を逸脱しない限り、当業者が多様な変更を行うことができることは言うまでもない。
【００３７】
本発明では、原画像の画質の低下なく、原画像のピクセル値を空間領域で適切に調整してウォーターマークを挿入することができる。また、外部からの微細な偽変造行為が発生した場合、ウォーターマーク挿入時に用いたウォーターマークキー値が鋭敏に変形することにより、偽変造されたデータの位置を正確に検出することができる。
【００３８】
また、ウォーターマークが挿入されていない原画像がなくても、ウォーターマークを検出することができるので、複雑なウォーターマーク検出過程を経なくても、ウォーターマークを容易且つ迅速に検出することができる。
【００３９】
さらにまた、医者と患者との間に医療紛争が発生した場合、原本のカルテ（Ｘ線、ＣＴ、ＭＲＩ等の画像、電子診断書、電子処方箋等）の真偽を判別することができる。従って、本発明は、医療紛争の解決に有用で、また診療記録の不法偽変造を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施例によりデジタル画像データにウォーターマークを挿入するデジタル画像ウォーターマーキングシステムの概略的なブロック図である。
【図２】図２は、本発明の実施例において画像診断装備により得られた画像データに対する偽変造データ位置を検出するデジタル画像ウォーターマーキングシステムの概略的なブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実施例によりデジタル画像データの偽変造の有無を検出する過程を説明するフローチャートである。
【図４】図４（ａ）は、画像診断装備により得られたデジタル画像データを示す模式図、図４（ｂ）は、本発明の好適な実施例に従ってウォーターマークが挿入されたデジタル画像データを示す模式図、図４（ｃ）は、デジタル画像において偽変造された部分を概略的に例示した模式図、図４（ｄ）は、デジタル画像データに本発明のシステムを適用することにより検出される偽変造データの正確な位置を示した模式図である。

Claims

デジタル画像にウォーターマークを挿入する方法において、
（ａ）デジタル画像を、ウォーターマークを挿入するための所定のフォーマットに変換するステップ；
（ｂ）変換されたデジタル画像のピクセル値に前記ウォーターマークが挿入された後においても、前記ピクセル値が有効範囲になるように、前記ピクセル値を所定のレベルに調整し、ウォーターマーク挿入空間を形成するステップ；
（ｃ）所定のユーザキーデータに基づいて、挿入空間が形成された画像のそれぞれのピクセル値に対応する第１のウォーターマークキー値をそれぞれ生成するステップ；及び
（ｄ）所定のレベルに調整された前記デジタル画像のそれぞれのピクセル値に所定の値を選択的に加減し、ウォーターマークを挿入するステップを含み、
それぞれの前記ピクセル値に前記所定の値を選択的に加減して得た結果値が所定の規則を満たすように、前記所定の値は、前記第１のウォーターマークキー値により決定されることを特徴とするウォーターマーク挿入方法。
ユーザ-キーデータは、ユーザ-の住民登録番号、氏名、固有番号またはロゴのいずれか１つ以上を含むユーザ-の個人情報であることを特徴とする請求項１に記載のウォーターマーク挿入方法。
（ｃ）ステップは、
ユーザ-キーデータを暗号化するステップ；及び
暗号化されたユーザ-キーデータを用いて挿入空間が形成された画像のそれぞれのピクセル値に対応されるように第１のウォーターマークキー値を生成するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のウォーターマーク挿入方法。
第１のウォーターマークキー値は、ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のそれぞれのピクセル値が奇数であるか偶数であるかを示すことを特徴とする請求項１に記載のウォーターマーク挿入方法。
（ｄ）ステップは、
挿入空間が形成された画像のそれぞれのピクセルに対して、第１のウォーターマークキー値が偶数を示す場合は、ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のピクセル値が偶数となるように前記所定の値を加減し、奇数を示す場合は、ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のピクセル値が奇数となるように所定の値を加減することを特徴とする請求項４に記載のウォーターマーク挿入方法。
第１のウォーターマークキー値は、
ウォーターマークが挿入されたデジタル画像の任意のピクセルを中心に、所定の範囲に属する多数の隣接したピクセルの統計的な値を示すことを特徴とする請求項１に記載のウォーターマーク挿入方法。
（ｄ）ステップは、
所定のレベルに調整されたデジタル画像の任意のピクセルを中心に、所定の範囲に属する多数の隣接したピクセルの統計的な特性値を計算するステップ；及び
第１のウォーターマークキー値に基づいて、デジタル画像の各ピクセルに所定の値を選択的に加減するステップを含むことを特徴とする請求項６に記載のウォーターマーク挿入方法。
所定の統計的な特性値は、平均値、平均値±標準偏差または分散値のいずれか１つであることを特徴とする請求項７に記載のウォーターマーク挿入方法。
請求項１及び至請求項８のいずれか１項に記載の方法により挿入されたウォーターマークを検出する方法において、
（ｅ）ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のピクセル値に基づいて、ウォーターマークが挿入されたデジタル画像から第１のウォーターマークキー値を抽出するステップ；
（ｆ）ウォーターマーク挿入時に用いられた所定のユーザキーデータに基づいて、ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のピクセル値に対応するように、第２のウォーターマークキー値を生成するステップ；
（ｇ）ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のピクセル単位で前記第１のウォーターマークキー値と前記第２のウォーターマークキー値の相関関係を計算し、計算された相関関係が所定の範囲に属するか否かを判断するステップ；
（ｈ）ピクセルに対する相関関係が前記所定の範囲に属すれば、ユーザが予測するウォーターマークがデジタル画像の各ピクセルに挿入されているものと判断し、第１のウォーターマークキー値と第２のウォーターマークキー値をピクセル単位で比較するステップ；
（ｉ）比較の結果、一致しない一対のウォーターマークキー値が存在すると、該当ウォーターマークが挿入されたデジタル画像の該当ピクセル値が偽造または変造されたものと判断し、そうでなければ、該当ピクセル値を認証されたデータに出力するステップ；及び
（ｊ）偽造または変造されたピクセル値の位置を表示するステップを含むことを特徴とするウォーターマーク検出方法。
（ｇ）ステップは、
ＦＦＴ（ｂａｒ）がフーリエ変換（ＦＦＴ）の共役複素数を示し、ＩＦＦＴ（Ｗ）が逆ＦＦＴ（Ｗ）を示すとき、

を用いて相関関係を計算することを含むことを特徴とする請求項９に記載のウォーターマーク検出方法。
デジタル画像にウォーターマークを挿入する装置において、
デジタル画像を、ウォーターマークを挿入するための所定のフォーマットに変換する変換手段；
変換されたデジタル画像のピクセル値に前記ウォーターマークが挿入された後においても、前記ピクセル値が有効範囲の値になるように、前記ピクセル値を所定のレベルに調整し、ウォーターマーク挿入空間を形成するピクセル値調整手段；
ユーザ-から入力される所定のユーザーキーデータに基づいて、前記挿入空間が形成された画像のそれぞれのピクセル値に対応する第１のウォーターマークキー値をそれぞれ生成する第１のウォーターマークキー値生成手段；及び
生成された第１のウォーターマークキー値に基づいて、所定のレベルに調整されたデジタル画像のそれぞれのピクセル値に所定の値を選択的に加減し、ウォーターマークを挿入するウォーターマーク挿入手段を含み、
それぞれの前記ピクセル値に前記所定の値を選択的に加減して得た結果値が所定の規則を満たすように、前記所定の値は、前記第１のウォーターマークキー値により決定されることを特徴とするウォーターマーク挿入装置。
ユーザ-キーデータはユーザ-の住民登録番号、氏名、固有番号またはロゴのいずれか１つ以上を含むユーザの個人情報であることを特徴とする請求項１１に記載のウォーターマーク挿入装置。
第１のウォーターマークキー値生成手段は、
ユーザ-キーデータを暗号化する手段；及び
暗号化されたユーザ-キーデータを用いて挿入空間が形成された画像のそれぞれのピクセル値に対応するように第１のウォーターマークキー値を生成する手段を含むことを特徴とする請求項１１に記載のウォーターマーク挿入装置。
第１のウォーターマークキー値は、ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のそれぞれのピクセル値が奇数であるか偶数であるかを示すことを特徴とする請求項１１に記載のウォーターマーク挿入装置。
ウォーターマーク挿入手段は、
挿入空間が形成された画像のそれぞれのピクセルに対して、第１のウォーターマークキー値が偶数を示す場合は、ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のピクセル値が偶数となるように所定の値を加減し、第１のウォーターマークキー値が奇数を示す場合は、ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のピクセル値が奇数となるように所定の値を加減することを特徴とする請求項１４に記載のウォーターマーク挿入装置。
第１のウォーターマークキー値は、
ウォーターマークが挿入されたデジタル画像の任意のピクセルを中心に、所定の範囲に属する多数の隣接したピクセルの統計的な値を示すことを特徴とする請求項１１に記載のウォーターマーク挿入装置。
ウォーターマーク挿入手段は、
所定のレベルに調整された前記デジタル画像の任意のピクセルを中心に、所定の範囲に属する多数の隣接したピクセルの統計的な特性値を計算し、第１のウォーターマークキー値に基づいて、デジタル画像の各ピクセルに所定の値を選択的に加減することを特徴とする請求項１６に記載のウォーターマーク挿入装置。
所定の統計的な特性値は、平均値、平均値±標準偏差または分散値のいずれか１つであることを特徴とする請求項１７に記載のウォーターマーク挿入装置。
請求項１１から請求項１８のいずれか１項に記載のウォーターマーク挿入装置により挿入されたウォーターマークを検出するウォーターマーク検出装置において、
ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のピクセル値に基づいて、ウォーターマークが挿入されたデジタル画像から第１のウォーターマークキー値を抽出するウォーターマーク抽出手段；
ウォーターマーク挿入時に用いられた所定のユーザキーデータに基づいて、ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のピクセル値に対応するように第２のウォーターマークキー値を生成する第２のウォーターマークキー値生成手段；
ウォーターマークが挿入されたデジタル画像のピクセル単位で第１のウォーターマークキー値と第２のウォーターマークキー値の相関関係を計算し、計算された相関関係が所定の範囲に属するか否かを判断する相関関係計算手段；
ピクセルに対する相関関係が所定の範囲に属すれば、ユーザが予測するウォーターマークがデジタル画像の各ピクセルに挿入されているものと判断し、第１のウォーターマークキー値と第２のウォーターマークキー値をピクセル単位で比較し、比較の結果、一致しない一対のウォーターマークキー値が存在すると、該当ウォーターマークが挿入されたデジタル画像の該当ピクセル値が偽造または変造されたものと判断し、そうでなければ、該当ピクセル値を認証されたデータで出力する判断手段；及び
偽変造されたピクセル値の位置を表示する表示手段を含むことを特徴とするウォーターマーク検出装置。
ＦＦＴ（ｂａｒ）がフーリエ変換（ＦＦＴ）の共役複素数を示し、ＩＦＦＴ（Ｗ）が逆ＦＦＴ（Ｗ）を示すとき、

を用いて相関関係を計算することを特徴とする請求項１９に記載のウォーターマーク検出装置。