JP3921923B2 - 電子透かし挿入装置およびその方法 - 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挿入強度調整装置およびその方法に関し、特に画像データに著作権等の各種情報を埋め込む電子透かし挿入装置およびその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル衛星放送、インターネット配信、ＤＶＤ（Digital Video Disc）等の普及によって、デジタル画像が容易にユーザの元に届くようになった。デジタル画像はコピーされても画質劣化が起きないため、その著作権保護が重要な課題となっている。この場合の著作権保護を実現する手段として、著作権等の情報をデジタル画像のＤＣＴ（Discrete Cosine Transform ）係数領域において付加する技術が提案されている。
【０００３】
このようなＤＣＴ係数における情報挿入方式は図５に示す構成を有している。図５を参照すると、電子透かし挿入部２０は前処理部１０から（後述する）ランおよびレベルを入力とし、画像データに電子透かしを挿入するものである。電子透かし挿入部２０では、一旦、電子透かしの挿入を開始すると、挿入を止める指示をしない限りは、一定の強度の電子透かしを挿入する様になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された従来の電子透かし挿入方式においては、検出強度の弱い画像に対しても弱い強度の挿入しか行えず、よって検出を困難にし、逆に、検出強度の強い画像に対しては強い強度の挿入しか行えず、画質劣化を招いていた。その理由は、電子透かしの挿入強度を一定に（固定に）していたからである。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決するためになされものであって、その目的とするところは、挿入強度を自動的に調整することにより検出強度を維持しつつかつ画質劣化を抑止することが可能な電子透かし挿入装置およびその方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、デジタル画像に電子透かしを挿入する装置であって、前記デジタル画像の単位時間当たりのデータ量を判定して、前記データ量の大／小に応じて、電子透かしの挿入量をそれぞれ減少／増大するよう制御する制御手段を含むことを特徴とする電子透かし挿入装置が得られる。
【０００７】
そして、前記制御手段は、前記データ量を判定する判定部と、この判定結果により前記挿入量を調整して挿入する挿入部とを有することを特徴とし、前記判定部は、前処理部によって生成されたＤＣＴ係数の個数から前記データ量を判定することを特徴とし、また前記判定部は、前処理部によって生成されたビットレートから前記データ量を判定することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、デジタル画像に電子透かしを挿入する方法であって、前記デジタル画像の単位時間当たりのデータ量を判定して、前記データ量の大／小に応じて、電子透かしの挿入量をそれぞれ減少／増大するよう制御する制御ステップを含むことを特徴とする電子透かし挿入方法が得られる。
【０００９】
そして、前記制御ステップは、前記データ量を判定する判定ステップと、この判定結果により前記挿入量を調整して挿入する挿入ステップとを有することを特徴とし、前記判定ステップは、前処理部によって生成されたＤＣＴ係数の個数から前記データ量を判定することを特徴とし、また前記判定ステップは、前処理部によって生成されたビットレートから前記データ量を判定することを特徴とする。
【００１０】
本発明の作用を述べる。ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）符号化方式等に準拠したデジタル画像に電子透かしを埋め込む場合において、埋め込む強度を、画像データの単位データ量に基いて、自動的に強くまたは弱く挿入し、検出結果をより良くするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。図１は本発明の一実施例の概略ブロック図であり、図５と同等部分は同一符号にて示している。図１を参照すると、電子透かし挿入部２０は，前処理部１０より電子透かしが挿入されるデータを入力として、電子透かしを挿入する機能を有する。判定部３０は単位時間当たりのデータ量を算出して挿入強度を判定し、電子透かし挿入部２０に対して判定結果を通知する機能を有する。電子透かし挿入部２０は、判定部３０からの判定結果に応じて挿入強度を調整しつつ電子透かしを挿入するようになっている。
【００１２】
以下の実施例の説明では、ＭＰＥＧ標準で符号化された画像データを電子透かし挿入対象のデジタル画像として説明する。ＭＰＥＧ標準の符号化方式による画像データは、図２のような構造を有している。ここで、画像の各フレームまたはフィールドの情報はピクチャスタートコード（ＰＳＣ）に続くピクチャ層以下に記述される。各フレームまたはフィールド情報は、イントラ符号化フレーム（Intra-Picture ：以下、Ｉピクチャという）、順方向予測符号化フレーム（Predictive-Picture：以下、Ｐピクチャという）、双方向予測符号化フレーム（Bidirectionally-Predictive-Picture：以下、Ｂピクチャという）の３種類のピクチャ形式で符号化される。
【００１３】
ＰピクチャおよびＢピクチャは時間的に離れた他の画像を参照画像とし、その画像との差分値のみを画像情報として符号化する。また、ピクチャはブロックに細分されブロック単位でＤＣＴ（離散コサイン変換）を行い、適当な量子化係数で量子化され、ハフマン符号化される。
【００１４】
各フレームまたはフィールド情報はスライススタートコード（ＳＳＣ）に続くスライス層以下にあるマクロブロック（ＭＢ）層内にあり、色差フォーマットが４：２：０フォーマットである時には、輝度情報Ｙを示すブロック層が４つ、色差情報Ｃｂ，Ｃｒを表わすブロック層が２つの、計６つのブロック層により表わされる。
【００１５】
ハフマン符号を用いた可変長符号化についてさらに説明する。量子化したＤＣＴ係数はジグザグスキャンの場合には、図３に示すような数字の順序で走査され、６４個の１次元系列に変換される。図中の１の位置はＤＣＴ変換領域の直流（ＤＣ）成分を表わしており、この位置から右方向にいくほど水平方向のＤＣＴ変換領域が高域になり、下方向にいくほど垂直方向のＤＣＴ変換領域が高域になる。従って、最初左上隅の１の位置から走査を始め２，３，４，…，６４の順、すなわちＤＣＴ変換領域の低域から高域に斜め方向にジグザグ走査を行う。
【００１６】
この６４個の１次元系列に対しＤＣＴ係数のＤＣ成分（１次元系列の最初の成分）を除く非ゼロ係数振幅（以下、レベルとよぶ）と、それに先立つゼロ係数の続く長さ（以下、ランとよぶ）とを順に組み合わせていく。これらランとレベルの組合せに対して量子化テーブルと呼ばれる量子化係数のテーブルの値が一意に決まる。
【００１７】
通常のＭＰＥＧデコードにおいては、レベルと量子化テーブルの値と、量子化スケールを乗算した値（以下、ＤＣＴ係数と呼ぶ）に対して、逆離散コサイン変換を施した値を映像化する。
【００１８】
判定部３０において、単位時間当たりのデータ量を算出して、この算出値に応じて挿入強度を判定し、電子透かし挿入部２０は、この判定結果を挿入の強度調整に用いることによって、自動的に挿入強度を調整するのである。
【００１９】
次に、本発明のＤＣＴ係数における情報挿入方式および装置の情報量復元手段の動作についてさらに詳しく説明する。図１を参照すると、前処理部１０は入力されるＭＰＥＧのデータストリームに対してＭＰＥＧのデコード及び情報の保持を行い、ストリームデータをランとレベルとＤＣＴ係数とに分解する。
【００２０】
電子透かし挿入部２０では、前処理部１０よりラン及びレベルを入力として、単位時間当たりのデータ量により、挿入強度を調整する。判定部３０により、単位時間当たりのデータ量は、一つのブロック当たりに入力されるＤＣＴ係数の数をカウントすることにより判断する。ＭＰＥＧデータをデコードした際に生成されるＤＣＴ係数は１ブロック当たり最小１（ＤＣ係数のみ）から最大６４となるが、この数が大きい時には挿入される電子透かしデータの量も多くなると判断して、次のブロック（もしくは、マクロブロック、スライス、ピクチャのいずれかの単位）以降に対しての挿入量を減少させる。逆に１ブロックあたりのＤＣＴ係数が少ない時には、次のブロック（もしくはマクロブロック、スライス、ピクチャのいずれかの単位）以降に対しての挿入量を増加させる。
【００２２】
次に、本発明の他の実施例について図４を参照して説明する。図４においても、図１と同等部分は同一符号にて示している。図４を参照すると、前処理部１０は入力されるＭＰＥＧストリームに対してＭＰＥＧのデコード及び情報の保持を行い、ストリームデータをランとレベルとＤＣＴ係数とに分解する。電子透かし挿入部２０では、前処理部１０よりラン及びレベルを入力として、単位時間当たりのデータ量により、挿入強度を調整する。単位時間当たりのデータ量は、ＭＰＥＧストリーム中に埋め込まれているビットレートを参照する。
【００２３】
具体的には、シーケンスヘッダ内のsequence_header_code（３２bits) に続く３３ビット目から５０ビット目までのbit_rate_value（ビットレートバリュー：１８bits) 、およびシーケンス拡張子内のextension_start_code（エクステンションスタートコード：３２bits) に続く２０ビット目から３１ビット目までのbit_rate_ extension （ビットレートエクステンション：１２bits) を組み合わせた値（bit_rate＝３０bits）を参照する。
【００２４】
判定部３０は前処理部１０からビッレート（bit_rate）の値を受け取り、この数が大きい時には挿入される電子透かしデータの量も多くなると判断して、挿入量を減少させる。逆にこの値が小さい時には、挿入される電子透かしデータの量も少なくなると判断して、挿入量を増加させる。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べた様に、本発明の効果は、ＭＰＥＧ標準等のデジタル画像符号化データに対して電子透かしを挿入する際に、挿入強度を調整することによって、検出強度を保つことと、画質劣化を抑えることが可能となることである。その理由は、電子透かしの挿入されたデータに対して、単位時間当たりのデータ量により挿入強度を調整するようにしたからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の概略構成を示す図である。
【図２】ＭＰＥＧ標準の符号化方式による画像データのフォーマット例を示す図である。
【図３】量子化したＤＣＴ係数のジグザグスキャンを説明する図である。
【図４】本発明の他の実施例の概略構成を示す図である。
【図５】従来例を説明するための概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１０ 前処理部
２０ 電子透かし挿入部
３０ 判定部

Claims (10)

  1. デジタル画像に電子透かしを挿入する装置であって、前記デジタル画像の単位時間当たりのデータ量を判定して、前記データ量の大／小に応じて、電子透かしの挿入量をそれぞれ減少／増大するよう制御する制御手段を含むことを特徴とする電子透かし挿入装置。
  2. 前記制御手段は、前記データ量を判定する判定部と、この判定結果により前記挿入量を調整して挿入する挿入部とを有することを特徴とする請求項１記載の電子透かし挿入装置。
  3. 前記判定部は、前処理部によって生成されたＤＣＴ係数の個数から前記データ量を判定することを特徴とする請求項２記載の電子透かし挿入装置。
  4. 前記判定部は、前処理部によって生成されたビットレートから前記データ量を判定することを特徴とする請求項２記載の電子透かし挿入装置。
  5. 前記デジタル画像は、ＭＰＥＧ符号化方式に準拠した符号化データであることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の電子透かし挿入装置。
  6. デジタル画像に電子透かしを挿入する方法であって、前記デジタル画像の単位時間当たりのデータ量を判定して、前記データ量の大／小に応じて、電子透かしの挿入量をそれぞれ減少／増大するよう制御する制御ステップを含むことを特徴とする電子透かし挿入方法。
  7. 前記制御ステップは、前記データ量を判定する判定ステップと、この判定結果により前記挿入量を調整して挿入する挿入ステップとを有することを特徴とする請求項６記載の電子透かし挿入方法。
  8. 前記判定ステップは、前処理部によって生成されたＤＣＴ係数の個数から前記データ量を判定することを特徴とする請求項７記載の電子透かし挿入方法。
  9. 前記判定ステップは、前処理部によって生成されたビットレートから前記データ量を判定することを特徴とする請求項７記載の電子透かし挿入方法。
  10. 前記デジタル画像は，ＭＰＥＧ符号化方式に準拠した符号化データであることを特徴とする請求項６〜９いずれか記載の電子透かし挿入方法。
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