JP4172586B2 - Digital watermark insertion method, digital watermark insertion apparatus, digital watermark insertion program, digital watermark detection method, digital watermark detection apparatus, and digital watermark detection program - Google Patents
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Description
本発明は、画像データに電子透かしを挿入するための電子透かし挿入方法、その装置及びそのプログラム並びに電子透かしが挿入された画像データから電子透かしを検出するための電子透かし検出方法、その装置及びそのプログラムに関する。 The present invention relates to a digital watermark insertion method for inserting a digital watermark into image data, its apparatus and its program, and a digital watermark detection method for detecting a digital watermark from image data into which the digital watermark has been inserted, its apparatus and its Regarding the program.
近年、画像データに電子透かしを挿入する技術が開発され、著作権等を有する者等を特定する情報、著作物等の利用を許諾する場合の利用方法及び条件に関する情報等を電子透かしの形態で画像データに挿入することが実用化されてきている。 In recent years, a technique for inserting a digital watermark into image data has been developed, and information for identifying a person who has a copyright, etc., information on usage methods and conditions for permitting the use of a copyrighted work, etc. in the form of a digital watermark. Insertion into image data has been put into practical use.
通常は電子透かしは電子データの形態で挿入され、検出されるが、印刷にも対応した電子透かしも登場してきている。これは、電子透かしが挿入された画像データが印刷された場合であっても、印刷された画像データから電子透かしを検出できるようにしたものである。 Normally, a digital watermark is inserted and detected in the form of electronic data, but a digital watermark corresponding to printing has also appeared. This makes it possible to detect a digital watermark from the printed image data even when the image data into which the digital watermark is inserted is printed.
例えば、縮尺が不定であり、回転していて、解像度が低く、手振れが生じていて、信号対雑音比が悪く、コントラストも悪い画像であっても電子透かしの形態で埋め込まれたデータを安定して検出することを可能とするロバストな電子透かし挿入方法、その装置及びそのプログラム並びに電子透かし検出方法、その装置およびそのプログラムを提供することを目的とした発明が発明され、特許文献1で公開されている。
For example, the scale is indefinite, it is rotated, the resolution is low, camera shake occurs, the signal-to-noise ratio is poor, and the embedded data in the form of a digital watermark is stabilized even for images with poor contrast. A robust digital watermark insertion method, apparatus and program thereof, and digital watermark detection method, apparatus and program thereof have been invented and disclosed in
一方、近年、ゲームセンター等で子供達を相手にしたカードを利用したゲーム機が登場してきている。このゲーム機で利用するカードにはバーコードの形態で情報が書き込まれており、ゲーム機のカードリーダでそのバーコードを読み取り、ゲーム機は、その情報を利用してゲームを実行する。
そこで、ゲーム機で利用するカードにバーコードの形態で情報を書き込む代わりに特許文献1に記載されている発明に従って、カードに電子透かしの形態で情報を書き込むことが提案されている。そうすれば、沢山の情報をカードに書き込むことができ、また、カードの体裁が低下しない。
Therefore, instead of writing information in the form of a barcode on a card used in a game machine, it has been proposed to write information on the card in the form of a digital watermark in accordance with the invention described in
しかし、カードに電子透かしの形態で書き込まれている情報を読み取るためには、イメージスキャナでカードに印刷されている画像を読み取る必要があるのであるが、読み取られた画像をフーリエ変換すると、周波数領域において特有なノイズが発生する。すなわち、画像の絵柄は線や帯を含むものが多いが、このような線や帯は、周波数領域においては、原点を起点とする放射線に並んだ周波数成分となる。また、カードは必ずしも正しい方向で読み取られるとは限らず、傾いた状態で読み取られる場合もある。この様な場合には、カードの輪郭が読み取られることとなるが、このようにして読み取られた輪郭も、周波数領域においては、原点を起点とする放射線に並んだ周波数成分となる。また、カードの2辺は90度を構成するので、周波数領域において、原点を起点とし、相互に90度の角度を成す放射線に周波数成分が発生する。更に、離散フーリエ変換の特性によるものと考えられるが、周波数領域においてX軸及びY軸に沿って周波数成分が発生する。 However, in order to read the information written in the form of digital watermark on the card, it is necessary to read the image printed on the card with an image scanner, but if the read image is Fourier transformed, the frequency domain In particular, noise is generated. That is, many of the images of the image include lines and bands, but such lines and bands become frequency components aligned with radiation starting from the origin in the frequency domain. Further, the card is not always read in the correct direction, and may be read in a tilted state. In such a case, the contour of the card is read. The contour read in this way is also a frequency component aligned with radiation starting from the origin in the frequency domain. In addition, since the two sides of the card form 90 degrees, in the frequency domain, frequency components are generated in radiation having an origin of 90 degrees with respect to each other. Furthermore, although considered to be due to the characteristics of the discrete Fourier transform, frequency components are generated along the X axis and the Y axis in the frequency domain.
このように余分な周波数成分が存在すると、これらがノイズ成分となり、本来検出するべき電子透かしを検出できない場合が生ずる。つまり、本来検出するべき電子透かしがノイズに埋まってしまう場合もあり、ノイズが誤って電子透かしとして検出されてしまう場合もある。 If there are extra frequency components in this way, they become noise components, and a digital watermark that should originally be detected may not be detected. In other words, the digital watermark that should be detected may be buried in noise, or the noise may be erroneously detected as a digital watermark.
そこで、本発明は、イメージスキャナで読み取られたカードに電子透かしの形態で埋め込まれているデータが高いエラー耐性をもって検出されることを可能とする電子透かし挿入方法、電子透かし挿入装置及び電子透かし挿入プログラム並びに電子透かし検出方法、電子透かし検出装置及び電子透かし検出プログラムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a digital watermark insertion method, a digital watermark insertion apparatus, and a digital watermark insertion that enable data embedded in the form of a digital watermark in a card read by an image scanner to be detected with high error tolerance. It is an object to provide a program, a digital watermark detection method, a digital watermark detection apparatus, and a digital watermark detection program.
本発明の第1の観点によれば、周波数領域において、画像の回転角を検出するための非ゼロの周波数成分を生成するステップと、前記周波数領域において、第1の所定数の候補位置のうち挿入すべきデータにより相互に組み合わされる位置であって前記第1の所定数より少ない第2の所定数のものに非ゼロの周波数成分を生成するステップと、生成された前記非ゼロ周波数成分を合わせて周波数領域から空間領域に変換するステップと、原画像に前記変換により得た画像を加算又は減算するステップと、を備えることを特徴とする電子透かし挿入方法において、電子透かし検出方法において、前記第1の所定数の候補位置のうちの各位置毎に組の間で多数決をとることにより各位置毎の値を検出し、前記多数決をとることにより所定値であることが検出された位置の数が前記第2の所定数であるか否かをみることにより、エラー検出をするために、前記第1の所定数の候補位置の組を複数設け、ある組に属するある番号の候補位置と原点とを結ぶ直線上に他の組に属する前記ある番号と同一の番号の候補位置が重ならないようにすることを特徴とする電子透かし挿入方法が提供される。 According to a first aspect of the present invention, a step of generating a non-zero frequency component for detecting a rotation angle of an image in a frequency domain, and a first predetermined number of candidate positions in the frequency domain Generating a non-zero frequency component at a second predetermined number that is less than the first predetermined number and is interlaced with the data to be inserted, and combining the generated non-zero frequency component Converting the frequency domain to the spatial domain, and adding or subtracting the image obtained by the conversion to the original image . A value for each position is detected by taking a majority vote between each set of a predetermined number of candidate positions, and the value is obtained by taking the majority vote. By preparative sees whether the number of detected position is the second predetermined number, in order to the error detection, a plurality of said first predetermined number of sets of candidate positions, in one set There is provided a digital watermark insertion method characterized in that a candidate position of the same number as the certain number belonging to another set does not overlap on a straight line connecting a candidate position of a certain number and the origin.
上記の電子透かし挿入方法において、前記第1の所定数の候補位置の組を複数設け、ある組に属するある番号の候補位置と原点とを結ぶ直線上に他の組に属する全ての番号の候補位置が重ならないようにしてもよい。 In the above-described electronic watermark insertion method, a plurality of sets of the first predetermined number of candidate positions are provided, and candidates for all numbers belonging to other groups on a straight line connecting a candidate position of a certain number belonging to a certain group and the origin The positions may not overlap.
上記の電子透かし挿入方法において、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、複数の非ゼロ周波数成分を含み、ある非ゼロ周波数成分と原点を結ぶ直線上に他の非ゼロ周波数成分が重ならないようにしてもよい。 In the above digital watermark insertion method, the non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image includes a plurality of non-zero frequency components, and another non-zero frequency on a straight line connecting a certain non-zero frequency component and the origin. You may make it a component not overlap.
上記の電子透かし挿入方法において、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、複数の非ゼロ周波数成分を含み、ある非ゼロ周波数成分と原点を結ぶ直線に直交する直線上に他の非ゼロ周波数成分が重ならないようにしてもよい。 In the above-described digital watermark insertion method, the non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image includes a plurality of non-zero frequency components, and the other is on a straight line orthogonal to a straight line connecting a certain non-zero frequency component and the origin. The non-zero frequency components may not overlap.
上記の電子透かし挿入方法において、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、第1の半径の円に配置される非ゼロ周波数成分と第2の半径の円に配置される非ゼロ周波数成分とを含んでいてもよい。 In the above digital watermark insertion method, the non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image is a non-zero frequency component arranged in a circle with a first radius and a non-zero frequency component arranged in a circle with a second radius. And a zero frequency component.
本発明の第2の観点によれば、画像より1以上の画像ブロックを得るステップと、前記1以上の画像ブロックのデータを空間領域から周波数領域に変換するステップと、前記1以上の画像ブロックの各周波数成分を基に、各周波数成分の振幅を得るステップと、前記周波数領域において、前記各周波数成分の振幅を基に、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を検出することにより前記画像の回転角度を検出するステップと、各周波数成分の振幅の周波数領域における位置を前記回転角度により補正するステップと、前記周波数領域において、前記補正が行われた各周波数成分の振幅を基に、第1の所定数の候補位置のうちデータにより相互に組み合わされる位置であって前記第1の所定数より少ない第2の所定数のものに挿入されている非ゼロの周波数成分を検出することにより前記データを検出するステップと、を備える電子透かし検出方法において、前記第1の所定の候補位置の組は複数設けられており、前記検出のステップにおいては、前記第1の所定数の候補位置のうちの各位置毎に組の間で多数決をとることにより各位置毎の値を検出し、前記多数決をとることにより所定値であることが検出された位置の数が前記第2の所定数であるか否かをみることにより、エラー検出をするステップを更に備えることを特徴とする電子透かし検出方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, obtaining one or more image blocks from an image, converting data of the one or more image blocks from a spatial domain to a frequency domain, Obtaining an amplitude of each frequency component based on each frequency component; and detecting a non-zero frequency component for detecting a rotation angle of the image based on the amplitude of each frequency component in the frequency domain. Detecting the rotation angle of the image using the rotation angle, correcting the position of the amplitude of each frequency component in the frequency domain based on the rotation angle, and based on the amplitude of each frequency component subjected to the correction in the frequency domain. In addition, among the first predetermined number of candidate positions, positions that are combined with each other by data and having a second predetermined number smaller than the first predetermined number Detecting the data by detecting a non-zero frequency component that has been input, wherein a plurality of the first predetermined candidate position sets are provided, and the detection In the step, a value for each position is detected by taking a majority vote between each set of the first predetermined number of candidate positions, and the predetermined value is obtained by taking the majority vote. An electronic watermark detection method is provided , further comprising a step of detecting an error by checking whether or not the number of detected positions is the second predetermined number .
上記の電子透かし検出方法において、ある組に属するある番号の候補位置と原点とを結ぶ直線上に他の組に属する前記ある番号と同一の番号の候補位置が重なっていないようにしてもよい。 In the above-described digital watermark detection method, a candidate position with the same number as the certain number belonging to another set may not overlap with a straight line connecting the candidate position with a certain number belonging to a certain set and the origin.
上記の電子透かし検出方法において、ある組に属するある番号の候補位置と原点とを結ぶ直線上に他の組に属する全ての番号の候補位置が重なっていないようにしてもよい。 In the above-described digital watermark detection method, all the number candidate positions belonging to another set may not overlap on a straight line connecting the candidate position of a number belonging to a set and the origin.
上記の電子透かし検出方法において、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、第1の半径の円に配置される非ゼロ周波数成分と第2の半径の円に配置される非ゼロ周波数成分とを含み、前記回転角度を検出するステップは、前記第1の半径の円にある周波数成分のうちの振幅順で上位所定数の非ゼロ周波数成分と前記第2の半径の円にある周波数成分のうちの振幅順で上位所定数個の非ゼロ周波数成分を基に行ってもよい。 In the above-described digital watermark detection method, the non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image is a non-zero frequency component arranged in the first radius circle and a non-zero frequency component arranged in the second radius circle. Detecting the rotation angle includes a predetermined number of non-zero frequency components and a circle of the second radius in order of amplitude among the frequency components in the circle of the first radius. The determination may be performed based on a predetermined number of non-zero frequency components in the order of amplitude among certain frequency components.
上記の電子透かし検出方法において、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分のうちのある非ゼロ周波数成分と原点を結ぶ直線上に他の非ゼロ周波数成分が重ならず、また、ある非ゼロ周波数成分と原点を結ぶ直線に直交する直線上に他の非ゼロ周波数成分が重ならず、前記回転角度を検出するステップは、前記上位所定数の非ゼロ周波数成分のうち、原点について相互に直交する2つの直線と前記第1の半径の円又は前記第2の円との交点に存在するものを削除するステップを備えていてもよい。 In the above digital watermark detection method, other non-zero frequency components do not overlap on a straight line connecting a certain non-zero frequency component of the non-zero frequency components for detecting the rotation angle of the image and the origin, The non-zero frequency component does not overlap another straight line that is orthogonal to the straight line connecting the non-zero frequency component and the origin, and the step of detecting the rotation angle is performed for the origin among the upper predetermined number of non-zero frequency components. There may be provided a step of deleting what exists at the intersection of two straight lines orthogonal to each other and the circle of the first radius or the second circle.
本発明によれば、多数決によりデータを検出するので、エラー耐性が強くなる。 According to the present invention, since data is detected by majority vote, error tolerance is enhanced.
また、本発明によれば、多数決の結果に対して総数チェックをしているので、更にエラー耐性が強くなる。 Further, according to the present invention, since the total number is checked against the result of the majority decision, the error resistance is further enhanced.
更に、本発明によれば、ノイズの特性を考慮して非ゼロ周波数成分の配置を決定しているので、エラー耐性が強くなる。 Furthermore, according to the present invention, since the arrangement of non-zero frequency components is determined in consideration of noise characteristics, error tolerance is enhanced.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[パターン]
図1は、本発明の実施形態による電子透かしの周波数領域におけるパターンを示す図である。なお、図1は、周波数領域のうちの第1象限と第2象限のみを表し、第3象限及び第4象限を省略しているが、これは、周波数成分の振幅は周波数領域の原点について点対称に分布するからである。
[pattern]
FIG. 1 is a diagram showing a pattern in the frequency domain of a digital watermark according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows only the first quadrant and the second quadrant in the frequency domain, and omits the third and fourth quadrants. This is because the frequency component amplitude is a point about the origin of the frequency domain. This is because they are distributed symmetrically.
図1に示すように、周波数領域には、回転角内円、円グループ1及び回転角外円が存在する。
As shown in FIG. 1, a rotation angle inner circle, a
回転角内円及び回転角外円には、図2の黒丸で示すように非ゼロ周波数成分が配置される。すなわち、回転角内円には、非ゼロ周波数成分C及びDが配置され、回転角外円には、非ゼロ周波数成分A及びBが配置される。電子透かしからデータを検出する場合には、前処理として、非ゼロ周波数成分A、B、C及びDを基にして、画像の回転角度を検出する。回転角度検出用の非ゼロ周波数成分A、B、C及びDを図2に示すように配置した理由については後述する。 A non-zero frequency component is arranged in the rotation angle inner circle and the rotation angle outer circle as shown by black circles in FIG. That is, non-zero frequency components C and D are arranged in the rotation angle inner circle, and non-zero frequency components A and B are arranged in the rotation angle outer circle. When detecting data from a digital watermark, the rotation angle of the image is detected based on the non-zero frequency components A, B, C, and D as preprocessing. The reason why the non-zero frequency components A, B, C, and D for detecting the rotation angle are arranged as shown in FIG. 2 will be described later.
図1に示すように、円グループ1には、エリア1が配置される。エリア1には、図3に示すように非ゼロ周波数成分又はゼロ周波数成分が配置される。ここで、ゼロ周波数成分が配置されるとは、非ゼロ周波数成分が配置されないことである。円グループ1は、要素円1、要素円2及び要素円3を含む。図3に示すように、要素円1の10個の位置1−1乃至1−10のうちの5個の位置に非ゼロ周波数成分が配置され、そのうちの残りの5個の位置にゼロ周波数成分が配置される。非ゼロ周波数成分を配置する5個の位置は、埋め込もうとするデータの値に応じて決定する。従って、10C5=252通りのデータを埋め込むことができる。同様に、要素円2の10個の位置1−1乃至1−10のうちの5個の位置に非ゼロ周波数成分が配置され、そのうちの残りの5個の位置にゼロ周波数成分が配置され、要素円3の10個の位置1−1乃至1−10のうちの5個の位置に非ゼロ周波数成分が配置され、そのうちの残りの5個の位置にゼロ周波数成分が配置される。
As shown in FIG. 1,
要素円1乃至要素円3の間で、同一の番号を付した位置には、同一のデータが配置される。すなわち、例えば、要素円1の位置1−1に非ゼロ周波数成分が配置される場合には、要素円2の位置1−1及び要素円3の位置1−1にも非ゼロ周波数成分が配置され、要素円1の位置1−1にゼロ周波数成分が配置される場合には、要素円2の位置1−1及び要素円3の位置1−1にもゼロ周波数成分が配置される。他の位置についても同様である。
The same data is arranged at the positions assigned the same numbers between the element circles 1 to 3. That is, for example, when a non-zero frequency component is arranged at the position 1-1 of the
また、同一の番号の位置の周波数領域の極座標で見た位相は、各要素円毎に異なる。従って、ある要素円のある番号の位置と原点を結ぶ直線上には、他の要素円のその番号の位置が存在しない。 Moreover, the phase seen in the polar coordinate of the frequency domain of the position of the same number differs for every element circle. Therefore, the position of the number of another element circle does not exist on the straight line connecting the position of the number of a certain element circle and the origin.
更に、番号の組合せをどのように選んでも、ある要素円のある番号の位置と原点を結ぶ直線上には、他の要素円のある番号の位置が存在しない。すなわち、周波数領域において原点から伸びる放射線上には2以上の非ゼロ周波数成分又はゼロ周波数成分が存在することはない。 Furthermore, no matter how the combination of numbers is selected, there is no position of a certain number of another element circle on a straight line connecting the position of the certain number of a certain element circle and the origin. That is, two or more non-zero frequency components or zero frequency components do not exist on the radiation extending from the origin in the frequency domain.
更に、同一の番号の位置の要素円間の周波数領域における位相差は、約60度であり、これは約180度を3等分した値である。すなわち、同一番号の位置の周波数領域における位相が均等に分布するようにしている。これは、インターリーブ長をできるだけ長くするためである。 Furthermore, the phase difference in the frequency domain between the element circles at the same number position is about 60 degrees, which is a value obtained by dividing about 180 degrees into three equal parts. That is, the phases in the frequency region at the same number positions are distributed evenly. This is to make the interleave length as long as possible.
このように非ゼロ周波数成分又はゼロ周波数成分を配置する位置を選択することにより、周波数領域において、原点から伸びる放射線に沿ったバーストエラーに対する高い誤り訂正能力及び高い誤り検出能力を得られる。原画像の内容に線又は帯が含まれる場合が多く、このような場合には、周波数領域において、原点から伸びる放射線に沿った非ゼロ周波数成分が多数発生する。また、カードが傾いた状態で読み取られた場合には、カードの輪郭が斜めに読み取られ、このような場合にも、周波数領域において、原点から伸びる放射線に沿った非ゼロ周波数成分が多数発生する。従って、周波数領域において、原点から伸びる放射線に沿ったバーストエラーに対する誤り訂正能力及び誤り検出能力を高めることは、有効なことである。 By selecting the position where the non-zero frequency component or the zero frequency component is arranged in this way, it is possible to obtain a high error correction capability and a high error detection capability for burst errors along the radiation extending from the origin in the frequency domain. In many cases, lines or bands are included in the content of the original image, and in such a case, many non-zero frequency components are generated along the radiation extending from the origin in the frequency domain. In addition, when the card is read in an inclined state, the outline of the card is read obliquely, and even in such a case, many non-zero frequency components are generated along the radiation extending from the origin in the frequency domain. . Therefore, it is effective to improve the error correction capability and error detection capability for burst errors along the radiation extending from the origin in the frequency domain.
図4は、図1に示すパターンに比べて、エリアの数を増やしたパターンである。図1に示すパターンでは、エリアの数が1つであり、10C5=252通りのデータしか表すことができないが、図4に示すパターンでは、エリアの数が6つであり、(10C5)^6=252^6=2.561×10^14通りのデータを表すことができる。図4は、エリアの配置を説明のために模式的に表したものであり、実際のエリアの形状は異なる。例えば、エリア2及びエリア3は円グループ2に混在し、エリア2に含まれる位置2−1乃至2−10及びエリア3に含まれる位置3−1乃至3−10は、図5に示すように配置される。これは、インターリーブ長をできるだけ長くするためである。 FIG. 4 shows a pattern in which the number of areas is increased compared to the pattern shown in FIG. In the pattern shown in FIG. 1, the number of areas is one, and only 10 C 5 = 252 data can be represented. However, in the pattern shown in FIG. 4, the number of areas is six and ( 10 C 5 ) ^ 6 = 252 ^ 6 = 2.561 × 10 ^ 14 kinds of data can be represented. FIG. 4 schematically shows the arrangement of the areas for explanation, and the actual area shape is different. For example, area 2 and area 3 are mixed in circle group 2, and positions 2-1 to 2-10 included in area 2 and positions 3-1 to 3-10 included in area 3 are as shown in FIG. Be placed. This is to make the interleave length as long as possible.
[角度検出方法]
次に、図2に示すようなパターンを用いて画像回転角度を検出する方法について図6等を参照して説明する。
[Angle detection method]
Next, a method of detecting an image rotation angle using a pattern as shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.
図6を参照すると、まず、回転角外円から振幅が大きい順に4つの振幅の点を選択する(ステップS301)。次に、回転角内円から振幅が大きい順に4つの振幅を選択する(ステップS303)。次に、ステップS301で検出した回転角外円の4つの点についてステップS307を繰り返す(ステップS305)。ステップS307では、現在着目している点を点A又は点B(図2参照)とした場合に、ステップS301及びS303で選んだ点のうちの3個又は4個の点が回転角度検出用パターンの4つの点A、B、C及びDのうちの3個又は4個の点に一致するかどうか判断する。そうであれば(ステップS307でYES)、その3個又は4個の点より回転角度を検出する(ステップS309)。 Referring to FIG. 6, first, four amplitude points are selected in descending order of amplitude from the outer circle of the rotation angle (step S301). Next, four amplitudes are selected in descending order of amplitude from the rotation angle inner circle (step S303). Next, step S307 is repeated for the four points of the rotation angle outer circle detected in step S301 (step S305). In step S307, when the point of interest is point A or point B (see FIG. 2), three or four of the points selected in steps S301 and S303 are rotation angle detection patterns. It is determined whether or not three or four of the four points A, B, C and D coincide with each other. If so (YES in step S307), the rotation angle is detected from the three or four points (step S309).
ステップS305の繰返しの最中に、ステップS307においてYESとならなかった場合には、ステップS311に進み、処理対象から外すべき処理対象外点をマーキングする。すなわち、ステップS307においてYESとならなかったことは、ステップS301、ステップS303又はその両者で選択した点には、ノイズである点が含まれている可能性がある。そして、ノイズは、相互に直交する2軸上に分布するノイズである可能性が高い。そこで、ステップS301、ステップS303又はその両者で選択した点のうち、図7に示すような5種類のパターンのうちの何れかのパターンを形成する3個又は4個の点をノイズ点(処理対象外点)としてマーキングする。 If YES in step S307 during the repetition of step S305, the process proceeds to step S311 to mark a non-processing point to be excluded from the processing target. That is, the fact that the answer in step S307 was not YES is that the point selected in step S301, step S303 or both may include a point that is noise. The noise is likely to be noise distributed on two axes orthogonal to each other. Therefore, among the points selected in step S301, step S303 or both, three or four points forming one of the five types of patterns as shown in FIG. Mark as external point).
次に、マーキングした点を除いて、回転角外円から振幅が大きい順に4つの振幅の点を選択する(ステップS313)。次に、マーキングした点を除いて、回転角内円から振幅が大きい順に4つの振幅を選択する(ステップS315)。次に、ステップS313で検出した回転角外円の4つの点についてステップS3219を繰り返す(ステップS317)。ステップS319では、現在着目している点を点A又は点B(図2参照)とした場合に、ステップS313及びS315で選んだ点のうちの3個又は4個の点が回転角度検出用パターンの4つの点A、B、C及びDのうちの3個又は4個の点に一致するかどうか判断する。そうであれば(ステップS319でYES)、その3個又は4個の点より回転角度を検出する(ステップS321)。 Next, except for the marked points, four amplitude points are selected in descending order of amplitude from the rotation angle outer circle (step S313). Next, except for the marked points, four amplitudes are selected in descending order of amplitude from the rotation angle inner circle (step S315). Next, step S3219 is repeated for the four points of the rotation angle outer circle detected in step S313 (step S317). In step S319, when the point of interest is point A or point B (see FIG. 2), three or four of the points selected in steps S313 and S315 are rotation angle detection patterns. It is determined whether or not three or four of the four points A, B, C and D coincide with each other. If so (YES in step S319), the rotation angle is detected from the three or four points (step S321).
ステップS317の繰返しの最中に、ステップS319においてYESとならなかった場合には、エラー終了する。 If YES in step S319 during the repetition of step S317, the process ends in error.
[データ検出方法]
次に、図3に示すようなパターンからデータを検出する方法について図8を参照して説明する。
[Data detection method]
Next, a method for detecting data from a pattern as shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG.
まず、各エリアの各要素円毎に非ゼロ周波数成分又はゼロ周波数成分が配置される10個の位置から5つの非ゼロ周波数成分を検出する(ステップS351、S353)。5つの非ゼロ周波数成分を検出するためには、周波数成分の振幅の周波数領域における位置を検出された回転角度により補正した後、各周波数成分の振幅を、非ゼロ周波数成分又はゼロ周波数成分が配置されている10個の位置又はその位置及びその近傍の振幅のみを通す窓に通し、その後、しきい値を最大振幅から徐々に下げていき、しきい値以上の振幅を有する周波数成分が5個検出されたときに、その5個の周波数成分が非ゼロ周波数成分であるとする(図9参照)。そして、非ゼロ周波数成分の値を1とし、ゼロ周波数成分の値を0とする。 First, five non-zero frequency components are detected from ten positions where non-zero frequency components or zero frequency components are arranged for each element circle in each area (steps S351 and S353). In order to detect five non-zero frequency components, after correcting the position of the frequency component amplitude in the frequency domain by the detected rotation angle, the non-zero frequency component or the zero frequency component is arranged for the amplitude of each frequency component. Through the window that passes only the 10 positions or their amplitudes in the vicinity of the position, and then gradually lowers the threshold value from the maximum amplitude, and 5 frequency components having amplitudes above the threshold value. When detected, the five frequency components are assumed to be non-zero frequency components (see FIG. 9). The value of the non-zero frequency component is set to 1, and the value of the zero frequency component is set to 0.
次に、エリア内の各位置毎に要素円間で多数決を取る(ステップS357、S359)。すなわち、例えば、要素円1の位置1−1の値、要素円2の位置1−1の値及び要素円3の位置1−1の値の間で多数決を取る。これを10個の位置について行うことにより、エリア内の10ビットのデータが得られる。
Next, a majority vote is taken between element circles for each position in the area (steps S357 and S359). That is, for example, a majority decision is made among the value of the position 1-1 of the
次に、エラー検出を行う(ステップS363)。すなわち、エリア内の10ビットのうち5ビットの値が1であり、残りの5ビットの値が0であるか否かを判断する。そうであれば(ステップS363でYES)、多数決によって得られた全ビット(10ビット)の値は正しいとする(ステップS365)。そうでなければ、多数決によって得られた全ビット(10ビット)のうち誤ったビットがあるとして、データ検出不可能(エラー検出)とする(ステップS367)。 Next, error detection is performed (step S363). That is, it is determined whether or not the value of 5 bits out of 10 bits in the area is 1 and the value of the remaining 5 bits is 0. If so (YES in step S363), it is assumed that the values of all bits (10 bits) obtained by the majority decision are correct (step S365). Otherwise, it is determined that there is an erroneous bit among all the bits (10 bits) obtained by the majority decision, and data detection is impossible (error detection) (step S367).
図10にデータ検出が可能である場合の例を示す。図10に示す例では、1つの要素円の2つのビットが誤っているが、多数決により正しい値が得られ、エラー検出によっても、エラーは検出されない。 FIG. 10 shows an example when data detection is possible. In the example shown in FIG. 10, two bits of one element circle are incorrect, but a correct value is obtained by majority vote, and no error is detected even by error detection.
図11にデータ検出が不可能である場合の例を示す。図11に示す例では、1つの要素円に誤りが発生していないが、残りの2つの要素円に2ビットずつの誤りが発生している。多数決の結果、2つのビットは正しく検出できるが、1つのビットは誤って検出される。そして、エラー検出をすると、1の数が5ではなく、6であるので、データ検出不可能とされる。 FIG. 11 shows an example when data detection is impossible. In the example shown in FIG. 11, no error occurs in one element circle, but an error of 2 bits occurs in the remaining two element circles. As a result of the majority decision, two bits can be detected correctly, but one bit is detected incorrectly. When an error is detected, the number of 1s is 6 instead of 5, so that data cannot be detected.
図4に示すパターンの場合にも同様にエリア毎にデータを検出する。この際、5つの非ゼロ周波数成分の検出は、各エリアの各要素円の10個の位置の周波数成分に基づいて行う。 Similarly, in the case of the pattern shown in FIG. 4, data is detected for each area. At this time, the detection of the five non-zero frequency components is performed based on the frequency components at ten positions of each element circle in each area.
[電子透かし挿入装置]
図12は、本発明の実施形態による電子透かし挿入装置の構成を示すブロック図である。
[Digital watermark insertion device]
FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the digital watermark insertion apparatus according to the embodiment of the present invention.
図12を参照すると、本発明の実施形態による電子透かし挿入装置は、回転角度検出用パターン生成部101、データ保持部102、データパターン生成部103、合成部104、逆離散フーリエ変換部105、二値化部106及び加算部107を備える。なお、これらの部分はハードウェアによって実現することもできるが、コンピュータをこれらの部分として機能させるためのプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによっても実現することができる。
Referring to FIG. 12, a digital watermark insertion apparatus according to an embodiment of the present invention includes a rotation angle detection
次に、電子透かし挿入装置により行われる電子透かし挿入方法について、図12及び13を参照して説明する。 Next, a digital watermark insertion method performed by the digital watermark insertion apparatus will be described with reference to FIGS.
回転角度検出用パターン生成部101は、図2に示すような回転角度検出用パターンを生成する(ステップS151)。データ保持部102は、挿入するべきデータを保持する。データパターン生成部103は、データ保持部102に保持されているデータの値に応じて、図3又は4に示すようなデータパターンを生成する(ステップS152)。合成部104は、回転角度検出用パターン生成部101が生成した回転角度検出用パターン及びデータパターン生成部103が生成したデータパターンを合成して、図1に示すようなパターンを生成する(ステップS153)。逆フーリエ変換部105は、合成部104が生成した図1に示すようなパターンを逆フーリエ変換して、空間領域におけるパターン(空間領域パターン)を生成する(ステップS154)。二値化部106は、逆フーリエ変換部105が生成した空間領域パターンを二値化する(ステップS155)。加算部107は、二値化部106により二値化された空間領域パターンを原画像の黄成分の全部又は一部のブロックに加算する(ステップS156)。
The rotation angle detection
なお、二値化部106を通さない空間領域パターンを原画像の黄成分に加算してもよい。また、加算部107を減算部に置き換え、二値化された空間領域パターン又は二値化されていない空間領域パターンを原画像の黄成分から減算してもよい。
Note that a spatial region pattern that does not pass through the
[電子透かし検出装置]
図14は、本発明の実施形態による電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。
[Digital watermark detection device]
FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of the digital watermark detection apparatus according to the embodiment of the present invention.
図14を参照すると、本発明の実施形態による電子透かし検出装置は、空間フィルタ201、ブロック化部202、離散フーリエ変換部203、振幅計算部204、振幅積算部205、回転角度検出部206及びデータ検出部207を備える。なお、これらの部分はハードウェアによって実現することもできるが、コンピュータをこれらの部分として機能させるためのプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによっても実現することができる。
Referring to FIG. 14, a digital watermark detection apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
次に、図14に示す電子透かし検出装置により行われる電子透かし検出方法について、図14及び15等を参照して説明する。 Next, a digital watermark detection method performed by the digital watermark detection apparatus shown in FIG. 14 will be described with reference to FIGS.
空間フィルタ201は、図16に示すような重みを有することから明らかなように、帯域通過特性を有す。電子透かしが挿入された画像の青成分(電子透かし挿入画像)に、空間フィルタ201が適用される(ステップS251)。これにより、図1に示すパターン以外の非ゼロ周波数成分は抑圧される。ブロック化部202は、空間フィルタが適用された電子透かし挿入画像を1以上のブロックにブロック化する(ステップS252)。離散フーリエ変換部203は、ブロック化部202が出力する各ブロックの電子透かし挿入画像を離散フーリエ変換して、各ブロックの各周波数成分を得る(ステップS253)。振幅計算部204は、各ブロックの各周波数成分の振幅を計算する(ステップS254)。振幅積算部205は、ブロック間で各周波数毎に振幅を積算する(ステップS255)。回転角度検出部206は、振幅積算部205が出力する各周波数成分の振幅に基づいて、画像の回転角度を検出する(ステップS256)。この回転角度の検出方法は上述したとおりである。データ検出部208は、振幅積算部205が出力する振幅及び回転角度検出部206が出力する回転角度に基づいてデータを検出する(ステップS257)。このデータの検出方法は上述したとおりである。
As is clear from the fact that the
[角度検出用パターン]
角度検出用パターンは、既に説明したように、図2に示すようなものであるが、角度検出用パターンをこのようなものにした理由を以下に説明する。
[Angle detection pattern]
As described above, the angle detection pattern is as shown in FIG. 2, and the reason why the angle detection pattern is used will be described below.
角度検出用パターンは、以下の条件を満たすものとする。 The angle detection pattern satisfies the following conditions.
条件1:角度検出用パターンを構成する2以上の点が同一放射線上に存在しない。 Condition 1: Two or more points constituting the angle detection pattern do not exist on the same radiation.
条件2:角度検出用パターンを構成する2以上の点が相互に原点について90度の角度関係にない。 Condition 2: Two or more points constituting the angle detection pattern are not in an angular relationship of 90 degrees with respect to the origin.
条件3:角度検出用パターンを構成する点がX軸及びY軸から離れている。 Condition 3: The points constituting the angle detection pattern are separated from the X axis and the Y axis.
条件4:角度検出用パターンを構成する4つの点のうちの3つの点を基に回転角度を検出することができる。 Condition 4: The rotation angle can be detected based on three of the four points constituting the angle detection pattern.
条件1は、上述したように、原画像の内容に線又は帯が含まれる場合が多く、このような場合には、周波数領域において、原点から伸びる放射線に沿った非ゼロ周波数成分が多数発生し、また、カードが傾いた状態で読み取られた場合には、カードの輪郭が斜めに読み取られ、このような場合にも、周波数領域において、原点から伸びる放射線に沿った非ゼロ周波数成分が多数発生するという現象を考慮し、角度検出用パターンを構成しない点を角度検出用パターンであると誤認識してしまうことを未然に防ぐために設けた。また、仮に2以上の点が同一放射線状に存在すると、その2以上の点がX軸又はY軸と重なった場合に、その2以上の点がX軸上又はY軸上のノイズと区別が付かなくなり、残りの2以下の点より回転角度を検出しなければならなくなるが、このようなことが困難であるから条件1を設けた。
As described above, the
条件2は、カードが傾いた状態で読み取られる場合には、カードの2辺の輪郭が斜めに読み取られ、周波数領域において、原点について90度の角度関係にある2つの放射線の上に非ゼロ周波数成分が多数発生するという現象を考慮し、角度検出用パターンを構成しない点を角度検出用パターンであると誤認識してしまうことを未然に防止するために設けた。また、仮に2以上の点が相互に原点について90度の角度関係を形成する場合には、カードの回転によりその2以上の点が同時にX軸及びY軸に重なる場合が生じ、そのような場合にその2以上の点がX軸上又はY軸上のノイズと区別が付かなくなり、残りの2以下の点より回転角度を検出しなければならなくなるが、このようなことが困難であるから条件2を設けた。 Condition 2 is that when the card is read in a tilted state, the contours of the two sides of the card are read diagonally, and in the frequency domain, a non-zero frequency is placed on two radiations that are at an angular relationship of 90 degrees with respect to the origin. Considering the phenomenon that a large number of components occur, it is provided in order to prevent the point that does not constitute the angle detection pattern from being erroneously recognized as the angle detection pattern. Also, if two or more points form a 90-degree angular relationship with respect to the origin, the two or more points may overlap the X and Y axes at the same time due to the rotation of the card. The two or more points cannot be distinguished from the noise on the X-axis or Y-axis, and the rotation angle must be detected from the remaining two or less points. 2 was provided.
条件3は、X軸上及びY軸上に非ゼロ周波数成分が多数発生するという現象及びカードはあまり傾かないで読み取られることを考慮し、角度検出用パターンを構成しない点を角度検出用パターンであると誤認識してしまうことを未然に防止するために設けた。 Condition 3 considers the phenomenon that many non-zero frequency components are generated on the X-axis and the Y-axis and that the card is read without tilting so that the angle detection pattern does not constitute an angle detection pattern. It was set up to prevent it from being mistakenly recognized.
条件4は、角度検出用パターンが2つの点より構成されているとすると、角度検出用パターンを構成する点を角度検出用パターンを構成しない点と区別して検出することが困難であり、角度検出用パターンが3つの点より構成されているとすると、その困難性が緩和されるが、3つの点を必ずしも検出できるとは限らないので冗長に4つの点を設けることがよいので設けた。また、点を4つ設ければ、1つの点がX軸又はY軸に重なり検出できない場合であっても、残りの3つの点より回転角度を検出できる。
また、最外円に角度検出用パターンを構成する点を配置することとしたのは、円の半径が長いほど、角度の検出精度が高くなるからである。 The reason why the points constituting the angle detection pattern are arranged on the outermost circle is that the longer the radius of the circle, the higher the angle detection accuracy.
更に、最内円に角度検出用パターンを構成する点を配置することとしたのは、以下の理由による。すなわち、最内円は、その周辺に原画像に起因するノイズが多くまた埋め込むことができるデータ量が少ないために、データを挿入する円として利用することができない。そこで、最内円よりも半径が大きい円にデータを挿入することとすると、最内円が残る。そして、最内円に角度検出用パターンを挿入する場合には前述の問題が殆ど生じない。 Furthermore, the reason why the points constituting the angle detection pattern are arranged in the innermost circle is as follows. That is, the innermost circle cannot be used as a circle into which data is inserted because there is a lot of noise due to the original image in the periphery and the amount of data that can be embedded is small. Therefore, if data is inserted into a circle having a larger radius than the innermost circle, the innermost circle remains. When the angle detection pattern is inserted into the innermost circle, the above-described problem hardly occurs.
[誤訂正確率]
誤訂正の確率は、同一グループのあるビット(第1のビット)を表す3つの点のうちの2つの点で誤りが発生し、更に、そのグループの他のビット(第2のビット)を表す3つの点のうちの2つの点で誤りが発生する場合である主要な場合の生起確率で近似することができる。そうすると、第1のビットが反転すると共に、第2のビットも反転するので、サムは変わらないこととなり、サムチェックによって誤りを訂正できなくなるからである。更に多くの誤りが発生した場合の確率は無視することができる。
[Error correction probability]
The probability of error correction indicates that an error occurs at two points out of three points representing a certain bit (first bit) of the same group, and further represents the other bit (second bit) of the group. It can be approximated by the probability of occurrence in the main case, which is the case where an error occurs at two of the three points. Then, the first bit is inverted and the second bit is also inverted, so that the sum is not changed, and the error cannot be corrected by the sum check. Furthermore, the probability when more errors occur can be ignored.
そこで、誤訂正が発生する場合の確率Pを次に計算する。 Therefore, the probability P when erroneous correction occurs is calculated next.
1つの点で誤りが発生する確率をPaとすると、2つの点で誤りが発生する確率は、Pa^2となる。この確率は、10個の候補位置から5個の非ゼロ周波数を検出する方法に従ったものであり、1つ1つの点で独立に誤りが発生する確率より低いものである。 If the probability that an error occurs at one point is Pa, the probability that an error occurs at two points is Pa ^ 2. This probability is according to a method of detecting five non-zero frequencies from ten candidate positions, and is lower than the probability that an error occurs independently at each point.
そして、これらの2つの誤りが同一グループの同一ビットを表す点で重複する場合の確率Pbは、それらの2つの誤りが同一グループに入る場合の確率Pcに、同一グループに入った2つの誤りが同一グループの同一ビットを表す点で重複する場合の確率Pdである(Pb=Pc×Pd)。 The probability Pb in the case where these two errors overlap in terms of representing the same bit in the same group is equal to the probability Pc in the case where these two errors are in the same group. This is the probability Pd in the case of overlapping at the point representing the same bit in the same group (Pb = Pc × Pd).
図4の例においては、確率Pcは、あるグループの第1の円のある点に第1の誤りが発生している場合において、そのグループの第2の円の何れかの点に誤りが発生する場合の確率である1/(エリア内の要素円数×エリア数)=1/(3×6)と、そのグループの第3の円の何れかの点に誤りが発生する場合の確率である1/(エリア内の要素円数×エリア数)1/(3×6)とを加算した2/18である。 In the example of FIG. 4, the probability Pc indicates that an error occurs at any point in the second circle of a group when the first error occurs at a point in the first circle of the group. 1 / (number of element circles in area × number of areas) = 1 / (3 × 6), and the probability that an error will occur at any point in the third circle of the group It is 2/18 obtained by adding a certain 1 / (number of element circles in area × number of areas) 1 / (3 × 6).
確率Pdは、同一グループの同一半径の10個の点のうちの1つの点が1から0に反転し、その10個の点のうちの他の1つの点が0から1に反転する場合の確率である1/(5×5)=1/25である。この確率には、注目していた2つの誤りの他に2つの誤りが発生する場合の確率が含まれている。 The probability Pd is calculated when one of 10 points of the same radius of the same group is inverted from 1 to 0 and the other one of the 10 points is inverted from 0 to 1. The probability is 1 / (5 × 5) = 1/25. This probability includes the probability of occurrence of two errors in addition to the two errors of interest.
従って、誤訂正が発生する場合の確率Pは、
P=Pa^2×Pb
=Pa^2×Pc×Pd
となる。実験値であるPa=1/48を代入すると、
P=1/48×1/48×2/18×1/25
=1/518,400
となる。
Therefore, the probability P in the case of erroneous correction occurs is
P = Pa ^ 2 × Pb
= Pa ^ 2 * Pc * Pd
It becomes. Substituting the experimental value Pa = 1/48,
P = 1/48 x 1/48 x 2/18 x 1/25
= 1 / 518,400
It becomes.
[応用例]
コピー禁止コードを本発明に従って電子透かしの形態で印刷物に印刷する。そして、コピー機には、上記の実施形態による電子透かし検出装置及びコピー禁止部を設ける。そして、コピー機のスキャナ部がコピー禁止コードが印刷された印刷物を読み取ったならば、電子透かし検出装置が読み取られた印刷物からコピー禁止コードを検出し、コピー禁止部がコピー機の印刷部の動作を停止する。
[Application example]
The copy prohibition code is printed on the printed matter in the form of a digital watermark according to the present invention. The copier is provided with the digital watermark detection apparatus and the copy prohibition unit according to the above embodiment. When the scanner unit of the copier reads the printed matter on which the copy prohibition code is printed, the digital watermark detection device detects the copy prohibition code from the read matter and the copy prohibition unit operates the printing unit of the copier. To stop.
通常のコピー機で複写することができない波長(可視光の波長以外の波長)の光のみを反射又は輻射するインクにより上記実施形態の電子透かしを印刷物に印刷する。この場合、電子透かしは加算器107を通さず、そのような特殊インクに直接印刷する。そうすれば、この印刷物を通常のコピー機で複写しても、電子透かしの部分を複写することができない。そうすれば、特殊インクにより印刷された電子透かしを検出することによりセキュリティチェックを行う装置を用いれば、印刷物の真贋を判定することができる。このような印刷物としては、例えば、免許証、身分証明書、パスポート、社員証等が想定できる。
The digital watermark of the above embodiment is printed on a printed matter with ink that reflects or radiates only light of a wavelength (wavelength other than visible light wavelength) that cannot be copied by a normal copier. In this case, the digital watermark is printed directly on such special ink without passing through the
本発明は、データを視覚的に目立たないようにカードに印刷することに利用することができる。 The present invention can be used to print data on a card so that the data is not visually noticeable.
101 回転角度検出用パターン生成部
102 データ保持部
103 データパターン生成部
104 合成部
105 逆離散フーリエ変換部
106 二値化部
107 加算部(減算部)
201 空間フィルタ
202 ブロック化部
203 離散フーリエ変換部
204 振幅計算部
205 振幅積算部
206 回転角度検出部
207 データ検出部
DESCRIPTION OF
201
Claims (23)
前記周波数領域において、第1の所定数の候補位置のうち挿入すべきデータにより相互に組み合わされる位置であって前記第1の所定数より少ない第2の所定数のものに非ゼロの周波数成分を生成するステップと、
生成された前記非ゼロ周波数成分を合わせて周波数領域から空間領域に変換するステップと、
原画像に前記変換により得た画像を加算又は減算するステップと、
を備えることを特徴とする電子透かし挿入方法において、
電子透かし検出方法において、前記第1の所定数の候補位置のうちの各位置毎に組の間で多数決をとることにより各位置毎の値を検出し、前記多数決をとることにより所定値であることが検出された位置の数が前記第2の所定数であるか否かをみることにより、エラー検出をするために、前記第1の所定数の候補位置の組を複数設け、
ある組に属するある番号の候補位置と原点とを結ぶ直線上に他の組に属する前記ある番号と同一の番号の候補位置が重ならないようにすることを特徴とする電子透かし挿入方法。 Generating a non-zero frequency component for detecting a rotation angle of the image in the frequency domain;
In the frequency domain, a non-zero frequency component is added to a second predetermined number of positions that are mutually combined by data to be inserted among the first predetermined number of candidate positions and that is less than the first predetermined number. Generating step;
Combining the generated non-zero frequency components together from the frequency domain to the spatial domain;
Adding or subtracting the image obtained by the conversion to the original image;
In a digital watermark insertion method comprising:
In the electronic watermark detection method, a value for each position is detected by taking a majority vote between each set of the first predetermined number of candidate positions, and the predetermined value is obtained by taking the majority vote. In order to detect an error by checking whether the number of detected positions is the second predetermined number, a plurality of sets of the first predetermined number of candidate positions are provided,
A digital watermark insertion method, wherein a candidate position of the same number as the certain number belonging to another set does not overlap a straight line connecting a candidate position of a certain number belonging to a certain set and the origin.
前記第1の所定数の候補位置の組を複数設け、ある組に属するある番号の候補位置と原点とを結ぶ直線上に他の組に属する全ての番号の候補位置が重ならないようにすることを特徴とする電子透かし挿入方法。 The digital watermark insertion method according to claim 1,
A plurality of sets of the first predetermined number of candidate positions are provided so that candidate positions of all numbers belonging to other sets do not overlap on a straight line connecting a candidate position of a number belonging to a set and the origin. A method for inserting a digital watermark.
前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、複数の非ゼロ周波数成分を含み、ある非ゼロ周波数成分と原点を結ぶ直線上に他の非ゼロ周波数成分が重ならないことを特徴とする電子透かし挿入方法。 The digital watermark insertion method according to claim 1,
The non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image includes a plurality of non-zero frequency components, and other non-zero frequency components do not overlap on a straight line connecting a certain non-zero frequency component and the origin. To insert digital watermark.
前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、複数の非ゼロ周波数成分を含み、ある非ゼロ周波数成分と原点を結ぶ直線に直交する直線上に他の非ゼロ周波数成分が重ならないことを特徴とする電子透かし挿入方法。 The digital watermark insertion method according to claim 1,
The non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image includes a plurality of non-zero frequency components, and other non-zero frequency components do not overlap with a straight line orthogonal to a straight line connecting a certain non-zero frequency component and the origin. A digital watermark insertion method characterized by the above.
前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、第1の半径の円に配置される非ゼロ周波数成分と第2の半径の円に配置される非ゼロ周波数成分とを含むことを特徴とする電子透かし挿入方法。 The digital watermark insertion method according to claim 1,
The non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image includes a non-zero frequency component arranged in a circle with a first radius and a non-zero frequency component arranged in a circle with a second radius. A digital watermark insertion method as a feature.
前記1以上の画像ブロックのデータを空間領域から周波数領域に変換するステップと、
前記1以上の画像ブロックの各周波数成分を基に、各周波数成分の振幅を得るステップと、
前記周波数領域において、前記各周波数成分の振幅を基に、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を検出することにより前記画像の回転角度を検出するステップと、
各周波数成分の振幅の周波数領域における位置を前記回転角度により補正するステップと、
前記周波数領域において、前記補正が行われた各周波数成分の振幅を基に、第1の所定数の候補位置のうちデータにより相互に組み合わされる位置であって前記第1の所定数より少ない第2の所定数のものに挿入されている非ゼロの周波数成分を検出することにより前記データを検出するステップと、
を備える電子透かし検出方法において、
前記第1の所定の候補位置の組は複数設けられており、
前記検出のステップにおいては、前記第1の所定数の候補位置のうちの各位置毎に組の間で多数決をとることにより各位置毎の値を検出し、
前記多数決をとることにより所定値であることが検出された位置の数が前記第2の所定数であるか否かをみることにより、エラー検出をするステップを更に備えることを特徴とする電子透かし検出方法。 Obtaining one or more image blocks from the image;
Converting the data of the one or more image blocks from a spatial domain to a frequency domain;
Obtaining the amplitude of each frequency component based on each frequency component of the one or more image blocks;
Detecting the rotation angle of the image in the frequency domain by detecting a non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image based on the amplitude of each frequency component;
Correcting the position in the frequency domain of the amplitude of each frequency component by the rotation angle;
In the frequency domain, based on the amplitude of each frequency component subjected to the correction, the second predetermined position is a position that is mutually combined by data and is smaller than the first predetermined number. Detecting the data by detecting non-zero frequency components inserted into a predetermined number of
In a digital watermark detection method comprising:
A plurality of sets of the first predetermined candidate positions are provided;
In the detection step, a value for each position is detected by taking a majority vote between each set of the first predetermined number of candidate positions ,
A digital watermark further comprising a step of detecting an error by checking whether or not the number of positions detected to be a predetermined value by taking the majority decision is the second predetermined number. Detection method.
ある組に属するある番号の候補位置と原点とを結ぶ直線上に他の組に属する前記ある番号と同一の番号の候補位置が重なっていないことを特徴とする電子透かし検出方法。 The digital watermark detection method according to claim 6.
A digital watermark detection method, wherein a candidate position of the same number as the certain number belonging to another set does not overlap on a straight line connecting a candidate position of a certain number belonging to a certain set and the origin.
ある組に属するある番号の候補位置と原点とを結ぶ直線上に他の組に属する全ての番号の候補位置が重なっていないことを特徴とする電子透かし検出方法。 The digital watermark detection method according to claim 7 ,
A digital watermark detection method, wherein candidate positions of all numbers belonging to another set do not overlap on a straight line connecting a candidate position of a number belonging to a set and the origin.
前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、第1の半径の円に配置される非ゼロ周波数成分と第2の半径の円に配置される非ゼロ周波数成分とを含み、
前記回転角度を検出するステップは、前記第1の半径の円にある周波数成分のうちの振幅順で上位所定数の非ゼロ周波数成分と前記第2の半径の円にある周波数成分のうちの振幅順で上位所定数個の非ゼロ周波数成分を基に行うことを特徴とする電子透かし検出方法。 The digital watermark detection method according to claim 6.
The non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image includes a non-zero frequency component arranged in a first radius circle and a non-zero frequency component arranged in a second radius circle,
The step of detecting the rotation angle includes: an upper predetermined number of non-zero frequency components in order of amplitude among frequency components in the first radius circle and an amplitude of frequency components in the second radius circle. An electronic watermark detection method, which is performed based on a predetermined number of non-zero frequency components in order.
前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分のうちのある非ゼロ周波数成分と原点を結ぶ直線上に他の非ゼロ周波数成分が重ならず、また、ある非ゼロ周波数成分と原点を結ぶ直線に直交する直線上に他の非ゼロ周波数成分が重ならず、
前記回転角度を検出するステップは、前記上位所定数の非ゼロ周波数成分のうち、原点について相互に直交する2つの直線と前記第1の半径の円又は前記第2の円との交点に存在するものを削除するステップを備えることを特徴とする電子透かし検出方法。 The digital watermark detection method according to claim 9 .
Other non-zero frequency components do not overlap on a straight line connecting a certain non-zero frequency component of the non-zero frequency components for detecting the rotation angle of the image and the origin, and a certain non-zero frequency component and the origin are Other non-zero frequency components do not overlap on the straight line orthogonal to the connecting line,
The step of detecting the rotation angle is present at the intersection of two straight lines orthogonal to each other with respect to the origin and the circle of the first radius or the second circle of the upper predetermined number of non-zero frequency components. A method for detecting a digital watermark, comprising: deleting a thing.
前記周波数領域において、第1の所定数の候補位置のうち挿入すべきデータにより相互に組み合わされる位置であって前記第1の所定数より少ない第2の所定数のものに非ゼロの周波数成分を生成する手段と、
生成された前記非ゼロ周波数成分を合わせて周波数領域から空間領域に変換する手段と、
原画像に前記変換により得た画像を加算又は減算する手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし挿入装置において、
電子透かし検出装置において、前記第1の所定数の候補位置のうちの各位置毎に組の間で多数決をとることにより各位置毎の値を検出し、前記多数決をとることにより所定値であることが検出された位置の数が前記第2の所定数であるか否かをみることにより、エラー検出をするために、前記第1の所定数の候補位置の組を複数設け、ある組に属するある番号の候補位置と原点とを結ぶ直線上に他の組に属する前記ある番号と同一の番号の候補位置が重ならないようにすることを特徴とする電子透かし挿入装置。 Means for generating a non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image in the frequency domain;
In the frequency domain, a non-zero frequency component is added to a second predetermined number of positions that are mutually combined by data to be inserted among the first predetermined number of candidate positions and that is less than the first predetermined number. Means for generating;
Means for combining the generated non-zero frequency components into a frequency domain to a spatial domain;
Means for adding or subtracting the image obtained by the conversion to the original image;
In the digital watermark insertion device, comprising:
In the digital watermark detection apparatus, a value for each position is detected by taking a majority vote between each set of the first predetermined number of candidate positions, and the predetermined value is obtained by taking the majority vote. In order to detect an error by checking whether the number of detected positions is the second predetermined number, a plurality of sets of the first predetermined number of candidate positions are provided. An electronic watermark inserting apparatus characterized in that a candidate position of the same number as the certain number belonging to another set does not overlap a straight line connecting a candidate position of a certain number and the origin.
前記第1の所定数の候補位置の組を複数設け、ある組に属するある番号の候補位置と原点とを結ぶ直線上に他の組に属する全ての番号の候補位置が重ならないようにすることを特徴とする電子透かし挿入装置。 The digital watermark insertion apparatus according to claim 11 , wherein
A plurality of sets of the first predetermined number of candidate positions are provided so that candidate positions of all numbers belonging to other sets do not overlap on a straight line connecting a candidate position of a number belonging to a set and the origin. An electronic watermark insertion apparatus characterized by the above.
前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、複数の非ゼロ周波数成分を含み、ある非ゼロ周波数成分と原点を結ぶ直線上に他の非ゼロ周波数成分が重ならないことを特徴とする電子透かし挿入装置。 The digital watermark insertion apparatus according to claim 11 , wherein
The non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image includes a plurality of non-zero frequency components, and other non-zero frequency components do not overlap on a straight line connecting a certain non-zero frequency component and the origin. Digital watermark insertion device.
前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、複数の非ゼロ周波数成分を含み、ある非ゼロ周波数成分と原点を結ぶ直線に直交する直線上に他の非ゼロ周波数成分が重ならないことを特徴とする電子透かし挿入装置。 The digital watermark insertion apparatus according to claim 11 , wherein
The non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image includes a plurality of non-zero frequency components, and other non-zero frequency components do not overlap with a straight line orthogonal to a straight line connecting a certain non-zero frequency component and the origin. A digital watermark insertion apparatus characterized by the above.
前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、第1の半径の円に配置される非ゼロ周波数成分と第2の半径の円に配置される非ゼロ周波数成分とを含むことを特徴とする電子透かし挿入装置。 The digital watermark insertion apparatus according to claim 11 , wherein
The non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image includes a non-zero frequency component arranged in a circle with a first radius and a non-zero frequency component arranged in a circle with a second radius. A digital watermark insertion device.
前記1以上の画像ブロックのデータを空間領域から周波数領域に変換する手段と、
前記1以上の画像ブロックの各周波数成分を基に、各周波数成分の振幅を得る手段と、
前記周波数領域において、前記各周波数成分の振幅を基に、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を検出することにより前記画像の回転角度を検出する手段と、
各周波数成分の振幅の周波数領域における位置を前記回転角度により補正する手段と、
前記周波数領域において、前記補正が行われた各周波数成分の振幅を基に、第1の所定数の候補位置のうちデータにより相互に組み合わされる位置であって前記第1の所定数より少ない第2の所定数のものに挿入されている非ゼロの周波数成分を検出することにより前記データを検出する手段と、
を備える電子透かし検出装置において、
前記第1の所定の候補位置の組は複数設けられており、
前記検出の手段においては、前記第1の所定数の候補位置のうちの各位置毎に組の間で多数決をとることにより各位置毎の値を検出し、
前記多数決をとることにより所定値であることが検出された位置の数が前記第2の所定数であるか否かをみることにより、エラー検出をする手段を更に備えることを特徴とする電子透かし検出装置。 Means for obtaining one or more image blocks from the image;
Means for transforming the data of the one or more image blocks from a spatial domain to a frequency domain;
Means for obtaining the amplitude of each frequency component based on each frequency component of the one or more image blocks;
Means for detecting the rotation angle of the image in the frequency domain by detecting a non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image based on the amplitude of each frequency component;
Means for correcting the position of the amplitude of each frequency component in the frequency domain by the rotation angle;
In the frequency domain, based on the amplitude of each frequency component subjected to the correction, the second predetermined position is a position that is mutually combined by data and is smaller than the first predetermined number. Means for detecting said data by detecting non-zero frequency components inserted into a predetermined number of
In an electronic watermark detection apparatus comprising:
A plurality of sets of the first predetermined candidate positions are provided;
In the detection means, a value for each position is detected by taking a majority vote between each set of the first predetermined number of candidate positions .
A digital watermark , further comprising means for detecting an error by checking whether or not the number of positions detected to be a predetermined value by taking the majority decision is the second predetermined number. Detection device.
ある組に属するある番号の候補位置と原点とを結ぶ直線上に他の組に属する前記ある番号と同一の番号の候補位置が重なっていないことを特徴とする電子透かし検出装置。 The digital watermark detection apparatus according to claim 16 , wherein
An electronic watermark detection apparatus, wherein a candidate position of the same number as the certain number belonging to another set does not overlap a straight line connecting a candidate position of a certain number belonging to a certain set and the origin.
ある組に属するある番号の候補位置と原点とを結ぶ直線上に他の組に属する全ての番号の候補位置が重なっていないことを特徴とする電子透かし検出装置。 The digital watermark detection apparatus according to claim 17 ,
An electronic watermark detection apparatus characterized in that candidate positions of all numbers belonging to another set do not overlap on a straight line connecting a candidate position of a number belonging to a set and the origin.
前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、第1の半径の円に配置される非ゼロ周波数成分と第2の半径の円に配置される非ゼロ周波数成分とを含み、
前記回転角度を検出する手段は、前記第1の半径の円にある周波数成分のうちの振幅順で上位所定数の非ゼロ周波数成分と前記第2の半径の円にある周波数成分のうちの振幅順で上位所定数個の非ゼロ周波数成分を基に行うことを特徴とする電子透かし検出装置。 The digital watermark detection apparatus according to claim 17,
The non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image includes a non-zero frequency component arranged in a first radius circle and a non-zero frequency component arranged in a second radius circle,
The means for detecting the rotation angle includes an upper predetermined number of non-zero frequency components in order of amplitude of frequency components in the circle of the first radius and an amplitude of frequency components in the circle of the second radius. An electronic watermark detection apparatus, which performs the processing based on a predetermined number of non-zero frequency components in order.
前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分のうちのある非ゼロ周波数成分と原点を結ぶ直線上に他の非ゼロ周波数成分が重ならず、また、ある非ゼロ周波数成分と原点を結ぶ直線に直交する直線上に他の非ゼロ周波数成分が重ならず、
前記回転角度を検出する手段は、前記上位所定数の非ゼロ周波数成分のうち、原点について相互に直交する2つの直線と前記第1の半径の円又は前記第2の円との交点に存在するものを削除する手段を備えることを特徴とする電子透かし検出装置。 The digital watermark detection apparatus according to claim 19 , wherein
Other non-zero frequency components do not overlap on a straight line connecting a certain non-zero frequency component of the non-zero frequency components for detecting the rotation angle of the image and the origin, and a certain non-zero frequency component and the origin are Other non-zero frequency components do not overlap on the straight line orthogonal to the connecting line,
The means for detecting the rotation angle exists at the intersection of two straight lines orthogonal to each other with respect to the origin and the circle of the first radius or the second circle of the upper predetermined number of non-zero frequency components. An electronic watermark detection apparatus comprising means for deleting an object.
前記電子透かし検出装置により所定のデータが検出されたときに前記画像の複写を禁止する手段と、
を備えることを特徴とする複写装置。 The digital watermark detection apparatus according to claim 16 or 20 ,
Means for prohibiting copying of the image when predetermined data is detected by the digital watermark detection device;
A copying apparatus comprising:
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