JP4250187B2 - 空間領域における頑強で可逆なデータ隠蔽およびデータ復元のためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
対象としているブロックのグレースケール画素値は、アンダーフロー/オーバーフロー状態を引き起こすことなくシフト量が加算されるように、ヒストグラムの2つの境界(8ビット・グレースケール画像については0および255)から十分に離れている。詳細には、図4に示されるように、距離d=min(dl,dr)はd≧βを満たす(ただし、βはシフト量である)。以下では、カテゴリ1の2つのケースについて考える。これらのケースは、ブロック差値αの値によって識別される。
ブロックに埋め込まれるビットが論理1の場合、好ましくは、ブロック差値αは、αが正の場合は右方に、αが負の場合は左方に量βだけシフトされる。図5を参照されたい。ブロックに埋め込まれるビットが論理0の場合、好ましくは、ブロックの画素値は不変に保たれ、結果としてαも不変に保たれる。
本明細書中で後述するデータ抽出方法がどの画像データも破損しないことを保証するために、データ埋め込み方法は、好ましくは、埋め込み工程以前のαの値に関係なく、論理1ビット値をブロックに埋め込む。したがって、ブロックに論理1ビット値が埋め込まれることが予定されている場合には、好ましくは、ブロック差値αはシフト量βだけゼロから離れる方向にさらにシフトされる(図6参照)。この場合、論理0ビット値がブロックに埋め込まれることが予定されている場合でも、好ましくは、差値αをシフト量βだけゼロから離れる方向にシフトすることによって、論理1ビット値が埋め込まれる。上記の方法によってビット値を埋め込むと、後に抽出方法が実施されたときにエラー・ビットが生ずるような方法でブロック200が修正される可能性がある。したがって、好ましくは、ECCおよびエラー訂正復号化(ECD)を使用して、そのようなエラーが存在する場合には訂正する。
図7を参照すると、カテゴリ2のヒストグラムでは、対象としているブロックのグレースケール画素値の一部はヒストグラムの下限(8ビット・グレースケール画像については値ゼロに相当する)に非常に接近しているが、ヒストグラムの上限に接近したグレースケール画素値は存在しない。カテゴリ2については、以下で3つのケースを考える。各ケースは、ブロック差値αの様々な値に従って定義される。
論理1ビット値が埋め込まれる場合、ブロック差値αは、シフト量βだけ、閾値Kを超えて右方にシフトされる。図8を参照されたい。論理0ビット値が埋め込まれる場合は、好ましくは、ブロック差値αは不変に保たれる。
考慮中のブロックに、論理0ビット値が埋め込まれる予定になっているか、論理1ビット値が埋め込まれる予定になっているかにかかわらず、好ましい実施形態のシステムおよび方法は、ブロック差値αをシフト量βだけシフトすることによって論理1ビット値を埋め込む。その結果、図9に示したように、ブロック差値αはゼロ地点からさらに離れる方向に移動する。ブロックに埋め込むことが予定されているビットの値と無関係に論理1ビット値を埋め込むことにより、抽出方法は、このブロックから誤ったビット値を抽出する可能性がある。この状況では、好ましくは、エラー訂正符号化/復号化を使用してエラー・ビットを訂正する。
この状況は、何らかのシフト量が加算される前でさえ、ブロック差値αが閾値の絶対値を超えているという点で問題になる。また、差値αを不変に保つこと、またはそれをゼロからさらに離れる方向に移動させることはどちらも、データ埋め込み方法とデータ抽出方法の可逆性を無効にすることがあり得る。一実施形態では、この問題は、閾値Kの値を増加させ、その結果、Kと−Kの更新された値によって定義された範囲の内部にαの値を持ってくることによって解決することができる。特定のブロックに対してKが変更された場合は、好ましくは、画像中の全てのブロックのデータを、この増加されたKの値を使用して再埋め込みする必要があることに留意されたい。
図11を参照すると、一般に、ブロックのグレースケール画素値のカテゴリ3のヒストグラムでは、ヒストグラムの上限(すなわち、水平軸上での値=255)に近いグレースケール画素値は存在するが、ヒストグラムの下限に近いグレースケール画素値は、存在したとしてもごくわずかである。
図12を参照すると、カテゴリ4の状況におけるブロックのヒストグラムでは、ヒストグラムの上限と下限の両方に近いグレースケール画素値が存在している。このカテゴリでは、ブロック差値αに応じて異なる2つのケースについてさらに考察する。
好ましい実施形態では、論理0ビット値または論理1ビット値がこのブロックに埋め込む候補に立てられるにせよ、論理0ビット値をブロックに埋め込む。論理0値を埋め込むことには、好ましくは、図13に示したように、αの値を不変に保つことが含まれる。説明したように論理0ビット値を無条件に埋め込むことにより、抽出方法は、抽出されたビット値が、このブロックに埋め込まれることが予定されていたビット値と等しくないという意味で、このブロックに対する誤ったビット値を抽出する可能性がある。抽出方法によって誤ったビット値が抽出される場合には、好ましくは、エラー訂正符号化/復号化を使用してエラーが訂正される。
好ましい実施形態では、先のカテゴリ4、ケース1の場合と同様に、ブロックのグレースケール画素値は変更されない。詳細には、ブロックへの埋め込みが予定されているビット値にかかわらず、論理0ビット値がブロックに埋め込まれる。説明したように論理0ビット値を無条件に埋め込むことにより、後の抽出方法の実施中に、エラー・ビット値が抽出される可能性がある。好ましくは、エラー訂正符号化/復号化を使用して、このようなビット値抽出エラーが存在する場合には、それらを検出して訂正する。復号に際して、ブロックのグレースケール値分布が最初に調査される。カテゴリ4のケース2に相当する状況が識別された場合は、ビット「0」が抽出され、このブロックのグレースケール値は不変に保たれる。
一実施形態では、上述のビット埋め込み方法は、いくつかのエラー・ビット値を発生させることがある。詳細には、ブロックによっては、そのブロックに埋め込まれることが予定されていたビット値に相当しないビット値を抽出プログラムが抽出することがある。上述のように、この種のエラーは、ブロックのヒストグラムの状態とブロック差値αの値に基づいて、論理0ビット値または論理1ビット値を無条件に埋め込むことによって発生する可能性がある。このアプローチは、埋め込み処理や抽出処理によって画像が乱されることがないという利点をもたらすが、画像中の対象となるブロックが好ましいデータ抽出システムおよび方法によって処理されたとき、エラー・ビットを生成する可能性があるという欠点も有している。
[1]ワイ.キュー.シー(Y. Q. Shi)、ズィ.ニー(Z. Ni)、ディ.ゾウ(D. Zou)、シー.リアン(C. Liang)、およびジー.シュエン(G. Xuan)、「無損失データ隠蔽:原理、アルゴリズムおよび応用(Lossless data hiding: Fundamentals, algorithms and applications)」、Proceedings of IEEE International Symposium on Circuits and Systems、第2巻、33〜36ページ、カナダ バンクーバー、2004年5月。
[13]ズィ.ニー(Z. Ni)、ワイ.キュー.シー(Y. Q. Shi)、エヌ.アンサリ(N. Ansari)、ダブリュ.スー(W. Su)、キュー.スン(Q. Sun)、およびエックス.リン(X. Lin)、「頑強な無損失画像データ隠蔽(Robust lossless image data hiding)」、Proceedings of IEEE International Conference on Multimedia and Expo、台湾 タイペイ、2004年6月。
JPEG2000(Joint Photographic Experts Group 2000)が備える多くの先進機能の中には、損失を伴う圧縮から無損失圧縮までへの対応、改良された圧縮比、解像度拡張容易性、品質拡張容易性、ROI(特定領域圧縮機能、Regions of Interest)などがある。したがって、JPEG2000画像とともに使用することが意図された認証システムを設計するときは、これらの要因について認識しておく必要がある。本明細書で論じる本発明の原理はJPEG2000以外の画像データ格納形式とも併せて使用できることを理解されたい。
提案のシステムは、脆弱な認証、損失を伴う認証、および無損失認証を、JPEG2000画像のための単一の統一された枠組に統合する。ただし、本明細書で開示した原理は、他の画像データ格納形式とともに使用することもできる。圧縮ビット・レートによって量的に制御されるJPEG2000圧縮強度と同様に、認証強度もまた「最低認証ビット・レート(LABR)」と呼ばれるパラメータによって量的に指定することができる。このことは、LABRを超えるJPEG2000画像についての全てのデータ/内容が保護されることを意味しており、そのようなシステムのユーザにとっては非常に好都合なものである。
脆弱な認証モードでは、JPEG2000画像は、下記のような様々な粒度で保護することができる。すなわち、全体のコードストリームの保護、1つまたは複数のタイルに関連するコードストリームの一部の保護、1つまたは複数のコンポーネントに関連するコードストリームの一部の保護、1つまたは複数の解像度レベルに関連するコードストリームの一部の保護、LABRによって規定された1つまたは複数の品質レイヤに関連するコードストリームの一部の保護、1つまたは複数のプレシンクトに関連するコードストリームの一部の保護、1つまたは複数のコード・ブロックに関連するコードストリームの一部の保護、あるROIに関連するコードストリームの一部の保護などである。
損失を伴う認証の場合、デジタル署名は、トランスコーディングや、JPEG2000符号化と復号化の複数回のサイクルなどの動作から生じる偶発的な歪みに対しても耐えることができる。しかし、画像内容が意図的に改変された場合、すなわち意味内容が変更された場合は、検証工程を通過できないことになる。その名前によって示されるように、この認証は、透かし埋め込みの後で、感知できない程度に画像品質が低下するという意味で損失を伴う。
好ましくは、無損失認証はさらに一歩進めることができる。無損失認証は、(トランスコーディングが適用されていない場合は、)透かし抽出の後で元の画像を復元することができる。トランスコーディングが適用されている場合は、一般に元の画像が復元されないことがある。ただし、トランスコードされた画像は、そのトランスコードされた画像のビット・レートがLABRを超えている限りは、やはり本物であると検証することができる。無損失認証はまた、偶発的歪みに対する頑強性も提供する。無損失認証の場合も、アタック領域を割り振ることができる。
図27は、本発明の1つまたは複数の態様によるJPEG2000画像認証のための提案のシステムを示す。左側の部分が符号化器であり、右側の部分が復号化器である。符号化器は、(CBR、5/3フィルタ、または9/7フィルタなどの)符号化パラメータ、符号化される元の画像、および(LABR、保護された場所、認証モードなどの)認証パラメータという3組のパラメータを受け取る。
脆弱な認証は、コードストリーム・レベルでJPEG2000画像を保護するために選択される。脆弱な署名および検証動作は、図28と図29に示されているように、極めて単純明快である。署名動作(図28)の間に、元の画像は従来の手順に従って符号化される。コードストリームが構成される間に、LABRや他のパラメータによって指定された、そのコードストリームの保護部分が抽出され、従来のハッシュおよび署名動作部に送られる。その結果、好ましくは、デジタル署名が生成される。検証動作(図29)中は、復号の間にコードストリームが解析され、LABRや他のパラメータによって指定された、そのコードストリームの保護部分が抽出され、従来のハッシュおよび署名動作部に送られ、検証結果が「本物」または「偽物」として戻される。保護部分が1ビット変更しているだけでも、復元データは偽物と見なされる。
損失を伴う認証は一般に、無線通信など頑強性を非常に必要とする用途のために選択される。図30は、本発明の1つまたは複数の態様による、損失を伴う署名動作を示す。最初に、元の画像3002は、好ましくは、カラー変換およびウェーブレット変換ならびに量子化3004され、算術符号化3006され、さらにEBCOT(最適化切捨てによる埋め込みブロック符号化)3008される。これらは全てJPEG2000符号化の基本手順である。EBCOT3008工程は、好ましくは、コード・ブロックごとにLABRを超える(すなわち、LABRまでのトランスコーディング動作で存続する)ビット平面を求める。次に、ヒューマン・ビジョン・システム(HVS)に基づいて、特徴抽出3010のためにどの解像度レベル(X)が適切か、また透かし埋め込みのためにどの解像度レベル(Y)が適切かを決定する。次に、選択されたエラー訂正符号化(ECC)方式を用いてブロックベースの特徴Fiを符号化し、符号語CWiを生成する。CWiのパリティ・チェック・ビットであるPCBiをシード(seed)として使用してブロックベースの透かしWiを構成する。次いで、透かしWiは、YのLHまたはLLサブバンドの対応するブロックに埋め込まれる。
無損失モードは、好ましくは、透かしが入った画像の無損失復元が必要な、医用またはリモート画像関連の用途のために選択される。無損失署名動作は、損失を伴う署名動作(図30)と非常に類似している。その違いは、透かし埋め込みモジュールだけに存在する。パッチと呼ばれる8×8のブロックに分割された64×64画素のコード・ブロックについて考える。パッチ内の画素値は2つのサブセットに分割される。次に、2つの各々のサブセット内での画素値の差の算術平均として定義された、パッチのブロック差値αを計算する。パッチ内では、各係数は強く相関しているので、パッチ差値αは非常にゼロに近いことが予想される。さらに、αはパッチ内の全ての画素値に基づくものなので、パッチ差値αは偶発的な歪みに対して一定の頑強性を有する。図32に示されるように、好ましくは、各パッチには1つのビットが埋め込まれる。論理1ビットが埋め込まれる場合には、1つのサブセット内部で、各画素値に一定の数値(シフト量)を加算するか、または各画素値から一定の数値を減算することによって、ブロック差値αを閾値を超えて右側に、または左側にシフトする。論理0ビットが埋め込まれる場合は、パッチは不変に保たれる。あるパッチのブロック差値αが、シフト量の加算の前に閾値を超えており、そのために論理0ビットが埋め込まれることがある。この場合、本発明者らは閾値を超えてさらに向こう側にブロック差値αをシフトし、結果として生じたビット・エラーを訂正するためにエラー訂正符号化を利用する。透かしビットは、埋め込まれる前にやはりECC符号化されることに留意されたい。
一実施形態では、画像に埋め込まれるデータはデジタル署名である。このデジタル署名は画像内の内容特質から生成することができる。好ましくは、最初に画像から内容特徴が抽出され、次いで、画像内容特徴からデジタル署名を生成するために、好ましくは、1方向ハッシュ関数および秘密/公開鍵暗号化が使用される。デジタル署名は、512ビット長または1024ビット長とすることができる。しかし、他の実施形態では、デジタル署名は、512ビットより短いかまたは長い、様々な長さのビット長を有することができる。この方法の好ましい実施形態が図33に示されている。好ましい実施形態では、デジタル署名は、上述の、無損失データ隠蔽アルゴリズムに従って元の画像に埋め込まれ、透かしの入った画像が得られる。
このセクションでは、本明細書で開示したデータ埋め込みおよび復元のためのシステムおよび方法の1つまたは複数の実施形態についての、アルゴリズムの複雑性、格納オーバーヘッド、データ拡張、送信エラーの影響およびセキュリティ解析についてより詳細に説明する。
脆弱な署名および検証動作については、処理オーバーヘッドは、標準のJPEG2000符号化/復号化時間の約5%を使用する。この計算負荷の大部分は、コードストリームからLABRおよび位置パラメータによって指定された保護セグメントを検出すること、ならびにコードストリームからその保護セグメントを抽出することによって生じる。これらの諸ステップは、好ましくは、コードストリームが構成される間に実施することができ、その結果、これらのステップの処理オーバーヘッドを最小にすることができる。この処理オーバーヘッドには、コードストリームの抽出された部分に対する、1回のハッシュ(MD5/SHA−1)動作の実施、および1回のRSA/DSA署名または検証動作の実施が含まれることがある。
脆弱な認証については、オーバーヘッドは、デジタル署名データ、保護位置情報、公開鍵情報などの副次的情報だけである。一実施形態では、前述のものに必要な空間は約300バイトである。結果として得られるコードストリームは、好ましくは、通常の符号化に関するものと同一である。損失を伴う認証および無損失の認証の場合は、副次的情報に必要なオーバーヘッド空間は、好ましくは、脆弱な認証のためのものと同一である。結果として得られたコードストリーム・サイズは、通常の符号化されたコードストリームのサイズに対して、0から200バイト程度の差になる。
一実施形態において、脆弱な認証については、従来の暗号署名の性質から、送信エラーはいずれも検証の失敗に帰着する。一実施形態では、損失を伴う認証および無損失認証については、エラー・ビットの数が多くない限りは、本発明者らの解決策の頑強性のために、本明細書に開示のシステムおよび方法はやはり画像を認証することができる。
一実施形態では、脆弱な認証に対するセキュリティ強度は、基になるハッシュ(MD5またはSHA−1)および署名(RSAまたはDSA)アルゴリズムのセキュリティ強度と同一になる。しかし、損失を伴う認証および無損失の認証については、コンテンツベースの特徴抽出およびエラー訂正符号化(ECC)のためにセキュリティ強度が低下する可能性がある。なぜならば、修正によっては抽出された特徴に影響を与えないこともあるが、修正された特徴の一部がECCによって変更される可能性があるからである。しかし、このセキュリティ・リスクは、画像コンテキストの特性を用いて補償することができる。
[1]ズィ.ヂャン(Z. Zhang)、キュー.スン(Q. Sun)、エックス.リン(X. Lin)、ワイ.キュー.シー(Y. Q. Shi)、およびズィ.ニー(Z. Ni)、「JPEG200画像のための統一された認証枠組(A unified authentication framework for JPEG2000 images)」、Proceedings of IEEE International Conference on Multimedia and Expo、台湾 タイペイ、2004年6月。
[4]チービン スン(Qibin Sun)、シアオ リン(Xiao. Lin)、およびユン−チン シー(Yun-Qing Shi)、WG1N2496、「JPEG200画像のための統一された認証枠組(A Unified Authentication Framework for JPEG2000 images」
[5] トゥラジ エブラヒミ(Touradj Ebrahimi)およびクロード ローリン(Claude Rollin)、WG1N30555、「JPSEC作業草案−バージョン2.0(JPSEC Working Draft - Version 2.0)」
本明細書では、特定の実施形態を参照しながら本発明について説明してきたが、これらの実施形態が本発明の原理および用途についての単なる例示に過ぎないことを理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲によって規定された本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、例示の実施形態に対する多くの修正を実施し得ること、および他の構成を考案し得ることを理解されたい。
Claims (62)
- 画像ブロック内で少なくとも2つの画素サブセットを識別する工程と、
前記少なくとも2つの画素サブセットから複数の画素グループを形成する工程であって、前記画素グループの各々は、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第1のサブセットから少なくとも1つの画素を含み、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第2のサブセットから少なくとも1つの画素を含むことと、
複数の差値を生成する工程であって、前記画素グループの各々は前記差値のうちの1つを提供し、前記差値の各々は、前記画素グループのうちの1つに存在する画素の画素値間の差に基づくものであることと、
前記画像ブロックのブロック差値を計算する工程であって、前記ブロック差値は前記複数の差値の平均に等しいことと、
前記少なくとも2つのサブセットのうちの全てではないサブセットにおける画素の画素値を修正し、それによって前記ブロックに1つのビット値を埋め込む工程と
を備える方法。 - 前記全てではないサブセットはただ1つのサブセットからなる、請求項1に記載の方法。
- 前記修正により前記ブロックに論理1ビット値が埋め込まれる、請求項1に記載の方法。
- 前記ブロックのコントラスト状態を識別する工程と、
前記コントラスト状態に従って前記修正をカスタマイズする工程と
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記コントラスト状態を識別する工程は、前記ブロックのヒストグラムの状態を識別する工程を含む、請求項4に記載の方法。
- 前記コントラスト状態を識別する工程は、前記ブロック差値を識別する工程を含む、請求項5に記載の方法。
- 前記ブロックにビット・エラーが存在する場合にはそれを訂正するためにエラー訂正符号化を使用する工程をさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記少なくとも2つのサブセットは2つのサブセットからなり、前記画素グループは全て2つの画素を含み、前記生成は、前記差値の各々を各画素グループの2つの画素間の画素値の差に等しく設定する工程を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも2つのサブセットは、前記第1のサブセットおよび前記第2のサブセットのみからなり、前記ブロックは、前記第1のサブセットおよび前記第2のサブセットの画素からなるチェッカー盤状の配置パターンを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記ブロック差値をシフト量だけ変更する工程をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記シフト量は所定の大きさを有する、請求項10に記載の方法。
- 前記ブロック差値を変更する工程により前記画像ブロックに1つのビット値が埋め込まれる、請求項10に記載の方法。
- 差値閾値を設定する工程をさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記シフト量は前記差値閾値の大きさよりも大きい、請求項13に記載の方法。
- 前記ブロック差値を変更する工程は、前記画像ブロックに論理1ビット値を埋め込む工程を含む、請求項10に記載の方法。
- 前記埋め込まれたビット値は復元可能である、請求項15に記載の方法。
- 前記埋め込みは、前記画像ブロックに前記ビット値を隠蔽する工程を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記埋め込みは、前記画像ブロックにデジタル署名の少なくとも一部を提供する工程を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記画素値はグレースケール値である、請求項1に記載の方法。
- 前記画素値が色情報を含む、請求項1に記載の方法。
- 埋め込まれたビット値を含む画像ブロックを少なくとも2つの画素サブセットに分割する工程と、
前記少なくとも2つの画素サブセットから複数の画素グループを形成する工程であって、前記画素グループの各々は、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第1のサブセットから少なくとも1つの画素を含み、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第2のサブセットから少なくとも1つの画素を含むことと、
複数の差値を生成する工程であって、前記画素グループの各々は前記差値のうちの1つを提供し、前記差値の各々は、前記画素グループのうちの1つに存在する画素の画素値間の差に基づくものであることと、
前記画像ブロックのブロック差値を計算する工程であって、前記ブロック差値は前記複数の差値の平均に等しいことと、
前記埋め込まれたビット値を前記ブロックから抽出する工程と、
前記埋め込まれたビット値の導入前の前記画素値の状態に前記画素値を復元する工程であって、この復元は、前記サブセットのうちの少なくとも1つにおける画素の画素値を不変に維持する工程を含むことと
を備える方法。 - 前記抽出は、前記ブロック差値が差値閾値を超えている場合に前記ブロックから論理1ビット値を抽出する工程を含む、請求項21に記載の方法。
- 前記抽出は、前記ブロック差値が差値閾値未満の場合に前記ブロックから論理0ビット値を抽出する工程を含む、請求項21に記載の方法。
- 前記ブロックのコントラスト状態を識別する工程と、
前記コントラスト状態に従って前記抽出をカスタマイズする工程と
をさらに含む、請求項21に記載の方法。 - 前記コントラスト状態に従って前記復元をカスタマイズする工程をさらに含む、請求項24に記載の方法。
- 前記コントラスト状態を識別する工程は、前記ブロックのヒストグラムの状態を識別する工程を含む、請求項24に記載の方法。
- 前記コントラスト状態を識別する工程は、前記ブロックのブロック差値を識別する工程を含む、請求項24に記載の方法。
- 抽出された埋め込みビット値にエラーが存在する場合にはそれを訂正するためにエラー訂正復号化を使用する工程をさらに含む、請求項21に記載の方法。
- 画像ブロック内で少なくとも2つの画素サブセットを識別する工程と、
前記少なくとも2つの画素サブセットから複数の画素グループを形成する工程であって、前記画素グループの各々は、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第1のサブセットから少なくとも1つの画素を含み、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第2のサブセットから少なくとも1つの画素を含むことと、
複数の差値を生成する工程であって、前記画素グループの各々は前記差値のうちの1つを提供し、前記差値の各々は、前記画素グループのうちの1つに存在する画素の画素値間の差に基づくものであることと、
前記画像ブロックについての初期ブロック差値を計算する工程であって、前記初期ブロック差値は前記複数の差値の平均に等しいことと、
前記ブロックに含めるように指示された論理0ビット値と論理1ビット値の一方に基づいて、前記画像ブロックについての最終ブロック差値を設定する工程であって、この設定は、前記サブセットのうちの少なくとも1つに存在する画素の画素値を不変に保つ工程を含むことと
を備える方法。 - 前記最終ブロック差値を設定する工程は、前記初期ブロック差値をシフト量だけ変更し、それによって前記画像ブロックに論理1ビット値を埋め込む工程を含む 、請求項29に記載の方法。
- 前記初期ブロック差値を変更する工程は、前記サブセットのうちのただ1つのサブセットに存在する画素の画素値を変更する工程を含む、請求項30に記載の方法。
- 前記最終ブロック差値を設定する工程は、前記初期ブロック差値を不変に保ち、それによって前記画像ブロックに論理0ビット値を埋め込む工程を含む、請求項29に記載の方法。
- 主メモリと有効に通信することが可能な少なくとも1つのプロセッサを有する演算システムと、
前記少なくとも1つのプロセッサの各々に結合されたローカル・メモリと
からなる装置であって、前記演算システムは、
画像ブロック内で少なくとも2つの画素サブセットを識別し、
前記少なくとも2つの画素サブセットから、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第1のサブセットから少なくとも1つの画素を含み、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第2のサブセットから少なくとも1つの画素を含む複数の画素グループを形成し、
各々が前記画素グループのうちの1つに存在する画素の画素値間の差に基づくものであり、前記画素グループの各々によってその1つが提供される複数の差値を生成し、
前記複数の差値の平均に等しい前記画像ブロックのブロック差値を計算し、
前記少なくとも2つのサブセットのうちの全てではないサブセットにおける画素の画素値を修正し、それによって前記ブロックに1つのビット値を埋め込む
ように動作する装置。 - 前記全てではないサブセットはただ1つのサブセットからなる、請求項33に記載の装置。
- 前記修正動作は、論理1ビット値を前記ブロックに埋め込むように動作する、請求項33に記載の装置。
- 前記演算システムは、前記ブロックのコントラスト状態を識別し、前記コントラスト状態に従って前記修正をカスタマイズするようにさらに動作する、請求項33に記載の装置。
- 前記コントラスト状態を識別する動作は、前記ブロックのヒストグラムの状態を識別する動作を含む、請求項36に記載の装置。
- 前記コントラスト状態を識別する動作は、前記ブロック差値を識別する動作を含む、請求項37に記載の装置。
- 前記演算システムは、前記ブロックにビット・エラーが存在する場合にはそれを訂正するためにエラー訂正符号化を使用するようにさらに動作する、請求項36に記載の装置。
- 主メモリと有効に通信することが可能な少なくとも1つのプロセッサを有する演算システムと、
前記少なくとも1つのプロセッサの各々に結合されたローカル・メモリと
からなる装置であって、前記演算システムは、
埋め込まれたビット値を含む画像ブロックを少なくとも2つの画素サブセットに分割し、
前記少なくとも2つの画素サブセットから、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第1のサブセットから少なくとも1つの画素を含み、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第2のサブセットから少なくとも1つの画素を含む複数の画素グループを形成し、
各々が前記画素グループのうちの1つに存在する画素の画素値間の差に基づくものであり、前記画素グループの各々によってその1つが提供される複数の差値を生成し、
前記複数の差値の平均に等しい前記画像ブロックのブロック差値を計算し、
前記埋め込まれたビット値を前記ブロックから抽出し、
前記サブセットのうちの少なくとも1つにおける画素の画素値を不変に維持するとともに、前記埋め込まれたビット値の導入前の前記画素値の状態に前記画素値を復元する
ように動作する、装置。 - 前記抽出動作は、前記ブロック差値が差値閾値を超えている場合に前記ブロックから論理1ビット値を抽出する動作を含む、請求項40に記載の装置。
- 前記抽出動作は、前記ブロック差値が差値閾値未満である場合に前記ブロックから論理0ビット値を抽出する動作を含む、請求項40に記載の装置。
- 前記演算システムは、前記ブロックのコントラスト状態を識別し、前記コントラスト状態に従って前記抽出をカスタマイズするようにさらに動作する、請求項40に記載の装置。
- 前記演算システムは、前記コントラスト状態に従って前記復元をカスタマイズするようにさらに動作する、請求項43に記載の装置。
- 前記コントラスト状態を識別する動作は、前記ブロックのヒストグラムの状態を識別する動作を含む、請求項43に記載の装置。
- 前記コントラスト状態を識別する動作は、前記ブロック差値を識別する動作を含む、請求項43に記載の装置。
- 前記演算システムは、抽出された埋め込みビット値にエラーが存在する場合にはそれを訂正するためにエラー訂正復号化を使用するようにさらに動作する、請求項40に記載の装置。
- 実行可能なプログラムを含む記憶媒体であって、その実行可能なプログラムは、
画像ブロック内で少なくとも2つの画素サブセットを識別する動作と、
前記少なくとも2つの画素サブセットから複数の画素グループを形成する動作であって、前記画素グループの各々は、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第1のサブセットから少なくとも1つの画素を含み、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第2のサブセットから少なくとも1つの画素を含むことと、
前記画像ブロックのブロック差値を計算する動作であって、前記ブロック差値は前記複数の差値の平均に等しいことと、
複数の差値を生成する動作であって、前記画素グループの各々は前記差値のうちの1つを提供し、前記差値の各々は、前記画素グループのうちの1つに存在する画素の画素値間の差に基づくものであることと、
前記少なくとも2つのサブセットのうちの全てではないサブセットにおける画素の画素値を修正し、それによって前記ブロックに1つのビット値を埋め込む動作と
を演算システムに実行させるように動作する、記憶媒体。 - 前記全てではないサブセットはただ1つのサブセットからなる、請求項48に記載の記憶媒体。
- 前記修正により前記ブロックに論理1ビット値が埋め込まれる、請求項48に記載の記憶媒体。
- 前記実行可能なプログラムは、
前記ブロックのコントラスト状態を識別する動作と、
前記コントラスト状態に従って前記修正をカスタマイズする動作と
を前記演算システムにさらに実行させるように動作する、請求項48に記の記憶媒体。 - 前記コントラスト状態を識別する動作は、前記ブロックのヒストグラムの状態を識別する動作を含む、請求項51に記載の記憶媒体。
- 前記コントラスト状態を識別する動作は、前記ブロック差値を識別する動作を含む、請求項52に記載の記憶媒体。
- 前記実行可能なプログラムは、前記ブロックにビット・エラーが存在する場合にはそれを訂正するためにエラー訂正符号化を使用する動作を前記演算システムにさらに実行させるように動作する、請求項51に記載の記憶媒体。
- 実行可能なプログラムを含む記憶媒体であって、その実行可能なプログラムは、
埋め込まれたビット値を含む画像ブロックを少なくとも2つの画素サブセットに分割す る動作と、
前記少なくとも2つの画素サブセットから複数の画素グループを形成する動作であって、前記画素グループの各々は、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第1のサブセットから少なくとも1つの画素を含み、前記少なくとも2つのサブセットのうちの第2のサブセットから少なくとも1つの画素を含むことと、
複数の差値を生成する動作であって、前記画素グループの各々は前記差値のうちの1つを提供し、前記差値の各々は、前記画素グループのうちの1つに存在する画素の画素値間の差に基づくものであることと、
前記画像ブロックのブロック差値を計算する動作であって、前記ブロック差値は前記複数の差値の平均に等しいことと、
前記埋め込まれたビット値を前記ブロックから抽出する動作と、
前記埋め込まれたビット値の導入前の前記画素値の状態に前記画素値を復元する動作であって、この復元は、前記サブセットのうちの少なくとも1つにおける画素の画素値を不変に維持する動作を含むことと
を演算システムに実行させるように動作する、記憶媒体。 - 前記抽出は、前記ブロック差値が差値閾値を超えている場合に前記ブロックから論理1ビット値を抽出する動作を含む、請求項55に記載の記憶媒体。
- 前記抽出は、前記ブロック差値が差値閾値未満の場合に前記ブロックから論理0ビット値を抽出する動作を含む、請求項55に記載の記憶媒体。
- 前記実行可能なプログラムは、
前記ブロックのコントラスト状態を識別する動作と、
前記コントラスト状態に従って前記抽出をカスタマイズする動作と
を演算システムにさらに実行させるように動作する、請求項55に記載の記憶媒体。 - 前記実行可能なプログラムは、前記コントラスト状態に従って前記復元をカスタマイズする動作を演算システムにさらに実行させるように動作する、請求項58に記載の記憶媒体。
- 前記コントラスト状態を識別する動作は、前記ブロックのヒストグラムの状態を識別する動作を含む、請求項58に記載の記憶媒体。
- 前記コントラスト状態を識別する動作は、前記ブロック差値を識別する動作を含む、請求項58に記載の記憶媒体。
- 前記実行可能なプログラムは、抽出された埋め込みビット値にエラーが存在する場合にはそれを訂正するためにエラー訂正復号化を使用する動作を演算システムにさらに実行させるように動作する、請求項55に記載の記憶媒体。
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