JP4296034B2 - Information embedding method and information processing apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、MPEGストリームへの情報の埋め込みを行う情報埋め込み方法、情報処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
デジタルコンテンツの流通インフラが整備されるに伴い、著作権保護をどのように実現するかが重要な課題となっている。それに一つの解答を与えるのが、電子透かしなど、コンテンツへの秘匿情報の埋め込みである。動画コンテンツの流通に伴い、動画像圧縮の国際標準規格であるMPEGへの電子透かし埋め込みが重要になってきている。
【0003】
MPEGへの電子透かしの埋め込み方法は、その検出方法によって、MPEGストリームから電子透かしを直接抽出する方法と、MPEGストリームデコード後の画像から電子透かしを抽出する方法との2つに分類することができ、後者の方法は、デコード結果の画像から透かし情報を取り出すことができる。このような電子透かしは、特許文献1から3で開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−341450号公報
【0005】
【特許文献2】
特開2000−244881号公報
【0006】
【特許文献3】
特開2002−125115号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の方法は、検出コスト的に有利であるが、デコード結果の画像から透かし情報を取り出すことができない。また、後者の電子透かしの埋め込み方法としては、MPEG圧縮前の元画像に透かし情報を埋め込む方法や、MPEG圧縮中のDCT係数を加工する方法などがあるが、いずれも画像の画素値や画像の周波数成分などを加工するために、多大な演算が必要であった。
【0008】
本発明は、このような問題点に鑑み、処理負荷の少ない簡便な方法で、MPEGストリームに秘匿情報を埋め込み、MPEGストリームのデコード結果から、秘匿情報を取り出すことが可能な情報埋め込み方法、情報処理装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、差分情報が埋め込まれたピクチャである情報ピクチャをMPEGストリームに挿入することにより、前記MPEGストリームへ秘匿情報を埋め込む情報埋め込み方法であって、前記情報ピクチャを生成するピクチャ生成段階と、前記情報ピクチャを前記MPEGストリームに挿入する位置を決定する挿入位置決定段階と、前記MPEGストリームをデコードしたピクチャの順で、前記情報ピクチャの前に位置するピクチャに対する前記差分情報を前記秘匿情報として、前記情報ピクチャを前記MPEGストリームに挿入するピクチャ挿入段階とを有することを特徴とする。
【0010】
本発明によれば、MPEGストリームを画像レベルまでデコードすることなく、処理負荷の少ない簡便な方法で、MPEGストリームに情報を埋め込み、ストリームのデコード結果から、秘匿情報を取り出すことが可能な情報埋め込み方法を提供できる。
【0011】
本発明は、差分情報が埋め込まれたピクチャである情報ピクチャをMPEGストリームに挿入することにより、前記MPEGストリームへ秘匿情報を埋め込む情報処理装置であって、前記情報ピクチャを生成するピクチャ生成手段と、前記情報ピクチャを前記MPEGストリームに挿入する位置を決定する挿入位置決定手段と、前記MPEGストリームをデコードしたピクチャの順で、前記情報ピクチャの前に位置するピクチャに対する前記差分情報を前記秘匿情報として、前記情報ピクチャを前記MPEGストリームに挿入するピクチャ挿入手段と
を有することを特徴とする。
【0012】
本発明によれば、MPEGストリームを画像レベルまでデコードすることなく、処理負荷の少ない簡便な方法で、MPEGストリームに情報を埋め込み、ストリームのデコード結果から、秘匿情報を取り出すことが可能な情報処理装置を提供できる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【0014】
最初に、本発明の実施の形態における差分情報の埋め込み方法について説明する。図1は、差分情報が埋め込まれた秘匿情報ピクチャを他のピクチャの間に挿入する例を示すものである。この図1には、MPEGストリーム10と、MPEGストリーム10をデコードしたピクチャ群11と、秘匿情報ピクチャ13が挿入されたMPEGストリーム12と、MPEGストリーム12をデコードしたピクチャ群14とが示されている。
【0015】
また、図1に示されている「I0」は、Iピクチャを表し、「P0/1」、「P1」、「P2」、「P3」は、Pピクチャを表している。以下、それぞれのピクチャを「ピクチャP2」などと表現する。
【0016】
図1に示されるMPEGストリーム12は、前のピクチャI0との差分情報を持たない秘匿情報ピクチャを挿入した例である。この秘匿情報ピクチャ13は、ピクチャI0を参照画とし、全てのマクロブロックが動きベクトル0で、かつDCT係数も0であるとする。この場合、秘匿情報ピクチャ13をデコードしたピクチャP0/1は、ピクチャI0をデコードした画像と同じ画像となる。
【0017】
このとき、ピクチャP1はピクチャP0/1を参照することになるが、ピクチャP0/1は、ピクチャI0と一致しているためピクチャP1のデコードに与える影響はない。従って、デコードしたピクチャであるピクチャ群14を動画像として表示した場合、人間の目には挿入前の動画像と変わらない動画像が見える。
【0018】
次の図2は、Bピクチャを秘匿情報ピクチャとして挿入した例を示すものである。図2には、MPEGストリーム20と、MPEGストリーム20をデコードしたピクチャ群21と、秘匿情報ピクチャ23が挿入されたMPEGストリーム22と、MPEGストリーム22をデコードしたピクチャ群24とが示されている。
【0019】
また、「I2」は、Iピクチャを表し、「B0」、「B0/1」、「B1」、「B3」、「B4」、「B5」は、Bピクチャを表し、「P5」は、Pピクチャを表す。
【0020】
この図2に示される方法での秘匿情報ピクチャ23の挿入は、前後のピクチャのデコード処理を必要としないため、非常に簡単に挿入が可能である。また、この挿入方法は、ピクチャに前のピクチャとの差分情報を埋め込まない場合でも、ピクチャを挿入する間隔にパターンを持たせることにより情報を埋め込むことが可能である。
【0021】
このようにして埋め込まれた秘匿情報ピクチャ23の抽出の際には、デコード結果のピクチャの差分をとり、前後で一致するピクチャを見つけることによって、情報を取り出すことができる。ただし、差分情報を埋め込まない方式では、抽出側で比較的簡単にこの情報を抜き出して消去してしまうことが可能であるため、それを防ぐために差分情報を埋め込むことが有効である。差分情報が埋め込まれた場合、前後で一致するピクチャを検出するといった簡便な手法では、情報を消去することはできない。
【0022】
次に、図3を用いて、差分情報を埋め込んだ場合に挿入されるピクチャについて説明する。図3には、挿入されるピクチャである秘匿情報ピクチャ31と、秘匿情報ピクチャ31が参照する参照ピクチャ30とが示されている。また、参照ピクチャ30には、点(x、y)を頂点に持つマクロブロック(16×16画素)あるいはブロック(8×8画素)単位であり、画素値がAのブロック32が示されている。同様に、秘匿情報ピクチャ31には、点(x、y)を頂点に持つブロックであり、画素値がA´のブロック33が示されている。この画素値A´は、ブロック32の画素値AにDCT係数から得られる微小な差分値ΔAを加えたものである。
【0023】
このように、ある特定の輝度ブロックあるいは色差ブロックに対して、微小なDCT係数の差分値を与えることにより、秘匿情報が埋め込まれる。図3で示した方法では、差分値として秘匿情報を与えるため比較的多くの情報を埋め込むことが可能である。この場合は、埋め込む量とそれによる画質劣化を考慮する必要がある。
【0024】
埋め込んだ秘匿情報の抽出は、デコード後に、埋め込んだピクチャをデコードした画像と前のピクチャをデコードした画像の差分をとることによって取り出すことが可能である。埋め込み前のデータを持っていないような、どのピクチャに秘匿情報を埋め込んだかが分からない場合には、この秘匿情報の取り出しは困難である。
【0025】
また、秘匿情報を埋め込んだピクチャは、次の参照画として使用されるため、以降のデコード結果にも情報が伝播する。これは、埋め込んだ秘匿情報が多くのピクチャに拡散して、不正な抜き出しを困難にする反面、画質劣化の影響もあるため、トレードオフとなる。
【0026】
画質劣化の影響を以降のピクチャへ与えない方法としては、Iピクチャの直前に秘匿情報ピクチャを挿入する方法、あるいは、挿入した秘匿情報ピクチャをBピクチャとする方法などがある。
【0027】
差分情報を埋め込むもう1つの方法を図4に示す。図4は、挿入する秘匿情報ピクチャにおいて、マクロブロック単位あるいは、ブロック単位で、微小な動きベクトルを与える方法を示すものである。
【0028】
図4には、挿入されるピクチャである秘匿情報ピクチャ35と、秘匿情報ピクチャ35が参照する参照ピクチャ34とが示されている。また、参照ピクチャ34には、点(x、y)を頂点に持つマクロブロックあるいはブロックで、DCT係数がAのブロック36が示されている。同様に、点(x+Δx、y+Δy)を頂点に持つブロックで、画素値がA´のブロック37が示されている。
【0029】
例えば、ある特定のマクロブロックあるいはブロックに対して、微小な動きベクトルとして、0.5画素の動きベクトルを与え、動きを与えた方向などによって、情報を埋め込むことが可能である。図4では、秘匿情報ピクチャ35の点(x、y)を頂点に持つブロックに対して、参照ピクチャ34のブロック37を参照することで情報の埋め込みが可能である。
【0030】
埋め込み情報の抽出は、デコード後に、埋め込んだピクチャをデコードした画像と前のピクチャをデコードした画像との間で、マクロブロック単位、あるいはブロック単位でブロックマッチング処理を行ない、動き方向を求めることにより、取り出すことが可能である。この方法も、どのピクチャに情報を埋め込んだかが分からない場合には、情報の取り出しは困難である。
【0031】
このように、差分情報は、DCT係数や動きベクトルを用いて埋め込められるが、その値自体ではなく、差分情報を埋め込んだマクロブロックあるいはブロックの位置で情報を示す方法を、図5を用いて説明する。
【0032】
図5には、アルファベット26文字に対応して、ピクチャのどの位置のマクロブロックに差分情報を埋め込むかを示す26のピクチャが示されている。例えば、「A」に対応するピクチャは、左端の上端に差分情報を埋め込まれることが示されている。
【0033】
次に、実際に差分情報が埋め込まれたピクチャを、図6を用いて説明する。図6には、参照ピクチャ40と、「MPEG」という差分情報が埋め込まれた秘匿情報ピクチャ41とが示されている。
【0034】
「MPEG」という差分情報は、秘匿情報ピクチャ41を3×4のブロック42、43、44、45に4分割することで埋め込まれている。ブロック42は、上端の左端から2つの差分情報が埋め込まれており、図5を参照すると、「M」を表していることが分かる。同様にして、ブロック43は「P」を表し、ブロック45は「E」を表し、ブロック44は「G」を表している。
【0035】
埋め込み情報の抽出は、デコード後に、埋め込んだピクチャをデコードした画像と前のピクチャをデコードした画像との間で、差分をとることで実現する。その結果、どのブロックに差分が存在するかを判定した上で、そのパターンを埋め込んだ際のコード表があれば、元の情報を再現することが可能である。
【0036】
次に、図7を用いて、上述した処理を行うディジタル放送蓄積再生装置について説明する。図7は、ディジタル放送蓄積再生装置の構成を示す構成ブロック図である。図7に示されるように、ディジタル放送蓄積再生装置は、蓄積ブロック50と、再生ブロック54と、表示装置57と、VTR58とを有する。
【0037】
蓄積ブロック50は、さらにインデックス生成部52と、秘匿情報ピクチャ挿入部53と、ストリーム蓄積部51とを有する。また、再生ブロック54は、TS Demux部55と、MPEGデコーダ部56とを有する。
【0038】
インデックス生成部52は、ピクチャに関するインデックス情報を作成する。このインデックス情報については後述する。ストリーム蓄積部51は、放送MPEGストリームを蓄積する。秘匿情報ピクチャ挿入部53は、ピクチャに差分情報を埋め込み、そのピクチャを挿入する。なお、秘匿情報ピクチャ挿入部53は、ピクチャ生成手段、挿入位置決定手段、ピクチャ挿入手段に対応する。
【0039】
TS Demux部55は、トランスポートストリームのデマルチプレクサである。MPEGデコーダ部56は、MPEGの復号処理を行う。表示装置57は、画像の表示を行う。VTR58は、画像の記録を行う。
【0040】
次に、図8を用いて、上記インデックス情報について説明する。インデックス情報は、図8に示されるように、「Index Number」と、「Picture Type」と、「開始パケットNo」と、「終了パケットNo」と、「Vop_time_increment」の項目を有する情報である。
【0041】
「Index Number」は、ピクチャごとに0から割り当てられる数字である。「Picture Type」は、ピクチャが、IピクチャかPピクチャかBピクチャのいずれであるかを示すものである。「開始パケットNo」は、対応するピクチャが開始するパケットの番号である。「終了パケットNo」は、対応するピクチャが終了するパケットの番号である。「Vop_time_increment」は、MPEG4における時間情報であり、MPEG1、2では「temporal_reference」となる。
【0042】
このインデックス情報を用いれば、再生の際に、秘匿情報ピクチャ挿入部53では、ピクチャの区切りとなるTSパケットを容易に判断し、適切な位置に秘匿情報を含むパケットを挿入することが可能である。また、インデックス情報がないMPEGストリームにおいても、この方法では、ピクチャヘッダの解析といった少ない処理で適切な位置に秘匿情報を埋め込むことが可能である。
【0043】
図9は、蓄積ブロック50に入力したMPEGストリーム60と、秘匿情報が挿入され、蓄積ブロック部50から出力された秘匿情報挿入ストリーム61を示すものである。秘匿情報挿入ストリーム61には、図9に示されるように、MPEGストリーム60にピクチャ62が挿入されていることが分かる。これにより、VTR58で記録した画像には秘匿情報が埋め込まれることになる。
【0044】
なお、ピクチャを挿入した場合、元々存在していなかったピクチャがデコードされるために、その時間情報であるvop_time_increment(以下VTIと記す)やtemporal_referenceがシンタックス的に問題となる場合が考えられる。
【0045】
MPEG4においては、時間情報を比較的自由に設定することができるために、挿入したピクチャ自身の時間情報だけを考慮すればよい場合が多い。例えば、vop_time_increment_resolution(以下VTIRと記す)=1000でVTIが66ずつ増加しているMPEGストリームなどでは、例えば、VTIが66と128の間に99のピクチャを挿入すれば、シンタックスに従ったMPEGストリームが生成できる。
【0046】
一方、VTIが1ずつ増加するようなMPEGストリームでは、他のピクチャのVTIR、VTIを書き換えて挿入することによりシンタックスは守れる。例えば、VTIR=15の場合は、VTIR=30として、他のピクチャのVTIを2ずつ増加するようにして、ピクチャ挿入時は値を1増加させれば良い。
【0047】
なお、例えば、同じ値のVTIが連続するなどVTIの値としてシンタックス的に異常があったとしても、そのMPEGストリームを受けるデコーダが正常に動作する場合には、このような加工は不要である。
【0048】
次に、図10のフローチャートを用いて、秘匿情報ピクチャ挿入部53の処理について説明する。ピクチャ生成段階に対応するステップS101は、秘匿情報ピクチャを予め生成する。なお、生成された秘匿情報ピクチャへの時刻情報の埋め込みは、後に行なわれる。挿入位置決定段階に対応する次のステップS102は、秘匿情報ピクチャの埋め込み位置を決定する。ステップS103は、インデックス情報から、差分情報を埋め込むピクチャが挿入される位置の前後のエントリ内容を読み出す。
【0049】
ステップS104は、前のピクチャの時刻情報T1と、後のピクチャの時刻情報T2を取得する。次のステップS105は、挿入する秘匿情報ピクチャの時間情報TをT1<T<T2となるように設定する。例えば、T1=0で、T2=66の場合、T=33とし、ステップS101で生成した秘匿情報ピクチャのヘッダ部に33を書き込む。
【0050】
ステップS106は、前のピクチャの終了パケットNo(N1)および次のピクチャの開始パケットNo(N2)を取得する。ピクチャ挿入段階に対応するステップS107は、N1とN2の間に秘匿情報ピクチャのパケットを挿入し、処理を終了する。
【0051】
次に、図7で説明したディジタル放送蓄積再生装置の変形例を図11を用いて説明する。図11に示されるディジタル放送蓄積再生装置は、暗号化されたMPEGストリームに秘匿情報を挿入するものである。
【0052】
従って、図11に示される蓄積ブロック70には、新たにデスクランブル部80と、ローカルスクランブル部78が追加され、再生ブロック74には、ローカルスクランブル部79が追加されている。
【0053】
なお、インデックス生成部72、秘匿情報ピクチャ挿入部73、ストリーム蓄積部71、TS Demux部75と、MPEGデコーダ部76、表示装置77、VTR59は、図7の場合と同じため、説明を省略する。
【0054】
図11における蓄積ブロック70は、入力された暗号化ストリームを、一旦デスクランブルする。次に、蓄積ブロック70は、デスクランブルしたMPEGストリームを再びローカルのスクランブルをし、秘匿情報を挿入して再生ブロックに出力する。
【0055】
この処理で、暗号化したMPEGストリームをデスクランブルするのがデスクランブル部80であり、ローカルのスクランブルをするのがローカルスクランブル部78である。
【0056】
このように、ローカルでスクランブルされ、秘匿情報が挿入されたMPEGストリームは、再生ブロック74に入力される。再生ブロック74に入力されたMPEGストリームは、TS Demux部75からローカルデスクランブル部79に入力される。ローカルデスクランブル部79は、ローカルでスクランブルされたMPEGストリームをデスクランブルしてMPEGデコーダ部76に出力する。MPEGデコーダ部76でデコードされた画像は、表示装置77で表示される。また、VTR59で記録した画像には秘匿情報が埋め込まれる。
【0057】
上述した変形例において、蓄積ブロック70から再生ブロック74へのMPEGストリームは、スクランブルされている。従って、データバスには、スクランブルされたMPEGストリームだけが流れることになる。
【0058】
単にスクランブルする従来の秘匿情報埋め込み方式では、デコード装置内に何らかの機構を持たせなければ、秘匿情報を埋め込むことは困難である。しかし、本発明の実施の形態では、図7に示したディジタル放送蓄積再生装置と同様の方法で、記録時に生成したインデックス情報を元に、MPEGストリームに秘匿情報を埋め込むことが可能である。
【0059】
また、本発明の実施の形態において、秘匿情報が埋め込まれたピクチャを挿入するのは説明した通りであるが、秘匿情報ピクチャの挿入によって、ピクチャ枚数が増加することを回避することも可能である。
【0060】
例えば、挿入したピクチャの代わりに元々存在したピクチャを削除することで、ピクチャ枚数が増加することを回避することができる。また、挿入したピクチャの代わりに、参照に使用されないBピクチャやIピクチャ直前のPピクチャを削除することとすれば、ピクチャ枚数が増加することを回避することができるとともに、動画像として表示している場合、その動画品質の劣化は最小限に抑えることができる。
【0061】
最後に、本発明の要旨のいくつかを以下に列挙する。
【0062】
(付記1) 所定の情報が埋め込まれたピクチャである情報ピクチャをMPEGストリームに挿入することにより、前記MPEGストリームへ情報を埋め込む情報埋め込み方法であって、
前記情報ピクチャを生成する段階と、
前記情報ピクチャを前記MPEGストリームに挿入する位置を決定する段階と、
前記MPEGストリームをデコードしたピクチャの順で、前記情報ピクチャの前に位置するピクチャに対する差分情報のピクチャとして、前記情報ピクチャを前記MPEGストリームに挿入する段階と
を有することを特徴とする情報埋め込み方法。
【0063】
(付記2) 前記差分情報は、前記情報ピクチャ内の所定のブロックに対応するDCT係数であることを特徴とする付記1に記載の情報埋め込み方法。
【0064】
(付記3) 前記差分情報は、動きベクトルであることを特徴とする付記1または2に記載の情報埋め込み方法。
【0065】
(付記4) 前記情報ピクチャは、前記差分情報が埋め込まれた位置により情報を表すことを特徴とする付記1から3のいずれか1項に記載の情報埋め込み方法。
【0066】
(付記5) 前記情報ピクチャのヘッダに含まれる時間情報を、前記情報ピクチャが挿入される位置に応じて書き込む段階をさらに有することを特徴とする付記1から4のいずれか1項に記載の情報埋め込み方法。
【0067】
(付記6) 前記情報ピクチャが挿入される位置の前後のピクチャを含むピクチャの時間情報を書き換える段階をさらに有することを特徴とする付記1から5のいずれか1項に記載の情報埋め込み方法。
【0068】
(付記7) 所定の情報が埋め込まれたピクチャである情報ピクチャをMPEGストリームに挿入することにより、前記MPEGストリームへ情報を埋め込む情報処理装置であって、
前記情報ピクチャを生成する手段と、
前記情報ピクチャを前記MPEGストリームに挿入する位置を決定する手段と、
前記MPEGストリームをデコードしたピクチャの順で、前記情報ピクチャの前に位置するピクチャに対する差分情報のピクチャとして、前記情報ピクチャを前記MPEGストリームに挿入する手段と
を有することを特徴とする情報処理装置。
【0069】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、MPEGストリームを画像レベルまでデコードすることなく、処理負荷の少ない簡便な方法で、MPEGストリームに情報を埋め込み、ストリームのデコード結果から、秘匿情報を取り出すことが可能な情報埋め込み方法、情報処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】Pピクチャを挿入する様子を示す図である。
【図2】Bピクチャを挿入する様子を示す図である。
【図3】差分情報を埋め込んだピクチャを示す図である。
【図4】差分情報を埋め込んだピクチャを示す図である。
【図5】アルファベット26文字に対応する差分情報を示す図である。
【図6】差分情報が埋め込まれたピクチャを示す図である。
【図7】ディジタル放送蓄積再生装置の構成を示す図である。
【図8】インデックス情報を示す図である。
【図9】放送ストリームにピクチャが挿入される様子を示す図である。
【図10】秘匿情報ピクチャ挿入部の処理を示すフローチャートである。
【図11】スクランブル機能をもつディジタル放送蓄積再生装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
10、12、20、22、60…MPEGストリーム
11、14、21、24…ピクチャ群
13、23…秘匿情報
30、34、40…参照ピクチャ
31、35、41…秘匿情報ピクチャ
32、33、36、37、42、43、44、45…ブロック
62…ピクチャ
50…蓄積ブロック
51、71…ストリーム蓄積部
52、72…インデックス生成部
53、73…秘匿情報ピクチャ挿入部
54、74…再生ブロック
55、75…TS Demux部
56、76…MPEGデコーダ部
57、77…表示装置
58、59…VTR
61…秘匿情報挿入ストリーム
78…ローカルスクランブル部
79…ローカルデスクランブル部
80…デスクランブル部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an information embedding method and information processing apparatus for embedding information in an MPEG stream.
[0002]
[Prior art]
As digital content distribution infrastructure is improved, how to realize copyright protection has become an important issue. One answer is given by embedding confidential information such as digital watermarks in the content. With the distribution of moving image content, embedding digital watermarks into MPEG, which is an international standard for moving image compression, has become important.
[0003]
Depending on the detection method, the method of embedding a digital watermark in MPEG can be classified into two methods: a method of directly extracting a digital watermark from an MPEG stream and a method of extracting a digital watermark from an image after MPEG stream decoding. In the latter method, watermark information can be extracted from the decoded image. Such digital watermarks are disclosed in
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-341450
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-244881
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-125115
[Problems to be solved by the invention]
However, the former method is advantageous in terms of detection cost, but watermark information cannot be extracted from the decoded result image. The latter method of embedding a digital watermark includes a method of embedding watermark information in an original image before MPEG compression and a method of processing DCT coefficients during MPEG compression. In order to process the frequency component and the like, a large amount of calculation is required.
[0008]
In view of the above problems, the present invention provides an information embedding method and information processing capable of embedding confidential information in an MPEG stream and extracting the confidential information from the decoding result of the MPEG stream by a simple method with a low processing load. An object is to provide an apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an information embedding method for embedding confidential information in the MPEG stream by inserting an information picture, which is a picture in which difference information is embedded, into the MPEG stream, and a picture generating step for generating the information picture; and the insertion position determining step of determining the position for inserting the information picture to the MPEG stream, in the order of the picture obtained by decoding the MPEG stream, the difference information for the picture which is positioned in front of the information picture as the confidential information, A picture insertion step of inserting the information picture into the MPEG stream.
[0010]
According to the present invention, an information embedding method capable of embedding information in an MPEG stream and extracting confidential information from the decoding result of the stream by a simple method with low processing load without decoding the MPEG stream to the image level. Can provide.
[0011]
The present invention is an information processing apparatus for embedding confidential information in an MPEG stream by inserting an information picture, which is a picture in which difference information is embedded, into an MPEG stream, and a picture generating means for generating the information picture; an insertion position determining means for determining the position for inserting the information picture to the MPEG stream, in the order of the picture obtained by decoding the MPEG stream, the difference information for the picture which is positioned in front of the information picture as the confidential information, Picture insertion means for inserting the information picture into the MPEG stream.
[0012]
According to the present invention, an information processing apparatus capable of embedding information in an MPEG stream and extracting confidential information from the decoding result of the stream by a simple method with a low processing load without decoding the MPEG stream to the image level. Can provide.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
First, a method for embedding difference information in the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows an example in which a secret information picture in which difference information is embedded is inserted between other pictures. FIG. 1 shows an
[0015]
Also, “I0” shown in FIG. 1 represents an I picture, and “P0 / 1”, “P1”, “P2”, and “P3” represent P pictures. Hereinafter, each picture is expressed as “picture P2” or the like.
[0016]
The
[0017]
At this time, the picture P1 refers to the picture P0 / 1. However, since the picture P0 / 1 matches the picture I0, there is no influence on the decoding of the picture P1. Therefore, when the
[0018]
FIG. 2 shows an example in which a B picture is inserted as a secret information picture. FIG. 2 shows an
[0019]
“I2” represents an I picture, “B0”, “B0 / 1”, “B1”, “B3”, “B4”, “B5” represent B pictures, and “P5” represents P Represents a picture.
[0020]
The insertion of the
[0021]
When the
[0022]
Next, a picture inserted when difference information is embedded will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a
[0023]
As described above, the secret information is embedded by giving a minute difference value of the DCT coefficient to a specific luminance block or color difference block. In the method shown in FIG. 3, since secret information is given as a difference value, a relatively large amount of information can be embedded. In this case, it is necessary to consider the amount to be embedded and the image quality degradation caused by the amount.
[0024]
The embedded confidential information can be extracted by taking a difference between an image obtained by decoding the embedded picture and an image obtained by decoding the previous picture after decoding. If it is not known in which picture the confidential information is embedded, such as not having the pre-embedded data, it is difficult to extract the confidential information.
[0025]
Further, since the picture in which the confidential information is embedded is used as the next reference image, the information is propagated to the subsequent decoding results. This is a trade-off because the embedded confidential information spreads over many pictures and makes it difficult to extract illegally, but there is also an effect of image quality deterioration.
[0026]
As a method for preventing the influence of image quality deterioration on subsequent pictures, there is a method of inserting a confidential information picture immediately before an I picture, or a method of using the inserted confidential information picture as a B picture.
[0027]
Another method for embedding the difference information is shown in FIG. FIG. 4 shows a method for giving a minute motion vector in units of macroblocks or blocks in a secret information picture to be inserted.
[0028]
FIG. 4 shows a
[0029]
For example, for a specific macroblock or block, a motion vector of 0.5 pixels is given as a minute motion vector, and information can be embedded depending on the direction in which the motion is given. In FIG. 4, information can be embedded by referring to the
[0030]
Extraction of embedded information is performed by performing block matching processing in units of macroblocks or blocks between an image obtained by decoding an embedded picture and an image obtained by decoding a previous picture after decoding, and obtaining a motion direction by It is possible to take it out. Also in this method, when it is not known in which picture the information is embedded, it is difficult to extract the information.
[0031]
As described above, the difference information is embedded using the DCT coefficient and the motion vector, but a method of indicating information not by the value itself but by the macroblock or the position of the block in which the difference information is embedded will be described with reference to FIG. To do.
[0032]
FIG. 5 shows 26 pictures indicating in which position the macroblock is embedded in the difference information corresponding to the 26 letters of the alphabet. For example, the picture corresponding to “A” indicates that difference information is embedded at the upper end of the left end.
[0033]
Next, a picture in which difference information is actually embedded will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows a
[0034]
Difference information “MPEG” is embedded by dividing the
[0035]
Extraction of embedded information is realized by taking a difference between an image obtained by decoding an embedded picture and an image obtained by decoding a previous picture after decoding. As a result, it is possible to reproduce the original information if there is a code table when the pattern is embedded after determining which block has the difference.
[0036]
Next, a digital broadcast storage / playback apparatus that performs the above-described processing will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the digital broadcast storage / playback apparatus. As shown in FIG. 7, the digital broadcast storage / playback apparatus includes a
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
Next, the index information will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the index information is information having items of “Index Number”, “Picture Type”, “start packet No”, “end packet No”, and “Vop_time_increment”.
[0041]
“Index Number” is a number assigned from 0 for each picture. “Picture Type” indicates whether the picture is an I picture, a P picture, or a B picture. “Start packet No” is the number of the packet at which the corresponding picture starts. “End packet No” is the number of the packet at which the corresponding picture ends. “Vop_time_increment” is time information in MPEG4 and is “temporal_reference” in MPEG1 and MPEG2.
[0042]
If this index information is used, the secret information
[0043]
FIG. 9 shows the
[0044]
Note that when a picture is inserted, a picture that did not originally exist is decoded, so there may be a case where the time information, vop_time_increment (hereinafter referred to as VTI) or temporal_reference, becomes a syntax problem.
[0045]
In MPEG4, since time information can be set relatively freely, it is often necessary to consider only the time information of the inserted picture itself. For example, in an MPEG stream in which VTI is increased by 66 with vop_time_increment_resolution (hereinafter referred to as VTIR) = 1000, for example, if 99 pictures are inserted between 66 and 128, an MPEG stream conforming to the syntax Can be generated.
[0046]
On the other hand, in an MPEG stream in which VTI increases by 1, the syntax can be protected by rewriting and inserting VTIR and VTI of other pictures. For example, when VTIR = 15, VTIR = 30 is set so that the VTI of another picture is incremented by 2 and the value is increased by 1 when a picture is inserted.
[0047]
For example, even if there is an abnormality in the syntax of the VTI value, for example, VTIs with the same value continue, such processing is not necessary if the decoder that receives the MPEG stream operates normally. .
[0048]
Next, the process of the confidential information
[0049]
In step S104, time information T1 of the previous picture and time information T2 of the subsequent picture are acquired. In the next step S105, the time information T of the secret information picture to be inserted is set so that T1 <T <T2. For example, when T1 = 0 and T2 = 66, T = 33 and 33 is written in the header portion of the secret information picture generated in step S101.
[0050]
In step S106, the end packet No (N1) of the previous picture and the start packet No (N2) of the next picture are acquired. In step S107 corresponding to the picture insertion stage, a secret information picture packet is inserted between N1 and N2, and the process ends.
[0051]
Next, a modification of the digital broadcast storage / playback apparatus described with reference to FIG. 7 will be described with reference to FIG. The digital broadcast storage / playback apparatus shown in FIG. 11 inserts confidential information into an encrypted MPEG stream.
[0052]
Accordingly, a
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
In this processing, the descrambling
[0056]
In this way, the MPEG stream that is scrambled locally and into which the confidential information is inserted is input to the
[0057]
In the modification described above, the MPEG stream from the
[0058]
In the conventional secret information embedding method that simply scrambles, it is difficult to embed secret information unless some mechanism is provided in the decoding apparatus. However, in the embodiment of the present invention, it is possible to embed confidential information in the MPEG stream based on the index information generated at the time of recording by the same method as the digital broadcast storage / playback apparatus shown in FIG.
[0059]
Further, in the embodiment of the present invention, as described above, the picture with the embedded confidential information is inserted, but it is also possible to avoid the increase in the number of pictures due to the insertion of the confidential information picture. .
[0060]
For example, it is possible to avoid an increase in the number of pictures by deleting a picture that originally existed instead of the inserted picture. In addition, if the B picture that is not used for reference or the P picture immediately before the I picture is deleted instead of the inserted picture, it is possible to avoid an increase in the number of pictures and display it as a moving picture. If so, the degradation of the moving image quality can be minimized.
[0061]
Finally, some of the gist of the present invention are listed below.
[0062]
(Supplementary Note 1) An information embedding method for embedding information in an MPEG stream by inserting an information picture, which is a picture in which predetermined information is embedded, into the MPEG stream,
Generating the information picture;
Determining a position to insert the information picture into the MPEG stream;
And a step of inserting the information picture into the MPEG stream as a picture of difference information with respect to a picture located before the information picture in the order of pictures decoded from the MPEG stream.
[0063]
(Supplementary note 2) The information embedding method according to
[0064]
(Supplementary note 3) The information embedding method according to
[0065]
(Supplementary note 4) The information embedding method according to any one of
[0066]
(Supplementary note 5) The information according to any one of
[0067]
(Supplementary note 6) The information embedding method according to any one of
[0068]
(Supplementary note 7) An information processing apparatus for embedding information in an MPEG stream by inserting an information picture, which is a picture in which predetermined information is embedded, into the MPEG stream,
Means for generating the information picture;
Means for determining a position to insert the information picture into the MPEG stream;
An information processing apparatus comprising: means for inserting the information picture into the MPEG stream as a picture of difference information with respect to a picture located before the information picture in the order of pictures decoded from the MPEG stream.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to embed information in an MPEG stream and extract confidential information from the decoding result of the stream by a simple method with a low processing load without decoding the MPEG stream to the image level. A possible information embedding method and an information processing apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing how a P picture is inserted.
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a B picture is inserted.
FIG. 3 is a diagram illustrating a picture in which difference information is embedded.
FIG. 4 is a diagram illustrating a picture in which difference information is embedded.
FIG. 5 is a diagram illustrating difference information corresponding to 26 alphabetic characters.
FIG. 6 is a diagram illustrating a picture in which difference information is embedded.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a digital broadcast storage / playback apparatus.
FIG. 8 is a diagram showing index information.
FIG. 9 is a diagram illustrating a state in which a picture is inserted into a broadcast stream.
FIG. 10 is a flowchart showing processing of a secret information picture insertion unit.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a digital broadcast storage / playback apparatus having a scramble function.
[Explanation of symbols]
10, 12, 20, 22, 60 ... MPEG streams 11, 14, 21, 24 ...
61 ... Secret
Claims (5)
前記情報ピクチャを生成するピクチャ生成段階と、
前記情報ピクチャを前記MPEGストリームに挿入する位置を決定する挿入位置決定段階と、
前記MPEGストリームをデコードしたピクチャの順で、前記情報ピクチャの前に位置するピクチャに対する前記差分情報を前記秘匿情報として、前記情報ピクチャを前記MPEGストリームに挿入するピクチャ挿入段階と
を有することを特徴とする情報埋め込み方法。 An information embedding method for embedding confidential information in an MPEG stream by inserting an information picture, which is a picture in which difference information is embedded, into the MPEG stream,
A picture generating step for generating the information picture;
An insertion position determining step for determining a position at which the information picture is inserted into the MPEG stream;
In order of pictures obtained by decoding the MPEG stream, and characterized in that as the confidential information the difference information for the picture which is positioned in front of the information picture, and a picture inserting step of inserting the information picture to the MPEG stream How to embed information.
前記情報ピクチャを生成するピクチャ生成手段と、
前記情報ピクチャを前記MPEGストリームに挿入する位置を決定する挿入位置決定手段と、
前記MPEGストリームをデコードしたピクチャの順で、前記情報ピクチャの前に位置するピクチャに対する前記差分情報を前記秘匿情報として、前記情報ピクチャを前記MPEGストリームに挿入するピクチャ挿入手段と
を有することを特徴とする情報処理装置。 An information processing apparatus for embedding confidential information in an MPEG stream by inserting an information picture, which is a picture in which difference information is embedded, into the MPEG stream,
Picture generating means for generating the information picture;
Insertion position determining means for determining a position at which the information picture is inserted into the MPEG stream;
In order of pictures obtained by decoding the MPEG stream, and characterized in that as the confidential information the difference information for the picture which is positioned in front of the information picture, and a picture inserting unit for inserting the information picture to the MPEG stream Information processing apparatus.
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