JP4382747B2

JP4382747B2 - 電子透かし検出方法及び装置及びプログラム

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Publication number: JP4382747B2
Application number: JP2005366994A
Authority: JP
Inventors: 隆宮武; 寿人宮地; 英雄武井; 高雄中村
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2005-12-20
Filing date: 2005-12-20
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2025-12-20
Also published as: JP2007174107A

Description

本発明は、電子透かし検出方法及び装置及びプログラムに係り、特に、画像や映像などのコンテンツに、所与情報を埋め込み、またその所与情報を検出する技術である電子透かし埋込技術及び検出技術において、１枚の画像の中に、複数の電子透かし情報を埋め込む、およびその情報を検出するための電子透かし検出方法及び装置及びプログラムに関する。

著作権管理などに用いられている電子透かし技術は、静止画像などのデジタルメディア情報に微小な画素値の変化を与え、情報を埋め込み、その情報を検出する技術である（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。この技術によると、図１２に示すように、複数の所与情報を、１つの画像に埋め込むことは行われておらず、さらにそのような画像の電子透かし検出の際、カメラ付携帯電話のような処理能力の低い装置を用いて、リアルタイムで電子透かしを検出することも当然ながら実現されていない。
Takao NAKAMURA, Hiroshi OGAWA, Atsuki TOMIOKA and Youichi TAKASHIMA, "Improved Digital Watermark Robustness against Translation and/or Cropping of an Image Area", IEICE TRANS. FUNDAMENTALS, VOL., E83-A, NO.1, JANUARY 2000 中村高雄、片山淳、山室雅司、曽根原登、"カメラ付携帯電話機を用いたアナログ画像からの高速電子透かし検出方式"、電子情報通信学会論文誌 D-II Vol. J87-D-II No.12 pp.2145-2155 2004年12月

上記のように従来は、複数の所与情報を、１つの画像に埋め込むことは行われておらず、さらにそのような画像の電子透かし検出の際、カメラ付携帯電話のような処理能力の低い装置を用いて、リアルタイムで電子透かしを検出することも当然ながら実現されていない。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、従来技術として実現されていなかった複数の所与情報を電子透かしとして埋め込んだ画像から、カメラ付携帯電話のような処理能力の低い装置を用いて、電子透かしの検出を可能とするための電子透かし検出方法及び装置及びプログラムを提供することを目的とする。

図１は、本発明の原理構成図である。

本発明（請求項１）は、画像に埋め込まれた電子透かし情報を検出する電子透かし検出方法であって、
撮像手段が、重ならないように等間隔に並べられた矩形領域で構成され、画像の各部分に特化したネットワークリソースと対応付けられた所与情報である電子透かし情報入り画像をカメラで撮影する撮影ステップ（ステップ１１）と、
矩形領域検出手段が、撮影ステップ（ステップ１１）で得られた撮像画像から既定の個数あるいは既定の位置の矩形領域を検出する矩形領域検出ステップ（ステップ１２）と、
電子透かし検出手段が、矩形領域検出ステップ（ステップ１２）で検出された矩形領域から電子透かし情報を検出する電子透かし検出ステップ（ステップ１３）と、
所与情報決定手段が、電子透かし検出ステップ（ステップ１３）で得られた電子透かし情報が１種類であった場合には該電子透かし情報を撮像画像に対応する所与情報とし、電子透かし検出ステップで得られた電子透かし情報が複数種類であった場合には複数種類の電子透かし情報を組み合わせて撮像画像に対応する１つの所与情報とする所与情報決定ステップと、
リソース特定手段が、所与情報とネットワークリソースが対応付けられて格納されているデータベースを参照し、所与情報決定ステップで決定された所与情報とネットワークリソースとを対応付けるリソース特定ステップと、
を行う。

図２は、本発明の原理構成図である。

本発明（請求項２）は、画像に埋め込まれた電子透かし情報を検出する電子透かし検出装置であって、
重ならないように等間隔に並べられた矩形領域で構成され、画像の各部分に特化したネットワークリソースと対応付けられた所与情報である電子透かし情報入り画像をカメラで撮影する撮影手段１１０と、
撮影手段１１０で得られた撮像画像から既定の個数あるいは既定の位置の矩形領域を検出する矩形領域検出手段１２０と、
矩形領域検出手段１２０で検出された矩形領域から電子透かし情報を検出する電子透かし検出手段１３０と、
電子透かし検出手段１３０で得られた電子透かし情報が１種類であった場合には該電子透かし情報を撮像画像に対応する所与情報とし、電子透かし検出手段１３０で得られた電子透かし情報が複数種類であった場合には前記複数種類の電子透かし情報を組み合わせて前記撮像画像に対応する１つの所与情報とする所与情報決定手段と、
所与情報とネットワークリソースが対応付けられて格納されているデータベースを参照し、所与情報決定手段で決定された所与情報とネットワークリソースとを対応付けるリソース特定手段と、を有する。

本発明（請求項３）は、請求項２に記載の電子透かし検出装置を構成する各手段としてコンピュータを機能させる電子透かし検出プログラムである。

上記のように本発明では、各部分によって異なる電子透かし情報を埋め込むことで、異なるネットワークリソースと対応付け、今までの電子透かし技術では不可能だった1枚の画像から幅広い情報を提供することが可能となる。

以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。

［第1の実施の形態］
本実施の形態では、電子透かし埋め込み装置及びその方法について説明する。

図３は、本発明の第1の実施の形態における電子透かし埋込装置の構成を示す。

同図に示す、電子透かし埋込装置は、矩形タイリング部１０、電子透かし画像生成部２０、電子透かし画像タイリング部３０、画像重畳部４０から構成される。

矩形タイリング部１０は、埋め込む画像に併せて矩形画像を重ならないように等間隔に並べる。

電子透かし画像生成部２０は、入力された電子透かしとして埋め込む複数の所与情報を電子透かし画像に変換する。

電子透かし画像タイリング部３０は、矩形タイリング部１０で等間隔に並べられた各々の矩形の内側に電子透かし画像を重畳する。

画像重畳部４０は、電子透かし画像タイリング部３０で得られたタイリング電子透かし画像を入力された画像に重畳して、電子透かし入り画像として出力する。

図４は、本発明の第1の実施の形態における電子透かし埋め込みの動作のフローチャートである。

ステップ１０１）予め適当な矩形画像をメモリ（図示せず）に用意しておき、矩形タイリング部１０が、当該メモリ（図示せず）から矩形画像を読み出して、当該矩形画像を重ならないように等間隔に並べる。図５に示すように、まず、適当な大きさで矩形画像を用意する。後の処理で矩形画像を重ならないように等間隔に並べるため、その処理にあった適当な大きさで矩形画像を用意してもよい。メモリ（図示せず）から読み出した矩形画像を電子透かしを埋め込む画像と同じピクセルサイズ上に矩形が重ならないよう、等間隔に並べる。

ステップ１０２）次に、電子透かし画像生成部２０において、電子透かし情報として入力された埋め込む所与情報を電子透かし画像に変換し、メモリ（図示せず）に格納する。ここで、所与情報は複数であることとする。図６の所与情報Ａ，Ｂ，Ｃに示すように、複数の所与情報を電子透かし情報として埋め込む場合は、複数の電子透かし画像を入力することとなる。

ステップ１０３）電子透かし画像タイリング部３０では、メモリ（図示せず）に格納されている電子透かし画像を取得して、矩形タイリング部１０にて並べたそれぞれの矩形画像の内部に埋め込む。例えば、全ての矩形に対して、異なる電子透かし画像を埋め込んでも構わない。つまり、矩形画像に対して所与情報を連番で入力して、電子透かし画像を埋め込むなどの方法が考えられる。また、電子透かし画像を、２値化を含めた量子化やディザ手法などの擬似階調化などの画像処理を行って埋め込んでもよい。

ステップ１０４）画像重畳部４０において、入力された電子透かしを埋め込む画像と、電子透かしタイリング部３０で作成した矩形画像に電子透かし画像が埋め込まれた画像を重畳することで、電子透かし入り画像を作成する。

作成された電子透かし入り画像は、メモリ等の記憶手段または、後述する電子透かし検出装置に出力される。

なお、本実施の形態は、静止画像への電子透かし埋込として例を記載しているが、静止画像のみに適用されるものではなく、動画像であってもよい。

本実施の形態によれば、矩形画像をタイリングして、その矩形画像の内側に異なる所与情報を持つ電子透かし画像をそれぞれ埋め込むことで、1つの画像の中に複数の電子透かし画像を埋め込むことが可能となる。

また、電子透かし画像を、２値化を含めた量子化やディザ手法などの擬似階調化などの画像処理を行うことで、画像を印刷した際にも効果的な電子透かし埋込手法となる。つまり、コピー機やファクシミリ装置などは、多値画像を擬似階調化して出力することが多く、電子透かし画像を多階調表現で作成してそのまま印刷すると、その電子透かし画像が壊れてしまうことがある。このような課題を回避するために、事前に電子透かし画像を２値化を含めた量子化、あるいは、擬似階調化をしておくことで、印刷に効果的な電子透かし埋込が可能となる。

［第２の実施の形態］
本実施の形態では、前述の第1の実施の形態において出力された複数の所与情報が埋め込まれた電子透かし入り画像から、電子透かし情報を検出する場合を説明する。

図７は、本発明の第２の実施の形態における電子透かし検出装置の構成を示す。

同図に示す電子透かし検出装置は、撮影部１１０、矩形領域検出部１２０、電子透かし検出部１３０、所与情報決定部１４０、リソース特定部１５０から構成される。

撮影部１１０は、前述の第１の実施の形態で示した電子透かし埋込装置から入力された電子透かし入り画像をカメラで撮影する。

矩形領域検出部１２０は、撮影部１１０から与えられた撮像画像から矩形領域を検出する。

電子透かし検出部１３０は、矩形領域検出部１２０で検出された矩形領域から電子透かし情報を検出する。

所与情報決定部１４０は、検出された複数の電子透かし情報から、１つの所与情報を決定する。

リソース特定部１５０は、決定された所与情報に対応付けられたネットワークリソースを特定する。

図８は、本発明の第２の実施の形態における電子透かし検出動作を示す図である。

ステップ２０１）撮影部１１０において、複数の電子透かし情報が埋め込まれた画像（例えば、図６の画像重畳部４０における電子透かし入り画像）をカメラを用いて撮影し、メモリ（図示せず）に格納する。カメラは、カメラデジタルカメラであっても、カメラ付携帯電話やカメラ付携帯端末、カメラ付パーソナルコンピュータのいずれであってもよい。

ステップ２０２）矩形領域検出部１２０は、撮影部１１０のメモリ（図示せず）から撮像画像を読み出して、当該撮像画像から矩形領域を検出する。矩形領域の検出方法は、既存の手法を用いるものとする。例えば、非特許文献２に記載されている方法や、エッジ検出などの手法を用いて矩形領域を検出しても構わない。また、撮像画像の中に、１つの矩形領域があれば、その領域を検出し、複数の領域があれば複数の領域を検出する。また、予め検出する矩形の数を決めておき、画像の条件に従って、その個数分の矩形領域を検出しても構わない。具体的には、画像の中央に位置している矩形を検出する制約条件を与え、その位置にある矩形を１つ検出する方法でもよい。

ステップ２０３）電子透かし検出部１３０において、ステップ２０２で検出された矩形画像からその内部に埋め込まれた電子透かし情報を検出する。しかし、カメラで撮影した画像は、撮影位置や撮影角度によって射影の歪みなどが生じており、そのままの画像から電子透かし検出を行っても、電子透かしを検出することはできない。そこで、射影歪みなどの画像補正を行い、補正後の画像（正規化画像）から電子透かしを検出する。これによりカメラによって歪みの生じた画像から電子透かしの検出を行うことができるようになる。具体的には、図９に示すように、カメラで撮影した画像には射影歪みが発生している。これを元画像と同じアスペクト比をもつ正規化画像に射影変換などを用いて補正を行う。これにより補正された画像は、元画像と同じアスペクト比を持つ正規化画像に変換される。正規化画像は歪みが発生していないため、この画像から電子透かしの検出を行い、電子透かし情報を得ることができる。

検出された矩形画像が複数ある場合は、それぞれの電子透かし情報を検出する。検出においては、先に示されたように個々の撮像画像に対して歪み補正を行った後、電子透かしの検出を行うことは言うまでもない。

上記のようにして検出された電子透かし情報をメモリ（図示せず）に格納する。

ステップ２０４）所与情報決定部１４０は、メモリ（図示せず）内の検出された電子透かしの情報から１つの所与情報を決定する。つまり、図８（Ｄ）に示すように、電子透かし情報がＡ情報、Ｂ情報、Ｃ情報の３つの情報が検出されたとき、これらＡ，Ｂ，Ｃを統合して１つの所与情報とする。所与情報の統合方法は、単純な情報の組み合わせでも良いし、または、データベース上のマッピングテーブルを用いて変換を行い、１つの所与情報を構成してもよい。

ステップ２０５）最後に、リソース特定部１５０は、所与情報決定部１４０で決定された所与情報に基づいて、所与情報とネットワークリソースが対応付けられて格納されているデータベース（図示せず）を参照し、所与情報に対応付けられたネットワークリソース、例えば、ＵＲＬ情報に変換し、ネットワーク上の情報と対応付ける。

なお、上記の例では、静止画像について説明しているが、動画像も含むものとする。

本実施の形態によれば、画像上に複数埋め込まれた電子透かし情報から、カメラ撮影された箇所の矩形領域に埋め込まれた電子透かし情報を検出することが可能となる。例えば、図６に示した「犬」の画像の電子透かし入り画像から頭の領域のみを撮影すると、図８（Ｂ）のように頭のみの電子透かし情報を検出することが可能となる。これにより、犬の頭の部分に特化したネットワークと対応付けることが可能となる。

従来の電子透かし技術では、１枚の画像に１つの電子透かし情報のみを埋め込んでいたため、画像の部分的な箇所に特化した形態で、ネットワークリソースと対応付けることは実現されていなかった。また、部分領域の中で複数の矩形が得られた場合は、それらの情報を統合することで、ネットワークリソースと対応付けを行うことが可能となる。このように画像の各部分について、異なった情報を埋め込むことは、今までになかった電子透かしの情報提供手法として、大きな効果を与えることになる。

また、本実施の形態では、カメラ付携帯電話などの処理能力の低い装置を用いてもリアルタイムで電子透かしの検出が可能となる。これは、電子透かしを埋め込む矩形領域を与えることで、透かしの埋め込み範囲を特定し、透かしの検出を簡易にすることができること、並びに、カメラの歪み補正を射影変換などを用いて簡易に行うことができるためである。

［第３の実施の形態］
さらには、図１０に示すように、バーコードや２次元コードとを組み合わせることでさらに幅広い情報提供を行うことが可能となる。

図１１は、本発明の第３の実施の形態における電子透かし検出装置の構成を示す。同図に示す構成は、図７の構成にコード検出部２１０を付加した構成である。

複数ページで構成された画像に先に示した方法で同じ電子透かし情報を埋め込み、該当ページに関する情報を、例えば、２次元コードでコード化しておく。そして、電子透かし検出時に、まず、コード検出部２１０において、２次元コード情報を読み取り、その後、電子透かし検出部１３０において電子透かし情報を読み取るようにすると、所与情報決定部１４０において、これらの組み合わせから、ページ数とそれぞれの画像の電子透かし情報から、各ページの同じ矩形位置の電子透かし情報であっても異なるネットワークリソースと対応付けることが可能となる。

これにより、さらに電子透かしのネットワークリソースへの対応付けの多様性を高めることが可能となる。

なお、上記の第１・第２の実施の形態の電子透かし埋込装置及び電子透かし検出装置の動作をプログラムとして構築し、コンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能となる。

また、構築されたプログラムを、ハードディスクや、フレキシブルディスク・ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬記憶媒体に格納し、コンピュータにインストールする、または、配布することが可能である。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々変更・応用が可能である。

本発明は、カメラ付携帯電話などの処理能力の低い装置での電子透かし検出を行うための技術に適用可能である。また、静止画像のみならず、動画像にも適用可能である。

本発明の原理を説明するための図である。本発明の原理構成図である。本発明の第１の実施の形態における電子透かし埋込装置の構成図である。本発明の第１の実施の形態における電子透かし埋め込みの動作のフローチャートである。本発明の第１の実施の形態における矩形タイリング部の動作を説明するための図である。本発明の第１の実施の形態における電子透かし画像生成部から画像重畳部の動作の詳細を示す図である。本発明の第２の実施の形態における電子透かし検出装置の構成図である。本発明の第２の実施の形態における電子透かし検出動作を示す図である。本発明の第２の実施の形態における電子透かし検出部における正規化の例を示す図である。本発明の第３の実施の形態におけるコード検出を行う例を示す図である。本発明の第３の実施の形態における電子透かし検出装置の構成図である。従来の技術を説明するための図である。

符号の説明

１０矩形タイリング手段、矩形タイリング部
２０電子透かし画像生成手段、電子透かし画像生成部
３０電子透かし画像タイリング手段、電子透かし画像タイリング部
４０画像重畳手段、画像重畳部
１１０撮像手段、撮影部
１２０矩形領域検出手段、矩形領域検出部
１３０電子透かし検出手段、電子透かし検出部
１４０所与情報決定部
１５０リソース特定部
２１０コード検出部

Claims

画像に埋め込まれた電子透かし情報を検出する電子透かし検出方法であって、
撮像手段が、重ならないように等間隔に並べられた矩形領域で構成され、画像の各部分に特化したネットワークリソースと対応付けられた所与情報である電子透かし情報入り画像をカメラで撮影する撮影ステップと、
矩形領域検出手段が、前記撮影ステップで得られた撮像画像から既定の個数あるいは既定の位置の矩形領域を検出する矩形領域検出ステップと、
電子透かし検出手段が、前記矩形領域検出ステップで検出された前記矩形領域から電子透かし情報を検出する電子透かし検出ステップと、
所与情報決定手段が、前記電子透かし検出ステップで得られた電子透かし情報が１種類であった場合には該電子透かし情報を前記撮像画像に対応する所与情報とし、前記電子透かし検出ステップで得られた電子透かし情報が複数種類であった場合には前記複数種類の電子透かし情報を組み合わせて前記撮像画像に対応する１つの所与情報とする所与情報決定ステップと、
リソース特定手段が、所与情報とネットワークリソースが対応付けられて格納されているデータベースを参照し、前記所与情報決定ステップで決定された前記所与情報とネットワークリソースとを対応付けるリソース特定ステップと、
を行うことを特徴とする電子透かし検出方法。
画像に埋め込まれた電子透かし情報を検出する電子透かし検出装置であって、
重ならないように等間隔に並べられた矩形領域で構成され、画像の各部分に特化したネットワークリソースと対応付けられた所与情報である電子透かし情報入り画像をカメラで撮影する撮影手段と、
前記撮影手段で得られた撮像画像から既定の個数あるいは既定の位置の矩形領域を検出する矩形領域検出手段と、
前記矩形領域検出手段で検出された前記矩形領域から電子透かし情報を検出する電子透かし検出手段と、
前記電子透かし検出手段で得られた電子透かし情報が１種類であった場合には該電子透かし情報を前記撮像画像に対応する所与情報とし、前記電子透かし検出手段で得られた電子透かし情報が複数種類であった場合には前記複数種類の電子透かし情報を組み合わせて前記撮像画像に対応する１つの所与情報とする所与情報決定手段と、
所与情報とネットワークリソースが対応付けられて格納されているデータベースを参照し、前記所与情報決定手段で決定された前記所与情報とネットワークリソースとを対応付けるリソース特定手段と、
を有することを特徴とする電子透かし検出装置。
請求項２に記載の電子透かし検出装置を構成する各手段としてコンピュータを機能させる電子透かし検出プログラム。