JP4652167B2 - Image processing apparatus, image processing method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、デジタルコンテンツに電子透かしを埋込み、また抽出する装置および方法、更に、それらに用いられるプログラムに関する。 The present invention relates to an apparatus and method see embedding a watermark, also extracts the digital content, further, a program used in them.

従来、デジタル情報は、コンピュータなどによって劣化を起こすことなく簡単にコピーでき、逆に、書換えなど改ざんすることも容易であるという特徴がある。このため、デジタル情報は簡単な処理や操作によって、不正にコピーされて勝手に再利用されたり、一部を改ざんして証拠写真に使用できないようにされやすい。   Conventionally, digital information can be easily copied without causing deterioration by a computer or the like, and conversely, it can be easily rewritten or altered. For this reason, digital information is easily copied and reused without permission by simple processing and operations, or part of the digital information cannot be used for evidence photographs.

これを防止するものとして、電子透かしやデータハイディングなどと呼ばれる方法がある。電子透かしは、デジタル画像などのデジタルコンテンツを普通に再生した場合には、視覚できない情報を付加する手法である。   In order to prevent this, there are methods called digital watermarking and data hiding. Digital watermarking is a technique for adding invisible information when digital contents such as digital images are normally reproduced.

電子透かしを埋込む方法の技術は、次の二つに大きく分類できる。
(1)内容データの標本値に直接埋込む技術
(2)周波数成分に埋込む技術
Techniques for embedding digital watermarks can be broadly classified into the following two.
(1) Technology that embeds directly in sample values of content data (2) Technology that embeds in frequency components

ここで、上記(1)の方法は,加工や圧縮などの処理が行なわれると,埋込んだデータが失われやすいが,処理が軽い。一方,(2)の方法は,加工や圧縮などの処理には強いが,埋込みや抽出の処理が重いという特性がある。   Here, in the method (1), when processing such as processing or compression is performed, embedded data is easily lost, but processing is light. On the other hand, the method (2) is strong in processing such as processing and compression, but has a characteristic that embedding and extraction are heavy.

本出願で扱う、画質を損ねては意味を成さないまたは大きく価値が下がる画像への電子透かしは、(2)の方法よりも(1)の方法の方が画質劣化場所を局所化できるメリットがある。   For the digital watermarking on images that do not make sense if the image quality is impaired or the value is greatly reduced in this application, the method (1) has the advantage that the image quality degradation location can be localized rather than the method (2). There is.

さて、電子透かしをデジタルコンテンツに付加する用途には、次のようなものがある。
A. 著作権情報の記録
B. 違法コピー者情報の追跡
C. IPアドレスの履歴記録
D. 違法コピーの防止:不可視・高耐性型
E. 改ざん防止への応用:不可視・低耐性
F. 認証
G. 秘密通信
H. デジタルコンテンツの注釈やラベルを埋込む:可視・不可逆型
…… 所有権者表示
I. 透かし除去可能化:可視・可逆型……コンテンツ配布
There are the following applications for adding a digital watermark to digital contents.
A. B. Recording of copyright information Tracking of illegal copy information D. History recording of IP address Prevention of illegal copying: Invisible and highly resistant type Application to prevention of tampering: Invisible / low tolerance Authentication G. Secret communication Embed digital content annotations and labels: visible and irreversible
…… Owner's display Enabling watermark removal: Visible / Reversible type ... Content distribution

その中で、例えば、デジタルカメラへの用途としては、次のような「証明写真の改ざん検知」が考案されている。   Among them, for example, the following “detection of alteration of ID photo” has been devised as an application to a digital camera.

「写真撮影時にカメラの製造番号,日時等を撮影画像に透かし埋込むと同時にその電子署名を作成する機構をカメラに設ける方法が提案されている。これにより,証明写真の改ざん検知に加え,撮影カメラの特定や撮影日時の確認が可能となる。   "A method has been proposed in which a camera is equipped with a mechanism for embedding a watermark into the photographed image, such as the camera's serial number and date / time, etc. at the same time as the photograph is taken. It is possible to identify the camera and check the shooting date and time.

改ざん検知は電子署名技術だけで可能だが,透かし技術を活用することで撮影カメラや撮影日時の特定化が可能になり,改ざん抑止により効果的に作用するものと考えられる。」(電子透かし技術に関する調査報告書1999年3月:日本電子工業振興協会編より)   Although tampering detection is possible only with the digital signature technology, the use of watermark technology makes it possible to specify the shooting camera and shooting date and time, and is thought to work effectively by preventing tampering. (Survey report on digital watermark technology, March 1999: edited by Japan Electronics Industry Promotion Association)

また、本件に該当するものとしては、撮影または生成された画像の一部を切出して使用することは日常のことであり、このような場合の著作権保護の為の不正利用防止策としては、一旦画像全体に埋込まれていた電子透かしを、切出した画像の中からでも、部分的に見付け出して著作権を主張することが考えられる。   In addition, as a matter of this case, it is a daily thing to cut out and use a part of the captured or generated image, and as a measure to prevent unauthorized use for copyright protection in such cases, It is conceivable that the digital watermark once embedded in the entire image is partially found even in the cut out image and the copyright is claimed.

しかしながら、電子透かしを埋込むことによって、埋込み対象のデジタルコンテンツ・データは劣化するので、埋込みデータ量を増やしてもその影響による画質劣化ができるだけ少なくなるようにすることが重要である。   However, since the digital content data to be embedded is deteriorated by embedding the digital watermark, it is important to reduce image quality deterioration due to the influence as much as possible even if the amount of embedded data is increased.

そこで、「人間の眼は、画像平坦部に存在するノイズを感知する能力よりもエッジ部に存在するノイズを感知する能力の方が低い」という特性を利用して、電子透かしを画像へ直接埋込みする場合は、画像エッジ部に透かし埋込みすることが一般的である。   Therefore, using the characteristic that “the human eye is less capable of sensing noise present at the edge than the ability to sense noise present in the flat portion of the image”, the digital watermark is directly embedded in the image. When doing so, it is common to embed a watermark in the image edge portion.

しかし、画像領域の中で、エッジ部は平坦部よりも領域が狭いことが多く、埋込む透かし量が大きいと画質劣化が急に著しくなる結果になる。特に、帳票,図面や地図など人工的に作られた画像において、輪郭線の過度な侵食や骨格線が分断または消えるところまで劣化させるのは、元の画像が表現する論理的な意味を読者が理解しようとする過程において、致命的な障害になる。   However, in the image area, the edge part is often narrower than the flat part, and if the amount of watermark to be embedded is large, the image quality deterioration becomes abrupt. In particular, in an artificially created image such as a form, drawing, or map, it is the reader's logical meaning that the original image expresses that excessive erosion of the contour line or deterioration of the skeletal line is broken or disappeared. It becomes a fatal obstacle in the process of understanding.

また、従来技術としては、例えば、「位置情報を含む電子透かしにより互いに異なる抽出開始位置について複数回探索することによって埋込み位置を判別する」ものがある(特許文献1参照)。また、DCT量子係数に埋込む方式(特許文献2参照)、フーリエ変換係数に埋込む方式および画素値の局所的複雑度の大小関係に応じて埋込み強度を可変にする方式(特許文献3,4参照)、挿入されている電子透かしデータの隠匿性を高めることができるようにしたもの(特許文献5参照)などもある。
特開2001−119558号公報 特開2000−216983号公報 特開2000−287073号公報 特開2003−219148号公報 特許第3630071号公報
Further, as a conventional technique, for example, there is a technique of “determining an embedding position by searching a plurality of extraction start positions different from each other using a digital watermark including position information” (see Patent Document 1). In addition, a method of embedding in DCT quantum coefficients (see Patent Document 2), a method of embedding in Fourier transform coefficients, and a method of changing the embedding strength according to the magnitude relation of local complexity of pixel values (Patent Documents 3 and 4). And the like (see Patent Document 5) which can improve the concealment of the inserted digital watermark data.
JP 2001-119558 A JP 2000-216983 A JP 2000-287073 A JP 2003-219148 A Japanese Patent No. 3630071

このようにして、電子透かし情報埋込みの目的は、改ざん検知や著作権情報抽出の性能を上げる為であり、埋込む透かし情報量をできるだけ多くし、かつ、小さく部分切出しされた画像からでも電子透かしが抽出できることが好ましい。   In this way, the purpose of embedding digital watermark information is to improve the performance of tampering detection and copyright information extraction. The amount of embedded watermark information is as large as possible, and even from a partially segmented image, the digital watermark is embedded. It is preferable that can be extracted.

ただし、埋込む透かし量が多くなるほど、画質劣化程度が増すので、画質劣化を極力抑えることも必要となる。   However, as the watermark amount to be embedded increases, the degree of image quality degradation increases, so it is necessary to suppress image quality degradation as much as possible.

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、所有権を明言できる著作権情報の埋込み量を確保しながらできるだけ小さい部分切出し画像領域を認識することが可能な画像処理方法および画像処理装置およびプログラムおよび記憶媒体を提供すること目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an image processing method and an image processing apparatus capable of recognizing a partially cut-out image region as small as possible while securing an embedding amount of copyright information capable of clearly indicating ownership. It is another object of the present invention to provide a program and a storage medium.

本発明の画像処理装置は、画像をブロック分割し、上記ブロックの境界位置を特定するための複数の境界識別情報および所定の任意データを電子透かし情報として埋込む埋め込み手段と、上記埋め込み手段により埋め込まれた上記境界識別情報に基づいて上記ブロック領域の境界位置を決定する境界位置決定手段と、上記ブロック領域に埋め込まれた上記任意データを抽出する抽出手段とを設け、上記境界識別情報を、上記ブロック領域の所定の位置から上記境界識別情報を埋め込む位置までの距離をあらわす情報に基づいて定められる情報とし、上記境界位置決定手段が、上記ブロック領域における複数の上記境界識別情報のそれぞれから得られる境界位置を特定するための情報に基づいて、得られたその境界位置を上記ブロック領域の境界位置とするか否かを決定するようにしたものである。 The image processing apparatus of the present invention, image is divided into blocks, embedded and embedding means a plurality of boundary identification information and a predetermined arbitrary data for specifying the boundary position of the block embedded as electronic watermark information by the embedding means Boundary position determining means for determining the boundary position of the block area based on the boundary identification information, and extraction means for extracting the arbitrary data embedded in the block area, the boundary identification information being Information determined based on information representing a distance from a predetermined position in the block area to a position where the boundary identification information is embedded, and the boundary position determining means is obtained from each of the plurality of boundary identification information in the block area. Based on the information for specifying the boundary position, the obtained boundary position is defined as the boundary of the block area. It is obtained so as to determine whether the position.

このような画像処理装置において、上記境界識別情報が、上記境界識別情報を埋め込む位置の、上記ブロック領域の境界における所定の1点からの相対位置をあらわす座標情報に基づいて定められる情報であるとよい。In such an image processing device, the boundary identification information is information determined based on coordinate information representing a relative position from a predetermined point on the boundary of the block region of the position where the boundary identification information is embedded. Good.
さらに、上記境界位置決定手段が、複数のブロック領域における上記境界識別情報から得られる境界位置が一致している度合いに基づいて、上記ブロック領域の境界位置を決定するようにするとよい。Further, the boundary position determining means may determine the boundary position of the block area based on the degree of coincidence of the boundary positions obtained from the boundary identification information in a plurality of block areas.

さらに、上記境界位置決定手段が、画像データの任意の位置を起点とした上記ブロック領域と同じサイズの領域を、上記境界識別情報を取得する領域とし、その境界識別情報のそれぞれから得られる境界位置に基づいて、得られたその境界位置が上記ブロック領域の境界位置であると決定されなかった場合には、上記任意の位置とは異なる位置を起点とした上記ブロック領域と同じサイズの領域を、上記境界識別情報を取得する領域とするようにするとよい。Further, the boundary position determining means uses a region having the same size as the block region starting from an arbitrary position of the image data as a region for acquiring the boundary identification information, and the boundary position obtained from each of the boundary identification information If the obtained boundary position is not determined to be the boundary position of the block area, the area of the same size as the block area starting from a position different from the arbitrary position, It is good to make it the area | region which acquires the said boundary identification information.

上記の各画像処理装置において、上記境界識別情報の埋込み位置を、上記ブロック領域内の埋め込み情報の中の先頭に設定するとよい。In each of the image processing apparatuses described above, the embedding position of the boundary identification information may be set at the head of the embedding information in the block area.
あるいは、上記境界識別情報の埋込み位置を、上記ブロック領域内の境界近くの周辺部に分散させるとよい。Alternatively, the embedding positions of the boundary identification information may be dispersed in the peripheral portion near the boundary in the block area.

また、この発明の画像処理方法は、画像をブロック分割し、上記ブロックの境界位置を特定するための複数の境界識別情報および所定の任意データを電子透かし情報として埋込む埋め込み手順と、上記埋め込み手段により埋め込まれた上記境界識別情報に基づいて上記ブロック領域の境界位置を決定する境界位置決定手順と、上記ブロック領域に埋め込まれた上記任意データを抽出する抽出手順とを実行する画像処理方法において、上記境界識別情報を、上記ブロック領域の所定の位置から上記境界識別情報を埋め込む位置までの距離をあらわす情報に基づいて定められる情報とし、上記境界位置決定手順において、上記ブロック領域における複数の上記境界識別情報のそれぞれから得られる境界位置を特定するための情報に基づいて、得られたその境界位置を上記ブロック領域の境界位置とするか否かを決定するようにするとよい。The image processing method of the present invention includes an embedding procedure for embedding a plurality of boundary identification information and predetermined arbitrary data as electronic watermark information for dividing an image into blocks and specifying the boundary position of the block, and the embedding unit In an image processing method for executing a boundary position determination procedure for determining a boundary position of the block region based on the boundary identification information embedded by the above and an extraction procedure for extracting the arbitrary data embedded in the block region, The boundary identification information is information determined based on information representing a distance from a predetermined position of the block area to a position where the boundary identification information is embedded, and in the boundary position determination procedure, a plurality of the boundaries in the block area Based on the information for identifying the boundary position obtained from each of the identification information And the boundary position may be possible to determine whether the boundary position of the block area.

このような画像処理方法において、上記境界識別情報を、上記境界識別情報を埋め込む位置の、上記ブロック領域の境界における所定の1点からの相対位置をあらわす座標情報に基づいて定められる情報とするとよい。In such an image processing method, the boundary identification information may be information determined based on coordinate information representing a relative position from a predetermined point on the boundary of the block region of the position where the boundary identification information is embedded. .
さらに、上記境界位置決定手順において、複数のブロック領域における上記境界識別情報から得られる境界位置が一致している度合いに基づいて、上記ブロック領域の境界位置を決定するようにするとよい。Furthermore, in the boundary position determination procedure, the boundary position of the block area may be determined based on the degree of matching of the boundary positions obtained from the boundary identification information in a plurality of block areas.

さらに、上記境界位置決定手順において、画像データの任意の位置を起点とした上記ブロック領域と同じサイズの領域を、上記境界識別情報を取得する領域とし、その境界識別情報のそれぞれから得られる境界位置に基づいて、得られたその境界位置が上記ブロック領域の境界位置であると決定されなかった場合には、上記任意の位置とは異なる位置を起点とした上記ブロック領域と同じサイズの領域を、上記境界識別情報を取得する領域とするようにするとよい。Further, in the boundary position determination procedure, an area having the same size as the block area starting from an arbitrary position of the image data is set as an area for acquiring the boundary identification information, and the boundary position obtained from each of the boundary identification information If the obtained boundary position is not determined to be the boundary position of the block area, the area of the same size as the block area starting from a position different from the arbitrary position, It is good to make it the area | region which acquires the said boundary identification information.

上記の各画像処理装置において、上記境界識別情報の埋込み位置を、上記ブロック領域内の埋め込み情報の中の先頭に設定するとよいIn each of the image processing apparatuses described above, it is preferable that the embedding position of the boundary identification information is set at the head of the embedding information in the block area.
上記境界識別情報の埋込み位置を、上記ブロック領域内の境界近くの周辺部に分散させるとよい。It is preferable that the embedding positions of the boundary identification information are distributed in a peripheral portion near the boundary in the block area.

また、この発明のプログラムは、請求項7乃至12のいずれか一項記載の画像処理方法を適用して、コンピュータシステムを作動させ、デジタルコンテンツに電子透かしを埋込みまたは抽出するようにしたことを特徴とするプログラムである。 The program of the present invention is characterized in that the image processing method according to any one of claims 7 to 12 is applied to operate a computer system to embed or extract a digital watermark in digital content. It is a program .

したがって、本発明によれば、電子透かしを埋込んだ画像を、部分切出し画像領域の中からでも、電子透かしを抽出することができるという効果を得る。   Therefore, according to the present invention, it is possible to extract an electronic watermark from an image in which the electronic watermark is embedded even from a partially cut-out image area.

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施例にかかるコンピュータシステムより構成された画像処理装置の一例を示している。   FIG. 1 shows an example of an image processing apparatus constituted by a computer system according to an embodiment of the present invention.

同図において、CPU(中央処理装置)1は、この画像処理装置の動作制御を行うものであり、ROM(リード・オンリ・メモリ)2は、CPU1が起動時に実行するプログラムや必要なデータ等を記憶するためのものであり、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)3は、CPU1のワークエリア等を構成するためのものであり、時計回路4は、現在日時情報を出力するためのものである。   In the figure, a CPU (Central Processing Unit) 1 controls the operation of the image processing unit, and a ROM (Read Only Memory) 2 stores programs executed by the CPU 1 at startup and necessary data. A RAM (Random Access Memory) 3 is for constituting a work area of the CPU 1 and a clock circuit 4 is for outputting current date information.

磁気ディスク装置5は、種々のアプリケーションプログラム、ワークデータ、ファイルデータ、画像データデータなどの種々のデータを記憶するためのものである。   The magnetic disk device 5 is for storing various data such as various application programs, work data, file data, and image data data.

ブロック境界位置情報生成部6は、部分切出し画像の中から、電子透かしを解析して得たブロック境界位置情報を手掛かりにして、ブロック境界位置を正確に認識することによって、ブロック毎に独立して埋込まれた電子透かしを抽出するためのものであり、予め、画像をブロック分割し、それぞれのブロック内で独立に、ブロックの境界位置情報(境界識別情報と略す)を、電子透かし情報として生成する手段である。生成されたデータは、磁気ディスク装置5に保存された後、ソースデータ符号部7に与えられる。   The block boundary position information generation unit 6 recognizes the block boundary position accurately from the partially cut out image by using the block boundary position information obtained by analyzing the digital watermark as a clue. This is to extract the embedded digital watermark. The image is divided into blocks in advance, and the boundary position information of the block (abbreviated as boundary identification information) is generated as the digital watermark information independently in each block. It is means to do. The generated data is stored in the magnetic disk device 5 and then given to the source data encoding unit 7.

ソースデータ符号部7は、外部からの任意データ入力手段(後述)で入力されたデータと、ブロック境界位置情報生成部8で生成されたデータの両方のデータを混合使用して、暗号化または符号化するためのものである。ソースデータ符号部7の出力データは、磁気ディスク装置5に保存された後、電子透かし埋込み部9(後述)に与えられる。   The source data encoding unit 7 encrypts or encodes data by using both data input by an external arbitrary data input means (described later) and data generated by the block boundary position information generation unit 8. It is for making it. The output data of the source data encoding unit 7 is stored in the magnetic disk device 5 and then given to a digital watermark embedding unit 9 (described later).

電子透かし抽出データ復号部8は、電子透かし抽出部10(後述)によって磁気ディスク装置5に格納されている電子透かし抽出データを暗号解読など復号化し、ブロック境界位置情報と、任意データに分解し、磁気ディスク装置5の別の場所に格納する。なお、任意データは、ブロック境界認識部11(後述)によって、予めブロック境界位置を認識してから、ブロック境界位置情報を基にして、内容を決定する。   The digital watermark extraction data decoding unit 8 decodes the digital watermark extraction data stored in the magnetic disk device 5 by the digital watermark extraction unit 10 (described later), and decrypts it into block boundary position information and arbitrary data, It is stored in another location on the magnetic disk device 5. The content of the arbitrary data is determined based on the block boundary position information after the block boundary recognition unit 11 (described later) recognizes the block boundary position in advance.

電子透かし埋込部9は、ソースデータ符号部7により生成された埋込データを、埋込対象となる画像データに対して、電子透かしとして埋込むためのものである。   The digital watermark embedding unit 9 is for embedding the embedded data generated by the source data encoding unit 7 into the image data to be embedded as a digital watermark.

電子透かし抽出部10は、電子透かしが埋込まれた画像データの中から電子透かしを抽出し、メモリ4の別の場所に格納するためのものである。   The digital watermark extraction unit 10 is for extracting a digital watermark from the image data in which the digital watermark is embedded and storing it in another location in the memory 4.

ブロック境界認識部11は、電子透かし抽出データ復号部8によって磁気ディスク装置5に格納されているブロック境界位置情報を使用し、ブロック境界位置を認識する。   The block boundary recognition unit 11 uses the block boundary position information stored in the magnetic disk device 5 by the digital watermark extraction data decoding unit 8 to recognize the block boundary position.

CRT画面表示装置12は、この画像処理装置を操作するための画面を表示するためのものであり、表示制御部13は、CRT画面表示装置12の表示内容を制御するためのものである。   The CRT screen display device 12 is for displaying a screen for operating the image processing device, and the display control unit 13 is for controlling the display contents of the CRT screen display device 12.

キーボード装置14は、この画像処理装置に種々のキー操作を行うためのものであり、画面指示装置15は、CRT画面表示装置12の任意の点を指示する等の操作作業を行うためのものであり、入力制御部16は、キーボード装置14および画面指示装置15の入力情報を取り込む等するためのものである。   The keyboard device 14 is for performing various key operations on the image processing device, and the screen instruction device 15 is for performing operation operations such as instructing an arbitrary point on the CRT screen display device 12. Yes, the input control unit 16 is for capturing input information of the keyboard device 14 and the screen instruction device 15.

ネットワークインターフェース回路17は、この画像処理装置ネットワーク(図示略)に接続するためのものであり、ネットワーク伝送制御部18は、ネットワークを介して他の端末装置との間で種々の情報をやりとりするための伝送制御処理を行うためのものである。 The network interface circuit 17 is for connecting the image processing apparatus to a network (not shown), and the network transmission control unit 18 exchanges various information with other terminal apparatuses via the network. This is for performing transmission control processing.

これらのCPU1、ROM2、RAM3、時計回路4、磁気ディスク装置5、ブロック境界位置情報生成部6、ソースデータ符号化部7、電子透かし抽出データ復号化部8、電子透かし埋込部9、電子透かし抽出部10、ブロック境界認識部11、表示制御部13、入力制御部16、および、ネットワーク伝送制御部18は、バス19に接続されており、これらの各要素間のデータのやりとりは、主としてこのバス19を介して行われる。 These CPU 1, ROM 2, RAM 3, clock circuit 4, magnetic disk device 5, block boundary position information generation unit 6, source data encoding unit 7, digital watermark extraction data decoding unit 8, digital watermark embedding unit 9, digital watermark extractor 10, and block border recognition unit 11, the display control unit 13, the input control unit 16, a network transmission control unit 18 is connected to the bus 19, the exchange of these data between the elements, primarily This is done via this bus 19.

また、CRT画面表示装置12、キーボード装置14および画面指示装置15は、ユーザに対するユーザ・インタフェース機能を実現しており、例えば、各種操作指示や機能選択指令、編集データ等を入力したり、電子透かしデータを画像ブロック単位に埋込むまたは抽出する時のブロックサイズを入力したり、埋込まれたデータ内容を隠蔽する目的で、電子透かしデータを暗号化する時および暗号化された電子透かしを解読する時に、秘密キーを入力するために用いられる。また、キー操作により、電子透かし解読結果を入力イメージ画像データと重ね合わせて表示させたり、どちらか一方のみを選択して表示させたりするような表示操作機能も実現することができる。   The CRT screen display device 12, the keyboard device 14, and the screen instruction device 15 realize a user interface function for the user. For example, various operation instructions, function selection commands, editing data, etc. Enter the block size when embedding or extracting data in image block units, or decrypting the watermark data for the purpose of concealing the embedded data contents Sometimes used to enter a secret key. In addition, a display operation function can be realized in which a digital watermark decryption result is displayed superimposed on the input image image data by key operation, or only one of them is selected and displayed.

また、処理画像データは、例えば、磁気ディスク装置5にあらかじめ保存されたもの、あるいは、ネットワークを介し、他の端末装置等から受信したものを適用することができる。   The processed image data can be, for example, data stored in advance in the magnetic disk device 5 or data received from another terminal device or the like via a network.

なお、さらに、交換可能な記憶媒体を適用できる光学ディスク装置(例えば、CD−ROM駆動装置、DVD駆動装置など)や、デジタルスチルカメラ装置、スキャナ装置を備えて、処理画像データを入力するようにすることも可能である。   In addition, an optical disk device (for example, a CD-ROM drive device, a DVD drive device, etc.), a digital still camera device, and a scanner device to which a replaceable storage medium can be applied is provided so that processed image data is input. It is also possible to do.

さて、本実施例では、次のようにして画像ブロック内に電子透かしを埋め込む。   In this embodiment, a digital watermark is embedded in an image block as follows.

基本的には、図2に示すように、画像をブロック分割し、それぞれのブロック内で独立に、ブロックの境界位置情報(境界識別情報と略す)と任意データの両方を電子透かし情報として埋込んでおくことにより、電子透かし抽出処理においては、その部分切出し画像の中から、電子透かしを解析し最初の段階で得たブロック境界位置情報を手掛かりにして、ブロック境界位置を正確に認識し、続いて、ブロック毎に独立して埋込まれた任意データを抽出できる方式である。   Basically, as shown in FIG. 2, the image is divided into blocks, and both the boundary position information of the block (abbreviated as boundary identification information) and arbitrary data are embedded as digital watermark information independently in each block. Therefore, in the digital watermark extraction process, the block boundary position information obtained in the first stage by analyzing the digital watermark from the partially cut out image is used as a clue, and the block boundary position is accurately recognized. Thus, the arbitrary data embedded independently for each block can be extracted.

なお、本願全体において、電子透かしを埋込む対象画像の適用性については、何らかの冗長な情報を持つことによって、画像本体情報量に比べて極少の電子透かしを埋込んでも、画質劣化の影響が出難いものであれば、それ以外の条件は問わない。即ち、電子透かし埋込み対象画像として、各種文献、特許など一般に紹介されている総てのものに適用できる。   It should be noted that the applicability of the target image in which the digital watermark is embedded throughout the present application has some redundant information, so that even if the amount of digital watermark is extremely small compared to the amount of image main body information, the image quality is affected. Other conditions are not required as long as they are difficult. In other words, the present invention can be applied to all the commonly introduced images such as various documents and patents as images to be embedded with a digital watermark.

ここで、画像の種類の詳細説明は、周知技術であるので、その説明は省略する。本願に特化する点についてだけ、以下に3種類の画像を説明する。   Here, since the detailed description of the type of image is a well-known technique, the description thereof is omitted. Only the points that are specific to the present application will be described below.

まず、「多値濃淡画像の画素値に直接埋込む場合」について説明する。   First, “in the case of embedding directly in pixel values of a multi-value gray image” will be described.

多値濃淡色による画像表現方法は、多くの色数かつ、それぞれの色の濃淡値を必要とする自然画像に適用されることが多い。画像を濃淡色で表現する為に、画像データは1画素当たり複数ビット(8,16,24,32ビット等)で構成する。   The image expression method using multi-valued shades is often applied to natural images that require a large number of colors and shade values for each color. In order to express the image in shades of color, the image data is composed of a plurality of bits (8, 16, 24, 32 bits, etc.) per pixel.

ここで説明する電子透かしは、証拠写真や映像美の追求などの目的のために、多値濃淡画像を非圧縮や可逆圧縮加工状態で保存する用途に向いているものである。画像を非圧縮や可逆圧縮加工状態で保存しておけば、画質劣化しない画像が再生できるので、画質劣化の原因は電子透かし埋込みに限定でき、画質劣化を小さく即ち弱い耐性(一般に相関関係がある)の電子透かし(用途は改ざん検知に向く)の埋込みに向いている。電子透かし埋込み時に周波数変換などの画像変換を伴わない為、埋込み処理時間も短いのが特徴である。   The digital watermark described here is suitable for the purpose of storing a multi-value grayscale image in an uncompressed or reversible compression processed state for the purpose of pursuing evidence photographs or visual beauty. If an image is stored in an uncompressed or reversible compression state, an image that does not deteriorate image quality can be reproduced. Therefore, the cause of image quality deterioration can be limited to embedding an electronic watermark, and image quality deterioration is reduced, that is, weak tolerance (generally correlated) ) For digital watermarking (uses for tamper detection). Since digital image embedding does not involve image conversion such as frequency conversion, the embedding processing time is short.

符号化時、処理対象画像データの領域を、8×8等の画素領域からなるブロックに分割し、それぞれのブロックにおいて電子透かしを埋込む。画像データは1画素当たり複数ビット数で構成されているので、画質劣化の影響が最も少ない最下位ビットを用いて、電子透かし情報を挿入する。   At the time of encoding, the area of the processing target image data is divided into blocks each consisting of 8 × 8 pixel areas, and a digital watermark is embedded in each block. Since the image data is composed of a plurality of bits per pixel, the digital watermark information is inserted using the least significant bit that has the least influence of image quality degradation.

電子透かしとして埋込む情報は、当該ブロックの境界を識別するための境界識別情報と、ブロック境界とは直接関係が無い任意データの二種類である。例えば、8×8画素ブロックの場合、任意の画素座標からブロック境界までの距離は、X(横)方向およびY(縦)方向ともに、0〜7であるので、それぞれ3ビットずつ合せて6bit(6画素分のそれぞれの最下位ビットを使用)で表現できる。   There are two types of information embedded as a digital watermark: boundary identification information for identifying the boundary of the block, and arbitrary data that is not directly related to the block boundary. For example, in the case of an 8 × 8 pixel block, the distance from an arbitrary pixel coordinate to the block boundary is 0 to 7 in both the X (horizontal) direction and the Y (vertical) direction. Each least significant bit for 6 pixels is used).

このため、例えば、ブロック境界識別子をブロック内の左上の先頭画素のオフセット(ブロック内座標)値(X方向:000,Y方向:000)で表現することにして、ブロック内の左上先頭画素から6画素分の濃淡情報を使用して電子透かしとして埋込むことにすると、ブロック内の左上先頭画素から6画素分の濃淡情報の最下位1ビットは、総て0(暗号化しない時)を設定することになる。その場合、ブロック先頭6画素以外の位置にある画素情報の最下位ビットを使用して、著作権情報や改ざん検知情報などの任意データを埋込むことが可能である。   For this reason, for example, the block boundary identifier is expressed by the offset (in-block coordinates) value (X direction: 000, Y direction: 000) of the top left top pixel in the block. If the density information for pixels is used to embed as a digital watermark, the least significant 1 bit of the density information for 6 pixels from the top left top pixel in the block is set to 0 (when not encrypted). It will be. In that case, it is possible to embed arbitrary data such as copyright information and falsification detection information using the least significant bit of the pixel information at a position other than the first six pixels of the block.

復号化時、最初に「ブロック境界位置を認識」し、その後「それぞれのブロック内に埋込まれている任意データを抽出」する、となる二つの処理に分けられる。   At the time of decoding, the process is divided into two processes: “recognize the block boundary position” first, and then “extract arbitrary data embedded in each block”.

ブロック境界位置の認識処理は、復号対象となっている画像データにおいて、ブロックサイズの画素領域(ブロック領域)内で所定位置に埋込まれている境界識別情報を捜索する(捜索の初期位置は、ブロック領域の左上の画素(基準画素)が画像データの左上の画素に一致する位置)。   The block boundary position recognition process searches for boundary identification information embedded in a predetermined position in a pixel area (block area) of a block size in the image data to be decoded (the initial position of the search is The position at which the upper left pixel (reference pixel) of the block area matches the upper left pixel of the image data).

具体的には、境界識別情報が挿入されていると予想される座標の画素データの最下位ビットをそれぞれ取り出して、有効な境界識別情報が構成されるかどうかを調べる。認識したブロック境界位置が確かであることを保証する為には、複数のブロック領域において抽出したそれぞれの境界識別情報を、全体で多数決を取り決定する。   Specifically, the least significant bits of the pixel data at the coordinates where the boundary identification information is expected to be inserted are respectively extracted to check whether valid boundary identification information is configured. In order to ensure that the recognized block boundary position is certain, the majority of the boundary identification information extracted in the plurality of block areas is determined by a majority vote.

例えば、上記符号化説明における8×8画素ブロックで、X(横)方向およびY(縦)方向共に、3ビットずつで境界識別情報を表現する場合、それぞれ1/8(=1/2)の確率でブロック境界位置を間違える可能性があるので、信頼性を上げる為には、ブロック内に埋込む境界識別情報ビット数を増やすか、複数ブロックの認識による総合判断などが欠かせない。 For example, in the 8 × 8 pixel block in the above encoding description, when the boundary identification information is expressed by 3 bits in both the X (horizontal) direction and the Y (vertical) direction, 1/8 (= 1/2 3 ), respectively. In order to increase reliability, it is necessary to increase the number of bits of boundary identification information embedded in the block or to make a comprehensive judgment by recognizing a plurality of blocks.

そこで、ブロック境界識別情報ビット数を増やす例を、図2を基に説明する。同図においては、画像ブロック内において、電子透かしとして埋込むブロック境界識別情報Ai(Xi,Yi)または任意データBj(Xj,Yj)の設定内容と、埋込み位置を示している。   An example of increasing the number of block boundary identification information bits will be described with reference to FIG. In the figure, setting contents of block boundary identification information Ai (Xi, Yi) or arbitrary data Bj (Xj, Yj) to be embedded as an electronic watermark and an embedded position are shown in the image block.

AiまたはBjは、それぞれi番目またはj番目に埋込む1bitずつの値を表し、(Xi,Yi)または(Xj,Yj)は、それぞれAiまたはBjを埋込む位置の座標をブロック境界からの相対座標で表している。XiおよびXjは、左端のブロック境界からの距離であり、YiおよびYjは、上端のブロック境界からの距離である。   Ai or Bj represents 1-bit value embedded in the i-th or j-th, respectively. (Xi, Yi) or (Xj, Yj) represents the coordinates of the position where Ai or Bj is embedded, respectively, relative to the block boundary. Expressed in coordinates. Xi and Xj are distances from the leftmost block boundary, and Yi and Yj are distances from the uppermost block boundary.

ここで、ブロック境界識別情報の値を1bit単位に決定する例について説明する。   Here, an example in which the value of the block boundary identification information is determined in 1-bit units will be described.

(例1)ブロック境界識別情報の決定方法として単純な一例
A0=[(X0+Y0)の最下位1ビット値]
・・・
Ai=[(Xi+Yi)の最下位1ビット値]
(Example 1) Simple example of a method for determining block boundary identification information A0 = [least significant 1-bit value of (X0 + Y0)]
...
Ai = [least significant 1-bit value of (Xi + Yi)]

(例2)ブロック境界識別情報の決定方法として単純な他の例
A0=[(X0+Y0)の最下位1ビット値]
・・・
Ai=[(X0+Y0)〜(Xi+Yi)の総和の最下位1ビット値]
(Example 2) Another simple example of a method for determining block boundary identification information A0 = [least significant 1-bit value of (X0 + Y0)]
...
Ai = [the least significant 1-bit value of the sum of (X0 + Y0) to (Xi + Yi)]

(例3)ブロック境界識別情報の高速処理を考慮した決定方法の一例
A0のブロック内相対座標値(X0,Y0)を二進値に変換し、それぞれのビット値を埋込データとしてA〜A2nに埋め込む。
X0=(bx,nx,n−1x,n−2・・・bx,1)、Y0=(by,ny,n−2・・・by,1)とし、
2n=bx,n,A2(n−1)=bx,n−1,・・・,A=bx,1,A2n−1=by,n,A2(n−1)−1=by,n−1,・・・,A=by,1とする。
ただし、bz,kは、A0の座標値Z(=X0またはY0)をあらわすビット列の中の2k−1の係数である。
(Example 3) An example of a determination method considering high-speed processing of block boundary identification information A0 relative block coordinate values (X0, Y0) are converted into binary values, and each bit value is embedded as A 1 to A 1 . Embed in A 2n .
X0 = (b x, n b x, n-1 b x, n-2 ··· b x, 1), and Y0 = (b y, n b y, n-2 ··· b y, 1) ,
A 2n = b x, n, A 2 (n-1) = b x, n-1, ···, A 2 = b x, 1, A 2n-1 = b y, n, A 2 (n- 1) -1 = by , n−1 ,..., A 1 = by , 1 .
Here, b z, k is a 2 k−1 coefficient in the bit string representing the coordinate value Z (= X0 or Y0) of A0.

(例4)ブロック境界識別情報の高速処理を考慮した決定方法の他の例
A0のブロック内相対座標値(X0,Y0)を単調増加関数F()またはG()の入力値に使用し、その結果得られた値X,Yを二進値に変換し、それぞれのビット値を埋込データとしてA1〜A2nに埋め込む。
関数F()は、例えば、mを自然数として、F(X0)=X0+m;F(X0)=X0−m;F(X0)=X0*m;F(X0)=X0/m;F(X0)=X0;F(X0)=logX0;F(X0)=mX0など。
また、関数G()は関数F()と同じ関数を使うことができる。あるいは、それ以外の単調増加または単調減少関数を適用できる。
X=(bx,nx,n−1x,n−2・・・bx,1)、Y=(by,ny,n−2・・・by,1)とし、
2n=bx,n,A2(n−1)=bx,n−1,・・・,A=bx,1,A2n−1=by,n,A2(n−1)−1=by,n−1,・・・,A=by,1とする。
ただし、bz,kは、A0の座標値Z(=XまたはY)をあらわすビット列の中の2k−1の係数である。
(Example 4) Another example of determination method considering high-speed processing of block boundary identification information The relative coordinate value (X0, Y0) within the block of A0 is used as the input value of the monotonically increasing function F () or G (). The resulting values X and Y are converted into binary values, and the respective bit values are embedded in A1 to A2n as embedded data.
The function F () is, for example, F (X0) = X0 + m; F (X0) = X0−m; F (X0) = X0 * m; F (X0) = X0 / m; F (X0) where m is a natural number ) = X0 m ; F (X0) = log m X0; F (X0) = m X0 and the like.
The function G () can use the same function as the function F (). Alternatively, other monotonically increasing or monotonic decreasing functions can be applied.
X = (bx , nbx, n- 1bx, n-2 ... bx , 1 ), Y = (by , nby, n-2 ... by , 1 ) ,
A 2n = b x, n, A 2 (n-1) = b x, n-1, ···, A 2 = b x, 1, A 2n-1 = b y, n, A 2 (n- 1) -1 = by , n−1 ,..., A 1 = by , 1 .
Here, b z, k is a 2 k−1 coefficient in the bit string representing the coordinate value Z (= X or Y) of A0.

(例5)ブロック境界識別情報の決定方法の他の例
A0=F(X0,Y0)
・・・
Ai=F(Xi,Yi)
ここで、関数F(x,y)は、xとyを種(タネ)にして1ビットの乱数を生成する関数である。
(Example 5) Another example of determination method of block boundary identification information A0 = F (X0, Y0)
...
Ai = F (Xi, Yi)
Here, the function F (x, y) is a function for generating a 1-bit random number by using x and y as seeds.

これらの例1〜5の総てに共通して重要なのは、ブロック境界識別情報Aiが、XiおよびYiを含むA0〜Ai自身の埋込み位置のブロック内座標値(Biの埋込み座標値を加味しても良い)を基にした計算値で決定する点である。   What is important in common to all of these examples 1 to 5 is that the block boundary identification information Ai includes in-block coordinate values of the embedded positions of A0 to Ai including Xi and Yi (including the embedded coordinate value of Bi). It is a point determined by a calculated value based on

即ち、ブロック境界位置が電子透かし埋込み時と検出時でズレていれば、相対座標を基にして算出されているA0〜Aiの値のそれぞれが埋込み時と検出時とで総て一致する確率は1/2の割合で低くなるので、iが大きくなるほど、ブロック境界認識精度が上がることになる。 That is, if the block boundary position is shifted between the time of embedding the digital watermark and the time of detection, the probability that the values of A0 to Ai calculated based on the relative coordinates are the same at the time of embedding and at the time of detection is Since it becomes lower at a rate of 1/2 i , the block boundary recognition accuracy increases as i increases.

その中で、例1および例2は、処理速度(より高速である方が良い)や解読容易性(成りすましを防ぐ為に、第三者による解読は困難な方が良い)の考慮が浅い単純な計算例を示すものである。   Among them, Example 1 and Example 2 are simple ones that do not take into consideration the processing speed (which should be faster) and ease of decoding (which should be difficult to decode by a third party to prevent impersonation). This shows an example of simple calculation.

例1は、Aiの値を、Ai自身の座標値XiとYiの加算値の最下位1bitで設定することを表している。また、例2は、A0〜Aiの座標値の累計値を使用しており、計算方法がより複雑になり、解読の難解性を少し上げていると言える。   Example 1 represents that the value of Ai is set by the least significant 1 bit of the added value of Ai's own coordinate value Xi and Yi. In addition, Example 2 uses the cumulative value of the coordinate values of A0 to Ai, and it can be said that the calculation method becomes more complicated and slightly increases the difficulty of decoding.

例3〜例5については、後述する。   Examples 3 to 5 will be described later.

次に、以上で説明した境界識別情報を基に、ブロック境界を捜索する方法を以下に説明する。   Next, a method for searching for a block boundary based on the boundary identification information described above will be described below.

上述の境界識別情報が有効に構成されていない場合には、ブロック領域を1画素右方向(例3および例4の場合は、1画素以上)にずらして、再度ブロックサイズの画素領域のデータを抽出し、同じ動作を繰返す。   If the above-described boundary identification information is not configured effectively, the block area is shifted to the right by one pixel (in the case of Example 3 and Example 4, one pixel or more), and the data of the pixel area of the block size is again obtained. Extract and repeat the same operation.

処理対象となっている画像データの右端の領域が、ブロックサイズの右端に一致するまで繰り返しても境界識別情報を得られない場合には、画像データの2行目以降にブロック領域の上境界を移動して行って、同じ動作を繰返し、境界識別情報を捜索する。それでも得られない場合は、エラー(電子透かしが埋込まれている画像ではないと判断)とする。   If the boundary identification information cannot be obtained even if the right end area of the image data to be processed is repeated until it matches the right end of the block size, the upper boundary of the block area is set after the second line of the image data. Moving around, repeating the same operation to search for boundary identification information. If it still cannot be obtained, an error (determined that the digital watermark is not embedded) is made.

境界識別情報が得られた場合、ブロック領域が決まるので、決定されたブロック領域から任意データを埋込んでいた各画素において、それぞれの画素データの最下位ビットを取り出し、その取り出した最下位ビットのデータに基いて、任意データを再現する。任意データの内容を保証する為には、複数ブロック領域について、それぞれ任意データを抽出し、全体の多数決で決定する。   When the boundary identification information is obtained, the block area is determined. Therefore, in each pixel in which arbitrary data is embedded from the determined block area, the least significant bit of each pixel data is extracted, and the extracted least significant bit of the least significant bit is extracted. Reproduce arbitrary data based on data. In order to guarantee the contents of the arbitrary data, the arbitrary data is extracted from each of the plurality of block areas and determined by the majority vote.

次に、「カラーマップ画像など限定色数で構成される画像に直接埋込む場合」について説明する。   Next, a description will be given of “a case where the image is directly embedded in an image composed of a limited number of colors such as a color map image”.

画像を限定色数で構成する表現方法は、文書テキスト部や図解など限定色だけの使用によって個々の表現を強調し易い人工画像(例えば、BMP,GIF等のフォーマットの画像データ)に適用されることが多い。人が認知し易い限定色で画像を表現する為に、画像データを構成する色は、1画素当たり少数ビット(1,2,4,8ビット等)で識別表現できる。この場合、最少識別色数は1画素当たり1ビットで表現する2値画像である。   An expression method that configures an image with a limited number of colors is applied to an artificial image (for example, image data in a format such as BMP or GIF) in which each expression is easily emphasized by using only limited colors such as a document text part and an illustration. There are many cases. In order to express an image with a limited color that is easy for humans to recognize, colors constituting the image data can be identified and expressed with a small number of bits (1, 2, 4, 8 bits, etc.) per pixel. In this case, the minimum identification color number is a binary image expressed by 1 bit per pixel.

これらの画像は、同一色の画素が連続して広がりのある領域を形成する特徴がある。また、DCT等の非可逆圧縮符号化処理を経ると、連続する同一色で形成される領域内の画質劣化を中心に人が認知し易い傾向を示す状態になるので、非可逆圧縮を避け可逆圧縮して保存されることが多い。   These images are characterized in that pixels of the same color form a continuous area. In addition, when irreversible compression coding processing such as DCT is performed, it tends to be easily recognized by humans mainly in the image quality deterioration in a continuous area formed with the same color. Often compressed and stored.

したがって、この場合に適用される電子透かしは、限定色で構成される画像を非圧縮や可逆圧縮加工状態で保存する用途に向いているものである。画像を非圧縮や可逆圧縮加工状態で保存しておけば、画質劣化しない画像が再生できるので、画質劣化の原因は電子透かし埋込みに限定でき、画質劣化を小さく即ち弱い耐性(一般に相関関係がある)の電子透かし(用途は改ざん検知に向く)の埋込みに向いている。電子透かし埋込み時に周波数変換などの画像変換を伴わない為、埋込み処理時間も短いのが特徴である。   Therefore, the digital watermark applied in this case is suitable for use in storing an image composed of limited colors in an uncompressed or lossless compressed state. If an image is stored in an uncompressed or reversible compression state, an image that does not deteriorate image quality can be reproduced. Therefore, the cause of image quality deterioration can be limited to embedding an electronic watermark, and image quality deterioration is reduced, that is, weak tolerance (generally correlated) ) For digital watermarking (uses for tamper detection). Since digital image embedding does not involve image conversion such as frequency conversion, the embedding processing time is short.

この場合、符号化時、処理対象画像データの領域を、8×8等の画素領域からなるブロックに分割し、それぞれのブロックにおいて電子透かしを埋込む。画像データは同一色画素が連続する複数の領域で構成されているので、画質劣化の影響を少なくするために、エッジ部(連続する同一色画素で形成する領域の境界部)に電子透かし情報を挿入(エッジの位置を最小量ズラすことによってランレングスの偶奇性で1ビットを表現、これは公知技術)する。   In this case, at the time of encoding, the region of the processing target image data is divided into blocks each formed of a pixel region such as 8 × 8, and a digital watermark is embedded in each block. Since the image data is composed of a plurality of regions where pixels of the same color are continuous, in order to reduce the influence of image quality degradation, digital watermark information is added to the edge portion (the boundary portion of regions formed of pixels of the same color). Insertion is performed (one bit is represented by run-length evenness by shifting the position of the edge by a minimum amount, which is a known technique).

電子透かしとして埋込む情報は、当該ブロックの境界を識別するための境界識別情報と、ブロック境界とは直接関係が無い任意データの二種類である。   There are two types of information embedded as a digital watermark: boundary identification information for identifying the boundary of the block, and arbitrary data that is not directly related to the block boundary.

この「カラーマップ画像など限定色数で構成される画像に直接埋込む場合」も上述した「多値濃淡画像の画素値に直接埋込む場合」と同様に、電子透かし情報の埋込み位置(ブロック境界からの相対座標)は、ランレングスを表す画素ランの中の不動点(例えば、画素ランを左上から右下に向かって変更しながら電子透かし情報を埋込むフローにすれば、画素ランの左上端エッジ部。このエッジ部は右下端の部分よりも先行して位置が決定固定となるため)を採用する。   In the case of “embedding directly in an image composed of a limited number of colors such as a color map image”, the embedding position of the watermark information (block boundary) Is the fixed point in the pixel run representing the run length (for example, if the pixel run is changed from the upper left to the lower right while embedding the digital watermark information, the upper left corner of the pixel run. An edge portion is adopted (because the position of the edge portion is fixed and fixed prior to the lower right portion).

復号化時、最初に「ブロック境界位置を認識」し、その後「それぞれのブロック内に埋込まれている任意データを抽出」する、となる二つの処理に分けられる。   At the time of decoding, the process is divided into two processes: “recognize the block boundary position” first, and then “extract arbitrary data embedded in each block”.

また、この「カラーマップ画像など限定色数で構成される画像に直接埋込む場合」も上述した「多値濃淡画像の画素値に直接埋込む場合」と同様に、電子透かしが埋込まれている場所は、画素データの最下位ビットでははく、連続する同一色画素で形成するランレングスの偶奇値である。   In addition, in the case of “embedding directly in an image composed of a limited number of colors such as a color map image” as in the case of “embedding directly in the pixel value of a multi-value gray image” described above, an electronic watermark is embedded. The location is not the least significant bit of the pixel data, but is an even-odd value of run length formed by successive identical color pixels.

次に、「画像周波数空間に埋込む場合」について説明する。   Next, “when embedding in an image frequency space” will be described.

この場合は、フーリエ変換係数空間やJPEGで採用されているDCT係数空間、およびJPEG2000で採用されているウェーブレット変換係数空間など(以下は、代表してJPEG圧縮のDCTで表現する)に電子透かしを埋込む。   In this case, the digital watermark is applied to the Fourier transform coefficient space, the DCT coefficient space employed in JPEG, the wavelet transform coefficient space employed in JPEG2000, and the like (hereinafter represented by DCT of JPEG compression). Embed.

画像保存時に、画質劣化をできるだけ抑制するよりも高い圧縮率を優先するために、その目的に向いた非可逆圧縮処理によって、原画像に対する画質劣化が避けられない場合などに向いている。多くの場合、原画像は、多値濃淡画像であり、電子透かしは、画像保存時の画質劣化を乗り越えて存続する耐性の強い(用途は著作権保護に向く)ものである。   In order to prioritize a higher compression rate than to suppress image quality degradation as much as possible when storing an image, this is suitable for a case where image quality degradation for an original image cannot be avoided by irreversible compression processing suitable for that purpose. In many cases, the original image is a multi-value grayscale image, and the digital watermark is highly resistant to survive the image quality degradation at the time of image storage (use is suitable for copyright protection).

符号化時、処理対象画像データの領域を、8×8等の画素領域からなるブロックに分割し、それぞれのブロックにおいて周波数変換した周波数係数に電子透かしを埋込む。この周波数変換は、画像保存時の圧縮処理の過程(JPEG圧縮処理のDCTなど)に含まれるものであれば、圧縮処理の周波数係数またはその量子係数を適用できる。   At the time of encoding, the area of the processing target image data is divided into blocks each having a pixel area of 8 × 8 or the like, and a digital watermark is embedded in the frequency coefficient obtained by frequency conversion in each block. If this frequency conversion is included in the process of compression processing at the time of image storage (DCT for JPEG compression processing, etc.), the frequency coefficient of compression processing or its quantum coefficient can be applied.

周波数係数は1係数当たり複数ビット数で構成されるので、画質劣化の影響が最も少ない最下位ビットを用いて、電子透かし情報を挿入する。電子透かしとして埋込む情報は、当該ブロックの境界を識別するための境界識別情報と、ブロック境界とは直接関係が無い任意データの二種類である。   Since the frequency coefficient is composed of a plurality of bits per coefficient, the digital watermark information is inserted using the least significant bit that is least affected by image quality degradation. There are two types of information embedded as a digital watermark: boundary identification information for identifying the boundary of the block, and arbitrary data that is not directly related to the block boundary.

また、この「画像周波数空間に埋込む場合」も上述した「多値濃淡画像の画素値に直接埋込む場合」と同様に、電子透かし情報の埋込み位置(ブロック境界からの相対座標)は、周波数変換した空間内の電子透かしを埋込む係数の座標を採用する。また、画像保存時の圧縮処理の過程(JPEG圧縮処理のDCTなど)に適用できない場合は、電子透かし埋込みした周波数係数を使用して、周波数逆変換により、元の画像実体情報(画像を形成する画素値データ)に戻して通常画像として扱う。   Also, in the case of “embedding in the image frequency space”, the embedding position of the digital watermark information (relative coordinates from the block boundary) is the frequency as in the case of “embedding directly in the pixel value of the multi-value grayscale image” described above. Coordinates of coefficients for embedding digital watermarks in the transformed space are adopted. In addition, when it cannot be applied to the compression process at the time of image storage (such as DCT for JPEG compression process), the original image entity information (image is formed by frequency inverse transform using the frequency coefficient embedded in the digital watermark. It returns to the pixel value data) and is treated as a normal image.

復号化時、最初に「ブロック境界位置を認識」し、その後「それぞれのブロック内に埋込まれている任意データを抽出」する、となる二つの処理に分けられる。   At the time of decoding, the process is divided into two processes: “recognize the block boundary position” first, and then “extract arbitrary data embedded in each block”.

すなわち、画像保存時の圧縮処理の過程(JPEG圧縮処理のDCTなど)で電子透かし埋込み処理が適用できている場合と、画像保存時の圧縮処理の過程(JPEG圧縮処理のDCTなど)で電子透かし埋込み処理が適用できていない場合で処理内容が異なる。   That is, the digital watermark embedding process can be applied in the process of compression processing when saving an image (DCT for JPEG compression processing, etc.), and the digital watermark can be applied in the process of compression processing when saving an image (DCT, etc. for JPEG compression processing). The processing contents differ depending on when the embedding process is not applicable.

画像保存時の圧縮処理の過程(JPEG圧縮処理のDCTなど)で電子透かし埋込み処理が適用の場合、圧縮処理を解凍する過程で、電子透かし埋込み対象である周波数係数またはその量子係数の中から、電子透かし情報を抽出する。   When digital watermark embedding processing is applied in the process of compression processing (such as DCT of JPEG compression processing) when saving an image, in the process of decompressing the compression processing, the frequency coefficient that is the target of digital watermark embedding or its quantum coefficient, Extract digital watermark information.

画像保存時の圧縮処理の過程(JPEG圧縮処理のDCTなど)で電子透かし埋込み処理が適用できていない場合、電子透かしを埋込んだ時と同様の方法で画像実体情報を周波数変換して、周波数係数の中から、電子透かし情報を抽出する。   If the digital watermark embedding process cannot be applied during the compression process (such as JPEG compression DCT) during image storage, the image entity information is frequency-converted in the same way as when the digital watermark is embedded, and the frequency Digital watermark information is extracted from the coefficients.

また、この「画像周波数空間に埋込む場合」も上述した「多値濃淡画像の画素値に直接埋込む場合」と同様に、電子透かし情報が埋込まれている場所は、画素データの最下位ビットでははく、周波数係数またはその量子係数の最下位ビットである。   Also, in the case of “embedding in the image frequency space”, as in the case of “embedding directly in the pixel value of the multi-value grayscale image” described above, the place where the digital watermark information is embedded is the lowest position of the pixel data. It is not the bit but the least significant bit of the frequency coefficient or its quantum coefficient.

ここで、上述した3種類の画像での共通点として、以下のことが挙げられる。   Here, the following is mentioned as a common point in the three types of images described above.

A.画質劣化をできるだけ避ける為に、画像を表現する総てのデータ(画素値データや周波数変換した量子係数)空間に均等な割合で電子透かしを埋込むことは避け、画質劣化の影響が少ない箇所だけに埋込むことが通常行われている。   A. In order to avoid image quality degradation as much as possible, avoid embedding digital watermarks in a uniform ratio in all data (pixel value data and frequency-converted quantum coefficients) spaces that represent images, and only where there is little influence of image quality degradation. It is usually done to embed.

B.電子透かし埋込み場所が均一な位置に規則的になっていると、埋込み場所が見破られ易くなり、成りすまし行為を招き易くなるので、それを避ける為に、埋込み場所が不規則になる様に選ぶことが多い。   B. If the digital watermark embedding location is regular in a uniform position, the embedding location is likely to be overlooked, and impersonation is likely to occur, so in order to avoid it, choose the embedding location to be irregular There are many.

以上の2つの理由によって、図2では、電子透かし埋込み場所が不規則になる例を示している。   For the above two reasons, FIG. 2 shows an example in which the digital watermark embedding location is irregular.

次に、ブロック境界位置情報に相対座標値を使用する方式の一例について説明する。   Next, an example of a method that uses relative coordinate values for block boundary position information will be described.

この方式は、電子透かし埋込み時に、境界識別情報にブロック境界と電子透かし埋込み位置との間の相対座標値(距離データ)を使用することによってブロック境界を高速に認識する方式である。   This method is a method of recognizing a block boundary at high speed by using a relative coordinate value (distance data) between a block boundary and a digital watermark embedding position as boundary identification information when embedding a digital watermark.

抽出処理において、現在注目している画素の、暫定判断したブロック境界からの相対位置が、電子透かし抽出した値よりも大きければ、暫定判断したブロック境界からの相対位置が小さくなるように暫定境界位置を移動すればよく、かつその移動量も単純に相対位置の差を利用できるので、再探索する必要なくブロック境界の位置を把握できる(上述した例3参照)。   In the extraction process, if the relative position of the currently focused pixel from the tentatively determined block boundary is larger than the digital watermark extracted value, the tentative boundary position is set so that the relative position from the tentatively determined block boundary becomes smaller. And the amount of movement can simply use the difference in relative position, so that the position of the block boundary can be grasped without re-searching (see Example 3 described above).

例えば、例3に従って、画像中の電子透かしが埋込まれた画素の並びが、A,A2n,A2n−1,A2(n−1),A2(n−1)−1,‥‥A,Aのように連続して配置しているとすると、A,A2n‥‥,Aを一塊で扱うことができるので、Aの存在位置とA2n‥‥,Aの内容(電子透かし埋込み時のX0,Y0座標値)を基に、ブロック境界の位置を割り出すことができるものである。 For example, according to Example 3, the sequence of pixels in which an electronic watermark is embedded in an image is A 0 , A 2n , A 2n−1 , A 2 (n−1) , A 2 (n−1) −1 , If A 2 , A 1 and so on are arranged continuously, A 0 , A 2n, ..., A 1 can be handled in a lump, so the position of A 0 and A 2n ,. based on the contents of the a 1 (X0, Y0 coordinate value during watermark embedding), it is capable to determine the position of the block boundary.

次に、ブロック境界位置情報に相対座標値を使用する方式の他の例について説明する。   Next, another example of a method using relative coordinate values for block boundary position information will be described.

この方式では、電子透かし埋込み時に、境界識別情報にブロック境界と電子透かし埋込み位置との間の相対座標値を入力値にした単調増加または単調減少関数データを使用することによって、ブロック境界を高速に認識できる。   In this method, at the time of digital watermark embedding, by using monotonically increasing or monotonically decreasing function data in which the relative coordinate value between the block boundary and the watermark embedding position is input as the boundary identification information, the block boundary is made faster. Can be recognized.

抽出処理において、現在注目している画素の、暫定判断したブロック境界からの相対位置が、電子透かし抽出した値よりも大きければ、暫定判断したブロック境界からの相対位置が小さくなるように暫定境界位置を移動すればよく、二分探索などを適用して、ブロック境界を高速に認識できる。この場合には、埋込みデータに距離値を直接埋込まないので、埋込みデータの意味を隠蔽(見破られにくく)する機能を持つことになる(上述した例4参照)。   In the extraction process, if the relative position of the currently focused pixel from the tentatively determined block boundary is larger than the digital watermark extracted value, the tentative boundary position is set so that the relative position from the tentatively determined block boundary becomes smaller. The block boundary can be recognized at high speed by applying binary search or the like. In this case, since the distance value is not directly embedded in the embedded data, the embedded data has a function of concealing the meaning of the embedded data (not easily detected) (see Example 4 described above).

例えば、例4に従って、画像中の電子透かしが埋込まれた画素の並びが、A,A2n,A2n−1,A2(n−1),A2(n−1)−1,‥‥A,Aの様に連続して配置しているとすると、A,A2n‥‥,Aを一塊で扱うことができるので、Aの現在の認識位置とA2n‥‥,Aの内容(電子透かし埋込み時の計算値)を基に、二分探索によってブロック境界位置を割り出すことができるものである。二分探索方法は公知であるので、詳細説明は省略する。 For example, according to Example 4, the sequence of pixels in which an electronic watermark is embedded in the image is A 0 , A 2n , A 2n−1 , A 2 (n−1) , A 2 (n−1) −1 , If A 2 , A 1 and so on are arranged continuously, A 0 , A 2n, ..., A 1 can be handled in a lump, so the current recognition position of A 0 and A 2n. ‥, based on the contents of the a 1 (calculated value during watermark embedding), is capable to determine the block border position by binary search. Since the binary search method is well-known, detailed description is abbreviate | omitted.

次に、ブロック境界位置情報に乱数を使用する方式の一例について説明する。   Next, an example of a method using random numbers for block boundary position information will be described.

この方式では、電子透かし埋込み時に、境界識別情報にブロック境界と電子透かし埋込み位置との間の相対距離データを入力値(種:たねデータ)にした乱数または疑似乱数生成関数データを使用することによって、埋込み情報が境界識別情報だと見破られ難く(「成りすまし」改ざんの回避)することができる。   In this method, at the time of digital watermark embedding, by using the random distance or pseudo random number generation function data with the relative distance data between the block boundary and the digital watermark embedding position as the input value (seed: seed data) as the boundary identification information Therefore, it is difficult to forget that the embedded information is boundary identification information (to avoid “spoofing” tampering).

抽出処理において、現在注目している画素の、暫定判断したブロック境界からの相対座標値を入力値にした乱数または疑似乱数生成関数データを使用して算出した値と、電子透かし抽出した値とが一致するまで、暫定ブロック境界位置を1画素ずつズラシながら捜索するものである。従って、ブロック境界の認識速度は低速である。しかし、埋込みデータに距離値を直接埋込まず、ランダムな値になるので、埋込みデータの意味を隠蔽する機能を持てることになる(上述した例5参照)。   In the extraction process, a value calculated using random number or pseudo-random number generation function data in which the relative coordinate value of the currently focused pixel from the tentatively determined block boundary is an input value, and a value extracted from the digital watermark are Until the match, the temporary block boundary position is searched while shifting one pixel at a time. Therefore, the recognition speed of the block boundary is low. However, since the distance value is not embedded directly in the embedded data, but becomes a random value, the function of concealing the meaning of the embedded data can be provided (see Example 5 above).

次に、ブロック境界位置情報に乱数を使用する方式の他の例について説明する。   Next, another example of a method using a random number for block boundary position information will be described.

この方式では、さらに、境界識別情報に、ブロック境界と電子透かし埋込み位置との間の相対距離データだけでなく、ブロック内画素値および任意のキーデータを適用した加工データを入力値(種:たねデータ)にした乱数または疑似乱数生成関数データを使用することによって、さらに、埋込み情報が境界識別情報だと見破られ難く(「成りすまし」改ざんを回避)することができる(例5参照)。   In this method, not only the relative distance data between the block boundary and the digital watermark embedding position but also the processed data to which the pixel value in the block and arbitrary key data are applied as the boundary identification information are input values (seeds: seeds). By using the random number or pseudo-random number generation function data set to (data), it is possible to further prevent the embedded information from being seen through as boundary identification information (avoid “spoofing” alteration) (see Example 5).

例えば、生成するブロック境界識別情報を、例5に従ってA0=F(X0,Y0)であるとすると、X0とY0が同じ値の時は、A0もいつも同じ値になってしまうが、乱数生成関数F()を入れ子に使用してA0=F(F(F(X0,Y0),画素値),任意Key)等として、乱数生成の種を増やすと、算出されるA0の値が一致する可能性が少なくなる、ということである。   For example, if the block boundary identification information to be generated is A0 = F (X0, Y0) according to Example 5, when X0 and Y0 have the same value, A0 will always have the same value, but the random number generation function If F () is used as a nesting and A0 = F (F (F (X0, Y0), pixel value), arbitrary key), etc., and the number of random number generations is increased, the calculated value of A0 may match. It means that the nature is reduced.

次に、ブロック境界位置情報の埋込み場所をブロック先頭にする方式について説明する。   Next, a method of setting the block boundary position information embedding location at the head of the block will be described.

この場合、境界識別情報の埋込み位置を、それぞれのブロックの埋込み情報の中の先頭にすることによって、少量しか埋込めないブロックでもブロック境界位置を優先して埋込むことができる。   In this case, by setting the embedding position of the boundary identification information at the head of the embedding information of each block, it is possible to preferentially embed the block boundary position even in a block that can be embedded only in a small amount.

電子透かしを埋込める箇所は、画質劣化する場所を避ける必要がある理由によって、制限されることになる。その理由によって、ブロックによっては、少量しか埋込めないものが発生し得る。当該方式では、このようなブロックにおいても、ブロック境界位置を発見する情報が優先して埋込まれるため、ブロック境界位置を正確に発見できる確率が高くなる。   The place where the digital watermark can be embedded is limited for the reason that it is necessary to avoid the place where the image quality deteriorates. For that reason, some blocks can be embedded in only a small amount. In this method, even in such a block, since information for finding the block boundary position is preferentially embedded, the probability that the block boundary position can be found accurately increases.

次に、ブロック境界位置情報の埋込み場所をブロック内境界近くの周辺部に分散させる方式について説明する。   Next, a method for distributing the embedding location of block boundary position information to the peripheral portion near the block inner boundary will be described.

この場合、境界識別情報の埋込み位置を、それぞれのブロック領域の内側で境界近くの周辺部に分散させることによって、ブロック境界位置をより正確に認識することができる(図3参照)。   In this case, the block boundary position can be recognized more accurately by dispersing the embedded position of the boundary identification information in the periphery near the boundary inside each block area (see FIG. 3).

次に、ブロック境界位置情報の埋込み場所をブロック内にちりばめる方式について説明する。   Next, a description will be given of a system in which the block boundary position information is embedded in the block.

この場合、電子透かし埋込み時に、複数ブロックに同一情報を埋込んでおくことにより、電子透かし抽出時には、その同一情報を基にした多数決処理が行えることになり、信頼性の高い情報を抽出することができる。   In this case, by embedding the same information in a plurality of blocks at the time of embedding a digital watermark, it is possible to perform majority processing based on the same information at the time of digital watermark extraction, and extract highly reliable information. Can do.

図4は、電子透かし埋込処理の一例を示している。   FIG. 4 shows an example of the digital watermark embedding process.

まず、選択機能を決定する為にキー入力(キーボード等での入力)し、以下の処理の為に、その内容をメモリに保存する(処理101)。(1)電子透かしにして埋込みたい情報を、秘密キー(パスワードなど)によって予め暗号化してから電子透かし埋込みし、埋込み情報の解読をより困難にすることを目的にする。ただし、常に暗号化してから電子透かしを埋込むのは、必須ではなく、暗号化する必要があるかどうかは、選択できるものである。(2)ブロックサイズを指定する。ブロックサイズは、大きいほど、それぞれのブロックに埋込める量が増え、沢山の情報を埋込むことが出来る様になるが、埋込み画像を切出した場合に、小さく切出された時には、1ブロックをも含めることが出来なくなる確率が高くなり、従って電子透かし抽出が出来なくなる危険性が高くなる。ブロックサイズは、これらのことを考慮して決定する必要がある。   First, key input (input using a keyboard or the like) is performed to determine a selection function, and the contents are stored in a memory for the following processing (processing 101). (1) The information to be embedded as a digital watermark is encrypted in advance with a secret key (password or the like) and then embedded in the digital watermark, thereby making it difficult to decrypt the embedded information. However, it is not essential to embed a digital watermark after always encrypting, and it is possible to select whether encryption is necessary. (2) Specify the block size. The larger the block size, the larger the amount of information that can be embedded in each block, and it will be possible to embed a lot of information. There is a high probability that the digital watermark cannot be included, and thus there is a high risk that the digital watermark cannot be extracted. The block size needs to be determined in consideration of these matters.

次に、電子透かしを埋込む処理画像を入力し、保存する(処理102)。   Next, the processing image in which the digital watermark is embedded is input and stored (processing 102).

次いで、処理101によって指定されているサイズで画像をブロック分割する(処理103)。   Next, the image is divided into blocks at the size specified by the process 101 (process 103).

ここで、全てのブロックについて処理が終了したかどうかを調べる(判断104)。判断104の結果がNOになるときには、処理対象となるブロックを選択し(処理105)、処理対象のブロックに対応した任意データを入力する(処理106)。この任意データは、処理101で入力されたデータに基づいて作成されたものである。   Here, it is checked whether or not processing has been completed for all blocks (decision 104). When the result of determination 104 is NO, a block to be processed is selected (process 105), and arbitrary data corresponding to the block to be processed is input (process 106). This arbitrary data is created based on the data input in the process 101.

そして、抽出時にブロック境界を認識出来るようにするために、画像ブロック内に埋込む境界識別情報を、上述した種々の方法を適用して、生成する(処理107)。   Then, in order to be able to recognize the block boundary at the time of extraction, boundary identification information embedded in the image block is generated by applying the various methods described above (process 107).

次に、処理106で入力した任意データと、処理107で生成した境界識別情報とを混合して、電子透かしとして埋込む情報を生成する(処理108)。   Next, the arbitrary data input in the process 106 and the boundary identification information generated in the process 107 are mixed to generate information to be embedded as a digital watermark (process 108).

そして、処理108で生成した電子透かし情報を、埋込み対象の画像のブロックに埋込む(処理109)。   Then, the digital watermark information generated in the process 108 is embedded in the block of the image to be embedded (process 109).

次に、判断104へ戻る。また、判断104の結果がYESになったときには、電子透かし埋込画像データを磁気ディスク装置5に保存して(処理110)、この処理を終了する。   Next, the process returns to decision 104. If the result of determination 104 is YES, the digital watermark embedded image data is stored in the magnetic disk device 5 (process 110), and this process is terminated.

図5は、電子透かし抽出処理の一例を示している。   FIG. 5 shows an example of digital watermark extraction processing.

まず、選択機能を決定する為にキー入力(キーボード等での入力)し、以下の処理の為に、その内容をメモリに保存する。(1)電子透かし埋込み時に暗号化した埋込み情報を、復号するために解読用の秘密キー(パスワードなど)を入力する。ただし、常に暗号化してから電子透かしを埋込むのは、必須ではなく、暗号化する必要があるかどうかは、選択できるものであるので、埋込み時の選択結果によって、使用方法を判断する。(2)ブロックサイズは、電子透かし埋込み時と同じ値を指定しなければ、正常な電子透かし情報が抽出できない。   First, key input (keyboard input or the like) is performed to determine a selection function, and the contents are stored in a memory for the following processing. (1) A decryption secret key (password or the like) is input to decrypt the embedded information encrypted at the time of embedding the digital watermark. However, it is not indispensable to always embed a digital watermark after it is encrypted. Since it is possible to select whether encryption is necessary or not, the usage method is determined based on the selection result at the time of embedding. (2) Normal digital watermark information cannot be extracted unless the same block size is specified as when the digital watermark is embedded.

次に、電子透かしを解読する処理対象画像データを入力し、保存する(処理202)。 次いで、電子透かしを抽出するのに必要であるブロック境界を認識するための初期設定を行う(処理203)。例えば、ブロック境界を認識するための調査用暫定位置の初期値として、調査対象画像の開始点(例えば左上座標)をブロック開始点とする。ブロック終点は、処理201で指定されたブロックサイズによって決定する。   Next, processing target image data for decrypting the digital watermark is input and stored (processing 202). Next, an initial setting for recognizing a block boundary necessary for extracting a digital watermark is performed (process 203). For example, the start point (for example, the upper left coordinates) of the investigation target image is set as the block start point as the initial value of the investigation temporary position for recognizing the block boundary. The block end point is determined by the block size specified in the process 201.

そして、調査対象画像内に、電子透かしが埋込まれている未捜索のブロックが残っているかどうかを判定する(判断204)。判断204の結果がYESになるときには、前回のブロック抽出後に設定された暫定位置のブロックから、電子透かし情報を抽出する。   Then, it is determined whether or not an unsearched block in which a digital watermark is embedded remains in the investigation target image (decision 204). When the result of determination 204 is YES, digital watermark information is extracted from the block at the provisional position set after the previous block extraction.

そして、現在の暫定位置にあるブロックから抽出した電子透かし情報を、境界識別情報(A)と、任意データ(B)に分離する(処理206)。   Then, the digital watermark information extracted from the block at the current temporary position is separated into boundary identification information (A) and arbitrary data (B) (process 206).

また、現在注目している画素位置の暫定ブロック境界位置からの相対座標値を基にブロック境界識別情報値(C)を算出する(処理207)。   Also, a block boundary identification information value (C) is calculated based on the relative coordinate value from the provisional block boundary position of the pixel position currently focused on (process 207).

ここで、処理206で電子透かし情報値から求めた境界識別情報値(A)と、処理207で電子透かし埋込み処理で算出した方法と同じ方法によって算出したブロックの境界識別情報(C)と一致しているかどうかを判定する(判断208)。判断208の結果がNOになるときには、現在までに分析していた暫定位置のブロックが、電子透かしが埋込まれていた有効なブロックとは、みなせないので、次に調査すべき暫定位置のブロックの開始点を未捜索方向に1画素ずらした場所に移した状態で(処理209)、判断204へ戻る。   Here, the boundary identification information value (A) obtained from the digital watermark information value in the process 206 matches the boundary identification information (C) of the block calculated by the same method as that calculated in the digital watermark embedding process in the process 207. It is determined whether or not (decision 208). When the result of determination 208 is NO, the block at the provisional position that has been analyzed up to now cannot be regarded as a valid block in which the digital watermark is embedded. In a state in which the starting point of is moved to a position shifted by one pixel in the unsearched direction (processing 209), the processing returns to the determination 204.

また、判断208の結果がYESになるときには、そのときに処理206で抽出していた電子透かし情報の内の任意データ(B)を、正規に有効な電子透かし情報として、メモリ上に格納し(処理210)、現在までに分析していた暫定位置のブロックが、電子透かしが埋込まれていた有効なブロックとみなせるので、次に調査すべき暫定位置のブロックの開始点を現在のブロック位置とは重ならない場所に移し(処理211)、判断204へ戻る。   If the result of determination 208 is YES, the arbitrary data (B) in the digital watermark information extracted in the process 206 at that time is stored in the memory as valid digital watermark information ( Process 210) Since the block at the tentative position that has been analyzed up to now can be regarded as a valid block in which the digital watermark is embedded, the start point of the block at the tentative position to be examined next is set as the current block position. Are moved to a place where they do not overlap (step 211), and the process returns to decision 204.

また、判断204の結果がNOになるときには、そのときに得た電子透かし抽出データ等をブロック単位に出力、保存して(処理212)、この処理を終了する。   If the result of determination 204 is NO, the digital watermark extraction data and the like obtained at that time are output and stored in block units (process 212), and this process ends.

本発明の一実施例にかかるコンピュータシステムより構成された画像処理装置の一例を示したブロック図。1 is a block diagram showing an example of an image processing apparatus configured from a computer system according to an embodiment of the present invention. 画像ブロック内の電子透かし埋込位置と設定内容の一例を示した概略図。Schematic which showed an example of the electronic watermark embedding position and setting content in an image block. 電子透かし情報埋込位置のちりばめ効果について説明するための概略図。Schematic for demonstrating the interference effect of the electronic watermark information embedding position. 電子透かし埋込処理の一例を示したフローチャート。6 is a flowchart illustrating an example of a digital watermark embedding process. 電子透かし抽出処理の一例を示したフローチャート。The flowchart which showed an example of the digital watermark extraction process.

符号の説明Explanation of symbols

1 CPU(中央処理装置
2 ROM(リード・オンリ・メモリ)
3 RAM(ランダム・アクセス・メモリ)
6 ブロック境界位置情報生成部
7 ソースデータ符号部
8 電子透かし抽出データ復号化部
9 電子透かし埋込部
10 電子透かし抽出部
11 ブロック境界認識部
12 CRT画面表示装置
13 表示制御部
14 キーボード装置
15 画面指示装置
16 入力制御部
17 ネットワークインタフェース回路
18 ネットワーク伝送制御部
1 CPU (Central processing unit 2 ROM (Read only memory)
3 RAM (Random Access Memory)
6 Block boundary position information generation unit 7 Source data encoding unit 8 Digital watermark extraction data decoding unit 9 Digital watermark embedding unit 10 Digital watermark extraction unit 11 Block boundary recognition unit 12 CRT screen display device 13 Display control unit 14 Keyboard device 15 Screen Instruction device 16 Input control unit 17 Network interface circuit 18 Network transmission control unit

Claims (13)

画像をブロック分割し、前記ブロックの境界位置を特定するための複数の境界識別情報および所定の任意データを電子透かし情報として埋込む埋め込み手段と
前記埋め込み手段により埋め込まれた前記境界識別情報に基づいて前記ブロック領域の境界位置を決定する境界位置決定手段と、
前記ブロック領域に埋め込まれた前記任意データを抽出する抽出手段とを備え、
前記境界識別情報は、前記ブロック領域の所定の位置から前記境界識別情報を埋め込む位置までの距離をあらわす情報に基づいて定められる情報であり、
前記境界位置決定手段は、前記ブロック領域における複数の前記境界識別情報のそれぞれから得られる境界位置を特定するための情報に基づいて、得られた当該境界位置を前記ブロック領域の境界位置とするか否かを決定することを特徴とする画像処理装置。
An embedding unit that divides an image into blocks and embeds a plurality of boundary identification information and predetermined arbitrary data as electronic watermark information for specifying the boundary position of the block;
Boundary position determining means for determining a boundary position of the block region based on the boundary identification information embedded by the embedding means;
Extracting means for extracting the arbitrary data embedded in the block area,
The boundary identification information is information determined based on information representing a distance from a predetermined position of the block area to a position where the boundary identification information is embedded,
Whether the boundary position determination means sets the obtained boundary position as the boundary position of the block area based on information for specifying the boundary position obtained from each of the plurality of boundary identification information in the block area. An image processing apparatus that determines whether or not.
前記境界識別情報は、前記境界識別情報を埋め込む位置の、前記ブロック領域の境界における所定の1点からの相対位置をあらわす座標情報に基づいて定められる情報であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。The boundary identification information is information determined based on coordinate information representing a relative position of a position where the boundary identification information is embedded from a predetermined point on the boundary of the block area. the image processing apparatus according. 前記境界位置決定手段は、複数のブロック領域における前記境界識別情報から得られる境界位置が一致している度合いに基づいて、前記ブロック領域の境界位置を決定することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。The boundary position determining means determines a boundary position of the block area based on a degree of coincidence of boundary positions obtained from the boundary identification information in a plurality of block areas. the image processing apparatus according to. 前記境界位置決定手段は、The boundary position determining means,
画像データの任意の位置を起点とした前記ブロック領域と同じサイズの領域を、前記境界識別情報を取得する領域とし、An area having the same size as the block area starting from an arbitrary position of image data is an area for acquiring the boundary identification information,
当該境界識別情報のそれぞれから得られる境界位置に基づいて、得られた当該境界位置が前記ブロック領域の境界位置であると決定されなかった場合には、前記任意の位置とは異なる位置を起点とした前記ブロック領域と同じサイズの領域を、前記境界識別情報を取得する領域とすることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像処理装置。Based on the boundary position obtained from each of the boundary identification information, when it is not determined that the obtained boundary position is the boundary position of the block region, a position different from the arbitrary position is set as a starting point. 4. The image processing apparatus according to claim 1, wherein an area having the same size as the block area is used as an area for acquiring the boundary identification information. 5.
前記境界識別情報の埋込み位置を、前記ブロック領域内の埋め込み情報の中の先頭に設定したことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項記載の画像処理装置The boundary embedding position of the identification information, the block area of the embedded image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that ahead of the standard in the information. 前記境界識別情報の埋込み位置を、前記ブロック領域内の境界近くの周辺部に分散させたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項記載の画像処理装置The boundary embedding position of the identification information, the block region in the image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that dispersed to the peripheral portion near the boundary. 画像をブロック分割し、前記ブロックの境界位置を特定するための複数の境界識別情報および所定の任意データを電子透かし情報として埋込む埋め込み手順と、An embedding procedure for embedding a plurality of boundary identification information and predetermined arbitrary data as digital watermark information for dividing an image into blocks and specifying a boundary position of the block;
前記埋め込み手段により埋め込まれた前記境界識別情報に基づいて前記ブロック領域の境界位置を決定する境界位置決定手順と、A boundary position determination procedure for determining a boundary position of the block region based on the boundary identification information embedded by the embedding unit;
前記ブロック領域に埋め込まれた前記任意データを抽出する抽出手順とを実行する画像処理方法であって、An image processing method for executing an extraction procedure for extracting the arbitrary data embedded in the block region,
前記境界識別情報は、前記ブロック領域の所定の位置から前記境界識別情報を埋め込む位置までの距離をあらわす情報に基づいて定められる情報であり、The boundary identification information is information determined based on information representing a distance from a predetermined position of the block area to a position where the boundary identification information is embedded,
前記境界位置決定手順において、前記ブロック領域における複数の前記境界識別情報のそれぞれから得られる境界位置を特定するための情報に基づいて、得られた当該境界位置を前記ブロック領域の境界位置とするか否かを決定することを特徴とする画像処理方法。Whether the obtained boundary position is set as the boundary position of the block area based on the information for specifying the boundary position obtained from each of the plurality of boundary identification information in the block area in the boundary position determination procedure. An image processing method characterized by determining whether or not.
前記境界識別情報は、前記境界識別情報を埋め込む位置の、前記ブロック領域の境界における所定の1点からの相対位置をあらわす座標情報に基づいて定められる情報であることを特徴とする請求項7に記載の画像処理方法。8. The boundary identification information is information determined based on coordinate information representing a relative position of a position where the boundary identification information is embedded from a predetermined point on a boundary of the block region. the image processing method according. 前記境界位置決定手順において、複数のブロック領域における前記境界識別情報から得られる境界位置が一致している度合いに基づいて、前記ブロック領域の境界位置を決定することを特徴とする請求項7又は8に記載の画像処理方法。9. The boundary position of the block area is determined based on a degree of coincidence of boundary positions obtained from the boundary identification information in a plurality of block areas in the boundary position determination procedure. the image processing method according to. 前記境界位置決定手順において、In the boundary position determination procedure,
画像データの任意の位置を起点とした前記ブロック領域と同じサイズの領域を、前記境界識別情報を取得する領域とし、An area having the same size as the block area starting from an arbitrary position of image data is an area for acquiring the boundary identification information,
当該境界識別情報のそれぞれから得られる境界位置に基づいて、得られた当該境界位置が前記ブロック領域の境界位置であると決定されなかった場合には、前記任意の位置とは異なる位置を起点とした前記ブロック領域と同じサイズの領域を、前記境界識別情報を取得する領域とすることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか一項に記載の画像処理方法。Based on the boundary position obtained from each of the boundary identification information, when it is not determined that the obtained boundary position is the boundary position of the block region, a position different from the arbitrary position is set as a starting point. The image processing method according to claim 7, wherein an area having the same size as the block area is used as an area for acquiring the boundary identification information.
前記境界識別情報の埋込み位置を、前記ブロック領域内の埋め込み情報の中の先頭に設定したことを特徴とする請求項7乃至10のいずれか一項記載の画像処理方法。11. The image processing method according to claim 7, wherein an embedding position of the boundary identification information is set at a head of embedding information in the block area. 前記境界識別情報の埋込み位置を、前記ブロック領域内の境界近くの周辺部に分散させたことを特徴とする請求項7乃至10のいずれか一項記載の画像処理方法。The image processing method according to claim 7, wherein the embedding positions of the boundary identification information are distributed in a peripheral portion near the boundary in the block area. 請求項7乃至12のいずれか一項記載の画像処理方法を適用して、コンピュータシステムを作動させ、デジタルコンテンツに電子透かしを埋込みまたは抽出するようにしたことを特徴とするプログラム。 13. A program that applies the image processing method according to claim 7 to operate a computer system to embed or extract a digital watermark in digital content.
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