JP4772151B2 - Digital watermark synchronization recovery device and digital watermark synchronization recovery program - Google Patents
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Description
この発明は、ドキュメントに埋め込まれている複数の基準点の位置を検出して、電子透かしの埋め込み位置の特定を可能にする電子透かしの同期回復装置及び電子透かしの同期回復プログラムに関するものである。 The present invention relates to a digital watermark synchronization recovery apparatus and a digital watermark synchronization recovery program that detect the positions of a plurality of reference points embedded in a document and identify the embedded position of the digital watermark.
従来より、例えば、印刷物などのドキュメントにうすくパターンを重畳し、そのパターンの微視的な形状に情報を秘匿することにより、印刷物のセキュリティを向上させる手法が存在する。
例えば、以下の特許文献1には、ドットでパターンを形成し、特定位置のドットの有無によって、バイナリ情報を秘匿する手法が開示されている。
また、以下の特許文献2には、情報ユニットと呼ばれる複数種類の波形を有するブロックをドキュメント上に配置して印刷し、どの種類のブロックが特定位置に存在するかによって情報を埋め込む手法が開示されている。この情報を埋め込んだパターンは、しばしば電子透かしと呼ばれる。Conventionally, for example, there is a technique for improving the security of a printed material by superimposing a light pattern on a document such as a printed material and concealing information in a microscopic shape of the pattern.
For example, the following Patent Document 1 discloses a method of forming a pattern with dots and concealing binary information depending on the presence or absence of a dot at a specific position.
Patent Document 2 below discloses a technique in which blocks having a plurality of types of waveforms called information units are arranged and printed on a document, and information is embedded depending on which type of block exists at a specific position. ing. A pattern in which this information is embedded is often called a digital watermark.
これらの手法は、ドキュメントの位置と特定のドット(または、ブロック)を対応させて情報を埋め込んでいるので、埋め込んだ情報の検出を行うには、埋め込み時の位置情報が回復されなければならない。
即ち、埋め込み時と検出時では、同じ座標軸を用いて、埋め込み処理と検出処理を行う必要がある。これを電子透かしの同期回復と称される。In these methods, information is embedded by associating the position of a document with a specific dot (or block), so that the position information at the time of embedding must be recovered in order to detect the embedded information.
That is, at the time of embedding and detection, it is necessary to perform embedding processing and detection processing using the same coordinate axis. This is called digital watermark synchronization recovery.
電子透かしの同期回復を行う手法として、多くの手法が提案されているが、代表的な手法は、同期回復用のパターンを電子透かしと同時に埋め込む方法である。
以下の特許文献1には、ドットの集合で矩形の情報ブロックを構成し、この情報ブロックの四隅(または、その一部)に同期回復用の基準パターンを配置する方法が開示されている。
この情報ブロックは、ドキュメント上に繰り返し配置されるので、基準パターンも情報ブロックと同様に周期的に配置される。
従来の電子透かしの同期回復装置は、パターンマッチングの手法を用いて、周期的に配置されている基準パターンを抽出し、その基準パターンを基準にして座標を定めることによって電子透かしの同期回復を行うようにしている。Many methods have been proposed as methods for performing synchronization recovery of digital watermarks, but a typical method is a method of embedding a synchronization recovery pattern simultaneously with a digital watermark.
Patent Document 1 below discloses a method in which a rectangular information block is constituted by a set of dots, and reference patterns for synchronization recovery are arranged at four corners (or a part thereof) of the information block.
Since this information block is repeatedly arranged on the document, the reference pattern is also periodically arranged similarly to the information block.
A conventional digital watermark synchronization recovery device uses a pattern matching technique to extract a reference pattern that is periodically arranged, and determines the coordinates based on the reference pattern to perform digital watermark synchronization recovery. I am doing so.
従来の電子透かしの同期回復装置は以上のように構成されているので、ドキュメントの一部が切り取られた場合には、一部の基準パターンを抽出しても、どの部分が切り取られたかを特定することができず、電子透かしの同期回復を行うことができないことがある課題があった。また、基準パターンを情報ブロックと同様に周期的に配置する必要があるが、人間の目は規則性に敏感であるため、周期的な基準パターンは目につきやすく、電子透かしの秘匿性が劣化することがある課題があった。 Since the conventional digital watermark synchronization recovery device is configured as described above, if a part of a document is cut, it is possible to identify which part is cut out even if some reference patterns are extracted. There is a problem that the digital watermark synchronization recovery cannot be performed. In addition, it is necessary to periodically arrange the reference pattern in the same manner as the information block. However, since the human eye is sensitive to regularity, the periodic reference pattern is easily noticeable, and the confidentiality of the digital watermark deteriorates. There were some issues.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ドキュメントの一部が切り取られて一部の基準点が失われても、電子透かしの同期回復を行うことができるとともに、基準点を規則的に配置して、秘匿性の劣化を招くことなく、電子透かしの同期回復を行うことができる電子透かしの同期回復装置及び電子透かしの同期回復プログラムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Even when a part of a document is cut out and a part of reference points is lost, the digital watermark can be synchronized and recovered. It is an object of the present invention to obtain a digital watermark synchronization recovery apparatus and digital watermark synchronization recovery program that can arrange dots regularly and perform digital watermark synchronization recovery without degrading confidentiality.
この発明に係る電子透かしの同期回復装置は、ドキュメントに埋め込まれている複数の基準点を検出し、暫定的な座標軸を基準にして、複数の基準点の位置を算出する基準点位置算出手段と、基準点位置算出手段により検出された複数の基準点毎に、他の基準点と結ばれる線分の方向と線分の中点の座標を算出する方向座標算出手段と、方向座標算出手段により算出された線分の方向及び中点の座標と登録情報取得手段により取得された登録情報が示す線分の方向及び中点の座標とを比較して、ドキュメントが通信路で生じている幾何学的変化を示す幾何学的パラメータを算出する幾何学的パラメータ算出手段とを設け、基準点位置補正手段が幾何学的パラメータ算出手段により算出された幾何学的パラメータを用いて、暫定的な座標軸を基準点埋め込み時の座標軸に変換して、基準点位置算出手段により算出された複数の基準点の位置を補正するようにしたものである。 A digital watermark synchronization recovery device according to the present invention includes a reference point position calculating unit that detects a plurality of reference points embedded in a document and calculates the positions of the plurality of reference points with reference to provisional coordinate axes. For each of the plurality of reference points detected by the reference point position calculating means, the direction coordinate calculating means for calculating the direction of the line segment connected to other reference points and the coordinates of the midpoint of the line segment, and the direction coordinate calculating means Compare the calculated line segment direction and midpoint coordinates with the line segment direction and midpoint coordinates indicated by the registration information acquired by the registration information acquisition means, and the geometry generated in the communication path of the document. A geometric parameter calculating means for calculating a geometric parameter indicative of a change in the reference point, and the reference point position correcting means uses the geometric parameter calculated by the geometric parameter calculating means to determine a temporary coordinate axis. Base By converting a point in the coordinate axis at the time of embedding, in which so as to correct the position of the plurality of reference points calculated by the reference point position calculating means.
この発明によれば、ドキュメントに埋め込まれている複数の基準点を検出し、暫定的な座標軸を基準にして、複数の基準点の位置を算出する基準点位置算出手段と、基準点位置算出手段により検出された複数の基準点毎に、他の基準点と結ばれる線分の方向と線分の中点の座標を算出する方向座標算出手段と、方向座標算出手段により算出された線分の方向及び中点の座標と登録情報取得手段により取得された登録情報が示す線分の方向及び中点の座標とを比較して、ドキュメントが通信路で生じている幾何学的変化を示す幾何学的パラメータを算出する幾何学的パラメータ算出手段とを設け、基準点位置補正手段が幾何学的パラメータ算出手段により算出された幾何学的パラメータを用いて、暫定的な座標軸を基準点埋め込み時の座標軸に変換して、基準点位置算出手段により算出された複数の基準点の位置を補正するように構成したので、ドキュメントの一部が切り取られて一部の基準点が失われても、電子透かしの同期回復を行うことができるとともに、基準点を規則的に配置して、秘匿性の劣化を招くことなく、電子透かしの同期回復を行うことができる効果がある。 According to the present invention, the reference point position calculating means for detecting the plurality of reference points embedded in the document and calculating the positions of the plurality of reference points with reference to the provisional coordinate axes, and the reference point position calculating means For each of the plurality of reference points detected by the above, the direction coordinate calculation means for calculating the direction of the line segment connected to other reference points and the coordinates of the middle point of the line segment, and the line segment calculated by the direction coordinate calculation means Geometry that indicates the geometric change that occurs in the communication path by comparing the direction and midpoint coordinates with the direction and midpoint coordinates of the line segment indicated by the registration information acquired by the registration information acquisition means A geometric parameter calculation means for calculating a physical parameter, and the reference point position correction means uses the geometric parameter calculated by the geometric parameter calculation means as a temporary coordinate axis when the reference point is embedded. In In other words, since the positions of the plurality of reference points calculated by the reference point position calculating means are corrected, even if a part of the document is cut out and some of the reference points are lost, the digital watermark In addition to performing synchronization recovery, there is an effect that synchronization of the digital watermark can be performed without causing a deterioration in confidentiality by regularly arranging reference points.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面にしたがって説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による電子透かしの同期回復装置を示す構成図であり、図において、データベース1はドキュメント(例えば、文書、デジタル化された画像)に対する電子透かしの埋め込み位置の特定用に埋め込まれている複数の基準点毎に、他の基準点と結ばれる線分の方向と線分の中点の座標を示す登録情報を記憶しているメモリである。
なお、ドキュメントが文書である場合、基準点が電子透かしとして埋め込まれるが、ドキュメントがデジタル化された画像である場合、基準点が電子透かしとして埋め込まれなくてもよく、元の画像信号から適当なフィルタなどによって特徴点を抽出し、この特徴点を基準点として用いてもよい。Hereinafter, in order to describe the present invention in more detail, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a digital watermark synchronization recovery apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a database 1 is used to specify a digital watermark embedding position in a document (eg, document, digitized image). For each of a plurality of reference points embedded for use, the memory stores registration information indicating the direction of a line segment connected to another reference point and the coordinates of the midpoint of the line segment.
When the document is a document, the reference point is embedded as a digital watermark. However, when the document is a digitized image, the reference point may not be embedded as a digital watermark. A feature point may be extracted by a filter or the like, and the feature point may be used as a reference point.
登録情報取得部2はデータベース1に対する入力インタフェースを備えており、データベース1に記憶されている登録情報を取得する処理を実施する。なお、登録情報取得部2は登録情報取得手段を構成している。
ここでは、登録情報取得部2がデータベース1から登録情報を取得する例を示しているが、これは一例に過ぎず、例えば、電子透かしや基準点をドキュメントに埋め込む電子透かし埋め込み装置3から通信路経由で取得するようにしてもよい。The registration information acquisition unit 2 includes an input interface for the database 1 and performs a process of acquiring registration information stored in the database 1. Note that the registration information acquisition unit 2 constitutes a registration information acquisition unit.
Here, an example is shown in which the registration information acquisition unit 2 acquires registration information from the database 1, but this is only an example. For example, the communication path from the digital watermark embedding device 3 that embeds a digital watermark or a reference point into a document is shown. You may make it acquire via.
ドキュメント受信部4は例えばデータ受信器から構成されており、電子透かし埋め込み装置3から通信路経由で当該ドキュメントを受信する処理を実施する。
基準点位置算出部5は例えばドキュメント上の画像を走査する画像検出器や、MPUなどの演算装置から構成されており、例えばパターンマッチング法を実施して、ドキュメントに埋め込まれている複数の基準点を検出し、暫定的な座標軸を基準にして、複数の基準点の位置を算出する処理を実施する。なお、基準点位置算出部5は基準点位置算出手段を構成している。The
The reference point position calculation unit 5 is composed of, for example, an image detector that scans an image on a document and an arithmetic unit such as an MPU. For example, a plurality of reference points embedded in the document by performing a pattern matching method. And a process of calculating the positions of a plurality of reference points on the basis of the temporary coordinate axes. The reference point position calculation unit 5 constitutes reference point position calculation means.
方向座標算出部6は例えばMPUなどの演算装置から構成されており、基準点位置算出部5により検出された複数の基準点毎に、他の基準点と結ばれる線分の方向と線分の中点の座標を算出する処理を実施する。なお、方向座標算出部6は方向座標算出手段を構成している。
幾何学的パラメータ算出部7は例えばMPUなどの演算装置から構成されており、方向座標算出部6により算出された線分の方向及び中点の座標と、登録情報取得部2により取得された登録情報が示す線分の方向及び中点の座標とを比較して、ドキュメントが通信路で生じている幾何学的変化を示す幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)を算出する処理を実施する。なお、幾何学的パラメータ算出部7は幾何学的パラメータ算出手段を構成している。The direction coordinate calculation unit 6 is configured by an arithmetic unit such as an MPU, for example, and for each of a plurality of reference points detected by the reference point position calculation unit 5, the direction of the line segment connected to other reference points and the line segment A process for calculating the coordinates of the midpoint is performed. In addition, the direction coordinate calculation part 6 comprises the direction coordinate calculation means.
The geometric
基準点位置補正部8は例えばMPUなどの演算装置から構成されており、幾何学的パラメータ算出部7により算出された幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)を用いて、上記暫定的な座標軸を基準点埋め込み時の座標軸に変換して、基準点位置算出部5により算出された複数の基準点の位置を補正する処理を実施する。なお、基準点位置補正部8は基準点位置補正手段を構成している。
The reference point
図1の例では、電子透かしの同期回復装置の構成要素である登録情報取得部2、ドキュメント受信部4、基準点位置算出部5、方向座標算出部6、幾何学的パラメータ算出部7及び基準点位置補正部8のそれぞれが専用のハードウェアで構成されているものを示しているが、電子透かしの同期回復装置がコンピュータで構成される場合、登録情報取得部2、ドキュメント受信部4、基準点位置算出部5、方向座標算出部6、幾何学的パラメータ算出部7及び基準点位置補正部8の処理内容を記述している電子透かしの同期回復プログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのCPUが当該メモリに格納されている電子透かしの同期回復プログラムを実行するようにしてもよい。
図2はこの発明の実施の形態1による電子透かしの同期回復装置の処理内容を示すフローチャートである。In the example of FIG. 1, a registration information acquisition unit 2, a
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the digital watermark synchronization recovery apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
次に動作について説明する。
この実施の形態1における電子透かしの同期回復装置は、一般化ハフ変換を用いて同期の回復を行うものである。
ハフ変換は、画像の中から特定の図形を検出する手法であり、基本的にはパターンマッチングの手法であるが、投票によって同期の回復を行うため、総当り法と比べて処理効率が高い特徴がある。
ハフ変換は、当初、直線を検出する手法として提案されたものであるが、例えば、円など、少数のパラメータで定式化される図形の検出にも利用することができる。
一般化ハフ変換は、輪郭の各点の座標と、各点における輪郭の方向を登録することによって、任意形状の図形を検出できるようにハフ変換を拡張したものである。Next, the operation will be described.
The digital watermark synchronization recovery apparatus according to the first embodiment recovers synchronization using generalized Hough transform.
Hough transform is a technique for detecting a specific figure from an image, and is basically a pattern matching technique. However, since it recovers synchronization by voting, it has a higher processing efficiency than the brute force method. There is.
The Hough transform was originally proposed as a method for detecting a straight line, but can also be used for detecting a figure formulated with a small number of parameters such as a circle.
The generalized Hough transform is an extension of the Hough transform so that a figure having an arbitrary shape can be detected by registering the coordinates of each point of the contour and the direction of the contour at each point.
この実施の形態1では、この手法を電子透かしの同期回復に利用するため、予め、配置が既知である複数の基準点を電子透かしでドキュメントに埋め込んでおき、2つの基準点を結ぶ全ての線分について、中点の座標と線分の方向を登録しておくようにしている。
即ち、電子透かし埋め込み装置3は、ドキュメントに対するN個の基準点Pk(k=0,…,N−1)の配置を決定すると(基準点の配置については、実施の形態2で説明するが、例えば、上記の特許文献2に開示されているような基準パターンを配置するようにしてもよい(図4を参照))、N個の基準点Pkの中から、任意の2つの基準点Pi,Pjを結ぶ線分PiPjの中点Mijの座標を(xij,yij)、その中点Mijの極座標を(rij,αij)として、線分PiPjの法線ベクトルとx軸のなす角ωijを求める(図3を参照)。
xij=rijcosαij
yij=rijsinαij (1)In this first embodiment, in order to use this technique for digital watermark synchronization recovery, a plurality of reference points whose arrangement is known are embedded in the document in advance with the digital watermark, and all lines connecting the two reference points are used. For the minute, the coordinates of the midpoint and the direction of the line segment are registered.
That is, when the digital watermark embedding device 3 determines the arrangement of N reference points P k (k = 0,..., N−1) with respect to the document (the arrangement of the reference points will be described in the second embodiment). For example, a reference pattern as disclosed in Patent Document 2 may be arranged (see FIG. 4), and any two reference points from among the N reference points P k. P i, coordinates of the midpoint M ij of the line segment P i P j connecting P j (x ij, y ij ), polar coordinates of the middle point M ij (r ij, α ij ) as, the line segment P i An angle ω ij between the normal vector of P j and the x axis is obtained (see FIG. 3).
x ij = r ij cosα ij
y ij = r ij sin α ij (1)
電子透かし埋め込み装置3は、線分PiPjの法線ベクトルとx軸のなす角ωijを求めると、下記の式(2)のベクトルvijを、線分PiPjの方向と線分PiPjの中点の座標を示す登録情報としてデータベース1に格納する。
vij=(ωij,rij,αij) (2)
なお、電子透かし埋め込み装置3は、全ての基準点Pi,Pjの組み合わせについて、登録情報を求めてデータベース1に格納する。When the digital watermark embedding device 3 obtains the angle ω ij between the normal vector of the line segment P i P j and the x axis, the vector v ij in the following equation (2) is determined as the direction of the line segment P i P j . Stored in the database 1 as registered information indicating the coordinates of the midpoint of the line segment P i P j .
v ij = (ω ij , r ij , α ij ) (2)
The digital watermark embedding device 3 obtains registration information for all combinations of the reference points P i and P j and stores them in the database 1.
ドキュメント受信部4は、電子透かし埋め込み装置3から通信路経由で、電子透かしが埋め込まれているドキュメントを受信する(ステップST1)。
なお、電子透かし埋め込み装置3からドキュメントが送信されたのち、通信路経由で、ドキュメントがドキュメント受信部4に受信されるまでの間に、ドキュメントが通信路で幾何学的変化を生じるものとする。
この実施の形態1では、幾何学的変化を示す幾何学的パラメータを(θ,s,u,v)で表すものとする。ただし、θは回転、sはスケーリング、(u,v)は平行移動を示すパラメータである。The
It is assumed that the document undergoes a geometric change in the communication path after the document is transmitted from the digital watermark embedding apparatus 3 and before the document is received by the
In the first embodiment, a geometric parameter indicating a geometric change is represented by (θ, s, u, v). Here, θ is a rotation, s is a scaling, and (u, v) is a parameter indicating translation.
基準点位置算出部5は、ドキュメント受信部4がドキュメントを受信すると、例えば、パターンマッチング法を実施して、ドキュメントに埋め込まれている複数の基準点を検出する。
また、基準点位置算出部5は、複数の基準点を検出すると、暫定的な座標軸を基準にして、複数の基準点の位置を算出する(ステップST2)。
なお、基準点の位置を算出するための座標系は暫定的に決定すればよいが、一般にハフ変換では、ドキュメントの中心に原点を取ると性能が向上する。
ここでは、基準点位置算出部5によりM個の基準点Qk(k=0,…,M−1)が検出されたものとする。
この基準点Qkの検出には一定量の誤りがあってもよい。そのような誤りは、以下のステップST5の幾何学的パラメータの算出の段階で排除される。When the
Further, when detecting a plurality of reference points, the reference point position calculation unit 5 calculates the positions of the plurality of reference points with reference to the provisional coordinate axes (step ST2).
Note that the coordinate system for calculating the position of the reference point may be provisionally determined. In general, in the Hough transform, the performance is improved when the origin is set at the center of the document.
Here, it is assumed that M reference points Q k (k = 0,..., M−1) are detected by the reference point position calculation unit 5.
There may be a certain amount of error in the detection of the reference point Q k. Such an error is eliminated in the stage of calculating geometric parameters in step ST5 below.
方向座標算出部6は、基準点位置算出部5がM個の基準点Qk(k=0,…,M−1)を検出すると、M個の基準点Qkの中から、任意の2つの基準点Qi,Qjを結ぶ線分QiQjの中点の座標(xij,yij)と、その線分QiQjとx軸のなす角ψijを算出する(ステップST3)。
なお、方向座標算出部6は、全ての基準点Qi,Qjの組み合わせについて、中点の座標(xij,yij)と、なす角ψijを算出する。When the reference point position calculation unit 5 detects M reference points Q k (k = 0,..., M−1), the direction coordinate calculation unit 6 selects any two of the M reference points Q k. The coordinates (x ij , y ij ) of the midpoint of the line segment Q i Q j connecting the two reference points Q i , Q j and the angle ψ ij formed by the line segment Q i Q j and the x axis are calculated (step) ST3).
The direction coordinate calculation unit 6 calculates the angle ψ ij between the coordinates of the midpoint (x ij , y ij ) and the combination of all the reference points Q i and Q j .
登録情報取得部2は、データベース1に記憶されている登録情報を取得する(ステップST4)。
幾何学的パラメータ算出部7は、登録情報取得部2が登録情報を取得すると、方向座標算出部6により算出された中点の座標(xij,yij)及びなす角ψijと、その登録情報が示す中点の座標(xij,yij)及びなす角ωijとを比較して、ドキュメントが通信路で生じている幾何学的変化を示す幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)を算出する(ステップST5)。The registration information acquisition unit 2 acquires registration information stored in the database 1 (step ST4).
When the registration information acquisition unit 2 acquires the registration information, the geometric
以下、幾何学的パラメータ算出部7における幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)の算出処理を具体的に説明する。
まず、幾何学的パラメータ算出部7は、ハフ変換において、投票に用いる4次元のバッファh(θ,s,u,v)を用意する。4次元のバッファhは、幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)の組み合わせ分だけ用意する。
ただし、4次元のバッファh(θ,s,u,v)の値を全て“0”に初期化する。Hereinafter, the calculation process of the geometric parameters (θ, s, u, v) in the geometric
First, the geometric
However, the values of the four-dimensional buffer h (θ, s, u, v) are all initialized to “0”.
次に、幾何学的パラメータ算出部7は、回転の検出範囲の最小値をθmin、最大値をθmaxとして、下記の不等式が成立する登録情報のなす角ωklを探索する。
θmin<θ=ψij−ωkl<θmax (3)
幾何学的パラメータ算出部7は、式(3)が成立するなす角ωklが登録情報内にあれば、そのなす角ωklに対応する極座標(rkl,αkl)を用いて、下記の(u,v)を算出する。
u=xij−s・rklcos(αkl+θ)
v=yij−s・rklsin(αkl+θ) (4)Next, the geometric
θ min <θ = ψ ij −ω kl <θ max (3)
If an angle ω kl formed by the expression (3) is included in the registration information, the geometric
u = x ij −s · r kl cos (α kl + θ)
v = y ij −s · r kl sin (α kl + θ) (4)
幾何学的パラメータ算出部7は、(u,v)を算出すると、スケーリングの検出範囲(最小値smin、最大値smax)で、式(4)における“s”を離散的に変化させて(例えば、sを0.01の刻み幅で変化させる)、変化後の幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)に対応するバッファh(θ,s,u,v)の値を“1”だけインクリメントする。After calculating (u, v), the geometric
幾何学的パラメータ算出部7は、式(3)が成立する全てのなす角ωklから(u,v)を算出して、スケーリングsを変化させた後の幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)に対応するバッファh(θ,s,u,v)の値を“1”だけインクリメントする処理が完了すると、全てのバッファh(θ,s,u,v)の値を比較して、最大値のバッファh(θ,s,u,v)を特定し、最大値のバッファh(θ,s,u,v)に対応する幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)を、ドキュメントが通信路で生じている幾何学的変化を示す幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)に決定する。The geometric
基準点位置補正部8は、幾何学的パラメータ算出部7が幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)を決定すると、その幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)を用いて、基準点位置算出部5で決定された暫定的な座標軸を基準点埋め込み時の座標軸(電子透かし埋め込み装置3により基準点が埋め込まれる際の座標軸)に変換して、基準点位置算出部5により算出されたM個の基準点Qkの位置を補正する(ステップST6)。
例えば、θ=5°であれば、基準点Qkの位置を−5°だけ回転させる補正を行う。また、s=−8%であれば、ドキュメントを8%だけ拡大させる補正を行う。
さらに、u=3であれば、基準点Qkの位置を3だけx軸のマイナス方向に平行移動させる補正を行う。また、v=−4であれば、基準点Qkの位置を4だけy軸のプラス方向に平行移動させる補正を行う。
図示せぬ後段の電子透かし検出装置では、ドキュメントに埋め込まれている電子透かしを検出する際、基準点位置補正部8により補正された基準点Qkの位置を参照して、電子透かしの位置を特定する。When the geometric
For example, if θ = 5 °, correction is performed by rotating the position of the reference point Q k by −5 °. If s = −8%, correction is performed to enlarge the document by 8%.
Further, if u = 3, correction is performed to translate the position of the reference point Q k by 3 in the negative direction of the x axis. If v = −4, correction is performed to translate the position of the reference point Q k by 4 in the positive direction of the y-axis.
In the latter-stage digital watermark detection apparatus (not shown), when detecting the digital watermark embedded in the document, the position of the digital watermark is determined by referring to the position of the reference point Q k corrected by the reference point
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、ドキュメントに埋め込まれている複数の基準点を検出し、暫定的な座標軸を基準にして、複数の基準点の位置を算出する基準点位置算出部5と、基準点位置算出部5により検出された複数の基準点毎に、他の基準点と結ばれる線分の方向と線分の中点の座標を算出する方向座標算出部6と、方向座標算出部6により算出された線分の方向及び中点の座標と登録情報取得部2により取得された登録情報が示す線分の方向及び中点の座標とを比較して、ドキュメントが通信路で生じている幾何学的変化を示す幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)を算出する幾何学的パラメータ算出部7とを設け、基準点位置補正部8が幾何学的パラメータ算出部7により算出された幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)を用いて、暫定的な座標軸を基準点埋め込み時の座標軸に変換して、基準点位置算出部5により算出された複数の基準点の位置を補正するように構成したので、ドキュメントの一部が切り取られて一部の基準点が失われても、電子透かしの同期回復を行うことができるとともに、基準点を規則的に配置して、秘匿性の劣化を招くことなく、電子透かしの同期回復を行うことができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, a plurality of reference points embedded in a document are detected, and a reference point for calculating the positions of the plurality of reference points with reference to provisional coordinate axes is used. The position calculation unit 5 and a direction coordinate calculation unit 6 that calculates the direction of a line segment connected to another reference point and the coordinates of the midpoint of the line segment for each of a plurality of reference points detected by the reference point position calculation unit 5 And the direction and midpoint coordinates of the line segment calculated by the direction coordinate calculation unit 6 and the direction and midpoint coordinates of the line segment indicated by the registration information acquired by the registration information acquisition unit 2 are compared. Is provided with a geometric
即ち、基準点を結ぶ線分の方向と、その線分の中点により、一般化ハフ変換を用いて電子透かしの同期を回復するようにしているので、基準点を規則的に配置することなく、電子透かしの同期回復を行うことができる効果を奏する。また、幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)の算出が主な基準点の一致に基づいて行われるので、一部の基準点が失われている場合や、誤りがある基準点が存在する場合でも、安定的に正しい幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)が得られる効果を奏する。 That is, since the digital watermark synchronization is recovered using the generalized Hough transform based on the direction of the line segment connecting the reference points and the midpoint of the line segment, the reference points are not arranged regularly. The digital watermark synchronization recovery can be achieved. Further, since the calculation of the geometric parameters (θ, s, u, v) is performed based on the coincidence of the main reference points, when some reference points are lost or there are erroneous reference points. Even when it exists, there is an effect that a correct geometric parameter (θ, s, u, v) can be stably obtained.
なお、この実施の形態1では、幾何学的パラメータ算出部7が、最大値のバッファh(θ,s,u,v)に対応する幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)を、ドキュメントが通信路で生じている幾何学的変化を示す幾何学的パラメータ(θ,s,u,v)に決定するものについて示したが、基準点位置算出部5により検出された基準点Qkの位置に誤差が存在する場合、投票が真の値の周囲に分散してしまって、検出精度が低下することがある。In the first embodiment, the geometric
この問題は、4次元のバッファh(θ,s,u,v)をスムージングすることによって軽減することができる。
即ち、下記の式(5)を最大とする幾何学的パラメータ(θ0,s0,u0,v0)を求める。
That is, a geometric parameter (θ 0 , s 0 , u 0 , v 0 ) that maximizes the following equation (5) is obtained.
さらに、幾何学的パラメータ(θ0,s0,u0,v0)の±1近傍のパラメータの平均を取って、最終的な幾何学的パラメータとする。
例えば、θは、下記の式(6)のように求める。
For example, θ is obtained as in the following formula (6).
実施の形態2.
上記実施の形態1では、複数の基準点がドキュメントに埋め込まれているものについて示したが、電子透かし埋め込み装置3が、例えば、乱数などを用いて、ドキュメントに対する複数の基準点の配置を決定することにより、ドキュメントに対してランダムに複数の基準点を配置するようにしてもよい。Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the case where a plurality of reference points are embedded in the document has been described. However, the digital watermark embedding apparatus 3 determines the arrangement of the plurality of reference points with respect to the document using, for example, a random number or the like. Thus, a plurality of reference points may be arranged at random with respect to the document.
ここで、図5はランダムに配置された基準点を示す説明図である。
図において、×は基準点の位置を示しており、複数の基準点が平面内にランダムに配置され、基準点の一部分の配置が他の部分と重なる可能性が低くなるように配置されている。
このため、ドキュメントの一部分が発見されたとき、その一部分が元のドキュメントのどの部分に相当するものであるかを、基準点の配置だけから高い確率で推定することができる。Here, FIG. 5 is an explanatory view showing reference points arranged at random.
In the figure, x indicates the position of the reference point, a plurality of reference points are randomly arranged in the plane, and the arrangement of a part of the reference points is less likely to overlap with other parts. .
For this reason, when a part of the document is found, it can be estimated with high probability from only the arrangement of the reference points which part of the original document the part corresponds to.
例えば、図の点線で囲まれた中央領域だけが切り出されたとき、その内部の基準点の配置が他の部分と重なる可能性が低い。
これに対して、図6に示すように、基準点が規則的に配置されている場合には、その一部の基準点の配置が他の部分と重なり、切り取られた断片が元のドキュメントのどの部分に相当するのかを、基準点から断定することができない。
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、ドキュメントに対してランダムに複数の基準点が配置されているので、ドキュメントの一部が切り取られた場合でも、電子透かしの同期回復を行うことができる効果を奏する。For example, when only the central region surrounded by the dotted line in the figure is cut out, there is a low possibility that the arrangement of the reference points inside the region overlaps with other parts.
On the other hand, as shown in FIG. 6, when the reference points are regularly arranged, the arrangement of some of the reference points overlaps with the other parts, and the cut fragment is the original document. It cannot be determined from the reference point which part corresponds to.
As is apparent from the above, according to the second embodiment, since a plurality of reference points are randomly arranged on the document, even when a part of the document is cut out, the digital watermark is synchronized and recovered. There is an effect that can be performed.
以上のように、この発明に係る電子透かしの同期回復装置は、ドキュメントの一部が切り取られて一部の基準点が失われても、電子透かしの同期回復を行うことができるとともに、基準点を規則的に配置して、秘匿性の劣化を招くことなく、電子透かしの同期回復を行うため、ドキュメントに埋め込まれている複数の基準点を検出し、暫定的な座標軸を基準にして、複数の基準点の位置を算出する基準点位置算出手段と、基準点位置算出手段により検出された複数の基準点毎に、他の基準点と結ばれる線分の方向と線分の中点の座標を算出する方向座標算出手段と、方向座標算出手段により算出された線分の方向及び中点の座標と登録情報取得手段により取得された登録情報が示す線分の方向及び中点の座標とを比較して、ドキュメントが通信路で生じている幾何学的変化を示す幾何学的パラメータを算出する幾何学的パラメータ算出手段とを設け、基準点位置補正手段が幾何学的パラメータ算出手段により算出された幾何学的パラメータを用いて、暫定的な座標軸を基準点埋め込み時の座標軸に変換して、基準点位置算出手段により算出された複数の基準点の位置を補正するように構成したので、ドキュメントに埋め込まれている複数の基準点の位置を検出して、電子透かしの埋め込み位置の特定を可能にする電子透かしの同期回復装置に用いるのに適している。 As described above, the digital watermark synchronization recovery apparatus according to the present invention can perform digital watermark synchronization recovery even if a part of a document is cut out and a part of reference points is lost. In order to recover digital watermark synchronization without degrading confidentiality, a plurality of reference points embedded in the document are detected and a plurality of reference points are used as a reference. The reference point position calculating means for calculating the position of the reference point, and the direction of the line segment connected to other reference points and the coordinates of the midpoint of the line segment for each of the plurality of reference points detected by the reference point position calculating means Direction coordinate calculation means for calculating the direction of the line segment calculated by the direction coordinate calculation means and the coordinates of the midpoint, and the direction of the line segment indicated by the registration information acquired by the registration information acquisition means and the coordinates of the midpoint Compare the documents A geometric parameter calculating means for calculating a geometric parameter indicating a geometric change occurring in the road, and the reference point position correcting means uses the geometric parameter calculated by the geometric parameter calculating means. Thus, the provisional coordinate axis is converted to the coordinate axis at the time of embedding the reference point, and the positions of the plurality of reference points calculated by the reference point position calculating means are corrected. The present invention is suitable for use in a digital watermark synchronization recovery device that detects the position of a reference point and identifies the digital watermark embedding position.
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