JP4919213B2 - Digital watermark insertion method and detection method - Google Patents
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Description
本発明は、画像、音声等の符号化信号もしくは同信号の圧縮時に電子透かしを挿入する電子透かし挿入方式および該電子透かしを挿入された信号からの電子透かしを検出する検出方式に関するものである。 The present invention relates to a digital watermark insertion method for inserting a digital watermark when an encoded signal such as an image or sound or the compression of the signal, and a detection method for detecting a digital watermark from a signal into which the digital watermark is inserted.
MPEGやJPEGなどで圧縮された動画や静止画像に電子透かしを挿入する技術が開示されている。通常、量子化されたDCT係数を操作する方法、動きベクトルを操作する方法、量子化パラメータを操作する方法などが開示されている。 A technique for inserting a digital watermark into a moving image or still image compressed with MPEG or JPEG is disclosed. Usually, a method for operating a quantized DCT coefficient, a method for operating a motion vector, a method for operating a quantization parameter, and the like are disclosed.
また、電子透かし挿入の性能として、(1)透かしを入れても情報量が変わらない透かし挿入方法(下記の非特許文献1など)や、(2)透かし挿入された画像データに対して、透かし情報を取り除くと、元の透かし挿入前の圧縮画像に戻す手法(下記の特許文献1など)が開示されている。また、MPEGなどの圧縮オーディオ情報についても、量子化パラメータやサブバンド係数を操作する手法(下記の特許文献2など)が開示されている。
しかしながら、前記(1)の場合、電子透かしを挿入すると、もともと最適な符号化条件で符号化された符号化情報が改ざんされるため、透かしデータ挿入量が多くなるにつれて、改ざん量も増加し、その結果として、透かしデータが挿入された符号化データを復号した場合、透かしデータが入る前の圧縮画像を復号した場合に比べ、画質が劣化する問題があった。 However, in the case of the above (1), when the digital watermark is inserted, the encoded information originally encoded under the optimal encoding condition is falsified. Therefore, as the watermark data insertion amount increases, the falsification amount increases. As a result, there has been a problem that when the encoded data into which the watermark data is inserted is decoded, the image quality is deteriorated as compared with the case where the compressed image before the watermark data is inserted.
また、前記(2)の場合は、透かし情報挿入前の圧縮画像に戻すことが可能であるが、透かし情報を一旦抽出して取り除く処理が必要なほか、透かし情報が挿入された圧縮画像をそのまま復号した場合、前記(1)と同様に画質劣化が大きいという問題があった。このため、画質を維持しながら大量の透かし情報を挿入することは、非常に困難であった。 In the case of (2), it is possible to return to the compressed image before the watermark information insertion. However, it is necessary to extract and remove the watermark information once, and the compressed image in which the watermark information is inserted is used as it is. In the case of decoding, there is a problem that image quality deterioration is large as in the case of (1). For this reason, it has been very difficult to insert a large amount of watermark information while maintaining the image quality.
また、MPEGなどで圧縮されたオーディオ情報についても、同様に透かし情報を挿入することによって音質が劣化する問題があった。 Similarly, audio information compressed by MPEG or the like has a problem that sound quality is deteriorated by inserting watermark information.
本発明は、前記した従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像または音声などの品質を完全に保持する電子透かし挿入方式および検出方式を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described prior art, and an object of the present invention is to provide a digital watermark insertion method and a detection method that completely maintain the quality of an image or sound.
前記した目的を達成するために、本発明は、変換処理により圧縮符号化されたデータ(以下、圧縮符号化データ)を入力する手段と、該圧縮符号化データで用いられた符号化制御パラメータ値と異なる符号化制御パラメータ値を用いて該圧縮符号化データを再符号化することにより、該圧縮符号化データに電子透かし情報を挿入する手段とを具備する電子透かし挿入方式を提供する点に第1の特徴がある。 In order to achieve the above object, the present invention provides means for inputting data compression-encoded by conversion processing (hereinafter referred to as compression-encoded data), and encoding control parameter values used in the compression-encoded data. And a means for inserting digital watermark information into the compressed encoded data by re-encoding the compressed encoded data using different encoding control parameter values. There is one feature.
また、変換処理により圧縮符号化された電子透かし情報が挿入されたデータ(以下、圧縮符号化データ)を入力する手段と、該圧縮符号化データから得られる符号化制御パラメータおよび変換係数値から冗長性を検出し、該冗長性の有無により挿入された透かし情報値を求める手段を具備する電子透かし検出方式を提供する点に第2の特徴がある。 Further, a means for inputting data into which digital watermark information compression-encoded by the conversion process is inserted (hereinafter referred to as compression-encoded data), redundancy from the encoding control parameter and conversion coefficient value obtained from the compression-encoded data. There is a second feature in that a digital watermark detection method is provided which includes means for detecting the property and obtaining the watermark information value inserted depending on the presence or absence of the redundancy.
さらに、非零変換係数の個数が予め定められた数以下の場合のみ電子透かしの挿入を行うことによりビット数の増加を抑制する点に第3の特徴がある。 Furthermore, the third feature is that an increase in the number of bits is suppressed by inserting a digital watermark only when the number of non-zero transform coefficients is equal to or less than a predetermined number.
本発明によれば、電子透かしが挿入された圧縮データをそのまま再生しても元のデータの品質が完全に保持されており(一切損なわれてなく)、かつ符号量の増加を抑制可能な電子透かし方式および検出方式を実現することが可能となる。 According to the present invention, even if the compressed data with the digital watermark inserted is reproduced as it is, the quality of the original data is completely maintained (not impaired at all) and the increase in the code amount can be suppressed. It is possible to realize a watermark method and a detection method.
以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図1に本発明の一実施形態の透かし埋め込みの手順を、図2に図1の透かし埋込に対する透かし検出の手順を示す。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a watermark embedding procedure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a watermark detection procedure for the watermark embedding shown in FIG.
まず、透かし埋め込みの手順について図1を参照して説明する。 First, a watermark embedding procedure will be described with reference to FIG.
最初に、当該制御パラメータが埋め込み対象であるか否かの判断がなされ(ステップS1)、埋め込み対象であれば、埋め込む透かしビットが“0”であるか“1”であるかの判断をする(ステップS2)。そして、埋め込む透かしビットが“0”の場合はそのまま何もせず終了し、一方、ビットが“1”の場合は圧縮符号化データ1で用いられている符号化制御パラメータ値1aを変換し(ステップS3)、さらに、該変更された符号化制御パラメータ値1aを用いて該圧縮符号化データ1における変換係数群1bを再圧縮する(ステップS4)。
First, it is determined whether or not the control parameter is to be embedded (step S1). If the control parameter is to be embedded, it is determined whether the watermark bit to be embedded is “0” or “1” (step S1). Step S2). If the watermark bit to be embedded is “0”, the process ends without any processing. On the other hand, if the bit is “1”, the encoding control parameter value 1a used in the compressed encoded
次に、透かし検出の手順について、図2を参照して説明する。 Next, a watermark detection procedure will be described with reference to FIG.
まず、圧縮符号化データ2の制御パラメータが透かし埋め込み対象の制御パラメータであるか否かのチェックをし、透かし埋め込み対象の制御パラメータである場合には、制御パラメータ2aの内容のチェックを行う(ステップS10)。その結果、制御パラメータ2aが変化した形跡がない場合は、ビット”0”を出力し終了する(ステップS11)。なお、制御パラメータが変化したか否かを判断するための手段の例については後述する。一方、制御パラメータ2aが変化した可能性がある場合は、引き続きその制御パラメータにより制御されている変換係数2bの冗長性チェックを行う(ステップS12)。その結果、全ての変換係数2bが冗長であることが判明した場合は“1”を出力して終了する(ステップS13)。逆に全ての変換係数2bが冗長とはいえない場合は何もせずに終了する。
First, it is checked whether or not the control parameter of the compression-encoded
次に、本発明の第2実施形態について説明する。この実施形態は、本発明を具体的にMPEG-2ビデオ信号に適用した場合についてであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、JPEGなどにも適用することができる。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the present invention is specifically applied to an MPEG-2 video signal. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to JPEG or the like.
MPEG-2ビデオ信号は、図3に示すとおり、階層的な構造をとっている。すなわち、1つのシーケンス10はシーケンスヘッダ(SH)、1つ以上のGOP (Group of Picture)、およびシーケンスエンドコード(SEC)から構成される。GOPはヘッダおよび1枚以上のピクチャ(Picture)11からなり、ピクチャ11aはヘッダおよび1つ以上のスライス(Slice)からなっている。さらに、スライス内部にはスライスヘッダ、および1つ以上のマクロブロック(MB)が存在する。MBはヘッダ、および16画素×16ラインの輝度ブロック、2つの色差ブロックからなる。
The MPEG-2 video signal has a hierarchical structure as shown in FIG. That is, one
ここで、スライスの内部に存在するスライスヘッダにはスライススタートコードの他に量子化ステップを示す量子化スケールコード(以下、MQと記す)が含まれている。このMQは、スキャン順にMBを見たときに、特別にMQが指示されるまでは、該MQが指示されるまでの各MB中のDCT係数に対する量子化スケールを示すことになる。 Here, the slice header existing inside the slice includes a quantization scale code (hereinafter referred to as MQ) indicating a quantization step in addition to the slice start code. This MQ indicates a quantization scale for DCT coefficients in each MB until the MQ is instructed until the MQ is instructed when the MB is viewed in the scan order.
一方、上記したとおり、MBヘッダにもMQを含めることができる。仮にMBヘッダにMQが存在した場合は、そのMBのMQを示すこととなる。さらに、スライスヘッダのMQ同様、スキャン順で後段にあるMBでMQが現れない限り、そのMQは継承されて利用される。 On the other hand, as described above, MQ can also be included in the MB header. If MQ exists in the MB header, the MQ of the MB is indicated. Further, as in the case of the MQ in the slice header, unless the MQ appears in the subsequent MB in the scan order, the MQ is inherited and used.
なお、MB中のMQの有無はCoded_MQフラグで判断することが出来るようになっており、Coded_MQフラグ==Trueの場合はMQが存在する、すなわち、そのMBのMQは当該MBで指定されるMQが使用されることとなる。一方、Coded_MQフラグ==Falseの場合はMQが存在しないため、スキャン順で直前のMBのMQが継承される。 Note that the presence or absence of MQ in the MB can be determined by the Coded_MQ flag. If Coded_MQ flag == True, the MQ exists, that is, the MQ of the MB is the MQ specified by the MB. Will be used. On the other hand, when Coded_MQ flag == False, there is no MQ, so the MQ of the previous MB in the scan order is inherited.
(1)透かしの埋め込み方法 (1) Watermark embedding method
MPEG-1/2ビデオの符号化において、Intra-MBのAC係数およびInter-MBのDC/AC係数は式(1)に従い再構成される。rec[m,n]は、再構成されたAC係数又はDC係数を示す。 In MPEG-1 / 2 video encoding, Intra-MB AC coefficients and Inter-MB DC / AC coefficients are reconstructed according to Equation (1). rec [m, n] indicates the reconstructed AC coefficient or DC coefficient.
ここで、0≦m,n≦7であり、QTINTRAとQTINTERはそれぞれIntra-MB、Inter-MBに対するデフォルトの量子化テーブルである。また、qDCTC[m][n]はDCT係数、sign(qDCTC[m][n])は−1、0または+1を示す。 Here, 0 ≦ m and n ≦ 7, and QT INTRA and QT INTER are default quantization tables for Intra-MB and Inter-MB, respectively. Further, qDCTC [m] [n] indicates a DCT coefficient, and sign (qDCTC [m] [n]) indicates −1, 0, or +1.
次に、MB(k) はスライス内でk番目のMBを示すこととし(k=1、2、…、kmax)、制御パラメータQ(k)はMB(k)におけるCODED_MQフラグとMQ値を示すこととする。なお、
Q(k) = 0の場合、CODED_MQ==FalseであるためMQ値は存在せず、
Q(k) > 0の場合、CODED_MQ==TrueでQ(k)はそのMBのMQ値を示すこととする。
Next, MB (k) indicates the k-th MB in the slice (k = 1, 2,..., K max ), and the control parameter Q (k) sets the CODD_MQ flag and MQ value in MB (k). I will show you. In addition,
When Q (k) = 0, there is no MQ value because CODD_MQ == False,
When Q (k)> 0, CODD_MQ == True and Q (k) indicates the MQ value of the MB.
まず、Iピクチャの場合について説明する。特にQ(k0)=α×β(ただし、α、βは整数、かつβ≠1)となるMB(k0)を考える。明らかにαとβはQ(k0)の因数である。Q(k0)が素数の場合、因数は1つであり、Q(k0)自身のみである。この場合、以下のアルゴリズム1を用いてMB(k0)を変換するとする。
アルゴリズム1(MBのQおよび係数の変換 )
1: Q(k0)←α
2: for Y,Cb,and Cr channel do
3: for all nonzero qDCTC[m][n] do
4: qDCTC[m][n] ←βqDCTC[m][n]
5: end for
6: end for
First, the case of an I picture will be described. In particular, consider MB (k0) where Q (k0) = α × β (where α and β are integers and β ≠ 1). Clearly α and β are factors of Q (k0). When Q (k0) is a prime number, there is one factor, and only Q (k0) itself. In this case, it is assumed that MB (k0) is converted using the following
Algorithm 1 (Q conversion of MB and coefficient)
1: Q (k0) ← α
2: for Y, Cb, and Cr channel do
3: for all nonzero qDCTC [m] [n] do
4: qDCTC [m] [n] ← βqDCTC [m] [n]
5: end for
6: end for
ここで、αは新しいMQ値として、またβはMB(k0)の非零AC係数qDCTCへの乗数として選ばれた値である。ところが、1でない限りαとβの役割は入替え可能である。情報を埋め込むためには、MB(k0)は“1”を埋めるために変換されるか、“0”を埋め込んでそのままとするかのどちらかである。特に、オリジナルのQ(k0)が割り切れた場合の因数βは、βの乗数によって補償される(アルゴリズム1の4行目に書かれている通り)。したがって、スキャン順で透かしの埋め込みによりMBが変換されるまでは完全に画質が保存されることになる。 Here, α is a new MQ value, and β is a value selected as a multiplier for the non-zero AC coefficient qDCTC of MB (k0). However, unless it is 1, the roles of α and β can be interchanged. To embed information, MB (k0) is either converted to embed “1” or “0” is embedded and left as it is. In particular, the factor β when the original Q (k0) is divisible is compensated by a multiplier of β (as written in the fourth line of Algorithm 1). Therefore, the image quality is completely preserved until the MB is converted by embedding the watermark in the scan order.
次に、スライスレベルで完全に画質を保存するために、後に続くMBのMQを更新する。MB(k0+1)はQ(k0+1)としてαの代わりにα×βに置き換える必要がある。もちろん、Q(k0+1)>0(つまりα×βでない値を示している)、もしくは該MBがスライス内の最後のMBの場合はこの置き換えを行う必要はない。 The subsequent MB MQ is then updated to fully preserve the image quality at the slice level. MB (k0 + 1) needs to be replaced with α × β instead of α as Q (k0 + 1). Of course, this replacement is not necessary when Q (k0 + 1)> 0 (that is, a value that is not α × β) or when the MB is the last MB in the slice.
一方、INTER-MBについては、アルゴリズム1の4行目を以下のように入れ替えるだけで同様の処理が可能となる。
On the other hand, for INTER-MB, the same processing can be performed by simply replacing the fourth line of
ここで、xは非零のDCT係数qDCTC(これはDC係数も含まれている)、y=(β-1)/2である。すべての操作が整数レベルで行われるので、yは整数でなければならない。したがって、INTER-MBにおいて、乗数定数βは奇数となることに注意する必要がある。 Here, x is a non-zero DCT coefficient qDCTC (which includes a DC coefficient), and y = (β−1) / 2. Since all operations are done at the integer level, y must be an integer. Therefore, it should be noted that the multiplier constant β is an odd number in INTER-MB.
なお、本発明の電子透かし埋め込み方式においては、2値(すなわち0/1の1ビット)の埋め込みだけでなく、これを多値の埋め込みに拡張することも可能である。 In the digital watermark embedding method of the present invention, it is possible to extend not only binary (that is, 1 bit of 0/1) but also multi-level embedding.
例えば、Q=16に対して、
(α,β)=(16, 1)の場合を“0”(もしくは“00”)
(α,β)=(8, 2)の場合を“1”(もしくは“01”)
(α,β)=(4, 4)の場合を“2”(もしくは“10”)
(α,β)=(2, 8)の場合を“3”(もしくは“11”)
とすることで、 1つの量子化係数に4値(もしくは2ビット)の情報を埋め込むことが可能となる。
For example, for Q = 16,
When (α, β) = (16, 1) is “0” (or “00”)
“1” (or “01”) when (α, β) = (8, 2)
When (α, β) = (4, 4), “2” (or “10”)
When (α, β) = (2, 8), “3” (or “11”)
By doing so, it becomes possible to embed 4-value (or 2-bit) information in one quantization coefficient.
これを一般化して書くと、Qを素因数分解した際に、β=c(≠1)のN乗を因数として持つ場合、
(α,β)=(Q, 1)の場合を“0”、
(α,β)=(Q/c, c)の場合を“1”、
(α,β)=(Q/c2, c2)の場合を“2”、
…
(α,β)=(Q/cN-1, cN-1)の場合を“N-1”、
(α,β)=(Q/cN, cN)の場合を“N”
とすることにより(N+1)値の埋め込みを行うことができる。
ただし、 Q=cNの場合はα=Q/cN=1となる場合を除く(この場合は、N値の埋め込みが可能ということになる)。
When this is generalized and written, when Q is prime factorized, β = c (≠ 1) with Nth power as a factor,
If (α, β) = (Q, 1)
When (α, β) = (Q / c, c)
If (α, β) = (Q / c 2 , c 2 )
...
If (α, β) = (Q / c N-1 , c N-1 )
“N” when (α, β) = (Q / c N , c N )
(N + 1) value can be embedded.
However, when Q = cN, the case where α = Q / cN = 1 is excluded (in this case, N values can be embedded).
図5は、上記したMPEG2への透かし埋め込みのアルゴリズム(スライス単位)をフローチャートで表したものであるが、該フローチャートの詳細は上記で説明済みであるのでその説明は省略する。 FIG. 5 is a flowchart showing the watermark embedding algorithm (slice unit) in MPEG2 described above, and since the details of the flowchart have been described above, description thereof will be omitted.
(2)透かし検出方法 (2) Watermark detection method
埋め込まれた透かしデータを検出するために、MPEGデータのパースと同様に修正されたビデオデータをパースする。 In order to detect the embedded watermark data, the modified video data is parsed in the same manner as the MPEG data parse.
まず、Iピクチャ(INTRA-MB)の場合について説明する。 First, the case of an I picture (INTRA-MB) will be described.
Q=α×βとなるMBに到達したら、bit“0”を取り出す。一方、Q=αとなるMBに到達した時には、次の2つのMBである可能性がある。
(i)Q=α×βにより変換されたMBであり、 bit“1”を持つ。
(ii)元々からQ=αであるMBである。
When MB reaches Q = α × β, bit “0” is extracted. On the other hand, when reaching the MB where Q = α, there is a possibility that the next two MBs.
(i) MB converted by Q = α × β, and has bit “1”.
(ii) Originally MB with Q = α.
このように、1つのMBが2つの意味を持ってしまうという問題を打開するために、各非零AC係数xに対しβで割ったときの剰余mod(x、β)を考える。仮にすべてのxに対しその結果が0である、つまりxがβで割り切れる場合(mod(x、β)=0)は、(i)の場合であると判断し、bit“1”を取り出す。一方、そうでなければ(ii)の場合であると判断し何も取り出さない。なお、MB内の全非零AC係数が特定の因数βで割り切れることはまれである。 以上のようにすれば、変換されたMBが“1”を持つものかそうでないかを判別することができる。 Thus, in order to overcome the problem that one MB has two meanings, the remainder mod (x, β) when dividing each non-zero AC coefficient x by β is considered. If the result is 0 for all x, that is, if x is divisible by β (mod (x, β) = 0), it is determined that the case is (i), and bit “1” is extracted. On the other hand, if not, it is determined that the case is (ii) and nothing is taken out. Note that it is rare that all non-zero AC coefficients in MB are divisible by a specific factor β. As described above, it is possible to determine whether the converted MB has “1” or not.
下記のアルゴリズム2を使えば、変換されたMBをもとの状態に戻すことが出来る。
アルゴリズム2 :変換されたMBの修復
1: Q ←α×β
2: for Y,Cb,and Cr channel do
3: for all nonzero qDCTC[m][n] do
4: qDCTC[m][n] ← qDCTC[m][n]/β
5: end for
6: end for
If you use
Algorithm 2: Repair converted MB
1: Q ← α × β
2: for Y, Cb, and Cr channel do
3: for all nonzero qDCTC [m] [n] do
4: qDCTC [m] [n] ← qDCTC [m] [n] / β
5: end for
6: end for
その後、次に符号化されるMQの値のため後段のMBがスキャンされる。もしα×βであればMQ(k)はもともとMQが符号化されていなかったと判断されるため、それを元に戻すためにCODED_MQフラグがfalseになる。そうでなければ、元々、符号化されたMQを持っていたということになる。 Thereafter, the subsequent MB is scanned for the MQ value to be encoded next. If it is α × β, it is determined that MQ (k) was not originally encoded, so the CODD_MQ flag becomes false to restore it. Otherwise, we originally had an encoded MQ.
前述の議論については、 INTER-MBに対しても簡単な修正で適用可能である。特に(i)の際の条件mod(x、β)=0を、
mod (x−y、β) = 0 if x > 0
mod (x+y、β) = 0 otherwise。
と、置換するだけである。これは前記(1)式に由来している。また、変換が行われているINTER-MBを修復する際にはアルゴリズム2の4行目を、
(x−y)=β if x > 0;
(x+y)=β otherwise、
と置換するだけでよい。
The above discussion can be applied to INTER-MB with simple modifications. In particular, the condition mod (x, β) = 0 in (i)
mod (x−y, β) = 0 if x> 0
mod (x + y, β) = 0 otherwise.
And just replace it. This is derived from the formula (1). Also, when restoring the INTER-MB that has been converted, the fourth line of
(x−y) = β if x>0;
(x + y) = β otherwise,
Just replace it with
図6は、上記したMPEG2からの透かし検出のアルゴリズム(スライス単位)をフローチャートで表したものであるが、該フローチャートの詳細は上記で説明済みであるのでその説明は省略する。 FIG. 6 is a flowchart showing the above-described watermark detection algorithm (in slice units) from MPEG2. The details of the flowchart have been described above, and a description thereof will be omitted.
次に、透かしの埋め込みおよび透かし検出の具体例を説明する。具体的に、Iピクチャを使った透かし埋め込み・検出例を図7に示す。 Next, a specific example of watermark embedding and watermark detection will be described. Specifically, FIG. 7 shows an example of watermark embedding / detection using an I picture.
図7の上段がオリジナルのMQとDCT係数を、下段が修正後のMQとDCT係数を表している。左側のセルの列はQ(k)を表している。 Q(k)>0の場合はQ(k)の値が、そうでない場合はXが格納されている。Xが格納されているMB(k)は前段のMB(k)のQ(k)値を継承する。 The upper part of FIG. 7 represents the original MQ and DCT coefficients, and the lower part represents the corrected MQ and DCT coefficients. The column of cells on the left represents Q (k). The value of Q (k) is stored when Q (k)> 0, and X is stored otherwise. MB (k) in which X is stored inherits the Q (k) value of the preceding MB (k).
まず、埋め込み処理について説明する。ここで、上段のQ(k)=α×β=4×2 = 8となるすべてのMB(k)を使って、電子透かし(バイナリメッセージ)を埋め込む場合を想定する。 First, the embedding process will be described. Here, it is assumed that a digital watermark (binary message) is embedded using all MB (k) satisfying Q (k) = α × β = 4 × 2 = 8 in the upper stage.
もし、MB(k0)にビット“1”を格納するためにQ(k0)に変換を施す場合は、下段のMB(k0)のQ(k0)は、Q(k0)=α=4となり、かつDCT係数の中の全ての非零AC係数に因数β(=2)が掛けられる。このように、因数を掛けることでDCT係数が大きくなりビット量も増加するが、逆量子化後のDCT係数は元と同じになり、画質そのものは完全に保存されることが分かる。その次のMB(k0+1)のQ(k0+1)はQ(k0+1)=10であり、8ではないから、下段のQ(k0+1)も10のままでよい。 If Q (k0) is converted to store bit “1” in MB (k0), Q (k0) of the lower MB (k0) becomes Q (k0) = α = 4, And all non-zero AC coefficients in the DCT coefficients are multiplied by a factor β (= 2). In this way, by multiplying the factor, the DCT coefficient increases and the bit amount also increases, but the DCT coefficient after inverse quantization is the same as the original, and it can be seen that the image quality itself is completely preserved. The Q (k0 + 1) of the next MB (k0 + 1) is Q (k0 + 1) = 10 and not 8. Therefore, the lower Q (k0 + 1) may remain at 10.
同様に、Q(k0+2)=8で、ここにビット“1”を格納する場合、Q(k0)と同様の処理が施され、Q(k0+2)=4となる。その次のMB(k0+3)におけるQ(k0+3)はX(=0)であるため、ここにビット“0”が格納される。また、X(=0)のまま下段に移すとQ(k0+2)=4が継承されてQ(k0+3)=4として扱われてしまうことになるため、Q(k0+3)がXから8に変えられる。さらにその次のMB(k0+4)のQ(k0+4)はQ(k0+4)=11であり、8ではないから、下段のQ(k0+4)も11のままでよい。 Similarly, when Q (k0 + 2) = 8 and bit “1” is stored here, the same processing as Q (k0) is performed and Q (k0 + 2) = 4. Since Q (k0 + 3) in the next MB (k0 + 3) is X (= 0), bit “0” is stored here. If X (= 0) is moved to the lower stage, Q (k0 + 2) = 4 is inherited and treated as Q (k0 + 3) = 4, so Q (k0 + 3) is Can be changed from X to 8. Further, Q (k0 + 4) of the next MB (k0 + 4) is Q (k0 + 4) = 11 and is not 8. Therefore, Q (k0 + 4) in the lower stage may be 11 as well.
次に、検出処理について説明する。図7の下段のセル群において、電子透かし(バイナリメッセージ)検出器はQ(k0)=α=4を抽出するため、MB(k0)が最初のキャリアであると認識される。全ての非零AC係数がβ(=2)で割り切れることから、検出器はビット“1”を引き出し、MB(k0)を元の状態に戻し、次のQ(k0+1)のチェックに移る。Q(k0+1)=10(すなわち8でない)であることから、MB(k0+1)には、透かしは埋め込まれていないと認識される。 Next, the detection process will be described. In the lower cell group in FIG. 7, since the digital watermark (binary message) detector extracts Q (k0) = α = 4, MB (k0) is recognized as the first carrier. Since all non-zero AC coefficients are divisible by β (= 2), the detector extracts bit “1”, returns MB (k0) to the original state, and moves to the next check of Q (k0 + 1). . Since Q (k0 + 1) = 10 (that is, not 8), it is recognized that no watermark is embedded in MB (k0 + 1).
次に、MB(k0+2)もMB(k0)同様最初のキャリアであると認識され、さらに、全ての非零AC係数がβ(=2)で割り切れたとすると、ビット“1”が引き出される。よって検出器はMB(k0+2)を元の状態に戻し、Q(k0+3)のチェックを行う。ここで、Q(k0+3)=8であるため、MB(k0+3)は前の状態が引き継がれたMBであると認識される。よって、MQ(k0+3)=0とされる。Q(k0+4)=11は8ではないので、MB(k0+4)には透かしは埋め込まれていないと認識される。また、Q(k0+4)はそのままである。 Next, MB (k0 + 2) is also recognized as the first carrier like MB (k0), and if all non-zero AC coefficients are divisible by β (= 2), bit “1” is extracted. . Therefore, the detector returns MB (k0 + 2) to the original state, and checks Q (k0 + 3). Here, since Q (k0 + 3) = 8, MB (k0 + 3) is recognized as the MB that has been taken over from the previous state. Therefore, MQ (k0 + 3) = 0 is set. Since Q (k0 + 4) = 11 is not 8, it is recognized that no watermark is embedded in MB (k0 + 4). Q (k0 + 4) remains unchanged.
INTERの場合も同様の方法をとることが出来る。ただし、βは奇数でないといけないため、ここではα=3、 β=3の場合を考える。図8にその詳細を示す。 The same method can be used for INTER. However, since β must be an odd number, let us consider the case where α = 3 and β = 3. The details are shown in FIG.
まず、透かしデータの埋め込み処理について説明する。ここで、Q(k)=α×β=3×3 = 9となるすべてのMB(k)を使って、電子透かし(バイナリメッセージ)を埋め込む場合を想定する。
もし、MB(k0)においてビット“1”を格納するために変換を施す場合は、Q(k0)=α=3となり、すべての非零AC係数xに対し、次の因数を用いた場合分け演算が行われる。
βx + (β-1)/2 すなわち 3x+1 (x>0)
βx - (β-1)/2 すなわち 3x-1 (その他)
First, the watermark data embedding process will be described. Here, it is assumed that a digital watermark (binary message) is embedded using all MB (k) that satisfy Q (k) = α × β = 3 × 3 = 9.
If conversion is performed to store bit “1” in MB (k0), Q (k0) = α = 3, and the following factors are used for all non-zero AC coefficients x. An operation is performed.
βx + (β-1) / 2 or 3x + 1 (x> 0)
βx-(β-1) / 2 ie 3x-1 (other)
このよう演算を行うことで係数が大きくなりビット量も増加するが、逆量子化後のDCT係数は元と同じになり、画質そのものは保存されることが分かる。 By performing such an operation, the coefficient increases and the bit amount also increases, but the DCT coefficient after inverse quantization is the same as the original, and it can be seen that the image quality itself is preserved.
その次の係数として、本来であれば、MB(k0+1)におけるQ(k0+1)を元に戻さないといけないが、もともとQ(k0+1)=10という形で別の量子化パラメータとして符号化されているため、そのままでよい。 As the next coefficient, Q (k0 + 1) in MB (k0 + 1) must be restored to its original value, but another quantization parameter originally in the form of Q (k0 + 1) = 10 Since it is encoded as, it can be left as it is.
同様に、Q(k0+2)=9で、ここにビット“1”を格納する場合、Q(k0)同様の処理が施され、Q(k0+2)=3となる。後段のMB(k0+3)におけるQ(k0+3)=0であるため、このままだとQ(k0+3)=3として扱われてしまうことになる。よって、これを元に戻さないといけない。そのため、Q(k0+3)がXから9になっている。 Similarly, when Q (k0 + 2) = 9 and bit “1” is stored here, the same processing as Q (k0) is performed and Q (k0 + 2) = 3. Since Q (k0 + 3) = 0 in the subsequent MB (k0 + 3), it will be treated as Q (k0 + 3) = 3 as it is. Therefore, this must be restored. Therefore, Q (k0 + 3) is 9 from X.
次に、透かしデータの検出処理を説明する。図8の下側のセル群に着目すると、電子透かし(バイナリメッセージ)検出器はQ(k0)=α=3であるため、MB(k0)が最初のキャリアであると認識される。全ての非零DCT係数が、
mod (x − y,β) = 0 (x > 0)
mod (x + y,β) = 0 (その他)
Next, watermark data detection processing will be described. Focusing on the lower cell group in FIG. 8, since the digital watermark (binary message) detector has Q (k0) = α = 3, MB (k0) is recognized as the first carrier. All non-zero DCT coefficients are
mod (x − y, β) = 0 (x> 0)
mod (x + y, β) = 0 (Other)
ただし、y = (β-1)/2
(上の3つの式を(3)式とする)
を満足するため、検出器はビット“1”を引き出し、MB(k0)を元の状態に戻す。Q(k0+1)=10であることからMQ(k0+1)=0にすることは行われない。
Where y = (β-1) / 2
(The above three formulas are taken as formula (3))
Therefore, the detector extracts bit “1” and returns MB (k0) to the original state. Since Q (k0 + 1) = 10, MQ (k0 + 1) = 0 is not set.
次に、MB(k0+2)もMB(k0)同様最初のキャリアであると認識され、さらに、全ての非零DCT係数で(3)式を満足したとすると、ビット“1”が引き出される。よって、検出器はMB(k0+2)を元の状態に戻し、Q(k0+3)のチェックを行う。ここで、Q(k0+3)=9であるため、MB(k0+3)は前の状態が引き継がれたMBであると認識される。よって、MQ(k0+3)=0とされる。MB(k0+4)=11で9ではないので、そのままである。 Next, MB (k0 + 2) is also recognized as the first carrier like MB (k0), and if all non-zero DCT coefficients satisfy equation (3), bit “1” is extracted. . Therefore, the detector returns MB (k0 + 2) to the original state and checks Q (k0 + 3). Here, since Q (k0 + 3) = 9, MB (k0 + 3) is recognized as the MB that has been taken over from the previous state. Therefore, MQ (k0 + 3) = 0 is set. Since MB (k0 + 4) = 11 and not 9, it remains as it is.
(3)増加するビット量を抑制する方法 (3) Method of suppressing the increasing bit amount
透かしを埋め込むことによりMQを変化させると、非零AC係数が全て大きくなる。AC係数は、スキャン順にAC係数が表れるまでの0の個数(0ラン)と係数の大きさ(レベル)を符号化する。MPEG-2のランとレベルの符号化ビットを図4に示す。図4に書かれている通り、一般的にレベルが上がるほど、ビット量は増える。よって、透かしを埋め込むことにより全体のビット量が増加するという問題が生じる。埋め込むことのできるビットメッセージ(電子透かし)の長さに対し、この全体の符号量の増加を抑制するために以下に掲げる3つの方法をとることができる。 Changing the MQ by embedding a watermark increases all non-zero AC coefficients. The AC coefficient encodes the number of zeros (0 run) and the magnitude (level) of the coefficient until the AC coefficient appears in the scan order. MPEG-2 run and level encoding bits are shown in FIG. As shown in FIG. 4, the bit amount generally increases as the level increases. Therefore, there arises a problem that the total bit amount is increased by embedding the watermark. In order to suppress the increase in the overall code amount with respect to the length of the bit message (digital watermark) that can be embedded, the following three methods can be taken.
(a) 因数として小さな値(例:β=2 又は 3)のみを用いる方法。 (a) A method using only a small value (eg, β = 2 or 3) as a factor.
因数として小さな値の場合のみ変換(透かし埋め込み)を行うことにより、各非零DCT係数は2、3倍程度にしか増加しないため、同係数に対する符号量の増加を最小に抑えることができる。 By performing conversion (watermark embedding) only when the factor is a small value, each non-zero DCT coefficient increases only by a factor of two or three, so that an increase in code amount for the coefficient can be minimized.
(b) 透かし埋め込みの際、Q(k)>0となるすべてのMB(k)を使う代わりに、非零DCT係数の個数がある定数以下の場合のみ本方式を適用することで、符号量の増加を抑制することができる。例えば、非零係数が10個の場合と5個の場合を比較したとき、10個の場合に変換を行うよりも5個の場合に変換を行う方が、すなわち非零係数の個数が少ない場合のみ透かし埋め込みに対応する方が、総合的に増加するDCT係数の個数が減るためである。 (b) When embedding a watermark, instead of using all MB (k) with Q (k)> 0, this method is applied only when the number of non-zero DCT coefficients is less than a certain constant. Can be suppressed. For example, when comparing the case of 10 nonzero coefficients with the case of 5 cases, the conversion is performed when there are 5 non-zero coefficients, that is, when the number of nonzero coefficients is smaller than when the number of nonzero coefficients is 10 This is because the number of DCT coefficients that increase overall decreases when only watermark embedding is supported.
(c) Matrix Encoding (ME)と呼ばれる方法を用いて、ビットメッセージ(電子透かし)の長さに対し増加する符号量を抑制することができる。ここで、ある整数jを使ってMatrix EncodingをME(j)と書くとすると、これは2j-1箇所の場所のうち最大1箇所のみが変化する場合、この変化情報を使ってjビットの情報を保持する方法である。ここで、場所とはQ>0となるMBを意味し、修正はMBの変化を意味する。変化させるMBの個数が減るので、ファイルサイズの増分をより小さくすることができる。 (c) Using a method called Matrix Encoding (ME), it is possible to suppress the amount of code that increases with respect to the length of the bit message (digital watermark). Here, if Matrix Encoding is written as ME (j) using a certain integer j, this means that if at most one of 2 j -1 locations changes, this change information is used to make j bits It is a method of holding information. Here, the location means the MB where Q> 0, and the correction means the change of MB. Since the number of MBs to be changed is reduced, the file size increment can be made smaller.
なお、ME(j)について詳しく述べると以下のとおりである。 Details of ME (j) are as follows.
例えば、j=3の場合を考える。ビットメッセージをw=w1、w2、w3とすると、対象となるビット埋め込み箇所(x)は23-1=7箇所となる。これをx1、x2、…、x7とする。図9にその例を示す。
ここで、xとwの関係は図9にあるとおりとし、さらに、もともとx1=x2=…=x7=0であったとする。このとき、仮に、(w1、w2、w3)=(0、1、0)としたい場合は、x2=0→1とすればよく、同様に(w1、w2、w3)=(1、1、0)としたい場合はx4=0→1とすればよい。このように1箇所だけを変化させることにより、3つのビットの情報を表すことができる。
For example, consider the case of j = 3. If bit messages are w = w1, w2, and w3, the target bit embedding location (x) is 2 3 −1 = 7 locations. Let this be x1, x2,..., X7. An example is shown in FIG.
Here, it is assumed that the relationship between x and w is as shown in FIG. 9 and that x1 = x2 =... = X7 = 0 originally. At this time, if it is desired to set (w1, w2, w3) = (0, 1, 0), x2 = 0 → 1, and similarly (w1, w2, w3) = (1, 1, If you want to set it to 0), set x4 = 0 → 1. Thus, by changing only one place, information of three bits can be expressed.
逆に検出の際には、x1〜x7のうち1箇所だけ変化しているビットを検出すればよい。例えば、x3=1だとしたら、(w1、w2、w3)=(0、0、1)であることがわかる。 On the contrary, when detecting, it is only necessary to detect a bit that changes at only one place among x1 to x7. For example, if x3 = 1, it can be seen that (w1, w2, w3) = (0, 0, 1).
なお、上記の Matrix Encoding (ME)法は、例えば、「Ron Crandall, “Some Notes on Steganography”, 1998」に開示されている。 The above Matrix Encoding (ME) method is disclosed in, for example, “Ron Crandall,“ Some Notes on Steganography ”, 1998”.
(4)符号化(圧縮)時の透かし埋め込み (4) Watermark embedding during encoding (compression)
ここまで、すでに圧縮されたビデオ信号に対する透かし埋め込み方式に関して説明をしてきたが、符号化と同時に透かし埋め込みを行うことも可能である。その方法は圧縮されたビデオ信号への透かし埋め込み方式と同様である。 Up to this point, the watermark embedding method for a compressed video signal has been described. However, it is also possible to perform watermark embedding simultaneously with encoding. The method is the same as the watermark embedding method in the compressed video signal.
例えば、MPEG-2ビデオ符号化時に本方式を適用する場合、各マクロブロックで量子化パラメータMQを計算するが、電子透かしとして“0”を埋め込むマクロブロックのMQをα×βにすればよい。一方、“1”を埋め込むマクロブロックについてはMQをβとし、さらにそこに属するDCT係数の非零係数がすべてβの倍数になるようにすればよい。DCT係数をすべてβ倍とするためには、一時的にMQ=α×βとしDCT係数を計算した上で、その後でMQ=βとしてDCT係数をすべてβ倍することにより対処可能である。 For example, when this method is applied at the time of MPEG-2 video encoding, the quantization parameter MQ is calculated for each macroblock, but the MQ of a macroblock in which “0” is embedded as a digital watermark may be α × β. On the other hand, for the macroblock in which “1” is embedded, MQ is set to β, and all the non-zero coefficients of the DCT coefficients belonging to it are set to be a multiple of β. In order to make all the DCT coefficients β times, it can be coped with by temporarily setting MQ = α × β and calculating the DCT coefficients, and then setting MQ = β to multiply all the DCT coefficients by β.
(5)オーディオ信号への埋め込み・検出 (5) Embedding / detecting audio signals
以上、MPEG-2ビデオ信号について述べてきたが、これらの処理はMPEG-2ビデオだけでなく、例えばMP3などのオーディオ符号化にも用いることが出来る。 Although the MPEG-2 video signal has been described above, these processes can be used not only for MPEG-2 video but also for audio encoding such as MP3.
例えば、MP3に本方式を適用することを考えると、MP3の再構成におけるスケールファクタ(scalefactor)とMDCT係数の関係は、次のようになる。 For example, considering that this method is applied to MP3, the relationship between the scale factor and the MDCT coefficient in MP3 reconstruction is as follows.
Rec[] = c×(MDCT係数)4/3 * 2-scalefactor Rec [] = c × (MDCT coefficient) 4/3 * 2 -scalefactor
(cは定数) (C is a constant)
ここで、Rec[]の値を変化させることなく、すなわち音質を保持しながら、スケールファクタを増加させつつ、MDCT係数が元の数の倍数となるための条件は、MDCT:4倍の場合であり、このときスケールファクタは+8すればよい。同様に、MDCT:8倍の場合は、スケールファクタは+16すればよい。 Here, the condition for the MDCT coefficient to be a multiple of the original number without changing the value of Rec [], that is, while maintaining the sound quality, while increasing the scale factor is when MDCT is 4 times. Yes, at this time the scale factor should be +8. Similarly, when MDCT is 8 times, the scale factor may be +16.
一方で、完全でないまでも、ある程度音質を保持したままスケールファクタを増加させつつ、MDCT係数が元の数の倍数となるための条件は、MDCT:2倍の場合はスケールファクタは+3、MDCT:3倍の場合はスケールファクタは+5、・・・・とすればよい。 On the other hand, the condition for MDCT coefficient to be a multiple of the original number while increasing the scale factor while maintaining sound quality to some extent, even if not perfect, is MDCT: Scale factor is +3 when the factor is twice, MDCT : In case of 3 times, the scale factor should be +5, ...
以上のことを基に、透かしの埋め込み方法について説明する。 Based on the above, a watermark embedding method will be described.
まず、あるスケールファクタにおいて“0”を埋めたい場合は何もしない。一方で“1”を埋めたい場合はスケールファクタがある値(例えばαとする)の場合、これを+8した上でMDCT係数を4倍すればよい。このようにすることで音質を保持したまま透かしを埋め込むことが可能となる。なお、MP3の場合、スケールファクタはサブバンドごとに符号化するため、MPEG-2 Videoのときのようにスキャン順に後ろのフレームへの影響を考慮する必要はない。 First, do nothing if you want to fill "0" in a certain scale factor. On the other hand, if it is desired to fill in “1”, if the scale factor is a certain value (for example, α), the MDCT coefficient may be multiplied by 4 after adding +8. In this way, it is possible to embed a watermark while maintaining the sound quality. In the case of MP3, since the scale factor is encoded for each subband, it is not necessary to consider the influence on the subsequent frames in the scan order as in the case of MPEG-2 Video.
次に、透かしデータの検出であるが、スケールファクタがαの場合、透かし“0”が埋まっていると判断し、スケールファクタがα+8であればMDCT係数がすべて4の倍数になっている場合に限り透かし“1”が埋まっているものと判断する。 Next, detection of watermark data. If the scale factor is α, it is determined that the watermark “0” is filled. If the scale factor is α + 8, the MDCT coefficients are all multiples of 4. Only in some cases, it is determined that the watermark “1” is buried.
なお、多少音質に影響を与えても良いのであれば、スケールファクタを+3した上でMDCT:2倍、スケールファクタを+5した上でMDCT:3倍とする方法をとることも可能である。
If the sound quality may be affected to some extent, it is also possible to take the method of increasing the
1,2・・・圧縮符号化データ、1a,2a・・・制御パラメータ、1b、2b・・・変換係数群、10・・・シーケンス、11・・・ピクチャ。 1, 2... Compression encoded data, 1a, 2a... Control parameters, 1b, 2b... Transform coefficient group, 10.
Claims (23)
該圧縮符号化データで用いられた符号化制御パラメータ値と異なる符号化制御パラメータ値を用いて該圧縮符号化データを再符号化することにより、該圧縮符号化データに電子透かし情報を挿入する手段とを具備することを特徴とする電子透かし挿入方式。 Means for inputting data that has been compression-encoded by the conversion process (hereinafter referred to as compression-encoded data);
Means for inserting digital watermark information into the compressed encoded data by re-encoding the compressed encoded data using an encoding control parameter value different from the encoding control parameter value used in the compressed encoded data An electronic watermark insertion method characterized by comprising:
前記圧縮符号化データは、JPEG又はMPEGで圧縮された画像信号であることを特徴とする電子透かし挿入方式。 The digital watermark insertion method according to claim 1,
The digital watermark insertion method, wherein the compression encoded data is an image signal compressed by JPEG or MPEG.
前記圧縮符号化データは、MPEGで圧縮されたオーディオ信号であることを特徴とする電子透かし挿入方式。 The digital watermark insertion method according to claim 1,
The digital watermark insertion method, wherein the compression-encoded data is an audio signal compressed by MPEG.
前記符号化制御パラメータ値は量子化ステップ値であり、
前記入力された圧縮符号化データを部分的に復号して求められた変換係数を、圧縮符号化時の量子化ステップ値とは異なる量子化ステップ値を用いて再量子化することを特徴とする電子透かし挿入方式。 In the digital watermark insertion method according to any one of claims 1 to 3,
The encoding control parameter value is a quantization step value;
The transform coefficient obtained by partially decoding the input compressed encoded data is re-quantized using a quantization step value different from the quantization step value at the time of compression encoding. Digital watermark insertion method.
前記入力された圧縮符号化データを部分的に復号して求められた変換係数を、圧縮符号化時の量子化ステップ値よりも細かな量子化ステップ値を用いて再量子化することを特徴とする電子透かし挿入方式。 In the digital watermark insertion method according to claim 4,
The transform coefficient obtained by partially decoding the input compressed encoded data is requantized using a quantization step value finer than the quantization step value at the time of compression encoding. Digital watermark insertion method.
前記細かな量子化ステップ値は、圧縮符号化時の量子化ステップ値をある数で割った値であることを特徴とする電子透かし挿入方式。 In the digital watermark insertion method according to claim 5,
The fine watermark step value is a value obtained by dividing a quantization step value at the time of compression encoding by a certain number.
前記量子化ステップ値により量子化された変換係数のすべてが、ある一定の条件を持つように電子透かしが挿入されることを特徴とする電子透かし挿入方式。 In the digital watermark insertion method according to claim 4,
A digital watermark insertion method, wherein a digital watermark is inserted so that all the transform coefficients quantized by the quantization step value have a certain condition.
前記条件とは、変換係数すべてをある数で割ったときの剰余が等しいことである電子透かし挿入方式。 The digital watermark insertion method according to claim 7,
The condition is an electronic watermark insertion method in which the remainder when all the transform coefficients are divided by a certain number is equal.
データの埋め込み方法として、埋め込みデータが"1"の場合は前記条件で再量子化し、 埋め込みデータが"0"の場合は、再量子化しないことを特徴とする電子透かし挿入方式。 The digital watermark insertion method according to any one of claims 6 to 8,
As a data embedding method, a digital watermark insertion method is characterized in that when the embedded data is “1”, requantization is performed under the above conditions, and when the embedded data is “0”, requantization is not performed.
非零変換係数の個数が予め定められた数以下の場合のみ電子透かしの挿入を行い、ビット数の増加を抑制することを特徴とする電子透かし挿入方式。 The digital watermark insertion method according to any one of claims 4 to 9,
An electronic watermark insertion method, wherein an electronic watermark is inserted only when the number of non-zero transform coefficients is equal to or less than a predetermined number, and an increase in the number of bits is suppressed.
透かしを埋め込む箇所の情報に対し、Matrix Encodingを適用することにより、ビット数の増加を抑制することを特徴とする電子透かし挿入方式。 The digital watermark insertion method according to any one of claims 4 to 10,
An electronic watermark insertion method characterized by suppressing an increase in the number of bits by applying Matrix Encoding to information on a portion where a watermark is embedded.
前記条件として、MPEGで符号化されたオーディオデータに対して、量子化ステップ数にある数を加えた値を新たな量子化ステップ数として用い、該量子化ステップ数を用いて再量子化することを特徴とする電子透かし挿入方式。 In the digital watermark insertion method according to claim 4,
As the condition, a value obtained by adding a number to the number of quantization steps is added to the audio data encoded by MPEG as a new number of quantization steps, and requantization is performed using the number of quantization steps. A digital watermark insertion method characterized by
前記細かな量子化ステップ値は、入力された圧縮符号化データの量子化ステップをいくつかの数で割った複数の値であり、該量子化ステップ値を用いて再量子化することにより多値の電子透かし情報を挿入することを特徴とする電子透かし挿入方式。 In the digital watermark insertion method according to claim 5,
The fine quantization step value is a plurality of values obtained by dividing the quantization step of the input compression encoded data by some number, and multi-value is obtained by requantizing using the quantization step value. An electronic watermark insertion method characterized by inserting digital watermark information.
データの埋め込み方法として、埋め込みデータがnビットの場合は、入力された圧縮符号化データの量子化ステップ値を因数分解して2n−1個の因数に分解し、これらに対応した量子化ステップ値に対して埋め込みデータを決定することを特徴とする電子透かし挿入方式。 The digital watermark insertion method according to claim 13,
As the data embedding method, when the embedded data is n bits, the quantization step value of the input compression encoded data is factorized to be decomposed into 2 n −1 factors, and the quantization steps corresponding to these An electronic watermark insertion method characterized in that embedded data is determined for a value.
前記細かな量子化ステップ値は、入力された圧縮符号化データの量子化ステップを素因数分解して2以上かつ最小の素数で割った値であり、該量子化ステップ値を用いて再量子化することにより、電子透かし情報挿入後のデータ量増加を抑制することを特徴とする電子透かし挿入方式。 In the digital watermark insertion method according to claim 5,
The fine quantization step value is a value obtained by prime factorizing the quantization step of the input compression-coded data and dividing it by 2 or more and the minimum prime number, and requantizes using the quantization step value. An electronic watermark insertion method characterized by suppressing an increase in data amount after insertion of electronic watermark information.
前記条件として、
あるマクロブロック(MB(A)とする)とスキャン順で次のマクロブロック(MB(B)とする)において、MB(A)とMB(B)で同じ量子化ステップが利用されているためにMB(B)の量子化ステップ値が符号化されていなかった場合において、
MB(A)に電子透かしを埋め込むにあたって、MB(A)への量子化ステップ値を変更する場合、
透かし埋め込みにより変更された量子化ステップ値が継承されてしまうのを防ぐために元のMB(A)の量子化ステップ値をMB(B)の量子化ステップ値として符号化することを特徴とする電子透かし挿入方式。 The digital watermark insertion method according to claim 7,
As the condition,
The same quantization step is used for MB (A) and MB (B) in one macroblock (MB (A)) and the next macroblock (MB (B)) in the scan order. If the quantization step value of MB (B) was not encoded,
When embedding a digital watermark in MB (A), when changing the quantization step value to MB (A),
An electronic device characterized in that the quantization step value of the original MB (A) is encoded as the quantization step value of the MB (B) to prevent the quantization step value changed by the watermark embedding from being inherited. Watermark insertion method.
前記条件として、IntraマクロブロックとInterマクロブロックの量子化のされ方の違いに基づき、透かし挿入時のDCT係数値の変更方法を適応的に切り替えることを特徴とする電子透かし挿入方式。 The digital watermark insertion method according to claim 7,
An electronic watermark insertion method characterized in that, as the condition, a method for changing a DCT coefficient value at the time of watermark insertion is adaptively switched based on a difference in quantization method between an Intra macroblock and an Inter macroblock.
該圧縮符号化データから得られる符号化制御パラメータおよび変換係数値から冗長性を検出し、該冗長性の有無により挿入された透かし情報値を求める手段を具備したことを特徴とする電子透かし検出方式。 Means for inputting data into which digital watermark information compression-encoded by the conversion process is inserted (hereinafter, compression-encoded data);
An electronic watermark detection method comprising means for detecting redundancy from an encoding control parameter and transform coefficient value obtained from the compressed encoded data, and obtaining a watermark information value inserted depending on the presence or absence of the redundancy .
前記符号化制御パラメータ値は量子化ステップ値であり、
前記入力された圧縮符号化データを部分的に復号して求められた変換係数値が特定の値ですべて割り切れるかどうかにより透かし情報値を決定することを特徴とする電子透かし検出方式。 The digital watermark detection method according to claim 18,
The encoding control parameter value is a quantization step value;
An electronic watermark detection method, wherein a watermark information value is determined based on whether or not all transform coefficient values obtained by partially decoding the input compression-coded data are divisible by a specific value.
前記特定の値の大きさにより、多値の検出を行うことを特徴とする電子透かし検出方式。 The digital watermark detection method according to claim 19,
A digital watermark detection method, wherein multi-value detection is performed based on the magnitude of the specific value.
前記圧縮符号化データが圧縮符号化オーディオデータであり、
入力された圧縮符号化オーディオデータを部分的に復号して求められた変換係数値が入力された量子化ステップ数とは異なる量子化ステップ数により変化があるかどうかにより透かし情報値を決定することを特徴とする電子透かし検出方式。 The digital watermark detection method according to claim 18,
The compression-encoded data is compression-encoded audio data;
A watermark information value is determined based on whether or not a transform coefficient value obtained by partially decoding input compression-encoded audio data is changed depending on a quantization step number different from the input quantization step number. A digital watermark detection method characterized by
前記異なる量子化ステップ数として、入力量子化ステップ数よりも小さな量子化ステップ数を用いることを特徴とする電子透かし検出方式。 The digital watermark detection method according to claim 21,
An electronic watermark detection method characterized in that a smaller quantization step number than an input quantization step number is used as the different quantization step number.
電子透かし挿入する値に応じて、該符号化制御パラメータ値に対して異なる符号化制御パラメータを求める手段と、
該求められた新たな符号化制御パラメータを用いて前記入力されたデータを圧縮することにより電子透かしを挿入する手段と、
該手段により得られた圧縮符号化データを出力する手段とを具備することを特徴とする電子透かし挿入方式。 Means for obtaining an encoding control parameter value for compressing and encoding input data;
Means for obtaining a different encoding control parameter for the encoding control parameter value in accordance with a value to insert a digital watermark;
Means for inserting a digital watermark by compressing the input data using the determined new encoding control parameter;
Means for outputting compressed encoded data obtained by the means.
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