JP5322999B2 - Digital watermark embedding device and digital watermark detection device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、ノイズ混入や画像圧縮に対して、強い耐性を有する電子透かしを画像に埋め込む電子透かし埋込装置と、その電子透かし埋込装置により埋め込まれている電子透かしを検出する電子透かし検出装置とに関するものである。 The present invention provides, for example, a digital watermark embedding device that embeds a digital watermark having high resistance to noise mixing and image compression, and a digital watermark that detects a digital watermark embedded by the digital watermark embedding device. The present invention relates to a detection device.
例えば、以下の特許文献1には、ノイズ混入や画像圧縮に対して、強い耐性を有する電子透かしを画像に埋め込む電子透かし埋込装置が開示されている。
この電子透かし埋込装置では、元画像を構成している画素の部分集合に対して、電子透かしデータを構成している各ビットを割り当てるように構成している。
そして、等間隔に配置されているビット0を表す代表値とビット1を表す代表値のなかで埋め込むビットを表す代表値のうち、当該部分集合を構成している画素群の画素値から算出される関数値と近い方の代表値を選択し、その関数値が当該代表値と一致するように、当該部分集合を構成している画素群の画素値を編集することで電子透かしの埋め込みを行う。
なお、部分集合を構成している画素群の中から、画像特性上、画素値の編集が画質に与える影響が少ないと認められる画素を選択して編集することで、画質の劣化を抑制している。
For example,
This digital watermark embedding apparatus is configured to assign each bit constituting digital watermark data to a subset of pixels constituting the original image.
Then, among the representative value representing the
Note that image quality degradation is suppressed by selecting and editing pixels that are considered to have little effect on image quality due to image characteristics from the pixel groups that make up the subset. Yes.
従来の電子透かし埋込装置は以上のように構成されているので、あるビットに対応する画素集合を局所的な領域に設ければ、電子透かしデータを構成しているN個のビットのうち、一部のビットが切り取られても、切取を免れたビットを検出すれば、誤り訂正符号などの技術によって、電子透かしデータを構成しているN個のビットの復元が可能になる場合があるが、その局所的な領域が、画像特性上、画素値の編集が画質に与える影響が大きいと認められる場合には、画質が大幅に劣化することになる。一方、あるビットに対応する画素集合を画像全体に散在させれば、切取を免れるビットが大幅に減るため、電子透かしデータの検出が困難になる。このため、画像の一部が切り取られても、電子透かしデータの検出が可能となる特性(切取耐性)の向上と画質劣化の抑制を両立することができない課題があった。 Since the conventional digital watermark embedding apparatus is configured as described above, if a pixel set corresponding to a certain bit is provided in a local area, among N bits constituting the digital watermark data, Even if some bits are cut off, if bits that have been cut off are detected, it may be possible to restore the N bits constituting the digital watermark data by a technique such as an error correction code. If it is recognized that the local area has a great influence on the image quality by editing the pixel value, the image quality is greatly deteriorated. On the other hand, if pixel sets corresponding to a certain bit are scattered throughout the image, the number of bits that can be cut off is greatly reduced, making it difficult to detect digital watermark data. For this reason, even if a part of the image is cut out, there is a problem that it is impossible to achieve both improvement in characteristics (cutting resistance) capable of detecting digital watermark data and suppression of image quality deterioration.
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、切取耐性の向上と画質劣化の抑制を同時に実現することができる電子透かし埋込装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、上記の電子透かし埋込装置により埋め込まれている電子透かしを検出することができる電子透かし検出装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a digital watermark embedding apparatus capable of simultaneously improving cut-off resistance and suppressing image quality deterioration.
Another object of the present invention is to provide a digital watermark detection apparatus capable of detecting a digital watermark embedded by the digital watermark embedding apparatus.
この発明に係る電子透かし埋込装置は、ビット埋込手段が、電子透かしビットとして0を埋め込む場合、関数値算出手段により得られる関数値と代表値設定手段により設定された0代表値の差分が閾値以上であれば、その差分が閾値未満になるように入力画像を構成している各画素の画素値を編集するビット埋込処理を実施し、電子透かしビットとして1を埋め込む場合、関数値算出手段により得られる関数値と代表値設定手段により設定された1代表値の差分が閾値以上であれば、その差分が閾値未満になるように入力画像を構成している各画素の画素値を編集するビット埋込処理を実施し、電子透かしビットを埋め込まない場合、関数値算出手段により得られる関数値と代表値設定手段により設定されたヌル代表値の差分が閾値以上であれば、その差分が閾値未満になるように入力画像を構成している各画素の画素値を編集する処理を実施するようにしたものである。 In the digital watermark embedding device according to the present invention, when the bit embedding unit embeds 0 as a digital watermark bit, the difference between the function value obtained by the function value calculating unit and the 0 representative value set by the representative value setting unit is If the threshold value is greater than or equal to the threshold value, a bit embedding process is performed to edit the pixel value of each pixel constituting the input image so that the difference is less than the threshold value. If the difference between the function value obtained by the means and one representative value set by the representative value setting means is greater than or equal to the threshold, the pixel value of each pixel constituting the input image is edited so that the difference is less than the threshold. If the digital watermark bit is not embedded, the difference between the function value obtained by the function value calculation means and the null representative value set by the representative value setting means is greater than or equal to the threshold value. If, in which so as to implement the process of editing the pixel value of each pixel constituting the input image so that the difference is less than the threshold value.
この発明によれば、ビット埋込手段が、電子透かしビットとして0を埋め込む場合、関数値算出手段により得られる関数値と代表値設定手段により設定された0代表値の差分が閾値以上であれば、その差分が閾値未満になるように入力画像を構成している各画素の画素値を編集するビット埋込処理を実施し、電子透かしビットとして1を埋め込む場合、関数値算出手段により得られる関数値と代表値設定手段により設定された1代表値の差分が閾値以上であれば、その差分が閾値未満になるように入力画像を構成している各画素の画素値を編集するビット埋込処理を実施し、電子透かしビットを埋め込まない場合、関数値算出手段により得られる関数値と代表値設定手段により設定されたヌル代表値の差分が閾値以上であれば、その差分が閾値未満になるように入力画像を構成している各画素の画素値を編集する処理を実施するように構成したので、切取耐性の向上と画質劣化の抑制を同時に実現することができる効果がある。 According to the present invention, when the bit embedding unit embeds 0 as a digital watermark bit, if the difference between the function value obtained by the function value calculating unit and the 0 representative value set by the representative value setting unit is greater than or equal to the threshold value When the bit embedding process for editing the pixel value of each pixel constituting the input image is performed so that the difference is less than the threshold value and 1 is embedded as the digital watermark bit, the function obtained by the function value calculation means Bit embedding processing for editing the pixel value of each pixel constituting the input image so that if the difference between the value and one representative value set by the representative value setting means is greater than or equal to the threshold, the difference is less than the threshold When the digital watermark bit is not embedded, if the difference between the function value obtained by the function value calculating means and the null representative value set by the representative value setting means is greater than or equal to the threshold value, the difference is the threshold value. Become constitute an input image is so configured as to implement the process of editing the pixel value of each pixel as below, there is an effect that it is possible to realize cut the suppression of resistance increase and image quality degradation at the same time.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による電子透かし埋込装置を示す構成図である。
図1において、データ埋込対象画像抽出部1は非圧縮輝度画像である入力画像を分割して、1つ以上の局所的な領域の画像(入力画像の部分画像)を取得し、1つ以上の部分画像の中から、電子透かしデータを埋め込む部分画像(以下、「データ埋込対象画像」と称する)を順番に選択して、そのデータ埋込対象画像をビット埋込対象画像抽出部2に出力する処理を実施する。
FIG. 1 is a block diagram showing a digital watermark embedding apparatus according to
In FIG. 1, the data embedding target
ビット埋込対象画像抽出部2はデータ埋込対象画像抽出部1から出力されたデータ埋込対象画像を分割して、1つ以上の局所的な領域の画像(データ埋込対象画像の部分画像)を取得し、1つ以上の部分画像の中から、電子透かしビットを埋め込む部分画像(以下、「ビット埋込対象画像」と称する)を順番に選択して、そのビット埋込対象画像を関数値算出部3、画質劣化度評価部5及びビット埋込部7に出力する処理を実施する。
なお、データ埋込対象画像抽出部1及びビット埋込対象画像抽出部2から画像分割手段が構成されており、また、データ埋込対象画像抽出部1及びビット埋込対象画像抽出部2から部分画像選択手段が構成されている。
The bit embedding target
The data embedding target
関数値算出部3はビット埋込対象画像抽出部2により選択されたビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を加減算する関数の演算を実行して、各画素の画素値の加減算結果を示す関数値fvを得る処理を実施する。なお、関数値算出部3は関数値算出手段を構成している。
代表値設定部4は関数値算出部3により演算が実行される関数の関数値fvが取り得る値の中で、ビット0を表す代表の値が0代表値KV0(例えば、KV0=−750,−250,500,1000)、ビット1を表す代表の値が1代表値KV1(例えば、KV1=−1000,−500,250,750)、null(ヌル)を表す代表の値がnull代表値KVnull(例えば、KVnull=0)として設定されて、0代表値KV0、1代表値KV1及びnull代表値KVnullを記憶するメモリを内蔵している。なお、代表値設定部4は代表値設定手段を構成している。
図1の例では、代表値設定部4がビット埋込部7と別個に設けられている例を示しているが、ビット埋込部7が代表値設定部4の機能を内蔵していてもよい。
The function
Representative value setting unit 4 in the function value f v possible values of the function calculated by the function
The example of FIG. 1 shows an example in which the representative value setting unit 4 is provided separately from the
画質劣化度評価部5はビット埋込部7によりビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値が編集された場合に生じる画質の劣化度を数値化する関数の演算を実行して、その画質劣化度を示す数値fdegをビット埋込部7に出力する処理を実施する。なお、画質劣化度評価部5は画質劣化度算出手段を構成している。
ただし、画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲を超える劣化を表す場合に、関数値算出部3により得られる関数値fvがnull代表値KVnullに近づくように、画質劣化度評価部5により演算が実行される関数と、関数値算出部3により演算が実行される関数とが定義されている。
The image quality degradation
However, when the numerical value f deg indicating the image quality deterioration level output from the image quality deterioration
埋込対象ビット抽出部6はデータ埋込対象画像抽出部1から出力されるデータ埋込対象画像に埋め込む例えば48ビットの電子透かしデータを入力し、その電子透かしデータを構成している各ビットからビット埋込対象画像に埋め込む電子透かしビットを抽出し、その電子透かしビットをビット埋込部7に出力する処理を実施する。なお、埋込対象ビット抽出部6は電子透かしビット抽出手段を構成している。
The embedding target
ビット埋込部7は埋込対象ビット抽出部6から出力された電子透かしビットがビット0である場合、画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲内の劣化を表しており、関数値算出部3により得られる関数値fvと代表値設定部4のメモリに記憶されている0代表値KV0の差分Δ0(Δ0=|fv−KV0|)が閾値Th(例えば、Th=10)以上であれば、その差分Δ0が閾値Th未満になるように、ビット埋込対象画像抽出部2により選択されたビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集するビット埋込処理を実施する。
また、ビット埋込部7は埋込対象ビット抽出部6から出力された電子透かしビットがビット1である場合、画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲内の劣化を表しており、関数値算出部3により得られる関数値fvと代表値設定部4のメモリに記憶されている1代表値KV1の差分Δ1(Δ1=|fv−KV1|)が閾値Th以上であれば、その差分Δ1が閾値Th未満になるように、ビット埋込対象画像抽出部2により選択されたビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集するビット埋込処理を実施する。
When the digital watermark bit output from the embedding target
In addition, when the digital watermark bit output from the embedding target
また、ビット埋込部7は埋込対象ビット抽出部6から出力された電子透かしビットを埋め込まない場合、画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲内の劣化を表しており、関数値算出部3により得られる関数値fvと代表値設定部4のメモリに記憶されているnull代表値KVnullの差分Δnull(Δnull=|fv−KVnull|)が閾値Th以上であれば、その差分Δnullが閾値Th未満になるように、ビット埋込対象画像抽出部2により選択されたビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集する処理を実施する。
ただし、ビット埋込部7は画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲を超える劣化を表していれば、差分Δ0,差分Δ1,差分Δnullが閾値Th以上であっても、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集するビット埋込処理を実施しない。なお、ビット埋込部7はビット埋込手段を構成している。
この実施の形態1では、画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲内の劣化を表している場合に、ビット0を埋め込むか、ビット1を埋め込むか、または、電子透かしを埋め込まない処理をするものについて示すが、画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲内の劣化を表している場合に、必ずビット0または1を埋め込むようにすることもできる。
When the
However, if the numerical value f deg indicating the image quality degradation level output from the image quality degradation
In the first embodiment, when the numerical value f deg indicating the degree of image quality degradation indicates degradation within an allowable range, processing is performed in which
ビット埋込対象画像結合部8はビット埋込部7によりビット埋込処理が実施された全てのビット埋込対象画像を結合することで、データ埋込対象画像抽出部1から出力されたデータ埋込対象画像に電子透かしデータが埋め込まれている埋込処理後のデータ埋込対象画像を生成する処理を実施する。
データ埋込対象画像結合部9はビット埋込対象画像結合部8により生成された全てのデータ埋込対象画像を結合することで、入力画像に電子透かしデータが埋め込まれている埋込処理後の入力画像を生成する処理を実施する。
なお、ビット埋込対象画像結合部8及びデータ埋込対象画像結合部9から画像結合手段が構成されている。
The bit embedding target image combining unit 8 combines all the bit embedding target images that have been subjected to the bit embedding processing by the
The data embedding target image combining unit 9 combines all the data embedding target images generated by the bit embedding target image combining unit 8, so that the digital watermark data is embedded in the input image. A process for generating an input image is performed.
The bit embedding target image combining unit 8 and the data embedding target image combining unit 9 constitute image combining means.
図1の例では、電子透かし埋込装置の構成要素であるデータ埋込対象画像抽出部1、ビット埋込対象画像抽出部2、関数値算出部3、代表値設定部4、画質劣化度評価部5、埋込対象ビット抽出部6、ビット埋込部7、ビット埋込対象画像結合部8及びデータ埋込対象画像結合部9のそれぞれが専用のハードウェア(例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど)で構成されているものを想定しているが、電子透かし埋込装置がコンピュータで構成される場合、データ埋込対象画像抽出部1、ビット埋込対象画像抽出部2、関数値算出部3、代表値設定部4、画質劣化度評価部5、埋込対象ビット抽出部6、ビット埋込部7、ビット埋込対象画像結合部8及びデータ埋込対象画像結合部9の処理内容を記述しているプログラムを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による電子透かし埋込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 data embedding target
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the digital watermark embedding apparatus according to
次に動作について説明する。
図3は入力画像、データ埋込対象画像及びビット埋込対象画像と、関数値算出部3により画素値が加算・減算される領域とを示す説明図である。
データ埋込対象画像抽出部1は、図3に示すような画像を入力すると、その入力画像を分割して、1つ以上の局所的な領域の画像(入力画像の部分画像)を取得する。
そして、データ埋込対象画像抽出部1は、1つ以上の部分画像の中から、電子透かしデータを埋め込む部分画像を順番に選択し、その部分画像をデータ埋込対象画像として、ビット埋込対象画像抽出部2に出力する(ステップST1)。
Next, the operation will be described.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an input image, a data embedding target image, a bit embedding target image, and an area where pixel values are added / subtracted by the function
When an image as shown in FIG. 3 is input, the data embedding target
Then, the data embedding target
図3に示す入力画像は、横ピクセルがWin、縦ピクセルがHinである。
この実施の形態1では、入力画像の横ピクセルWinが500ピクセル、縦ピクセルHinが300ピクセルであるとして、その入力画像を横ピクセルWdataが192ピクセル、縦ピクセルHdataが144ピクセルの長方形の領域(部分画像)に分割して、その入力画像の左上からラスタースキャン順に1つずつ部分画像を選択するものとする。
In the input image shown in FIG. 3, the horizontal pixel is W in and the vertical pixel is H in .
In the first embodiment, it is assumed that the horizontal pixel W in of the input image is 500 pixels and the vertical pixel H in is 300 pixels. The input image is a rectangle having a horizontal pixel W data of 192 pixels and a vertical pixel H data of 144 pixels. It is assumed that each partial image is selected in order of raster scanning from the upper left of the input image.
図3の例では、横ピクセルWdataが192ピクセル、縦ピクセルHdataが144ピクセルの部分画像が4個生成され、入力画像の右辺に接する位置に存在している横ピクセルWdataが116ピクセル、縦ピクセルHdataが144ピクセルの部分画像が2個生成される。
また、入力画像の下辺に接する位置に存在している横ピクセルWdataが192ピクセル、縦ピクセルHdataが12ピクセルの部分画像が2個生成され、入力画像の右下の位置に存在している横ピクセルWdataが116ピクセル、縦ピクセルHdataが12ピクセルの部分画像が1個生成される。
これにより、合計9個の部分画像が生成され、入力画像の左上の位置に存在している部分画像が最初にデータ埋込対象画像として選択され、残りの8個の部分画像がラスタースキャン順にデータ埋込対象画像として順次選択される。
In the example of FIG. 3, four partial images having a horizontal pixel W data of 192 pixels and a vertical pixel H data of 144 pixels are generated, and the horizontal pixel W data existing at a position in contact with the right side of the input image is 116 pixels. Two partial images having a vertical pixel H data of 144 pixels are generated.
In addition, two partial images having a horizontal pixel W data of 192 pixels and a vertical pixel H data of 12 pixels existing at a position in contact with the lower side of the input image are generated and exist at the lower right position of the input image. One partial image in which the horizontal pixel W data is 116 pixels and the vertical pixel H data is 12 pixels is generated.
As a result, a total of nine partial images are generated, the partial image existing at the upper left position of the input image is first selected as the data embedding target image, and the remaining eight partial images are data in the raster scan order. The images are sequentially selected as images to be embedded.
ビット埋込対象画像抽出部2は、データ埋込対象画像抽出部1から図3に示すようなデータ埋込対象画像を受けると、そのデータ埋込対象画像を分割して、1つ以上の局所的な領域の画像(データ埋込対象画像の部分画像)を取得する。
そして、ビット埋込対象画像抽出部2は、1つ以上の部分画像の中から、電子透かしビットを埋め込む部分画像を順番に選択し、その部分画像をビット埋込対象画像として、関数値算出部3、画質劣化度評価部5及びビット埋込部7に出力する(ステップST2)。
When the bit embedding target
Then, the bit embedding target
図3の例では、データ埋込対象画像を横ピクセルWbitが24ピクセル、縦ピクセルHbitが24ピクセルの正方形の領域に分割することで、横ピクセルWbitが最大24ピクセル、縦ピクセルHbitが最大24ピクセルの部分画像が最大48個生成される。
データ埋込対象画像の左上の位置に存在している部分画像が最初にビット埋込対象画像として選択され、残りの部分画像がラスタースキャン順にビット埋込対象画像として順次選択される。
In the example of FIG. 3, the data embedding target image is divided into a square area in which the horizontal pixel W bit is 24 pixels and the vertical pixel H bit is 24 pixels, so that the horizontal pixel W bit is 24 pixels at most and the vertical pixel H bit is A maximum of 48 partial images having a maximum of 24 pixels are generated.
The partial image existing at the upper left position of the data embedding target image is first selected as the bit embedding target image, and the remaining partial images are sequentially selected as the bit embedding target images in the raster scan order.
埋込対象ビット抽出部6は、データ埋込対象画像抽出部1から出力されるデータ埋込対象画像に埋め込む48ビットの電子透かしデータを入力すると、その電子透かしデータを構成している各ビットからビット埋込対象画像に埋め込む電子透かしビットを抽出し、その電子透かしビットをビット埋込部7に出力する(ステップST3)。
図3の例では、データ埋込対象画像に含まれている各ビット埋込対象画像は、データ埋込対象画像の左端から、横方向に第24x+1ピクセル〜第24x+24ピクセル(0≦x≦7)の位置に存在しており、かつ、データ埋込対象画像の上端から、縦方向に第24y+1ピクセル〜第24y+24ピクセル(0≦y≦5)の位置に存在している。
When the 48-bit digital watermark data to be embedded in the data embedding target image output from the data embedding target
In the example of FIG. 3, each bit embedding target image included in the data embedding target image is 24x + 1 to 24x + 24 pixels (0 ≦ x ≦ 7) in the horizontal direction from the left end of the data embedding target image. And from the upper end of the data embedding target image in the vertical direction at positions 24y + 1 to 24y + 24 (0 ≦ y ≦ 5).
このため、例えば、データ埋込対象画像に含まれている各ビット埋込対象画像に埋め込む電子透かしビットを、電子透かしデータの第x+8y+1ビットとすると、例えば、横方向に第1ピクセル〜第24ピクセル(x=0)の位置に存在し、かつ、縦方向に第1ピクセル〜第24ピクセル(y=0)の位置に存在しているビット埋込対象画像には、電子透かしデータの第1ビット(=0+8×0+1)を割り当てることになる。
また、例えば、横方向に第49ピクセル〜第72ピクセル(x=2)の位置に存在し、かつ、縦方向に第73ピクセル〜第96ピクセル(y=3)の位置に存在しているビット埋込対象画像には、電子透かしデータの第27(=2+8×3+1)ビットを割り当てることになる。
Therefore, for example, if the digital watermark bit embedded in each bit embedding target image included in the data embedding target image is the (x + 8y + 1) th bit of the digital watermark data, for example, the first pixel to the 24th pixel in the horizontal direction The bit embedding target image existing at the position of (x = 0) and at the position of the first pixel to the 24th pixel (y = 0) in the vertical direction includes the first bit of the digital watermark data. (= 0 + 8 × 0 + 1) is assigned.
Further, for example, a bit that exists in the position of the 49th pixel to the 72nd pixel (x = 2) in the horizontal direction and exists in the position of the 73rd pixel to the 96th pixel (y = 3) in the vertical direction. The 27th (= 2 + 8 × 3 + 1) bit of the digital watermark data is assigned to the embedding target image.
関数値算出部3は、ビット埋込対象画像抽出部2がビット埋込対象画像を選択すると、そのビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を加減算する関数の演算を実行して、各画素の画素値の加減算結果を示す関数値fvを算出し、その関数値fvをビット埋込部7に出力する(ステップST4)。
図3の例では、ビット埋込対象画像を構成している画素のうち、濃い灰色で示している画素が集まっている領域を加算対象領域、薄い灰色で示している画素が集まっている領域を減算対象領域とし、その加算対象領域内の全ての画素の画素値を加算する一方、その減算対象領域内の全ての画素の画素値を減算することで、関数値fvを算出している。
When the bit embedding target
In the example of FIG. 3, among the pixels constituting the bit embedding target image, an area where pixels shown in dark gray are gathered is an addition target area, and an area where pixels shown in light gray are gathered. The function value f v is calculated by subtracting the pixel values of all the pixels in the subtraction target area while adding the pixel values of all the pixels in the subtraction target area.
即ち、ビット埋込対象画像の左から第xピクセル(1≦x≦24)、上から第yピクセル(1≦y≦24)の画素値をfbit(x,y)とすると、関数値fvは、下記の式(1)のように算出される。
fv
=g( 1,13)+g( 3, 1)+g( 4,20)+g( 7, 7)
+g( 8,12)+g(16,21)+g(17, 9)+g(17,16)
+g(20, 2)+g(21,21)
−g( 1, 9)−g( 3, 5)−g( 8,16)−g( 8,20)
−g(11, 7)−g(12,21)−g(13,16)−g(16, 2)
−g(21, 9)−g(21,17)
(1)
That is, if the pixel value of the x-th pixel (1 ≦ x ≦ 24) from the left of the bit embedding target image and the y-th pixel (1 ≦ y ≦ 24) from the top are f bit (x, y), the function value f v is calculated as in the following equation (1).
f v
= G (1,13) + g (3,1) + g (4,20) + g (7,7)
+ G (8,12) + g (16,21) + g (17,9) + g (17,16)
+ G (20, 2) + g (21, 21)
-G (1,9) -g (3,5) -g (8,16) -g (8,20)
-G (11,7) -g (12,21) -g (13,16) -g (16,2)
-G (21, 9) -g (21, 17)
(1)
式(1)のfvにおけるg(x,y)は、下記の式(2)または式(3)のように表される。
g(x,y)
=fbit( x, y)+fbit( x,y+1)
+fbit( x,y+2)+fbit( x,y+3)
+fbit(x+1, y)+fbit(x+1,y+1)
+fbit(x+1,y+2)+fbit(x+1,y+3)
+fbit(x+2, y)+fbit(x+2,y+1)
+fbit(x+2,y+2)+fbit(x+2,y+3)
+fbit(x+3, y)+fbit(x+3,y+1)
+fbit(x+3,y+2)+fbit(x+3,y+3) (2)
G (x, y) at f v in the formula (1) is expressed as the following formula (2) or formula (3).
g (x, y)
= F bit (x, y) + f bit (x, y + 1)
+ F bit (x, y + 2) + f bit (x, y + 3)
+ F bit (x + 1, y) + f bit (x + 1, y + 1)
+ F bit (x + 1, y + 2) + f bit (x + 1, y + 3)
+ F bit (x + 2, y) + f bit (x + 2, y + 1)
+ F bit (x + 2, y + 2) + f bit (x + 2, y + 3)
+ F bit (x + 3, y) + f bit (x + 3, y + 1)
+ F bit (x + 3, y + 2) + f bit (x + 3, y + 3) (2)
g(x,y)
=(fbit( x, y)+fbit( x,y+1)
+fbit( x,y+2)+fbit( x,y+3)
+fbit(x+1, y)+fbit(x+1,y+1)
+fbit(x+1,y+2)+fbit(x+1,y+3)
+fbit(x+2, y)+fbit(x+2,y+1)
+fbit(x+2,y+2)+fbit(x+2,y+3)
+fbit(x+3, y)+fbit(x+3,y+1)
+fbit(x+3,y+2)+fbit(x+3,y+3))/16 (3)
g (x, y)
= (F bit (x, y) + f bit (x, y + 1)
+ F bit (x, y + 2) + f bit (x, y + 3)
+ F bit (x + 1, y) + f bit (x + 1, y + 1)
+ F bit (x + 1, y + 2) + f bit (x + 1, y + 3)
+ F bit (x + 2, y) + f bit (x + 2, y + 1)
+ F bit (x + 2, y + 2) + f bit (x + 2, y + 3)
+ F bit (x + 3, y) + f bit (x + 3, y + 1)
+ F bit (x + 3, y + 2) + f bit (x + 3, y + 3)) / 16 (3)
ただし、ビット埋込対象画像の横サイズ又は縦サイズが24未満であるために、存在しない画素がある場合、そのような画素の画素値fbit(x,y)を“0”として、式(1)を適用するものとする。 However, since the horizontal size or vertical size of the bit embedding target image is less than 24, and there is a nonexistent pixel, the pixel value f bit (x, y) of such a pixel is set to “0” and the expression ( 1) shall apply.
関数値算出部3では、上述したように、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を加減算する関数の演算を実行するが、その関数の関数値fvが取り得る値の範囲は有限であり、その関数の関数値fvが取り得る値の中で、ビット0を表す代表の値が0代表値KV0、ビット1を表す代表の値が1代表値KV1、null(ヌル)を表す代表の値がnull代表値KVnullとして、予め、代表値設定部4に設定されている。
図4は0代表値KV0、1代表値KV1及びnull代表値KVnullの設定例を示す説明図である。
図4の例では、0代表値KV0が“−750”,“−250”,“500”,“1000”、1代表値KV1が“−1000”,“−500”,“250”,“750”、null代表値KVnullが“0”に設定されている。
As described above, the function
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a setting example of 0 representative value KV 0 , 1 representative value KV 1 and null representative value KV null .
In the example of FIG. 4, the 0 representative value KV 0 is “−750”, “−250”, “500”, “1000”, and the 1 representative value KV 1 is “−1000”, “−500”, “250”, “750” and the null representative value KV null are set to “0”.
画質劣化度評価部5は、ビット埋込対象画像抽出部2がビット埋込対象画像を選択すると、後述するビット埋込部7によりビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値が編集された場合に生じる画質の劣化度を数値化する関数の演算を実行して、その画質劣化度を示す数値fdegを算出し、その画質劣化度を示す数値fdegをビット埋込部7に出力する(ステップST5)。
例えば、ビット埋込対象画像の左から第xピクセル(1≦x≦24)、上から第yピクセル(1≦y≦24)の画素値をfbit(x,y)とすると、画質劣化度を示す数値fdegは、下記の式(4)のように算出される。
fdeg
=Σx∈[1,6]Σy∈[1,6]|fbit(4x,4y)−fbit(4x−2,4y−2)|
(4)
ただし、ビット埋込対象画像の横サイズ又は縦サイズが24未満であるために、存在しない画素がある場合、そのような画素の画素値fbit(x,y)を“0”として、式(4)を適用するものとする。
When the bit embedding target
For example, if the pixel value of the x-th pixel (1 ≦ x ≦ 24) from the left and the y-th pixel (1 ≦ y ≦ 24) from the top of the bit embedding target image is f bit (x, y), the image quality degradation degree The numerical value f deg indicating is calculated as in the following equation (4).
f deg
= Σx∈ [1,6] Σy∈ [1,6] | f bit (4x, 4y) −f bit (4x−2,4y−2) |
(4)
However, since the horizontal size or vertical size of the bit embedding target image is less than 24, and there is a nonexistent pixel, the pixel value f bit (x, y) of such a pixel is set to “0” and the expression ( 4) shall apply.
式(4)のように画質劣化度を示す数値fdegを算出すると、ビット埋込対象画像内で画素値の変化が激しい場合には、画質劣化度を示す数値fdegが大きくなり、画素値の変化が緩やかな場合には、画質劣化度を示す数値fdegが小さくなる。
一般に、単調な画像は画素値を編集した際の画質劣化が目立ち易いことが知られており、式(4)のように画質劣化度を示す数値fdegを定義すると、画質劣化度を示す数値fdegが小さい程、画質劣化が目立ち易いことを意味する。
ただし、画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲を超える劣化を表す場合に、関数値算出部3により得られる関数値fvがnull代表値KVnullに近づくように(fv≒KVnull=0)、画質劣化度評価部5により演算が実行される関数と、関数値算出部3により演算が実行される関数とが定義されている。
例えば、画質劣化度を示す数値fdegは、画素値のバリエーションが小さいビット埋込対象画像の場合に小さな値となるように定義されている。
When the numerical value f deg indicating the degree of image quality degradation is calculated as in Expression (4), when the pixel value changes drastically in the bit embedding target image, the numerical value f deg indicating the degree of image quality deterioration increases, and the pixel value In the case where the change of is moderate, the numerical value f deg indicating the degree of image quality deterioration becomes small.
In general, it is known that a monotonous image is prominent in image quality degradation when editing pixel values. When a numerical value f deg indicating an image quality degradation degree is defined as in Expression (4), a numerical value indicating the image quality degradation degree is defined. A smaller f deg means that image quality deterioration is more conspicuous.
However, when the numerical value f deg indicating the image quality deterioration level output from the image quality deterioration
For example, the numerical value f deg indicating the degree of image quality degradation is defined to be a small value in the case of a bit embedding target image with small variations in pixel values.
ビット埋込部7は、画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲内の劣化を表していれば(数値fdegが予め設定されている閾値S以上の場合)、電子透かしビットをビット埋込対象画像に埋め込んでも、大きな画質劣化がないと判断し、ビット埋込対象画像抽出部2により選択されたビット埋込対象画像に対して、埋込対象ビット抽出部6から出力された電子透かしビットを埋め込むビット埋込処理を実施する(ステップST6)。
一方、画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲を超える劣化を表していれば(数値fdegが予め設定されている閾値Sに満たない場合)、電子透かしビットをビット埋込対象画像に埋め込むと、大きな画質劣化が生じると判断し、ビット埋込対象画像抽出部2により選択されたビット埋込対象画像に対する電子透かしビットのビット埋込処理を実施せずに、そのビット埋込対象画像をそのままビット埋込処理後のビット埋込対象画像として、ビット埋込対象画像結合部8に出力する。
なお、閾値Sは、画質劣化を許容する程度に応じて、ユーザが任意に設定することができるものとする。
The
On the other hand, if the numerical value f deg indicating the image quality deterioration level output from the image quality deterioration
Note that the threshold value S can be arbitrarily set by the user according to the degree to which image quality deterioration is allowed.
以下、画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲内の劣化を表している場合のビット埋込部7の具体的なビット埋込処理を説明する。
(1)埋込対象ビット抽出部6から出力された電子透かしビットがビット0である場合
ビット埋込部7は、下記の式(5)に示すように、関数値算出部3により得られる関数値fvと代表値設定部4のメモリに記憶されている0代表値KV0の差分Δ0を算出する。
Δ0=|fv−KV0| (5)
ただし、0代表値KV0は、図4に示すように、複数個設定されているので(例えば、−750,−250,500,1000)、複数個の0代表値KV0の中から、関数値fvに最も近い0代表値KV0を選択して、式(5)を算出する。
例えば、関数値fvが“740”であれば、“500”の0代表値KV0を選択し、関数値fvが“760”であれば、“1000”の0代表値KV0を選択して、式(5)を算出する。
Hereinafter, a specific bit embedding process of the
(1) When the digital watermark bit output from the embedding target
Δ 0 = | f v −KV 0 | (5)
However, 0 the representative value KV 0, as shown in FIG. 4, since they are a plurality set (e.g., -750, -250,500,1000), from among the plurality of 0 representative value KV 0, the function The 0 representative value KV 0 that is closest to the value f v is selected to calculate equation (5).
For example, if the function value f v is “740”, the 0 representative value KV 0 of “500” is selected, and if the function value f v is “760”, the 0 representative value KV 0 of “1000” is selected. Then, equation (5) is calculated.
ビット埋込部7は、式(5)を算出すると、差分Δ0と予め設定されている閾値Th(例えば、Th=10)を比較し、その差分Δ0が閾値Th以上であれば(Δ0≧Th)、その差分Δ0が閾値Th未満になるように、ビット埋込対象画像抽出部2により選択されたビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集するビット埋込処理を実施する。
例えば、“500”の0代表値KV0を選択していれば、関数値fvが“500”になるように、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集する。あるいは、閾値Thが“10”であれば、関数値fvが、490<fv<510の範囲内になるように、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集する。
なお、その差分Δ0が閾値Th未満であれば(Δ0<Th)、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集しなくても、後述する電子透かし検出装置において、当該ビット埋込対象画像からビット0の電子透かしビットを正確に検出することができるので、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集しない。
ここでは、差分Δ0が閾値Th未満であれば(Δ0<Th)、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集しない例を示しているが、差分Δ0が閾値Th未満であっても、なるべく関数値fvが0代表値KV0に近くなるように画素値を編集するように実装することも可能である。
When calculating the equation (5), the
For example, if the 0 representative value KV 0 of “500” is selected, the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image is edited so that the function value f v becomes “500”. Alternatively, if the threshold value Th is “10”, the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image is edited so that the function value f v falls within the range of 490 <f v <510. .
If the difference Δ 0 is less than the threshold Th (Δ 0 <Th), in the digital watermark detection apparatus described later without editing the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image, Since the digital watermark bit of
Here, if it is less than the difference delta 0 is the threshold value Th (Δ 0 <Th), an example is shown not to edit the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image, the difference delta 0 is the threshold Even if it is less than Th, it is possible to implement such that the pixel value is edited so that the function value f v is as close to the 0 representative value KV 0 as possible.
(2)埋込対象ビット抽出部6から出力された電子透かしビットがビット1である場合
ビット埋込部7は、下記の式(6)に示すように、関数値算出部3により得られる関数値fvと代表値設定部4のメモリに記憶されている1代表値KV1の差分Δ1を算出する。
Δ1=|fv−KV1| (6)
ただし、1代表値KV1は、図4に示すように、複数個設定されているので(例えば、−1000,−500,250,750)、複数個の1代表値KV1の中から、関数値fvに最も近い1代表値KV1を選択して、式(6)を算出する。
例えば、関数値fvが“510”であれば、“750”の1代表値KV1を選択し、関数値fvが“490”であれば、“250”の1代表値KV1を選択して、式(6)を算出する。
(2) When the digital watermark bit output from the embedding target
Δ 1 = | f v −KV 1 | (6)
However, since one representative value KV 1 is set as shown in FIG. 4 (for example, −1000, −500, 250, 750), a function is selected from the plurality of one representative value KV 1. One representative value KV 1 closest to the value f v is selected, and the formula (6) is calculated.
For example, if the function value f v is “510”, one representative value KV 1 of “750” is selected, and if the function value f v is “490”, one representative value KV 1 of “250” is selected. Then, Equation (6) is calculated.
ビット埋込部7は、式(6)を算出すると、差分Δ1と予め設定されている閾値Th(例えば、Th=10)を比較し、その差分Δ1が閾値Th以上であれば(Δ1≧Th)、その差分Δ1が閾値Th未満になるように、ビット埋込対象画像抽出部2により選択されたビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集するビット埋込処理を実施する。
例えば、関数値fvが“320”であれば、その関数値fvが“250”になるように、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集する。あるいは、閾値Thが“10”であれば、関数値fvが、240<fv<260の範囲内になるように、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集する。
When calculating the equation (6), the
For example, if the function value f v is “320”, the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image is edited so that the function value f v becomes “250”. Alternatively, if the threshold Th is “10”, the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image is edited so that the function value f v falls within the range of 240 <f v <260. .
ただし、電子透かしビットがビット1である場合、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集する際、関数値fvに影響を与える画素(ビット埋込対象画像内の濃い灰色で示されている画素(加算対象領域内の画素)、または、薄い灰色で示されている画素(減算対象領域内の画素))を編集する。
例えば、関数値fvに影響を与える画素のうち、左上の画素から順番に画素値を1ずつ増減させる編集を行う。
即ち、関数値fvを増加することによって1代表値KV1に近付ける場合、濃い灰色で示されている画素(加算対象領域内の画素)の画素値を1加算して、薄い灰色で示されている画素(減算対象領域内の画素)の画素値を1減算する処理を繰り返し実施する。
一方、関数値fvを減少することによって1代表値KV1に近付ける場合、濃い灰色で示されている画素の画素値を1減算して、薄い灰色で示されている画素の画素値を1加算する処理を繰り返し実施する。
However, when the digital watermark bit is
For example, among the pixels which affects the function value f v, edits to increase or decrease in order from the upper left pixel of the pixel value by one.
That is, when the function value f v is increased to approach one representative value KV 1 , the pixel value of the pixel shown in dark gray (the pixel in the addition target area) is incremented by 1 and is shown in light gray. The process of subtracting 1 from the pixel value of the current pixel (the pixel in the subtraction target area) is repeatedly performed.
On the other hand, when the function value f v is decreased to approach one representative value KV 1 , the pixel value of the pixel indicated by dark gray is decremented by 1, and the pixel value of the pixel indicated by light gray is reduced to 1. Repeat the process of adding.
なお、その差分Δ1が閾値Th未満であれば(Δ1<Th)、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集しなくても、後述する電子透かし検出装置において、当該ビット埋込対象画像からビット1の電子透かしビットを正確に検出することができるので、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集しない。
ここでは、差分Δ1が閾値Th未満であれば(Δ1<Th)、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集しない例を示しているが、差分Δ1が閾値Th未満であっても、なるべく関数値fvが1代表値KV1に近くなるように画素値を編集するように実装することも可能である。
Even without editing the difference delta 1 is less than the threshold value Th (Δ 1 <Th), the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image, the digital watermark detection apparatus described later, Since the digital watermark bit of
Here, if it is less than the difference delta 1 is the threshold Th (Δ 1 <Th), an example is shown not to edit the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image, the difference delta 1 is the threshold Even if it is less than Th, it is possible to implement so that the pixel value is edited so that the function value f v is as close to the one representative value KV 1 as possible.
(3)埋込対象ビット抽出部6から出力された電子透かしビットを埋め込まない場合
ビット埋込部7は、下記の式(7)に示すように、関数値算出部3により得られる関数値fvと代表値設定部4のメモリに記憶されているnull代表値KVnullの差分Δnullを算出する。
Δnull=|fv−KVnull| (7)
ビット埋込部7は、式(7)を算出すると、差分Δnullと予め設定されている閾値Th(例えば、Th=10)を比較し、その差分Δnullが閾値Th以上であれば(Δnull≧Th)、その差分Δnullが閾値Th未満になるように、ビット埋込対象画像抽出部2により選択されたビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集する処理を実施する。
(3) When the digital watermark bit output from the embedding target
Δ null = | f v −KV null | (7)
When calculating the equation (7), the
例えば、関数値fvが“80”であれば、その関数値fvが“0”になるように、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集する。あるいは、閾値Thが“10”であれば、関数値fvが、−10<fv<10の範囲内になるように、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集する。
なお、その差分Δnullが閾値Th未満であれば(Δnull<Th)、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集しなくても、後述する電子透かし検出装置において、当該ビット埋込対象画像からnullを正確に検出することができるので、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集しない。
For example, if the function value f v is “80”, the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image is edited so that the function value f v becomes “0”. Alternatively, if the threshold Th is “10”, the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image is edited so that the function value f v falls within the range of −10 <f v <10. To do.
If the difference Δ null is less than the threshold Th (Δ null <Th), the digital watermark detection device described later can edit the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image. Since null can be accurately detected from the bit embedding target image, the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image is not edited.
ビット埋込部7は、画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲を超える劣化を表していれば(数値fdegが予め設定されている閾値Sに満たない場合)、上述したように、ビット埋込対象画像に対する電子透かしビットのビット埋込処理を実施しない。
しかし、ビット埋込部7からビット埋込対象画像結合部8に出力されるビット埋込処理後のビット埋込対象画像において、関数値fvがnull代表値KVnullと一致しているか、あるいは、null代表値KVnullと近い値になっている必要があるが、上述したように、その画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲を超える劣化を表す場合に、関数値算出部3により得られる関数値fvがnull代表値KVnullに近づくように(fv≒KVnull=0)、画質劣化度評価部5により演算が実行される関数と、関数値算出部3により演算が実行される関数とが定義されているので、その画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲を超える劣化を表している場合、やはり、ビット埋込処理を実施する必要がない。
The
However, in the bit embedding target image after the bit embedding processing that is output from the
なお、あるビット埋込対象画像において、画質劣化度を示す数値fdegが小さい場合(予め設定されている閾値Sに満たない場合)、関数値算出部3により得られる関数値fvがnull代表値KVnullに近づく理由は、画質劣化度を示す数値fdegが、画素値のバリエーションが小さいビット埋込対象画像の場合に小さな値となるように定義されており、そのような性質の画像の場合、関数値fvが“0”に近い値を取るからである。
即ち、図3に示すビット埋込対象画像において、関数値fvを算出する際の加算対象領域と減算対象領域が必ず隣接しており、また、加算対象領域内の画素の数と減算対象領域内の画素の数が同数であるため、関数値fvを算出する際に加算対象領域の画素値の総和と、減算対象領域の画素値の総和とが互いに打ち消し合うように作用する。
このため、関数値fvが“0”に近い値になる。極端な例として、画素値が全て同一である完全に単調なビット埋込対象画像では、関数値fvと画質劣化度を示す数値fdegの双方が“0”になることを考えると理解が容易である。
Note that, in a certain bit embedding target image, when the numerical value f deg indicating the degree of image quality degradation is small (when the predetermined threshold value S is not reached), the function value f v obtained by the function
That is, in the bit embedding target image shown in FIG. 3, the addition target area and the subtraction target area for calculating the function value f v are necessarily adjacent to each other, and the number of pixels in the addition target area and the subtraction target area Since the same number of pixels is included, when the function value fv is calculated, the sum of the pixel values in the addition target area and the sum of the pixel values in the subtraction target area act so as to cancel each other.
For this reason, the function value f v is close to “0”. As an extreme example, in a completely monotonous bit embedding target image having the same pixel value, it can be understood that both the function value f v and the numerical value f deg indicating the image quality degradation level are “0”. Easy.
ステップST2〜ST6までの処理は、ビット埋込対象画像抽出部2により全てのビット埋込対象画像が選択されて、ビット埋込部7から全てのビット埋込処理後のビット埋込対象画像がビット埋込対象画像結合部8に出力されるまで繰り返し実施される(ステップST7)。
ビット埋込対象画像結合部8は、ビット埋込部7からビット埋込処理後のビット埋込対象画像を受ける毎に、そのビット埋込対象画像をラスタースキャン順に並べて、全てのビット埋込対象画像を結合することで、データ埋込対象画像抽出部1から出力されたデータ埋込対象画像に電子透かしデータが埋め込まれている埋込処理後のデータ埋込対象画像を生成する(ステップST8)。
In steps ST2 to ST6, all the bit embedding target images are selected by the bit embedding target
Each time the bit embedding target image combining unit 8 receives the bit embedding target image after the bit embedding processing from the
ステップST1〜ST8までの処理は、データ埋込対象画像抽出部1により全てのデータ埋込対象画像が選択されて、ビット埋込対象画像結合部8から全ての埋込処理後のデータ埋込対象画像がデータ埋込対象画像結合部9に出力されるまで繰り返し実施される(ステップST9)。
データ埋込対象画像結合部9は、ビット埋込対象画像結合部8から埋込処理後のデータ埋込対象画像を受ける毎に、そのデータ埋込対象画像をラスタースキャン順に並べて、全てのデータ埋込対象画像を結合することで、入力画像に電子透かしデータが埋め込まれている埋込処理後の入力画像を生成する(ステップST10)。
In the processes from step ST1 to ST8, all the data embedding target images are selected by the data embedding target
Each time the data embedding target image combining unit 9 receives the data embedding target image after the embedding process from the bit embedding target image combining unit 8, the data embedding target image is arranged in the raster scan order, and all the data embedding target images are arranged. By combining the embedding target images, an input image after embedding processing in which digital watermark data is embedded in the input image is generated (step ST10).
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、ビット埋込部7が、電子透かしビットとして0を埋め込む場合、関数値算出部3により得られる関数値fvと代表値設定部4により設定された0代表値KV0の差分Δ0が閾値Th以上であれば、その差分Δ0が閾値Th未満になるようにビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集するビット埋込処理を実施し、電子透かしビットとして1を埋め込む場合、関数値算出部3により得られる関数値fvと代表値設定部4により設定された1代表値KV1の差分Δ1が閾値Th以上であれば、その差分Δ1が閾値Th未満になるようにビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集するビット埋込処理を実施し、電子透かしビットを埋め込まない場合、関数値算出部3により得られる関数値fvと代表値設定部4により設定されたnull代表値KVnullの差分Δnullが閾値Th以上であれば、その差分Δnullが閾値Th未満になるようにビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集する処理を実施するように構成したので、切取耐性の向上と画質劣化の抑制を同時に実現することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, when the
即ち、この実施の形態1では、データ埋込対象画像抽出部1が入力画像を等間隔に分割し、横192ピクセル、縦144ピクセルの部分画像に対して、48ビットの電子透かしデータを繰返し埋め込んでいる。そのため、仮に電子透かしデータを埋め込んでいる入力画像が切取編集されても、横383ピクセル、縦287ピクセルの画像が残されていれば、必ず、その画像の中にデータ埋込対象画像の全体が含まれるため、入力画像の全体に電子透かしデータの各ビットを埋め込む従来の電子透かし埋込装置と比べて、埋込処理後の入力画像が切り取られた場合の電子透かしデータの検出可能性(切取耐性)を高めることができる。
That is, in the first embodiment, the data embedding target
また、この実施の形態1では、ビット埋込対象画像抽出部2がデータ埋込対象画像抽出部1により選択されたデータ埋込対象画像を等間隔に分割し、横24ピクセル、縦24ピクセルの48個の部分画像に対して、相互に異なる48個の電子透かしビットを埋め込んでいる。そのため、仮に電子透かしビットを埋め込んでいる入力画像が切取編集されても、横215ピクセル、縦167ピクセルの画像が残されていれば、必ず、その画像の中に48個の異なる電子透かしビットに対応するビット埋込対象画像が含まれるため、入力画像の全体に48個の電子透かしビットを埋め込む従来の電子透かし埋込装置と比べて、埋込処理後の入力画像が切り取られた場合の電子透かしビットの検出可能性(切取耐性)を高めることができる。
Further, in the first embodiment, the bit embedding target
この実施の形態1によれば、埋込対象ビット抽出部6が、48ビットの電子透かしデータを構成している各ビットから埋込対象の電子透かしビットを抽出し、その電子透かしビットをビット埋込部7に出力するように構成しているので、48個の電子透かしビットが検出されれば、埋め込んだ電子透かしデータを復元することができる効果を奏する。
即ち、入力画像の全体に電子透かしデータを埋め込む従来の電子透かし埋込装置と比べて、埋込処理後の入力画像が切り取られた場合の電子透かしデータの検出可能性(切取耐性)を高めることができる。
According to the first embodiment, the embedding target
In other words, compared with a conventional digital watermark embedding device that embeds digital watermark data in the entire input image, the detectability (cut-off resistance) of the digital watermark data when the input image after the embedding process is cut is increased. Can do.
また、この実施の形態1によれば、画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲を超える劣化を表す場合に、関数値算出部3により得られる関数値fvがnull代表値KVnullに近づくように、画質劣化度評価部5により演算が実行される関数と、関数値算出部3により演算が実行される関数とが定義されているように構成したので、即ち、画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲を超える劣化を表すとき、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集しなくても、関数値fvがnull代表値KVnullに近い値になる可能性が高い関係が成立するように、画質劣化度評価部5により演算が実行される関数と、関数値算出部3により演算が実行される関数とを定義しているので、ビット埋込対象画像が、画素値を変化させると大きな画質劣化を伴う場合(画質劣化度を示す数値fdegが0に近い値である場合)、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を編集せずに、埋込無しの状態を表現することができる。
このため、画素値を編集することによる画質劣化の危険性が高いビット埋込対象画像を一切編集しなくても、後述する電子透かし検出装置側で、そのビット埋込対象画像に電子透かしビットが埋め込まれていない可能性が高いことを判断することができる。よって、画質劣化を抑制した上で、検出への悪影響を抑えることができる。
Further, according to the first embodiment, the function value obtained by the function
For this reason, even if a bit embedding target image, which has a high risk of image quality degradation due to editing of pixel values, is not edited at all, the digital watermark detecting device side described later includes a digital watermark bit in the bit embedding target image. It is possible to determine that there is a high possibility that it is not embedded. Therefore, it is possible to suppress adverse effects on detection while suppressing image quality deterioration.
なお、この実施の形態1では、データ埋込対象画像抽出部1が入力画像を分割して、横192ピクセル、縦144ピクセルのデータ埋込対象画像を順次選択するものについて示したが、入力画像の分割サイズを変更して、他のサイズのデータ埋込対象画像を順次選択するようにしてもよい。
例えば、横96ピクセル、縦144ピクセルのデータ埋込対象画像を選択するようにしてもよい。
この場合、ビット埋込対象画像抽出部2が選択するビット埋込対象画像のサイズを、例えば、横24ピクセル、縦12ピクセルとすれば、1個のデータ埋込対象画像内に48個のビット埋込対象画像を用意することができるため、48ビットの電子透かしデータを埋め込むことができる。
In the first embodiment, the data embedding target
For example, a data embedding target image having horizontal 96 pixels and vertical 144 pixels may be selected.
In this case, if the size of the bit embedding target image selected by the bit embedding target
また、データ埋込対象画像やビット埋込対象画像のサイズを小さくすることもできる。
データ埋込対象画像のサイズを小さくすると、同一ビットを埋め込む領域の繰り返しが頻繁になるため、埋込処理後の入力画像が小さく切り取られても、電子透かしデータの全ビットを検出できる可能性を高めることができる。
このように、データ埋込対象画像抽出部1は、任意のサイズのデータ埋込対象画像を選択するように構成することが可能である。
In addition, the size of the data embedding target image and the bit embedding target image can be reduced.
When the size of the data embedding target image is reduced, the area where the same bit is embedded is frequently repeated. Therefore, even if the input image after embedding processing is cut out to a small size, there is a possibility that all bits of the digital watermark data can be detected. Can be increased.
As described above, the data embedding target
また、この実施の形態1では、ビット埋込対象画像抽出部2がデータ埋込対象画像を分割して、横24ピクセル、縦24ピクセルのビット埋込対象画像を順次選択するものについて示したが、データ埋込対象画像の分割サイズを変更して、他のサイズのビット埋込対象画像を順次選択するようにしてもよい。
例えば、横12ピクセル、縦24ピクセルのビット埋込対象画像を選択するようにしてもよい。
この場合、データ埋込対象画像抽出部1が選択するデータ埋込対象画像が横192ピクセル、縦144ピクセルである場合、1個のデータ埋込対象画像内に96個のビット埋込対象画像を用意することができるため、データ埋込対象画像に埋め込む電子透かしデータのビット数を96ビットにすることができる。
In the first embodiment, the bit embedding target
For example, a bit embedding target image having a width of 12 pixels and a height of 24 pixels may be selected.
In this case, when the data embedding target image selected by the data embedding target
ビット埋込対象画像のサイズを小さくすると、埋め込むことが可能な電子透かしデータのデータ量を増やすことができる。
このように、ビット埋込対象画像抽出部2は、任意のサイズのビット埋込対象画像を選択するように構成することが可能である。
また、電子透かしデータのビット数、データ埋込対象画像のサイズ及びビット埋込対象画像のサイズは、互いに適切に設定すれば、任意とすることができる。
If the size of the bit embedding target image is reduced, the amount of digital watermark data that can be embedded can be increased.
As described above, the bit embedding target
Further, the number of bits of the digital watermark data, the size of the data embedding target image, and the size of the bit embedding target image can be arbitrarily set as long as they are appropriately set.
この実施の形態1では、埋込対象ビット抽出部6が、データ埋込対象画像において、横方向に左端から第24x+1ピクセル〜第24x+24ピクセルの位置にあり、かつ、縦方向に上端から第24y+1ピクセル〜第24y+24ピクセルの位置にあるビット埋込対象画像に対して、電子透かしデータの第x+8y+1ビット(0≦x≦7、0≦y≦5)を割り当てるものについて示したが、上記のビット埋込対象画像に対して、電子透かしデータの他のビットを割り当てるようにしてもよい。
In the first embodiment, the embedding target
例えば、上記のビット埋込対象画像に割り当てる電子透かしデータの各ビットを逆順にしてもよいし、疑似乱数により生成されたマッピングルールに基づいて、電子透かしデータの各ビットを割り当てるようにしてもよい。
あるいは、48ビットの電子透かしデータを暗号化して、48ビットの暗号化データを生成し、上記のビット埋込対象画像に対して、暗号化データの各ビットを割り当てるようにしてもよい。
このように、埋込対象ビット抽出部6は、電子透かしデータの各ビットから、埋め込む電子透かしビットを決定して、埋込先のビット埋込対象画像に割り当てるならば、任意の構成とすることができる。
For example, each bit of the digital watermark data to be assigned to the bit embedding target image may be reversed, or each bit of the digital watermark data may be assigned based on a mapping rule generated by a pseudo random number. .
Alternatively, 48-bit digital watermark data may be encrypted to generate 48-bit encrypted data, and each bit of the encrypted data may be assigned to the bit embedding target image.
As described above, the embedding target
この実施の形態1では、画質劣化度評価部5が、画質の劣化度を数値化する関数として、式(4)を計算することで、画質劣化度を示す数値fdegを算出するものについて示したが、画質の劣化度を数値化する関数であればよく、式(4)以外の計算を行うことで、画質劣化度を示す数値fdegを算出するようにしてもよい。
例えば、ビット埋込対象画像の全画素値の標準偏差を算出する関数を用いることができる。
標準偏差は、画素値が均一に近い場合に“0”に近い正数となり、画素値が様々な値を取る場合に大きな正数になる。したがって、電子透かしビットを埋め込んだときに生じる画質劣化の度合を表す指標として、標準偏差を使用することができる。
画質劣化度を示す数値fdegとして、ビット埋込対象画像の全画素値の標準偏差を算出する場合、その標準偏差が小さい程、画質劣化が目立ち易いことを意味する。
ここでは、画質劣化度を示す数値fdegとして、ビット埋込対象画像の全画素値の標準偏差を算出するものについて示したが、画質劣化度を示す数値fdegが大きい程、画質劣化が目立ち易いことを意味する数式を用いてもよい。
このように、画質劣化度評価部5は、画素値が変更された場合に画質が劣化する度合を推量する任意の数式により、画質劣化度を算出する構成とすることができる。
In the first embodiment, the image quality deterioration
For example, a function that calculates the standard deviation of all pixel values of the bit embedding target image can be used.
The standard deviation becomes a positive number close to “0” when the pixel values are nearly uniform, and becomes a large positive number when the pixel values take various values. Therefore, the standard deviation can be used as an index representing the degree of image quality degradation that occurs when the digital watermark bits are embedded.
When the standard deviation of all the pixel values of the bit embedding target image is calculated as the numerical value f deg indicating the degree of image quality deterioration, the smaller the standard deviation, the easier the image quality deterioration is noticeable.
Here, the numerical value f deg indicating the degree of image quality deterioration is shown for calculating the standard deviation of all pixel values of the bit embedding target image, but the larger the numerical value f deg indicating the degree of image quality deterioration, the more noticeable the image quality deterioration is. You may use the numerical formula which means that it is easy.
As described above, the image quality deterioration
また、この実施の形態1では、関数値算出部3が、ビット埋込対象画像を構成している各画素の画素値を加減算する関数として、式(1)を計算することで、各画素の画素値の加減算結果を示す関数値fvを算出するものについて示したが、各画素の画素値を加減算する関数であればよく、式(1)以外の計算を行うことで、各画素の画素値の加減算結果を示す関数値fvを算出するようにしてもよい。
ただし、図1の電子透かし埋込装置が有効に機能するためには、画質劣化度評価部5から出力された画質劣化度を示す数値fdegが許容範囲を超える劣化を表していれば、関数値fvが、高い確率で特定の値(特定の値は、必ずしも“0”でなくてもよいし、1種類でなくてもよい)に近い値となる性質を満たす必要がある。
In the first embodiment, the function
However, in order for the digital watermark embedding apparatus of FIG. 1 to function effectively, if the numerical value f deg indicating the image quality degradation level output from the image quality degradation
例えば、画質劣化度を示す数値fdegが予め設定されている閾値Sに満たない場合、高い確率で“100”付近、または、“−100”付近に、関数値fvが集中する特性を持つ関数は、関数値算出部3で使用することが可能である。
この場合、図1の電子透かし埋込装置が有効に機能するためには、代表値設定部4が、null代表値KVnullを“100”と“−100”に設定し、“100”より大きな値、“−100”より小さな値、“−100”と“100”の間の値において、0代表値KV0と1代表値KV1との間隔がほぼ均等になるように、0代表値KV0と1代表値KV1を設定する必要がある。
このように、ビット埋込部7及び画質劣化度評価部5と連携し、適切に代表値の設定及び画質劣化度を評価する関数の設定がなされるならば、関数値算出部3は、関数値fvを算出するための関数として、任意の数式を用いる構成とすることができる。
For example, when the numerical value f deg indicating the degree of image quality deterioration is less than the preset threshold value S, the function value f v has a characteristic of being concentrated near “100” or “−100” with high probability. The function can be used in the function
In this case, in order for the digital watermark embedding apparatus of FIG. 1 to function effectively, the representative value setting unit 4 sets the null representative value KV null to “100” and “−100”, which is larger than “100”. Value, a value smaller than “−100”, and a value between “−100” and “100”, the 0 representative value KV so that the intervals between the 0 representative value KV 0 and the 1 representative value KV 1 are substantially equal. It is necessary to set 0 and 1 representative value KV 1 .
In this way, in cooperation with the
この実施の形態1では、データ埋込対象画像抽出部1及びビット埋込対象画像抽出部2が、ラスタースキャン順に部分画像を選択するものについて示したが、部分画像の選択順序は任意の順序でよい。また、複数の部分画像を同時に選択し、後段の処理部が、複数の部分画像について、並列に処理を実行するようにしてもよい。
In the first embodiment, the data embedding target
また、この実施の形態1では、関数値算出部3が関数値fvを算出する際や、画質劣化度評価部5が画質劣化度を示す数値fdegを算出する際に、計算に使用する画素が存在しない場合、その画素の画素値を“0”と評価して算出するものについて示したが、これは、ビット埋込対象画像の横サイズ又は縦サイズが、24ピクセルの倍数でない場合には、24ピクセルの倍数になるように、右側又は下側を画素値“0”の画素でパディングすることと等価である。
この場合、ビット埋込対象画像抽出部2から出力されたビット埋込対象画像の右側及び下側を必要に応じてパディングし、ビット埋込部7から出力された埋込処理後のビット埋込対象画像のパディング部分を削除することにより実現される。
Further, in the first embodiment, and when a function
In this case, the right and lower sides of the bit embedding target image output from the bit embedding target
これにより、縦横共に24ピクセルの倍数の場合に用いる関数値算出部3、画質劣化度評価部5及びビット埋込部7を、横サイズ又は縦サイズが24ピクセルに満たないビット埋込対象画像にも活用することができる。
この他に、横サイズ又は縦サイズが24ピクセルに満たないビット埋込対象画像は、電子透かしビットの埋込対象から外す実装が考えられる。この場合は、電子透かし検出装置においても、横サイズ又は縦サイズが24ピクセルに満たないビット埋込対象画像は、電子透かしビットの埋込対象から外す実装とすることで、問題なく検出処理を行うことができる。
As a result, the function
In addition to this, it is conceivable that the bit embedding target image whose horizontal size or vertical size is less than 24 pixels is excluded from the digital watermark bit embedding target. In this case, even in the digital watermark detection apparatus, the bit embedding target image whose horizontal size or vertical size is less than 24 pixels is removed from the digital watermark bit embedding target, and the detection process is performed without any problem. be able to.
また、この実施の形態1では、入力画像が非圧縮輝度画像(非圧縮モノクロ画像)である例を示したが、これに限るものではなく、例えば、入力画像が非圧縮カラー画像であってもよい。
入力画像が非圧縮カラー画像である場合、非圧縮カラー画像がYCbCr形式であれば、Y、Cb、Crのうちの1コンポーネントに対して、図1の電子透かし埋込装置を適用すればよい。
また、非圧縮カラー画像がRGB形式であれば、R、G、Bのうちの1コンポーネントに対して、図1の電子透かし埋込装置を適用すればよい。
この実施の形態1では、圧縮されている画像(符号化されている画像)に対して、電子透かしデータを埋め込むこともできる。この場合は、一旦、圧縮を解いて(復号)、非圧縮画像(復号画像)にしてから、上記の手続きで、電子透かしデータを埋め込めばよい。
In the first embodiment, the input image is an uncompressed luminance image (uncompressed monochrome image). However, the present invention is not limited to this. For example, the input image may be an uncompressed color image. Good.
When the input image is an uncompressed color image and the uncompressed color image is in the YCbCr format, the digital watermark embedding apparatus of FIG. 1 may be applied to one component of Y, Cb, and Cr.
If the uncompressed color image is in RGB format, the digital watermark embedding apparatus of FIG. 1 may be applied to one component of R, G, and B.
In the first embodiment, digital watermark data can be embedded in a compressed image (encoded image). In this case, it is only necessary to uncompress (decode) and convert it to an uncompressed image (decoded image), and then embed the digital watermark data by the above procedure.
実施の形態2.
図5はこの発明の実施の形態2による電子透かし検出装置を示す構成図である。
図5において、データ検出対象画像抽出部11は図1のデータ埋込対象画像抽出部1と同様の機能を備えており、図1の電子透かし埋込装置により電子透かしデータが埋め込まれている入力画像を分割して、1つ以上の局所的な領域の画像(入力画像の部分画像)を取得し、1つ以上の部分画像の中から、電子透かしデータを検出する部分画像(以下、「データ検出対象画像」と称する)を順番に選択して、そのデータ検出対象画像をビット検出対象画像抽出部12に出力する処理を実施する。
FIG. 5 is a block diagram showing a digital watermark detection apparatus according to
5, the data detection target
ビット検出対象画像抽出部12は図1のビット埋込対象画像抽出部2と同様の機能を備えており、データ検出対象画像抽出部11から出力されたデータ検出対象画像を分割して、1つ以上の局所的な領域の画像(データ検出対象画像の部分画像)を取得し、1つ以上の部分画像の中から、電子透かしビットを検出する部分画像(以下、「ビット検出対象画像」と称する)を順番に選択して、そのビット検出対象画像を関数値算出部13及びビット検出部15に出力する処理を実施する。
なお、データ検出対象画像抽出部11及びビット検出対象画像抽出部12から画像分割手段が構成されており、また、データ検出対象画像抽出部11及びビット検出対象画像抽出部12から部分画像選択手段が構成されている。
The bit detection target
The data detection target
関数値算出部13は図1の関数値算出部3と同様の機能を備えており、ビット検出対象画像抽出部12により選択されたビット検出対象画像を構成している各画素の画素値を加減算する関数の演算を実行して、各画素の画素値の加減算結果を示す関数値fvを得る処理を実施する。なお、関数値算出部13は関数値算出手段を構成している。
The function
代表値設定部14は図1の代表値設定部4と同様に、関数値算出部13により演算が実行される関数の関数値fvが取り得る値の中で、ビット0を表す代表の値が0代表値KV0(例えば、KV0=−750,−250,500,1000)、ビット1を表す代表の値が1代表値KV1(例えば、KV1=−1000,−500,250,750)、null(ヌル)を表す代表の値がnull代表値KVnull(例えば、KVnull=0)として設定されて、0代表値KV0、1代表値KV1及びnull代表値KVnullを記憶するメモリを内蔵している。なお、代表値設定部14は代表値設定手段を構成している。
図5の例では、代表値設定部14がビット検出部15と別個に設けられている例を示しているが、ビット検出部15が代表値設定部14の機能を内蔵していてもよい。
Similar to the representative value setting unit 4 in FIG. 1, the representative
In the example of FIG. 5, an example in which the representative
ビット検出部15は代表値設定部14により設定されている0代表値KV0、1代表値KV1及びnull代表値KVnullの中で、関数値算出部13により得られる関数値fvと最も近い代表値を選択し、その代表値が0代表値KV0であれば、電子透かしビットとしてビット0が埋め込まれている旨を示す検出結果を電子透かしデータ生成部16に出力し、その代表値が1代表値KV1であれば、電子透かしビットとしてビット1が埋め込まれている旨を示す検出結果を電子透かしデータ生成部16に出力し、その代表値がnull代表値KVnullであれば、電子透かしビットが埋め込まれていない旨を示す検出結果を電子透かしデータ生成部16に出力する処理を実施する。なお、ビット検出部15は電子透かしビット検出手段を構成している。
Of the 0 representative value KV 0 , the 1 representative value KV 1, and the null representative value KV null set by the representative
電子透かしデータ生成部16はビット検出部15から出力された全ての部分画像に係る検出結果を集計して、その検出結果の集計結果から電子透かしデータを生成する処理を実施する。なお、電子透かしデータ生成部16は電子透かしデータ生成手段を構成している。
The digital watermark
図5の例では、電子透かし検出装置の構成要素であるデータ検出対象画像抽出部11、ビット検出対象画像抽出部12、関数値算出部13、代表値設定部14、ビット検出部15及び電子透かしデータ生成部16のそれぞれが専用のハードウェア(例えば、CPUを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコンなど)で構成されているものを想定しているが、電子透かし検出装置がコンピュータで構成される場合、データ検出対象画像抽出部11、ビット検出対象画像抽出部12、関数値算出部13、代表値設定部14、ビット検出部15及び電子透かしデータ生成部16の処理内容を記述しているプログラムを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プログラムを実行するようにしてもよい。
図6はこの発明の実施の形態2による電子透かし検出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. 5, the data detection target
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the digital watermark detection apparatus according to
次に動作について説明する。
一般的には、入力画像は電子透かしデータが埋め込まれた後に、切取や拡大縮小などの編集がなされている可能性があるが、この実施の形態2の電子透かし検出装置で扱う入力画像は、図1の電子透かし埋込装置により電子透かしデータが埋め込まれた後に、切取や拡大縮小などの編集がなされていない非圧縮輝度画像であるとする。
Next, the operation will be described.
In general, there is a possibility that the input image is edited, such as clipping or enlargement / reduction, after the digital watermark data is embedded. The input image handled by the digital watermark detection apparatus of the second embodiment is Assume that the image is an uncompressed luminance image that has not been subjected to editing such as clipping or enlargement / reduction after the digital watermark data has been embedded by the digital watermark embedding apparatus of FIG.
データ検出対象画像抽出部11は、図1の電子透かし埋込装置により電子透かしデータが埋め込まれた画像を入力すると、その入力画像を分割して、1つ以上の局所的な領域の画像(入力画像の部分画像)を取得する。
そして、データ検出対象画像抽出部11は、1つ以上の部分画像の中から、電子透かしデータを検出する部分画像を順番に選択し、その部分画像をデータ検出対象画像として、ビット検出対象画像抽出部12に出力する(ステップST21)。
図3の例では、横ピクセルがWin、縦ピクセルがHinの入力画像を、横ピクセルWdataが192ピクセル、縦ピクセルHdataが144ピクセルの長方形の領域(部分画像)に分割して、その入力画像の左上からラスタースキャン順に1つずつ部分画像を選択している。
The data detection target
Then, the data detection target
In the example of FIG. 3, an input image in which the horizontal pixel is W in and the vertical pixel is H in is divided into rectangular regions (partial images) in which the horizontal pixel W data is 192 pixels and the vertical pixel H data is 144 pixels. Partial images are selected one by one in the raster scan order from the upper left of the input image.
入力画像の横ピクセルWinが500ピクセル、縦ピクセルHinが300ピクセルであるとすると、横ピクセルWdataが192ピクセル、縦ピクセルHdataが144ピクセルの部分画像が4個生成され、入力画像の右辺に接する位置に存在している横ピクセルWdataが116ピクセル、縦ピクセルHdataが144ピクセルの部分画像が2個生成される。
また、入力画像の下辺に接する位置に存在している横ピクセルWdataが192ピクセル、縦ピクセルHdataが12ピクセルの部分画像が2個生成され、入力画像の右下の位置に存在している横ピクセルWdataが116ピクセル、縦ピクセルHdataが12ピクセルの部分画像が1個生成される。
これにより、合計9個の部分画像が生成され、入力画像の左上の位置に存在している部分画像が最初にデータ検出対象画像として選択され、残りの8個の部分画像がラスタースキャン順にデータ検出対象画像として順次選択される。
Assuming that the horizontal pixel W in of the input image is 500 pixels and the vertical pixel H in is 300 pixels, four partial images having the horizontal pixel W data of 192 pixels and the vertical pixel H data of 144 pixels are generated. Two partial images having 116 pixels for the
In addition, two partial images having a horizontal pixel W data of 192 pixels and a vertical pixel H data of 12 pixels existing at a position in contact with the lower side of the input image are generated and exist at the lower right position of the input image. One partial image in which the horizontal pixel W data is 116 pixels and the vertical pixel H data is 12 pixels is generated.
As a result, a total of nine partial images are generated, the partial image existing at the upper left position of the input image is first selected as the data detection target image, and the remaining eight partial images are detected in the raster scan order. The target images are sequentially selected.
ビット検出対象画像抽出部12は、データ検出対象画像抽出部11から図3に示すようなデータ検出対象画像を受けると、そのデータ検出対象画像を分割して、1つ以上の局所的な領域の画像(データ検出対象画像の部分画像)を取得する。
そして、ビット検出対象画像抽出部12は、1つ以上の部分画像の中から、電子透かしビットを検出する部分画像を順番に選択し、その部分画像をビット検出対象画像として、関数値算出部13及びビット検出部15に出力する(ステップST22)。
When receiving the data detection target image as shown in FIG. 3 from the data detection target
Then, the bit detection target
図3の例では、データ検出対象画像を横ピクセルWbitが24ピクセル、縦ピクセルHbitが24ピクセルの正方形の領域に分割することで、横ピクセルWbitが最大24ピクセル、縦ピクセルHbitが最大24ピクセルの部分画像が最大48個生成される。
データ検出対象画像の左上の位置に存在している部分画像が最初にビット検出対象画像として選択され、残りの部分画像がラスタースキャン順にビット検出対象画像として順次選択される。
In the example of FIG. 3, the data detection target image is divided into square regions having a horizontal pixel W bit of 24 pixels and a vertical pixel H bit of 24 pixels, so that the horizontal pixel W bit is 24 pixels at the maximum and the vertical pixel H bit is A maximum of 48 partial images of maximum 24 pixels are generated.
The partial image existing at the upper left position of the data detection target image is first selected as the bit detection target image, and the remaining partial images are sequentially selected as the bit detection target image in the raster scan order.
関数値算出部13は、ビット検出対象画像抽出部12がビット検出対象画像を選択すると、そのビット検出対象画像を構成している各画素の画素値を加減算する関数の演算を実行して、各画素の画素値の加減算結果を示す関数値fvを算出し、その関数値fvをビット検出部15に出力する(ステップST23)。
図3の例では、ビット検出対象画像を構成している画素のうち、濃い灰色で示している画素が集まっている領域を加算対象領域、薄い灰色で示している画素が集まっている領域を減算対象領域とし、その加算対象領域内の全ての画素の画素値を加算する一方、その減算対象領域内の全ての画素の画素値を減算することで、関数値fvを算出している。
When the bit detection target
In the example of FIG. 3, among the pixels constituting the bit detection target image, an area where dark gray pixels are gathered is an addition target area, and an area where light gray pixels are gathered is subtracted. The function value f v is calculated by subtracting the pixel values of all the pixels in the subtraction target area while adding the pixel values of all the pixels in the addition target area as the target area.
即ち、ビット検出対象画像の左から第xピクセル(1≦x≦24)、上から第yピクセル(1≦y≦24)の画素値をfbit(x,y)とすると、関数値fvは、先に示している式(1)のように算出される。
ただし、ビット検出対象画像の横サイズ又は縦サイズが24未満であるために、存在しない画素がある場合、そのような画素の画素値fbit(x,y)を“0”として、式(1)を適用するものとする。
That is, if the pixel value of the x-th pixel (1 ≦ x ≦ 24) from the left of the bit detection target image and the y-th pixel (1 ≦ y ≦ 24) from the top is f bit (x, y), the function value f v Is calculated as shown in equation (1) above.
However, since the horizontal size or vertical size of the bit detection target image is less than 24 and there is a nonexistent pixel, the pixel value f bit (x, y) of such a pixel is set to “0” and the expression (1 ) Shall apply.
関数値算出部13では、上述したように、ビット検出対象画像を構成している各画素の画素値を加減算する関数の演算を実行するが、その関数の関数値fvが取り得る値の範囲は有限であり、その関数の関数値fvが取り得る値の中で、ビット0を表す代表の値が0代表値KV0、ビット1を表す代表の値が1代表値KV1、null(ヌル)を表す代表の値がnull代表値KVnullとして、予め、代表値設定部14に設定されている。
図4の例では、0代表値KV0が“−750”,“−250”,“500”,“1000”、1代表値KV1が“−1000”,“−500”,“250”,“750”、null代表値KVnullが“0”に設定されている。
なお、代表値設定部14に設定される0代表値KV0、1代表値KV1及びnull代表値KVnullは、図1の代表値設定部4に設定される0代表値KV0、1代表値KV1及びnull代表値KVnullと同一である。
As described above, the function
In the example of FIG. 4, the 0 representative value KV 0 is “−750”, “−250”, “500”, “1000”, and the 1 representative value KV 1 is “−1000”, “−500”, “250”, “750” and the null representative value KV null are set to “0”.
The representative
ビット検出部15は、関数値算出部13が関数値fvを算出すると、代表値設定部14により設定されている0代表値KV0、1代表値KV1及びnull代表値KVnullの中で、その関数値fvと最も近い代表値を選択する。
例えば、関数値fvが“376”であれば、0代表値KV0を選択し、関数値fvが“374”であれば、1代表値KV1を選択する。
また、関数値fvが“−126”であれば、0代表値KV0を選択し、関数値fvが“−124”であれば、null代表値KVnullを選択する。
また、関数値fvが“126”であれば、1代表値KV1を選択し、関数値fvが“124”であれば、null代表値KVnullを選択する。
When the function
For example, if the function value f v is “376”, 0 representative value KV 0 is selected, and if the function value f v is “374”, 1 representative value KV 1 is selected.
If the function value f v is “−126”, the 0 representative value KV 0 is selected, and if the function value f v is “−124”, the null representative value KV null is selected.
If the function value f v is “126”, one representative value KV 1 is selected, and if the function value f v is “124”, the null representative value KV null is selected.
なお、関数値fvが0代表値KV0と1代表値KV1の丁度中間にある場合(例えば、fv=375)、関数値fvが0代表値KV0とnull代表値KVnullの丁度中間にある場合(例えば、fv=−125)、関数値fvが1代表値KV1とnull代表値KVnullの丁度中間にある場合(例えば、fv=125)、どちらの代表値を選択するかは、事前に設定されているものとする。 When the function value f v is just between the 0 representative value KV 0 and the 1 representative value KV 1 (for example, f v = 375), the function value f v is equal to the 0 representative value KV 0 and the null representative value KV null . When it is just in the middle (for example, f v = −125), when the function value f v is just in the middle of one representative value KV 1 and the null representative value KV null (for example, f v = 125), which representative value It is assumed that whether to select is set in advance.
ビット検出部15は、関数値fvと最も近い代表値を選択すると、その代表値に応じた検出結果を電子透かしデータ生成部16に出力する(ステップST24)。
即ち、ビット検出部15は、関数値fvと最も近い代表値として、0代表値KV0を選択すると、電子透かしビットとしてビット0が埋め込まれている旨を示す検出結果として、“0”の検出量を電子透かしデータ生成部16に出力する。
また、ビット検出部15は、関数値fvと最も近い代表値として、1代表値KV1を選択すると、電子透かしビットとしてビット1が埋め込まれている旨を示す検出結果として、“1”の検出量を電子透かしデータ生成部16に出力する。
ビット検出部15は、関数値fvと最も近い代表値として、null代表値KVnullを選択すると、電子透かしビットが埋め込まれていない旨を示す検出結果として、“null”の検出量を電子透かしデータ生成部16に出力する。
When the
That is, when the 0 representative value KV 0 is selected as the representative value closest to the function value f v , the
When the
When the null representative value KV null is selected as the representative value closest to the function value f v , the
なお、図4に示すように、0代表値KV0、1代表値KV1及びnull代表値KVnullが設定されている場合、関数値fvの数直線上で、各代表値の近傍が、電子透かしビットの検出時に、ビット0、ビット1、nullを判別する関数値の範囲になる。
これにより、電子透かしビットの埋込後に、一切編集を受けていない画像だけでなく、少量のノイズが付加されて画素値が変化している画像であっても、範囲の境界を超えて関数値fvが大きく変化しない限り正確に検出することができる。
そのため、画像圧縮やデジタル・アナログ変換により加えられるノイズに対して、耐性を持たせることができる。
As shown in FIG. 4, when the 0 representative value KV 0 , the 1 representative value KV 1 and the null representative value KV null are set, the vicinity of each representative value on the number line of the function value f v is When a digital watermark bit is detected, a range of function values for discriminating between
As a result, not only an image that has not been edited at all after embedding a digital watermark bit, but also an image in which a small amount of noise is added to change the pixel value, the function value exceeds the boundary of the range. it can be detected precisely as f v does not change significantly.
Therefore, it is possible to provide resistance to noise added by image compression or digital / analog conversion.
ステップST22〜ST24までの処理は、ビット検出対象画像抽出部12により全てのビット検出対象画像が選択されて、ビット検出部15から全てのビット検出対象画像に対する電子透かしビットの検出結果が電子透かしデータ生成部16に出力されるまで繰り返し実施される(ステップST25)。
ステップST21〜ST25までの処理は、データ検出対象画像抽出部11により全てのデータ検出対象画像が選択されて、ビット検出部15から全てのデータ検出対象画像に含まれる全てのビット検出対象画像に対する電子透かしビットの検出結果が電子透かしデータ生成部16に出力されるまで繰り返し実施される(ステップST26)。
In the processes from step ST22 to ST24, all the bit detection target images are selected by the bit detection target
In the processes from step ST21 to ST25, all the data detection target images are selected by the data detection target
電子透かしデータ生成部16は、ビット検出部15から全てのビット検出対象画像に対する電子透かしビットの検出結果を受けると、全ての検出結果を集計して、その検出結果の集計結果から電子透かしデータを生成する(ステップST27)。
具体的には、以下のようにして、電子透かしデータを生成する。
When the digital watermark
Specifically, digital watermark data is generated as follows.
図1の電子透かし埋込装置では、埋込対象ビット抽出部6が、48ビットの電子透かしデータを構成している各ビットを、データ埋込対象画像内の各ビット埋込対象画像に対して、ラスタースキャン順に配置して埋め込んでいる。
ビット埋込対象画像は、横24ピクセル、縦24ピクセルであり、データ埋込対象画像は、横192ピクセル、縦144ピクセルであるため、図1の電子透かし埋込装置では、入力画像の左端から横方向に第24x+1ピクセル〜第24x+24ピクセル(0≦x≦7)の位置に存在し、かつ、入力画像の上端から縦方向に第24y+1ピクセル〜第24y+24ピクセル(0≦y≦5)の位置に存在している正方形領域に対して、電子透かしデータの第[(x mod 8)+8(y mod 6)+1]ビットを埋め込んでいる。
In the digital watermark embedding device of FIG. 1, the embedding target
Since the bit embedding target image is 24 pixels wide and 24 pixels long and the data embedding target image is 192 pixels wide and 144 pixels long, the digital watermark embedding device in FIG. 1 starts from the left end of the input image. It exists at the position of 24x + 1 pixel to 24x + 24 pixel (0 ≦ x ≦ 7) in the horizontal direction, and at the position of 24y + 1 pixel to 24y + 24 pixel (0 ≦ y ≦ 5) in the vertical direction from the upper end of the input image. [(X mod 8) +8 (y mod 6) +1] bits of the digital watermark data are embedded in the existing square area.
このため、電子透かしデータ生成部16では、電子透かしデータを構成している各ビットにおいて、当該ビットが埋め込まれている位置のビット検出対象画像に係る電子透かしビットの検出結果(検出量=0、1、nullのいずれか)のうち、“0”の検出量と、“1”の検出量を集計し、“0”の検出量の数が、“1”の検出量の数より多ければ、当該ビット検出対象画像に埋め込まれている電子透かしビットが、ビット0であると確定する。
一方、“0”の検出量の数が、“1”の検出量の数より多くなければ、当該ビット検出対象画像に埋め込まれている電子透かしビットが、ビット1であると確定する。
電子透かしデータ生成部16は、上記のようにして、データ埋込対象画像内の全てのビット埋込対象画像に埋め込まれている電子透かしビットを確定すると、最終的な電子透かしビットを連結して電子透かしデータを生成し、その電子透かしデータを出力する。
For this reason, in the digital watermark
On the other hand, if the number of detection amounts of “0” is not greater than the number of detection amounts of “1”, the digital watermark bit embedded in the bit detection target image is determined to be
When the digital watermark
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、ビット検出部15が、代表値設定部14により設定されている0代表値KV0、1代表値KV1及びnull代表値KVnullの中で、関数値算出部13により得られる関数値fvと最も近い代表値を選択し、その代表値が0代表値KV0であれば、電子透かしビットとしてビット0が埋め込まれている旨を示す検出結果を電子透かしデータ生成部16に出力し、その代表値が1代表値KV1であれば、電子透かしビットとしてビット1が埋め込まれている旨を示す検出結果を電子透かしデータ生成部16に出力し、その代表値がnull代表値KVnullであれば、電子透かしビットが埋め込まれていない旨を示す検出結果を電子透かしデータ生成部16に出力するように構成したので、図1の電子透かし埋込装置により埋め込まれている電子透かしを検出することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the second embodiment, the
即ち、この実施の形態2では、ビット検出部15が、0ビットが埋め込まれている旨を示す検出結果と、1ビットが埋め込まれている旨を示す検出結果だけでなく、電子透かしビットが埋め込まれていない旨を示す検出結果を出力することができるため、電子透かしビット埋込時に、ビット埋込対象画像が大きな画質劣化を伴わないと電子透かしビットを埋め込むことができないような場合には、画質劣化を容認して、電子透かしビットを埋め込む必要がなくなり(ビット検出部15が、電子透かしビットが埋め込まれていない旨を示す検出結果を出力することができなければ、画質劣化を容認して、電子透かしビットを埋め込む必要がある)、画質劣化の抑制を図ることができる。
また、ビット検出部15が、電子透かしビットの検出結果(検出量=0、1、nullのいずれか)のうち、“0”の検出量と“1”の検出量を集計して、ビット検出対象画像に埋め込まれている電子透かしビットを最終的に確定しているので、電子透かしの検出性能を向上させることができる。
That is, in the second embodiment, the
In addition, the
また、この実施の形態2では、データ検出対象画像抽出部11が入力画像内で繰り返されるデータ検出対象画像を認識し、また、ビット検出対象画像抽出部12がそのデータ検出対象画像内に規則的に配置されているビット検出対象画像を認識することで、同一の電子透かしビットが埋め込まれている複数のビット検出対象画像から電子透かしデータを検出することができる。そして、電子透かしデータ生成部16が複数のビット検出対象画像に係る検出結果を示す検出量を集計することで、最終的な検出結果を推定するので、一部のビット検出対象画像に係る検出結果が誤っていたとしても、他のビット検出対象画像に係る検出結果から、最終的に正しい検出結果が得られる可能性が高まる。
このように、複数のビット検出対象画像に係る検出結果を基にして、正しい検出結果の推定を、電子透かしデータを構成している全てのビットについて実施するので、正しい電子透かしデータが得られる可能性が高まる。
In the second embodiment, the data detection target
As described above, the correct detection result is estimated for all the bits constituting the digital watermark data based on the detection results of the plurality of bit detection target images, so that correct digital watermark data can be obtained. Increases nature.
なお、この実施の形態2では、ビット検出部15が、電子透かしビットの検出結果として、“0”、“1”、“null”のいずれかの検出量を出力し、電子透かしデータ生成部16が、同一ビットに関する“0”の検出量の数と“1”の検出量の数を集計して、最終的に電子透かしビットを判別するものについて示したが、他の構成も可能である。
例えば、ビット検出部15が検出量を出力する際、関数値fvと最も近い代表値が0代表値KV0であれば、“0”の検出量と一緒に、その関数値fvと0代表値KV0の差Δ0の絶対値を出力する。
また、関数値fvと最も近い代表値が1代表値KV1であれば、“1”の検出量を出力すると一緒に、その関数値fvと1代表値KV1の差Δ1の絶対値を出力する。
また、関数値fvと最も近い代表値がnull代表値KVnullであれば、“null”の検出量と一緒に、その関数値fvとnull代表値KVnullの差Δnullの絶対値を出力する。
In the second embodiment, the
For example, when the
Further, if the function value f v closest
Further, if the closest representative value and the function value f v is a null representative value KV null, along with the detected amount of "null", the absolute value of the function value f v and null representative value KV null of the difference delta null Output.
電子透かしデータ生成部16は、同一ビットに関する検出結果において、ビット検出部15から“0”の検出量が出力された際に一緒に出力された差Δ0の絶対値の合計と、“1”の検出量が出力された際に一緒に出力された差Δ1の絶対値の合計とを比較する。
電子透かしデータ生成部16は、差Δ0の絶対値の合計が、差Δ1の絶対値の合計より小さければ、ビット検出対象画像に埋め込まれている電子透かしビットがビット0であると確定する。
一方、差Δ0の絶対値の合計が、差Δ1の絶対値の合計より大きければ、ビット検出対象画像に埋め込まれている電子透かしビットがビット1であると確定する。
この場合、ビット検出部15から出力される“0”の検出量の数と“1”の検出量の数が同数であっても、代表値に近い関数値fvを示している検出結果を重点的に評価することになるため、検出性能を向上させることができる。
Electronic
If the sum of the absolute values of the difference Δ 0 is smaller than the sum of the absolute values of the difference Δ 1 , the digital watermark
On the other hand, if the sum of the absolute values of the difference Δ 0 is larger than the sum of the absolute values of the difference Δ 1 , the digital watermark bit embedded in the bit detection target image is determined to be
In this case, even if the number of detection amounts “0” and the number of detection amounts “1” output from the
その他の構成として、ビット検出部15が、関数値算出部13により算出された関数値fvを検出量として電子透かしデータ生成部16に出力し、電子透かしデータ生成部16が関数値fvを評価して電子透かしデータを生成するようにしてもよい。
このように、ビット検出部15と電子透かしデータ生成部16は、ビット検出部15が出力する検出量を電子透かしデータ生成部16が適切に処理するのであれば、任意の構成とすることができる。
As another configuration, the
As described above, the
この実施の形態2では、データ検出対象画像抽出部11、ビット検出対象画像抽出部12及び関数値算出部13の構成が、図1の電子透かし埋込装置におけるデータ埋込対象画像抽出部1、ビット埋込対象画像抽出部2及び関数値算出部3の構成とそれぞれ同一であるものについて示したが、図1の電子透かし埋込装置における電子透かしデータの埋め込み方式に対応しているものであればよく、データ埋込対象画像抽出部1、ビット埋込対象画像抽出部2及び関数値算出部3の構成と異なっていてもよい。
In the second embodiment, the configuration of the data detection target
また、この実施の形態2では、入力画像が非圧縮輝度画像(非圧縮モノクロ画像)である例を示したが、これに限るものではなく、例えば、入力画像が非圧縮カラー画像であってもよい。
入力画像がYCbCr形式の非圧縮カラー画像であり、図1の電子透かし埋込装置が、その非圧縮カラー画像のCr成分に対して、電子透かしデータを埋め込んでいるとすれば、図5の電子透かし検出装置が、YCbCr形式の非圧縮カラー画像のCr成分を抽出して、この実施の形態2に示している処理を実施することにより、その電子透かしデータを適切に検出することができる。
In the second embodiment, the input image is an uncompressed luminance image (uncompressed monochrome image). However, the present invention is not limited to this. For example, the input image may be an uncompressed color image. Good.
If the input image is an uncompressed color image in the YCbCr format and the digital watermark embedding apparatus in FIG. 1 embeds digital watermark data in the Cr component of the uncompressed color image, the electronic watermark in FIG. The watermark detection apparatus extracts the Cr component of the uncompressed color image in the YCbCr format and performs the processing shown in the second embodiment, so that the digital watermark data can be detected appropriately.
また、得られた画像が圧縮されたRGB形式である場合、その圧縮を解いて、RGB形式をYCbCr形式に変換することで、YCbCr形式の非圧縮カラー画像のCr成分を抽出するようにすれば、やはり、この実施の形態2に示している処理を実施することにより、その電子透かしデータを適切に検出することができる。
このように、電子透かし検出装置は、電子透かしが想定する電子透かし埋込装置の入力画像に対応しているものであればよく、任意の構成とすることができる。
In addition, when the obtained image is in the compressed RGB format, the Cr component of the uncompressed color image in the YCbCr format can be extracted by releasing the compression and converting the RGB format into the YCbCr format. After all, by executing the processing shown in the second embodiment, the digital watermark data can be detected appropriately.
In this way, the digital watermark detection device may be any configuration as long as it corresponds to the input image of the digital watermark embedding device assumed by the digital watermark.
実施の形態3.
上記実施の形態2では、電子透かしデータが埋め込まれた後に、入力画像が切取や拡大縮小などの編集がなされていないものとして説明したが、入力画像が切取、拡大縮小、回転などの編集がなされている画像であっても、適切な前処理を実施して、電子透かし検出装置の入力画像を生成すれば、上記実施の形態2と同様に、電子透かしデータを正確に検出することができる。
In the second embodiment, it has been described that the input image has not been edited such as cutting or scaling after the digital watermark data is embedded. However, the input image has been edited such as cutting, scaling, or rotation. Even if the image is an image, if appropriate preprocessing is performed to generate an input image of the digital watermark detection apparatus, the digital watermark data can be accurately detected as in the second embodiment.
図7は電子透かし検出装置の入力画像の生成例を示す説明図である。
図7では、電子透かしデータが埋め込まれた画像の一部が切り取られ、一部が切り取られている画像から電子透かし検出装置の入力画像を生成している例を示している。
即ち、切り取られずに残っている画像に対して、切り取られた部分を単色でパディングすることで、電子透かし検出装置の入力画像を生成している。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of generation of an input image of the digital watermark detection apparatus.
FIG. 7 illustrates an example in which a part of an image in which digital watermark data is embedded is cut out and an input image of the digital watermark detection apparatus is generated from the part of the cut out image.
That is, the input image of the digital watermark detection apparatus is generated by padding the cut image with a single color with respect to the image that remains without being cut.
入力画像の切取だけでなく、拡大縮小や回転などの編集がなされている画像であっても、画像位置合わせ技術によって、原画の位置に補正し、その後、失われた画像領域部分を単色でパディングすることによって、電子透かし検出装置の入力画像を生成することができる。
切取、拡大縮小、回転などの編集によって、原画から位置のずれた画像の位置合わせを行う技術は、既に多数開示されており、画像処理の専門家が、それらの技術を用いて、図5の電子透かし検出装置に与える入力画像を生成することは容易である。
また、高度な画像位置合わせ技術によらなくても、原画と取得画像を目視で見比べながら、補正することも可能である。
In addition to cropping the input image, even an image that has been edited, such as scaling or rotation, is corrected to the original image position by image alignment technology, and then the lost image area is padded with a single color. By doing so, an input image of the digital watermark detection apparatus can be generated.
A number of techniques for aligning an image whose position has shifted from the original image by editing such as cropping, scaling, and rotation have already been disclosed, and image processing professionals can use these techniques in FIG. It is easy to generate an input image to be given to the digital watermark detection apparatus.
Further, correction can be made while visually comparing the original image and the acquired image without using an advanced image alignment technique.
図5の電子透かし検出装置は、パディング処理済の入力画像が与えられると、ビット検出部15が、失われた領域部分(パディングが施された領域)からnull(埋込無し)を検出することになる。
その理由は、パディングは単調色であり、関数値算出部13がnullを表すnull代表値KVnullに極めて近い関数値fvを算出することになるからである。
その他、失われていない画像部分からは、ビット0、ビット1、nullのいずれかを、既に説明した通りに検出することができる。
In the digital watermark detection apparatus of FIG. 5, when a padded input image is given, the
This is because the padding is a monotone color and the function
In addition, any one of
最終的には、電子透かしデータ生成部16が、検出量である“0”、“1”、“null”を集計して、電子透かしデータを生成する。
あるいは、失われた領域部分は検出対象から外して、ビット検出部15が失われていない画像部分のみから検出量を算出し、電子透かしデータ生成部16が、それらの検出量から電子透かしデータを生成する。
このように、画像位置合わせ技術によって、電子透かし検出装置の入力画像を事前に補正しておくことで、切取、拡大縮小、回転等の処理が加えられた画像であっても、電子透かしデータを検出することができる。
Finally, the digital watermark
Alternatively, the lost region portion is excluded from the detection target, and the
In this way, by correcting the input image of the digital watermark detection apparatus in advance by the image alignment technique, even if the image has been subjected to processing such as clipping, enlargement / reduction, and rotation, the digital watermark data can be stored. Can be detected.
1 データ埋込対象画像抽出部(画像分割手段、部分画像選択手段)、2 ビット埋込対象画像抽出部(画像分割手段、部分画像選択手段)、3 関数値算出部(関数値算出手段)、4 代表値設定部(代表値設定手段)、5 画質劣化度評価部(画質劣化度算出手段)、6 埋込対象ビット抽出部(電子透かしビット抽出手段)、7 ビット埋込部(ビット埋込手段)、8 ビット埋込対象画像結合部(画像結合手段)、9 データ埋込対象画像結合部(画像結合手段)、11 データ検出対象画像抽出部(画像分割手段、部分画像選択手段)、12 ビット検出対象画像抽出部(画像分割手段、部分画像選択手段)、13 関数値算出部(関数値算出手段)、14 代表値設定部(代表値設定手段)、15 ビット検出部(電子透かしビット検出手段)、16 電子透かしデータ生成部(電子透かしデータ生成手段)。 1 data embedding target image extracting unit (image dividing unit, partial image selecting unit), 2 bit embedding target image extracting unit (image dividing unit, partial image selecting unit), 3 function value calculating unit (function value calculating unit), 4 representative value setting unit (representative value setting unit), 5 image quality deterioration degree evaluating unit (image quality deterioration degree calculating unit), 6 embedding target bit extracting unit (digital watermark bit extracting unit), 7 bit embedding unit (bit embedding) Means), 8-bit embedding target image combining unit (image combining unit), 9 data embedding target image combining unit (image combining unit), 11 data detection target image extracting unit (image dividing unit, partial image selecting unit), 12 Bit detection target image extraction unit (image division unit, partial image selection unit), 13 function value calculation unit (function value calculation unit), 14 representative value setting unit (representative value setting unit), 15 bit detection unit (digital watermark bit detection) hand Stage), 16 a digital watermark data generation unit (digital watermark data generation means).
Claims (7)
ビット埋込手段は、関数値算出手段により得られる関数値と代表値設定手段により設定された代表値の差分が閾値以上であっても、上記画質劣化度算出手段から出力された数値が許容範囲内の劣化を表している場合に限りビット埋込処理を実施し、上記画質劣化度算出手段から出力された数値が許容範囲を超える劣化を表していれば、ビット埋込処理を実施しないことを特徴とする請求項1記載の電子透かし埋込装置。 Image quality deterioration degree calculating means for executing a calculation of a function for digitizing the degree of deterioration of image quality that occurs when the pixel value of each pixel constituting the input image is edited, and outputting a numerical value indicating the degree of deterioration; Provided,
Even if the difference between the function value obtained by the function value calculating means and the representative value set by the representative value setting means is greater than or equal to the threshold value, the bit embedding means is capable of maintaining the numerical value output from the image quality degradation degree calculating means. Bit embedding processing is performed only when it indicates degradation within the range, and if the numerical value output from the image quality degradation degree calculating means indicates degradation exceeding an allowable range, bit embedding processing is not performed. The digital watermark embedding apparatus according to claim 1, wherein:
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