JP5322999B2 - Digital watermark embedding device and digital watermark detection device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a digital watermark embedding apparatus and a digital watermark detecting apparatus that simultaneously realize improvement of tolerance to segmentation and suppression of deterioration in image. <P>SOLUTION: In a case where 0s are embedded as digital watermark bits, when a difference &Delta;<SB POS="POST">0</SB>between a function value f<SB POS="POST">v</SB>and a representative value KV<SB POS="POST">0</SB>of 0s is equal to or greater than a threshold value Th, a bit embedding process that edits pixel values of pixels forming an image that is subjected to bit embedding so that the difference &Delta;<SB POS="POST">0</SB>is less than the threshold value Th is performed, while in a case where 1s are embedded as digital watermark bits, when a difference &Delta;<SB POS="POST">1</SB>between a function value f<SB POS="POST">v</SB>and a representative value KV<SB POS="POST">1</SB>of 1s is equal to or greater than the threshold value Th, a bit embedding process that edits the pixel values of the pixels forming the image that is subjected to bit embedding so that the difference &Delta;<SB POS="POST">1</SB>is less than the threshold value Th is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2012,JPO&amp;INPIT

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, Patent Document 1 below discloses a digital watermark embedding device that embeds a digital watermark having high resistance to noise mixing and image compression in an image.
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 bit 0 and the representative value representing the bit to be embedded in the representative value representing the bit 1 arranged at equal intervals, it is calculated from the pixel values of the pixel group constituting the subset. The digital value is embedded by editing the pixel value of the pixel group constituting the subset so that the representative value closer to the function value is selected and the function value matches the representative value. .
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.

特許第4271018号(段落番号[0012])Japanese Patent No. 4271018 (paragraph number [0012])

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.

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。1 is a configuration diagram showing a digital watermark embedding device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 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。It is a flowchart which shows the processing content of the digital watermark embedding apparatus by Embodiment 1 of this invention. 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。It is explanatory drawing which shows an input image, a data embedding object image, a bit embedding object image, and an area where pixel values are added / subtracted by the function value calculation unit 3. 0代表値KV、1代表値KV及びnull代表値KVnullの設定例を示す説明図である。0 is an explanatory diagram showing a setting example of the representative values KV 0, 1 representative value KV 1 and null representative value KV null. 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。It is a block diagram which shows the digital watermark detection apparatus by Embodiment 2 of this invention. 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。It is a flowchart which shows the processing content of the digital watermark detection apparatus by Embodiment 2 of this invention. 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。It is explanatory drawing which shows the example of a production | generation of the input image of a digital watermark detection apparatus.

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。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a digital watermark embedding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, the data embedding target image extraction unit 1 divides an input image that is an uncompressed luminance image to acquire one or more local region images (partial images of the input image). Are sequentially selected from among the partial images (hereinafter referred to as “data embedding target image”), and the data embedding target image is sent to the bit embedding target image extracting unit 2. Perform the output process.

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 image extracting unit 2 divides the data embedding target image output from the data embedding target image extracting unit 1 to generate one or more local region images (partial images of the data embedding target image). ) To select partial images (hereinafter referred to as “bit embedding target images”) in which digital watermark bits are embedded from one or more partial images, and the bit embedding target images are selected as functions. A process of outputting to the value calculation unit 3, the image quality degradation degree evaluation unit 5, and the bit embedding unit 7 is performed.
The data embedding target image extracting unit 1 and the bit embedding target image extracting unit 2 constitute an image dividing unit, and the data embedding target image extracting unit 1 and the bit embedding target image extracting unit 2 are partially included. Image selection means is configured.

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f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f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KV(例えば、KV=−750,−250,500,1000)、ビット1を表す代表の値が1代表値KV(例えば、KV=−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KV、1代表値KV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 value calculation unit 3 performs an operation of a function for adding and subtracting the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image selected by the bit embedding target image extracting unit 2 to calculate the pixel value of each pixel. A process of obtaining a function value f v indicating the addition / subtraction result is performed. The function value calculation unit 3 constitutes function value calculation means.
Representative value setting unit 4 in the function value f v possible values of the function calculated by the function value calculation unit 3 is executed, the value of the representative representing the bit 0 is 0 representative value KV 0 (e.g., KV 0 = −750, −250, 500, 1000), the representative value representing bit 1 is 1 representative value KV 1 (for example, KV 1 = −1000, −500, 250, 750), and the representative value representing null. Is set as a null representative value KV null (for example, KV null = 0), and has a built-in memory for storing the 0 representative value KV 0 , the 1 representative value KV 1 and the null representative value KV null . The representative value setting unit 4 constitutes a representative value setting unit.
The example of FIG. 1 shows an example in which the representative value setting unit 4 is provided separately from the bit embedding unit 7, but even if the bit embedding unit 7 incorporates the function of the representative value setting unit 4. Good.

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f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 degree evaluation unit 5 executes a function calculation that quantifies the degradation degree of image quality that occurs when the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image is edited by the bit embedding unit 7. Then, a process of outputting a numerical value f deg indicating the image quality degradation degree to the bit embedding unit 7 is performed. The image quality deterioration degree evaluation unit 5 constitutes an image quality deterioration degree calculation unit.
However, when the numerical value f deg indicating the image quality deterioration level output from the image quality deterioration level evaluation unit 5 indicates deterioration exceeding the allowable range, the function value f v obtained by the function value calculation unit 3 is changed to the null representative value KV null . A function for which the calculation is performed by the image quality degradation degree evaluation unit 5 and a function for which the calculation is performed by the function value calculation unit 3 are defined so as to approach each other.

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 bit extracting unit 6 inputs, for example, 48-bit digital watermark data to be embedded in the data embedding target image output from the data embedding target image extracting unit 1, and from each bit constituting the digital watermark data A process of extracting digital watermark bits to be embedded in the bit embedding target image and outputting the digital watermark bits to the bit embedding unit 7 is performed. The embedding target bit extracting unit 6 constitutes a digital watermark bit extracting unit.

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fと代表値設定部4のメモリに記憶されている0代表値KVの差分Δ(Δ=|f−KV|)が閾値Th(例えば、Th=10)以上であれば、その差分Δ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fと代表値設定部4のメモリに記憶されている1代表値KVの差分Δ(Δ=|f−KV|)が閾値Th以上であれば、その差分Δ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 bit extraction unit 6 is bit 0, the bit embedding unit 7 has a numerical value f deg indicating the image quality degradation level output from the image quality degradation level evaluation unit 5 within an allowable range. It represents deterioration, and the difference Δ 00 = | f v −KV 0) between the function value f v obtained by the function value calculation unit 3 and the 0 representative value KV 0 stored in the memory of the representative value setting unit 4 |) is a threshold value Th (e.g., if Th = 10) or more, as the difference delta 0 is less than the threshold value Th, constitute a bit embedding target image selected by the bit embedding target image extracting unit 2 A bit embedding process for editing the pixel value of each pixel is executed.
In addition, when the digital watermark bit output from the embedding target bit extraction unit 6 is bit 1, the bit embedding unit 7 has a numerical value f deg indicating the image quality degradation level output from the image quality degradation level evaluation unit 5 within an allowable range. The difference Δ 11 = | f v − between the function value f v obtained by the function value calculator 3 and the one representative value KV 1 stored in the memory of the representative value setting unit 4. If KV 1 |) is equal to or greater than the threshold value Th, the difference Δ 1 of each pixel constituting the bit embedding target image selected by the bit embedding target image extracting unit 2 is set so as to be less than the threshold value Th. A bit embedding process for editing the pixel value is performed.

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f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=|f−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Δ,差分Δ,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 bit embedding unit 7 does not embed the digital watermark bit output from the embedding target bit extracting unit 6, the numerical value f deg indicating the image quality degradation level output from the image quality degradation level evaluation unit 5 is within the allowable range. This represents the deterioration, and the difference Δ nullnull = | f v −KV null) between the function value f v obtained by the function value calculation unit 3 and the null representative value KV null stored in the memory of the representative value setting unit 4 If |) is equal to or greater than the threshold Th, the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image selected by the bit embedding target image extracting unit 2 so that the difference Δ null is less than the threshold Th. Perform the process of editing.
However, if the numerical value f deg indicating the image quality degradation level output from the image quality degradation level evaluation unit 5 indicates degradation exceeding an allowable range, the bit embedding unit 7 determines that the difference Δ 0 , the difference Δ 1 , and the difference Δ null are Even if the threshold value Th is equal to or higher than the threshold Th, the bit embedding process for editing the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image is not performed. The bit embedding unit 7 constitutes a bit embedding unit.
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 bit 0 is embedded, bit 1 is embedded, or digital watermark is not embedded. As shown, the bit 0 or 1 can always be embedded when the numerical value f deg indicating the degree of image quality deterioration indicates deterioration within an allowable range.

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 bit embedding unit 7, thereby outputting the data embedding target image extracting unit 1. Processing for generating a data embedding target image after embedding processing in which digital watermark data is embedded in the embedding target image is performed.
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 image extracting unit 1, a bit embedding target image extracting unit 2, a function value calculating unit 3, a representative value setting unit 4, and an image quality degradation degree evaluation, which are components of the digital watermark embedding device. Each of the unit 5, the embedding target bit extracting unit 6, the bit embedding unit 7, the bit embedding target image combining unit 8 and the data embedding target image combining unit 9 has dedicated hardware (for example, a CPU mounted thereon It is assumed that the device is composed of a semiconductor integrated circuit or a one-chip microcomputer. However, when the digital watermark embedding device is composed of a computer, the data embedding target image extracting unit 1, the bit embedding target Image extraction unit 2, function value calculation unit 3, representative value setting unit 4, image quality degradation degree evaluation unit 5, embedding target bit extraction unit 6, bit embedding unit 7, bit embedding target image combining unit 8 and data embedding Processing contents of the target image combining unit 9 Stores programs that are mentioned in the memory of the computer, may execute a program that the CPU of the computer is stored in the memory.
FIG. 2 is a flowchart showing the processing contents of the digital watermark embedding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

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 value calculation unit 3.
When an image as shown in FIG. 3 is input, the data embedding target image extraction unit 1 divides the input image and acquires one or more local region images (partial images of the input image).
Then, the data embedding target image extracting unit 1 sequentially selects partial images in which the digital watermark data is embedded from one or more partial images, and uses the partial images as data embedding target images. It outputs to the image extraction part 2 (step ST1).

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 image extracting unit 2 receives the data embedding target image as shown in FIG. 3 from the data embedding target image extracting unit 1, the bit embedding target image extracting unit 2 divides the data embedding target image into one or more local embedding target images. An image of a specific region (a partial image of the data embedding target image) is acquired.
Then, the bit embedding target image extraction unit 2 sequentially selects partial images in which the digital watermark bits are embedded from one or more partial images, and sets the partial images as bit embedding target images. 3. Output to the image quality degradation evaluation unit 5 and the bit embedding unit 7 (step ST2).

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 image extracting unit 1 is input, the embedding target bit extracting unit 6 receives from each bit constituting the digital watermark data. The digital watermark bits embedded in the bit embedding target image are extracted, and the digital watermark bits are output to the bit embedding unit 7 (step ST3).
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fを算出し、その関数値f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fを算出している。
When the bit embedding target image extracting unit 2 selects a bit embedding target image, the function value calculation unit 3 performs a function operation for adding and subtracting the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image. Then, the function value f v indicating the addition / subtraction result of the pixel value of each pixel is calculated, and the function value f v is output to the bit embedding unit 7 (step ST4).
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fは、下記の式(1)のように算出される。

=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f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fが取り得る値の範囲は有限であり、その関数の関数値f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KV、ビット1を表す代表の値が1代表値KV、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KV、1代表値KV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KVが“−750”,“−250”,“500”,“1000”、1代表値KV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 value calculation unit 3 performs a function operation for adding and subtracting the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image, and the function value f v of the function has a possible value. The range is finite, and among the possible values of the function value f v of the function, the representative value representing bit 0 is 0 representative value KV 0 , the representative value representing bit 1 is 1 representative value KV 1 , null A representative value representing (null) is preset in the representative value setting unit 4 as a null representative value KV null .
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。
deg
=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 image extraction unit 2 selects the bit embedding target image, the image quality degradation degree evaluation unit 5 determines the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image by the bit embedding unit 7 described later. by performing the operation of a function that quantifies the degree of deterioration of image quality caused when edited to calculate a numerical value f deg indicating the image quality degradation degree, bit embedding section 7 a number f deg indicating the image quality degradation degree (Step ST5).
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fがnull代表値KVnullに近づくように(f≒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 level evaluation unit 5 indicates deterioration exceeding the allowable range, the function value f v obtained by the function value calculation unit 3 is changed to the null representative value KV null . A function that is calculated by the image quality degradation degree evaluation unit 5 and a function that is calculated by the function value calculation unit 3 are defined so as to approach each other (f v ≈KV null = 0).
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 bit embedding unit 7 indicates that the numerical value f deg indicating the image quality deterioration level output from the image quality deterioration level evaluation unit 5 represents deterioration within an allowable range (the numerical value f deg is equal to or greater than a preset threshold S). In the case of embedding the digital watermark bit in the bit embedding target image, it is determined that there is no significant image quality degradation, and the embedding target bit is selected for the bit embedding target image selected by the bit embedding target image extracting unit 2. A bit embedding process for embedding digital watermark bits output from the extraction unit 6 is performed (step ST6).
On the other hand, if the numerical value f deg indicating the image quality deterioration level output from the image quality deterioration level evaluation unit 5 represents deterioration exceeding the allowable range (when the numerical value f deg is less than the preset threshold value S), the electronic It is determined that when the watermark bit is embedded in the bit embedding target image, the image quality is greatly deteriorated, and the bit embedding process of the digital watermark bit is performed on the bit embedding target image selected by the bit embedding target image extraction unit 2. Instead, the bit embedding target image is directly output to the bit embedding target image combining unit 8 as a bit embedding target image after the bit embedding process.
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fと代表値設定部4のメモリに記憶されている0代表値KVの差分Δを算出する。
Δ=|f−KV| (5)
ただし、0代表値KV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KVの中から、関数値fに最も近い0代表値KVを選択して、式(5)を算出する。
例えば、関数値fが“740”であれば、“500”の0代表値KVを選択し、関数値fが“760”であれば、“1000”の0代表値KVを選択して、式(5)を算出する。
Hereinafter, a specific bit embedding process of the bit embedding unit 7 in the case where the numerical value f deg indicating the image quality degradation level output from the image quality degradation level evaluation unit 5 represents degradation within an allowable range will be described.
(1) When the digital watermark bit output from the embedding target bit extraction unit 6 is bit 0 The bit embedding unit 7 is a function obtained by the function value calculation unit 3 as shown in the following equation (5). A difference Δ 0 between the value f v and the 0 representative value KV 0 stored in the memory of the representative value setting unit 4 is calculated.
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Δ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Δが閾値Th以上であれば(Δ≧Th)、その差分Δ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KVを選択していれば、関数値f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fが、490<f<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Δが閾値Th未満であれば(Δ<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Δが閾値Th未満であれば(Δ<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Δが閾値Th未満であっても、なるべく関数値fが0代表値KV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 bit embedding unit 7 compares the difference Δ 0 with a preset threshold Th (for example, Th = 10), and if the difference Δ 0 is equal to or greater than the threshold Th (Δ 0 ≧ Th), so the difference delta 0 is less than the threshold value Th, the bit edit the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image selected by the bit embedding target image extracting unit 2 embedding Implementation process.
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 bit 0 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.
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fと代表値設定部4のメモリに記憶されている1代表値KVの差分Δを算出する。
Δ=|f−KV| (6)
ただし、1代表値KV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KVの中から、関数値fに最も近い1代表値KVを選択して、式(6)を算出する。
例えば、関数値fが“510”であれば、“750”の1代表値KVを選択し、関数値fが“490”であれば、“250”の1代表値KVを選択して、式(6)を算出する。
(2) When the digital watermark bit output from the embedding target bit extraction unit 6 is bit 1 The bit embedding unit 7 is a function obtained by the function value calculation unit 3 as shown in the following equation (6). A difference Δ 1 between the value f v and one representative value KV 1 stored in the memory of the representative value setting unit 4 is calculated.
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Δ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Δが閾値Th以上であれば(Δ≧Th)、その差分Δ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fが“320”であれば、その関数値f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fが、240<f<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 bit embedding unit 7 compares the difference Δ 1 with a preset threshold Th (for example, Th = 10), and if the difference Δ 1 is equal to or greater than the threshold Th (Δ 1 ≧ Th), as the difference delta 1 is less than the threshold value Th, the bit edit the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image selected by the bit embedding target image extracting unit 2 embedding Implementation process.
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f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f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fを増加することによって1代表値KV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fを減少することによって1代表値KV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 bit 1, when editing the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image, the pixel that affects the function value f v (the darkness in the bit embedding target image). The pixels shown in gray (pixels in the addition target area) or the pixels shown in light gray (pixels in the subtraction target area)) are edited.
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Δが閾値Th未満であれば(Δ<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Δが閾値Th未満であれば(Δ<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Δが閾値Th未満であっても、なるべく関数値fが1代表値KV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 bit 1 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.
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f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=|f−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 bit extracting unit 6 is not embedded The bit embedding unit 7 obtains the function value f obtained by the function value calculating unit 3 as shown in the following equation (7). A difference Δ null between v and the null representative value KV null stored in the memory of the representative value setting unit 4 is calculated.
Δ null = | f v −KV null | (7)
When calculating the equation (7), the bit embedding unit 7 compares the difference Δ null with a preset threshold Th (for example, Th = 10), and if the difference Δ null is equal to or greater than the threshold Th (Δ null ≧ Th), and a process of editing the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image selected by the bit embedding target image extracting unit 2 so that the difference Δ null is less than the threshold Th. carry out.

例えば、関数値fが“80”であれば、その関数値f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fが、−10<f<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f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fがnull代表値KVnullに近づくように(f≒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 bit embedding unit 7 indicates that the numerical value f deg indicating the degree of image quality deterioration output from the image quality deterioration degree evaluation unit 5 represents deterioration exceeding the allowable range (the numerical value f deg satisfies the preset threshold value S). If not), as described above, the bit embedding process of the digital watermark bit for the bit embedding target image is not performed.
However, in the bit embedding target image after the bit embedding processing that is output from the bit embedding unit 7 to the bit embedding target image combining unit 8, the function value f v matches the null representative value KV null or , obtained it is necessary to have become null representative value KV null value close, as described above, when the numerical value f deg indicating the image quality degradation degree represents degradation unacceptable, the function value calculation unit 3 The function value f v is approximated to the null representative value KV null (f v ≈KV null = 0), and the function is calculated by the image quality degradation degree evaluation unit 5 and the function value calculation unit 3 performs the calculation. Therefore, when the numerical value f deg indicating the image quality deterioration level indicates deterioration exceeding an allowable range, it is not necessary to perform bit embedding processing.

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f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f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f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f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f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f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 value calculation unit 3 is a null representative. The reason for approaching the value KV null is that 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 a small variation in pixel value. This is because the function value f v takes a value close to “0”.
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 image extracting unit 2, and all the bit embedding target images after the bit embedding processing are selected from the bit embedding unit 7. The process is repeated until it is output to the bit embedding target image combining unit 8 (step ST7).
Each time the bit embedding target image combining unit 8 receives the bit embedding target image after the bit embedding processing from the bit embedding unit 7, it arranges the bit embedding target images in the raster scan order, By combining the images, a data embedding target image after embedding processing in which digital watermark data is embedded in the data embedding target image output from the data embedding target image extracting unit 1 is generated (step ST8). .

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 image extracting unit 1, and all the data embedding targets after the embedding processing are selected from the bit embedding target image combining unit 8. The process is repeated until the image is output to the data embedding target image combining unit 9 (step ST9).
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fと代表値設定部4により設定された0代表値KVの差分Δが閾値Th以上であれば、その差分Δ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fと代表値設定部4により設定された1代表値KVの差分Δが閾値Th以上であれば、その差分Δ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f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 bit embedding unit 7 embeds 0 as a digital watermark bit, the function value f v obtained by the function value calculating unit 3 and the representative value setting unit 4 If the difference Δ 0 of the 0 representative value KV 0 set by the above is greater than or equal to the threshold Th, the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image is edited so that the difference Δ 0 is less than the threshold Th When a bit embedding process is performed and 1 is embedded as a digital watermark bit, the difference Δ 1 between the function value f v obtained by the function value calculation unit 3 and the one representative value KV 1 set by the representative value setting unit 4 is if the threshold value Th or more, conducted bit embedding processing to edit the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image as the difference delta 1 is less than the threshold value Th, watermarked bit If not, calculate function value If the difference Δ null between the function value f v obtained by the unit 3 and the null representative value KV null set by the representative value setting unit 4 is equal to or larger than the threshold Th, the bit is embedded so that the difference Δ null is less than the threshold Th. Since the processing for editing the pixel value of each pixel constituting the embedding target image is performed, there is an effect that it is possible to simultaneously realize the improvement of the clipping resistance and the suppression of the image quality deterioration.

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 image extracting unit 1 divides an input image at equal intervals, and repeatedly embeds 48-bit digital watermark data in a partial image of 192 pixels wide and 144 pixels high. It is out. Therefore, even if an input image in which digital watermark data is embedded is cut and edited, if an image of 383 pixels in width and 287 pixels in length remains, the entire data embedding target image is always included in the image. Therefore, compared to the conventional digital watermark embedding device that embeds each bit of the digital watermark data in the entire input image, the detectability of the digital watermark data when the input image after the embedding process is cut out (cut off) Resistance).

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 image extracting unit 2 divides the data embedding target image selected by the data embedding target image extracting unit 1 at equal intervals, and is 24 pixels wide and 24 pixels long. 48 digital watermark bits different from each other are embedded in 48 partial images. Therefore, even if an input image in which a digital watermark bit is embedded is cut and edited, if an image with a width of 215 pixels and a length of 167 pixels remains, it is always necessary to have 48 different watermark bits in the image. Since the corresponding bit embedding target image is included, compared with the conventional digital watermark embedding device that embeds 48 digital watermark bits in the entire input image, the electronic when the input image after embedding processing is cut out It is possible to increase the detectability (cutout resistance) of watermark bits.

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 bit extracting unit 6 extracts the embedding target digital watermark bits from each bit constituting the 48-bit digital watermark data, and the digital watermark bits are bit-embedded. Since it is configured to output to the embedding unit 7, if 48 digital watermark bits are detected, the embedded digital watermark data can be restored.
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f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f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 value calculation unit 3 when the numerical value f deg indicating the image quality degradation level output from the image quality degradation level evaluation unit 5 represents degradation exceeding an allowable range. f v to approach the null representative value KV null, the function calculated by the image quality degradation degree evaluation unit 5 is executed, and functions calculated by the function value calculation unit 3 is performed is constituted as defined That is, that is, when the numerical value f deg indicating the image quality deterioration level output from the image quality deterioration level evaluation unit 5 indicates deterioration exceeding the allowable range, the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image is edited. Even if there is no function, a function that is calculated by the image quality degradation degree evaluation unit 5 and a function value calculation unit 3 so that the function value f v is likely to be close to the null representative value KV null. The operation is Since it defines a function that is, (if the number f deg showing the image quality degradation degree is a value close to 0) bit embedding target image, may involve a large image quality degradation when changing the pixel values, the bit A state without embedding can be expressed without editing the pixel value of each pixel constituting the embedding target image.
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 image extracting unit 1 divides the input image and sequentially selects the data embedding target image of 192 pixels in width and 144 pixels in length. However, the data embedding target images of other sizes may be sequentially selected.
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 image extracting unit 2 is, for example, horizontal 24 pixels and vertical 12 pixels, 48 bits in one data embedding target image. Since an embedding target image can be prepared, 48-bit digital watermark data can be embedded.

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 image extraction unit 1 can be configured to select a data embedding target image of an arbitrary size.

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 image extracting unit 2 divides the data embedding target image and sequentially selects the bit embedding target image of 24 pixels wide and 24 pixels high. Alternatively, the division size of the data embedding target image may be changed, and bit embedding target images of other sizes may be sequentially selected.
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 image extracting unit 1 is 192 pixels wide and 144 pixels long, 96 bit embedding target images are included in one data embedding target image. Since the data can be prepared, the number of bits of the digital watermark data to be embedded in the data embedding target image can be 96 bits.

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 image extracting unit 2 can be configured to select a bit embedding target image of an arbitrary size.
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 bit extracting unit 6 is located in the position of 24x + 1 to 24x + 24 pixels from the left end in the horizontal direction and 24y + 1 pixels from the upper end in the vertical direction in the data embedding target image. Although it has been shown that the x + 8y + 1 bit (0 ≦ x ≦ 7, 0 ≦ y ≦ 5) of the digital watermark data is assigned to the bit embedding target image at the position of the 24th + 24th pixel, the above bit embedding is performed. Other bits of the digital watermark data may be assigned to the target image.

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 bit extraction unit 6 determines an electronic watermark bit to be embedded from each bit of the digital watermark data and assigns it to an embedding destination bit embedding target image. Can do.

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 degree evaluation unit 5 calculates the numerical value f deg indicating the image quality deterioration degree by calculating Expression (4) as a function for digitizing the image quality deterioration degree. However, any function that quantifies the degree of image quality deterioration may be used, and the numerical value f deg indicating the degree of image quality deterioration may be calculated by performing calculations other than Equation (4).
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 degree evaluation unit 5 can be configured to calculate the image quality deterioration degree by an arbitrary mathematical formula that estimates the degree to which the image quality deteriorates when the pixel value is changed.

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f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f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f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 value calculation unit 3 calculates Expression (1) as a function for adding and subtracting the pixel value of each pixel constituting the bit embedding target image, thereby calculating each pixel. The function value f v indicating the addition / subtraction result of the pixel value has been described. However, any function that adds / subtracts the pixel value of each pixel may be used, and by performing calculation other than Expression (1), the pixel of each pixel is calculated. A function value f v indicating the result of addition / subtraction of values may be calculated.
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 level evaluation unit 5 represents degradation exceeding an allowable range, It is necessary to satisfy the property that the value f v is close to a specific value (the specific value may not necessarily be “0” or one type) with a high probability.

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f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KVと1代表値KVとの間隔がほぼ均等になるように、0代表値KVと1代表値KV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f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 value calculation unit 3.
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 bit embedding unit 7 and the image quality degradation level evaluation unit 5, if the representative value setting and the function setting for evaluating the image quality degradation level are appropriately set, the function value calculation unit 3 As a function for calculating the value f v , an arbitrary mathematical formula can be used.

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 image extracting unit 1 and the bit embedding target image extracting unit 2 select partial images in the raster scan order. However, the partial images are selected in any order. Good. Alternatively, a plurality of partial images may be selected at the same time, and the subsequent processing unit may execute processing on the plurality of partial images in parallel.

また、この実施の形態1では、関数値算出部3が関数値f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 value calculation unit 3 calculates a function value f v, when the image quality degradation evaluation unit 5 calculates a numerical value f deg showing the image quality degradation degree is used in the calculation In the case where a pixel does not exist, the calculation is performed by evaluating the pixel value of the pixel as “0”. This is when the horizontal or vertical size of the bit embedding target image is not a multiple of 24 pixels. Is equivalent to padding the right or lower side with pixels having a pixel value of “0” so as to be a multiple of 24 pixels.
In this case, the right and lower sides of the bit embedding target image output from the bit embedding target image extraction unit 2 are padded as necessary, and the bit embedding after embedding processing output from the bit embedding unit 7 is performed. This is realized by deleting the padding portion of the target image.

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 value calculation unit 3, the image quality degradation degree evaluation unit 5 and the bit embedding unit 7 used when the vertical and horizontal are multiples of 24 pixels are converted into a bit embedding target image whose horizontal size or vertical size is less than 24 pixels. Can also be used.
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。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a digital watermark detection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
5, the data detection target image extraction unit 11 has the same function as the data embedding target image extraction unit 1 of FIG. 1, and an input in which digital watermark data is embedded by the digital watermark embedding device of FIG. 1. The image is divided to acquire one or more local region images (partial images of the input image), and from the one or more partial images, a partial image (hereinafter referred to as “data”) is detected. The detection target image is selected in order, and the data detection target image is output to the bit detection target image extraction unit 12.

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 image extraction unit 12 has the same function as the bit embedding target image extraction unit 2 in FIG. 1, and divides the data detection target image output from the data detection target image extraction unit 11 into one The above-described local region image (partial image of the data detection target image) is acquired, and a partial image (hereinafter referred to as “bit detection target image”) for detecting a digital watermark bit from one or more partial images. ) Are selected in order, and the bit detection target image is output to the function value calculation unit 13 and the bit detection unit 15.
The data detection target image extraction unit 11 and the bit detection target image extraction unit 12 constitute an image dividing unit, and the data detection target image extraction unit 11 and the bit detection target image extraction unit 12 include a partial image selection unit. It is configured.

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f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 value calculation unit 13 has the same function as the function value calculation unit 3 in FIG. 1, and adds or subtracts the pixel value of each pixel constituting the bit detection target image selected by the bit detection target image extraction unit 12. The process of obtaining the function value f v indicating the addition / subtraction result of the pixel value of each pixel is executed by executing the calculation of the function. The function value calculation unit 13 constitutes a function value calculation unit.

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f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KV(例えば、KV=−750,−250,500,1000)、ビット1を表す代表の値が1代表値KV(例えば、KV=−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KV、1代表値KV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 value setting unit 14 represents a representative value representing bit 0 among the values that can be taken by the function value f v of the function to be calculated by the function value calculation unit 13. Is a representative value KV 0 (eg, KV 0 = −750, −250, 500, 1000), and a representative value representing bit 1 is 1 representative value KV 1 (eg, KV 1 = −1000, −500, 250, 750), a representative value representing null is set as a null representative value KV null (for example, KV null = 0), and 0 representative value KV 0 , 1 representative value KV 1 and null representative value KV null are stored. Built-in memory. The representative value setting unit 14 constitutes a representative value setting unit.
In the example of FIG. 5, an example in which the representative value setting unit 14 is provided separately from the bit detection unit 15 is shown, but the bit detection unit 15 may incorporate the function of the representative value setting unit 14.

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KV、1代表値KV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fと最も近い代表値を選択し、その代表値が0代表値KV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KV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 value setting unit 14, the bit detection unit 15 has the function value f v obtained most by the function value calculation unit 13. If a representative value is selected and the representative value is 0 representative value KV 0 , a detection result indicating that bit 0 is embedded as a digital watermark bit is output to the digital watermark data generation unit 16, and the representative value is displayed. Is a representative value KV 1 , a detection result indicating that bit 1 is embedded as a digital watermark bit is output to the digital watermark data generation unit 16, and if the representative value is a null representative value KV null , A process of outputting a detection result indicating that the digital watermark bit is not embedded to the digital watermark data generation unit 16 is performed. The bit detector 15 constitutes a digital watermark bit detector.

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 data generation unit 16 aggregates the detection results relating to all the partial images output from the bit detection unit 15 and performs processing for generating digital watermark data from the aggregation results of the detection results. The digital watermark data generation unit 16 constitutes digital watermark data generation means.

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 image extraction unit 11, the bit detection target image extraction unit 12, the function value calculation unit 13, the representative value setting unit 14, the bit detection unit 15, and the digital watermark that are components of the digital watermark detection apparatus It is assumed that each of the data generation units 16 is configured by dedicated hardware (for example, a semiconductor integrated circuit on which a CPU is mounted, or a one-chip microcomputer). , The processing contents of the data detection target image extraction unit 11, the bit detection target image extraction unit 12, the function value calculation unit 13, the representative value setting unit 14, the bit detection unit 15, and the digital watermark data generation unit 16 are described. Stored in the memory of the computer, and the CPU of the computer executes the program stored in the memory. It may be so.
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the digital watermark detection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.

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 image extraction unit 11 receives an image in which digital watermark data is embedded by the digital watermark embedding apparatus in FIG. 1 and divides the input image to input one or more local region images (input). Acquire a partial image).
Then, the data detection target image extraction unit 11 sequentially selects partial images for detecting digital watermark data from one or more partial images, and uses the partial images as data detection target images to extract a bit detection target image. It outputs to the part 12 (step ST21).
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 horizontal pixel W data and 144 pixels for the vertical pixel H data existing at the position in contact with the right side 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 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 image extraction unit 11, the bit detection target image extraction unit 12 divides the data detection target image to obtain one or more local regions. An image (a partial image of the data detection target image) is acquired.
Then, the bit detection target image extraction unit 12 sequentially selects partial images for detecting the digital watermark bits from one or more partial images, and sets the partial images as the bit detection target images. And it outputs to the bit detection part 15 (step ST22).

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fを算出し、その関数値f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fを算出している。
When the bit detection target image extraction unit 12 selects a bit detection target image, the function value calculation unit 13 performs a function calculation for adding and subtracting the pixel value of each pixel constituting the bit detection target image. A function value f v indicating the addition / subtraction result of the pixel value of the pixel is calculated, and the function value f v is output to the bit detection unit 15 (step ST23).
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f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fが取り得る値の範囲は有限であり、その関数の関数値f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KV、ビット1を表す代表の値が1代表値KV、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KVが“−750”,“−250”,“500”,“1000”、1代表値KV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KV、1代表値KV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KV、1代表値KV及びnull代表値KVnullと同一である。
As described above, the function value calculation unit 13 performs the calculation of the function for adding and subtracting the pixel value of each pixel constituting the bit detection target image. The function value f v of the function can take a range of values. Is a finite, among the possible values of the function value f v of the function, the representative value representing bit 0 is 0 representative value KV 0 , the representative value representing bit 1 is 1 representative value KV 1 , null ( A representative value representing (null) is preset in the representative value setting unit 14 as a 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”.
The representative value setting unit 14 0 representative value KV 0 is set to 1 representative value KV 1 and null representative value KV null is 0 representative value KV 0, 1 representative set to the representative value setting unit 4 of FIG. 1 It is the same as the value KV 1 and the null representative value KV null .

ビット検出部15は、関数値算出部13が関数値f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KV、1代表値KV及びnull代表値KVnullの中で、その関数値fと最も近い代表値を選択する。
例えば、関数値fが“376”であれば、0代表値KVを選択し、関数値fが“374”であれば、1代表値KVを選択する。
また、関数値fが“−126”であれば、0代表値KVを選択し、関数値fが“−124”であれば、null代表値KVnullを選択する。
また、関数値fが“126”であれば、1代表値KVを選択し、関数値fが“124”であれば、null代表値KVnullを選択する。
When the function value calculation unit 13 calculates the function value f v , the bit detection unit 15 includes the 0 representative value KV 0 , 1 representative value KV 1, and null representative value KV null set by the representative value setting unit 14. The representative value closest to the function value f v is selected.
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fが0代表値KVと1代表値KVの丁度中間にある場合(例えば、f=375)、関数値fが0代表値KVとnull代表値KVnullの丁度中間にある場合(例えば、f=−125)、関数値fが1代表値KVとnull代表値KVnullの丁度中間にある場合(例えば、f=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f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fと最も近い代表値として、0代表値KV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fと最も近い代表値として、1代表値KV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f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 bit detection unit 15 selects a representative value closest to the function value f v , the bit detection unit 15 outputs a detection result corresponding to the representative value to the digital watermark data generation unit 16 (step ST24).
That is, when the 0 representative value KV 0 is selected as the representative value closest to the function value f v , the bit detection unit 15 sets “0” as a detection result indicating that bit 0 is embedded as a digital watermark bit. The detected amount is output to the digital watermark data generation unit 16.
When the bit detection unit 15 selects one representative value KV 1 as the representative value closest to the function value f v , the detection result indicating that bit 1 is embedded as a digital watermark bit is “1”. The detected amount is output to the digital watermark data generation unit 16.
When the null representative value KV null is selected as the representative value closest to the function value f v , the bit detection unit 15 sets the detection amount of “null” as the detection result indicating that no digital watermark bit is embedded. The data is output to the data generation unit 16.

なお、図4に示すように、0代表値KV、1代表値KV及びnull代表値KVnullが設定されている場合、関数値f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f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 bit 0, bit 1, and null is set.
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 image extracting unit 12, and the detection result of the digital watermark bits for all the bit detection target images from the bit detection unit 15 is digital watermark data. This is repeated until output to the generation unit 16 (step ST25).
In the processes from step ST21 to ST25, all the data detection target images are selected by the data detection target image extraction unit 11, and the electronic processing for all the bit detection target images included in all the data detection target images from the bit detection unit 15 is performed. This is repeated until the watermark bit detection result is output to the digital watermark data generation unit 16 (step ST26).

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 data generation unit 16 receives the detection results of the digital watermark bits for all the bit detection target images from the bit detection unit 15, the digital watermark data generation unit 16 totals all the detection results and obtains the digital watermark data from the total result of the detection results. Generate (step ST27).
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 bit extracting unit 6 applies each bit constituting 48-bit digital watermark data to each bit embedding target image in the data embedding target image. , Embedded in raster scan order.
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 data generation unit 16, for each bit constituting the digital watermark data, the detection result of the digital watermark bit related to the bit detection target image at the position where the bit is embedded (detection amount = 0, 1 or null), the detection amount of “0” and the detection amount of “1” are totaled. If the number of detection amounts of “0” is larger than the number of detection amounts of “1”, The digital watermark bit embedded in the bit detection target image is determined to be bit 0.
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 bit 1.
When the digital watermark data generating unit 16 determines the digital watermark bits embedded in all the bit embedding target images in the data embedding target image as described above, the digital watermark data generating unit 16 concatenates the final digital watermark bits. Digital watermark data is generated, and the digital watermark data is output.

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KV、1代表値KV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fと最も近い代表値を選択し、その代表値が0代表値KV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KV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 bit detection unit 15 sets the 0 representative value KV 0 , 1 representative value KV 1, and null representative value KV null set by the representative value setting unit 14. Among them, the representative value closest to the function value f v obtained by the function value calculation unit 13 is selected, and if the representative value is 0 representative value KV 0 , it indicates that bit 0 is embedded as a digital watermark bit. When the representative value is 1 representative value KV 1 , the detection result indicating that bit 1 is embedded as the digital watermark bit is output to the digital watermark data generation unit 16. output to, if the representative value is null representative value KV null, structure detection results indicating that the watermark bit is not embedded to output to the electronic watermark data generator 16 Since the present embodiment offers an advantage of being able to detect the electronic watermark embedded by the electronic watermark embedding apparatus in FIG.

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 bit detection unit 15 embeds not only a detection result indicating that 0 bit is embedded and a detection result indicating that 1 bit is embedded, but also a digital watermark bit. In the case where the watermark embedding image cannot be embedded unless the image quality of the bit embedding is accompanied by a large image quality degradation, the detection result indicating that the bit is not embedded can be output. It is not necessary to embed digital watermark bits by accepting image quality degradation (if the bit detection unit 15 cannot output a detection result indicating that no digital watermark bits are embedded, image quality degradation is accepted. Therefore, it is necessary to embed a digital watermark bit), and image quality deterioration can be suppressed.
In addition, the bit detection unit 15 adds up the detection amount of “0” and the detection amount of “1” among the detection results (detection amount = 0, 1, or null) of the digital watermark bit to detect the bit. Since the digital watermark bits embedded in the target image are finally determined, the detection performance of the digital watermark can be improved.

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 image extraction unit 11 recognizes a data detection target image that is repeated in the input image, and the bit detection target image extraction unit 12 regularly includes the data detection target image. The digital watermark data can be detected from a plurality of bit detection target images in which the same digital watermark bits are embedded. And since the final detection result is estimated by the digital watermark data generation unit 16 summing up the detection amounts indicating the detection results related to the plurality of bit detection target images, the detection results related to some of the bit detection target images Even if there is an error, there is a high possibility that a correct detection result is finally obtained from the detection results of other bit detection target images.
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fと最も近い代表値が0代表値KVであれば、“0”の検出量と一緒に、その関数値fと0代表値KVの差Δの絶対値を出力する。
また、関数値fと最も近い代表値が1代表値KVであれば、“1”の検出量を出力すると一緒に、その関数値fと1代表値KVの差Δの絶対値を出力する。
また、関数値f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fとnull代表値KVnullの差Δnullの絶対値を出力する。
In the second embodiment, the bit detection unit 15 outputs a detection amount of “0”, “1”, or “null” as the detection result of the digital watermark bit, and the digital watermark data generation unit 16 However, although the number of detected amounts of “0” and the number of detected amounts of “1” for the same bit is totaled to finally determine the digital watermark bit, other configurations are possible.
For example, when the bit detection unit 15 outputs the detection amount, if the representative value closest to the function value f v is 0 representative value KV 0 , the function value f v and 0 together with the detection amount of “0”. The absolute value of the difference Δ 0 of the representative value KV 0 is output.
Further, if the function value f v closest representative value 1 representative value KV 1, "1" along with outputting the detected amount of, the function value f v and 1 absolute difference delta 1 of the representative value KV 1 Output the value.
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Δ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Δ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Δの絶対値の合計が、差Δ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Δの絶対値の合計が、差Δ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f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 watermark data generator 16, the detection result for the same bit, the sum of the absolute value of the difference delta 0 output together when the detected amount of "0" from the bit detector 15 is outputted, "1" detection amount is compared with the sum of the absolute value of the difference delta 1 outputted together when it is output.
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 data generation unit 16 determines that the digital watermark bit embedded in the bit detection target image is bit 0. .
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 bit 1.
In this case, even if the number of detection amounts “0” and the number of detection amounts “1” output from the bit detection unit 15 are the same, the detection result indicating the function value f v close to the representative value is obtained. Since the evaluation is focused on, the detection performance can be improved.

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f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f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 bit detection unit 15 outputs the function value f v calculated by the function value calculation unit 13 to the digital watermark data generation unit 16 as a detection amount, and the digital watermark data generation unit 16 outputs the function value f v . The electronic watermark data may be generated by evaluation.
As described above, the bit detection unit 15 and the digital watermark data generation unit 16 can have any configuration as long as the digital watermark data generation unit 16 appropriately processes the detection amount output from the bit detection unit 15. .

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 image extraction unit 11, the bit detection target image extraction unit 12, and the function value calculation unit 13 includes the data embedding target image extraction unit 1 in the digital watermark embedding apparatus of FIG. Although the same configurations as those of the bit embedding target image extracting unit 2 and the function value calculating unit 3 have been shown, any one corresponding to the digital watermark data embedding method in the digital watermark embedding device of FIG. The configuration of the data embedding target image extraction unit 1, the bit embedding target image extraction unit 2, and the function value calculation unit 3 may be different.

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。
Embodiment 3 FIG.
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f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 bit detection unit 15 detects null (no embedding) from a lost area portion (area where padding has been performed). become.
This is because the padding is a monotone color and the function value calculation unit 13 calculates a function value f v that is very close to the null representative value KV null representing null.
In addition, any one of bit 0, bit 1, and null can be detected from the image portion that has not been lost as described above.

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 data generation unit 16 adds up the detection amounts “0”, “1”, and “null” to generate digital watermark data.
Alternatively, the lost region portion is excluded from the detection target, and the bit detection unit 15 calculates the detection amount only from the image portion that is not lost, and the digital watermark data generation unit 16 calculates the digital watermark data from these detection amounts. Generate.
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)

入力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を得る関数値算出手段と、上記関数値が取り得る値の中で、ビット0を表す代表の値を0代表値、ビット1を表す代表の値を1代表値及びヌルを表す代表の値をヌル代表値として設定する代表値設定手段と、電子透かしビットとして0を埋め込む場合、上記関数値算出手段により得られる関数値と上記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、上記差分が上記閾値未満になるように上記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、上記関数値算出手段により得られる関数値と上記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、上記差分が上記閾値未満になるように上記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、上記関数値算出手段により得られる関数値と上記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、上記差分が上記閾値未満になるように上記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ビット埋込手段とを備えた電子透かし埋込装置。   Function value calculation means for obtaining a function value indicating a result of addition / subtraction of the pixel value of each pixel by executing a calculation of a function for adding / subtracting the pixel value of each pixel constituting the input image, and a value that the function value can take A representative value setting means for setting a representative value representing bit 0 as 0 representative value, a representative value representing bit 1 as 1 representative value, and a representative value representing null as a null representative value, and a digital watermark bit If the difference between the function value obtained by the function value calculation means and the zero representative value set by the representative value setting means is greater than or equal to a threshold value, the input is performed so that the difference is less than the threshold value. When bit embedding processing for editing the pixel value of each pixel constituting the image is performed and 1 is embedded as a digital watermark bit, the function value obtained by the function value calculating means and the representative value setting means are set. One If the difference between the table values is equal to or greater than the threshold value, bit embedding processing is performed to edit the pixel value of each pixel constituting the input image so that the difference is less than the threshold value, and the digital watermark bits are embedded. If not, 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 a threshold value, the input image is configured so that the difference is less than the threshold value. A digital watermark embedding apparatus comprising: a bit embedding unit that performs a process of editing a pixel value of each pixel being performed. 入力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、上記劣化度を示す数値を出力する画質劣化度算出手段を設け、
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:
入力画像を分割して、1つ以上の局所的な領域の画像である部分画像を得る画像分割手段と、上記画像分割手段により得られた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次選択する部分画像選択手段と、上記部分画像選択手段により選択された部分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を得る関数値算出手段と、上記関数値が取り得る値の中で、ビット0を表す代表の値を0代表値、ビット1を表す代表の値を1代表値及びヌルを表す代表の値をヌル代表値として設定する代表値設定手段と、上記部分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、上記劣化度を示す数値を出力する画質劣化度算出手段と、電子透かしビットとして0を埋め込む場合、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おり、上記関数値算出手段により得られる関数値と上記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、上記差分が上記閾値未満になるように上記部分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、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おり、上記関数値算出手段により得られる関数値と上記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、上記差分が上記閾値未満になるように上記部分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、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おり、上記関数値算出手段により得られる関数値と上記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、上記差分が上記閾値未満になるように上記部分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ビット埋込手段と、上記ビット埋込手段によるビット埋込処理が完了している全ての部分画像を結合する画像結合手段とを備えた電子透かし埋込装置。   An image dividing unit that divides an input image to obtain a partial image that is an image of one or more local regions, and an electronic watermark bit is selected from one or more partial images obtained by the image dividing unit. A partial image selection unit that sequentially selects partial images to be embedded, and a function of adding / subtracting the pixel value of each pixel that constitutes the partial image selected by the partial image selection unit, so that the pixel value of each pixel A function value calculating means for obtaining a function value indicating the result of addition and subtraction, and among the values that can be taken by the function value, a representative value representing bit 0 is represented as 0 representative value, a representative value representing bit 1 is represented as 1 representative value, and Representative value setting means for setting a representative value representing null as a null representative value, and calculation of a function that quantifies the degree of image quality degradation that occurs when the pixel value of each pixel constituting the partial image is edited To show the degree of deterioration In the case of embedding 0 as the digital watermark bit and the image quality deterioration degree calculating means for outputting a value, the numerical value output from the image quality deterioration degree calculating means represents deterioration within an allowable range, and is obtained by the function value calculating means. If the difference between the function value and the 0 representative value set by the representative value setting means is greater than or equal to the threshold value, the pixel value of each pixel constituting the partial image is edited so that the difference is less than the threshold value. When bit embedding processing is performed and 1 is embedded as a digital watermark bit, the numerical value output from the image quality deterioration degree calculating means represents deterioration within an allowable range, and the function value obtained by the function value calculating means If the difference of one representative value set by the representative value setting means is greater than or equal to a threshold value, the pixel value of each pixel constituting the partial image is edited so that the difference is less than the threshold value. When the bit embedding process is performed and the digital watermark bit is not embedded, the numerical value output from the image quality deterioration degree calculating unit represents deterioration within an allowable range, and the function value obtained by the function value calculating unit and the above If the difference between the null representative values set by the representative value setting means is greater than or equal to the threshold value, a process of editing the pixel value of each pixel constituting the partial image is performed so that the difference is less than the threshold value. A digital watermark embedding apparatus comprising bit embedding means and image combining means for combining all partial images for which bit embedding processing has been completed by the bit embedding means. 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す場合に、関数値算出手段により得られる関数値がヌル代表値に近づくように、上記画質劣化度算出手段により演算が実行される関数と上記関数値算出手段により演算が実行される関数が定義されていることを特徴とする請求項2または請求項3記載の電子透かし埋込装置。   When the numerical value output from the image quality deterioration degree calculating means represents deterioration exceeding the allowable range, the image quality deterioration degree calculating means performs an operation so that the function value obtained by the function value calculating means approaches the null representative value. 4. The digital watermark embedding apparatus according to claim 2, wherein a function to be calculated and a function to be operated by the function value calculation means are defined. 電子透かしデータから埋込対象の電子透かしビットを抽出し、上記電子透かしビットをビット埋込手段に出力する電子透かしビット抽出手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項4のうちのいずれか1項記載の電子透かし埋込装置。   5. The digital watermark bit extracting means for extracting a digital watermark bit to be embedded from the digital watermark data and outputting the digital watermark bit to a bit embedding means. The electronic watermark embedding device according to any one of the preceding claims. 電子透かしデータが埋め込まれている入力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を得る関数値算出手段と、上記関数値が取り得る値の中で、ビット0を表す代表の値を0代表値、ビット1を表す代表の値を1代表値及びヌルを表す代表の値をヌル代表値として設定する代表値設定手段と、上記代表値設定手段により設定されている0代表値、1代表値及びヌル代表値の中で、上記関数値算出手段により得られる関数値と最も近い代表値を選択し、上記代表値が0代表値であれば、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出力し、上記代表値が1代表値であれば、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出力し、上記代表値がヌル代表値であれば、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出力する電子透かしビット検出手段とを備えた電子透かし検出装置。   Function value calculation means for performing a function operation for adding / subtracting the pixel value of each pixel constituting the input image in which the digital watermark data is embedded to obtain a function value indicating the addition / subtraction result of the pixel value of each pixel; Among the possible values of the function value, a representative value representing bit 0 is set as 0 representative value, a representative value representing bit 1 is set as 1 representative value, and a representative value representing null is set as a null representative value. A representative value closest to the function value obtained by the function value calculating means is selected from the value setting means and the 0 representative value, 1 representative value, and null representative value set by the representative value setting means; If the representative value is 0 representative value, a detection result indicating that bit 0 is embedded as a digital watermark bit is output. If the representative value is 1 representative value, bit 1 is embedded as a digital watermark bit. Detected result indicating Outputs, if the representative value is null representative value, the electronic watermark detecting apparatus and an electronic watermark bit detecting means for outputting a detection result indicating that the watermark bit is not embedded. 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である部分画像を得る画像分割手段と、上記画像分割手段により得られた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次選択する部分画像選択手段と、上記部分画像選択手段により選択された部分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を得る関数値算出手段と、上記関数値が取り得る値の中で、ビット0を表す代表の値を0代表値、ビット1を表す代表の値を1代表値及びヌルを表す代表の値をヌル代表値として設定する代表値設定手段と、上記代表値設定手段により設定されている0代表値、1代表値及びヌル代表値の中で、上記関数値算出手段により得られる関数値と最も近い代表値を選択し、上記代表値が0代表値であれば、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出力し、上記代表値が1代表値であれば、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出力し、上記代表値がヌル代表値であれば、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出力する電子透かしビット検出手段と、上記電子透かしビット検出手段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、上記検出結果の集計結果から電子透かしデータを生成する電子透かしデータ生成手段とを備えた電子透かし検出装置。   Image dividing means for dividing an input image in which digital watermark data is embedded to obtain a partial image that is an image of one or more local areas, and one or more partial images obtained by the image dividing means A partial image selection means for sequentially selecting a partial image for detecting a digital watermark bit, and a function for adding and subtracting the pixel value of each pixel constituting the partial image selected by the partial image selection means. And a function value calculating means for obtaining a function value indicating the result of addition / subtraction of the pixel value of each pixel, and among the values that the function value can take, a representative value representing bit 0 is 0 representative value, and bit 1 is set A representative value setting means for setting a representative value to be represented as one representative value and a representative value representing null as a null representative value, and a zero representative value, one representative value, and a null representative value set by the representative value setting means. In the above function value calculation The representative value closest to the function value obtained by the stage is selected, and if the representative value is 0 representative value, a detection result indicating that bit 0 is embedded as a digital watermark bit is output, and the representative value is If the representative value is 1, a detection result indicating that bit 1 is embedded as a digital watermark bit is output. If the representative value is a null representative value, detection indicating that the digital watermark bit is not embedded. Watermark bit detection means for outputting the result, and watermark data generation for counting the detection results of all the partial images output from the watermark bit detection means and generating the watermark data from the result of the detection results And a digital watermark detection apparatus.
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