JP5557210B2 - Digital watermark insertion apparatus, digital watermark insertion method, digital watermark detection apparatus, and digital watermark detection method - Google Patents
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Description
本発明は、画像データに電子透かしを挿入するための電子透かし挿入装置及び電子透かし挿入方法並びに電子透かしが挿入された画像データから電子透かしを検出するための電子透かし検出装置及び電子透かし検出方法に関する。 The present invention relates to a digital watermark insertion apparatus and digital watermark insertion method for inserting a digital watermark into image data, and a digital watermark detection apparatus and digital watermark detection method for detecting a digital watermark from image data into which the digital watermark has been inserted. .
本発明の出願人は、電子透かし挿入方法及び電子透かし挿入方法並びに電子透かし検出装置及び電子透かし検出方法に関する発明を出願し、権利化している（例えば、特許文献１参照）。 The applicant of the present invention has filed an application relating to a digital watermark insertion method, a digital watermark insertion method, a digital watermark detection apparatus, and a digital watermark detection method, and has obtained a right (see, for example, Patent Document 1).
ところが従来であれば、電子透かしを挿入するべき画像データに係る画像の面積が比較的広いため、そこから離散フーリエ変換により得られる周波数成分の数が比較的多く、従って、電子透かしに比較的多めの冗長度を付加することができた。具体的には、電子透かしを表す全ての周波数成分にパリティチェックのためのパリティを付加し、更に、電子透かしを表す全ての周波数成分にハミング符号を構成するための検査点を付加することができた。 However, in the conventional case, since the area of the image related to the image data into which the digital watermark is to be inserted is relatively large, the number of frequency components obtained by the discrete Fourier transform is relatively large. Therefore, the digital watermark is relatively large. The redundancy of can be added. Specifically, parity for parity check can be added to all frequency components representing a digital watermark, and further, inspection points for constructing a Hamming code can be added to all frequency components representing a digital watermark. It was.
しかし、電子透かしを挿入するべき画像データに係る画像の面積が狭くても、電子透かし挿入装置により、その画像データに電子透かしを挿入し、電子透かし検出装置により、電子透かしが挿入された画像データから電子透かしを検出することが要請されるようになってきた。ここで、電子透かしを挿入するべき画像データに係る画像の面積が狭いと、そこから離散フーリエ変換により得られる周波数成分の数が少なくなるため、電子透かしを表す全ての周波数成分にパリティチェックのためのパリティを付加し、更に、電子透かしを表す全ての周波数成分にハミング符号を構成するための検査点を付加することができない。そうすると、従来の方法を用いると、電子透かし検出装置により高い正答率で電子透かしを検出することができない。 However, even if the area of the image related to the image data into which the digital watermark is to be inserted is small, the digital watermark is inserted into the image data by the digital watermark insertion device, and the digital data is inserted by the digital watermark detection device. Has been requested to detect digital watermarks. Here, if the area of the image related to the image data into which the digital watermark is to be inserted is small, the number of frequency components obtained by the discrete Fourier transform is reduced. Therefore, all frequency components representing the digital watermark are checked for parity. In addition, it is impossible to add check points for constructing a Hamming code to all frequency components representing a digital watermark. Then, when the conventional method is used, the digital watermark cannot be detected with a high accuracy rate by the digital watermark detection apparatus.
そこで、本発明は、電子透かしを挿入するべき画像データに係る画像の面積が狭い場合であっても、検出側において、高い正答率で電子透かしを検出することを可能とする電子透かし挿入装置及び電子透かし挿入方法並びに電子透かし検出装置及び電子透かし検出方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a digital watermark insertion device that can detect a digital watermark with a high accuracy rate on the detection side even when the area of the image related to the image data into which the digital watermark is to be inserted is small, and An object is to provide a digital watermark insertion method, a digital watermark detection apparatus, and a digital watermark detection method.
本発明によれば、データを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とを含むデータパターンのうちの非ゼロ周波数成分を周波数領域に配置するデータパターン配置手段と、前記パターンを複数の第１サブパターンに分割し、各第１サブパターン毎にそのサブパターンに含まれる非ゼロ周波数成分の数に応じた第１パリティを生成し、該第１パリティを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含む第１パリティパターンを生成し、該第１パリティパターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する第１パリティ配置手段と、前記サブパターン毎の第１パリティの集合についての第２パリティを生成し、該第２パリティを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含む第２パリティパターンを生成し、該第２パリティパターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する第２パリティ配置手段と、前記データパターンのうち、何れの前記第１サブパターンとも一致しない第２のサブパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を情報点と見なした場合のハミング符号における検査点を生成し、該検査点を表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とを含む検査点パターンを生成し、該検査点パターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する検査パターン配置手段と、前記データパターン配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第１パリティ配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第２パリティ配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分及び前記検査パターン配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分を含むパターンを逆フーリエ変換することにより、空間領域パターンを生成する逆フーリエ変換手段と、前記空間領域パターンを原画像に重畳させる重畳手段と、を備えることを特徴とする電子透かし挿入装置が提供される。 According to the present invention, data pattern arranging means for arranging a non-zero frequency component of a data pattern including a non-zero frequency component and zero frequency component representing data in a frequency domain, and the pattern as a plurality of first sub-patterns A first parity corresponding to the number of non-zero frequency components included in each sub-pattern is generated for each first sub-pattern, and the first sub-pattern includes a non-zero frequency component and a zero frequency component representing the first parity. 1 parity pattern is generated, first parity placement means for placing a non-zero frequency component of the first parity pattern in the frequency domain, and second parity for the first parity set for each sub-pattern is created Then, a second parity pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing the second parity is generated, and the second parity pattern is Second parity arrangement means for arranging the non-zero frequency components in the frequency domain, and the non-zero frequency component and zero frequency included in the second sub-pattern that does not match any of the first sub-patterns among the data patterns A check point in the Hamming code when the component is regarded as an information point is generated, a check point pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing the check point is generated, and a non-check point of the check point pattern is generated. Inspection pattern placement means for placing a zero frequency component in the frequency domain, non-zero frequency components placed in the frequency domain by the data pattern placement means, and non-zero placed in the frequency domain by the first parity placement means Frequency component, non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the second parity arrangement means, and the inspection pattern An inverse Fourier transform unit for generating a spatial domain pattern by performing an inverse Fourier transform on a pattern including a non-zero frequency component arranged in the frequency domain by a placement unit; and a superimposing unit for superimposing the spatial domain pattern on an original image; A digital watermark insertion device is provided.
また、本発明によれば、上記の電子透かし挿入装置により電子透かしが挿入された画像から電子透かしを検出する電子透かし検出装置において、前記電子透かしが挿入された画像から、３以上の奇数個の部分画像を抽出する部分画像抽出手段と、各部分画像のデータをフーリエ変換して、各部分画像についての周波数成分の振幅分布を求めるフーリエ変換手段と、各部分画像の周波数成分の振幅分布からデータを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含むデータパターンを検出するデータパターン検出手段と、過半数の部分画像から同一のデータを表すデータパターンが検出された場合に、そのデータパターンを正しいデータパターンであると判断する多数決手段と、を備え、前記データパターン検出手段は、各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分であって、情報点であるとみなされた周波数成分について、前記検査点を用いたハミング誤り訂正を行うハミングチェック手段と、各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェック手段によるハミング誤り訂正後に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分について、前記第１のパリティを用いたパリティチェックを行う第１パリティチェック手段と、各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェック手段によるハミング誤り訂正後に、前記第１のパリティについて、前記第２のパリティを用いたパリティチェックを行う第２パリティチェック手段と、各部分画像において、前記ハミングチェック手段により誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正され、且つ、前記第１パリティチェック手段によりパリティエラーがないことが検出され、且つ、前記第２パリティチェック手段によりパリティエラーがないことが検出されたならば、前記ハミングチェック手段により誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正された後に得られた各部分画像の周波数成分の振幅分布から求まる、データを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを、その各部分画像から得られるデータパターンとする判断手段と、を備えることを特徴とする電子透かし検出装置が提供される。 According to the present invention, in the digital watermark detection apparatus for detecting a digital watermark from an image into which the digital watermark has been inserted by the digital watermark insertion apparatus, an odd number of 3 or more from the image into which the digital watermark has been inserted. Data from partial image extraction means for extracting partial images, Fourier transform means for Fourier transforming the data of each partial image to obtain the frequency component amplitude distribution for each partial image, and data from the frequency component amplitude distribution of each partial image Data pattern detecting means for detecting a data pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing the data pattern, and when a data pattern representing the same data is detected from a majority of partial images, the data pattern is converted into a correct data pattern. Majority decision means for judging that there is a data pattern detection means, wherein the data pattern detection means Hamming check means for performing Hamming error correction using the inspection points for non-zero frequency components and zero frequency components included in the data pattern, which are considered to be information points, based on a width distribution And parity using the first parity for non-zero frequency components and zero frequency components included in the data pattern after the Hamming error correction by the Hamming check means based on the amplitude distribution of the frequency components of each partial image A parity check using the second parity for the first parity after the Hamming error correction by the Hamming check means based on the first parity check means for checking and the amplitude distribution of the frequency component of each partial image Second parity check means for performing the hamming check in each partial image. It is detected that there is no error by the means, or that the error is corrected, that there is no parity error by the first parity check means, and that there is no parity error by the second parity check means. If detected, the Hamming check means detects that there is no error, or a non-zero frequency component representing data obtained from the amplitude distribution of the frequency component of each partial image obtained after the error is corrected, There is provided a digital watermark detection apparatus comprising: a determination unit that uses a pattern with a zero frequency component as a data pattern obtained from each partial image.
本発明によれば、データを表す非ゼロ周波数成分及びゼロ周波数成分のうち第２のサブパターンに含まれない周波数成分については、ハミング誤り訂正が行われないが、第１のパリティについて、第２のパリティを用いたエラーチェックを行い、更に、過半数の部分画像から同一のデータを表すデータパターンが検出された場合にのみ、そのデータパターンを正しいデータパターンであると判断するため、誤ってデータパターンを検出してしまう可能性を非常に低くすることができる。 According to the present invention, hamming error correction is not performed for frequency components that are not included in the second sub-pattern among the non-zero frequency component and the zero frequency component representing data, but the second parity is the second for the first parity. Error check using the same parity, and only when a data pattern representing the same data is detected from a majority of partial images, the data pattern is erroneously determined to be a correct data pattern. Can be very low.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１を参照すると、本発明の実施形態による電子透かし挿入装置は、エンコード部１０１、データパターン配置部１０３、第１パリティ配置部１０５、第２パリティ配置部１０７、検査パターン配置部１０９、回転角度検出用パターン配置部１１１、上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果判定用パターン配置部１１３、逆フーリエ変換部１１５及び重畳部１１７を含む。
Referring to FIG. 1, a digital watermark insertion apparatus according to an embodiment of the present invention includes an
エンコード部１０１は、入力したデータを基に、図２に○で示すような位置に配置する周波数成分の振幅をゼロにするか非ゼロにするかを決める。その際、円１、円２、円３のそれぞれにある○で示す周波数成分の数は、４、１０、６である。それぞれの円において、振幅をゼロにする周波数成分と振幅を非ゼロにする周波数成分の数を等しくする。従って、エンコーダ部１０１は、４Ｃ２×１０Ｃ５×６Ｃ３＝３０２４０通りの入力データをエンコードすることができる。
Based on the input data, the
データパターン配置部１０３は、図２に○で示す位置にエンコード部１０１によって振幅が定まった周波数成分を配置する。
The data
第１パリティ配置部１０５は、図２に○で示す各位置の周波数成分の振幅がゼロであるか非ゼロであるかによって値がゼロか１かに決まる第１のパリティを６つ生成し、そのパリティの値に応じて振幅が決まる周波数成分を図３に○で示す位置（但し、円１の位置１４及び１５を除く）に配置する。
The first
図４を参照すると、第１のパリティのうちパリティ１の値は、円１の位置３にある周波数成分（「円１−３」で示す。）の振幅、円２の位置７にある周波数成分（「円２−７」で示す。）の振幅、円２の位置１４にある周波数成分（「円２−１４」で示す。）の振幅、円３の位置９にある周波数成分（「円３−９」で示す。）の振幅により決まる。パリティ１を偶数パリティとするならば、円１の位置３にある周波数成分、円２の位置７にある周波数成分、円２の位置１４にある周波数成分、円３の位置９にある周波数成分のうち、振幅がゼロである周波数成分の数が偶数であれば、パリティ１の値はゼロとなる。パリティ１を奇数パリティとするならば、円１の位置３にある周波数成分、円２の位置７にある周波数成分、円２の位置１４にある周波数成分、円３の位置９にある周波数成分のうち、振幅がゼロである周波数成分の数が奇数であれば、パリティ１の値はゼロとなる。
Referring to FIG. 4, the value of
図３を参照すると、パリティ１に対応した周波数成分は、円３の位置０にあるものと円３の位置１にあるものの２つの周波数成分である。パリティ１の値がゼロであれば、円３の位置０にある周波数成分の振幅がゼロとなり、円３の位置１にある周波数成分の振幅が非ゼロとなる。パリティ１の値が１であれば、円３の位置０にある周波数成分の振幅が非ゼロとなり、円３の位置１にある周波数成分の振幅がゼロとなる。
Referring to FIG. 3, the frequency components corresponding to
円１の位置３にあるデータを表す周波数成分、円２の位置７にあるデータを表す周波数成分、円２の位置１４にあるデータを表す周波数成分、円３の位置９にあるデータを表す周波数成分、円１の位置０にあるパリティを表す周波数成分及び円１の位置１にあるパリティを表す周波数成分は、中心を通る相互に直交した任意の２つの直線上には２以上並ばない。これは、ノイズによる非ゼロ周波数成分が中心を通る相互に直交した任意の２つの直線上に並ぶことを考慮し、データを表す周波数成分及びパリティを表す周波数成分のうち２以上の周波数成分がノイズに埋もれないようにするためである。
Frequency component representing data at
第１のパリティのうちパリティ２の値、パリティ３の値、パリティ４の値、パリティ５の値及びパリティ６の値は、パリティ１の値と同様にして決まる。パリティ１〜６が付される対象となるデータを表す周波数成分の位置は、図４に示すとおりである。このうち、パリティ１のみについて、上記で詳細に説明したが、パリティ２〜６の値も、パリティ１の値と同様に決まる。
Of the first parity, the value of
また、図３に示すように、パリティ２に対応した周波数成分は、円３の位置５と位置６に配置され、パリティ３に対応した周波数成分は、円３の位置１０と位置１１に配置され、パリティ４に対応した周波数成分は、円２の位置２と位置３に配置され、パリティ５に対応した周波数成分は、円２の位置４と位置５に配置され、パリティ６に対応した周波数成分は、円２の位置９と位置１０に配置される。
Further, as shown in FIG. 3, the frequency components corresponding to
第２パリティ配置部１０７は、パリティ１〜６によって値がゼロか１かに決まる第２のパリティであるパリティ７を生成し、そのパリティの値に応じて振幅が決まる周波数成分を図３に○で示す位置（具体的には、円１の位置１４及び１５）に配置する。
The second
図４を参照すると、第２のパリティであるパリティ７の値は、パリティ１〜６の値により決まる。パリティ７を偶数パリティとするならば、パリティ１〜６のうち値がゼロであるパリティの数が偶数であれば、パリティ７の値はゼロとなる。パリティ７を奇数パリティとするならば、パリティ１〜６のうち値がゼロであるパリティの数が奇数であれば、パリティ７の値はゼロとなる。
Referring to FIG. 4, the value of
図３を参照すると、パリティ７に対応した周波数成分は、円１の位置１４にあるものと円１の位置１５にあるものの２つの周波数成分である。パリティ７の値がゼロであれば、円１の位置１４にある周波数成分の振幅がゼロとなり、円１の位置１５にある周波数成分の振幅が非ゼロとなる。パリティ７の値が１であれば、円１の位置１４にある周波数成分の振幅が非ゼロとなり、円１の位置１に１５ある周波数成分の振幅がゼロとなる。
Referring to FIG. 3, the frequency components corresponding to
パリティ１〜７を表す周波数成分は、中心を通る相互に直交した任意の２つの直線上には２以上並ばない。これは、ノイズによる非ゼロ周波数成分が中心を通る相互に直交した任意の２つの直線上に並ぶことを考慮し、パリティを表す周波数成分のうち２以上の周波数成分がノイズに埋もれないようにするためである。
Two or more frequency components representing the
検査パターン配置部１０９は、円１にあるデータを表す周波数成分（円１の位置２、３、１６、１７にある周波数成分）の値を検査点の値とし（周波数成分の振幅がゼロであれば、検査点の値をゼロとし、周波数成分の振幅が非ゼロであれば、検査点の値を１とし）、これらの検査点の値を基に、ハミング符号における検査シンボルを生成し、検査シンボルの値に対応した振幅を有する周波数成分を円１の位置０、１、４、５、１８、１９に配置する（図５参照）。具体的には、第１の検査シンボルに対応した周波数成分を円１の位置０、１に配置し、第２の検査シンボルに対応した周波数成分を円１の位置４、５に配置し、第３の検査シンボルに対応した周波数成分を円１の位置１８、１９に配置する。例えば、第１の検査シンボルの値がゼロであれば、円１の位置０に配置する周波数成分の値をゼロにし、円１の位置１に配置する周波数成分の値を１にするが、この逆であっても良い。周波数成分の振幅については、第２の検査シンボル、第３の検査シンボルについても第１の検査シンボルと同様である。
The inspection
回転角度検出用パターン配置部１１１は、図６で○で示す位置に回転角度を０度〜１８０度の範囲で検出するための非ゼロ周波数成分を配置する。 The rotation angle detection pattern placement unit 111 places a non-zero frequency component for detecting the rotation angle in the range of 0 to 180 degrees at the position indicated by ◯ in FIG.
上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果判定用パターン配置部１１３は、図７に示すように、画像を（ａ）〜（ｅ）の５つの短冊に分割し、短冊（ａ）の周波数領域に図８に示すパターンを配置し、短冊（ｂ）の周波数領域に図９に示すパターンを配置し、短冊（ｃ）の周波数領域に図１０に示すパターンを配置し、短冊（ｄ）の周波数領域に図１１に示すパターンを配置し、短冊（ｅ）の周波数領域に図１２に示すパターンを配置する。図８〜１２において、白抜きの丸で示したものは非ゼロ周波数成分であり、黒丸で示したものはゼロ周波数成分である。
As shown in FIG. 7, the
逆フーリエ変換部１１５は、図１３に示すように、データパターン配置部１０３が周波数領域に配置した非ゼロ周波数成分、第１パリティ配置部１０５が周波数領域に配置した非ゼロ周波数成分、第２パリティ配置部が周波数領域に配置した非ゼロ周波数成分、検査パターン配置部１０９が周波数領域に配置した非ゼロ周波数成分、回転角度検出用パターン配置部１１１が周波数領域に配置した非ゼロ周波数成分、上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターン配置部１１３が周波数領域に配置した非ゼロ周波数成分を合わせたものを逆フーリエ変換して、空間パターンを生成する。なお、周波数成分を表す上記で説明した図には、周波数領域の第１象限及び第２象限のもが記載されているが、第１象限及び第２象限に存在する非ゼロ周波数成分と周波数領域の原点について点対称の位置にもそれらの非ゼロ周波数成分に対応した非ゼロ周波数成分が存在し、逆フーリエ変換部１１５が出力する空間パターンは実数部のみを有し、虚数部を有さない。
As shown in FIG. 13, the inverse
重畳部１１７は、逆フーリエ変換部１１５が生成した空間パターンを原画像に重畳する。ここで、重畳とは、加算又は減算を意味する。
The superimposing
上述した電子透かし挿入装置の動作をまとめたのが図１４に示すフローチャートである。図１４を参照すると、エンコード部１０１は、入力データをエンコードして、データパターンを生成する（ステップＳ２０１）。データパターン配置部１０３は、データパターンのうち非ゼロ周波数成分を周波数領域に配置する（ステップＳ２０３）。第１パリティ配置部１０５は、第１パリティパターンを生成し、そのうちの非ゼロ周波数成分を周波数領域に配置する（ステップＳ２０５）。第２パリティ配置部１０７は、第２パリティパターンを生成し、そのうち非ゼロ周波数成分を周波数領域に配置する（ステップＳ２０７）。検査点パターン配置部１０９は、検査点パターンを生成し、そのうち非ゼロ周波数成分を周波数領域に配置する（ステップＳ２０９）。回転角度検出用パターン配置部１１１は、回転角度検出用パターンを生成し、そのうちの非ゼロ周波数成分を周波数領域に配置する（ステップＳ２１１）。上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターン配置部１１３は、上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンを生成し、そのうち非ゼロ周波数成分を周波数領域に配置する（ステップＳ２１３）。逆フーリエ変換部１１５は、データパターン配置部１０３が周波数領域に配置した非ゼロ周波数成分、第１パリティ配置部１０５が周波数領域に配置した非ゼロ周波数成分、第２パリティ配置部が周波数領域に配置した非ゼロ周波数成分、検査パターン配置部１０９が周波数領域に配置した非ゼロ周波数成分、回転角度検出用パターン配置部１１１が周波数領域に配置した非ゼロ周波数成分、上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターン配置部１１３が周波数領域に配置した非ゼロ周波数成分を合わせたものを逆フーリエ変換して、空間パターンを生成する（ステップＳ２１５）。重畳部１１７は、逆フーリエ変換部１１５が生成した空間パターンを原画像に重畳する（ステップＳ２１７）。
A flowchart shown in FIG. 14 summarizes the operations of the above-described digital watermark insertion apparatus. Referring to FIG. 14, the
図１５を参照すると、本発明の実施形態による電子透かし検出装置は、初期部分画像抽出部１３１、第１フーリエ変換部１３３、回転角度検出部１３５、追加部分画像抽出部１３７、第２フーリエ変換部１３９、回転角度補正部１４１、データパターン検出部１４３、多数決部１４５、デコード部１４７及び検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部１４９を含む。
15, the digital watermark detection apparatus according to the embodiment of the present invention includes an initial partial
初期部分画像抽出部１３１は、電子透かし挿入装置により電子透かしが挿入され、その上で、任意の角度回転した入力画像の中央部から初期部分画像を抽出する。例えば、入力画像のサイズが１５８画素×１５８画素であれば、後のフーリエ変換を考慮し、初期部分画像のサイズを１２８画素×１２８画素とする（図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の「初期部分画像」を参照）。一般に入力画像が回転しているのは、電子透かし挿入装置により電子透かしが挿入された画像は紙などに印刷され、カメラやスキャナなどにより撮影されるためである。撮影時に画像が回転する。
The initial partial
第１フーリエ変換部１３３は、初期部分画像抽出部１３１が抽出した初期部分画像をフーリエ変換して、周波数成分の振幅分布を求める。
The first
回転角度検出部１３５は、第１フーリエ変換部１３３から入力した初期部分画像の周波数成分の振幅分布から、図６に○で示す回転角度を０度〜１８０度の範囲で検出するための非ゼロ周波数成分を求め、それらの非ゼロ周波数成分の分布の非対称性を利用して入力画像の回転角度を０度〜１８０度の範囲で検出する。
The rotation
追加部分画像抽出部１３７は、入力画像から２以上の偶数個の追加部分画像を抽出する。図１６を参照して、２個の追加部分画像を抽出することを例にとって説明すると、まず、１５８画素×１５８画素の入力画像と二辺を共通とする、４つの１２８画素×１２８画素の部分画像を追加部分画像の候補として抽出しておき、それらの４つの候補のうち、面積重心から中心線までの距離が最大である２つの部分画像を２つの追加部分画像として抽出する。ここで、中心線とは、画像の回転角度だけ回転したＸ軸のことである。ここで、追加部分画像の候補を、入力画像と二辺を共通とするものとしたが、これは、追加部分画像の面積重心を入力画像の面積重心からできる限り離すためである。従って、厳密に追加部分画像の候補を、入力画像と二辺を共通としなくてもよく、追加部分画像の候補の二辺がそれぞれ入力画像の二辺から多少離れていても良い。本発明では、このような場合も含め、追加部分画像の候補が、入力画像と二辺を共通とするという。
The additional partial
第２フーリエ変換部１３９は、追加部分画像抽出部１３７から入力した２つの以上の追加部分画像をフーリエ変換して、周波数成分の振幅分布を求める。
The second
回転角度補正部１４１は、第１フーリエ変換部１３３から入力した初期部分画像の周波数成分の振幅分布及び第２フーリエ変換部１３９から入力した２つ以上の追加部分画像の周波数成分のそれぞれの振幅分布の回転角度を、回転角度検出部１３５から入力した回転角度だけ補正する。すなわち、それぞれの振幅分布を周波数領域において直流を表す軸を中心にして回転角度検出部１３５から入力した回転角度だけ逆に回転させる。
The rotation
データパターン検出部１４３は、回転角度補正部１４１により回転角度が補正された初期部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、初期部分画像からデータパターンを抽出し、更に、回転角度補正部１４１により回転角度が補正された２以上の追加部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、それぞれの追加部分画像からデータパターンを抽出する。
The data
図１７を参照すると、データパターン検出部１４３は、ハミングチェック部１４３−１、第１パリティチェック部１４３−３、第２パリティチェック部１４３−５、データパターン抽出部１４３−７及び判断部１４３−９を含む。
Referring to FIG. 17, the data
ハミングチェック部１４３−１は、各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分であって、情報点であるとみなされた周波数成分について、検査点を用いたハミング誤り訂正を行う。すなわち、ハミングチェック部１４３−１は、各部分画像に含まれる図５に示す、検査点に対応した周波数成分を用いて、情報点とみなされた周波数成分について、ハミング誤り訂正を行う。例えば、（７、４）ハミング符号が用いられ、誤りが検出されない時には、情報点とみなされた周波数成分をそのまま出力する。（７、４）ハミング符号が用いられ、１誤りが検出された時には、情報点とみなされた周波数成分を検査点を利用して訂正した後に出力する。 Based on the amplitude distribution of the frequency component of each partial image, the Hamming check unit 143-1 is a non-zero frequency component and a zero frequency component included in the data pattern, and regarding the frequency component that is regarded as an information point, Hamming error correction using inspection points is performed. That is, the hamming check unit 143-1 performs hamming error correction on a frequency component regarded as an information point using the frequency component corresponding to the inspection point shown in FIG. 5 included in each partial image. For example, when a (7, 4) Hamming code is used and no error is detected, a frequency component regarded as an information point is output as it is. (7, 4) When a Hamming code is used and one error is detected, a frequency component regarded as an information point is corrected using a check point and output.
第１パリティチェック部１４３−３は、各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、ハミングチェック部１４３−１によるハミング誤り訂正後に、データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分について、第１のパリティを用いたパリティチェックを行う。すなわち、第１パリティチェック部１４３−３は、第１のパリティに対応した周波数成分より第１のパリティの値を求め、この第１のパリティを用いて、データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分についてパリティチェックを行う。パリティエラーが検出された場合には、セットされたエラーフラグ１を出力し、パリティエラーが検出されない場合には、リセットされたエラーフラグ１を出力する。
The first parity check unit 143-3, based on the amplitude distribution of the frequency components of each partial image, after correcting the Hamming error by the Hamming check unit 143-1, for the non-zero frequency component and the zero frequency component included in the data pattern, A parity check using the first parity is performed. That is, the first parity check unit 143-3 obtains the value of the first parity from the frequency component corresponding to the first parity, and uses the first parity to calculate the non-zero frequency component included in the data pattern. Parity check is performed for the zero frequency component. If a parity error is detected, the
第２パリティチェック部１４３−５は、各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、ハミングチェック部１４３−１によるハミング誤り訂正後に、第１のパリティについて、第２のパリティを用いたパリティチェックを行う。すなわち、第２パリティチェック部１４３−５は、第１のパリティに対応した周波数成分より第１のパリティを求め、第２のパリティに対応した周波数成分より第２のパリティを求め、第１のパリティについて、第２のパリティを用いたパリティチェックを行う。パリティエラーが検出された場合には、セットされたエラーフラグ２を出力し、パリティエラーが検出されない場合には、リセットされたエラーフラグ２を出力する。
The second parity check unit 143-5 uses the second parity for the first parity after the Hamming error correction by the Hamming check unit 143-1 based on the amplitude distribution of the frequency component of each partial image. I do. That is, the second parity check unit 143-5 obtains the first parity from the frequency component corresponding to the first parity, obtains the second parity from the frequency component corresponding to the second parity, and obtains the first parity. Is subjected to a parity check using the second parity. If a parity error is detected, the
判断部１４３−９は、エラーフラグ１に基づいて、第１パリティチェック部１４３−３によりパリティエラーがないことが確認され、且つ、エラーフラグ２に基づいて、第２パリティチェック部１４３−５によりパリティエラーがないことが確認されたならば、リセットされたエラーフラグを出力する。判断部１４３−９は、それ以外の場合には、セットされたエラーフラグを出力する。すなわち、判断部１４３−９は、エラーフラグ１とエラーフラグ２の論理和をとって、その論理和の結果を最終的なエラーフラグとして出力する。
The determination unit 143-9 confirms that there is no parity error by the first parity check unit 143-3 based on the
データパターン抽出部１４３−７は、判断部１４３−９が出力するエラーフラグがリセットされていれば、ハミングチェック部１４３−１により誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正された後に得られた各部分画像の周波数成分の振幅分布から求まる、データを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを、その各部分画像から得られるデータパターンとして出力する。 If the error flag output from the determination unit 143-9 is reset, the data pattern extraction unit 143-7 detects that there is no error by the hamming check unit 143-1 or obtains it after the error is corrected. A pattern of non-zero frequency components and zero frequency components representing data obtained from the amplitude distribution of the frequency components of each partial image is output as a data pattern obtained from each partial image.
多数決部１４５は、図１８に示すように、３つの部分画像のそれぞれから求まるデータパターンのうち２つ以上の部分画像（すなわち、過半数の部分画像）から求まるデータパターンが一致していれば、その一致したデータパターンを正しいデータパターンとして出力する。
As shown in FIG. 18, if the data patterns obtained from two or more partial images (that is, a majority of partial images) match, the
デコード部１４７は、多数決部１４５が出力するデータパターンをデコードして、電子透かし挿入装置の入力データを再現する。
The
検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部１４９は、回転角度検出部１３５で検出した角度に誤りがあるか否か、また、上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに基づいて画像の上下反転を検出したとしたならば、その検出結果は誤りとなるか否かを次に説明方法により判断する。
The detected rotation angle error / vertical inversion detection result
図１９の（ａ）から（ｇ）のそれぞれにおいて、図８〜１２において、白抜きの丸で示されるのは非ゼロ周波数成分である。これらの非ゼロ周波数成分のそれぞれには、図１９に示すように、ポイントが与えられている。 In each of FIGS. 19A to 19G, non-zero frequency components are indicated by white circles in FIGS. Each of these non-zero frequency components is given a point as shown in FIG.
検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部１４９は、第１フーリエ変換部１３３から入力した初期部分画像及び第２フーリエ変換部１３９入力した２以上の追加部分画像のそれぞれについて、図８〜１２で白抜きの丸又は黒丸で示される位置にある非ゼロ周波数成分の振幅を見て、振幅が高い順に４つの周波数成分を選択する。そして、選択した周波数成分に与えられているポイントの和を総ポイントとして算出する。
The detected rotation angle error / upside-down inversion detection result
検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部１４９は、このようにして、初期部分画像及びそれぞれの追加部分画像についての総ポイントを得る。
In this way, the detected rotation angle error / upside down detection result
検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部１４９は、次に、第１の追加画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントの差の絶対値を求め、第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントの和の絶対値を求める。
Next, the detected rotation angle error / upside down detection result
検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部１４９は、次に、（１）第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントの差の絶対値が所定の範囲に治まっているか否か、（２）第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントの和の絶対値が所定の値以下であるか否か、及び、（３）第１の追加部分画像の総ポイント、初期追加部分画像の総ポイント及び第２の追加部分画像の総ポイントがこの順又はこれと逆の順に並んでいるか否かを調べる。
Next, the detected rotation angle error / upside down detection result
検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部１４９は、上記３つの調べた結果が全て肯定的である場合には、回転角度検出部１３５により検出された回転角度が正しく、且つ、上下反転判定部（図示せず）が上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに基づいて画像の上下反転を検出したとしたならば、その検出結果が正しいと判断する。上記３つの調べた結果のいずれか１つでも否定的である場合には、（ｉ）回転角度検出部１３５により検出された回転角度、及び、（ｉｉ）上下反転判定部（図示せず）が上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに基づいて画像の上下反転を検出したと仮定した場合の検出結果、のうちの少なくとも１つが間違っていると判断する。
The detected rotation angle error / upside-down inversion detection result
第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントの差の絶対値が所定の範囲未満である場合に、（ｉ）及び（ｉｉ）のうちの少なくとも１つが間違っていると判断するのは以下の理由による。 When the absolute value of the difference between the total point of the first additional partial image and the total point of the second additional partial image is less than the predetermined range, at least one of (i) and (ii) is incorrect The reason is as follows.
すなわち、第１の追加部分画像の面積中心と第２の追加部分画像の面積中心の間には距離があり、これらの２つの追加部分画像の図７の領域が通常は異なる。第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントの差の絶対値は第１の追加部分画像の面積中心と第２の追加部分画像の中心との間の距離を表している（領域が1つずれると５ポイント変わる）。第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントの差の絶対値が小さすぎるということは第１の追加部分画像と第２の追加部分画像がほとんど同じ部分を撮影して得たものであるということになるため、エラーであると判断する。 That is, there is a distance between the area center of the first additional partial image and the area center of the second additional partial image, and the regions in FIG. 7 of these two additional partial images are usually different. The absolute value of the difference between the total points of the first additional partial image and the second additional partial image represents the distance between the area center of the first additional partial image and the center of the second additional partial image. (5 points change if the area is shifted by one). If the absolute value of the difference between the total point of the first additional partial image and the total point of the second additional partial image is too small, the first additional partial image and the second additional partial image are captured almost the same part. Therefore, it is determined that there is an error.
第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントの差の絶対値が所定の範囲を超える場合に、（ｉ）及び（ｉｉ）のうちの少なくとも１つが間違っていると判断するのは以下の理由による。 When the absolute value of the difference between the total point of the first additional partial image and the total point of the second additional partial image exceeds a predetermined range, at least one of (i) and (ii) is incorrect Judgment is based on the following reasons.
上記同様に、第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントの差の絶対値が大きいということは第１の追加部分画像と第２の追加部分画像との間の距離が長いということを表しており、第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントの差の絶対値が度を越えて大きいということは、撮影画像がおかしいと判断できるからである。 Similarly to the above, the fact that the absolute value of the difference between the total points of the first additional partial image and the second additional partial image is large means that the difference between the first additional partial image and the second additional partial image is the same. This means that the distance is long. If the absolute value of the difference between the total points of the first additional partial image and the second additional partial image is too large, the photographed image is judged to be strange. Because it can.
第１の追加部分画像の総ポイントと第２の部分画像の総ポイントの和の絶対値が所定の範囲を超える場合に、エラーであると判断するのは以下の理由による。 When the absolute value of the sum of the total points of the first additional partial image and the total points of the second partial image exceeds a predetermined range, it is determined that there is an error for the following reason.
何れかの追加部分画像の総ポイントの絶対値が大きいということは、撮影対象であるカードに対する撮像装置の位置が端にずれているということになる。撮影対象であるカードに対する撮像装置の位置が中央であれば、追加部分画像の総ポイントは０になる。ここで、第１の追加部分画像の総ポイントと第２の部分画像の総ポイントの和の絶対値が大きすぎるということは、両方の追加部分画像とも撮影対象であるカードの同じ端を撮影して得られたものであると考えられる。この場合、カードがガイドをはみ出て、カードの可動領域外にあると考えられる。よって、エラーとして排除する。
第１の追加部分画像の総ポイント、初期部分画像の総ポイント及び第２の追加部分画像の総ポイントがこの順又はこれと逆の順に並んでいない場合に、（ｉ）及び（ｉｉ）のうちの少なくとも１つが間違っていると判断するのは、回転角度検出部１３５により検出された回転角度及び上下反転判定部（図示せず）による判定が正しければ、必ず、第１の追加部分画像の総ポイント、初期部分画像の総ポイント及び第２の追加部分画像の総ポイントがこの順又はこれと逆の順に並ぶからである。
If the absolute value of the total point of any of the additional partial images is large, the position of the imaging device with respect to the card that is the subject of photographing is shifted to the end. If the position of the imaging device relative to the card that is the subject of photographing is the center, the total points of the additional partial images are zero. Here, if the absolute value of the sum of the total points of the first additional partial image and the total points of the second partial image is too large, both the additional partial images are captured at the same end of the card to be imaged. It is thought that it was obtained. In this case, it is considered that the card protrudes from the guide and is outside the movable area of the card. Therefore, it is eliminated as an error.
When the total point of the first additional partial image, the total point of the initial partial image, and the total point of the second additional partial image are not arranged in this order or in the reverse order, (i) and (ii) It is determined that at least one of the first additional partial images is incorrect if the rotation angle detected by the rotation
判断部１１３は、上記３つのことを判断する代わりに、下記のことを判断しても良い。
The
すなわち、検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部１４９は、第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントとの差の絶対値について第１の上限値とその第１の上限値よりも大きい第２の上限値と第１の下限値とその第１の下限値よりも小さい第２の下限値とを設け、第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントとの和の絶対値について第３の上限値とその第３の上限値よりも大きい第４の上限値と第３の下限値とその第３の下限値よりも小さい第４の下限値とを設け、（１）差の絶対値が第１の上限値を超過し、（２）差の絶対値が第１の下限値を下回り、（３）和の絶対値が第３の上限値を超過し、又は、（４）和の絶対値が第３の下限値を下回っていても、その超過又は下回りの総数（（１）から（４）の何れかに該当する数）が所定数未満であり、且つ、（５）第１の追加部分画像についての総ポイント、初期部分画像についての総ポイント及び第２の追加部分画像についての総ポイントがこの順又はこれと逆の順に並ぶか否かをみる第１の判断を行う。
That is, the detected rotation angle error / upside down detection result
また、検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部１４９は、（６）差の絶対値が第２の上限値を超過し、（７）差の絶対値が第２の下限値を下回り、又は、（８）和の絶対値が第４の上限値を超過するか否かをみる第２の判断を行う。
Further, the detected rotation angle error / upside down detection result
検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部１４９は、第１の判断による判断結果が肯定的である場合には、（ｉ）回転角度検出部１３５により検出された回転角度、及び、（ｉｉ）上下反転判定部（図示せず）が上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに基づいて画像の上下反転を検出したと仮定した場合の検出結果が正しいと判断する。
When the determination result by the first determination is affirmative, the detected rotation angle error / upside down detection result error detection unit 149 (i) the rotation angle detected by the rotation
また、判断部１１３は、第１の判断による判断結果が否定的である場合（（１）から（４）の何れかに該当する数が諸定数以上であり、又は、（５）が満たされていない場合）には、（ｉ）回転角度検出部１３５により検出された回転角度、及び、（ｉｉ）上下反転判定部（図示せず）が上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに基づいて画像の上下反転を検出したと仮定した場合の検出結果、のうちの少なくとも１つが正しくないと判断する。
In addition, when the determination result of the first determination is negative (the number corresponding to any of (1) to (4) is greater than or equal to various constants, or the
更に、判断部１１３は、第２の判断による判断結果が肯定的である場合（（６）、（７）又は（８）の何れか１つでも満たされている場合）には、（ｉ）回転角度検出部１３５により検出された回転角度、及び、（ｉｉ）上下反転判定部（図示せず）が上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに基づいて画像の上下反転を検出したと仮定した場合の検出結果、のうちの少なくとも１つが正しくないと判断する。
Furthermore, when the determination result by the second determination is affirmative (when any one of (6), (7), or (8) is satisfied), the determination unit 113 (i) Based on the rotation angle detected by the rotation
なお、上記の説明では、検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部１４９が利用する追加部分画像の数は２個であるとしたが、例えば、これを４個にしてもよい。この場合、例えば、増加した２つの追加部分画像を、初期部分画像と上記の２つの追加部分画像それぞれとの間に設け、上記の２つの追加部分画像の代わりに、増加した２つの追加部分画像を利用して、上記で説明した判断を行い、上記で説明した判断（＊１）と追加部分画像とを置き換えた場合の上記で説明した判断（＊２）を複合させて最終的な判断を行うようにしても良い。すなわち、例えば、判断（＊１）と判断（＊２）とが共に肯定的である場合に、最終的な判断を肯定的であるようにしても良いし、判断（＊１）と判断（＊２）との少なくとも何れか一方が肯定的である場合に、最終的な判断を肯定的にしても良い。
In the above description, the number of additional partial images used by the detected rotation angle error / upside down detection result
上述した電子透かし検出装置の動作をまとめたのが図２０及び図２１に示すフローチャートである。図２０を参照すると、まず、初期部分画像抽出部１３１は、入力画像から初期部分画像を抽出する（ステップＳ２３１）。次に、第１フーリエ変換部１３３は、初期部分画像をフーリエ変換する（ステップＳ２３３）。次に、回転角度検出部１３５は、フーリエ変換された初期部分画像を基に、入力画像の回転角度を検出する（ステップＳ２３５）。次に、回転角度検出部１３５が、入力画像の回転角度を検出されたか否かをみて（ステップＳ２３７）、できていない場合には、エラー終了する。次に、追加部分画像抽出部１３７は、入力画像から２以上の偶数個の追加部分画像を抽出する（ステップＳ２３９）。次に、第２フーリエ変換部１３９は、それぞれの追加部分画像をフーリエ変換する（ステップＳ２４１）。次に、回転角度補正部１４１は、初期部分画像とそれぞれの追加部分画像の周波数成分の位置を回転角度検出部１３５で検出された回転角度だけ補正する（ステップＳ２４３）。次に、検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部１４９は、上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンを用いて、回転角度検出部１３５が検出した画像の回転角度が正しいか否かを判断し、また、上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに基づいて、上下反転検出部が入力画像の上下反転検出をおこなっていたと仮定した場合に、その上下反転検出の結果が正しいものとなっていたであろうか否か（潜在的な上下反転検出結果が正しいか否か）を判断する（ステップＳ２４５）。次に、検出された回転角度及び／又は潜在的な上下反転検出結果に誤りがあるか否かを判断する（ステップＳ２４７）。検出された回転角度及び潜在的な上下反転検出結果の少なくとも一方に誤りがあれば、エラー終了する。次に、データパターン検出部１４３は、初期部分画像とそれぞれの追加部分画像からデータパターンを検出する（ステップＳ２４９）。次に、多数決部１４５は、初期部分画像から検出されたデータパターン及びそれぞれの追加部分画像からデータパターンを多数決にかけることにより、最終的なデータパターンを求める（ステップＳ２５１）。過半数のデータパターンが一致していない場合には、エラー終了する。但し、追加部分画像が、例えば、４つある場合には、４以上のデータパターンが一致している場合に、そのデータパターンを最終的なデータパターンとして、そうでない場合に、エラー終了しても良い。
The flowcharts shown in FIGS. 20 and 21 summarize the operations of the digital watermark detection apparatus described above. Referring to FIG. 20, first, the initial partial
図２１は、データパターン検出部１４３が行うステップＳ２４９の詳細な内容を説明するためのフローチャートである。図２１を参照すると、データパターン検出部１４３は、初期部分画像及びそれぞれの追加部分画像について、ステップＳ２４９−１ＳからステップＳ２４９−１Ｅの間にある処理を行う。
FIG. 21 is a flowchart for explaining detailed contents of step S249 performed by the data
各部分画像について、まず、ハミングチェック部１４３−１は、ハミングチェックを行い、誤りがなければ入力データをそのまま出力し、誤りが１つだけであれば、入力データについて１誤り訂正を行ってからそれを出力する（ステップＳ２４９−３）次に、第１パリティチェック部１４３−３は、第１のパリティを用いて、それぞれの第１のパリティの対象となっているデータについてパリティチェックを行う（ステップＳ２４９−７）。いずれかの第１のパリティを用いたパリティチェックにおいてエラーが検出された場合には、エラーフラグ１をセットする（ステップＳ２４９−９でＹＥＳ）。次に、第２パリティチェック部１４３−５は、第２のパリティを用いて、第１のパリティについてパリティチェックを行う（ステップＳ２４９−１１）。第２のパリティを用いたパリティチェックにおいてエラーが検出された場合には、エラーフラグ２をセットする（ステップＳ２４９−１３）。ステップＳ２４９−９でＮＯであり、且つ、ステップＳ２４９−１３でＮＯである場合には、現在の部分画像についてエラーフラグをリセットし、検出されたデータパターンを出力する（ステップＳ２４９−１７）。ステップＳ２４９−９でＹＥＳであり、又は、ステップＳ２４９−１３でＹＥＳである場合には、現在の部分画像についてエラーフラグをセットする。出力するデータパターンはどのようなものであってもよい。
For each partial image, first, the hamming check unit 143-1 performs a hamming check, and if there is no error, outputs the input data as it is, and if there is only one error, performs one error correction on the input data. Next, the first parity check unit 143-3 performs a parity check on the data that is the target of each first parity using the first parity (step S249-3). Step S249-7). If an error is detected in the parity check using any of the first parities, the
なお、図示していない上下反転判定部は、上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに基づいて、次に述べるような方法で、画像の上下反転を検出する。すなわち、画像が反転していなければ、第１の追加部分画像についての総ポイントはプラスとなり、第２の追加部分画像についての総ポイントはマイナスとなる。反対に、画像が反転していれば、第１の追加部分画像についての総ポイントはマイナスとなり、第２の追加部分画像についての総ポイントはプラスとなる。従って、このような差異を利用して、画像の上下反転を検出することができる。 Note that a vertical inversion determination unit (not shown) detects the vertical inversion of an image by the following method based on the vertical inversion detection / rotation angle correctness determination / vertical inversion detection result correctness determination pattern. That is, if the image is not inverted, the total point for the first additional partial image is positive, and the total point for the second additional partial image is negative. On the other hand, if the image is inverted, the total point for the first additional partial image is negative, and the total point for the second additional partial image is positive. Therefore, it is possible to detect an upside down image using such a difference.
また、図７に画像を横長の短冊に分割する例を示しているが、縦長の短冊に分割しても良い。この場合、必要に応じて、図８〜１２に示す非ゼロ周波数成分の分布を変えても良い。 Although FIG. 7 shows an example in which an image is divided into horizontally long strips, the image may be divided into vertically long strips. In this case, the distribution of non-zero frequency components shown in FIGS. 8 to 12 may be changed as necessary.
また、上記の電子透かし挿入装置の各部及び電子透かし検出装置の各部は、ハードウェアによって実現することもできるが、コンピュータを上記の各部として機能させるためのプログラムを記録媒体から読み込んで実行することによっても実現することができる。 Each unit of the digital watermark insertion device and each unit of the digital watermark detection device can be realized by hardware, but by reading a program for causing a computer to function as each unit from a recording medium and executing the program Can also be realized.
１０１ エンコード部
１０３ データパターン配置部
１０５ 第１パリティ配置部
１０７ 第２パリティ配置部
１０９ 検査パリティ配置部
１１１ 回転角度検出用パターン配置部
１１３ 上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターン配置部
１１５ 逆フーリエ変換部
１１７ 重畳部
１３１ 初期部分画像抽出部
１３３ 第１フーリエ変換部
１３５ 回転角度検出部
１３７ 追加部分画像抽出部
１３９ 第２フーリエ変換部
１４１ 回転角度補正部
１４３ データパターン検出部
１４５ 多数決部
１４７ デコード部
１４９ 検出回転角度エラー／上下反転検出結果エラー検出部
DESCRIPTION OF
Claims (26)
前記パターンを複数の第１サブパターンに分割し、各第１サブパターン毎にそのサブパターンに含まれる非ゼロ周波数成分の数に応じた第１パリティを生成し、該第１パリティを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含む第１パリティパターンを生成し、該第１パリティパターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する第１パリティ配置手段と、
前記サブパターン毎の第１パリティの集合についての第２パリティを生成し、該第２パリティを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含む第２パリティパターンを生成し、該第２パリティパターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する第２パリティ配置手段と、
前記データパターンのうち、何れの前記第１サブパターンとも一致しない第２のサブパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を情報点と見なした場合のハミング符号における検査点を生成し、該検査点を表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とを含む検査点パターンを生成し、該検査点パターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する検査パターン配置手段と、
前記データパターン配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第１パリティ配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第２パリティ配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分及び前記検査パターン配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分を含むパターンを逆フーリエ変換することにより、空間領域パターンを生成する逆フーリエ変換手段と、
前記空間領域パターンを原画像に重畳させる重畳手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし挿入装置。 Data pattern arrangement means for arranging a non-zero frequency component of a data pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data in a frequency domain;
The pattern is divided into a plurality of first sub-patterns, a first parity corresponding to the number of non-zero frequency components included in each sub-pattern is generated for each first sub-pattern, and a non-zero representing the first parity is generated. First parity arrangement means for generating a first parity pattern including a frequency component and a zero frequency component, and arranging a non-zero frequency component of the first parity pattern in the frequency domain;
Generating a second parity for a set of first parity for each sub-pattern, generating a second parity pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing the second parity, and out of the second parity patterns Second parity placement means for placing non-zero frequency components of the frequency domain in the frequency domain;
Generating test points in the Hamming code when the non-zero frequency component and the zero frequency component included in the second sub-pattern that does not match any of the first sub-patterns among the data patterns are regarded as information points; Test pattern placement means for generating a test point pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing the test point, and placing a non-zero frequency component of the test point pattern in the frequency domain;
The non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the data pattern arranging unit, the non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the first parity arranging unit, and the non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the second parity arranging unit. An inverse Fourier transform unit for generating a spatial domain pattern by performing an inverse Fourier transform on the pattern including the non-zero frequency component and the non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the inspection pattern arranging unit;
Superimposing means for superimposing the spatial region pattern on the original image;
An electronic watermark insertion apparatus comprising:
各第１サブパターンに含まれるデータを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分は、周波数領域において、中心を通る相互に直交した任意の２つの直線上には２以上並ばないことを特徴とする電子透かし挿入装置。 The digital watermark insertion apparatus according to claim 1,
The non-zero frequency component and the zero frequency component representing the data included in each first sub-pattern are not arranged in two or more on arbitrary two straight lines passing through the center in the frequency domain. Watermark insertion device.
前記第２のサブパターンに含まれるデータを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分は、データを表す全ての非ゼロ周波数成分及びゼロ周波数成分のうち、相対的に、高周波数領域に存在する周波数成分であることを特徴とする電子透かし挿入装置。 In the electronic watermark insertion apparatus according to claim 1 or 2,
The non-zero frequency component and the zero frequency component representing data included in the second sub-pattern are frequency components present in a relatively high frequency region among all non-zero frequency components and zero frequency components representing data. An electronic watermark insertion apparatus characterized by the above.
画像回転角度検出用の非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含む回転角度検出用パターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する回転角度検出用パターン配置手段を更に備え、
前記逆フーリエ変換手段は、前記データパターン配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第１パリティ配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第２パリティ配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記検査パターン配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分及び前記回転角度検出用パターン配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分を含むパターンを逆フーリエ変換することを特徴とする電子透かし挿入装置。 The digital watermark insertion apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Rotation angle detection pattern placement means for placing the non-zero frequency component of the rotation angle detection pattern including the non-zero frequency component and the zero frequency component for image rotation angle detection in the frequency domain,
The inverse Fourier transform means includes a non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the data pattern arrangement means, a non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the first parity arrangement means, and the second parity arrangement means. The non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the inspection pattern arranging means and the non-zero frequency arranged in the frequency domain by the rotation angle detecting pattern arranging means An electronic watermark insertion apparatus characterized by performing inverse Fourier transform on a pattern including components.
画像回転角度検出用の非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含む回転角度検出用パターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する回転角度検出用パターン配置手段と、
画像の上下反転を検出し、且つ、検出された回転角度の正誤と画像の上下反転の検出の結果の正誤とを判定するための非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含む上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンを生成し、該上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定パターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターン配置手段と、
を更に備え、
前記逆フーリエ変換手段は、前記データパターン配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第１パリティ配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第２パリティ配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記検査パターン配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記回転角度検出用パターン配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分及び前記上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターン配置手段により前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分を含むパターンを逆フーリエ変換することを特徴とする電子透かし挿入装置。 The digital watermark insertion apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Rotation angle detection pattern placement means for placing a non-zero frequency component in a non-zero frequency component for image rotation angle detection and a rotation angle detection pattern including a zero frequency component in the frequency domain;
Upside down detection / rotation angle including a non-zero frequency component and a zero frequency component for detecting whether the image is turned upside down and determining whether the detected rotation angle is correct or not and whether the result of the image upside down detection is correct A pattern for correct / incorrect determination / up / down inversion detection result correct / incorrect determination is generated, and up / down inversion detection / arrangement of non-zero frequency components in the up / down inversion detection / rotation angle correct / incorrect determination / up / down inversion detection result correct / incorrect determination pattern / Rotation angle correctness determination / upside down detection result correctness determination pattern placement means;
Further comprising
The inverse Fourier transform means includes a non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the data pattern arrangement means, a non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the first parity arrangement means, and the second parity arrangement means. The non-zero frequency component placed in the frequency domain by the inspection pattern placement means, the non-zero frequency component placed in the frequency domain by the inspection pattern placement means, and the non-zero frequency placed in the frequency domain by the rotation angle detection pattern placement means Digital watermark insertion characterized by performing inverse Fourier transform on a component and a pattern including a non-zero frequency component arranged in the frequency domain by means of pattern arrangement means for up / down inversion detection / rotation angle correct / incorrect determination / up / down inversion detection result correct / incorrect determination apparatus.
前記上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンは、画像を複数の短冊に分割し、それぞれの短冊の周波数領域において、一端の短冊から他端の短冊に向かうに従って、非ゼロ周波数成分の位置がずれていくものであることを特徴とする電子透かし挿入装置。 The digital watermark insertion apparatus according to claim 5, wherein
The up / down inversion detection / rotation angle correct / incorrect determination / up / down inversion detection result correct / incorrect determination pattern divides the image into a plurality of strips, and in each of the frequency regions, the non-inversion pattern increases from one strip to the other strip. An electronic watermark insertion apparatus characterized in that the position of a zero frequency component is shifted.
前記電子透かしが挿入された画像から、３以上の奇数個の部分画像を抽出する部分画像抽出手段と、
各部分画像のデータをフーリエ変換して、各部分画像についての周波数成分の振幅分布を求めるフーリエ変換手段と、
各部分画像の周波数成分の振幅分布からデータを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含むデータパターンを検出するデータパターン検出手段と、
過半数の部分画像から同一のデータを表すデータパターンが検出された場合に、そのデータパターンを正しいデータパターンであると判断する多数決手段と、
を備え、
前記データパターン検出手段は、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分であって、情報点であるとみなされた周波数成分について、前記検査点を用いたハミング誤り訂正を行うハミングチェック手段と、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェック手段によるハミング誤り訂正後に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分について、前記第１のパリティを用いたパリティチェックを行う第１パリティチェック手段と、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェック手段によるハミング誤り訂正後に、前記第１のパリティについて、前記第２のパリティを用いたパリティチェックを行う第２パリティチェック手段と、
各部分画像において、前記ハミングチェック手段により誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正され、且つ、前記第１パリティチェック手段によりパリティエラーがないことが検出され、且つ、前記第２パリティチェック手段によりパリティエラーがないことが検出されたならば、前記ハミングチェック手段により誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正された後に得られた各部分画像の周波数成分の振幅分布から求まる、データを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを、その各部分画像から得られるデータパターンとする判断手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし検出装置。 A digital watermark detection apparatus for detecting a digital watermark from an image into which a digital watermark has been inserted by the digital watermark insertion apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Partial image extraction means for extracting an odd number of partial images of 3 or more from the image into which the digital watermark is inserted;
Fourier transform means for Fourier transforming the data of each partial image to obtain the amplitude distribution of the frequency component for each partial image;
Data pattern detection means for detecting a data pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data from the amplitude distribution of the frequency component of each partial image;
When a data pattern representing the same data is detected from a majority of partial images, a majority means for determining that the data pattern is a correct data pattern;
With
The data pattern detecting means includes
Hamming using the inspection points for non-zero frequency components and zero frequency components included in the data pattern, which are regarded as information points, based on the amplitude distribution of the frequency components of each partial image Hamming check means for error correction;
Based on the amplitude distribution of the frequency component of each partial image, after the Hamming error correction by the Hamming check means, a parity check using the first parity is performed for the non-zero frequency component and the zero frequency component included in the data pattern. First parity checking means to perform;
Second parity check means for performing parity check using the second parity for the first parity after hamming error correction by the hamming check means based on the amplitude distribution of frequency components of each partial image;
In each partial image, the Hamming check means detects that there is no error, or the error is corrected, and the first parity check means detects that there is no parity error, and the second parity check If it is detected by the means that there is no parity error, the Hamming check means detects that there is no error, or is obtained from the amplitude distribution of the frequency components of each partial image obtained after the error is corrected, Judgment means for making a pattern of a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data into a data pattern obtained from each partial image;
An electronic watermark detection apparatus comprising:
前記入力画像から、初期部分画像を抽出する初期部分画像抽出手段と、
前記初期部分画像のデータをフーリエ変換して、前記初期部分画像についての周波数成分の振幅分布を求める第１のフーリエ変換手段と、
前記初期部分画像についての周波数成分の振幅分布に含まれる前記画像回転角度検出用の非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを基に、前記入力画像の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記初期部分画像についての周波数成分の振幅分布に含まれる前記画像回転角度検出用の非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを基に、前記入力画像の回転角度を検出できない場合には、エラー終了するエラー終了手段と、
前記入力画像から、２以上の偶数個の追加部分画像を抽出する追加部分画像抽出手段と、
各追加部分画像のデータをフーリエ変換して、各追加部分画像についての周波数成分の振幅分布を求める第２のフーリエ変換手段と、
前記初期部分画像の周波数成分の位置と、前記追加部分画像の周波数成分の位置を、前記回転角度検出手段により検出された回転角度だけ補正する回転角度補正手段と、
前記初期部分画像と前記追加部分画像の各々の前記回転角度補正手段を通した後の周波数成分の振幅分布からデータを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含むデータパターンを検出するデータパターン検出手段と、
過半数の部分画像から同一のデータを表すデータパターンが検出された場合に、そのデータパターンを正しいデータパターンであると判断する多数決手段と、
を備え、
前記データパターン検出手段は、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分であって、情報点であるとみなされた周波数成分について、前記検査点を用いたハミング誤り訂正を行うハミングチェック手段と、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェック手段によるハミング誤り訂正後に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分について、前記第１のパリティを用いたパリティチェックを行う第１パリティチェック手段と、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェック手段によるハミング誤り訂正後に、前記第１のパリティについて、前記第２のパリティを用いたパリティチェックを行う第２パリティチェック手段と、
各部分画像において、前記ハミングチェック手段により誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正され、且つ、前記第１パリティチェック手段によりパリティエラーがないことが検出され、且つ、前記第２パリティチェック手段によりパリティエラーがないことが検出されたならば、前記ハミングチェック手段により誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正された後に得られた各部分画像の周波数成分の振幅分布から求まる、データを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを、その各部分画像から得られるデータパターンとする判断手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし検出装置。 In a digital watermark detection apparatus for detecting a digital watermark from an input image rotated by an arbitrary angle after the digital watermark is inserted by the digital watermark insertion apparatus according to claim 4,
An initial partial image extracting means for extracting an initial partial image from the input image;
First Fourier transform means for Fourier transforming the data of the initial partial image to obtain an amplitude distribution of frequency components for the initial partial image;
A rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of the input image based on a pattern of the non-zero frequency component and the zero frequency component for detecting the image rotation angle included in the amplitude distribution of the frequency component of the initial partial image; ,
If the rotation angle of the input image cannot be detected based on the pattern of the non-zero frequency component for detecting the image rotation angle and the zero frequency component included in the amplitude distribution of the frequency component for the initial partial image, an error An error termination means to terminate; and
Additional partial image extraction means for extracting two or more even number of additional partial images from the input image;
A second Fourier transform means for Fourier transforming the data of each additional partial image to obtain an amplitude distribution of frequency components for each additional partial image;
Rotation angle correction means for correcting the position of the frequency component of the initial partial image and the position of the frequency component of the additional partial image by the rotation angle detected by the rotation angle detection means;
Data pattern detection means for detecting a data pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data from the amplitude distribution of the frequency component after passing through the rotation angle correction means of each of the initial partial image and the additional partial image When,
When a data pattern representing the same data is detected from a majority of partial images, a majority means for determining that the data pattern is a correct data pattern;
With
The data pattern detecting means includes
Hamming using the inspection points for non-zero frequency components and zero frequency components included in the data pattern, which are regarded as information points, based on the amplitude distribution of the frequency components of each partial image Hamming check means for error correction;
Based on the amplitude distribution of the frequency component of each partial image, after the Hamming error correction by the Hamming check means, a parity check using the first parity is performed for the non-zero frequency component and the zero frequency component included in the data pattern. First parity checking means to perform;
Second parity check means for performing parity check using the second parity for the first parity after hamming error correction by the hamming check means based on the amplitude distribution of frequency components of each partial image;
In each partial image, the Hamming check means detects that there is no error, or the error is corrected, and the first parity check means detects that there is no parity error, and the second parity check If it is detected by the means that there is no parity error, the Hamming check means detects that there is no error, or is obtained from the amplitude distribution of the frequency components of each partial image obtained after the error is corrected, Judgment means for making a pattern of a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data into a data pattern obtained from each partial image;
An electronic watermark detection apparatus comprising:
前記入力画像から、初期部分画像を抽出する初期部分画像抽出手段と、
前記初期部分画像のデータをフーリエ変換して、前記初期部分画像についての周波数成分の振幅分布を求める第１のフーリエ変換手段と、
前記初期部分画像についての周波数成分の振幅分布に含まれる前記画像回転角度検出用の非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを基に、前記入力画像の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記初期部分画像についての周波数成分の振幅分布に含まれる前記画像回転角度検出用の非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを基に、前記入力画像の回転角度を検出できない場合には、エラー終了する第１のエラー終了手段と、
前記入力画像から、２以上の偶数個の追加部分画像を抽出する追加部分画像抽出手段と、
各追加部分画像のデータをフーリエ変換して、各追加部分画像についての周波数成分の振幅分布を求める第２のフーリエ変換手段と、
前記初期部分画像の周波数成分の位置と、前記追加部分画像の周波数成分の位置を、前記回転角度検出手段により検出された回転角度だけ補正する回転角度補正手段と、
各部分画像に含まれる前記上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンを基に、所定の演算及び所定の判断を行うことにより、検出された前記回転角度と潜在的な上下反転検出結果のうちの少なくとも１つに誤りがあることが検出された場合にエラー終了する第２のエラー終了手段と、
前記初期部分画像と前記追加部分画像の各々の前記回転角度補正手段を通した後の周波数成分の振幅分布からデータを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含むデータパターンを検出するデータパターン検出手段と、
過半数の部分画像から同一のデータを表すデータパターンが検出された場合に、そのデータパターンを正しいデータパターンであると判断する多数決手段と、
を備え、
前記データパターン検出手段は、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分であって、情報点であるとみなされた周波数成分について、前記検査点を用いたハミング誤り訂正を行うハミングチェック手段と、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェック手段によるハミング誤り訂正後に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分について、前記第１のパリティを用いたパリティチェックを行う第１パリティチェック手段と、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェック手段によるハミング誤り訂正後に、前記第１のパリティについて、前記第２のパリティを用いたパリティチェックを行う第２パリティチェック手段と、
各部分画像において、前記ハミングチェック手段により誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正され、且つ、前記第１パリティチェック手段によりパリティエラーがないことが検出され、且つ、前記第２パリティチェック手段によりパリティエラーがないことが検出されたならば、前記ハミングチェック手段により誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正された後に得られた各部分画像の周波数成分の振幅分布から求まる、データを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを、その各部分画像から得られるデータパターンとする判断手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし検出装置。 In the digital watermark detection apparatus for detecting a digital watermark from an input image into which an electronic watermark has been inserted by the digital watermark insertion apparatus according to claim 5 and then rotated by an arbitrary angle,
An initial partial image extracting means for extracting an initial partial image from the input image;
First Fourier transform means for Fourier transforming the data of the initial partial image to obtain an amplitude distribution of frequency components for the initial partial image;
A rotation angle detecting means for detecting a rotation angle of the input image based on a pattern of the non-zero frequency component and the zero frequency component for detecting the image rotation angle included in the amplitude distribution of the frequency component of the initial partial image; ,
If the rotation angle of the input image cannot be detected based on the pattern of the non-zero frequency component for detecting the image rotation angle and the zero frequency component included in the amplitude distribution of the frequency component for the initial partial image, an error First error termination means to terminate;
Additional partial image extraction means for extracting two or more even number of additional partial images from the input image;
A second Fourier transform means for Fourier transforming the data of each additional partial image to obtain an amplitude distribution of frequency components for each additional partial image;
Rotation angle correction means for correcting the position of the frequency component of the initial partial image and the position of the frequency component of the additional partial image by the rotation angle detected by the rotation angle detection means;
Based on the up / down inversion detection / rotation angle correct / incorrect determination / up / down inversion detection result correct / incorrect determination pattern included in each partial image, a predetermined calculation and a predetermined determination are performed to determine the detected rotation angle and potential Second error termination means for terminating an error when it is detected that at least one of the upside down detection results has an error;
Data pattern detection means for detecting a data pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data from the amplitude distribution of the frequency component after passing through the rotation angle correction means of each of the initial partial image and the additional partial image When,
When a data pattern representing the same data is detected from a majority of partial images, a majority means for determining that the data pattern is a correct data pattern;
With
The data pattern detecting means includes
Hamming using the inspection points for non-zero frequency components and zero frequency components included in the data pattern, which are regarded as information points, based on the amplitude distribution of the frequency components of each partial image Hamming check means for error correction;
Based on the amplitude distribution of the frequency component of each partial image, after the Hamming error correction by the Hamming check means, a parity check using the first parity is performed for the non-zero frequency component and the zero frequency component included in the data pattern. First parity checking means to perform;
Second parity check means for performing parity check using the second parity for the first parity after hamming error correction by the hamming check means based on the amplitude distribution of frequency components of each partial image;
In each partial image, the Hamming check means detects that there is no error, or the error is corrected, and the first parity check means detects that there is no parity error, and the second parity check If it is detected by the means that there is no parity error, the Hamming check means detects that there is no error, or is obtained from the amplitude distribution of the frequency components of each partial image obtained after the error is corrected, Judgment means for making a pattern of a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data into a data pattern obtained from each partial image;
An electronic watermark detection apparatus comprising:
前記所定の演算は、それぞれの部分画像についての総ポイントを、それぞれの部分画像の上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに含まれる非ゼロ周波数成分の位置に基づいて求め、第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントとの差の絶対値を求め、前記第１の追加部分画像の総ポイントと前記第２の追加部分画像の総ポイントとの和の絶対値を求める演算であり、
前記所定の判断は、前記差の絶対値が所定の範囲に収まり、前記和の絶対値が所定の値以下であり、且つ、前記第１の追加部分画像についての総ポイント、前記初期部分画像についての総ポイント及び前記第２の追加部分画像についての総ポイントがこの順又はこれと逆の順に並ぶか否かをみる判断であり、
その判断結果が肯定的である場合に、前記第２のエラー終了手段は、エラー終了しないことを特徴とする電子透かし検出装置。 The digital watermark detection apparatus according to claim 9 , wherein
The predetermined calculation is based on the position of the non-zero frequency component included in the up / down inversion detection / rotation angle correctness determination / upside down detection result correct / incorrect determination pattern of each partial image. The absolute value of the difference between the total point of the first additional partial image and the total point of the second additional partial image is calculated, and the total of the total point of the first additional partial image and the second additional partial image is determined. It is an operation to find the absolute value of the sum with points,
In the predetermined determination, the absolute value of the difference falls within a predetermined range, the absolute value of the sum is equal to or less than a predetermined value, and the total points for the first additional partial image, the initial partial image And whether the total points of the second additional partial image are arranged in this order or in the reverse order,
The digital watermark detection apparatus according to claim 2, wherein when the determination result is affirmative, the second error end means does not end with an error.
前記所定の演算は、それぞれの部分画像についての総ポイントを、それぞれの部分画像の上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに含まれる非ゼロ周波数成分の位置に基づいて求め、第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントとの差の絶対値を求め、前記第１の追加部分画像の総ポイントと前記第２の追加部分画像の総ポイントとの和の絶対値を求める演算であり、
前記所定の判断は、前記差の絶対値について第１の上限値と該第１の上限値よりも大きい第２の上限値と第１の下限値と該第１の下限値よりも小さい第２の下限値とを設け、前記和の絶対値について第３の上限値と該第３の上限値よりも大きい第４の上限値を設け、
前記差の絶対値が前記第１の上限値を超過し、前記差の絶対値が前記第１の下限値を下回り、又は、前記和の絶対値が前記第３の上限値を超過していても、その超過又は下回りの総数が所定数未満であり、且つ、前記第１の追加部分画像についての総ポイント、前記初期部分画像についての総ポイント及び前記第２の追加部分画像についての総ポイントがこの順又はこれと逆の順に並ぶか否かをみる第１の判断と、
前記差の絶対値が前記第２の上限値を超過し、前記差の絶対値が前記第２の下限値を下回り、又は、前記和の絶対値が前記第２の上限値を超過するか否かをみる第２の判断との組合せであり、
前記第１の判断による判断結果が肯定的である場合には、前記第２のエラー終了手段は、エラー終了せず、
前記第１の判断による判断結果が否定的である場合には、前記第２のエラー終了手段は、エラー終了し、
前記第２の判断による判断結果が肯定的である場合には、前記第２のエラー終了手段は、エラー終了することを特徴とする電子透かし検出装置。 The digital watermark detection apparatus according to claim 9 , wherein
The predetermined calculation is based on the position of the non-zero frequency component included in the up / down inversion detection / rotation angle correctness determination / upside down detection result correct / incorrect determination pattern of each partial image. The absolute value of the difference between the total point of the first additional partial image and the total point of the second additional partial image is calculated, and the total of the total point of the first additional partial image and the second additional partial image is determined. It is an operation to find the absolute value of the sum with points,
The predetermined determination includes a first upper limit value, a second upper limit value that is larger than the first upper limit value, a first lower limit value, and a second smaller than the first lower limit value with respect to the absolute value of the difference. And a third upper limit for the absolute value of the sum, and a fourth upper limit greater than the third upper limit,
The absolute value of the difference exceeds the first upper limit value, the absolute value of the difference is less than the first lower limit value, or the absolute value of the sum exceeds the third upper limit value And the total number of excess or less is less than a predetermined number, and the total points for the first additional partial image, the total points for the initial partial image, and the total points for the second additional partial image are A first determination as to whether or not they are arranged in this order or in the reverse order;
Whether the absolute value of the difference exceeds the second upper limit value, the absolute value of the difference is less than the second lower limit value, or the absolute value of the sum exceeds the second upper limit value In combination with the second judgment
If the determination result by the first determination is affirmative, the second error end means does not end the error,
If the determination result by the first determination is negative, the second error end means ends the error,
The digital watermark detection apparatus according to claim 2, wherein when the determination result of the second determination is affirmative, the second error end unit ends the error.
それぞれの部分画像についての総ポイントを、それぞれの部分画像の上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに含まれる非ゼロ周波数成分の位置に基づいて求める演算は、
上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンを含む周波数領域から振幅の大きい順に所定数の非ゼロ周波数成分を検出して、検出された非ゼロ周波数成分の位置に割り当てられているポイントの、検出された非ゼロ周波数成分についての和を総ポイントとする演算であることを特徴とする電子透かし検出装置。 In the digital watermark detecting apparatus according to claim 1 0 or 1 1,
The calculation for obtaining the total points for each partial image based on the position of the non-zero frequency component included in the up / down inversion detection / rotation angle correct / incorrect determination / up / down inversion detection result correct / incorrect determination pattern of each partial image,
Up / down inversion detection / rotation angle correct / incorrect determination / up / down inversion detection result A predetermined number of non-zero frequency components are detected in descending order from the frequency region including the correct / incorrect determination pattern, and assigned to the positions of the detected non-zero frequency components. The digital watermark detection apparatus is characterized in that the calculation is performed by using a sum of detected non-zero frequency components as a total point.
前記初期部分画像は、面積重心を入力画像と共通とする部分画像であり、前記追加画像のうちの２つの追加部分画像は、二辺を入力画像と共通とする４つの部分画像のうち面積重心から中心線までの距離が最大である２つの部分画像であることを特徴とする電子透かし検出装置。 In the digital watermark detection apparatus according to any one of claims 8 to 1 2,
The initial partial image is a partial image whose area centroid is common to the input image, and two additional partial images of the additional images are area centroids of four partial images whose two sides are common to the input image. An electronic watermark detection apparatus comprising two partial images having a maximum distance from the center line to the center line.
前記パターンを複数の第１サブパターンに分割し、各第１サブパターン毎にそのサブパターンに含まれる非ゼロ周波数成分の数に応じた第１パリティを生成し、該第１パリティを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含む第１パリティパターンを生成し、該第１パリティパターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する第１パリティ配置ステップと、
前記サブパターン毎の第１パリティの集合についての第２パリティを生成し、該第２パリティを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含む第２パリティパターンを生成し、該第２パリティパターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する第２パリティ配置ステップと、
前記データパターンのうち、何れの前記第１サブパターンとも一致しない第２のサブパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を情報点と見なした場合のハミング符号における検査点を生成し、該検査点を表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とを含む検査点パターンを生成し、該検査点パターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する検査パターン配置ステップと、
前記データパターン配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第１パリティ配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第２パリティ配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分及び前記検査パターン配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分を含むパターンを逆フーリエ変換することにより、空間領域パターンを生成する逆フーリエ変換ステップと、
前記空間領域パターンを原画像に重畳させる重畳ステップと、
を備えることを特徴とする電子透かし挿入方法。 A data pattern placement step for placing a non-zero frequency component of a data pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data in a frequency domain;
The pattern is divided into a plurality of first sub-patterns, a first parity corresponding to the number of non-zero frequency components included in each sub-pattern is generated for each first sub-pattern, and a non-zero representing the first parity is generated. Generating a first parity pattern including a frequency component and a zero frequency component, and arranging a non-zero frequency component of the first parity pattern in the frequency domain;
Generating a second parity for a set of first parity for each sub-pattern, generating a second parity pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing the second parity, and out of the second parity patterns A second parity placement step of placing non-zero frequency components of the frequency domain in the frequency domain;
Generating test points in the Hamming code when the non-zero frequency component and the zero frequency component included in the second sub-pattern that does not match any of the first sub-patterns among the data patterns are regarded as information points; A test pattern placement step of generating a test point pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing the test point, and placing a non-zero frequency component of the test point pattern in the frequency domain;
The non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the data pattern arranging step, the non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the first parity arranging step, and the non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the second parity arranging step. An inverse Fourier transform step of generating a spatial domain pattern by performing an inverse Fourier transform on a pattern including the non-zero frequency component and the non-zero frequency component placed in the frequency domain by the inspection pattern placement step;
A superimposing step of superimposing the spatial region pattern on an original image;
An electronic watermark insertion method comprising:
各第１サブパターンに含まれるデータを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分は、周波数領域において、中心を通る相互に直交した任意の２つの直線上には２以上並ばないことを特徴とする電子透かし挿入方法。 An electronic watermark inserting method according to claim 1 4,
The non-zero frequency component and the zero frequency component representing the data included in each first sub-pattern are not arranged in two or more on arbitrary two straight lines passing through the center in the frequency domain. Watermark insertion method.
前記第２のサブパターンに含まれるデータを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分は、データを表す全ての非ゼロ周波数成分及びゼロ周波数成分のうち、相対的に、高周波数領域に存在する周波数成分であることを特徴とする電子透かし挿入方法。 An electronic watermark inserting method according to claim 1 4 or 1 5,
The non-zero frequency component and the zero frequency component representing data included in the second sub-pattern are frequency components present in a relatively high frequency region among all non-zero frequency components and zero frequency components representing data. A method for inserting a digital watermark.
画像回転角度検出用の非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含む回転角度検出用パターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する回転角度検出用パターン配置ステップを更に備え、
前記逆フーリエ変換ステップでは、前記データパターン配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第１パリティ配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第２パリティ配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記検査パターン配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分及び前記回転角度検出用パターン配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分を含むパターンを逆フーリエ変換することを特徴とする電子透かし挿入方法。 An electronic watermark inserting method according to any one of claims 1 4 to 1 6,
A rotation angle detection pattern arrangement step of arranging a non-zero frequency component of the rotation angle detection pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component for image rotation angle detection in the frequency domain;
In the inverse Fourier transform step, the non-zero frequency component placed in the frequency domain by the data pattern placement step, the non-zero frequency component placed in the frequency domain by the first parity placement step, and the second parity placement step The non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the step, the non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the inspection pattern arranging step, and the non-zero frequency arranged in the frequency domain by the rotational angle detection pattern arranging step. An electronic watermark insertion method comprising performing inverse Fourier transform on a pattern including a component.
画像回転角度検出用の非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含む回転角度検出用パターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する回転角度検出用パターン配置ステップと、
画像の上下反転を検出し、且つ、検出された回転角度の正誤と画像の上下反転の検出の結果の正誤とを判定するための非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含む上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンを生成し、該上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定パターンのうちの非ゼロ周波数成分を前記周波数領域に配置する上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターン配置ステップと、
を更に備え、
前記逆フーリエ変換ステップでは、前記データパターン配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第１パリティ配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記第２パリティ配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記検査パターン配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分、前記回転角度検出用パターン配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分及び前記上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターン配置ステップにより前記周波数領域に配置された非ゼロ周波数成分を含むパターンを逆フーリエ変換することを特徴とする電子透かし挿入方法。 An electronic watermark inserting method according to any one of claims 1 4 to 1 6,
A rotation angle detection pattern placement step for placing a non-zero frequency component of a rotation angle detection pattern including a non-zero frequency component for image rotation angle detection and a zero frequency component in the frequency domain, and
Upside down detection / rotation angle including a non-zero frequency component and a zero frequency component for detecting whether the image is turned upside down and determining whether the detected rotation angle is correct or not and whether the result of the image upside down detection is correct A pattern for correct / incorrect determination / up / down inversion detection result correct / incorrect determination is generated, and up / down inversion detection / arrangement of non-zero frequency components in the up / down inversion detection / rotation angle correct / incorrect determination / up / down inversion detection result correct / incorrect determination pattern / Rotation angle correctness determination / upside down detection result correctness determination pattern placement step;
Further comprising
In the inverse Fourier transform step, the non-zero frequency component placed in the frequency domain by the data pattern placement step, the non-zero frequency component placed in the frequency domain by the first parity placement step, and the second parity placement step The non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the above, the non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the inspection pattern arranging step, and the non-zero frequency arranged in the frequency domain by the rotational angle detection pattern arranging step Digital watermark insertion characterized by performing inverse Fourier transform on a component and a pattern including a non-zero frequency component arranged in the frequency domain by the pattern placement step for up / down inversion detection / rotation angle correct / incorrect determination / up / down inversion detection result correct / incorrect determination Method.
前記上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンは、画像を複数の短冊に分割し、それぞれの短冊の周波数領域において、一端の短冊から他端の短冊に向かうに従って、非ゼロ周波数成分の位置がずれていくものであることを特徴とする電子透かし挿入方法。 The digital watermark insertion method according to claim 18 ,
The up / down inversion detection / rotation angle correct / incorrect determination / up / down inversion detection result correct / incorrect determination pattern divides the image into a plurality of strips, and in each of the frequency regions, the non-inversion pattern increases from one strip to the other strip. A digital watermark insertion method characterized in that the position of a zero frequency component is shifted.
前記電子透かしが挿入された画像から、３以上の奇数個の部分画像を抽出する部分画像抽出ステップと、
各部分画像のデータをフーリエ変換して、各部分画像についての周波数成分の振幅分布を求めるフーリエ変換ステップと、
各部分画像の周波数成分の振幅分布からデータを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含むデータパターンを検出するデータパターン検出ステップと、
過半数の部分画像から同一のデータを表すデータパターンが検出された場合に、そのデータパターンを正しいデータパターンであると判断する多数決ステップと、
を備え、
前記データパターン検出ステップは、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分であって、情報点であるとみなされた周波数成分について、前記検査点を用いたハミング誤り訂正を行うハミングチェックステップと、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェックステップによるハミング誤り訂正後に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分について、前記第１のパリティを用いたパリティチェックを行う第１パリティチェックステップと、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェックステップによるハミング誤り訂正後に、前記第１のパリティについて、前記第２のパリティを用いたパリティチェックを行う第２パリティチェックステップと、
各部分画像において、前記ハミングチェックステップにより誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正され、且つ、前記第１パリティチェックステップによりパリティエラーがないことが検出され、且つ、前記第２パリティチェックステップによりパリティエラーがないことが検出されたならば、前記ハミングチェックステップにより誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正された後に得られた各部分画像の周波数成分の振幅分布から求まる、データを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを、その各部分画像から得られるデータパターンとする判断ステップと、
を備えることを特徴とする電子透かし検出方法。 An electronic watermark detecting method for detecting digital watermark from an image with the digital watermark is inserted by the watermarking method according to any one of claims 1 4 to 1 6,
A partial image extraction step of extracting an odd number of partial images of 3 or more from the image into which the digital watermark is inserted;
Fourier transform step of Fourier transforming the data of each partial image to obtain the amplitude distribution of the frequency component for each partial image;
A data pattern detection step for detecting a data pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data from the amplitude distribution of the frequency component of each partial image;
A majority step for determining that the data pattern is a correct data pattern when a data pattern representing the same data is detected from the majority of the partial images;
With
The data pattern detection step includes
Hamming using the inspection points for non-zero frequency components and zero frequency components included in the data pattern, which are regarded as information points, based on the amplitude distribution of the frequency components of each partial image Hamming check step for error correction,
Based on the amplitude distribution of the frequency component of each partial image, after the Hamming error correction by the Hamming check step, a parity check using the first parity is performed on the non-zero frequency component and the zero frequency component included in the data pattern. Performing a first parity check step;
A second parity check step for performing a parity check using the second parity for the first parity after the Hamming error correction by the Hamming check step based on the amplitude distribution of the frequency component of each partial image;
In each partial image, the Hamming check step detects that there is no error, or the error is corrected, and the first parity check step detects that there is no parity error, and the second parity check If no parity error is detected by the step, it is detected by the Hamming check step that there is no error, or is obtained from the amplitude distribution of the frequency components of each partial image obtained after the error is corrected, A step of determining a pattern of a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data as a data pattern obtained from each partial image;
An electronic watermark detection method comprising:
前記入力画像から、初期部分画像を抽出する初期部分画像抽出ステップと、
前記初期部分画像のデータをフーリエ変換して、前記初期部分画像についての周波数成分の振幅分布を求める第１のフーリエ変換ステップと、
前記初期部分画像についての周波数成分の振幅分布に含まれる前記画像回転角度検出用の非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを基に、前記入力画像の回転角度を検出する回転角度検出ステップと、
前記初期部分画像についての周波数成分の振幅分布に含まれる前記画像回転角度検出用の非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを基に、前記入力画像の回転角度を検出できない場合には、エラー終了するエラー終了ステップと、
前記入力画像から、２以上の偶数個の追加部分画像を抽出する追加部分画像抽出ステップと、
各追加部分画像のデータをフーリエ変換して、各追加部分画像についての周波数成分の振幅分布を求める第２のフーリエ変換ステップと、
前記初期部分画像の周波数成分の位置と、前記追加部分画像の周波数成分の位置を、前記回転角度検出ステップにより検出された回転角度だけ補正する回転角度補正ステップと、
前記初期部分画像と前記追加部分画像の各々の前記回転角度補正ステップを通した後の周波数成分の振幅分布からデータを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含むデータパターンを検出するデータパターン検出ステップと、
過半数の部分画像から同一のデータを表すデータパターンが検出された場合に、そのデータパターンを正しいデータパターンであると判断する多数決ステップと、
を備え、
前記データパターン検出ステップは、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分であって、情報点であるとみなされた周波数成分について、前記検査点を用いたハミング誤り訂正を行うハミングチェックステップと、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェックステップによるハミング誤り訂正後に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分について、前記第１のパリティを用いたパリティチェックを行う第１パリティチェックステップと、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェックステップによるハミング誤り訂正後に、前記第１のパリティについて、前記第２のパリティを用いたパリティチェックを行う第２パリティチェックステップと、
各部分画像において、前記ハミングチェックステップにより誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正され、且つ、前記第１パリティチェックステップによりパリティエラーがないことが検出され、且つ、前記第２パリティチェックステップによりパリティエラーがないことが検出されたならば、前記ハミングチェックステップにより誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正された後に得られた各部分画像の周波数成分の振幅分布から求まる、データを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを、その各部分画像から得られるデータパターンとする判断ステップと、
を備えることを特徴とする電子透かし検出方法。 A digital watermark detection method for detecting a digital watermark from an input image rotated by an arbitrary angle after the digital watermark is inserted by the digital watermark insertion method according to claim 17 ,
An initial partial image extraction step of extracting an initial partial image from the input image;
A first Fourier transform step of Fourier transforming the data of the initial partial image to obtain an amplitude distribution of frequency components for the initial partial image;
A rotation angle detecting step for detecting a rotation angle of the input image based on a pattern of the non-zero frequency component and the zero frequency component for detecting the image rotation angle included in the amplitude distribution of the frequency component of the initial partial image; ,
If the rotation angle of the input image cannot be detected based on the pattern of the non-zero frequency component for detecting the image rotation angle and the zero frequency component included in the amplitude distribution of the frequency component for the initial partial image, an error An error termination step to terminate; and
An additional partial image extracting step of extracting an even number of two or more additional partial images from the input image;
A second Fourier transform step of Fourier transforming the data of each additional partial image to obtain an amplitude distribution of frequency components for each additional partial image;
A rotation angle correction step of correcting the position of the frequency component of the initial partial image and the position of the frequency component of the additional partial image by the rotation angle detected by the rotation angle detection step;
A data pattern detection step for detecting a data pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data from the amplitude distribution of the frequency component after passing through the rotation angle correction step of each of the initial partial image and the additional partial image When,
A majority step for determining that the data pattern is a correct data pattern when a data pattern representing the same data is detected from the majority of the partial images;
With
The data pattern detection step includes
Hamming using the inspection points for non-zero frequency components and zero frequency components included in the data pattern, which are regarded as information points, based on the amplitude distribution of the frequency components of each partial image Hamming check step for error correction,
Based on the amplitude distribution of the frequency component of each partial image, after the Hamming error correction by the Hamming check step, a parity check using the first parity is performed on the non-zero frequency component and the zero frequency component included in the data pattern. Performing a first parity check step;
A second parity check step for performing a parity check using the second parity for the first parity after the Hamming error correction by the Hamming check step based on the amplitude distribution of the frequency component of each partial image;
In each partial image, the Hamming check step detects that there is no error, or the error is corrected, and the first parity check step detects that there is no parity error, and the second parity check If no parity error is detected by the step, it is detected by the Hamming check step that there is no error, or is obtained from the amplitude distribution of the frequency components of each partial image obtained after the error is corrected, A step of determining a pattern of a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data as a data pattern obtained from each partial image;
An electronic watermark detection method comprising:
前記入力画像から、初期部分画像を抽出する初期部分画像抽出ステップと、
前記初期部分画像のデータをフーリエ変換して、前記初期部分画像についての周波数成分の振幅分布を求める第１のフーリエ変換ステップと、
前記初期部分画像についての周波数成分の振幅分布に含まれる前記画像回転角度検出用の非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを基に、前記入力画像の回転角度を検出する回転角度検出ステップと、
前記初期部分画像についての周波数成分の振幅分布に含まれる前記画像回転角度検出用の非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを基に、前記入力画像の回転角度を検出できない場合には、エラー終了する第１のエラー終了ステップと、
前記入力画像から、２以上の偶数個の追加部分画像を抽出する追加部分画像抽出ステップと、
各追加部分画像のデータをフーリエ変換して、各追加部分画像についての周波数成分の振幅分布を求める第２のフーリエ変換ステップと、
前記初期部分画像の周波数成分の位置と、前記追加部分画像の周波数成分の位置を、前記回転角度検出ステップにより検出された回転角度だけ補正する回転角度補正ステップと、
各部分画像に含まれる前記上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンを基に、所定の演算及び所定の判断を行うことにより、検出された前記回転角度と潜在的な上下反転検出結果のうちの少なくとも１つに誤りがあることが検出された場合にエラー終了する第２のエラー終了ステップと、
前記初期部分画像と前記追加部分画像の各々の前記回転角度補正ステップを通した後の周波数成分の振幅分布からデータを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分を含むデータパターンを検出するデータパターン検出ステップと、
過半数の部分画像から同一のデータを表すデータパターンが検出された場合に、そのデータパターンを正しいデータパターンであると判断する多数決ステップと、
を備え、
前記データパターン検出ステップは、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分であって、情報点であるとみなされた周波数成分について、前記検査点を用いたハミング誤り訂正を行うハミングチェックステップと、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェックステップによるハミング誤り訂正後に、前記データパターンに含まれる非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分について、前記第１のパリティを用いたパリティチェックを行う第１パリティチェックステップと、
各部分画像の周波数成分の振幅分布を基に、前記ハミングチェックステップによるハミング誤り訂正後に、前記第１のパリティについて、前記第２のパリティを用いたパリティチェックを行う第２パリティチェックステップと、
各部分画像において、前記ハミングチェックステップにより誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正され、且つ、前記第１パリティチェックステップによりパリティエラーがないことが検出され、且つ、前記第２パリティチェックステップによりパリティエラーがないことが検出されたならば、前記ハミングチェックステップにより誤りがないことが検出され、又は、誤りが訂正された後に得られた各部分画像の周波数成分の振幅分布から求まる、データを表す非ゼロ周波数成分とゼロ周波数成分とのパターンを、その各部分画像から得られるデータパターンとする判断ステップと、
を備えることを特徴とする電子透かし検出方法。 A digital watermark detection method for detecting a digital watermark from an input image after the digital watermark is inserted by the digital watermark insertion method according to claim 18 and then rotated at an arbitrary angle.
An initial partial image extraction step of extracting an initial partial image from the input image;
A first Fourier transform step of Fourier transforming the data of the initial partial image to obtain an amplitude distribution of frequency components for the initial partial image;
A rotation angle detecting step for detecting a rotation angle of the input image based on a pattern of the non-zero frequency component and the zero frequency component for detecting the image rotation angle included in the amplitude distribution of the frequency component of the initial partial image; ,
If the rotation angle of the input image cannot be detected based on the pattern of the non-zero frequency component for detecting the image rotation angle and the zero frequency component included in the amplitude distribution of the frequency component for the initial partial image, an error A first error termination step to terminate;
An additional partial image extracting step of extracting an even number of two or more additional partial images from the input image;
A second Fourier transform step of Fourier transforming the data of each additional partial image to obtain an amplitude distribution of frequency components for each additional partial image;
A rotation angle correction step of correcting the position of the frequency component of the initial partial image and the position of the frequency component of the additional partial image by the rotation angle detected by the rotation angle detection step;
Based on the up / down inversion detection / rotation angle correct / incorrect determination / up / down inversion detection result correct / incorrect determination pattern included in each partial image, a predetermined calculation and a predetermined determination are performed to determine the detected rotation angle and potential A second error termination step that terminates in error when it is detected that at least one of the upside down detection results has an error;
A data pattern detection step for detecting a data pattern including a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data from the amplitude distribution of the frequency component after passing through the rotation angle correction step of each of the initial partial image and the additional partial image When,
A majority step for determining that the data pattern is a correct data pattern when a data pattern representing the same data is detected from the majority of the partial images;
With
The data pattern detection step includes
Hamming using the inspection points for non-zero frequency components and zero frequency components included in the data pattern, which are regarded as information points, based on the amplitude distribution of the frequency components of each partial image Hamming check step for error correction,
Based on the amplitude distribution of the frequency component of each partial image, after the Hamming error correction by the Hamming check step, a parity check using the first parity is performed on the non-zero frequency component and the zero frequency component included in the data pattern. Performing a first parity check step;
A second parity check step for performing a parity check using the second parity for the first parity after the Hamming error correction by the Hamming check step based on the amplitude distribution of the frequency component of each partial image;
In each partial image, the Hamming check step detects that there is no error, or the error is corrected, and the first parity check step detects that there is no parity error, and the second parity check If no parity error is detected by the step, it is detected by the Hamming check step that there is no error, or is obtained from the amplitude distribution of the frequency components of each partial image obtained after the error is corrected, A step of determining a pattern of a non-zero frequency component and a zero frequency component representing data as a data pattern obtained from each partial image;
An electronic watermark detection method comprising:
前記所定の演算は、それぞれの部分画像についての総ポイントを、それぞれの部分画像の上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに含まれる非ゼロ周波数成分の位置に基づいて求め、第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントとの差の絶対値を求め、前記第１の追加部分画像の総ポイントと前記第２の追加部分画像の総ポイントとの和の絶対値を求める演算であり、
前記所定の判断は、前記差の絶対値が所定の範囲に収まり、前記和の絶対値が所定の値以下であり、且つ、前記第１の追加部分画像についての総ポイント、前記初期部分画像についての総ポイント及び前記第２の追加部分画像についての総ポイントがこの順又はこれと逆の順に並ぶか否かをみる判断であり、
その判断結果が肯定的である場合に、前記第２のエラー終了ステップでは、エラー終了しないことを特徴とする電子透かし検出方法。 In digital watermark detection method as claimed in claim 2 2,
The predetermined calculation is based on the position of the non-zero frequency component included in the up / down inversion detection / rotation angle correctness determination / upside down detection result correct / incorrect determination pattern of each partial image. The absolute value of the difference between the total point of the first additional partial image and the total point of the second additional partial image is calculated, and the total of the total point of the first additional partial image and the second additional partial image is determined. It is an operation to find the absolute value of the sum with points,
In the predetermined determination, the absolute value of the difference falls within a predetermined range, the absolute value of the sum is equal to or less than a predetermined value, and the total points for the first additional partial image, the initial partial image And whether the total points of the second additional partial image are arranged in this order or in the reverse order,
The digital watermark detection method according to claim 2, wherein if the determination result is affirmative, the second error end step does not end with an error.
前記所定の演算は、それぞれの部分画像についての総ポイントを、それぞれの部分画像の上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに含まれる非ゼロ周波数成分の位置に基づいて求め、第１の追加部分画像の総ポイントと第２の追加部分画像の総ポイントとの差の絶対値を求め、前記第１の追加部分画像の総ポイントと前記第２の追加部分画像の総ポイントとの和の絶対値を求める演算であり、
前記所定の判断は、前記差の絶対値について第１の上限値と該第１の上限値よりも大きい第２の上限値と第１の下限値と該第１の下限値よりも小さい第２の下限値とを設け、前記和の絶対値について第３の上限値と該第３の上限値よりも大きい第４の上限値を設け、
前記差の絶対値が前記第１の上限値を超過し、前記差の絶対値が前記第１の下限値を下回り、又は、前記和の絶対値が前記第３の上限値を超過していても、その超過又は下回りの総数が所定数未満であり、且つ、前記第１の追加部分画像についての総ポイント、前記初期部分画像についての総ポイント及び前記第２の追加部分画像についての総ポイントがこの順又はこれと逆の順に並ぶか否かをみる第１の判断と、
前記差の絶対値が前記第２の上限値を超過し、前記差の絶対値が前記第２の下限値を下回り、又は、前記和の絶対値が前記第２の上限値を超過するか否かをみる第２の判断との組合せであり、
前記第１の判断による判断結果が肯定的である場合には、前記第２のエラー終了ステップでは、エラー終了せず、
前記第１の判断による判断結果が否定的である場合には、前記第２のエラー終了ステップでは、エラー終了し、
前記第２の判断による判断結果が肯定的である場合には、前記第２のエラー終了ステップでは、エラー終了することを特徴とする電子透かし検出方法。 In digital watermark detection method as claimed in claim 2 2,
The predetermined calculation is based on the position of the non-zero frequency component included in the up / down inversion detection / rotation angle correctness determination / upside down detection result correct / incorrect determination pattern of each partial image. The absolute value of the difference between the total point of the first additional partial image and the total point of the second additional partial image is calculated, and the total of the total point of the first additional partial image and the second additional partial image is determined. It is an operation to find the absolute value of the sum with points,
The predetermined determination includes a first upper limit value, a second upper limit value that is larger than the first upper limit value, a first lower limit value, and a second smaller than the first lower limit value with respect to the absolute value of the difference. And a third upper limit for the absolute value of the sum, and a fourth upper limit greater than the third upper limit,
The absolute value of the difference exceeds the first upper limit value, the absolute value of the difference is less than the first lower limit value, or the absolute value of the sum exceeds the third upper limit value And the total number of excess or less is less than a predetermined number, and the total points for the first additional partial image, the total points for the initial partial image, and the total points for the second additional partial image are A first determination as to whether or not they are arranged in this order or in the reverse order;
Whether the absolute value of the difference exceeds the second upper limit value, the absolute value of the difference is less than the second lower limit value, or the absolute value of the sum exceeds the second upper limit value In combination with the second judgment
If the determination result by the first determination is affirmative, the second error end step does not end with an error;
If the determination result of the first determination is negative, the second error end step ends with an error,
The digital watermark detection method according to claim 1, wherein if the determination result of the second determination is affirmative, the second error end step ends with an error.
それぞれの部分画像についての総ポイントを、それぞれの部分画像の上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンに含まれる非ゼロ周波数成分の位置に基づいて求める演算は、
上下反転検出／回転角度正誤判定／上下反転検出結果正誤判定用パターンを含む周波数領域から振幅の大きい順に所定数の非ゼロ周波数成分を検出して、検出された非ゼロ周波数成分の位置に割り当てられているポイントの、検出された非ゼロ周波数成分についての和を総ポイントとする演算であることを特徴とする電子透かし検出方法。 In digital watermark detection method according to claim 2 3 or 2 4,
The calculation for obtaining the total points for each partial image based on the position of the non-zero frequency component included in the up / down inversion detection / rotation angle correct / incorrect determination / up / down inversion detection result correct / incorrect determination pattern of each partial image,
Up / down inversion detection / rotation angle correct / incorrect determination / up / down inversion detection result A predetermined number of non-zero frequency components are detected in descending order from the frequency region including the correct / incorrect determination pattern, and assigned to the positions of the detected non-zero frequency components. A digital watermark detection method characterized in that the sum is a sum of detected points of non-zero frequency components.
前記初期部分画像は、面積重心を入力画像と共通とする部分画像であり、前記追加画像のうちの２つの追加部分画像は、二辺を入力画像と共通とする４つの部分画像のうち面積重心から中心線までの距離が最大である２つの部分画像であることを特徴とする電子透かし検出方法。 The digital watermark detection method according to any one of claims 2 to 25 ,
The initial partial image is a partial image whose area centroid is common to the input image, and two additional partial images of the additional images are area centroids of four partial images whose two sides are common to the input image. A digital watermark detection method comprising two partial images having a maximum distance from the center line to the center line.
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