JPH10191017A - ウォータマークを付与、および検出するための方法 - Google Patents
ウォータマークを付与、および検出するための方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 画像上に可視または不可視識別マークを挿
入、検出するためのピクセル輝度乗数からなる非常にラ
ンダムな順序によってディジタル化画像にウォータマー
キングする強固な手段を提供する。 【解決手段】 ランダム順序は、マーカーまたはマーキ
ング・エンティティかその両方で選択され把握された強
固ウォータマーキング・パラメータから形成される。ウ
ォータマーキング平面の各要素には、強固なランダム順
序と指定の輝度変調強度とに依存するランダム値を割り
当てる。生成されたウォータマーキング平面は、各ピク
セルの輝度値にウォータマーキング平面内のそれに対応
する要素値を掛けて、ディジタル画像上に付与される。
変更済み輝度値により、ディジタル画像上にランダムで
比較的不可視のウォータマークが付与される。輝度変更
はウォータマーク付与の本質である。付与されたウォー
タマークの検出には、ウォータマーキング平面を把握す
る必要がある。
入、検出するためのピクセル輝度乗数からなる非常にラ
ンダムな順序によってディジタル化画像にウォータマー
キングする強固な手段を提供する。 【解決手段】 ランダム順序は、マーカーまたはマーキ
ング・エンティティかその両方で選択され把握された強
固ウォータマーキング・パラメータから形成される。ウ
ォータマーキング平面の各要素には、強固なランダム順
序と指定の輝度変調強度とに依存するランダム値を割り
当てる。生成されたウォータマーキング平面は、各ピク
セルの輝度値にウォータマーキング平面内のそれに対応
する要素値を掛けて、ディジタル画像上に付与される。
変更済み輝度値により、ディジタル画像上にランダムで
比較的不可視のウォータマークが付与される。輝度変更
はウォータマーク付与の本質である。付与されたウォー
タマークの検出には、ウォータマーキング平面を把握す
る必要がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本出願は、ディジタル画像処
理の分野に関する。より具体的には、被加工物上の識別
マークの挿入および検出に関する。
理の分野に関する。より具体的には、被加工物上の識別
マークの挿入および検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】画像上に可視または不可視識別マークを
付けるための改良された技法を見つけるために、絶え間
ない努力が行われている。これは、一般に、所有権、起
源、信憑性を確立するために、また、その作品を盗むか
または濫用しようと考えている人を思いとどまらせるた
めにも有用である。また、識別マークは、無許可の変更
または開示の形跡を示すためにも有用である。
付けるための改良された技法を見つけるために、絶え間
ない努力が行われている。これは、一般に、所有権、起
源、信憑性を確立するために、また、その作品を盗むか
または濫用しようと考えている人を思いとどまらせるた
めにも有用である。また、識別マークは、無許可の変更
または開示の形跡を示すためにも有用である。
【０００３】可視マークは、ここでは、可視強固または
可視脆弱のいずれかとして分類する。肉眼で見ることが
でき、隠しようのない証拠を残さずに被加工物から容易
に除去することができない場合、そのマークは可視強固
として分類する。また、その被加工物またはそのカバー
を変更しようという試みによってマーク自体が目に見え
るように変更される場合、そのマークは可視脆弱として
分類する。
可視脆弱のいずれかとして分類する。肉眼で見ることが
でき、隠しようのない証拠を残さずに被加工物から容易
に除去することができない場合、そのマークは可視強固
として分類する。また、その被加工物またはそのカバー
を変更しようという試みによってマーク自体が目に見え
るように変更される場合、そのマークは可視脆弱として
分類する。
【０００４】不可視マークは、ここでは、通常の視力を
備えた人間にとってそのマークがどのように見えるかと
いう外観に関して分類する。マーキングが付いていない
画像がマーキングが付いている画像コピーとともに表示
されたときに人間がこれらのコピーのいずれか一方を同
じように選択する場合、画像上のマークは、検出不能不
可視という不可視分類レベルを有するものとして分類す
る。検出不能不可視マークは、人間が認識可能な差程度
である。人間が認識可能な差を上回るが、人間の注意を
逸らさない場合、画像上のマークは、閾下不可視という
不可視分類レベルを有するものとして分類する。マーキ
ングした画像がそのマークのためにその有用性または価
値を失わない場合、画像マーキングは限界不可視である
として分類する。そのマーキングによって画像の有用性
または価値あるいはその両方が低下する場合、画像マー
キングは不完全不可視であると分類する。
備えた人間にとってそのマークがどのように見えるかと
いう外観に関して分類する。マーキングが付いていない
画像がマーキングが付いている画像コピーとともに表示
されたときに人間がこれらのコピーのいずれか一方を同
じように選択する場合、画像上のマークは、検出不能不
可視という不可視分類レベルを有するものとして分類す
る。検出不能不可視マークは、人間が認識可能な差程度
である。人間が認識可能な差を上回るが、人間の注意を
逸らさない場合、画像上のマークは、閾下不可視という
不可視分類レベルを有するものとして分類する。マーキ
ングした画像がそのマークのためにその有用性または価
値を失わない場合、画像マーキングは限界不可視である
として分類する。そのマーキングによって画像の有用性
または価値あるいはその両方が低下する場合、画像マー
キングは不完全不可視であると分類する。
【０００５】現在、所有権と信憑性を確立するための一
般に信頼できる方法としては、ハードコピー文書の可視
マーキングと不可視マーキングの両方を使用する。この
ような方法は、ここではディジタル画像または画像とも
いう「ソフトコピー」ディジタル化画像をマーキングす
るためにも有用である。ディジタル画像は、その画像の
（１つまたは複数の）カラー平面に対応する数値からな
る矩形アレイとしてコンピュータのメモリに走査され格
納された物理画像を抽象化したものである。物理画像の
非常に小さい領域に対応する各アレイ要素は、画素また
はピクセルと呼ぶ。モノクロ画像用の各ピクセルに関連
する数値は、その単一カラー（黒および白）平面上のそ
の平均輝度の大きさを表す。カラー画像の場合、各ピク
セルは、その３つのカラー平面を表すその三刺激カラー
成分の大きさまたは平均輝度に関連しそれを表す値を有
する。その他の画像表現は、各ピクセルごとに４つ以上
のカラー成分を有する。画像のカラー平面の各平面ごと
に、異なる値が関連付けられている。
般に信頼できる方法としては、ハードコピー文書の可視
マーキングと不可視マーキングの両方を使用する。この
ような方法は、ここではディジタル画像または画像とも
いう「ソフトコピー」ディジタル化画像をマーキングす
るためにも有用である。ディジタル画像は、その画像の
（１つまたは複数の）カラー平面に対応する数値からな
る矩形アレイとしてコンピュータのメモリに走査され格
納された物理画像を抽象化したものである。物理画像の
非常に小さい領域に対応する各アレイ要素は、画素また
はピクセルと呼ぶ。モノクロ画像用の各ピクセルに関連
する数値は、その単一カラー（黒および白）平面上のそ
の平均輝度の大きさを表す。カラー画像の場合、各ピク
セルは、その３つのカラー平面を表すその三刺激カラー
成分の大きさまたは平均輝度に関連しそれを表す値を有
する。その他の画像表現は、各ピクセルごとに４つ以上
のカラー成分を有する。画像のカラー平面の各平面ごと
に、異なる値が関連付けられている。
【０００６】以下の説明でカラー平面という場合、ピク
セルのカラー特性を定義するために特定の画像ディジタ
ル化技法が使用する任意の数のカラー平面を含むものと
理解されたい。これは、モノクロ画像を定義する単一平
面しかない場合も含む。
セルのカラー特性を定義するために特定の画像ディジタ
ル化技法が使用する任意の数のカラー平面を含むものと
理解されたい。これは、モノクロ画像を定義する単一平
面しかない場合も含む。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ディジタル化画像は、
個々のピクセルがディスプレイ上に白またはカラー・ラ
イトのドットとしてあるいはハードコピー上に黒または
カラー・インクまたはダイ（dye）のドットとして表示
される場合のみ、見る人にとって画像として認識可能で
ある。通常、ピクセルは、人間の視覚系統によって分解
不能なほど密接な間隔になっている。この結果、人間の
視覚系統によって近隣ピクセルが元の物理画像の表現に
融合する。人間の視覚系統による画像融合によって、画
像の不可視マーキングまたは比較的不可視なマーキング
が可能になる。ここに記載する方法では、所望の不可視
分類に応じてディジタル化画像に不可視ウォータマーク
を付与し、その結果、その存在を立証するために、この
特性を完全に活用する。強固な不可視マーキングをディ
ジタル画像上に付与し、その検出を立証することは、こ
こでは不可視ウォータマーキングというが、本発明の主
な態様の１つである。
個々のピクセルがディスプレイ上に白またはカラー・ラ
イトのドットとしてあるいはハードコピー上に黒または
カラー・インクまたはダイ（dye）のドットとして表示
される場合のみ、見る人にとって画像として認識可能で
ある。通常、ピクセルは、人間の視覚系統によって分解
不能なほど密接な間隔になっている。この結果、人間の
視覚系統によって近隣ピクセルが元の物理画像の表現に
融合する。人間の視覚系統による画像融合によって、画
像の不可視マーキングまたは比較的不可視なマーキング
が可能になる。ここに記載する方法では、所望の不可視
分類に応じてディジタル化画像に不可視ウォータマーク
を付与し、その結果、その存在を立証するために、この
特性を完全に活用する。強固な不可視マーキングをディ
ジタル画像上に付与し、その検出を立証することは、こ
こでは不可視ウォータマーキングというが、本発明の主
な態様の１つである。
【０００８】占有ディジタル化画像に不可視ウォータマ
ークを付与する適当な不可視ウォータマーキング技法
は、いくつかの特性を満足しなければならない。付与さ
れたウォータマークは、所望の不可視分類レベルに応じ
て、通常のまたは矯正済み視覚調整能力を有する人にと
って不可視に見えなければならない。マーキングの程度
が二分法であることは明らかである。画像を無許可使用
から保護することと、ウォータマークによって画像の外
観が不快なほど変更されないことについて、比較検討を
行う必要がある。一般に、これは、均一なカラー平面に
ウォータマークを付与したときに認識可能なパターンが
マークを付けた画像に現れてはならないことを意味す
る。この要件は、そのピクセルの色相を変化させること
によって画像にマーキングすることを防止するものであ
る。というのは、人間の視覚系統は輝度より色相の変化
に対する方がかなり敏感であるからである。この要件
は、適当な方法で実現されたピクセル輝度の変動に基づ
く技法によって満足することができる。また、ピクセル
輝度の変動に基づく技法により、カラー画像に適用され
る同じマーキング技法をモノクロ画像にも同じように適
用することができる。
ークを付与する適当な不可視ウォータマーキング技法
は、いくつかの特性を満足しなければならない。付与さ
れたウォータマークは、所望の不可視分類レベルに応じ
て、通常のまたは矯正済み視覚調整能力を有する人にと
って不可視に見えなければならない。マーキングの程度
が二分法であることは明らかである。画像を無許可使用
から保護することと、ウォータマークによって画像の外
観が不快なほど変更されないことについて、比較検討を
行う必要がある。一般に、これは、均一なカラー平面に
ウォータマークを付与したときに認識可能なパターンが
マークを付けた画像に現れてはならないことを意味す
る。この要件は、そのピクセルの色相を変化させること
によって画像にマーキングすることを防止するものであ
る。というのは、人間の視覚系統は輝度より色相の変化
に対する方がかなり敏感であるからである。この要件
は、適当な方法で実現されたピクセル輝度の変動に基づ
く技法によって満足することができる。また、ピクセル
輝度の変動に基づく技法により、カラー画像に適用され
る同じマーキング技法をモノクロ画像にも同じように適
用することができる。
【０００９】適当な不可視ウォータマーキング技法のも
う１つの特性は、不正明確検出の確率が消えそうなほど
小さくなるような検出方式を備えてなければならないこ
とである。本発明では、１つも存在しないときの画像内
のウォータマークの検出の確率は、１００万分の１未満
でなければならない。一般に、技法の基礎がしっかりし
ている場合、この要件を満足するのはあまり難しいこと
ではない。
う１つの特性は、不正明確検出の確率が消えそうなほど
小さくなるような検出方式を備えてなければならないこ
とである。本発明では、１つも存在しないときの画像内
のウォータマークの検出の確率は、１００万分の１未満
でなければならない。一般に、技法の基礎がしっかりし
ている場合、この要件を満足するのはあまり難しいこと
ではない。
【００１０】適当な不可視ウォータマーキング技法のさ
らにもう１つの特性は、画像に付与させるマーキングの
程度を変更することが可能でなければならないことであ
る。このため、ウォータマークは、特定の応用例が必要
とする程度に検出可能なのものにすることができる。こ
の特性は、その検出の見込みを高めるためにマークの強
さを増すことがしばしば必要になるような高度テキスチ
ャ画像では重要なことである。これは、ウォータマーク
自体の不要な可視人工物を減らすためにマーキングの強
さを低減することが有利であるような低コントラストを
有する画像とは矛盾する。
らにもう１つの特性は、画像に付与させるマーキングの
程度を変更することが可能でなければならないことであ
る。このため、ウォータマークは、特定の応用例が必要
とする程度に検出可能なのものにすることができる。こ
の特性は、その検出の見込みを高めるためにマークの強
さを増すことがしばしば必要になるような高度テキスチ
ャ画像では重要なことである。これは、ウォータマーク
自体の不要な可視人工物を減らすためにマーキングの強
さを低減することが有利であるような低コントラストを
有する画像とは矛盾する。
【００１１】また、検出されたときにウォータマークの
立証済みの存在が、高い明度比を備えた比較的きわだっ
た特徴を有する認識可能な可視画像に変換可能でなけれ
ばならないことも非常に望ましいことである。比較的き
わだっていない立証済み可視画像の特徴は、本来なら、
その保護を無効にしようとしてウォータマークを攻撃し
たかどうかを示しにくい可能性がある。
立証済みの存在が、高い明度比を備えた比較的きわだっ
た特徴を有する認識可能な可視画像に変換可能でなけれ
ばならないことも非常に望ましいことである。比較的き
わだっていない立証済み可視画像の特徴は、本来なら、
その保護を無効にしようとしてウォータマークを攻撃し
たかどうかを示しにくい可能性がある。
【００１２】最後に、付与されたウォータマークは、除
去したり検出不能にするのが非常に困難になるように、
強固でなければならない。また、このウォータマーク
は、本質的に使用可能度を上回るほど画像を損傷するよ
うな画像操作に耐えられるものでなければならない。こ
れは、ＪＰＥＧの「損失のある」圧縮、画像回転、線形
または非線形サイズ変更、明度強化、鮮明化、「スペッ
クル除去」、ピクセル編集、画像上の相関または非相関
雑音フィールドの重ね合わせなどを含むが、これらに限
定されない。ウォータマークを無効にするかまたは除去
しようという試みは、一般に、その画像を使用する権利
を購入するより面倒で費用がかかるものでなければなら
ない。画像が希少価値のものである場合、ウォータマー
クはその隠しようのない痕跡をほとんどいつも回復でき
るほど除去しにくいものであることが望ましい。
去したり検出不能にするのが非常に困難になるように、
強固でなければならない。また、このウォータマーク
は、本質的に使用可能度を上回るほど画像を損傷するよ
うな画像操作に耐えられるものでなければならない。こ
れは、ＪＰＥＧの「損失のある」圧縮、画像回転、線形
または非線形サイズ変更、明度強化、鮮明化、「スペッ
クル除去」、ピクセル編集、画像上の相関または非相関
雑音フィールドの重ね合わせなどを含むが、これらに限
定されない。ウォータマークを無効にするかまたは除去
しようという試みは、一般に、その画像を使用する権利
を購入するより面倒で費用がかかるものでなければなら
ない。画像が希少価値のものである場合、ウォータマー
クはその隠しようのない痕跡をほとんどいつも回復でき
るほど除去しにくいものであることが望ましい。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様は、
ディジタル化画像上にウォータマークを付与するための
方法であって、ディジタル化画像を用意するステップ
と、画像ピクセルのうちの少なくとも１つに関連する輝
度データに所定の輝度倍率を掛けるステップとを含む方
法を提供することである。画像は複数のピクセルを含
み、それぞれのピクセルは、画像がモノクロの場合は１
つの輝度値を表し、画像が複数のカラーを有する場合は
複数の輝度データ値を表す輝度データを含む。一実施例
の輝度倍率は０．９〜１．１の範囲である。輝度倍率は
乱数列から取った数値との関係を有し、その関係は所望
の変調強度を提供するための線形再マッピングである。
ディジタル化画像上にウォータマークを付与するための
方法であって、ディジタル化画像を用意するステップ
と、画像ピクセルのうちの少なくとも１つに関連する輝
度データに所定の輝度倍率を掛けるステップとを含む方
法を提供することである。画像は複数のピクセルを含
み、それぞれのピクセルは、画像がモノクロの場合は１
つの輝度値を表し、画像が複数のカラーを有する場合は
複数の輝度データ値を表す輝度データを含む。一実施例
の輝度倍率は０．９〜１．１の範囲である。輝度倍率は
乱数列から取った数値との関係を有し、その関係は所望
の変調強度を提供するための線形再マッピングである。
【００１４】一実施例では、それぞれのピクセルは、デ
ィジタル化画像を表すアレイ内の行および列位置を有
し、輝度倍率は、その行および列位置との順次対応関係
にある強固な乱数列からの数値からなる別の順次組合せ
を使用する。
ィジタル化画像を表すアレイ内の行および列位置を有
し、輝度倍率は、その行および列位置との順次対応関係
にある強固な乱数列からの数値からなる別の順次組合せ
を使用する。
【００１５】本発明の他の態様は、ウォータマーキング
した画像を生成するための方法であって、元の輝度を有
する複数の元の要素を有するディジタル画像上にウォー
タマークを付与する方法を提供することである。この方
法は、ウォータマーク輝度倍率を有し、元の要素との１
対１の対応関係を有する、複数のウォータマーキング要
素を含むディジタル化ウォータマーキング平面を用意す
るステップを含む。また、この方法は、元の要素のそれ
ぞれの元の輝度にウォータマーク要素のうちの対応する
１つの輝度倍率を掛けることによりウォータマーキング
した画像を生成するステップも含み、そのウォータマー
クは不可視である。一実施例では、元の画像は元の平面
を形成し、ウォータマーキング画像は元の平面より小さ
いウォータマーキング平面を形成し、この方法は、ウォ
ータマーキング平面が元の平面を覆うようにタイル張り
することによりウォータマーキング平面を拡張するステ
ップをさらに含むか、またはウォータマーキング平面が
元の平面を越えて延びると判断したときにウォータマー
キング平面が元の平面を覆うようにウォータマーキング
平面を切り詰めるステップをさらに含むか、あるいはそ
の両方のステップをさらに含む。
した画像を生成するための方法であって、元の輝度を有
する複数の元の要素を有するディジタル画像上にウォー
タマークを付与する方法を提供することである。この方
法は、ウォータマーク輝度倍率を有し、元の要素との１
対１の対応関係を有する、複数のウォータマーキング要
素を含むディジタル化ウォータマーキング平面を用意す
るステップを含む。また、この方法は、元の要素のそれ
ぞれの元の輝度にウォータマーク要素のうちの対応する
１つの輝度倍率を掛けることによりウォータマーキング
した画像を生成するステップも含み、そのウォータマー
クは不可視である。一実施例では、元の画像は元の平面
を形成し、ウォータマーキング画像は元の平面より小さ
いウォータマーキング平面を形成し、この方法は、ウォ
ータマーキング平面が元の平面を覆うようにタイル張り
することによりウォータマーキング平面を拡張するステ
ップをさらに含むか、またはウォータマーキング平面が
元の平面を越えて延びると判断したときにウォータマー
キング平面が元の平面を覆うようにウォータマーキング
平面を切り詰めるステップをさらに含むか、あるいはそ
の両方のステップをさらに含む。
【００１６】本発明の他の態様は、それぞれが乗算値を
有する複数の要素を含むウォータマーキング平面を形成
するための方法を提供することである。この方法は、第
１の複数のビットを有する整数からなる確実なランダム
順序を生成するステップと、所望の変調強度を提供する
ための輝度倍率からなる再マッピング済み順序を形成す
るためにランダム順序を線形再マッピングするステップ
と、周波数座標を有するフーリエ順序を形成するために
再マッピング済み順序の離散フーリエ変換を計算するス
テップと、拡張順序を形成するために周波数座標を拡張
するステップと、複数の値からなるウォータマーキング
順序を入手するために拡張順序の逆フーリエ変換を計算
するステップとを含む。
有する複数の要素を含むウォータマーキング平面を形成
するための方法を提供することである。この方法は、第
１の複数のビットを有する整数からなる確実なランダム
順序を生成するステップと、所望の変調強度を提供する
ための輝度倍率からなる再マッピング済み順序を形成す
るためにランダム順序を線形再マッピングするステップ
と、周波数座標を有するフーリエ順序を形成するために
再マッピング済み順序の離散フーリエ変換を計算するス
テップと、拡張順序を形成するために周波数座標を拡張
するステップと、複数の値からなるウォータマーキング
順序を入手するために拡張順序の逆フーリエ変換を計算
するステップとを含む。
【００１７】一実施例は、以下のものをさらに１つまた
は複数含む。すなわち、拡張ステップはゼロ埋込みによ
って達成され、この方法はそれぞれの要素について乗算
値を提供するためにウォータマーキング順序を使用する
ステップをさらに含み、この方法は順序メンバーを有す
るハードクリッピング済み順序を形成するためにウォー
タマーキング順序をハードクリッピングするステップ
と、それぞれの要素について乗算値を提供するために順
序メンバーのうちの他の１つを使用するステップとをさ
らに含み、この方法は１と変調強度との差に等しい平均
および中央値を有し、１という最大値を有する値からな
る正規化順序を順序を形成するためにウォータマーキン
グ順序を調整するステップと、それぞれの要素について
乗算値を提供するために正規化順序を使用するステップ
とをさらに含み、この方法はそれぞれのピクセルが少な
くとも１つの輝度規模を有する複数の元のピクセルを有
するマーキングしていない元の画像を提供するステップ
であって、元のピクセルのうちの第１の数値の方が複数
の要素のうちの第２の数値より大きいステップと、それ
ぞれのピクセルの１つが全要素のうちの対応する１つの
要素を有するようにマーキングしていない元の画像を覆
うようにタイル張りすることによりウォータマーキング
平面を拡張するステップと、それぞれのピクセルの少な
くとも１つの輝度規模に対応する要素の乗算値を掛ける
ステップとをさらに含む。
は複数含む。すなわち、拡張ステップはゼロ埋込みによ
って達成され、この方法はそれぞれの要素について乗算
値を提供するためにウォータマーキング順序を使用する
ステップをさらに含み、この方法は順序メンバーを有す
るハードクリッピング済み順序を形成するためにウォー
タマーキング順序をハードクリッピングするステップ
と、それぞれの要素について乗算値を提供するために順
序メンバーのうちの他の１つを使用するステップとをさ
らに含み、この方法は１と変調強度との差に等しい平均
および中央値を有し、１という最大値を有する値からな
る正規化順序を順序を形成するためにウォータマーキン
グ順序を調整するステップと、それぞれの要素について
乗算値を提供するために正規化順序を使用するステップ
とをさらに含み、この方法はそれぞれのピクセルが少な
くとも１つの輝度規模を有する複数の元のピクセルを有
するマーキングしていない元の画像を提供するステップ
であって、元のピクセルのうちの第１の数値の方が複数
の要素のうちの第２の数値より大きいステップと、それ
ぞれのピクセルの１つが全要素のうちの対応する１つの
要素を有するようにマーキングしていない元の画像を覆
うようにタイル張りすることによりウォータマーキング
平面を拡張するステップと、それぞれのピクセルの少な
くとも１つの輝度規模に対応する要素の乗算値を掛ける
ステップとをさらに含む。
【００１８】本発明のさらに他の態様は、マーキングし
た画像内のウォータマークを検出するための方法を提供
することである。マーキングした画像は、複数のウォー
タマーキング要素を有するウォータマーキング平面によ
ってマーキングされる。それぞれの画像ピクセルは少な
くとも１つの輝度値を有し、それぞれのウォータマーキ
ング要素は輝度倍率を有する。この方法は、セレクタ
と、ビジュアライザと、複数のセレクタ要素および位置
のそれぞれに関する画像ピクセルの統計輝度と近隣要素
／ピクセルの統計輝度を備えたウォータマーキング平面
要素との比較から得られる比較データを格納するための
少なくとも１つのカウンタとを使用する。この方法は、
ビジュアライザ・ピクセルによってコード化されたパタ
ーンが認識可能であり、ウォータマークが検出されたか
どうかに関する判断をユーザが行えるように、ビジュア
ライザ一致画像を表示するステップをさらに含む。
た画像内のウォータマークを検出するための方法を提供
することである。マーキングした画像は、複数のウォー
タマーキング要素を有するウォータマーキング平面によ
ってマーキングされる。それぞれの画像ピクセルは少な
くとも１つの輝度値を有し、それぞれのウォータマーキ
ング要素は輝度倍率を有する。この方法は、セレクタ
と、ビジュアライザと、複数のセレクタ要素および位置
のそれぞれに関する画像ピクセルの統計輝度と近隣要素
／ピクセルの統計輝度を備えたウォータマーキング平面
要素との比較から得られる比較データを格納するための
少なくとも１つのカウンタとを使用する。この方法は、
ビジュアライザ・ピクセルによってコード化されたパタ
ーンが認識可能であり、ウォータマークが検出されたか
どうかに関する判断をユーザが行えるように、ビジュア
ライザ一致画像を表示するステップをさらに含む。
【００１９】添付図面に関連して以下に示す本発明の詳
細な説明をさらに検討すると、本発明の上記その他の目
的、特徴、利点は明らかになるだろう。
細な説明をさらに検討すると、本発明の上記その他の目
的、特徴、利点は明らかになるだろう。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明は、ピクセル輝度乗数から
なる非常にランダムな順序によってディジタル化画像に
ウォータマーキングする強固な手段を提供するものであ
る。このランダム順序は、マーカーまたはマーキング・
エンティティあるいはその両方のみによって選択され把
握された４つの「強固ウォータマーキング・パラメー
タ」から形成される。マーキング中のディジタル画像の
その要素アレイ（複数も可）との１対１の対応関係を備
えた１つの要素アレイを有するウォータマーキング平面
が生成される。ウォータマーキング平面の各要素には、
強固なランダム順序と指定の輝度変調強度とに依存する
ランダム値が割り当てられる。このように生成されたウ
ォータマーキング平面は、各ピクセルの輝度値（複数も
可）にウォータマーキング平面内のそれに対応する要素
値を掛けることにより、ディジタル画像上に付与され
る。その結果の変更済み輝度値により、ディジタル画像
上にランダムで比較的不可視のウォータマークが付与さ
れる。付与されたウォータマークを検出するには、それ
によってウォータマークが付与されたウォータマーキン
グ平面を把握する必要がある。ウォータマーキング平面
を再生成するには、その公式化で使用する強固マーキン
グ・パラメータを知っていることが必要である。一般に
これは、マーカーまたはマーキング・エンティティある
いはその両方のみが把握していることである。再生成後
にウォータマーキング平面を「ビジュアライザ」内に位
置する検証画像とともに使用して、ウォータマークの存
在を立証する。
なる非常にランダムな順序によってディジタル化画像に
ウォータマーキングする強固な手段を提供するものであ
る。このランダム順序は、マーカーまたはマーキング・
エンティティあるいはその両方のみによって選択され把
握された４つの「強固ウォータマーキング・パラメー
タ」から形成される。マーキング中のディジタル画像の
その要素アレイ（複数も可）との１対１の対応関係を備
えた１つの要素アレイを有するウォータマーキング平面
が生成される。ウォータマーキング平面の各要素には、
強固なランダム順序と指定の輝度変調強度とに依存する
ランダム値が割り当てられる。このように生成されたウ
ォータマーキング平面は、各ピクセルの輝度値（複数も
可）にウォータマーキング平面内のそれに対応する要素
値を掛けることにより、ディジタル画像上に付与され
る。その結果の変更済み輝度値により、ディジタル画像
上にランダムで比較的不可視のウォータマークが付与さ
れる。付与されたウォータマークを検出するには、それ
によってウォータマークが付与されたウォータマーキン
グ平面を把握する必要がある。ウォータマーキング平面
を再生成するには、その公式化で使用する強固マーキン
グ・パラメータを知っていることが必要である。一般に
これは、マーカーまたはマーキング・エンティティある
いはその両方のみが把握していることである。再生成後
にウォータマーキング平面を「ビジュアライザ」内に位
置する検証画像とともに使用して、ウォータマークの存
在を立証する。
【００２１】輝度変更は、本発明によるウォータマーク
付与の本質である。ここで使用するピクセル輝度は、３
つの原刺激のマッチング混合物に対応するＣＩＥ１９３
１の測色標準観測者および座標系の三刺激成分輝度Ｘ、
Ｙ、Ｚの点から視覚刺激の輝度を表す。ピクセル輝度の
詳細説明については、G.ウィシェスキ（Wyszecki）およ
びW. S.スタイルズ（Styles）による"Color Science: C
oncepts and Methods,Quantitative Data and Formula
e"（John Wiley & Sons, Inc.（第２版）、ニューヨー
ク、１９８２年、１６４〜１６９ページ）に記載されて
いるが、同書は参照によりその全体が本明細書に組み込
まれる。ＣＩＥ１９３１標準では、３つの特定の原刺激
を指定している。この刺激は、放射測定数量であり、そ
のため、ワットなどの放射測定単位で表される。現代の
比色分析のほぼすべてが基礎とするグラスマンの法則で
は、３つの特定の原刺激の使用またはそれらの別個の線
形組合せであるその他の３つの刺激の使用が必要であ
る。これについては、D. B.ジャッド（Judd）およびG.
ウィシェスキによる「Color in Business, Science,and
Industry」（第３版）（John Wiley & Sons, Inc.、ニ
ューヨーク、１９７５年、４５〜４７ページ）で論じら
れているが、同書は参照によりその全体が本明細書に組
み込まれる。１つのピクセルの輝度のみを変更しても、
その色相および彩度によって表されるそのカラーは変更
されない。これは、Ｙの大きさを変更しながら、Ｘ：Ｙ
およびＺ：Ｙという比率を保持することによって達成さ
れる。カラー印刷で使用するシアン、マジェンタ、イエ
ロー、ブラック（ＣＭＹＫ）という減法染料の色空間な
どの非線形色空間で表されるピクセルは、そのピクセル
の輝度が変更される前にＸ、Ｙ、Ｚの色空間（またはそ
れに対して線形の関係にある色空間）に変換される。
付与の本質である。ここで使用するピクセル輝度は、３
つの原刺激のマッチング混合物に対応するＣＩＥ１９３
１の測色標準観測者および座標系の三刺激成分輝度Ｘ、
Ｙ、Ｚの点から視覚刺激の輝度を表す。ピクセル輝度の
詳細説明については、G.ウィシェスキ（Wyszecki）およ
びW. S.スタイルズ（Styles）による"Color Science: C
oncepts and Methods,Quantitative Data and Formula
e"（John Wiley & Sons, Inc.（第２版）、ニューヨー
ク、１９８２年、１６４〜１６９ページ）に記載されて
いるが、同書は参照によりその全体が本明細書に組み込
まれる。ＣＩＥ１９３１標準では、３つの特定の原刺激
を指定している。この刺激は、放射測定数量であり、そ
のため、ワットなどの放射測定単位で表される。現代の
比色分析のほぼすべてが基礎とするグラスマンの法則で
は、３つの特定の原刺激の使用またはそれらの別個の線
形組合せであるその他の３つの刺激の使用が必要であ
る。これについては、D. B.ジャッド（Judd）およびG.
ウィシェスキによる「Color in Business, Science,and
Industry」（第３版）（John Wiley & Sons, Inc.、ニ
ューヨーク、１９７５年、４５〜４７ページ）で論じら
れているが、同書は参照によりその全体が本明細書に組
み込まれる。１つのピクセルの輝度のみを変更しても、
その色相および彩度によって表されるそのカラーは変更
されない。これは、Ｙの大きさを変更しながら、Ｘ：Ｙ
およびＺ：Ｙという比率を保持することによって達成さ
れる。カラー印刷で使用するシアン、マジェンタ、イエ
ロー、ブラック（ＣＭＹＫ）という減法染料の色空間な
どの非線形色空間で表されるピクセルは、そのピクセル
の輝度が変更される前にＸ、Ｙ、Ｚの色空間（またはそ
れに対して線形の関係にある色空間）に変換される。
【００２２】図１は、本発明によりディジタル化画像上
に比較的不可視のウォータマークを付与するためのシス
テム実施例のブロック図を示している。図１は、本発明
の一実施例による使用に適した画像取込み配布システム
１５０を示している。スキャナ１００は、物理ソース１
０２から画像データ１０１を取り込む。物理ソース１０
２は通常、絵画または写真である。画像はディジタル・
コンピュータ１０４にデータ１０１を送る。コンピュー
タ１０４は、通常はコンピュータのランダム・アクセル
・メモリで実現される作業記憶域１０６と、多くの場
合、従来のハード・ディスク・ドライブである画像記憶
システム１０８と、テープまたはディスク記憶装置にす
ることができる画像アーカイブ１１０とを含む。コンピ
ュータ１０４はいくつかのソフトウェア・モジュールも
含む。これらは、スキャナ１００によって提供される画
像データのスケーリングおよび拡張などの画像処理を実
行するフロント・エンド画像処理ソフトウェア１１２を
含む。また、これは、本発明の原理により動作するカラ
ー保持ウォータマーキング・ソフトウェア１１４と、ウ
ォータマーキングした画像上の圧縮などのその他の処理
機能を実行するバックエンド画像処理ソフトウェア１１
６も含む。多くの場合、未処理またはフロントエンドで
ディジタル化した元の画像１０１は、ウォータマーキン
グしていない形式で保存するために画像アーカイブ１１
０に送られる。
に比較的不可視のウォータマークを付与するためのシス
テム実施例のブロック図を示している。図１は、本発明
の一実施例による使用に適した画像取込み配布システム
１５０を示している。スキャナ１００は、物理ソース１
０２から画像データ１０１を取り込む。物理ソース１０
２は通常、絵画または写真である。画像はディジタル・
コンピュータ１０４にデータ１０１を送る。コンピュー
タ１０４は、通常はコンピュータのランダム・アクセル
・メモリで実現される作業記憶域１０６と、多くの場
合、従来のハード・ディスク・ドライブである画像記憶
システム１０８と、テープまたはディスク記憶装置にす
ることができる画像アーカイブ１１０とを含む。コンピ
ュータ１０４はいくつかのソフトウェア・モジュールも
含む。これらは、スキャナ１００によって提供される画
像データのスケーリングおよび拡張などの画像処理を実
行するフロント・エンド画像処理ソフトウェア１１２を
含む。また、これは、本発明の原理により動作するカラ
ー保持ウォータマーキング・ソフトウェア１１４と、ウ
ォータマーキングした画像上の圧縮などのその他の処理
機能を実行するバックエンド画像処理ソフトウェア１１
６も含む。多くの場合、未処理またはフロントエンドで
ディジタル化した元の画像１０１は、ウォータマーキン
グしていない形式で保存するために画像アーカイブ１１
０に送られる。
【００２３】代替実施例は、スキャナ１００を必要とせ
ずにディジタル化形式１０１ですでに入手可能な元の画
像を有する。ウォータマーキング・ソフトウェア１１４
は、本発明の原理によりディジタル化画像１０１に比較
的不可視のウォータマークを付与させる。ウォータマー
キング・プロセスは、コンピュータの作業記憶域１０６
内に全部または一部がすでにロードされている、アーカ
イブした画像のコピーまたはスキャンし処理したその他
の画像データについて実行することもできる。
ずにディジタル化形式１０１ですでに入手可能な元の画
像を有する。ウォータマーキング・ソフトウェア１１４
は、本発明の原理によりディジタル化画像１０１に比較
的不可視のウォータマークを付与させる。ウォータマー
キング・プロセスは、コンピュータの作業記憶域１０６
内に全部または一部がすでにロードされている、アーカ
イブした画像のコピーまたはスキャンし処理したその他
の画像データについて実行することもできる。
【００２４】処理し、ウォータマーキングし、圧縮し、
ソフトウェア・モジュール１１２〜１１６の組合せによ
って生成した画像は、作業記憶域１０６または画像記憶
域１０８から、ディジタル・ネットワーク１２０に接続
された画像サーバ１１８に送られる。該当する場合、デ
ィジタル・ネットワークは、ローカル・エリア・ネット
ワーク（ＬＡＮ）、インターネットなどの広域ネットワ
ーク（ＷＡＮ）、またはその両方と相互接続される。デ
ィジタル・ネットワーク１２０に接続されたその他のシ
ステム１２２は、ディジタル・ネットワーク１２０を介
して画像サーバ１１８上に格納された画像を要求し、受
け取ることができる。場合によっては、システムは、受
け取った画像を表示装置１２４上に表示するか、または
グラフィックス対応プリンタ１２６で画像を印刷する
か、あるいはその両方を行うことができる。当業者であ
れば、本発明を使用可能なその他のシステム構成が数多
く存在することが分かるだろう。図１のシステムは、一
般に、後述するような方法でウォータマークの存在を検
出して立証するためにも有用である。
ソフトウェア・モジュール１１２〜１１６の組合せによ
って生成した画像は、作業記憶域１０６または画像記憶
域１０８から、ディジタル・ネットワーク１２０に接続
された画像サーバ１１８に送られる。該当する場合、デ
ィジタル・ネットワークは、ローカル・エリア・ネット
ワーク（ＬＡＮ）、インターネットなどの広域ネットワ
ーク（ＷＡＮ）、またはその両方と相互接続される。デ
ィジタル・ネットワーク１２０に接続されたその他のシ
ステム１２２は、ディジタル・ネットワーク１２０を介
して画像サーバ１１８上に格納された画像を要求し、受
け取ることができる。場合によっては、システムは、受
け取った画像を表示装置１２４上に表示するか、または
グラフィックス対応プリンタ１２６で画像を印刷する
か、あるいはその両方を行うことができる。当業者であ
れば、本発明を使用可能なその他のシステム構成が数多
く存在することが分かるだろう。図１のシステムは、一
般に、後述するような方法でウォータマークの存在を検
出して立証するためにも有用である。
【００２５】強固なウォータマークによる画像のマーキ
ング 一実施例では、ディジタル化画像上に付与したウォータ
マークは、ディジタル化画像に重なるモノクロ・パター
ンであり、ここでは「ウォータマーキング平面」と呼
ぶ。このパターンは、１群の強固順序生成パラメータか
ら形成される強固なランダム順序からその要素値を選択
することによって実現される。このパラメータは、当業
者にとって周知の方法で一般に強力に暗号化されたラン
ダム順序を生成するために使用する。このパラメータ
は、ここでは「強固ウォータマーキング・パラメータ」
という。好ましい実施例では、このようなパラメータと
しては、暗号キー、線形乱数発生器の２つの係数、乱数
発生器の初期値を含む。
ング 一実施例では、ディジタル化画像上に付与したウォータ
マークは、ディジタル化画像に重なるモノクロ・パター
ンであり、ここでは「ウォータマーキング平面」と呼
ぶ。このパターンは、１群の強固順序生成パラメータか
ら形成される強固なランダム順序からその要素値を選択
することによって実現される。このパラメータは、当業
者にとって周知の方法で一般に強力に暗号化されたラン
ダム順序を生成するために使用する。このパラメータ
は、ここでは「強固ウォータマーキング・パラメータ」
という。好ましい実施例では、このようなパラメータと
しては、暗号キー、線形乱数発生器の２つの係数、乱数
発生器の初期値を含む。
【００２６】強固なランダム順序の各値または各群の値
はディジタル化画像のピクセルの１つに関連付けられて
いる。多くの場合、ランダム順序の値は、特定の基準を
満たすように線形に再マッピングされる。各ピクセルの
複数のカラー平面のすべての輝度値には、その輝度倍率
または倍率という、その関連線形再マッピング強固ラン
ダム順序値が掛けられる。要素輝度値を１０パーセント
未満変更する輝度倍率は、ここでは、比較的不可視なウ
ォータマークを生成する輝度倍率という。ただし、ウォ
ータマーキングする画像のテキスチャに応じて、輝度値
は一般に平均で０．３〜４パーセント程度、まれに６パ
ーセントまでのパーセント係数分だけ変更されることに
留意されたい。これは、マーキングの可視性を低くする
ためのものである。このパーセント係数は、ここでは変
調強度という。使用する実際の変調強度は、特定の用途
が必要とする不可視分類レベルに依存する。ただし、１
を上回る輝度倍率の使用は賢明ではない。この結果、一
部のピクセル輝度値が１を上回る可能性があるからであ
る。使用した場合は、１を上回るすべての輝度値を１と
いう値にクリッピングすることをお薦めする。これによ
り、ピクセルのカラーが変更され、画像の外観が変更さ
れる可能性がある。
はディジタル化画像のピクセルの１つに関連付けられて
いる。多くの場合、ランダム順序の値は、特定の基準を
満たすように線形に再マッピングされる。各ピクセルの
複数のカラー平面のすべての輝度値には、その輝度倍率
または倍率という、その関連線形再マッピング強固ラン
ダム順序値が掛けられる。要素輝度値を１０パーセント
未満変更する輝度倍率は、ここでは、比較的不可視なウ
ォータマークを生成する輝度倍率という。ただし、ウォ
ータマーキングする画像のテキスチャに応じて、輝度値
は一般に平均で０．３〜４パーセント程度、まれに６パ
ーセントまでのパーセント係数分だけ変更されることに
留意されたい。これは、マーキングの可視性を低くする
ためのものである。このパーセント係数は、ここでは変
調強度という。使用する実際の変調強度は、特定の用途
が必要とする不可視分類レベルに依存する。ただし、１
を上回る輝度倍率の使用は賢明ではない。この結果、一
部のピクセル輝度値が１を上回る可能性があるからであ
る。使用した場合は、１を上回るすべての輝度値を１と
いう値にクリッピングすることをお薦めする。これによ
り、ピクセルのカラーが変更され、画像の外観が変更さ
れる可能性がある。
【００２７】倍率によって各ピクセルの輝度を変更する
ことによってディジタル化画像上にウォータマークを付
与すると、グラスマンの法則を満足することによって各
ピクセルのカラーが維持される。一般に、変調強度を選
択する際に兼ね合いが図られる。パーセントを小さくす
ると、ウォータマークの可視性が低下するが、検出しに
くくなる。パーセントを大きくすると、ウォータマーク
を検出し、その存在を立証することが容易になるが、ウ
ォータマークの可視性が高くなる。高度テキスチャ画像
では、比較的高い変調強度の使用が必要になる場合があ
る。付与されたウォータマークは、変調強度が０．５％
未満であれば、マーキングしていないディジタル化画像
が均一な中間グレイであっても、あらゆる場合に検出で
きないほど不可視であると見なされる。より実用的で貴
重な特徴を有するディジタル化画像の場合、一般に閾下
不可視ウォータマークは、画像自体のテキスチャ変化の
程度に応じて、１％〜３％の変調強度を有する。
ことによってディジタル化画像上にウォータマークを付
与すると、グラスマンの法則を満足することによって各
ピクセルのカラーが維持される。一般に、変調強度を選
択する際に兼ね合いが図られる。パーセントを小さくす
ると、ウォータマークの可視性が低下するが、検出しに
くくなる。パーセントを大きくすると、ウォータマーク
を検出し、その存在を立証することが容易になるが、ウ
ォータマークの可視性が高くなる。高度テキスチャ画像
では、比較的高い変調強度の使用が必要になる場合があ
る。付与されたウォータマークは、変調強度が０．５％
未満であれば、マーキングしていないディジタル化画像
が均一な中間グレイであっても、あらゆる場合に検出で
きないほど不可視であると見なされる。より実用的で貴
重な特徴を有するディジタル化画像の場合、一般に閾下
不可視ウォータマークは、画像自体のテキスチャ変化の
程度に応じて、１％〜３％の変調強度を有する。
【００２８】本発明により付与されたウォータマーク
は、通常のまたは矯正済み視覚調整能力を有する人にと
って比較的不可視に見えるように選択される。それが存
在しないときに画像内にウォータマークが不正明確検出
される確率は、１００万分の１未満になる。必要な不可
視分類と一致して必要な程度にウォータマークを検出可
能にすることができるように、画像上に付与されたウォ
ータマーキングの程度を変更することは可能である。検
出されたウォータマークは、比較的きわだった特徴を有
し、非常に高い明度比を備えた、認識可能な可視画像に
変換可能である。付与後のウォータマークは、ディジタ
ル化画像の有用性または価値あるいはその両方を低減せ
ずに除去したり検出不能にすることが非常に困難であ
る。
は、通常のまたは矯正済み視覚調整能力を有する人にと
って比較的不可視に見えるように選択される。それが存
在しないときに画像内にウォータマークが不正明確検出
される確率は、１００万分の１未満になる。必要な不可
視分類と一致して必要な程度にウォータマークを検出可
能にすることができるように、画像上に付与されたウォ
ータマーキングの程度を変更することは可能である。検
出されたウォータマークは、比較的きわだった特徴を有
し、非常に高い明度比を備えた、認識可能な可視画像に
変換可能である。付与後のウォータマークは、ディジタ
ル化画像の有用性または価値あるいはその両方を低減せ
ずに除去したり検出不能にすることが非常に困難であ
る。
【００２９】本発明の一実施例では、不可視ウォータマ
ークでディジタル化画像にマーキングするには、ウォー
タマーキング用の平面を形成することが必要である。こ
の不可視ウォータマークは、ここでは、Ｉ個の行とＪ個
の列を有する数値要素からなる矩形アレイとして表さ
れ、以下、ウォータマーキング平面という。このＩ個の
行とＪ個の列は、それが適用される元のディジタル化画
像全体またはその一部分の寸法に対応する。
ークでディジタル化画像にマーキングするには、ウォー
タマーキング用の平面を形成することが必要である。こ
の不可視ウォータマークは、ここでは、Ｉ個の行とＪ個
の列を有する数値要素からなる矩形アレイとして表さ
れ、以下、ウォータマーキング平面という。このＩ個の
行とＪ個の列は、それが適用される元のディジタル化画
像全体またはその一部分の寸法に対応する。
【００３０】元のディジタル化画像が非常に大きい場
合、生成済みウォータマーキング平面が元の画像全体を
覆うのに十分なほど大きくなければ、画像全体を覆うた
めに必要な方向に複写をタイル張りすることによって拡
張される。このようにタイル張りされたウォータマーキ
ング平面が元の画像のエッジを越えて拡張された場合、
その平面は切り詰めるべきであると想定される。このよ
うな規則をこの実施例に採用すると、元の画像のすべて
のピクセルの輝度を変更させ、マーキングした画像のサ
イズが元の画像と等しいことを確認することができる。
これにより、ウォータマーキング平面内の要素位置と元
の画像のカラー平面内のピクセルとの間に１対１の対応
関係が形成される。代替実施例では画像全体にウォータ
マーキングする必要がないとしても、これは一般に望ま
しい実施態様である。
合、生成済みウォータマーキング平面が元の画像全体を
覆うのに十分なほど大きくなければ、画像全体を覆うた
めに必要な方向に複写をタイル張りすることによって拡
張される。このようにタイル張りされたウォータマーキ
ング平面が元の画像のエッジを越えて拡張された場合、
その平面は切り詰めるべきであると想定される。このよ
うな規則をこの実施例に採用すると、元の画像のすべて
のピクセルの輝度を変更させ、マーキングした画像のサ
イズが元の画像と等しいことを確認することができる。
これにより、ウォータマーキング平面内の要素位置と元
の画像のカラー平面内のピクセルとの間に１対１の対応
関係が形成される。代替実施例では画像全体にウォータ
マーキングする必要がないとしても、これは一般に望ま
しい実施態様である。
【００３１】好ましい実施例では、ウォータマーキング
平面を定義するアレイ内の各要素の値は、以下の範囲の
乱数になるように線形に再マッピングされる。 １≧ｗ（ｉ，ｊ）≧（１−２β） （１） 式中 １≦ｉ≦Ｉ および （２） １≦ｊ≦Ｊ （３） これはアレイの行および列インデックスであり、βは以
下の関係になるようなウォータマークの変調強度であ
る。 ０．１≧β≧０ （４） さらに、生成済みウォータマーキング平面内のすべての
要素は、集合として扱われ、１−βという平均および中
央値を有するように調整される。
平面を定義するアレイ内の各要素の値は、以下の範囲の
乱数になるように線形に再マッピングされる。 １≧ｗ（ｉ，ｊ）≧（１−２β） （１） 式中 １≦ｉ≦Ｉ および （２） １≦ｊ≦Ｊ （３） これはアレイの行および列インデックスであり、βは以
下の関係になるようなウォータマークの変調強度であ
る。 ０．１≧β≧０ （４） さらに、生成済みウォータマーキング平面内のすべての
要素は、集合として扱われ、１−βという平均および中
央値を有するように調整される。
【００３２】画像上のウォータマークの付与は、このウ
ォータマーキング平面の生成から始まる。ウォータマー
クは、元の画像の各ピクセルのカラー平面に関連するす
べての付与輝度値にウォータマーキング平面内のそれに
対応する要素内の値を掛けることにより、元の画像上に
付与される。
ォータマーキング平面の生成から始まる。ウォータマー
クは、元の画像の各ピクセルのカラー平面に関連するす
べての付与輝度値にウォータマーキング平面内のそれに
対応する要素内の値を掛けることにより、元の画像上に
付与される。
【００３３】ウォータマーキング平面の構築 ウォータマーキング平面の構築は、付与されたウォータ
マークの強固さとそれが確定した攻撃にすら耐えられる
能力との保証にとって基本的なものである。このため、
ウォータマーキング平面要素の値を選択する手順は、暗
号および２次元信号処理理論の技法に基づくものにな
る。これらは、ウォータマーキング平面の特定の必須特
性を満足するために使用する。
マークの強固さとそれが確定した攻撃にすら耐えられる
能力との保証にとって基本的なものである。このため、
ウォータマーキング平面要素の値を選択する手順は、暗
号および２次元信号処理理論の技法に基づくものにな
る。これらは、ウォータマーキング平面の特定の必須特
性を満足するために使用する。
【００３４】予測不能なランダム性という特性 次に、予測不能なランダム性という特性を満たすための
ウォータマーキング平面要素の値について検討する。予
測不能なランダム性では、各要素の値がその近隣の値か
らランダムに変化しなければならず、要素値からなる順
序は本質的に予測不能でなければならない。ウォータマ
ークが比較的不可視になるためには、諸要素のランダム
変化が必要である。パターン認識は人間の視覚系統の最
も顕著な特徴の１つなので、ウォータマーキング平面の
諸要素間に何らかのパターンが存在すると、それが目に
見えるようになるはずである。ウォータマークを強固に
し、攻撃に対してあまり脆弱ではないようにするには、
値の順序が予測不能である必要がある。ウォータマーキ
ング平面内のすべての値を予測できる場合、ウォータマ
ーキング・プロセスは容易に逆転でき、マークも除去で
きることが分かっている。そのため、これは、マーキン
グした画像をマーキングしていない元の画像のほぼ完全
なコピーに本質的に復元するために使用できるはずであ
る。したがって、非常に予測不能な乱数列を生成する手
段が好ましい。
ウォータマーキング平面要素の値について検討する。予
測不能なランダム性では、各要素の値がその近隣の値か
らランダムに変化しなければならず、要素値からなる順
序は本質的に予測不能でなければならない。ウォータマ
ークが比較的不可視になるためには、諸要素のランダム
変化が必要である。パターン認識は人間の視覚系統の最
も顕著な特徴の１つなので、ウォータマーキング平面の
諸要素間に何らかのパターンが存在すると、それが目に
見えるようになるはずである。ウォータマークを強固に
し、攻撃に対してあまり脆弱ではないようにするには、
値の順序が予測不能である必要がある。ウォータマーキ
ング平面内のすべての値を予測できる場合、ウォータマ
ーキング・プロセスは容易に逆転でき、マークも除去で
きることが分かっている。そのため、これは、マーキン
グした画像をマーキングしていない元の画像のほぼ完全
なコピーに本質的に復元するために使用できるはずであ
る。したがって、非常に予測不能な乱数列を生成する手
段が好ましい。
【００３５】ほぼすべての一般的な擬似乱数生成アルゴ
リズムを代表する合同方法によるランダム値の生成は、
ここでは妥当なレベルの予測不能性をもたらすものと見
なさない。このような乱数列は、控えめな暗号強度のみ
を有し、暗号分析技法によって比較的容易に識別可能で
ある。これについては、J. HastadおよびA. Shamirによ
る"The Cryptographic Security of Truncated Linearl
y Related Variables"（Proceedings of the 17th Annu
al ACM Symposium on the Theory of Computing、１９
８５年、３５６〜３６２ページ）に記載されているが、
同書は参照により本明細書に組み込まれる。
リズムを代表する合同方法によるランダム値の生成は、
ここでは妥当なレベルの予測不能性をもたらすものと見
なさない。このような乱数列は、控えめな暗号強度のみ
を有し、暗号分析技法によって比較的容易に識別可能で
ある。これについては、J. HastadおよびA. Shamirによ
る"The Cryptographic Security of Truncated Linearl
y Related Variables"（Proceedings of the 17th Annu
al ACM Symposium on the Theory of Computing、１９
８５年、３５６〜３６２ページ）に記載されているが、
同書は参照により本明細書に組み込まれる。
【００３６】本発明のため、National Standard Data E
ncryption Algorithmなどの強力な暗号方法を使用する
ことによって順序を生成する。これについては、"Ameri
canNational Standard Data Encryption Algorithm"（A
NSI X3.92-.1981, AmericanNational Standards Instit
ute、ニューヨーク）およびA. G. Konheim他による"The
IPS Cryptographic Programs"（IBM System Journal、
Vol. 19、No. 2、１９８０年、２５３〜２８３ページ）
に記載されているが、これらは参照により本明細書に組
み込まれる。
ncryption Algorithmなどの強力な暗号方法を使用する
ことによって順序を生成する。これについては、"Ameri
canNational Standard Data Encryption Algorithm"（A
NSI X3.92-.1981, AmericanNational Standards Instit
ute、ニューヨーク）およびA. G. Konheim他による"The
IPS Cryptographic Programs"（IBM System Journal、
Vol. 19、No. 2、１９８０年、２５３〜２８３ページ）
に記載されているが、これらは参照により本明細書に組
み込まれる。
【００３７】暗号化すべき８ビットの値からなるデータ
・シーケンスは、マーカーによって選択され、望ましい
ことに合同アルゴリズムによって生成される。しかし、
強固で確実なシーケンスは、そのデータに対する強力な
暗号化アルゴリズムの作用によって生成される。この手
法を使用すると、非常に予測不能なウォータマーキング
平面を生成することができる。しかも、その４つの「強
固ウォータマーキング・パラメータ」のみを把握するこ
とにより、それを正確に複製することができる。このよ
うなパラメータは、合同アルゴリズムの初期状態と２つ
の係数、および暗号化アルゴリズムが使用する暗号キー
である。一般にこのようなアルゴリズムは８ビットを有
する値からなる順序を生成する。α（ｉ，ｊ）という１
６ビット値は、暗号化アルゴリズムによって生成される
順次８ビット値のうちの２つを連結することによって生
成される。このように生成された各１６ビット値は、以
下のようにウォータマーキング平面を定義するアレイの
１つの要素になるように線形再マッピングされる。
・シーケンスは、マーカーによって選択され、望ましい
ことに合同アルゴリズムによって生成される。しかし、
強固で確実なシーケンスは、そのデータに対する強力な
暗号化アルゴリズムの作用によって生成される。この手
法を使用すると、非常に予測不能なウォータマーキング
平面を生成することができる。しかも、その４つの「強
固ウォータマーキング・パラメータ」のみを把握するこ
とにより、それを正確に複製することができる。このよ
うなパラメータは、合同アルゴリズムの初期状態と２つ
の係数、および暗号化アルゴリズムが使用する暗号キー
である。一般にこのようなアルゴリズムは８ビットを有
する値からなる順序を生成する。α（ｉ，ｊ）という１
６ビット値は、暗号化アルゴリズムによって生成される
順次８ビット値のうちの２つを連結することによって生
成される。このように生成された各１６ビット値は、以
下のようにウォータマーキング平面を定義するアレイの
１つの要素になるように線形再マッピングされる。
【数１】 さらにｗ（ｉ，ｊ）というアレイ内のすべての要素は、
集合として扱われ、（１−β）という平均および中央値
を有するように調整される。その結果暗号化されるシー
ケンスが複製しやすいということは、後述するウォータ
マークの検出および立証技法にとって重要なことであ
る。特定の所望の結果を生成するためのその他の再マッ
ピングまたは正規化技法は、当業者には既知のものであ
る。
集合として扱われ、（１−β）という平均および中央値
を有するように調整される。その結果暗号化されるシー
ケンスが複製しやすいということは、後述するウォータ
マークの検出および立証技法にとって重要なことであ
る。特定の所望の結果を生成するためのその他の再マッ
ピングまたは正規化技法は、当業者には既知のものであ
る。
【００３８】明示低周波内容という特性 もう１つ考慮すべき重要な点は、明示低周波内容という
特性を利用する実施例に関するものである。すべての要
素に固有のランダム値を入れることによってウォータマ
ーキング平面を作成すると、その結果、相当な高周波内
容が得られる。高周波内容はウォータマークの可視性を
低下させる際に有益であるが、それによってウォータマ
ークの損傷または消滅になるような攻撃に対して脆弱に
なる。これは、以下の検討から明らかである。ディジタ
ル画像で達成可能な最高のパターン周波数は、反対の極
値を有する１対の隣接ピクセルを複製することによって
得られる。画像のサイズを低減する場合、画像縮小フィ
ルタを使用すると、隣接ピクセルの値が加重平均で結合
され、縮小画像のピクセル値を形成する。画像デシメー
ションを使用すると、ピクセルは選択的に廃棄される。
いずれの場合も、縮小画像では元の画像の高周波内容が
失われる。縮小画像では、付与されたウォータマーキン
グ平面内の相当な高周波内容は抹消された状態になる。
サイズ低減前に付与されたウォータマークを後で検出す
ることは、不可能ではないとしても、非常に困難であ
る。低周波内容を意図的に追加すると、ウォータマーク
はこのタイプの攻撃に対してあまり脆弱ではなくなる。
しかし、ウォータマーキング平面内に相当な低周波内容
を故意に含めることはもう１つの二分法である。それを
含めることによって、ウォータマークは通常の画像操作
に対してあまり脆弱ではなくなり、したがって、より容
易に検出可能になる。しかし、一般にこれは、ウォータ
マーキング平面内により大きい特徴を備えたパターンを
生成することにより、ウォータマークの可視性を高め
る。一般に、制御した量の低周波内容のみを追加するこ
とが好ましい。
特性を利用する実施例に関するものである。すべての要
素に固有のランダム値を入れることによってウォータマ
ーキング平面を作成すると、その結果、相当な高周波内
容が得られる。高周波内容はウォータマークの可視性を
低下させる際に有益であるが、それによってウォータマ
ークの損傷または消滅になるような攻撃に対して脆弱に
なる。これは、以下の検討から明らかである。ディジタ
ル画像で達成可能な最高のパターン周波数は、反対の極
値を有する１対の隣接ピクセルを複製することによって
得られる。画像のサイズを低減する場合、画像縮小フィ
ルタを使用すると、隣接ピクセルの値が加重平均で結合
され、縮小画像のピクセル値を形成する。画像デシメー
ションを使用すると、ピクセルは選択的に廃棄される。
いずれの場合も、縮小画像では元の画像の高周波内容が
失われる。縮小画像では、付与されたウォータマーキン
グ平面内の相当な高周波内容は抹消された状態になる。
サイズ低減前に付与されたウォータマークを後で検出す
ることは、不可能ではないとしても、非常に困難であ
る。低周波内容を意図的に追加すると、ウォータマーク
はこのタイプの攻撃に対してあまり脆弱ではなくなる。
しかし、ウォータマーキング平面内に相当な低周波内容
を故意に含めることはもう１つの二分法である。それを
含めることによって、ウォータマークは通常の画像操作
に対してあまり脆弱ではなくなり、したがって、より容
易に検出可能になる。しかし、一般にこれは、ウォータ
マーキング平面内により大きい特徴を備えたパターンを
生成することにより、ウォータマークの可視性を高め
る。一般に、制御した量の低周波内容のみを追加するこ
とが好ましい。
【００３９】元のウォータマーキング平面に低周波内容
を故意に追加することは、離散２次元フーリエ変換を使
用することによって一実施例で実施される。第１に、前
述の確実なシーケンスによりその要素が均一に分散され
たランダム値になるような、サイズを低減したウォータ
マーキング平面を形成する。説明のため、０≦μ≦Ｌ−
１行と０≦ｖ≦Ｌ−１列とを有する正方形平面ｗ（μ，
ｖ）を使用する。この正方形平面の離散フーリエ変換を
計算する。ｗ（μ，ｖ）のすべての値が実数なので、そ
の複素共役対称から利点が得られる。完全なフーリエ変
換は、０≦σ≦Ｌ−１と０≦τ≦Ｌ／２という寸法を有
する複素数Ｗ（σ，τ）からなるアレイとして指定する
ことができ、以下のように表される。 Ｗ（σ，τ）＝Ｆ［ｗ（μ，ｖ）］ （５） 周波数定義域アレイＷ（σ，τ）空間は拡張アレイＷ
（ｓ，ｔ）に再マッピングされる。式中： ０≦ｓ≦Ｌ−１、０≦ｔ≦Ｌ／２、およびＬ＝２ρＬ （６） したがって、（ｓ，ｔ）空間を形成する各寸法の係数２
ρ分だけ（σ，τ）を拡大する。Ｗ（０，０）が定数ま
たは「ゼロ周波数」の項の係数になるようにＷ（σ，
τ）が定義された場合、以下のようになる。 Ｗ（Ｌ−ｓ，ｔ）＝Ｗ（Ｌ−σ，τ） （７） および Ｗ（ｓ，ｔ）＝Ｗ（σ，τ） （８） ただし、以下の場合である。 ０≦ｓ＝σ≦Ｌ／２ および ０≦ｔ＝τ≦Ｌ／２ （９） また、 Ｗ（ｓ，ｔ）＝０ （１０） これは、ｓおよびｔが他のすべての値の場合である。こ
の技法は、ここでは「ゼロ埋込み」という。
を故意に追加することは、離散２次元フーリエ変換を使
用することによって一実施例で実施される。第１に、前
述の確実なシーケンスによりその要素が均一に分散され
たランダム値になるような、サイズを低減したウォータ
マーキング平面を形成する。説明のため、０≦μ≦Ｌ−
１行と０≦ｖ≦Ｌ−１列とを有する正方形平面ｗ（μ，
ｖ）を使用する。この正方形平面の離散フーリエ変換を
計算する。ｗ（μ，ｖ）のすべての値が実数なので、そ
の複素共役対称から利点が得られる。完全なフーリエ変
換は、０≦σ≦Ｌ−１と０≦τ≦Ｌ／２という寸法を有
する複素数Ｗ（σ，τ）からなるアレイとして指定する
ことができ、以下のように表される。 Ｗ（σ，τ）＝Ｆ［ｗ（μ，ｖ）］ （５） 周波数定義域アレイＷ（σ，τ）空間は拡張アレイＷ
（ｓ，ｔ）に再マッピングされる。式中： ０≦ｓ≦Ｌ−１、０≦ｔ≦Ｌ／２、およびＬ＝２ρＬ （６） したがって、（ｓ，ｔ）空間を形成する各寸法の係数２
ρ分だけ（σ，τ）を拡大する。Ｗ（０，０）が定数ま
たは「ゼロ周波数」の項の係数になるようにＷ（σ，
τ）が定義された場合、以下のようになる。 Ｗ（Ｌ−ｓ，ｔ）＝Ｗ（Ｌ−σ，τ） （７） および Ｗ（ｓ，ｔ）＝Ｗ（σ，τ） （８） ただし、以下の場合である。 ０≦ｓ＝σ≦Ｌ／２ および ０≦ｔ＝τ≦Ｌ／２ （９） また、 Ｗ（ｓ，ｔ）＝０ （１０） これは、ｓおよびｔが他のすべての値の場合である。こ
の技法は、ここでは「ゼロ埋込み」という。
【００４０】Ｗ（ｓ，ｔ）の逆フーリエ変換では、０≦
ｍ≦Ｌ−１行と０≦ｎ≦Ｌ−１列とを有する変更済みウ
ォータマーキング平面ｗ（ｍ，ｎ）が得られる。たとえ
ば、ρ＝２かつＬ＝５１２である場合、ｗ（ｍ，ｎ）は
２０４８個の行と列とを有する正方形のアレイである。
しかし、より重要なことに、ｗ（ｍ，ｎ）は、２０４８
2の画像平面内で可能な最小期間より４倍長い最小期間
（２ρ＝２2＝４）を備えた確実な低周波内容を有す
る。その生成カーネルｗ（μ，ｖ）は確実なシーケンス
から取った２６２，１４４個のランダム値を含むので、
粗暴な強制複写による攻撃に対するその脆弱性は比較的
小さい。このようにマーキングした画像が脆弱に見える
場合、そのカーネルは容易に拡大することができる。
ｍ≦Ｌ−１行と０≦ｎ≦Ｌ−１列とを有する変更済みウ
ォータマーキング平面ｗ（ｍ，ｎ）が得られる。たとえ
ば、ρ＝２かつＬ＝５１２である場合、ｗ（ｍ，ｎ）は
２０４８個の行と列とを有する正方形のアレイである。
しかし、より重要なことに、ｗ（ｍ，ｎ）は、２０４８
2の画像平面内で可能な最小期間より４倍長い最小期間
（２ρ＝２2＝４）を備えた確実な低周波内容を有す
る。その生成カーネルｗ（μ，ｖ）は確実なシーケンス
から取った２６２，１４４個のランダム値を含むので、
粗暴な強制複写による攻撃に対するその脆弱性は比較的
小さい。このようにマーキングした画像が脆弱に見える
場合、そのカーネルは容易に拡大することができる。
【００４１】ρ＝３を使用して、最高周波数が元の最高
周波数の１／８になるようにすることによって、さらに
低い周波数内容を印象づけることができる。好ましい実
施例では、ウォータマークを不必要に可視状態にするこ
とができる低周波内容を過度に使用しないようにρ＝２
を使用する。
周波数の１／８になるようにすることによって、さらに
低い周波数内容を印象づけることができる。好ましい実
施例では、ウォータマークを不必要に可視状態にするこ
とができる低周波内容を過度に使用しないようにρ＝２
を使用する。
【００４２】これまでに生成された生成済みウォータマ
ーキング平面の一部の要素の値は１を上回る場合があ
る。各値はピクセル輝度の乗数として使用されるので、
物理的に表示不可能な輝度である１より大きい乗算済み
ピクセル輝度を生成することは可能である。この場合、
１より大きい乗算済みピクセル輝度は、表示可能な最大
値までクリッピングしなければならないはずである。し
かし、好ましい実施例では、クリッピングが必要になる
可能性を回避するために追加のプロセス・ステップを使
用する。生成された変更済みウォータマーキング平面を
使用する前に、集合を形成するその要素は、その平均お
よび中央値が１−βになり、最大値が１になるように調
整される。このような調整の場合、以下の要件が満足さ
れる。 １≧ｗ（ｉ，ｊ）≧（１−２β） （１１） これは、すべてのｉおよびｊの場合である。この時点
で、諸要素を「ハード・クリップ」すると有利である場
合がある。このような状況では、１−βより大きいかこ
れと等しい値を有する要素は１に設定され、１−β未満
の値を有する要素は１−２βに設定される。通常、ハー
ド・クリッピングによりウォータマークを検出する確率
が高くなるが、残念ながら、マーキングした画像内でウ
ォータマーキング人工物がより見やすくなる傾向もあ
る。
ーキング平面の一部の要素の値は１を上回る場合があ
る。各値はピクセル輝度の乗数として使用されるので、
物理的に表示不可能な輝度である１より大きい乗算済み
ピクセル輝度を生成することは可能である。この場合、
１より大きい乗算済みピクセル輝度は、表示可能な最大
値までクリッピングしなければならないはずである。し
かし、好ましい実施例では、クリッピングが必要になる
可能性を回避するために追加のプロセス・ステップを使
用する。生成された変更済みウォータマーキング平面を
使用する前に、集合を形成するその要素は、その平均お
よび中央値が１−βになり、最大値が１になるように調
整される。このような調整の場合、以下の要件が満足さ
れる。 １≧ｗ（ｉ，ｊ）≧（１−２β） （１１） これは、すべてのｉおよびｊの場合である。この時点
で、諸要素を「ハード・クリップ」すると有利である場
合がある。このような状況では、１−βより大きいかこ
れと等しい値を有する要素は１に設定され、１−β未満
の値を有する要素は１−２βに設定される。通常、ハー
ド・クリッピングによりウォータマークを検出する確率
が高くなるが、残念ながら、マーキングした画像内でウ
ォータマーキング人工物がより見やすくなる傾向もあ
る。
【００４３】タイル張りによる平面拡張という特性逆離
散フーリエ変換の結果としてウォータマーキング平面ｗ
（ｍ，ｎ）が生成されるということは、非常に有用なこ
とである。ウォータマーキング平面がマーキングしてい
ない画像全体を覆うのに十分な大きさではない場合、Ｌ
＜ＩまたはＬ＜Ｊであれば、平面を所望の大きさにする
ために複写を下方向にまたは右側にタイル張りすること
によって、それをシームレスに拡張することでき、タイ
ル張りされたそれぞれの拡張により４，１９１，３０４
個の要素が追加される。ここで使用する寸法例の場合、
複写のタイル張りは以下のようになる。 ｗ（ｍ'，ｎ'）＝ｗ（ｍ，ｎ） （１２） 式中 ｍ'＝（２０４８ｐ）＋ｍ （１３） ｎ'＝（２０４８ｑ）＋ｎ （１４） また、ｐおよびｑは負でない整数である。
散フーリエ変換の結果としてウォータマーキング平面ｗ
（ｍ，ｎ）が生成されるということは、非常に有用なこ
とである。ウォータマーキング平面がマーキングしてい
ない画像全体を覆うのに十分な大きさではない場合、Ｌ
＜ＩまたはＬ＜Ｊであれば、平面を所望の大きさにする
ために複写を下方向にまたは右側にタイル張りすること
によって、それをシームレスに拡張することでき、タイ
ル張りされたそれぞれの拡張により４，１９１，３０４
個の要素が追加される。ここで使用する寸法例の場合、
複写のタイル張りは以下のようになる。 ｗ（ｍ'，ｎ'）＝ｗ（ｍ，ｎ） （１２） 式中 ｍ'＝（２０４８ｐ）＋ｍ （１３） ｎ'＝（２０４８ｑ）＋ｎ （１４） また、ｐおよびｑは負でない整数である。
【００４４】一実施例のウォータマーキング平面は、図
２に示すステップ２０２〜２１６により形成される。こ
れらのステップは、ここでは「理想的補間ウォータマー
キング平面生成方法」という。第１に、２０２で８ビッ
トの擬似乱数列を生成する。２０４では、得られる乱数
列を暗号化して、８ビット値からなる確実な順序を形成
する。２０６では、この確実な順序からの２つの隣接値
を連結することによって、１６ビット整数サンプルを形
成する。２０８では、以下の関係になるように、１６ビ
ット整数サンプルを線形再マッピングし、ｗ（μ，ｖ）
アレイに形成する。 １≧ｗ（μ，ｖ）≧（１−２β） （１５） ２１０では、ｗ（μ，ｖ）からフーリエ変換周波数定義
域アレイＷ（σ，τ）を計算する。２１２では、ゼロ埋
込みによりＷ（σ，τ）を拡張し、拡張周波数定義域ア
レイＷ（ｓ，ｔ）を形成する。２１４では、Ｗ（ｓ，
ｔ）の逆離散フーリエ変換を取ることにより、予備ウォ
ータマーキング平面アレイｗ（ｍ，ｎ）を計算する。２
１６ａでは、まとめて（１−β）という平均および中央
値と１という最大値とを有するように、予備アレイｗ
（ｍ，ｎ）の諸要素を調整する。あるいは、２１６ｂ
で、１または１−２βという値と、１−βという中央値
のみを有するように、諸要素ｗ（ｍ，ｎ）をハード・ク
リップする。その結果得られる調整済みアレイｗ（ｍ，
ｎ）は、ウォータマーキング中の画像の対応するピクセ
ルを調整するために使用する輝度倍率である要素を備え
たウォータマーキング平面になる。
２に示すステップ２０２〜２１６により形成される。こ
れらのステップは、ここでは「理想的補間ウォータマー
キング平面生成方法」という。第１に、２０２で８ビッ
トの擬似乱数列を生成する。２０４では、得られる乱数
列を暗号化して、８ビット値からなる確実な順序を形成
する。２０６では、この確実な順序からの２つの隣接値
を連結することによって、１６ビット整数サンプルを形
成する。２０８では、以下の関係になるように、１６ビ
ット整数サンプルを線形再マッピングし、ｗ（μ，ｖ）
アレイに形成する。 １≧ｗ（μ，ｖ）≧（１−２β） （１５） ２１０では、ｗ（μ，ｖ）からフーリエ変換周波数定義
域アレイＷ（σ，τ）を計算する。２１２では、ゼロ埋
込みによりＷ（σ，τ）を拡張し、拡張周波数定義域ア
レイＷ（ｓ，ｔ）を形成する。２１４では、Ｗ（ｓ，
ｔ）の逆離散フーリエ変換を取ることにより、予備ウォ
ータマーキング平面アレイｗ（ｍ，ｎ）を計算する。２
１６ａでは、まとめて（１−β）という平均および中央
値と１という最大値とを有するように、予備アレイｗ
（ｍ，ｎ）の諸要素を調整する。あるいは、２１６ｂ
で、１または１−２βという値と、１−βという中央値
のみを有するように、諸要素ｗ（ｍ，ｎ）をハード・ク
リップする。その結果得られる調整済みアレイｗ（ｍ，
ｎ）は、ウォータマーキング中の画像の対応するピクセ
ルを調整するために使用する輝度倍率である要素を備え
たウォータマーキング平面になる。
【００４５】ここで提示する方法は、ウォータマーキン
グ平面を生成するために前方および逆離散フーリエ変換
を使用し、確実な低周波内容を備えた「理想的補間」で
ある。当業者にとって既知の他の方法も使用可能であ
る。このような方法としては、受け入れられる結果を生
成するために同様に使用可能な２次元補間フィルタを使
用する方法がある。
グ平面を生成するために前方および逆離散フーリエ変換
を使用し、確実な低周波内容を備えた「理想的補間」で
ある。当業者にとって既知の他の方法も使用可能であ
る。このような方法としては、受け入れられる結果を生
成するために同様に使用可能な２次元補間フィルタを使
用する方法がある。
【００４６】次に、マーキングしていない元のディジタ
ル化画像上に生成したウォータマーキング平面を付与す
る。図３は、ウォータマークを付与するための諸ステッ
プの実施例を示す。第１に、３０２では、ウォータマー
キング中の画像を完全に覆うようにタイル張りすること
により、ウォータマーキング平面を拡張する。これによ
り、拡張ウォータマーキング平面内の要素と元の画像内
のピクセルとの１対１の対応関係が形成される。３０４
では、元の画像の各ピクセルの輝度値に拡張ウォータマ
ーキング平面内のそれに対応する要素の値を掛ける。そ
の結果得られる画像は、新しい輝度値を備え、ウォータ
マーキングした画像を形成する。所望の可視性分類レベ
ルのマーキングに関して、画像内のウォータマークの相
対可視性を観察する。マーキングの可視性が指定より高
い場合、より低い変調高度の場合に図２および図３の諸
ステップを繰り返す。一般に、より低い変調強度で作成
されたウォータマークは、検出し、存在を立証するのが
より難しくなる。これに対して、結果として得られるウ
ォータマークの可視性が指定より低い場合、より高い変
調強度を備えたウォータマークを提供するために図２お
よび図３の諸ステップを繰り返すことができる。一般
に、より高い変調強度で作成されたウォータマークは、
検出し、その存在を立証するのがより容易になる。いっ
たん付与されると、不可視ウォータマークは、検出し、
存在を示すことができる場合のみ、その目的にかなうこ
とになる。
ル化画像上に生成したウォータマーキング平面を付与す
る。図３は、ウォータマークを付与するための諸ステッ
プの実施例を示す。第１に、３０２では、ウォータマー
キング中の画像を完全に覆うようにタイル張りすること
により、ウォータマーキング平面を拡張する。これによ
り、拡張ウォータマーキング平面内の要素と元の画像内
のピクセルとの１対１の対応関係が形成される。３０４
では、元の画像の各ピクセルの輝度値に拡張ウォータマ
ーキング平面内のそれに対応する要素の値を掛ける。そ
の結果得られる画像は、新しい輝度値を備え、ウォータ
マーキングした画像を形成する。所望の可視性分類レベ
ルのマーキングに関して、画像内のウォータマークの相
対可視性を観察する。マーキングの可視性が指定より高
い場合、より低い変調高度の場合に図２および図３の諸
ステップを繰り返す。一般に、より低い変調強度で作成
されたウォータマークは、検出し、存在を立証するのが
より難しくなる。これに対して、結果として得られるウ
ォータマークの可視性が指定より低い場合、より高い変
調強度を備えたウォータマークを提供するために図２お
よび図３の諸ステップを繰り返すことができる。一般
に、より高い変調強度で作成されたウォータマークは、
検出し、その存在を立証するのがより容易になる。いっ
たん付与されると、不可視ウォータマークは、検出し、
存在を示すことができる場合のみ、その目的にかなうこ
とになる。
【００４７】マーキングした画像に隠された不可視ウォ
ータマークの検出 きわだった特徴を有する可視画像によってウォータマー
クの存在を立証することは最も望ましいことである。こ
れは、ここでは、「ビジュアライザ」と呼ばれる画像ア
レイを使用して行われる。本発明により付与されたウォ
ータマークの存在を立証するには、それによってマーキ
ングされたウォータマーキング平面の再生成が必要であ
る。これは、一般に、本出願の「強固ウォータマーキン
グ・パラメータ」を構成する４つのパラメータを単独で
把握しているマーカーまたはマーキング・エンティティ
あるいはその両方によってのみ実行することができる。
このようなパラメータの把握は、ウォータマーキング平
面を形成する際に使用する強固なランダム順序を生成す
るために必要である。このような４つのパラメータか
ら、強固なランダム順序が再形成される。この順序の値
は、諸要素の値を定義するために使用する。ウォータマ
ーキング平面の生成時に線形再マッピング・プロセスを
使用した場合、拡張ウォータマーキング平面を再定義す
るために同じプロセスを使用し、要素値を線形再マッピ
ングする。このように再形成した拡張ウォータマーキン
グ平面は、画像内の拡張ウォータマーキング平面の存在
を立証するためにビジュアライザとともに使用する。こ
れは、ウォータマーク検出の考慮事項の概要に続いて後
述するように実施する。
ータマークの検出 きわだった特徴を有する可視画像によってウォータマー
クの存在を立証することは最も望ましいことである。こ
れは、ここでは、「ビジュアライザ」と呼ばれる画像ア
レイを使用して行われる。本発明により付与されたウォ
ータマークの存在を立証するには、それによってマーキ
ングされたウォータマーキング平面の再生成が必要であ
る。これは、一般に、本出願の「強固ウォータマーキン
グ・パラメータ」を構成する４つのパラメータを単独で
把握しているマーカーまたはマーキング・エンティティ
あるいはその両方によってのみ実行することができる。
このようなパラメータの把握は、ウォータマーキング平
面を形成する際に使用する強固なランダム順序を生成す
るために必要である。このような４つのパラメータか
ら、強固なランダム順序が再形成される。この順序の値
は、諸要素の値を定義するために使用する。ウォータマ
ーキング平面の生成時に線形再マッピング・プロセスを
使用した場合、拡張ウォータマーキング平面を再定義す
るために同じプロセスを使用し、要素値を線形再マッピ
ングする。このように再形成した拡張ウォータマーキン
グ平面は、画像内の拡張ウォータマーキング平面の存在
を立証するためにビジュアライザとともに使用する。こ
れは、ウォータマーク検出の考慮事項の概要に続いて後
述するように実施する。
【００４８】マーキングしたディジタル化画像に隠され
た不可視ウォータマークの検出は比較的難しい問題であ
り、行われた可能性のあるマーキング済み画像の操作に
よってさらに難しくなる。ウォータマークは、それ自体
では使用可能性を上回るほど画像を損傷しないような画
像操作に耐えられ、そのために検出可能である。本発明
の検出方法は、このようなほぼすべての場合に高度の確
実性を持って付与されたウォータマークを検出すること
ができる。本方法の重要な利点は、ウォータマークを検
出するために元の画像全体のコピーへアクセスする必要
がないことである。ほとんどの場合、必要なものは、画
像上にウォータマークを付与するために使用したウォー
タマーキング平面のみである。ウォータマーキング平面
の完全なコピーは、その４つの定義パラメータから再構
成される。元の画像のコピーまたはその一部分のみが使
用可能な場合、検出の確率はいくらか高くなる可能性が
ある。
た不可視ウォータマークの検出は比較的難しい問題であ
り、行われた可能性のあるマーキング済み画像の操作に
よってさらに難しくなる。ウォータマークは、それ自体
では使用可能性を上回るほど画像を損傷しないような画
像操作に耐えられ、そのために検出可能である。本発明
の検出方法は、このようなほぼすべての場合に高度の確
実性を持って付与されたウォータマークを検出すること
ができる。本方法の重要な利点は、ウォータマークを検
出するために元の画像全体のコピーへアクセスする必要
がないことである。ほとんどの場合、必要なものは、画
像上にウォータマークを付与するために使用したウォー
タマーキング平面のみである。ウォータマーキング平面
の完全なコピーは、その４つの定義パラメータから再構
成される。元の画像のコピーまたはその一部分のみが使
用可能な場合、検出の確率はいくらか高くなる可能性が
ある。
【００４９】ウォータマーキング平面の再方向付けおよ
びサイズ変更 ウォータマーク検出時の第１の考慮事項は、マーキング
した画像をどのようにまたどの程度まで操作した可能性
があるかを判定することである。画像はサイズが低減さ
れている可能性がある。サイズ低減は、その水平寸法と
垂直寸法が異なる係数分だけ低減されるように非線形に
実行された可能性さえある。また、画像は、明らかな９
０度ではなく、小さい角度分だけ、回転された可能性が
ある。この判定を容易にするものは、未操作のマーキン
グ済み画像内のピクセル値がウォータマーキング平面内
の対応要素に直接関係するという認識である。元の画像
の重要な部分が使用可能である場合、未操作のマーキン
グ済み画像の一部分を再構築することができる。再構成
したウォータマーキング平面またはマーキングした画像
の再構築部分のいずれかが、適当な「相関基準面」にな
る。
びサイズ変更 ウォータマーク検出時の第１の考慮事項は、マーキング
した画像をどのようにまたどの程度まで操作した可能性
があるかを判定することである。画像はサイズが低減さ
れている可能性がある。サイズ低減は、その水平寸法と
垂直寸法が異なる係数分だけ低減されるように非線形に
実行された可能性さえある。また、画像は、明らかな９
０度ではなく、小さい角度分だけ、回転された可能性が
ある。この判定を容易にするものは、未操作のマーキン
グ済み画像内のピクセル値がウォータマーキング平面内
の対応要素に直接関係するという認識である。元の画像
の重要な部分が使用可能である場合、未操作のマーキン
グ済み画像の一部分を再構築することができる。再構成
したウォータマーキング平面またはマーキングした画像
の再構築部分のいずれかが、適当な「相関基準面」にな
る。
【００５０】操作したウォータマーキング済み画像を再
構築するための諸ステップの概要を図４に示す。第１
に、４０２では、一般にマーカーまたはマーキング・エ
ンティティあるいはその両方にとってのみ既知の４つの
「強固ウォータマーキング・パラメータ」から、画像上
にウォータマークを付与するために使用するウォータマ
ーキング平面を再生成する。第２に、４０４では、その
既知の元の寸法に応じてマーキングした画像をサイズ変
更し、回転させる。第３に、４０６では、それぞれの諸
要素と他の諸要素との１対１の対応関係を提供するよう
に、サイズ変更し回転させた画像を拡張し再生成したウ
ォータマーキング平面と位置合せする。
構築するための諸ステップの概要を図４に示す。第１
に、４０２では、一般にマーカーまたはマーキング・エ
ンティティあるいはその両方にとってのみ既知の４つの
「強固ウォータマーキング・パラメータ」から、画像上
にウォータマークを付与するために使用するウォータマ
ーキング平面を再生成する。第２に、４０４では、その
既知の元の寸法に応じてマーキングした画像をサイズ変
更し、回転させる。第３に、４０６では、それぞれの諸
要素と他の諸要素との１対１の対応関係を提供するよう
に、サイズ変更し回転させた画像を拡張し再生成したウ
ォータマーキング平面と位置合せする。
【００５１】実際の実施態様では、マーキングした画像
の再方向付けおよびサイズ変更の諸ステップを粗配置と
それに続く精密位置合せとに分解することができる。粗
配置は、対応する部分または完全な相関基準面の上に重
なる一部分または完全なマーキング済み画像の表示コピ
ーの目視検査によって実行される。相関基準面は、軸の
縮小または拡大、変換、回転、あるいはこれらの組合せ
によって、マーキング済み画像のサイズおよび向きに応
じて再方向付けおよびサイズ変更が行われる。これは、
当業者にとって周知の技法を使用して実施される。一般
に粗配置により、相関基準面は操作したマーキング済み
画像のサイズの４パーセントの範囲内に入り、その向き
から４度の範囲内に入る。
の再方向付けおよびサイズ変更の諸ステップを粗配置と
それに続く精密位置合せとに分解することができる。粗
配置は、対応する部分または完全な相関基準面の上に重
なる一部分または完全なマーキング済み画像の表示コピ
ーの目視検査によって実行される。相関基準面は、軸の
縮小または拡大、変換、回転、あるいはこれらの組合せ
によって、マーキング済み画像のサイズおよび向きに応
じて再方向付けおよびサイズ変更が行われる。これは、
当業者にとって周知の技法を使用して実施される。一般
に粗配置により、相関基準面は操作したマーキング済み
画像のサイズの４パーセントの範囲内に入り、その向き
から４度の範囲内に入る。
【００５２】図５は、粗配置を実行するための実施例に
関する諸ステップを示す。５０２では、マーキング済み
画像と相関基準面の両方を共通ディスプレイ上に表示す
る。５０４では、表示した相関基準面が表示した操作済
みマーキング済み画像の対応部分の上に厳密に重なるよ
うにするため、相関基準面表示の垂直軸および水平軸の
拡大、オフセット、角回転を変化させる。５０６では、
拡大／縮小係数、水平および垂直オフセット、回転角の
値を書き留め、格納する。５０８では、それが視覚的に
相関基準面と一致するように、マーキング済み画像全体
を書き留めた値の逆数分だけ再スケーリングし、変換
し、回転させる。このように粗操作を行った再構成済み
マーキング済み画像は、精密位置合せを行うためにさら
に操作される。
関する諸ステップを示す。５０２では、マーキング済み
画像と相関基準面の両方を共通ディスプレイ上に表示す
る。５０４では、表示した相関基準面が表示した操作済
みマーキング済み画像の対応部分の上に厳密に重なるよ
うにするため、相関基準面表示の垂直軸および水平軸の
拡大、オフセット、角回転を変化させる。５０６では、
拡大／縮小係数、水平および垂直オフセット、回転角の
値を書き留め、格納する。５０８では、それが視覚的に
相関基準面と一致するように、マーキング済み画像全体
を書き留めた値の逆数分だけ再スケーリングし、変換
し、回転させる。このように粗操作を行った再構成済み
マーキング済み画像は、精密位置合せを行うためにさら
に操作される。
【００５３】フーリエのシフト定理、回転定理、スケー
リング定理によれば、変換、回転、およびスケーリング
の特性は画像のフーリエ変換を超越し、ｗ（ｍ，ｎ）内
に存在する場合、それぞれはＷ（ｓ，ｔ）内にも存在す
ることになる（スケーリングの場合は、その逆数が存在
することになる）。これは、マーキング済み画像に対す
る相関基準面のより精密な回転角、水平および垂直スケ
ール・ファクタ、変換オフセットを決定するために有用
である。これは、まず３次元の「位相相関最大値のアレ
イ」を構築することによって実施される。このアレイの
３本の軸は、マーキング済み画像に対する相関基準面の
水平スケール・ファクタ、垂直スケール・ファクタ、回
転角に対応する。位相相関は以下のように定義される。
Ｗ（ｓ，ｔ）を相関基準面の離散フーリエ変換とし、Ｕ
（ｓ，ｔ）をマーキング済み画像ｕ（ｍ，ｎ）のフーリ
エ変換とし、Ｕ*（ｓ，ｔ）をＵ（ｓ，ｔ）の複素共役
（complex conjugate）とする。位相相関平面ｐ（ｍ，
ｎ）は以下の関係を使用して計算する。
リング定理によれば、変換、回転、およびスケーリング
の特性は画像のフーリエ変換を超越し、ｗ（ｍ，ｎ）内
に存在する場合、それぞれはＷ（ｓ，ｔ）内にも存在す
ることになる（スケーリングの場合は、その逆数が存在
することになる）。これは、マーキング済み画像に対す
る相関基準面のより精密な回転角、水平および垂直スケ
ール・ファクタ、変換オフセットを決定するために有用
である。これは、まず３次元の「位相相関最大値のアレ
イ」を構築することによって実施される。このアレイの
３本の軸は、マーキング済み画像に対する相関基準面の
水平スケール・ファクタ、垂直スケール・ファクタ、回
転角に対応する。位相相関は以下のように定義される。
Ｗ（ｓ，ｔ）を相関基準面の離散フーリエ変換とし、Ｕ
（ｓ，ｔ）をマーキング済み画像ｕ（ｍ，ｎ）のフーリ
エ変換とし、Ｕ*（ｓ，ｔ）をＵ（ｓ，ｔ）の複素共役
（complex conjugate）とする。位相相関平面ｐ（ｍ，
ｎ）は以下の関係を使用して計算する。
【数２】
【００５４】各アレイ点の値は、対応する位相相関平面
の最大規模である。これは、増分方式で再スケーリング
し回転させた相関基準面を使用して計算される。マーキ
ング済み画像のカラー平面のいずれか１つでも必要なア
レイｕ（ｍ，ｎ）として十分である。３次元アレイの値
間の補間により、最大位相相関最大値のうちの最大値の
座標が得られる。これらの座標からは、マーキング済み
画像に対する相関基準面の水平および垂直スケール・フ
ァクタと回転角の値が直接読み取られる。次に、より精
密にそれを操作済みマーキング済み画像に位置合せする
ために、相関基準面を再スケーリングし、回転させる。
操作済みマーキング済み画像に対する変更済み相関基準
面の水平および垂直相対オフセットを決定するために、
最終位相相関評価を行う。最後に、その元のサイズおよ
び向きに応じてそれを復元するために、測定に応じてマ
ーキング済み画像全体を再スケーリングし、変換し、回
転させる。このように変更したマーキング済み画像は、
操作済みマーキング済み画像内のウォータマークの存在
を示すために検出および立証プロセスで使用できる状態
になっている。
の最大規模である。これは、増分方式で再スケーリング
し回転させた相関基準面を使用して計算される。マーキ
ング済み画像のカラー平面のいずれか１つでも必要なア
レイｕ（ｍ，ｎ）として十分である。３次元アレイの値
間の補間により、最大位相相関最大値のうちの最大値の
座標が得られる。これらの座標からは、マーキング済み
画像に対する相関基準面の水平および垂直スケール・フ
ァクタと回転角の値が直接読み取られる。次に、より精
密にそれを操作済みマーキング済み画像に位置合せする
ために、相関基準面を再スケーリングし、回転させる。
操作済みマーキング済み画像に対する変更済み相関基準
面の水平および垂直相対オフセットを決定するために、
最終位相相関評価を行う。最後に、その元のサイズおよ
び向きに応じてそれを復元するために、測定に応じてマ
ーキング済み画像全体を再スケーリングし、変換し、回
転させる。このように変更したマーキング済み画像は、
操作済みマーキング済み画像内のウォータマークの存在
を示すために検出および立証プロセスで使用できる状態
になっている。
【００５５】一実施例では、マーキング済み画像に対す
る相関基準面の精密位置合せは、位相相関最大値からな
る３次元アレイを評価し、次にそのアレイ内で補間して
これらの最大値のうちの最大値の位置を見つけることに
よって行われる。アレイの軸は、相関基準面に対して系
統的に適用される水平拡大、垂直拡大、角回転である。
以下の増分ステップの組合せは、いずれもアレイの座標
の値を定義するものである。ｗ（ｍ，ｎ）の垂直軸は、
２％ずつの増分でその元のサイズの９６％から１０４％
まで拡大／縮小される。同様に、ｗ（ｍ，ｎ）の水平軸
は、２％ずつの増分でその元のサイズの９６％から１０
４％まで拡大／縮小される。また、同様に、ｗ（ｍ，
ｎ）は、−５度から＋５度まで２度ずつ、その元の向き
に対して回転される。相関基準面の垂直拡大と水平拡大
と角回転との組合せごとに、位相相関平面ｐ（ｍ，ｎ）
が上記のように再計算される。その平面内のポイント値
ｐ（ｍ*，ｎ*）の最大値は、垂直拡大、水平拡大、角回
転の増分調整値のそれぞれに対応する座標における位相
相関最大値からなる３次元アレイに格納される。
る相関基準面の精密位置合せは、位相相関最大値からな
る３次元アレイを評価し、次にそのアレイ内で補間して
これらの最大値のうちの最大値の位置を見つけることに
よって行われる。アレイの軸は、相関基準面に対して系
統的に適用される水平拡大、垂直拡大、角回転である。
以下の増分ステップの組合せは、いずれもアレイの座標
の値を定義するものである。ｗ（ｍ，ｎ）の垂直軸は、
２％ずつの増分でその元のサイズの９６％から１０４％
まで拡大／縮小される。同様に、ｗ（ｍ，ｎ）の水平軸
は、２％ずつの増分でその元のサイズの９６％から１０
４％まで拡大／縮小される。また、同様に、ｗ（ｍ，
ｎ）は、−５度から＋５度まで２度ずつ、その元の向き
に対して回転される。相関基準面の垂直拡大と水平拡大
と角回転との組合せごとに、位相相関平面ｐ（ｍ，ｎ）
が上記のように再計算される。その平面内のポイント値
ｐ（ｍ*，ｎ*）の最大値は、垂直拡大、水平拡大、角回
転の増分調整値のそれぞれに対応する座標における位相
相関最大値からなる３次元アレイに格納される。
【００５６】この実施例の流れ図は図６に示す。当業者
であれば、ディジタル化画像を拡大／縮小して回転する
ために使用可能な十分なアルゴリズムが数多く存在する
ことが分かっている。このようなアルゴリズムのいずれ
も、以下の説明に示す相関基準面の操作に使用すること
ができる。上記のように、６０２では、マーキング済み
画像の離散フーリエ変換Ｕ（ｓ，ｔ）を形成する。６０
４では、垂直拡大Ｖｍ＝０．９６、水平拡大Ｈｍ＝０．
９６、角回転Ａｒ＝−５°という変数を段階的にするた
めに初期値を設定する。６０６では、相関基準面をＶｍ
に応じて垂直に拡大／縮小する。次に６０８では、この
ように調整した面をＨｍに応じて水平に拡大／縮小す
る。次に６０９では、このように調整した面をＡｒに応
じて角回転させる。６１０では、このように調整した面
の離散フーリエ変換Ｗ（ｓ，ｔ）を形成する。６１１で
は、等式（１６）の関係を使用して、位相相関平面ｐ
（ｍ，ｎ）を計算する。６１２では、その最大値の座標
（ｍ*，ｎ*）を見つけるためにｐ（ｍ，ｎ）平面を検査
する。これらの座標（ｍ*，ｎ*）およびｐ（ｍ*，ｎ*）
を形成中の３次元アレイに格納する。６１３では、この
３次元アレイにＶｍ、Ｈｍ、Ａｒでインデックスを付け
る。６１４では、Ａｒの値を検査する。それが＋５度未
満である場合、６１５で＋２度ずつ増分し、ステップ６
１４でＡｒが＋５度であると判明するまで、ステップ６
０９〜６１４を繰り返す。ステップ６１４でＡｒが＋５
度であると判明すると、６１６でＨｍの値を検査する。
Ｈｍが１．０４未満である場合、６１７でそれを０．０
２ずつ増分し、Ａｒを−５度に再初期設定する。ステッ
プ６１６でＨｍが１．０４であると判明するまで、ステ
ップ６０８〜６１６を繰り返す。Ｈｍが１．０４である
と判明すると、６１８でＶｍを検査する。Ｖｍが１．０
４未満であると判明した場合、６１９でそれを０．０２
ずつ増分し、Ａｒを−５度に初期設定し、Ｈｍを０．９
６に初期設定する。ステップ６１８でＶｍが１．０４と
いう値を有すると判明するまで、ステップ６０６〜６１
８を繰り返す。Ｖｍが１．０４であると判明すると、６
２０で最大ピークのうちの最大値を見つけるために３次
元アレイの値を補間する。その結果得られる最大ピーク
の最大値の座標は、相関基準面に対して操作済みマーキ
ング済み画像を最適に位置合せするための垂直乗数、水
平乗数、回転角の最終値を示す。これに対応する最大値
のうちの最大値のｍ*およびｎ*の結果値は、相関基準面
に対する操作済みマーキング済み画像のオフセット変位
を示す。次に、見つかった垂直乗数および水平乗数の逆
数分だけ、操作済みマーキング済み画像を再スケーリン
グする。６２２でこれは、見つかった角回転の逆数（マ
イナス）分だけ回転し、ｍ*およびｎ*のマイナス値分だ
けオフセットする。これで、再方向付けおよびサイズ変
更の精密設定プロセスが完了する。
であれば、ディジタル化画像を拡大／縮小して回転する
ために使用可能な十分なアルゴリズムが数多く存在する
ことが分かっている。このようなアルゴリズムのいずれ
も、以下の説明に示す相関基準面の操作に使用すること
ができる。上記のように、６０２では、マーキング済み
画像の離散フーリエ変換Ｕ（ｓ，ｔ）を形成する。６０
４では、垂直拡大Ｖｍ＝０．９６、水平拡大Ｈｍ＝０．
９６、角回転Ａｒ＝−５°という変数を段階的にするた
めに初期値を設定する。６０６では、相関基準面をＶｍ
に応じて垂直に拡大／縮小する。次に６０８では、この
ように調整した面をＨｍに応じて水平に拡大／縮小す
る。次に６０９では、このように調整した面をＡｒに応
じて角回転させる。６１０では、このように調整した面
の離散フーリエ変換Ｗ（ｓ，ｔ）を形成する。６１１で
は、等式（１６）の関係を使用して、位相相関平面ｐ
（ｍ，ｎ）を計算する。６１２では、その最大値の座標
（ｍ*，ｎ*）を見つけるためにｐ（ｍ，ｎ）平面を検査
する。これらの座標（ｍ*，ｎ*）およびｐ（ｍ*，ｎ*）
を形成中の３次元アレイに格納する。６１３では、この
３次元アレイにＶｍ、Ｈｍ、Ａｒでインデックスを付け
る。６１４では、Ａｒの値を検査する。それが＋５度未
満である場合、６１５で＋２度ずつ増分し、ステップ６
１４でＡｒが＋５度であると判明するまで、ステップ６
０９〜６１４を繰り返す。ステップ６１４でＡｒが＋５
度であると判明すると、６１６でＨｍの値を検査する。
Ｈｍが１．０４未満である場合、６１７でそれを０．０
２ずつ増分し、Ａｒを−５度に再初期設定する。ステッ
プ６１６でＨｍが１．０４であると判明するまで、ステ
ップ６０８〜６１６を繰り返す。Ｈｍが１．０４である
と判明すると、６１８でＶｍを検査する。Ｖｍが１．０
４未満であると判明した場合、６１９でそれを０．０２
ずつ増分し、Ａｒを−５度に初期設定し、Ｈｍを０．９
６に初期設定する。ステップ６１８でＶｍが１．０４と
いう値を有すると判明するまで、ステップ６０６〜６１
８を繰り返す。Ｖｍが１．０４であると判明すると、６
２０で最大ピークのうちの最大値を見つけるために３次
元アレイの値を補間する。その結果得られる最大ピーク
の最大値の座標は、相関基準面に対して操作済みマーキ
ング済み画像を最適に位置合せするための垂直乗数、水
平乗数、回転角の最終値を示す。これに対応する最大値
のうちの最大値のｍ*およびｎ*の結果値は、相関基準面
に対する操作済みマーキング済み画像のオフセット変位
を示す。次に、見つかった垂直乗数および水平乗数の逆
数分だけ、操作済みマーキング済み画像を再スケーリン
グする。６２２でこれは、見つかった角回転の逆数（マ
イナス）分だけ回転し、ｍ*およびｎ*のマイナス値分だ
けオフセットする。これで、再方向付けおよびサイズ変
更の精密設定プロセスが完了する。
【００５７】相関基準面または操作済みマーキング済み
画像の一方に対してサイズ変更および再方向付けを行っ
て、一方をもう一方に位置合せすることができること
は、当業者には明らかになるだろう。好ましい実施例で
は、操作済みマーキング済み画像に対してサイズ変更お
よび再方向付けを行って、それを相関基準面に位置合せ
し、その結果、ウォータマーキング平面との要素間位置
合せを行う。
画像の一方に対してサイズ変更および再方向付けを行っ
て、一方をもう一方に位置合せすることができること
は、当業者には明らかになるだろう。好ましい実施例で
は、操作済みマーキング済み画像に対してサイズ変更お
よび再方向付けを行って、それを相関基準面に位置合せ
し、その結果、ウォータマーキング平面との要素間位置
合せを行う。
【００５８】マーキング済み画像内のウォータマークの
検出 ウォータマーク検出のプロセスは、その最終製品として
視覚的に認識可能な小さい画像を生成するように設計さ
れている。この認識可能な最終製品は、確実なランダム
順序に基づくウォータマークの存在および把握に依存す
る手順で得られる。このプロセスでは、非常に精巧であ
るがまだ完全には理解されていない人間の視覚系統のパ
ターン認識能力を活用する。この活用により、付与され
たウォータマークを無効にすることが非常に困難になっ
ている。検出プロセスを実施するためにセレクタという
小さい矩形アレイが考えられている。このセレクタ・ア
レイ・サイズは、それが適用されるマーキング済み画像
のピクセル・アレイよりかなり小さくなければならな
い。これは、オーバラップせずに画像上にセレクタを何
百倍も乗せられるようにするためである。セレクタ・ア
レイは、同じ寸法を有するピクセル・アレイが認識可能
なバイナリ画像を含むことができるように十分な大きさ
になっていなければならない。もっと複雑な実施例で
は、基準としてバイナリ画像ではなくカラーを使用す
る。ここに記載する実施例では、３２行と１２８列を有
するセレクタを使用する。これは、１００万個以上のピ
クセルを有するマーキング済み画像に適用される。
検出 ウォータマーク検出のプロセスは、その最終製品として
視覚的に認識可能な小さい画像を生成するように設計さ
れている。この認識可能な最終製品は、確実なランダム
順序に基づくウォータマークの存在および把握に依存す
る手順で得られる。このプロセスでは、非常に精巧であ
るがまだ完全には理解されていない人間の視覚系統のパ
ターン認識能力を活用する。この活用により、付与され
たウォータマークを無効にすることが非常に困難になっ
ている。検出プロセスを実施するためにセレクタという
小さい矩形アレイが考えられている。このセレクタ・ア
レイ・サイズは、それが適用されるマーキング済み画像
のピクセル・アレイよりかなり小さくなければならな
い。これは、オーバラップせずに画像上にセレクタを何
百倍も乗せられるようにするためである。セレクタ・ア
レイは、同じ寸法を有するピクセル・アレイが認識可能
なバイナリ画像を含むことができるように十分な大きさ
になっていなければならない。もっと複雑な実施例で
は、基準としてバイナリ画像ではなくカラーを使用す
る。ここに記載する実施例では、３２行と１２８列を有
するセレクタを使用する。これは、１００万個以上のピ
クセルを有するマーキング済み画像に適用される。
【００５９】セレクタは、マーキング済み画像内のピク
セルの矩形クラスタとそれに対応する再構成済みウォー
タマーキング平面内の要素のクラスタとを突き止めるた
めに使用する。クラスタは、ランダムに分散した非オー
バラップ位置である。クラスタのランダム分散は、ウォ
ータマーク保護を無効にしようという試みをさらに阻止
するために行われる。セレクタの各要素は、ウォータマ
ーク検出方式の部分結果を格納するために機能する変数
に関連する１つまたは複数のデバイスを含む。一実施例
では２つのセレクタ・デバイスを使用するが、一方は
「一致カウンタ」、もう一方は「不一致カウンタ」とい
う。
セルの矩形クラスタとそれに対応する再構成済みウォー
タマーキング平面内の要素のクラスタとを突き止めるた
めに使用する。クラスタは、ランダムに分散した非オー
バラップ位置である。クラスタのランダム分散は、ウォ
ータマーク保護を無効にしようという試みをさらに阻止
するために行われる。セレクタの各要素は、ウォータマ
ーク検出方式の部分結果を格納するために機能する変数
に関連する１つまたは複数のデバイスを含む。一実施例
では２つのセレクタ・デバイスを使用するが、一方は
「一致カウンタ」、もう一方は「不一致カウンタ」とい
う。
【００６０】１つの要素の属性をその近隣要素の属性に
十分関連付けるような変数が定義される。マーキング済
み画像内の各ピクセルごとに、そのピクセルについて第
１の変数が計算され、再構成済みウォータマーキング平
面内のそのピクセルの対応要素について第２の変数が計
算される。計算した第１の変数が計算した第２の変数と
同じ結果あるいはほぼまたは十分同等と思われる結果を
有する場合、正のテスト結果が得られる。結果同士が互
いに異なると思われる場合、テスト結果は負になると思
われる。第１の変数は、そのピクセルのカラー平面のそ
れぞれについて再計算され、第２の変数と比較される。
そのセレクタ要素に関連する一致カウンタは、正の結果
を生成する各カラー平面ごとに１ずつ増分され、不一致
カウンタは、負の結果を生成する各カラー平面ごとに１
ずつ増分される。各要素の一致カウンタおよび不一致カ
ウンタの目的は、マーカーまたはマーキング・エンティ
ティあるいはその両方にとってのみ既知のランダム順序
を備えたウォータマークの識別の確信度レベルをその要
素に関連付けることである。
十分関連付けるような変数が定義される。マーキング済
み画像内の各ピクセルごとに、そのピクセルについて第
１の変数が計算され、再構成済みウォータマーキング平
面内のそのピクセルの対応要素について第２の変数が計
算される。計算した第１の変数が計算した第２の変数と
同じ結果あるいはほぼまたは十分同等と思われる結果を
有する場合、正のテスト結果が得られる。結果同士が互
いに異なると思われる場合、テスト結果は負になると思
われる。第１の変数は、そのピクセルのカラー平面のそ
れぞれについて再計算され、第２の変数と比較される。
そのセレクタ要素に関連する一致カウンタは、正の結果
を生成する各カラー平面ごとに１ずつ増分され、不一致
カウンタは、負の結果を生成する各カラー平面ごとに１
ずつ増分される。各要素の一致カウンタおよび不一致カ
ウンタの目的は、マーカーまたはマーキング・エンティ
ティあるいはその両方にとってのみ既知のランダム順序
を備えたウォータマークの識別の確信度レベルをその要
素に関連付けることである。
【００６１】三刺激カラー画像の場合ならびに各ピクセ
ル・クラスタの場合、各一致カウンタ値の範囲は０から
＋３までである。３つのカラー平面すべてについてテス
ト結果が負になった場合に０が得られる。３つの平面す
べてについてテスト結果が正になった場合に＋３が得ら
れる。各不一致カウンタの範囲も０から＋３までである
が、逆に３つの平面すべてについてテスト結果が正にな
った場合に０が得られ、３つの平面すべてについてテス
ト結果が負になった場合に＋３が得られる。各一致カウ
ンタのカウントは、各クラスタ位置の対応ピクセルに関
する正の結果のカウントの累積和であり、各不一致カウ
ンタのカウントは、各クラスタ位置の対応ピクセルに関
する負の結果のカウントの累積和である。一致カウンタ
値がそれに対応する不一致カウンタの値より大きい場
合、その一致カウンタ値は部分ウォータマーク検出に関
連する。セレクタの多数の要素に関する複数の一致カウ
ンタ値の複合物がそれに対応する不一致カウンタ値より
大きい場合、それは検出されたウォータマークによる結
果であり、そのウォータマークに対応する。
ル・クラスタの場合、各一致カウンタ値の範囲は０から
＋３までである。３つのカラー平面すべてについてテス
ト結果が負になった場合に０が得られる。３つの平面す
べてについてテスト結果が正になった場合に＋３が得ら
れる。各不一致カウンタの範囲も０から＋３までである
が、逆に３つの平面すべてについてテスト結果が正にな
った場合に０が得られ、３つの平面すべてについてテス
ト結果が負になった場合に＋３が得られる。各一致カウ
ンタのカウントは、各クラスタ位置の対応ピクセルに関
する正の結果のカウントの累積和であり、各不一致カウ
ンタのカウントは、各クラスタ位置の対応ピクセルに関
する負の結果のカウントの累積和である。一致カウンタ
値がそれに対応する不一致カウンタの値より大きい場
合、その一致カウンタ値は部分ウォータマーク検出に関
連する。セレクタの多数の要素に関する複数の一致カウ
ンタ値の複合物がそれに対応する不一致カウンタ値より
大きい場合、それは検出されたウォータマークによる結
果であり、そのウォータマークに対応する。
【００６２】一実施例では、テスト結果または比較ある
いはその両方は減算操作によって行われる。特定の実施
例で使用する属性はそのピクセルの輝度値である。統計
的関係は、近隣ピクセルの平均輝度値に関するものであ
る。この場合、ウォータマーク検出は図７〜図８に示す
諸ステップを続行する。７０２では、セレクタ・アレイ
・サイズを検出する。この例のセレクタ・アレイ・サイ
ズは３２×１２８要素である。７０４では、０を示すよ
うに設定することによって、すべての一致カウンタと不
一致カウンタを初期設定する。７０６では、セレクタの
指定の特定の要素を拡張ウォータマーキング平面の初期
位置に置く。この特定の第１の要素は、その左上隅にあ
るセレクタ要素である場合が多い。この特定の要素は、
マーキング済み画像が拡張ウォータマーキング平面と位
置合せされているときに、マーキング済み画像のすべて
のカラー平面内の対応ピクセルとその成分も突き止め
る。
いはその両方は減算操作によって行われる。特定の実施
例で使用する属性はそのピクセルの輝度値である。統計
的関係は、近隣ピクセルの平均輝度値に関するものであ
る。この場合、ウォータマーク検出は図７〜図８に示す
諸ステップを続行する。７０２では、セレクタ・アレイ
・サイズを検出する。この例のセレクタ・アレイ・サイ
ズは３２×１２８要素である。７０４では、０を示すよ
うに設定することによって、すべての一致カウンタと不
一致カウンタを初期設定する。７０６では、セレクタの
指定の特定の要素を拡張ウォータマーキング平面の初期
位置に置く。この特定の第１の要素は、その左上隅にあ
るセレクタ要素である場合が多い。この特定の要素は、
マーキング済み画像が拡張ウォータマーキング平面と位
置合せされているときに、マーキング済み画像のすべて
のカラー平面内の対応ピクセルとその成分も突き止め
る。
【００６３】すべてのセレクタ要素について、各ピクセ
ルのすべてのカラー平面について、また選択したすべて
のクラスタについて、検出方式の以下の部分を反復して
繰り返す。７０８では、再生成した確実なランダム順序
から、次の２つの８ビット整数を選択する。第１のセレ
クタ要素についてこの方式を開始した場合、このステッ
プ７０８で選択した次の２つの８ビット整数は、実際に
は確実なランダム順序の最初の２つの８ビット整数であ
る。７１０では、この２つの８ビット整数をスケーリン
グして、初期のまたは前のセレクタ位置からのランダム
な水平および垂直オフセットを形成し、セレクタをその
位置まで移動する。７１１では、セレクタ要素順序を初
期の特定のセレクタ要素の座標にリセットする。７１２
では、このセレクタ要素を使用して、ウォータマーキン
グ平面内の対応する特定の要素を突き止める。７１３で
は、ウォータマーキング平面内のその近隣要素の平均規
模を計算する。この例では、これは、正方形の中心に特
定の要素が位置する１１×１１要素の正方形内に存在す
る特定要素の近隣要素の規模の平均である。セレクタ要
素がウォータマーキング平面のエッジに近すぎてその近
隣の中心にすることができない場合、特定の要素の最も
近い１２０個の既存の近隣要素を包含するように近隣正
方形を移動する。
ルのすべてのカラー平面について、また選択したすべて
のクラスタについて、検出方式の以下の部分を反復して
繰り返す。７０８では、再生成した確実なランダム順序
から、次の２つの８ビット整数を選択する。第１のセレ
クタ要素についてこの方式を開始した場合、このステッ
プ７０８で選択した次の２つの８ビット整数は、実際に
は確実なランダム順序の最初の２つの８ビット整数であ
る。７１０では、この２つの８ビット整数をスケーリン
グして、初期のまたは前のセレクタ位置からのランダム
な水平および垂直オフセットを形成し、セレクタをその
位置まで移動する。７１１では、セレクタ要素順序を初
期の特定のセレクタ要素の座標にリセットする。７１２
では、このセレクタ要素を使用して、ウォータマーキン
グ平面内の対応する特定の要素を突き止める。７１３で
は、ウォータマーキング平面内のその近隣要素の平均規
模を計算する。この例では、これは、正方形の中心に特
定の要素が位置する１１×１１要素の正方形内に存在す
る特定要素の近隣要素の規模の平均である。セレクタ要
素がウォータマーキング平面のエッジに近すぎてその近
隣の中心にすることができない場合、特定の要素の最も
近い１２０個の既存の近隣要素を包含するように近隣正
方形を移動する。
【００６４】７１４では、次のカラー平面を選択する。
この反復方式の開始時には、このような次のカラー平面
は実際には第１のカラー平面である。モノクロ画像の場
合、これは唯一のカラー平面である。７１５では、特定
のセレクタ要素の座標を使用して、このような次のカラ
ー平面内の対応するピクセル・カラー要素を突き止め
る。７１６では、ウォータマーキング平面要素に関して
前述したものと同じ方法で、近隣の１２０個のピクセル
・カラー要素の平均輝度を計算する。特定のウォータマ
ーキング平面要素および対応するピクセル・カラー要素
の値をそれぞれの近隣平均と比較する。７１７で両方の
値がそれぞれの近隣平均と等しいかまたはそれより大き
い場合、あるいは７１８で両方の値がそれぞれの近隣平
均より小さい場合、７１９ａでその特定のセレクタ要素
の一致カウンタを増分する。一方の値がそれぞれの近隣
平均より小さく、もう一方の値がそれぞれの近隣平均と
等しいかまたはそれより大きい場合、７１９ｂでその特
定のセレクタ要素の不一致カウンタを増分する。その対
応不一致カウンタ内の値の大きさに対する各一致カウン
タ内の値の大きさは、ウォータマーク順序妥当性検査の
確率に関連する。
この反復方式の開始時には、このような次のカラー平面
は実際には第１のカラー平面である。モノクロ画像の場
合、これは唯一のカラー平面である。７１５では、特定
のセレクタ要素の座標を使用して、このような次のカラ
ー平面内の対応するピクセル・カラー要素を突き止め
る。７１６では、ウォータマーキング平面要素に関して
前述したものと同じ方法で、近隣の１２０個のピクセル
・カラー要素の平均輝度を計算する。特定のウォータマ
ーキング平面要素および対応するピクセル・カラー要素
の値をそれぞれの近隣平均と比較する。７１７で両方の
値がそれぞれの近隣平均と等しいかまたはそれより大き
い場合、あるいは７１８で両方の値がそれぞれの近隣平
均より小さい場合、７１９ａでその特定のセレクタ要素
の一致カウンタを増分する。一方の値がそれぞれの近隣
平均より小さく、もう一方の値がそれぞれの近隣平均と
等しいかまたはそれより大きい場合、７１９ｂでその特
定のセレクタ要素の不一致カウンタを増分する。その対
応不一致カウンタ内の値の大きさに対する各一致カウン
タ内の値の大きさは、ウォータマーク順序妥当性検査の
確率に関連する。
【００６５】７２０では、その対応輝度をその近隣平均
に関してテストするためにすべてのカラー平面を選択し
たかどうかの判定を行う。すべてを選択したわけではな
い場合、プロセスは、次のカラー平面を選択するために
ステップ７１４に戻る。このカラー平面についてステッ
プ７１５〜７２０を繰り返す。これは、すべてのカラー
平面がテストされたことをステップ７２０が示すまで続
けられる。最後（または唯一）のカラー平面をテストす
ると、７２４でそのセレクタ用のすべての要素を選択し
たかどうかの判定を行う。すべてを選択したわけではな
い場合、７２６で次のセレクタ要素を選択する。一般
に、次の要素はその行における右側の隣接要素である。
その行において隣接要素が一切ない場合、次の要素は次
のセレクタ行内の左端の要素である。このような次のセ
レクタ要素は次の特定の要素になる。すべてのセレクタ
要素を選択しテストするまで、ステップ７１２〜７２４
を繰り返す。すべての要素を選択したとステップ７２４
で判定すると、７２８ですべての非オーバラップ・セレ
クタ位置を選択したかどうかの判定を行う。すべてを選
択したわけではない場合、すべてのセレクタ要素および
マーキング済み画像のカラー平面について、ステップ７
０８〜７２８を繰り返す。すべてのセレクタ位置をテス
トしたとステップ７２８で判定すると、すべての一致カ
ウンタはそのテスト結果値を有する。
に関してテストするためにすべてのカラー平面を選択し
たかどうかの判定を行う。すべてを選択したわけではな
い場合、プロセスは、次のカラー平面を選択するために
ステップ７１４に戻る。このカラー平面についてステッ
プ７１５〜７２０を繰り返す。これは、すべてのカラー
平面がテストされたことをステップ７２０が示すまで続
けられる。最後（または唯一）のカラー平面をテストす
ると、７２４でそのセレクタ用のすべての要素を選択し
たかどうかの判定を行う。すべてを選択したわけではな
い場合、７２６で次のセレクタ要素を選択する。一般
に、次の要素はその行における右側の隣接要素である。
その行において隣接要素が一切ない場合、次の要素は次
のセレクタ行内の左端の要素である。このような次のセ
レクタ要素は次の特定の要素になる。すべてのセレクタ
要素を選択しテストするまで、ステップ７１２〜７２４
を繰り返す。すべての要素を選択したとステップ７２４
で判定すると、７２８ですべての非オーバラップ・セレ
クタ位置を選択したかどうかの判定を行う。すべてを選
択したわけではない場合、すべてのセレクタ要素および
マーキング済み画像のカラー平面について、ステップ７
０８〜７２８を繰り返す。すべてのセレクタ位置をテス
トしたとステップ７２８で判定すると、すべての一致カ
ウンタはそのテスト結果値を有する。
【００６６】図９は、図７〜図８のプロセスの実施によ
るセレクタ平面８０２内のセレクタ８１０の位置のラン
ダムな全体を示す。図９は、マーキング済み画像の１つ
のウォータマーキング平面８０４と３つのカラー平面８
０６〜８０８を示している。操作する第１のセレクタ要
素は、それぞれのセレクタ位置のセレクタの一番上の左
端の要素８１２である場合が多い。各セレクタ位置は前
に選択した位置からランダムにオフセットされている
が、位置同士が互いにオーバラップしないことに留意さ
れたい。
るセレクタ平面８０２内のセレクタ８１０の位置のラン
ダムな全体を示す。図９は、マーキング済み画像の１つ
のウォータマーキング平面８０４と３つのカラー平面８
０６〜８０８を示している。操作する第１のセレクタ要
素は、それぞれのセレクタ位置のセレクタの一番上の左
端の要素８１２である場合が多い。各セレクタ位置は前
に選択した位置からランダムにオフセットされている
が、位置同士が互いにオーバラップしないことに留意さ
れたい。
【００６７】各一致カウンタおよび不一致カウンタ内に
含まれる値は、マーカーまたはマーキング・エンティテ
ィあるいはその両方にとってのみ既知のランダム順序を
備えたウォータマークの識別の確信度レベルをそれぞれ
の対応セレクタの要素に関連付けるものである。一致カ
ウンタ値からそれぞれの不一致カウンタ値を引いた差の
多数が負以外である場合、ウォータマークは検出された
と見なされる。したがって、このような負以外の差の全
体を検査すれば、明らかにウォータマークが検出済みか
または未検出かを宣言するのに十分である。実際に、こ
れは、ウォータマーク検出技法の終了と見なすことがで
きる。
含まれる値は、マーカーまたはマーキング・エンティテ
ィあるいはその両方にとってのみ既知のランダム順序を
備えたウォータマークの識別の確信度レベルをそれぞれ
の対応セレクタの要素に関連付けるものである。一致カ
ウンタ値からそれぞれの不一致カウンタ値を引いた差の
多数が負以外である場合、ウォータマークは検出された
と見なされる。したがって、このような負以外の差の全
体を検査すれば、明らかにウォータマークが検出済みか
または未検出かを宣言するのに十分である。実際に、こ
れは、ウォータマーク検出技法の終了と見なすことがで
きる。
【００６８】しかし、「多数」の差が負以外であること
は、いくらよくても不正確な基準であることが分かって
いる。差の単純な大多数のみが負以外である場合、ウォ
ータマークが検出されたかどうかは、せいぜい主観的な
判断に過ぎないことは明らかである。最も可能性が高い
のは、それが検出ではなかったと容認されることであ
る。この判断を支援するため、本発明では、雑然とした
フィールド内のパターンを認識するための人間の視覚系
統の能力を利用する。これは、ビジュアライザというバ
イナリ画像を形成することによって達成する。ビジュア
ライザは、セレクタと同じ寸法（たとえば、３２×１２
８ピクセル）を有するように形成されている。明らかに
認識可能なパターンがビジュアライザ内に置かれる。典
型的なビジュアライザ・パターンを図１０の９００とし
て示す。このビジュアライザを取り囲む黒い枠は、ビジ
ュアライザ・パターンの一部とは見なさない。このパタ
ーンは、容易に認識可能なパターンを形成する黒と白の
ピクセル・ブロックの配置である。典型的なピクセル９
０２は、Ｃという画像の下端に位置する。ビジュアライ
ザ画像は、ＩＢＭという文字９０４と、著作権ロゴ９０
６と、ビジュアライザ・フレーム９０８とを形成するピ
クセルを除き、完全に白である。
は、いくらよくても不正確な基準であることが分かって
いる。差の単純な大多数のみが負以外である場合、ウォ
ータマークが検出されたかどうかは、せいぜい主観的な
判断に過ぎないことは明らかである。最も可能性が高い
のは、それが検出ではなかったと容認されることであ
る。この判断を支援するため、本発明では、雑然とした
フィールド内のパターンを認識するための人間の視覚系
統の能力を利用する。これは、ビジュアライザというバ
イナリ画像を形成することによって達成する。ビジュア
ライザは、セレクタと同じ寸法（たとえば、３２×１２
８ピクセル）を有するように形成されている。明らかに
認識可能なパターンがビジュアライザ内に置かれる。典
型的なビジュアライザ・パターンを図１０の９００とし
て示す。このビジュアライザを取り囲む黒い枠は、ビジ
ュアライザ・パターンの一部とは見なさない。このパタ
ーンは、容易に認識可能なパターンを形成する黒と白の
ピクセル・ブロックの配置である。典型的なピクセル９
０２は、Ｃという画像の下端に位置する。ビジュアライ
ザ画像は、ＩＢＭという文字９０４と、著作権ロゴ９０
６と、ビジュアライザ・フレーム９０８とを形成するピ
クセルを除き、完全に白である。
【００６９】ビジュアライザ・パターンは、一致カウン
タの「多数」が負以外である実際の程度を示す可視画像
を提供するために使用する。図１１に示す方法ステップ
は、ビジュアライザ・パターンに関してウォータマーク
・シグナチャを提供するために使用する。ウォータマー
ク・シグナチャは、一致カウンタの差データとともにビ
ジュアライザ・パターンを使用して、ここで「ビジュア
ライザ一致画像」と呼ぶものを形成することによって得
られる。
タの「多数」が負以外である実際の程度を示す可視画像
を提供するために使用する。図１１に示す方法ステップ
は、ビジュアライザ・パターンに関してウォータマーク
・シグナチャを提供するために使用する。ウォータマー
ク・シグナチャは、一致カウンタの差データとともにビ
ジュアライザ・パターンを使用して、ここで「ビジュア
ライザ一致画像」と呼ぶものを形成することによって得
られる。
【００７０】一実施例では、図１１に示すステップによ
ってビジュアライザ一致画像が形成される。１００２で
は、サイズがセレクタの要素アレイに等しいピクセル・
アレイを有するビジュアライザ・パターンを形成する。
ビジュアライザ・アレイは白と黒のピクセルから構成さ
れ、白には値１が、黒には値０が与えられる。ビジュア
ライザ一致画像のピクセル内容を判定するために、セレ
クタ・アレイのすべての要素が検査される。これを行う
ため、１００４では、セレクタ要素順序をリセットし、
その順序のうちの第１の要素を選択する。１００６で
は、選択したセレクタ要素について、その対応する不一
致カウンタ内のカウントを差をその対応する一致カウン
タ内のカウントから減算して、差を形成する。１００８
では、その差の符号をテストし、それが負であれば、１
０１０ｂでビジュアライザの対応ピクセルを反転して
（白を黒に変更し、黒を白に変更する）、ビジュアライ
ザ一致画像の対応ピクセル内に入れる。符号が正であれ
ば、１０１０ａでビジュアライザの対応ピクセルを未変
更のまま、ビジュアライザ一致画像の対応ピクセル内に
入れる。１０１２では、セレクタ要素順序をテストし
て、すべての要素を選択したかどうかを確認し、すべて
を選択したわけではない場合、１０１４で次の要素を選
択し、ステップ１００６〜１０１２を繰り返す。すべて
のセレクタ要素を選択した場合、１０１６でビジュアラ
イザ一致画像を表示する。１０１８では、ビジュアライ
ザ一致画像内のパターンをビジュアライザ・パターンの
複写として認識するかどうかについて、判断を行う。そ
のように認識した場合、１０２０ａでウォータマークを
明確に検出する。そのように認識しない場合、１０２０
ｂでウォータマークを検出しない。
ってビジュアライザ一致画像が形成される。１００２で
は、サイズがセレクタの要素アレイに等しいピクセル・
アレイを有するビジュアライザ・パターンを形成する。
ビジュアライザ・アレイは白と黒のピクセルから構成さ
れ、白には値１が、黒には値０が与えられる。ビジュア
ライザ一致画像のピクセル内容を判定するために、セレ
クタ・アレイのすべての要素が検査される。これを行う
ため、１００４では、セレクタ要素順序をリセットし、
その順序のうちの第１の要素を選択する。１００６で
は、選択したセレクタ要素について、その対応する不一
致カウンタ内のカウントを差をその対応する一致カウン
タ内のカウントから減算して、差を形成する。１００８
では、その差の符号をテストし、それが負であれば、１
０１０ｂでビジュアライザの対応ピクセルを反転して
（白を黒に変更し、黒を白に変更する）、ビジュアライ
ザ一致画像の対応ピクセル内に入れる。符号が正であれ
ば、１０１０ａでビジュアライザの対応ピクセルを未変
更のまま、ビジュアライザ一致画像の対応ピクセル内に
入れる。１０１２では、セレクタ要素順序をテストし
て、すべての要素を選択したかどうかを確認し、すべて
を選択したわけではない場合、１０１４で次の要素を選
択し、ステップ１００６〜１０１２を繰り返す。すべて
のセレクタ要素を選択した場合、１０１６でビジュアラ
イザ一致画像を表示する。１０１８では、ビジュアライ
ザ一致画像内のパターンをビジュアライザ・パターンの
複写として認識するかどうかについて、判断を行う。そ
のように認識した場合、１０２０ａでウォータマークを
明確に検出する。そのように認識しない場合、１０２０
ｂでウォータマークを検出しない。
【００７１】ビジュアライザ一致画像を構築する際に一
致カウンタ内のカウントからその対応不一致内のカウン
トを引いた差の符号のみを使用する場合、各セレクタ要
素ごとに１つのカウンタだけが必要だったことは、当業
者にとって明らかである。その場合、図８のステップ７
１９ａは「セレクタの要素のカウンタを増分する」とい
う表現になり、ステップ７１９ｂは「セレクタの要素の
カウンタを減分する」という表現になるはずである。
致カウンタ内のカウントからその対応不一致内のカウン
トを引いた差の符号のみを使用する場合、各セレクタ要
素ごとに１つのカウンタだけが必要だったことは、当業
者にとって明らかである。その場合、図８のステップ７
１９ａは「セレクタの要素のカウンタを増分する」とい
う表現になり、ステップ７１９ｂは「セレクタの要素の
カウンタを減分する」という表現になるはずである。
【００７２】図１２は、１％の変調強度で付与したウォ
ータマークについて図９のビジュアライザから得られる
検出結果１１０２を示す。すべての場合について前述し
たように、黒い枠はビジュアライザ一致画像の一部では
ない。２％の変調強度で付与したウォータマークについ
て得られるビジュアライザのより強力な複写１２０２は
図１３に示す。４％の変調強度で付与したウォータマー
クについて得られるビジュアライザのさらに強力な複写
１３０２は図１４に示す。
ータマークについて図９のビジュアライザから得られる
検出結果１１０２を示す。すべての場合について前述し
たように、黒い枠はビジュアライザ一致画像の一部では
ない。２％の変調強度で付与したウォータマークについ
て得られるビジュアライザのより強力な複写１２０２は
図１３に示す。４％の変調強度で付与したウォータマー
クについて得られるビジュアライザのさらに強力な複写
１３０２は図１４に示す。
【００７３】１つも含まない画像内またはそれに関する
ウォータマーキング平面を再構成できない画像内でウォ
ータマークを検出しようという試みにより、認識不能な
ランダム混乱であるビジュアライザ・パターンが生成さ
れる。図１５は、ウォータマークが検出されないときの
典型的なビジュアライザ一致画像１４０２を示す。これ
は、多くのビジュアライザ要素が反転されたときの結果
である。多数の要素が反転を必要としない場合、それは
ウォータマークの検出を示す。実際にこの方法は、不正
明確検出の確率が極めて低い。高度テキスチャ・マーキ
ング済み画像でも、ビジュアライザ・パターンは、非常
に高い信頼性のウォータマーク検出を意味するように明
らかに認識可能なものでなければならない。
ウォータマーキング平面を再構成できない画像内でウォ
ータマークを検出しようという試みにより、認識不能な
ランダム混乱であるビジュアライザ・パターンが生成さ
れる。図１５は、ウォータマークが検出されないときの
典型的なビジュアライザ一致画像１４０２を示す。これ
は、多くのビジュアライザ要素が反転されたときの結果
である。多数の要素が反転を必要としない場合、それは
ウォータマークの検出を示す。実際にこの方法は、不正
明確検出の確率が極めて低い。高度テキスチャ・マーキ
ング済み画像でも、ビジュアライザ・パターンは、非常
に高い信頼性のウォータマーク検出を意味するように明
らかに認識可能なものでなければならない。
【００７４】その差の代数符号のみを使用した場合、上
記で利用した一致カウンタ値および不一致カウンタ値に
はより多くの情報が存在することは明らかである。ビジ
ュアライザ画像をビジュアライザ一致画像に変換するた
めの代替方法では、各一致カウンタ値の大きさとそれに
対応する不一致カウンタの値の大きさとを使用する。Ｃ
（ｉ'，ｊ'）がセレクタ要素ｉ'，ｊ'に関連する一致カ
ウンタの値であり、Ｃ'（ｉ'，ｊ'）が対応する不一致
カウンタの値である場合、その差ｅ（ｉ'，ｊ'）の正規
化した大きさは以下の通りである。
記で利用した一致カウンタ値および不一致カウンタ値に
はより多くの情報が存在することは明らかである。ビジ
ュアライザ画像をビジュアライザ一致画像に変換するた
めの代替方法では、各一致カウンタ値の大きさとそれに
対応する不一致カウンタの値の大きさとを使用する。Ｃ
（ｉ'，ｊ'）がセレクタ要素ｉ'，ｊ'に関連する一致カ
ウンタの値であり、Ｃ'（ｉ'，ｊ'）が対応する不一致
カウンタの値である場合、その差ｅ（ｉ'，ｊ'）の正規
化した大きさは以下の通りである。
【数３】 ただし、 Ｃ（ｉ'，ｊ'）＋Ｃ'（ｉ'，ｊ'）＞０ （１８） かつ ｅ（ｉ'，ｊ'）＝１／２ （１９） であり、以下の条件の場合である。 Ｃ（ｉ'，ｊ'）＋Ｃ'（ｉ'，ｊ'）＝０ （２０）
【００７５】この場合、ビジュアライザ画像は、ビジュ
アライザ画像内の各ピクセルをビジュアライザ・ピクセ
ル値が１のときに対応するｅ（ｉ'，ｊ'）の値で置き換
え、ビジュアライザ・ピクセル値が０のときに１−ｅ
（ｉ'，ｊ'）の値で置き換えることによって、ビジュア
ライザ一致画像に変換される。ただし、ビジュアライザ
一致画像はもはやバイナリ画像ではないが、黒から白ま
での範囲のグレイの陰影を含むことに留意されたい。ビ
ジュアライザ内に置かれたパターンがビジュアライザ一
致画像で認識可能であるかどうかに関する判断は前と同
じなので、１つも含まない画像内または１つを含むがそ
れに関するウォータマーキング平面を精密に再構成でき
ない画像内の既知のウォータマークの存在を検出しよう
という試みにより、ビジュアライザ一致画像内に認識不
能なランダム混乱が依然として発生する。
アライザ画像内の各ピクセルをビジュアライザ・ピクセ
ル値が１のときに対応するｅ（ｉ'，ｊ'）の値で置き換
え、ビジュアライザ・ピクセル値が０のときに１−ｅ
（ｉ'，ｊ'）の値で置き換えることによって、ビジュア
ライザ一致画像に変換される。ただし、ビジュアライザ
一致画像はもはやバイナリ画像ではないが、黒から白ま
での範囲のグレイの陰影を含むことに留意されたい。ビ
ジュアライザ内に置かれたパターンがビジュアライザ一
致画像で認識可能であるかどうかに関する判断は前と同
じなので、１つも含まない画像内または１つを含むがそ
れに関するウォータマーキング平面を精密に再構成でき
ない画像内の既知のウォータマークの存在を検出しよう
という試みにより、ビジュアライザ一致画像内に認識不
能なランダム混乱が依然として発生する。
【００７６】したがって、この方式では、一致カウンタ
と不一致カウンタ内の実際の値の方を利用する。また、
各要素が黒か白（０または１）のいずれかである、黒白
要素のビジュアライザ画像パターンを依然として使用す
る。しかし、結果として得られるビジュアライザ一致画
像の要素は、表示されたときに様々なレベルのグレイの
陰影を有するように、０〜１の範囲の値を有する。
と不一致カウンタ内の実際の値の方を利用する。また、
各要素が黒か白（０または１）のいずれかである、黒白
要素のビジュアライザ画像パターンを依然として使用す
る。しかし、結果として得られるビジュアライザ一致画
像の要素は、表示されたときに様々なレベルのグレイの
陰影を有するように、０〜１の範囲の値を有する。
【００７７】この代替方式の実施例については図１６に
示す。１５０２では、サイズがセレクタの要素アレイに
等しいピクセル・アレイを有するビジュアライザ・パタ
ーンを形成する。ビジュアライザ・アレイは白と黒のピ
クセルから構成され、白には値１が、黒には値０が与え
られる。ビジュアライザ一致画像のピクセル内容を判定
するために、セレクタ・アレイのすべての要素が検査さ
れる。これを行うため、１５０４では、セレクタ要素順
序をリセットし、その順序のうちの第１の要素を選択す
る。１５０６では、選択したセレクタ要素について、そ
の対応する一致カウンタ内のカウントと不一致カウンタ
内のカウントとの合計に対するその対応する一致カウン
タ内のカウントの割合を計算する。１５０８では、対応
するビジュアライザ・ピクセルのカラーをテストし、そ
れが黒であれば、１５１０ａでその割合を１から引いた
数をビジュアライザ一致画像の対応ピクセル内に入れ
る。ビジュアライザ・ピクセルが白であれば、１５１０
ｂでその割合を未変更のまま、ビジュアライザ一致画像
の対応ピクセル内に入れる。１５１２では、セレクタ要
素順序をテストして、すべての要素を選択したかどうか
を確認し、すべてを選択したわけではない場合、１５１
４で次の要素を選択し、ステップ１５０６〜１５１２を
繰り返す。すべてのセレクタ要素を選択した場合、１５
１６でビジュアライザ一致画像をコントラストの高いモ
ノクロ画像として表示する。１５１８では、ビジュアラ
イザ一致画像内のパターンをビジュアライザ・パターン
の複写として認識するかどうかについて、判断を行う。
そのように認識した場合、１５２０ａでウォータマーク
を明確に検出する。そのように認識しない場合、１５２
０ｂでウォータマークを検出しない。
示す。１５０２では、サイズがセレクタの要素アレイに
等しいピクセル・アレイを有するビジュアライザ・パタ
ーンを形成する。ビジュアライザ・アレイは白と黒のピ
クセルから構成され、白には値１が、黒には値０が与え
られる。ビジュアライザ一致画像のピクセル内容を判定
するために、セレクタ・アレイのすべての要素が検査さ
れる。これを行うため、１５０４では、セレクタ要素順
序をリセットし、その順序のうちの第１の要素を選択す
る。１５０６では、選択したセレクタ要素について、そ
の対応する一致カウンタ内のカウントと不一致カウンタ
内のカウントとの合計に対するその対応する一致カウン
タ内のカウントの割合を計算する。１５０８では、対応
するビジュアライザ・ピクセルのカラーをテストし、そ
れが黒であれば、１５１０ａでその割合を１から引いた
数をビジュアライザ一致画像の対応ピクセル内に入れ
る。ビジュアライザ・ピクセルが白であれば、１５１０
ｂでその割合を未変更のまま、ビジュアライザ一致画像
の対応ピクセル内に入れる。１５１２では、セレクタ要
素順序をテストして、すべての要素を選択したかどうか
を確認し、すべてを選択したわけではない場合、１５１
４で次の要素を選択し、ステップ１５０６〜１５１２を
繰り返す。すべてのセレクタ要素を選択した場合、１５
１６でビジュアライザ一致画像をコントラストの高いモ
ノクロ画像として表示する。１５１８では、ビジュアラ
イザ一致画像内のパターンをビジュアライザ・パターン
の複写として認識するかどうかについて、判断を行う。
そのように認識した場合、１５２０ａでウォータマーク
を明確に検出する。そのように認識しない場合、１５２
０ｂでウォータマークを検出しない。
【００７８】この説明は特定の実施例、技法、配置に関
するものであるが、本発明の意図および概念は他の実施
例、技法、配置にも適している。たとえば、操作済みマ
ーキング済み画像内のウォータマークの存在を立証する
際の明らかな選択および最後の手段の選択は、マーキン
グしていない元のディジタル化画像のコピーにもう一度
ウォータマークを付与することと、再構成したマーキン
グ済み画像のカラー平面をウォータマーキング平面の理
想的な代用品として使用することである。この代替方法
の欠点は、マーキングしていない元の画像のコピーへの
アクセスが必要である点である。ビジュアライザは、複
数のカラー平面を有することもできる。ビジュアライザ
は、ビジュアライザの各ピクセルに関連する少なくとも
１つの統計値を有することにより、セレクタなしで使用
することができる。また、再構成したウォータマーキン
グ平面上のセレクタの順次再位置決めは、非オーバラッ
プである必要はない。好ましい実施例の非オーバラップ
・セレクタ位置は、計算上の単純化のみを表す。また、
マーカーまたはマーキング・エンティティあるいはその
両方にとってのみ既知の位置で、ランダムであるがコヒ
ーレント（coherent）な小さい画像をウォータマーキン
グ平面に含めることもできる。このように構成したウォ
ータマーキング平面を強力な変調強度で均一なカラー平
面上に付与した場合、コヒーレントな画像はビジュアラ
イザを使用しなくても目に見えるはずである。ウォータ
マーク検出または立証あるいはその両方のための他の方
法も使用することができる。このような方法では、たと
えば、要素とその近隣または非近隣との間の多くの統計
的関係のいずれかを使用することができる。ここに提示
する強固な技法は、可視ウォータマーキング技法ならび
に脆弱不可視技法と組み合わせて使用することができ
る。本発明の精神および範囲を逸脱せずに、開示した実
施例に対するその他の変更態様も可能であることは、当
業者には明らかになるだろう。
するものであるが、本発明の意図および概念は他の実施
例、技法、配置にも適している。たとえば、操作済みマ
ーキング済み画像内のウォータマークの存在を立証する
際の明らかな選択および最後の手段の選択は、マーキン
グしていない元のディジタル化画像のコピーにもう一度
ウォータマークを付与することと、再構成したマーキン
グ済み画像のカラー平面をウォータマーキング平面の理
想的な代用品として使用することである。この代替方法
の欠点は、マーキングしていない元の画像のコピーへの
アクセスが必要である点である。ビジュアライザは、複
数のカラー平面を有することもできる。ビジュアライザ
は、ビジュアライザの各ピクセルに関連する少なくとも
１つの統計値を有することにより、セレクタなしで使用
することができる。また、再構成したウォータマーキン
グ平面上のセレクタの順次再位置決めは、非オーバラッ
プである必要はない。好ましい実施例の非オーバラップ
・セレクタ位置は、計算上の単純化のみを表す。また、
マーカーまたはマーキング・エンティティあるいはその
両方にとってのみ既知の位置で、ランダムであるがコヒ
ーレント（coherent）な小さい画像をウォータマーキン
グ平面に含めることもできる。このように構成したウォ
ータマーキング平面を強力な変調強度で均一なカラー平
面上に付与した場合、コヒーレントな画像はビジュアラ
イザを使用しなくても目に見えるはずである。ウォータ
マーク検出または立証あるいはその両方のための他の方
法も使用することができる。このような方法では、たと
えば、要素とその近隣または非近隣との間の多くの統計
的関係のいずれかを使用することができる。ここに提示
する強固な技法は、可視ウォータマーキング技法ならび
に脆弱不可視技法と組み合わせて使用することができ
る。本発明の精神および範囲を逸脱せずに、開示した実
施例に対するその他の変更態様も可能であることは、当
業者には明らかになるだろう。
【００７９】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００８０】（１）ディジタル化画像上にウォータマー
クを付与するための方法であって、各ピクセルがそれぞ
れ少なくとも１つのカラーの輝度を表す輝度データを含
む複数のピクセルからなる前記ディジタル化画像を用意
するステップと、前記ピクセルのうちの少なくとも１つ
に関連する前記輝度データに０．９〜１．１の範囲の所
定の輝度倍率を掛けるステップとを含むことを特徴とす
る方法。 （２）各ピクセルが１つのモノクロ・カラーの輝度を表
す輝度データ値に関連することを特徴とする、上記
（１）に記載の方法。 （３）各ピクセルが複数の輝度データ値に関連すること
を特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （４）前記複数の輝度データ値が赤、緑、青の各カラー
の輝度を表すことを特徴とする、上記（３）に記載の方
法。 （５）前記ウォータマークが検出不能不可視という不可
視分類レベルを有することを特徴とする、上記（１）に
記載の方法。 （６）前記輝度倍率が乱数列から取った数値との関係を
有することを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （７）前記関係が所望の変調強度を提供するための線形
再マッピングであることを特徴とする、上記（６）に記
載の方法。 （８）前記変調強度が０．５パーセント未満であること
を特徴とする、上記（７）に記載の方法。 （９）前記ピクセルのそれぞれが前記ディジタル化画像
を表すアレイ内の行および列位置を有し、前記輝度倍率
が前記行および列位置との順次対応関係にある前記乱数
列からの数値からなる別の順次組合せを使用することを
特徴とする、上記（６）に記載の方法。 （１０）前記乱数列がデータ暗号化アルゴリズムを使用
して生成されることを特徴とする、上記（６）に記載の
方法。 （１１）前記乱数列が複数の強固なウォータマーキング
・パラメータから形成されることを特徴とする、上記
（６）に記載の方法。 （１２）前記パラメータが暗号キーと、２つの係数と、
前記乱数発生器の初期値とを含むことを特徴とする、上
記（１１）に記載の方法。 （１３）ウォータマーキングした画像を生成するための
方法であって、元の輝度を有する複数の元の要素を含む
ディジタル画像上にウォータマークを付与し、前記方法
が、ウォータマーク輝度倍率を有し、前記元の要素との
１対１の対応関係を有する、複数のウォータマーキング
要素を含むディジタル化ウォータマーキング平面を用意
するステップと、前記ウォータマークが不可視であり、
前記元の要素のそれぞれの前記元の輝度に前記ウォータ
マーク要素のうちの対応する１つの前記輝度倍率を掛け
ることによりウォータマーキングした画像を生成するス
テップとを含むことを特徴とする方法。 （１４）前記輝度倍率が０．９〜１．１の範囲であるこ
とを特徴とする、上記（１３）に記載の方法。 （１５）前記元の画像が元の平面を形成し、前記ウォー
タマーキング画像が前記元の平面より小さいウォータマ
ーキング平面を形成し、前記方法が、前記ウォータマー
キング平面が少なくとも前記元の平面を覆うようにタイ
ル張りすることにより前記ウォータマーキング平面を拡
張するステップをさらに含むことを特徴とする、上記
（１３）に記載の方法。 （１６）前記ウォータマーキング平面が前記元の平面を
越えて延びると判断したときに、前記ウォータマーキン
グ平面が前記元の平面を覆うように前記ウォータマーキ
ング平面を切り詰めるステップをさらに含むことを特徴
とする、上記（１５）に記載の方法。 （１７）前記元の要素のそれぞれが、赤、緑、青の各カ
ラー成分に対応する複数の輝度値を含むことを特徴とす
る、上記（１３）に記載の方法。 （１８）それぞれが輝度乗算値を有する複数の要素を含
むウォータマーキング平面を形成するための方法であっ
て、第１の複数のビットを有する整数の確実なランダム
順序を生成するステップと、所望の変調強度を提供する
ための輝度倍率の再マッピング済み順序を形成するため
に前記ランダム順序を線形再マッピングするステップ
と、周波数座標を有するフーリエ順序を形成するために
前記再マッピング済み順序の離散フーリエ変換を計算す
るステップと、拡張順序を形成するために前記周波数座
標を拡張するステップと、複数の値からなるウォータマ
ーキング順序を入手するために前記拡張順序の逆フーリ
エ変換を計算するステップと、前記複数の値を有するウ
ォータマーキング順序に基づいて前記ウォータマーキン
グ平面の前記要素の前記輝度乗算値を導き出すステップ
とを含むことを特徴とする方法。 （１９）前記拡張ステップがゼロ埋込みによって達成さ
れることを特徴とする、上記（１８）に記載の方法。 （２０）前記ウォータマーキング要素が３２×１２８の
アレイ・サイズを有するアレイを形成することを特徴と
する、上記（１８）に記載の方法。 （２１）前記第１の複数のビットが１６ビットに等し
く、８ビット整数の隣接対を選択することにより前記８
ビット整数の第２の順序から形成されることを特徴とす
る、上記（１８）に記載の方法。 （２２）前記変調強度が１パーセントであり、前記倍率
が０．９８〜１の範囲内であることを特徴とする、上記
（１８）に記載の方法。 （２３）順序メンバーを有するハードクリッピング済み
順序を形成するために前記ウォータマーキング順序をハ
ードクリッピングするステップと、前記要素のそれぞれ
について前記乗算値を提供するために前記順序メンバー
のうちの他の１つを使用するステップとをさらに含むこ
とを特徴とする、上記（１８）に記載の方法。 （２４）１と前記変調強度との差に等しい平均および中
央値を有し、１という最大値を有する値からなる線形再
マッピング済み順序を形成するために前記ウォータマー
キング順序を調整するステップと、前記要素のそれぞれ
について前記乗算値を提供するために前記線形再マッピ
ング済み順序を使用するステップとをさらに含むことを
特徴とする、上記（１８）に記載の方法。 （２５）前記ピクセルのそれぞれが少なくとも１つの輝
度規模を有する複数の元のピクセルを有し、前記元のピ
クセルのうちの第１の数値の方が前記複数の要素のうち
の第２の数値より大きい、マーキングしていない元の画
像を提供するステップと、前記ピクセルのそれぞれの１
つが前記要素のうちの対応する１つの要素を有するよう
に前記マーキングしていない元の画像を覆うようにタイ
ル張りすることにより前記ウォータマーキング平面を拡
張するステップと、前記ピクセルのそれぞれの少なくと
も１つの輝度規模に前記対応する要素の前記乗算値を掛
けるステップとをさらに含むことを特徴とする、上記
（１８）に記載の方法。 （２６）マーキングした画像内のウォータマークを検出
するための方法であって、前記マーキングした画像がウ
ォータマーキング平面によってマーキングされ、前記マ
ーキングした画像が複数の画像ピクセルを含む少なくと
も１つのカラー平面を有し、前記ウォータマーキング平
面が複数のウォータマーキング要素を有し、前記画像ピ
クセルのそれぞれが少なくとも１つの輝度値を有し、前
記ウォータマーキング要素のそれぞれが輝度倍率を有
し、前記方法が、（ａ）前記ウォータマーキング平面を
再構築するステップと、（ｂ）各ウォータマーキング平
面が対応する画像ピクセルを有するように、前記ウォー
タマーキング平面を前記マーキングした画像に位置合せ
するステップと、（ｃ）等しいサイズのセレクタ・アレ
イとビジュアライザ画像とを用意するステップであっ
て、前記セレクタ・アレイが、それぞれが少なくとも１
つのカウンタを有する複数のセレクタ要素を有し、前記
ビジュアライザ画像が、それぞれが少なくとも１つの輝
度値を有する複数のビジュアライザ・ピクセルを有し、
該ビジュアライザ・ピクセルが、表示されたときに認識
可能なパターンを表すステップと、（ｄ）前記少なくと
も１つのカウンタを０にリセットするステップと、
（ｅ）前記セレクタ要素を複数の対応画像ピクセルと複
数の対応ウォータマーキング要素に位置合せすることに
より、前記セレクタを初期位置に配置するステップと、
（ｆ）セレクタ要素を選択し、対応するウォータマーキ
ング要素を識別するステップと、（ｇ）前記対応するウ
ォータマーキング要素に隣接する第１の複数のウォータ
マーキング要素を識別するステップと、（ｈ）前記第１
の複数のウォータマーキング要素の輝度倍率の平均を表
す第１の平均を生成するステップと、（ｉ）前記マーキ
ングした画像のカラー平面を選択し、対応する画像ピク
セルを検出するステップと、（ｊ）前記対応する画像ピ
クセルに隣接する第１の複数の近隣ピクセルを識別する
ステップと、（ｋ）前記第１の複数の近隣ピクセルの輝
度値の平均を表す第２の平均を生成するステップと、
（ｌ）前記第１の平均を前記対応するウォーキング要素
の前記輝度倍率と比較する第１の比較操作、および前記
第２の平均を前記対応するピクセルの前記輝度値と比較
する第２の比較操作に基づいて前記少なくとも１つのカ
ウンタを更新するステップと、（ｍ）すべてのカラー平
面についてステップ（ｉ）〜（ｌ）を繰り返すステップ
と、（ｎ）すべてのセレクタ要素についてステップ
（ｆ）〜（ｍ）を繰り返すステップと、（ｏ）前のセレ
クタ位置にオーバラップしない新しいセレクタ位置を選
択するステップと、（ｐ）すべての非オーバラップ・セ
レクタ位置についてステップ（ｆ）〜（ｏ）を繰り返す
ステップと、（ｑ）前記セレクタ・アレイと前記ビジュ
アライザ・ピクセルの前記少なくとも１つのカウンタを
使用して、前記マーキングした画像内の前記ウォータマ
ークの検出を示す視覚表現を生成するステップとを含む
ことを特徴とする方法。 （２７）前記少なくとも１つのカウンタが一致カウンタ
と不一致カウンタとを含み、前記更新ステップが、前記
対応するウォータマーキング要素の前記輝度倍率から前
記第１の平均を減算することにより、第１の差値を生成
するステップと、前記対応するピクセルの前記輝度値か
ら前記第２の平均を減算することにより、第２の差値を
生成するステップと、前記第１および第２の差値がとも
に正である場合に前記一致カウンタを増分し、前記第１
および第２の差値がともに負である場合に前記一致カウ
ンタを増分し、それ以外の場合に前記不一致カウンタを
増分するステップとを含むことを特徴とする、上記（２
６）に記載の方法。 （２８）前記配置ステップが、ランダムな垂直および水
平オフセットを使用して行われることを特徴とする、上
記（２６）に記載の方法。 （２９）前記オフセットが確実なランダム順序から得ら
れることを特徴とする、上記（２８）に記載の方法。 （３０）前記第１の複数が１２０に等しい数であること
を特徴とする、上記（２６）に記載の方法。 （３１）前記ビジュアライザ画像の各ピクセルがモノク
ロ輝度値を有することを特徴とする、上記（２６）に記
載の方法。 （３２）前記ビジュアライザ画像の各ピクセルが複数の
輝度値を有することを特徴とする、上記（２６）に記載
の方法。 （３３）前記ビジュアライザ画像の各ピクセルが赤、
緑、青の各輝度値を有することを特徴とする、上記（３
２）に記載の方法。 （３４）前記生成するステップ（ｑ）が、前記ビジュア
ライザと前記セレクタ・アレイの前記要素との１対１の
対応関係を有する複数の一致ピクセルを有するビジュア
ライザ一致画像を構築するステップを含み、所与の各一
致ピクセルごとに、前記所与の一致ピクセルに対応する
前記セレクタ・アレイの第１の要素を識別するステップ
と、前記セレクタ・アレイの前記第１の要素に関連する
前記少なくとも１つのカウンタに格納された値に基づい
て一致値を生成するステップと、前記所与の一致ピクセ
ルに対応する前記ビジュアライザ画像の第１のピクセル
を識別するステップと、前記一致値と、前記ビジュアラ
イザ画像の前記第１のピクセルの少なくとも１つの輝度
値とに基づいて前記所与の一致ピクセルの少なくとも１
つの輝度値を生成するステップとを含むことを特徴とす
る、上記（２６）に記載の方法。 （３５）前記ビジュアライザ・ピクセルによってコード
化された前記パターンが認識可能であるかどうかについ
てユーザが判定を行えるように、前記ビジュアライザ一
致画像を表示するステップをさらに含むことを特徴とす
る、上記（３４）に記載の方法。 （３６）前記少なくとも１つのカウンタが一致カウンタ
と不一致カウンタとを含み、前記更新ステップが、前記
対応するウォータマーキング要素の前記輝度倍率から前
記第１の平均を減算することにより、第１の差値を生成
するステップと、前記対応する画像ピクセルの前記輝度
値から前記第２の平均を減算することにより、第２の差
値を生成するステップと、前記第１および第２の差値が
ともに正である場合に前記一致カウンタを増分し、前記
第１および第２の差値がともに負である場合に前記一致
カウンタを増分し、それ以外の場合に前記不一致カウン
タを増分するステップとを含むことを特徴とする、上記
（３４）に記載の方法。 （３７）前記一致値を生成するステップが、前記一致カ
ウンタから前記不一致カウンタを減算することにより第
３の差値を生成し、前記第３の差値が負である場合に前
記第１のビジュアライザ・ピクセルの前記少なくとも１
つの輝度値を変更し、それ以外の場合に前記ビジュアラ
イザ画像の前記第１のピクセルの前記輝度値をコピーす
ることにより前記所与の一致ピクセルの前記少なくとも
１つの輝度値を生成するステップを含むことを特徴とす
る、上記（３６）に記載の方法。 （３８）各ビジュアライザ・ピクセルがモノクロ輝度値
を有し、前記変更ステップが前記ビジュアライザ画像の
前記第１のピクセルに関連する前記モノクロ輝度値を反
転するステップを含むことを特徴とする、上記（３７）
に記載の方法。 （３９）各ビジュアライザ・ピクセルがバイナリ・モノ
クロ輝度値を有し、前記バイナリ・モノクロ輝度値が黒
の輝度を表す第１の値と白の輝度を表す第２の値のうち
の１つであり、前記一致値を生成する前記ステップが割
合Ｒを生成するステップを含み、Ｒが前記一致カウンタ
と前記不一致カウンタとの合計で割った前記一致カウン
タを表し、前記所与の一致ピクセルの前記少なくとも１
つの輝度値を生成する前記ステップが、前記第１のピク
セルの前記バイナリ・モノクロ輝度値が前記第１の値に
設定された場合に前記所与の一致ピクセルの前記少なく
とも１つの輝度値を値（１−Ｒ）に割り当てるステップ
と、前記第１のピクセルの前記バイナリ・モノクロ輝度
値が前記第２の値に設定された場合に前記所与の一致ピ
クセルの前記少なくとも１つの輝度値を前記割合Ｒに割
り当てるステップとを含むことを特徴とする、上記（３
６）に記載の方法。 （４０）前記ウォータマークが検出されたかどうかにつ
いてユーザが判定を行えるように、前記ビジュアライザ
一致画像を表示するステップをさらに含むことを特徴と
する、上記（３４）に記載の方法。
クを付与するための方法であって、各ピクセルがそれぞ
れ少なくとも１つのカラーの輝度を表す輝度データを含
む複数のピクセルからなる前記ディジタル化画像を用意
するステップと、前記ピクセルのうちの少なくとも１つ
に関連する前記輝度データに０．９〜１．１の範囲の所
定の輝度倍率を掛けるステップとを含むことを特徴とす
る方法。 （２）各ピクセルが１つのモノクロ・カラーの輝度を表
す輝度データ値に関連することを特徴とする、上記
（１）に記載の方法。 （３）各ピクセルが複数の輝度データ値に関連すること
を特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （４）前記複数の輝度データ値が赤、緑、青の各カラー
の輝度を表すことを特徴とする、上記（３）に記載の方
法。 （５）前記ウォータマークが検出不能不可視という不可
視分類レベルを有することを特徴とする、上記（１）に
記載の方法。 （６）前記輝度倍率が乱数列から取った数値との関係を
有することを特徴とする、上記（１）に記載の方法。 （７）前記関係が所望の変調強度を提供するための線形
再マッピングであることを特徴とする、上記（６）に記
載の方法。 （８）前記変調強度が０．５パーセント未満であること
を特徴とする、上記（７）に記載の方法。 （９）前記ピクセルのそれぞれが前記ディジタル化画像
を表すアレイ内の行および列位置を有し、前記輝度倍率
が前記行および列位置との順次対応関係にある前記乱数
列からの数値からなる別の順次組合せを使用することを
特徴とする、上記（６）に記載の方法。 （１０）前記乱数列がデータ暗号化アルゴリズムを使用
して生成されることを特徴とする、上記（６）に記載の
方法。 （１１）前記乱数列が複数の強固なウォータマーキング
・パラメータから形成されることを特徴とする、上記
（６）に記載の方法。 （１２）前記パラメータが暗号キーと、２つの係数と、
前記乱数発生器の初期値とを含むことを特徴とする、上
記（１１）に記載の方法。 （１３）ウォータマーキングした画像を生成するための
方法であって、元の輝度を有する複数の元の要素を含む
ディジタル画像上にウォータマークを付与し、前記方法
が、ウォータマーク輝度倍率を有し、前記元の要素との
１対１の対応関係を有する、複数のウォータマーキング
要素を含むディジタル化ウォータマーキング平面を用意
するステップと、前記ウォータマークが不可視であり、
前記元の要素のそれぞれの前記元の輝度に前記ウォータ
マーク要素のうちの対応する１つの前記輝度倍率を掛け
ることによりウォータマーキングした画像を生成するス
テップとを含むことを特徴とする方法。 （１４）前記輝度倍率が０．９〜１．１の範囲であるこ
とを特徴とする、上記（１３）に記載の方法。 （１５）前記元の画像が元の平面を形成し、前記ウォー
タマーキング画像が前記元の平面より小さいウォータマ
ーキング平面を形成し、前記方法が、前記ウォータマー
キング平面が少なくとも前記元の平面を覆うようにタイ
ル張りすることにより前記ウォータマーキング平面を拡
張するステップをさらに含むことを特徴とする、上記
（１３）に記載の方法。 （１６）前記ウォータマーキング平面が前記元の平面を
越えて延びると判断したときに、前記ウォータマーキン
グ平面が前記元の平面を覆うように前記ウォータマーキ
ング平面を切り詰めるステップをさらに含むことを特徴
とする、上記（１５）に記載の方法。 （１７）前記元の要素のそれぞれが、赤、緑、青の各カ
ラー成分に対応する複数の輝度値を含むことを特徴とす
る、上記（１３）に記載の方法。 （１８）それぞれが輝度乗算値を有する複数の要素を含
むウォータマーキング平面を形成するための方法であっ
て、第１の複数のビットを有する整数の確実なランダム
順序を生成するステップと、所望の変調強度を提供する
ための輝度倍率の再マッピング済み順序を形成するため
に前記ランダム順序を線形再マッピングするステップ
と、周波数座標を有するフーリエ順序を形成するために
前記再マッピング済み順序の離散フーリエ変換を計算す
るステップと、拡張順序を形成するために前記周波数座
標を拡張するステップと、複数の値からなるウォータマ
ーキング順序を入手するために前記拡張順序の逆フーリ
エ変換を計算するステップと、前記複数の値を有するウ
ォータマーキング順序に基づいて前記ウォータマーキン
グ平面の前記要素の前記輝度乗算値を導き出すステップ
とを含むことを特徴とする方法。 （１９）前記拡張ステップがゼロ埋込みによって達成さ
れることを特徴とする、上記（１８）に記載の方法。 （２０）前記ウォータマーキング要素が３２×１２８の
アレイ・サイズを有するアレイを形成することを特徴と
する、上記（１８）に記載の方法。 （２１）前記第１の複数のビットが１６ビットに等し
く、８ビット整数の隣接対を選択することにより前記８
ビット整数の第２の順序から形成されることを特徴とす
る、上記（１８）に記載の方法。 （２２）前記変調強度が１パーセントであり、前記倍率
が０．９８〜１の範囲内であることを特徴とする、上記
（１８）に記載の方法。 （２３）順序メンバーを有するハードクリッピング済み
順序を形成するために前記ウォータマーキング順序をハ
ードクリッピングするステップと、前記要素のそれぞれ
について前記乗算値を提供するために前記順序メンバー
のうちの他の１つを使用するステップとをさらに含むこ
とを特徴とする、上記（１８）に記載の方法。 （２４）１と前記変調強度との差に等しい平均および中
央値を有し、１という最大値を有する値からなる線形再
マッピング済み順序を形成するために前記ウォータマー
キング順序を調整するステップと、前記要素のそれぞれ
について前記乗算値を提供するために前記線形再マッピ
ング済み順序を使用するステップとをさらに含むことを
特徴とする、上記（１８）に記載の方法。 （２５）前記ピクセルのそれぞれが少なくとも１つの輝
度規模を有する複数の元のピクセルを有し、前記元のピ
クセルのうちの第１の数値の方が前記複数の要素のうち
の第２の数値より大きい、マーキングしていない元の画
像を提供するステップと、前記ピクセルのそれぞれの１
つが前記要素のうちの対応する１つの要素を有するよう
に前記マーキングしていない元の画像を覆うようにタイ
ル張りすることにより前記ウォータマーキング平面を拡
張するステップと、前記ピクセルのそれぞれの少なくと
も１つの輝度規模に前記対応する要素の前記乗算値を掛
けるステップとをさらに含むことを特徴とする、上記
（１８）に記載の方法。 （２６）マーキングした画像内のウォータマークを検出
するための方法であって、前記マーキングした画像がウ
ォータマーキング平面によってマーキングされ、前記マ
ーキングした画像が複数の画像ピクセルを含む少なくと
も１つのカラー平面を有し、前記ウォータマーキング平
面が複数のウォータマーキング要素を有し、前記画像ピ
クセルのそれぞれが少なくとも１つの輝度値を有し、前
記ウォータマーキング要素のそれぞれが輝度倍率を有
し、前記方法が、（ａ）前記ウォータマーキング平面を
再構築するステップと、（ｂ）各ウォータマーキング平
面が対応する画像ピクセルを有するように、前記ウォー
タマーキング平面を前記マーキングした画像に位置合せ
するステップと、（ｃ）等しいサイズのセレクタ・アレ
イとビジュアライザ画像とを用意するステップであっ
て、前記セレクタ・アレイが、それぞれが少なくとも１
つのカウンタを有する複数のセレクタ要素を有し、前記
ビジュアライザ画像が、それぞれが少なくとも１つの輝
度値を有する複数のビジュアライザ・ピクセルを有し、
該ビジュアライザ・ピクセルが、表示されたときに認識
可能なパターンを表すステップと、（ｄ）前記少なくと
も１つのカウンタを０にリセットするステップと、
（ｅ）前記セレクタ要素を複数の対応画像ピクセルと複
数の対応ウォータマーキング要素に位置合せすることに
より、前記セレクタを初期位置に配置するステップと、
（ｆ）セレクタ要素を選択し、対応するウォータマーキ
ング要素を識別するステップと、（ｇ）前記対応するウ
ォータマーキング要素に隣接する第１の複数のウォータ
マーキング要素を識別するステップと、（ｈ）前記第１
の複数のウォータマーキング要素の輝度倍率の平均を表
す第１の平均を生成するステップと、（ｉ）前記マーキ
ングした画像のカラー平面を選択し、対応する画像ピク
セルを検出するステップと、（ｊ）前記対応する画像ピ
クセルに隣接する第１の複数の近隣ピクセルを識別する
ステップと、（ｋ）前記第１の複数の近隣ピクセルの輝
度値の平均を表す第２の平均を生成するステップと、
（ｌ）前記第１の平均を前記対応するウォーキング要素
の前記輝度倍率と比較する第１の比較操作、および前記
第２の平均を前記対応するピクセルの前記輝度値と比較
する第２の比較操作に基づいて前記少なくとも１つのカ
ウンタを更新するステップと、（ｍ）すべてのカラー平
面についてステップ（ｉ）〜（ｌ）を繰り返すステップ
と、（ｎ）すべてのセレクタ要素についてステップ
（ｆ）〜（ｍ）を繰り返すステップと、（ｏ）前のセレ
クタ位置にオーバラップしない新しいセレクタ位置を選
択するステップと、（ｐ）すべての非オーバラップ・セ
レクタ位置についてステップ（ｆ）〜（ｏ）を繰り返す
ステップと、（ｑ）前記セレクタ・アレイと前記ビジュ
アライザ・ピクセルの前記少なくとも１つのカウンタを
使用して、前記マーキングした画像内の前記ウォータマ
ークの検出を示す視覚表現を生成するステップとを含む
ことを特徴とする方法。 （２７）前記少なくとも１つのカウンタが一致カウンタ
と不一致カウンタとを含み、前記更新ステップが、前記
対応するウォータマーキング要素の前記輝度倍率から前
記第１の平均を減算することにより、第１の差値を生成
するステップと、前記対応するピクセルの前記輝度値か
ら前記第２の平均を減算することにより、第２の差値を
生成するステップと、前記第１および第２の差値がとも
に正である場合に前記一致カウンタを増分し、前記第１
および第２の差値がともに負である場合に前記一致カウ
ンタを増分し、それ以外の場合に前記不一致カウンタを
増分するステップとを含むことを特徴とする、上記（２
６）に記載の方法。 （２８）前記配置ステップが、ランダムな垂直および水
平オフセットを使用して行われることを特徴とする、上
記（２６）に記載の方法。 （２９）前記オフセットが確実なランダム順序から得ら
れることを特徴とする、上記（２８）に記載の方法。 （３０）前記第１の複数が１２０に等しい数であること
を特徴とする、上記（２６）に記載の方法。 （３１）前記ビジュアライザ画像の各ピクセルがモノク
ロ輝度値を有することを特徴とする、上記（２６）に記
載の方法。 （３２）前記ビジュアライザ画像の各ピクセルが複数の
輝度値を有することを特徴とする、上記（２６）に記載
の方法。 （３３）前記ビジュアライザ画像の各ピクセルが赤、
緑、青の各輝度値を有することを特徴とする、上記（３
２）に記載の方法。 （３４）前記生成するステップ（ｑ）が、前記ビジュア
ライザと前記セレクタ・アレイの前記要素との１対１の
対応関係を有する複数の一致ピクセルを有するビジュア
ライザ一致画像を構築するステップを含み、所与の各一
致ピクセルごとに、前記所与の一致ピクセルに対応する
前記セレクタ・アレイの第１の要素を識別するステップ
と、前記セレクタ・アレイの前記第１の要素に関連する
前記少なくとも１つのカウンタに格納された値に基づい
て一致値を生成するステップと、前記所与の一致ピクセ
ルに対応する前記ビジュアライザ画像の第１のピクセル
を識別するステップと、前記一致値と、前記ビジュアラ
イザ画像の前記第１のピクセルの少なくとも１つの輝度
値とに基づいて前記所与の一致ピクセルの少なくとも１
つの輝度値を生成するステップとを含むことを特徴とす
る、上記（２６）に記載の方法。 （３５）前記ビジュアライザ・ピクセルによってコード
化された前記パターンが認識可能であるかどうかについ
てユーザが判定を行えるように、前記ビジュアライザ一
致画像を表示するステップをさらに含むことを特徴とす
る、上記（３４）に記載の方法。 （３６）前記少なくとも１つのカウンタが一致カウンタ
と不一致カウンタとを含み、前記更新ステップが、前記
対応するウォータマーキング要素の前記輝度倍率から前
記第１の平均を減算することにより、第１の差値を生成
するステップと、前記対応する画像ピクセルの前記輝度
値から前記第２の平均を減算することにより、第２の差
値を生成するステップと、前記第１および第２の差値が
ともに正である場合に前記一致カウンタを増分し、前記
第１および第２の差値がともに負である場合に前記一致
カウンタを増分し、それ以外の場合に前記不一致カウン
タを増分するステップとを含むことを特徴とする、上記
（３４）に記載の方法。 （３７）前記一致値を生成するステップが、前記一致カ
ウンタから前記不一致カウンタを減算することにより第
３の差値を生成し、前記第３の差値が負である場合に前
記第１のビジュアライザ・ピクセルの前記少なくとも１
つの輝度値を変更し、それ以外の場合に前記ビジュアラ
イザ画像の前記第１のピクセルの前記輝度値をコピーす
ることにより前記所与の一致ピクセルの前記少なくとも
１つの輝度値を生成するステップを含むことを特徴とす
る、上記（３６）に記載の方法。 （３８）各ビジュアライザ・ピクセルがモノクロ輝度値
を有し、前記変更ステップが前記ビジュアライザ画像の
前記第１のピクセルに関連する前記モノクロ輝度値を反
転するステップを含むことを特徴とする、上記（３７）
に記載の方法。 （３９）各ビジュアライザ・ピクセルがバイナリ・モノ
クロ輝度値を有し、前記バイナリ・モノクロ輝度値が黒
の輝度を表す第１の値と白の輝度を表す第２の値のうち
の１つであり、前記一致値を生成する前記ステップが割
合Ｒを生成するステップを含み、Ｒが前記一致カウンタ
と前記不一致カウンタとの合計で割った前記一致カウン
タを表し、前記所与の一致ピクセルの前記少なくとも１
つの輝度値を生成する前記ステップが、前記第１のピク
セルの前記バイナリ・モノクロ輝度値が前記第１の値に
設定された場合に前記所与の一致ピクセルの前記少なく
とも１つの輝度値を値（１−Ｒ）に割り当てるステップ
と、前記第１のピクセルの前記バイナリ・モノクロ輝度
値が前記第２の値に設定された場合に前記所与の一致ピ
クセルの前記少なくとも１つの輝度値を前記割合Ｒに割
り当てるステップとを含むことを特徴とする、上記（３
６）に記載の方法。 （４０）前記ウォータマークが検出されたかどうかにつ
いてユーザが判定を行えるように、前記ビジュアライザ
一致画像を表示するステップをさらに含むことを特徴と
する、上記（３４）に記載の方法。
【図１】本発明の一実施例による、使用に適した画像取
込み配布システムのブロック図である。
込み配布システムのブロック図である。
【図２】本発明によりウォータマーキング平面を形成す
るための実施例を示す図である。
るための実施例を示す図である。
【図３】ウォータマークを付与するための諸ステップの
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図４】画像位置合せのための諸ステップの概要を示す
図である。
図である。
【図５】マーキングした画像と相関基準平面との粗位置
合せのための諸ステップを示す図である。
合せのための諸ステップを示す図である。
【図６】マーキングした画像と相関基準平面との精密位
置合せのための諸ステップを示す図である。
置合せのための諸ステップを示す図である。
【図７】マーキングした画像内のウォータマークを検出
するための諸ステップを示す図である。
するための諸ステップを示す図である。
【図８】マーキングした画像内のウォータマークを検出
するための諸ステップを示す図である。
するための諸ステップを示す図である。
【図９】ウォータマーキング平面と画像平面上のセレク
タ・アレイのランダム位置決めを示す図である。
タ・アレイのランダム位置決めを示す図である。
【図１０】典型的なビジュアライザ・パターンを示す図
である。
である。
【図１１】ウォータマークの存在の検証方法を示す図で
ある。
ある。
【図１２】１％の変調強度で行ったウォータマーキング
について図１０のビジュアライザから得られる検出結果
を示す図である。
について図１０のビジュアライザから得られる検出結果
を示す図である。
【図１３】２％の変調強度で行ったウォータマーキング
について図１０のビジュアライザから得られる検出結果
を示す図である。
について図１０のビジュアライザから得られる検出結果
を示す図である。
【図１４】４％の変調強度で行ったウォータマーキング
について図１０のビジュアライザから得られる検出結果
を示す図である。
について図１０のビジュアライザから得られる検出結果
を示す図である。
【図１５】画像がウォータマークを一切含まないときの
検出結果を示す図である。
検出結果を示す図である。
【図１６】マーキングした画像内のウォータマークを検
出するための代替方法の諸ステップを示す図である。
出するための代替方法の諸ステップを示す図である。
１００ スキャナ １０１ 画像データ １０２ 物理ソース １０４ ディジタル・コンピュータ １０６ 作業記憶域 １０８ 画像記憶システム １１０ 画像アーカイブ １１２ フロント・エンド画像処理ソフトウェア １１４ カラー保持ウォータマーキング・ソフトウェア １１６ バックエンド画像処理ソフトウェア １１８ 画像サーバ １２０ ディジタル・ネットワーク １２２ その他のシステム １２４ 表示装置 １２６ グラフィックス対応プリンタ １５０ 画像取込み配布システム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フレデリック・コール・ミンツァー アメリカ合衆国10588 ニューヨーク州シ ュラブ・オーク オリオール・コート 3798
Claims (40)
- 【請求項１】ディジタル化画像上にウォータマークを付
与するための方法であって、 各ピクセルがそれぞれ少なくとも１つのカラーの輝度を
表す輝度データを含む複数のピクセルからなる前記ディ
ジタル化画像を用意するステップと、 前記ピクセルのうちの少なくとも１つに関連する前記輝
度データに０．９〜１．１の範囲の所定の輝度倍率を掛
けるステップとを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項２】各ピクセルが１つのモノクロ・カラーの輝
度を表す輝度データ値に関連することを特徴とする、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項３】各ピクセルが複数の輝度データ値に関連す
ることを特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】前記複数の輝度データ値が赤、緑、青の各
カラーの輝度を表すことを特徴とする、請求項３に記載
の方法。 - 【請求項５】前記ウォータマークが検出不能不可視とい
う不可視分類レベルを有することを特徴とする、請求項
１に記載の方法。 - 【請求項６】前記輝度倍率が乱数列から取った数値との
関係を有することを特徴とする、請求項１に記載の方
法。 - 【請求項７】前記関係が所望の変調強度を提供するため
の線形再マッピングであることを特徴とする、請求項６
に記載の方法。 - 【請求項８】前記変調強度が０．５パーセント未満であ
ることを特徴とする、請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】前記ピクセルのそれぞれが前記ディジタル
化画像を表すアレイ内の行および列位置を有し、前記輝
度倍率が前記行および列位置との順次対応関係にある前
記乱数列からの数値からなる別の順次組合せを使用する
ことを特徴とする、請求項６に記載の方法。 - 【請求項１０】前記乱数列がデータ暗号化アルゴリズム
を使用して生成されることを特徴とする、請求項６に記
載の方法。 - 【請求項１１】前記乱数列が複数の強固なウォータマー
キング・パラメータから形成されることを特徴とする、
請求項６に記載の方法。 - 【請求項１２】前記パラメータが暗号キーと、２つの係
数と、前記乱数発生器の初期値とを含むことを特徴とす
る、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】ウォータマーキングした画像を生成する
ための方法であって、元の輝度を有する複数の元の要素
を含むディジタル画像上にウォータマークを付与し、前
記方法が、 ウォータマーク輝度倍率を有し、前記元の要素との１対
１の対応関係を有する、複数のウォータマーキング要素
を含むディジタル化ウォータマーキング平面を用意する
ステップと、 前記ウォータマークが不可視であり、前記元の要素のそ
れぞれの前記元の輝度に前記ウォータマーク要素のうち
の対応する１つの前記輝度倍率を掛けることによりウォ
ータマーキングした画像を生成するステップとを含むこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項１４】前記輝度倍率が０．９〜１．１の範囲で
あることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】前記元の画像が元の平面を形成し、前記
ウォータマーキング画像が前記元の平面より小さいウォ
ータマーキング平面を形成し、前記方法が、前記ウォー
タマーキング平面が少なくとも前記元の平面を覆うよう
にタイル張りすることにより前記ウォータマーキング平
面を拡張するステップをさらに含むことを特徴とする、
請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１６】前記ウォータマーキング平面が前記元の
平面を越えて延びると判断したときに、前記ウォータマ
ーキング平面が前記元の平面を覆うように前記ウォータ
マーキング平面を切り詰めるステップをさらに含むこと
を特徴とする、請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】前記元の要素のそれぞれが、赤、緑、青
の各カラー成分に対応する複数の輝度値を含むことを特
徴とする、請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１８】それぞれが輝度乗算値を有する複数の要
素を含むウォータマーキング平面を形成するための方法
であって、 第１の複数のビットを有する整数の確実なランダム順序
を生成するステップと、 所望の変調強度を提供するための輝度倍率の再マッピン
グ済み順序を形成するために前記ランダム順序を線形再
マッピングするステップと、 周波数座標を有するフーリエ順序を形成するために前記
再マッピング済み順序の離散フーリエ変換を計算するス
テップと、 拡張順序を形成するために前記周波数座標を拡張するス
テップと、 複数の値からなるウォータマーキング順序を入手するた
めに前記拡張順序の逆フーリエ変換を計算するステップ
と、 前記複数の値を有するウォータマーキング順序に基づい
て前記ウォータマーキング平面の前記要素の前記輝度乗
算値を導き出すステップとを含むことを特徴とする方
法。 - 【請求項１９】前記拡張ステップがゼロ埋込みによって
達成されることを特徴とする、請求項１８に記載の方
法。 - 【請求項２０】前記ウォータマーキング要素が３２×１
２８のアレイ・サイズを有するアレイを形成することを
特徴とする、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２１】前記第１の複数のビットが１６ビットに
等しく、８ビット整数の隣接対を選択することにより前
記８ビット整数の第２の順序から形成されることを特徴
とする、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２２】前記変調強度が１パーセントであり、前
記倍率が０．９８〜１の範囲内であることを特徴とす
る、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２３】順序メンバーを有するハードクリッピン
グ済み順序を形成するために前記ウォータマーキング順
序をハードクリッピングするステップと、前記要素のそ
れぞれについて前記乗算値を提供するために前記順序メ
ンバーのうちの他の１つを使用するステップとをさらに
含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２４】１と前記変調強度との差に等しい平均お
よび中央値を有し、１という最大値を有する値からなる
線形再マッピング済み順序を形成するために前記ウォー
タマーキング順序を調整するステップと、 前記要素のそれぞれについて前記乗算値を提供するため
に前記線形再マッピング済み順序を使用するステップと
をさらに含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方
法。 - 【請求項２５】前記ピクセルのそれぞれが少なくとも１
つの輝度規模を有する複数の元のピクセルを有し、前記
元のピクセルのうちの第１の数値の方が前記複数の要素
のうちの第２の数値より大きい、マーキングしていない
元の画像を提供するステップと、 前記ピクセルのそれぞれの１つが前記要素のうちの対応
する１つの要素を有するように前記マーキングしていな
い元の画像を覆うようにタイル張りすることにより前記
ウォータマーキング平面を拡張するステップと、 前記ピクセルのそれぞれの少なくとも１つの輝度規模に
前記対応する要素の前記乗算値を掛けるステップとをさ
らに含むことを特徴とする、請求項１８に記載の方法。 - 【請求項２６】マーキングした画像内のウォータマーク
を検出するための方法であって、前記マーキングした画
像がウォータマーキング平面によってマーキングされ、
前記マーキングした画像が複数の画像ピクセルを含む少
なくとも１つのカラー平面を有し、前記ウォータマーキ
ング平面が複数のウォータマーキング要素を有し、前記
画像ピクセルのそれぞれが少なくとも１つの輝度値を有
し、前記ウォータマーキング要素のそれぞれが輝度倍率
を有し、前記方法が、 （ａ）前記ウォータマーキング平面を再構築するステッ
プと、 （ｂ）各ウォータマーキング平面が対応する画像ピクセ
ルを有するように、前記ウォータマーキング平面を前記
マーキングした画像に位置合せするステップと、 （ｃ）等しいサイズのセレクタ・アレイとビジュアライ
ザ画像とを用意するステップであって、前記セレクタ・
アレイが、それぞれが少なくとも１つのカウンタを有す
る複数のセレクタ要素を有し、前記ビジュアライザ画像
が、それぞれが少なくとも１つの輝度値を有する複数の
ビジュアライザ・ピクセルを有し、該ビジュアライザ・
ピクセルが、表示されたときに認識可能なパターンを表
すステップと、 （ｄ）前記少なくとも１つのカウンタを０にリセットす
るステップと、 （ｅ）前記セレクタ要素を複数の対応画像ピクセルと複
数の対応ウォータマーキング要素に位置合せすることに
より、前記セレクタを初期位置に配置するステップと、 （ｆ）セレクタ要素を選択し、対応するウォータマーキ
ング要素を識別するステップと、 （ｇ）前記対応するウォータマーキング要素に隣接する
第１の複数のウォータマーキング要素を識別するステッ
プと、 （ｈ）前記第１の複数のウォータマーキング要素の輝度
倍率の平均を表す第１の平均を生成するステップと、 （ｉ）前記マーキングした画像のカラー平面を選択し、
対応する画像ピクセルを検出するステップと、 （ｊ）前記対応する画像ピクセルに隣接する第１の複数
の近隣ピクセルを識別するステップと、 （ｋ）前記第１の複数の近隣ピクセルの輝度値の平均を
表す第２の平均を生成するステップと、 （ｌ）前記第１の平均を前記対応するウォーキング要素
の前記輝度倍率と比較する第１の比較操作、および前記
第２の平均を前記対応するピクセルの前記輝度値と比較
する第２の比較操作に基づいて前記少なくとも１つのカ
ウンタを更新するステップと、 （ｍ）すべてのカラー平面についてステップ（ｉ）〜
（ｌ）を繰り返すステップと、 （ｎ）すべてのセレクタ要素についてステップ（ｆ）〜
（ｍ）を繰り返すステップと、 （ｏ）前のセレクタ位置にオーバラップしない新しいセ
レクタ位置を選択するステップと、 （ｐ）すべての非オーバラップ・セレクタ位置について
ステップ（ｆ）〜（ｏ）を繰り返すステップと、 （ｑ）前記セレクタ・アレイと前記ビジュアライザ・ピ
クセルの前記少なくとも１つのカウンタを使用して、前
記マーキングした画像内の前記ウォータマークの検出を
示す視覚表現を生成するステップとを含むことを特徴と
する方法。 - 【請求項２７】前記少なくとも１つのカウンタが一致カ
ウンタと不一致カウンタとを含み、前記更新ステップ
が、 前記対応するウォータマーキング要素の前記輝度倍率か
ら前記第１の平均を減算することにより、第１の差値を
生成するステップと、 前記対応するピクセルの前記輝度値から前記第２の平均
を減算することにより、第２の差値を生成するステップ
と、 前記第１および第２の差値がともに正である場合に前記
一致カウンタを増分し、前記第１および第２の差値がと
もに負である場合に前記一致カウンタを増分し、それ以
外の場合に前記不一致カウンタを増分するステップとを
含むことを特徴とする、請求項２６に記載の方法。 - 【請求項２８】前記配置ステップが、ランダムな垂直お
よび水平オフセットを使用して行われることを特徴とす
る、請求項２６に記載の方法。 - 【請求項２９】前記オフセットが確実なランダム順序か
ら得られることを特徴とする、請求項２８に記載の方
法。 - 【請求項３０】前記第１の複数が１２０に等しい数であ
ることを特徴とする、請求項２６に記載の方法。 - 【請求項３１】前記ビジュアライザ画像の各ピクセルが
モノクロ輝度値を有することを特徴とする、請求項２６
に記載の方法。 - 【請求項３２】前記ビジュアライザ画像の各ピクセルが
複数の輝度値を有することを特徴とする、請求項２６に
記載の方法。 - 【請求項３３】前記ビジュアライザ画像の各ピクセルが
赤、緑、青の各輝度値を有することを特徴とする、請求
項３２に記載の方法。 - 【請求項３４】前記生成するステップ（ｑ）が、前記ビ
ジュアライザと前記セレクタ・アレイの前記要素との１
対１の対応関係を有する複数の一致ピクセルを有するビ
ジュアライザ一致画像を構築するステップを含み、所与
の各一致ピクセルごとに、 前記所与の一致ピクセルに対応する前記セレクタ・アレ
イの第１の要素を識別するステップと、 前記セレクタ・アレイの前記第１の要素に関連する前記
少なくとも１つのカウンタに格納された値に基づいて一
致値を生成するステップと、 前記所与の一致ピクセルに対応する前記ビジュアライザ
画像の第１のピクセルを識別するステップと、 前記一致値と、前記ビジュアライザ画像の前記第１のピ
クセルの少なくとも１つの輝度値とに基づいて前記所与
の一致ピクセルの少なくとも１つの輝度値を生成するス
テップとを含むことを特徴とする、請求項２６に記載の
方法。 - 【請求項３５】前記ビジュアライザ・ピクセルによって
コード化された前記パターンが認識可能であるかどうか
についてユーザが判定を行えるように、前記ビジュアラ
イザ一致画像を表示するステップをさらに含むことを特
徴とする、請求項３４に記載の方法。 - 【請求項３６】前記少なくとも１つのカウンタが一致カ
ウンタと不一致カウンタとを含み、前記更新ステップ
が、 前記対応するウォータマーキング要素の前記輝度倍率か
ら前記第１の平均を減算することにより、第１の差値を
生成するステップと、 前記対応する画像ピクセルの前記輝度値から前記第２の
平均を減算することにより、第２の差値を生成するステ
ップと、 前記第１および第２の差値がともに正である場合に前記
一致カウンタを増分し、前記第１および第２の差値がと
もに負である場合に前記一致カウンタを増分し、それ以
外の場合に前記不一致カウンタを増分するステップとを
含むことを特徴とする、請求項３４に記載の方法。 - 【請求項３７】前記一致値を生成するステップが、前記
一致カウンタから前記不一致カウンタを減算することに
より第３の差値を生成し、前記第３の差値が負である場
合に前記第１のビジュアライザ・ピクセルの前記少なく
とも１つの輝度値を変更し、それ以外の場合に前記ビジ
ュアライザ画像の前記第１のピクセルの前記輝度値をコ
ピーすることにより前記所与の一致ピクセルの前記少な
くとも１つの輝度値を生成するステップを含むことを特
徴とする、請求項３６に記載の方法。 - 【請求項３８】各ビジュアライザ・ピクセルがモノクロ
輝度値を有し、前記変更ステップが前記ビジュアライザ
画像の前記第１のピクセルに関連する前記モノクロ輝度
値を反転するステップを含むことを特徴とする、請求項
３７に記載の方法。 - 【請求項３９】各ビジュアライザ・ピクセルがバイナリ
・モノクロ輝度値を有し、前記バイナリ・モノクロ輝度
値が黒の輝度を表す第１の値と白の輝度を表す第２の値
のうちの１つであり、 前記一致値を生成する前記ステップが割合Ｒを生成する
ステップを含み、Ｒが前記一致カウンタと前記不一致カ
ウンタとの合計で割った前記一致カウンタを表し、 前記所与の一致ピクセルの前記少なくとも１つの輝度値
を生成する前記ステップが、 前記第１のピクセルの前記バイナリ・モノクロ輝度値が
前記第１の値に設定された場合に前記所与の一致ピクセ
ルの前記少なくとも１つの輝度値を値（１−Ｒ）に割り
当てるステップと、 前記第１のピクセルの前記バイナリ・モノクロ輝度値が
前記第２の値に設定された場合に前記所与の一致ピクセ
ルの前記少なくとも１つの輝度値を前記割合Ｒに割り当
てるステップとを含むことを特徴とする、請求項３６に
記載の方法。 - 【請求項４０】前記ウォータマークが検出されたかどう
かについてユーザが判定を行えるように、前記ビジュア
ライザ一致画像を表示するステップをさらに含むことを
特徴とする、請求項３４に記載の方法。
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