JPH10191025A - デジタル画像への情報埋め込み装置 - Google Patents

デジタル画像への情報埋め込み装置

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JPH10191025A
JPH10191025A JP8346872A JP34687296A JPH10191025A JP H10191025 A JPH10191025 A JP H10191025A JP 8346872 A JP8346872 A JP 8346872A JP 34687296 A JP34687296 A JP 34687296A JP H10191025 A JPH10191025 A JP H10191025A
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JP
Japan
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image data
image
digital watermark
data
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JP8346872A
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English (en)
Inventor
Takehito Abe
剛仁 阿部
Hiroshi Fujii
寛 藤井
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G06T1/0021—Image watermarking

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Television Systems (AREA)
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  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】画像データの円滑な流通を促進させることなど
のために，画像データへの情報の追加埋め込みを，安全
・確実に行うことができるようにする。 【解決手段】符号化した画像データを元の画像に復元す
る逆符号化装置11の処理と，画像データに情報を埋め込
む電子透かし挿入装置12の処理とを分離不可能に構成
し，画像データから元画像を復元する際に，逆符号化装
置11によって復元処理を行うとともに，電子透かし挿入
装置12によって情報の埋め込み処理を行うことにより，
逆符号化装置11にて元画像を得る段階で情報を埋め込
む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，デジタル画像デー
タへの情報の追加埋め込みを，安全かつ確実に行うため
のデジタル画像への情報埋め込み装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】デジタル画像データの一部または全体の
値を意図的に変化させることによって，他の情報を元画
像データに埋め込む技術を電子透かしという。画像デー
タに著作者に関する情報などを埋め込み，不正な使用や
複製をしている画像に対して権利を主張することに利用
される。このようなデジタル画像データへの情報埋め込
み装置では，元画像に対して，付加する情報を該電子透
かしによって直接埋め込む処理を施すというものであっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述のように，従来の
デジタル画像データへの情報埋め込み装置を用いた場
合，元画像に情報を埋め込むためには，元画像データの
所有者が直接画像データに情報を埋め込む処理を行う必
要がある。したがって，この方式による画像データの取
り引きにおいては，画像データの提供者側は，画像を流
通させる前に，付加する情報を元の画像データに埋め込
む作業を完了しなくてはならない。
【０００４】シリアルナンバーや個別のＩＤコード等の
固有データの埋め込みを考えた場合，画像の提供者は一
つ一つ異なる電子透かしを入れた画像データを作成し，
管理して流通する必要があるため，利用できる流通手段
の限定や流通コストのアップといった問題があった。
【０００５】本発明は上記問題点の解決を図り，デジタ
ル画像データへの情報の追加埋め込みを，安全・確実に
かつ簡易に行うための手段を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め，第１の発明は，符号化した画像データを元の画像に
復元する逆符号化装置と，該画像データに情報を埋め込
む電子透かし挿入装置とを設け，該画像データより元画
像を復元する際に，逆符号化装置にて復元処理を行うと
同時に，電子透かし挿入装置にて情報の埋め込み処理を
行うものであり，逆符号化装置にて元画像を得る段階で
情報を埋め込むことを特徴とする。
【０００７】第２の発明は，画像データの一部を攪乱し
暗号化したスクランブル画像データとスクランブルの暗
号を解く復号鍵とによって元の画像データを復元する逆
スクランブル装置と，画像データに情報を埋め込む電子
透かし挿入装置とを設け，逆スクランブル装置にて復元
処理を行うと同時に，電子透かし挿入装置にて情報の埋
め込み処理を行うものであり，スクランブルを解除して
元画像を得る段階で情報を埋め込むことを特徴とする。
【０００８】第３の発明は，スクランブル画像データの
復号情報を持つ混合データを復号鍵とその他の埋め込み
情報に分離する分離装置と，該復号鍵と該スクランブル
画像データとから元の画像データを復元する逆スクラン
ブル装置と，画像データに情報を埋め込む電子透かし挿
入装置とを設け，混合データを分離装置にて復号鍵と埋
め込み情報に分離し，該復号鍵とスクランブル画像を逆
スクランブル装置にて復元処理を行うと同時に，電子透
かし挿入装置にて分離された該情報の埋め込み処理を行
うものであり，前記の第１または第２の発明による特徴
のほか，画像に埋め込む情報とスクランブル解除のため
の復号鍵が混合暗号化されたデータを用いることによ
り，埋め込み情報を改ざんから保護できるということを
特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態を，図
を用いて詳しく説明する。図１は請求項１の発明の第１
の実施の形態を説明する図である。
【００１０】情報埋め込み装置１０は，逆符号化装置１
１と電子透かし挿入装置１２とからなる。情報埋め込み
装置１０において，逆符号化装置１１と電子透かし挿入
装置１２による処理は，例えばＲＯＭ等に格納された分
離不可能なプログラムによって実現され，それぞれ単体
で作動することはなく，これらの装置間で受け渡される
データに対して外部からの操作はできないように構成さ
れている。
【００１１】画像へ追加埋め込みしたい情報を電子透か
し挿入装置１２へ入力し，符号化された画像データを逆
符号化装置１１に入力すると，逆符号化装置１１によっ
て画像データが逆符号化された後に，電子透かし挿入装
置１２によって情報の埋め込みが行われ，電子透かしに
よって情報が埋め込まれた画像が出力される。
【００１２】逆符号化装置１１と電子透かし挿入装置１
２によるデータの処理を分離不可能な工程としているの
で，元の画像を見ようとすると，逆符号化段階で必ず情
報の埋め込みが行われる。
【００１３】図２は請求項１の発明の第２の実施の形態
を説明する図である。情報埋め込み装置２０は，逆符号
化装置２１と電子透かし挿入装置２２とからなる。図１
の例と同様に，逆符号化装置２１と電子透かし挿入装置
２２による処理は分離不可能に構成され，それぞれ単体
で作動することはなく，これらの装置間で受け渡される
データに対して外部からの操作はできないように構成さ
れている。すなわち，これらの装置間における途中のデ
ータの入出力は不可能になっている。
【００１４】符号化した画像データを，埋め込む情報と
共に電子透かし挿入装置２２へ入力し，電子透かし挿入
装置２２によって情報が埋め込まれた後に，逆符号化装
置２１で逆符号化が行われ，電子透かしによって情報が
埋め込まれた画像が出力される。
【００１５】逆符号化装置２１と電子透かし挿入装置２
２によるデータの処理を分離不可能な工程としているの
で，元の画像を見ようとすると，逆符号化段階で必ず情
報の埋め込みが行われる。
【００１６】図１および図２に示す逆符号化装置１１，
２１と電子透かし挿入装置１２，２２とのそれぞれのデ
ータの受け渡しは，画像すべてのデータを一括して受け
渡すことも可能であるし，画像の一部分を処理するごと
に受け渡すことも可能である。例えば，ＪＰＥＧ，ＭＰ
ＥＧの逆符号化において，すべて逆符号化が行われた後
にデータを受け渡してもよいし，逆ＤＣＴ変換を行う画
素ブロックごとにデータを受け渡してもよい。
【００１７】図３は請求項２の発明の第１の実施の形態
を説明する図である。情報埋め込み装置３０は，逆スク
ランブル装置３１と電子透かし挿入装置３２とからな
る。逆スクランブル装置３１と電子透かし挿入装置３２
による処理は分離不可能に構成され，それぞれ単体で作
動することはなく，これらの装置間で受け渡されるデー
タに対して外部からの操作はできないように構成されて
いる。
【００１８】暗号化されたスクランブル画像データと，
暗号を復号しスクランブル画像を元の画像に復元するた
めのスクランブル復号鍵とを逆スクランブル装置３１へ
入力し，画像へ追加埋め込みしたい情報を電子透かし挿
入装置３２へ入力する。逆スクランブル装置３１によっ
て画像データが逆スクランブルされた後に，電子透かし
挿入装置３２によって情報の埋め込みが行われ，電子透
かしによって情報が埋め込まれた画像が出力される。
【００１９】逆スクランブル装置３１と電子透かし挿入
装置３２によるデータの処理を分離不可能な工程として
いるので，元の画像を見ようとすると，逆スクランブル
段階で必ず情報に埋め込みが行われる。
【００２０】図４は請求項２の発明の第２の実施の形態
を説明する図である。情報埋め込み装置４０は，逆スク
ランブル装置４１と電子透かし挿入装置４２とからな
る。図３の例と同様に，逆スクランブル装置４１と電子
透かし挿入装置４２による処理は分離不可能に構成さ
れ，それぞれ単体で作動することはなく，これらの装置
間で受け渡されるデータに対して外部からの操作はでき
ないように構成されている。
【００２１】暗号化されたスクランブル画像データを埋
め込む情報と共に電子透かし挿入装置４２へ入力し，暗
号を復号しスクランブル画像を元の画像に復元するため
のスクランブル復号鍵を逆スクランブル装置４１へ入力
する。電子透かし挿入装置４２によって情報が埋め込ま
れた後に，逆スクランブル装置４１で逆スクランブルが
行われ，電子透かしによって情報が埋め込まれた画像が
出力される。
【００２２】逆スクランブル装置４１と電子透かし挿入
装置４２によるデータの処理を分離不可能な工程として
いるので，元の画像を見ようとすると，逆スクランブル
段階で必ず情報に埋め込みが行われる。
【００２３】前述した図３および図４に示す逆スクラン
ブル装置３１，４１と電子透かし挿入装置３２，４２と
のそれぞれのデータの受け渡しは，画像すべてのデータ
を一括して受け渡すことも可能であるし，画像の一部分
を処理するごとに受け渡すことも可能である。例えば，
ＪＰＥＧ，ＭＰＥＧ画像へスクランブルを施してあるデ
ータに対し，すべて逆スクランブル化を行った後にデー
タを受け渡してもよいし，ＤＣＴ変換を行っている画素
ブロックごとにデータを受け渡してもよい。
【００２４】図５は請求項３の発明の第１の実施の形態
を説明する図である。情報埋め込み装置５０は，逆スク
ランブル装置５１と電子透かし挿入装置５２と分離装置
５３とからなる。これらによる処理は分離不可能に構成
され，それぞれ単体で作動することはなく，これらの装
置間で受け渡されるデータに対して外部からの操作はで
きないように構成されている。
【００２５】スクランブル復号鍵と画像へ追加埋め込み
したい情報とを共に混合暗号化した混合データを分離装
置５３へ入力し，スクランブル画像データを逆スクラン
ブル装置５１へ入力する。混合データは，分離装置５３
でスクランブル復号鍵と埋め込む情報とに分離され，ス
クランブル復号鍵は逆スクランブル装置５１へ，埋め込
む情報は電子透かし挿入装置５２へ送られる。
【００２６】逆スクランブル装置５１によって画像デー
タが逆スクランブルされた後，電子透かし挿入装置５２
によって情報の埋め込みが行われ，電子透かしによって
情報が埋め込まれた画像が出力される。
【００２７】分離装置５３と逆スクランブル装置５１と
電子透かし挿入装置５２とによるデータの処理を分離不
可能な工程とし，途中のデータの入出力も不可能である
ため，埋め込む情報の改ざんや消去を防ぎながら，逆ス
クランブル段階で必ず情報の埋め込みが行われる。
【００２８】図６は請求項３の発明の第２の実施の形態
を説明する図である。情報埋め込み装置６０は，逆スク
ランブル装置６１と電子透かし挿入装置６２と分離装置
６３とからなる。図５の例と同様に，これらによる処理
は分離不可能に構成され，それぞれ単体で作動すること
はなく，これらの装置間で受け渡されるデータに対して
外部からの操作はできないように構成されている。
【００２９】スクランブル復号鍵と画像へ追加埋め込み
したい情報とを共に混合暗号化した混合データを分離装
置６３へ入力し，スクランブル画像データを電子透かし
挿入装置６２へ入力する。混合データは，分離装置６３
でスクランブル復号鍵と埋め込む情報とに分離され，ス
クランブル復号鍵は逆スクランブル装置６１へ，埋め込
む情報は電子透かし挿入装置６２へ送られる。その後，
電子透かし挿入装置６２によって情報の埋め込みが行わ
れた後に，逆スクランブル装置６１によって画像データ
が逆スクランブルされ，電子透かしによって情報が埋め
込まれた画像が出力される。
【００３０】分離装置６３と電子透かし挿入装置６２と
逆スクランブル装置６１とによるデータの処理を分離不
可能な工程とし，途中のデータの入出力も不可能である
ため，埋め込む情報の改ざんや消去を防ぎながら，逆ス
クランブル段階で必ず情報の埋め込みが行われる。
【００３１】図７は請求項３の発明の第３の実施の形態
を説明する図である。図５を用いて説明した請求項３の
発明の第１の実施の形態を，画像情報流通システムに応
用したものである。図５の逆スクランブル装置５１，電
子透かし挿入装置５２，分離装置５３を，画像を入手し
たいと考えている利用者側に配置するほか，スクランブ
ル装置７１，混合装置７２，画像データ管理装置７３，
鍵管理装置７４を，画像の提供者側に配置することで構
成される。
【００３２】まず，画像の提供者は元の画像をスクラン
ブル装置７１に入力し，暗号化されたスクランブル画像
データとスクランブル復号鍵とを出力する。そして，画
像へ追加埋め込みしたい情報をスクランブル復号鍵と共
に混合装置７２へ入力し，暗号化された混合データを出
力する。スクランブル画像データは画像データ管理装置
７３へ蓄積し，混合データは鍵管理装置７４へ蓄積す
る。
【００３３】提供者はＣＤ−ＲＯＭ等の情報記録メディ
アの配布，またはインターネット，パソコン通信等のネ
ットワークを利用して，画像データ管理装置７３から取
り出したスクランブル画像データを利用者に配布し，利
用者はこれらのスクランブル画像データの中から，欲し
いものについて提供者側へ購入要求を行う。
【００３４】提供者側は購入要求に応じて，鍵管理装置
７４から混合データを送付し，利用者側はスクランブル
画像データを逆スクランブル装置５１へ，混合データを
分離装置５３へ入力する。分離装置５３により混合デー
タはスクランブル復号鍵と埋め込む情報とに分離され，
スクランブル復号鍵は逆スクランブル装置５１へ，埋め
込む情報は電子透かし挿入装置５２へ送られる。
【００３５】その後，逆スクランブル装置５１によって
画像データが逆スクランブルされると共に，電子透かし
挿入装置５２によって情報の埋め込みが行われ，電子透
かしによって情報が埋め込まれた画像が出力される。
【００３６】前述のように，分離装置５３と逆スクラン
ブル装置５１と電子透かし挿入装置５２によるデータの
処理を分離不可能な工程とし，途中のデータの入出力も
不可能とする。このようなシステムとして用いると，利
用者が混合データを購入した段階で必ず情報の埋め込み
を行うことができる。
【００３７】図８は請求項３の発明の第４の実施の形態
を説明する図である。提供者側の装置は，図７と同様
に，スクランブル装置７１，混合装置７２，画像データ
管理装置７３，鍵管理装置７４からなる。本実施の形態
は，図７に示すシステムにおいて，利用者側に配置する
装置を図６の装置に変更した構成となっている。利用者
側での処理を，前述した請求項３の発明の第２の実施の
形態と同様に行う。これにより，最終的に情報が埋め込
まれた画像データを得ることができる。
【００３８】図７および図８に示す提供者側の処理工程
を，単一の個人または機関が行うことも，複数で行うこ
とも可能である。例えば，スクランブル装置を用いて元
画像からスクランブル画像を作製する者と，スクランブ
ル画像データを蓄積して管理する者とが異なっていても
よい。
【００３９】また，前述の例において，混合データを暗
号化し，スクランブル復号鍵と埋め込む情報とを分離す
るためには，分離化鍵を必要とするようにすることも可
能である。これにより，混合データに含まれる埋め込む
情報を，改ざんや消去から守ることができる。この場
合，分離化鍵を分離装置５３，６３内に予め保存してお
くことも可能であるし，混合データの入力時に，共に分
離装置５３，６３に入力することも可能である。
【００４０】また，図５から図８に示す各実施の形態に
おいて，逆スクランブル装置５１，６１と電子透かし挿
入装置５２，６２とのデータの受け渡しは，画像すべて
のデータを一括して受け渡すことも可能であるし，画像
の一部分を処理するごとに受け渡すことも可能である。
例えば，ＪＰＥＧ，ＭＰＥＧ画像へスクランブルを施し
てあるデータに対し，すべて逆スクランブル化が行われ
た後にデータを受け渡してもよいし，ＤＣＴ変換を行っ
ている画素ブロックごとにデータを受け渡してもよい。
【００４１】請求項２および請求項３の発明の実施の形
態で用いられるスクランブル画像データは，画像の攪乱
程度が，人間の感覚において全く元の画像と見分けがつ
かない弱い程度のものから，全く元の画像を類推できな
い強い程度のものまで，自由に利用できる。
【００４２】例えば前述した請求項３の発明の第３の実
施の形態において，特願平７−４６５３号の発明に係る
画像データ変換装置や，特願平８−１４３９８１号の発
明に係るデジタル画像スクランブル制御装置により，画
像の攪乱程度を画像の概観がわかる程度に設定したスク
ランブル画像を用いて，予めスクランブル画像を不特定
多数の利用者に配布して購買意欲を高めつつ，購入を決
定した利用者にはその時点で，スクランブル解除ととも
に，電子透かしによる情報の強制的な埋め込みを行うこ
とが可能である。
【００４３】特願平７−４６５３号に示されている画像
データ変換装置は，例えば画像データをネットワーク上
で流通させるような場合に，元の画像の特徴を保存した
まま少ない計算量でデータ変換を行い，また逆変換のた
めの情報なしには容易に元の画像を復元できないように
し，かつ逆変換のための情報を用いることで容易に元の
画像を復元可能とすることを目的とした装置であり，デ
ジタル符号化された画像データのビット列中の一部分を
抽出し，この抽出部分以外を参照せず，かつ抽出部分以
外を書き変えずに，元のデータとは別の，符号化の規則
を満たす新たな値に置換する手段を設けることにより，
画像データに対して，データ形式および元の画像の特徴
を保存したまま画像データのビット列に対して直接変換
を行い，また復元を行うものである。
【００４４】また，特願平８−１４３９８１号に示され
ているデジタル画像スクランブル制御装置は，スクラン
ブル強度の制御を少ない記述で精密かつ柔軟に行うこと
ができるようにすることを目的としたものであり，画像
上の座標をスクランブル単位の局所領域内での位置を識
別する値に変換する座標変換器と，座標変換器から局所
領域内での位置を識別する値を受け取り，それに対応し
たスクランブル単位の局所的なスクランブル強度を出力
する局所的スクランブル強度設定器と，画像上の座標を
入力として，その座標に対応する大域的なスクランブル
強度を出力する大域的スクランブル強度設定器と，局所
的スクランブル強度設定器の出力するスクランブル単位
に対する局所的スクランブル強度および大域的スクラン
ブル強度設定器の出力する大域的スクランブル強度か
ら，画像上のスクランブル単位に対するスクランブル強
度を決定し出力するスクランブル強度計算手段を備えた
ものである。
【００４５】前述したどの実施の形態についても，画像
に埋め込む情報にその画像の著作権の情報や画像ごとの
シリアルナンバー，利用者ごとのＩＤナンバー等の固有
情報を含むことで，個々の画像を特定可能にし，画像の
不正な使用の摘発や，画像に対して持つ権利の証明に利
用することができる。
【００４６】また，どの実施の形態についても，元画像
に対して一部の情報を予め埋め込んでおき，その後に本
発明による情報の追加埋め込みを行うことも可能であ
る。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
元の画像を表示し利用するためには，必ず電子透かしに
よる情報埋め込みの工程を経なくてはならないので，元
画像データの所有者を離れた段階であっても，画像に埋
め込みたい情報を追加して埋め込むことができるという
効果がある。本発明により，画像データの取り引きにお
いて，画像データの提供者側は，画像を流通させる前に
付加する情報を元の画像データに埋め込む作業を完了す
る必要はなく，全く情報の埋め込まれていない，または
同一の情報のみが埋め込まれた同一の画像データを，予
め自由な方法で流通させた後，利用者ごとの固有な情報
を追加埋め込みすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１の発明の第１の実施の形態を説明する
図である。
【図２】請求項１の発明の第２の実施の形態を説明する
図である。
【図３】請求項２の発明の第１の実施の形態を説明する
図である。
【図４】請求項２の発明の第２の実施の形態を説明する
図である。
【図５】請求項３の発明の第１の実施の形態を説明する
図である。
【図６】請求項３の発明の第２の実施の形態を説明する
図である。
【図７】請求項３の発明の第３の実施の形態を説明する
図である。
【図８】請求項３の発明の第４の実施の形態を説明する
図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０，６０ 情報埋め込み装
置 １１，２１ 逆符号化装置 ３１，４１，５１，６１ 逆スクランブル装置 １２，２２，３２，４２，５２，６２ 電子透かし挿入
装置 ５３，６３ 分離装置 ７１ スクランブル装置 ７２ 混合装置 ７３ 画像データ管理装置 ７４ 鍵管理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 7/167

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 符号化した画像データを元の画像に復元
    する逆符号化装置と，画像データに情報を埋め込む電子
    透かし挿入装置とを備え，符号化した画像データから元
    画像を復元する際に，前記逆符号化装置にて行う復元処
    理と，前記電子透かし挿入装置にて行う画像データへの
    情報の埋め込み処理とを分離不可能に構成したことを特
    徴とするデジタル画像への情報埋め込み装置。
  2. 【請求項２】 画像データの一部を攪乱し暗号化したス
    クランブル画像データとスクランブルの暗号を解く復号
    鍵とによって元の画像データを復元する逆スクランブル
    装置と，画像データに情報を埋め込む電子透かし挿入装
    置とを備え，前記逆スクランブル装置にて行う復元処理
    と，前記電子透かし挿入装置にて行う画像データへの情
    報の埋め込み処理とを分離不可能に構成したことを特徴
    とするデジタル画像への情報埋め込み装置。
  3. 【請求項３】 スクランブル画像データの復号情報を持
    つ混合データを復号鍵とその他の埋め込み情報に分離す
    る分離装置と，分離した復号鍵とスクランブル画像デー
    タとから元の画像データを復元する逆スクランブル装置
    と，画像データに情報を埋め込む電子透かし挿入装置と
    を備え，前記分離装置にて行う復号鍵とその他の埋め込
    み情報との分離処理と，前記逆スクランブル装置にて行
    う元の画像データの復元処理と，前記電子透かし挿入装
    置にて行う前記分離された情報の埋め込み処理とを分離
    不可能に構成したことを特徴とするデジタル画像への情
    報埋め込み装置。
JP8346872A 1996-12-26 1996-12-26 デジタル画像への情報埋め込み装置 Pending JPH10191025A (ja)

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