JPH10304323A - Method for multiplexing and extracting information and device therefor - Google Patents

Method for multiplexing and extracting information and device therefor

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JPH10304323A
JPH10304323A JP9109924A JP10992497A JPH10304323A JP H10304323 A JPH10304323 A JP H10304323A JP 9109924 A JP9109924 A JP 9109924A JP 10992497 A JP10992497 A JP 10992497A JP H10304323 A JPH10304323 A JP H10304323A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the quality of a picture, to make multiplexed information resistant to a compressing processing, and to extract information by means of multiplexing information for components in a relatively low frequency area through the use of orthogonal conversion at the time of multiplexing information to a moving image. SOLUTION: A picture resolution processing part 5 resolves an inputted moving image 2 into a static image in each frame, and resolves each static image into (n)×(n) ((n) is the power of 2) block images 7, and successively transmits them to an information multiplexing processing part 6. The information multiplexing processing part 6 operates the (n)×(n) orthogonal conversion of the picture value information, and changes an orthogonal conversion coefficient value selected by one to one mapping from a random number generated from the initial value of a random number, which is part of an information multiplexing parameter, by using frequency component variation width which is also one part of the information multiplexing parameter. Then, sub-information being one part of the information multiplexing parameter is multiplexed, and the (n)×(n) inverse orthogonal conversion is operated for an orthogonal conversion matrix of multiplexed information, and a moving image is reconstituted from each (n)×(n) size image.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル動画像に
対して別の情報を情報多重化する際に、人間の知覚に感
知されないように情報多重化を行い、秘密裏に動画像に
多重化された情報を情報抽出する方法および装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for multiplexing information into a digital moving image so that the information is multiplexed so as not to be perceived by human perception, and multiplexed in secret to the moving image. The present invention relates to a method and apparatus for extracting extracted information.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、デジタル動画像に対して、人間の
知覚に感知されないように別の情報を多重化する技術
は、著作権情報や利用ユーザIDなどを情報コンテンツ
に秘密裏に多重化することによるデジタル情報コンテン
ツの著作権保護や不正複製抑止システムに広く用いられ
ている。
2. Description of the Related Art Today, a technique for multiplexing digital information with other information so as not to be perceived by human perception is to secretly multiplex copyright information, a user ID and the like into information contents. It is widely used for copyright protection of digital information contents and for preventing illegal duplication.

【0003】しかしながら、従来の技術では、動画像の
ビットレートを落すなどの圧縮処理により、簡単に多重
化されている情報が消えてしまうといった問題点があっ
た。特に非可逆圧縮においては、画像の複雑領域より平
坦領域のほうが画素情報を大きく削除することにより、
より副情報が消えやすいので、平坦部分の多い画像に対
して非可逆圧縮を行った場合には、副情報の読み取りに
失敗するといった問題があった。また、平坦部分につい
て比較的人間に知覚されやすいため、多重化を行うこと
が難しいという問題があった。
However, the conventional technique has a problem that multiplexed information is easily erased by compression processing such as lowering the bit rate of a moving image. Especially in irreversible compression, by removing pixel information more greatly in a flat area than in a complex area of an image,
Since the sub-information is more easily erased, there has been a problem that when irreversible compression is performed on an image having many flat portions, reading of the sub-information fails. Also, there is a problem that it is difficult to perform multiplexing because the flat portion is relatively easily perceived by humans.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来の人間に知覚されない情報多重化技術が抱えている
問題である、画像の品質および圧縮処理などの編集に対
して、画像の品質を向上させ、かつ、圧縮処理にも多重
化情報が耐え得て情報抽出を可能とすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image quality and compression processing which is a problem of the conventional information multiplexing technique which is not perceived by humans. In addition, the multiplexed information can withstand the compression processing and the information can be extracted.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、動画像に情報を多重化する際に、直交
変換を用いて比較的低周波領域の成分に情報多重化を行
う、情報圧縮に用いられるブロックサイズより大きなブ
ロックサイズで直交変換して情報多重化を行うなど行う
ことにより、情報圧縮に対する耐性をもたせる。
In order to achieve the above object, according to the present invention, when multiplexing information into a moving image, information is multiplexed into components in a relatively low frequency region using orthogonal transform. By performing orthogonal transformation with a block size larger than the block size used for information compression and performing information multiplexing, resistance to information compression is provided.

【0006】具体的には、デジタル動画像内に別の副情
報を多重化する場合、動画像と情報多重化パラメタを入
力とし、動画像を各静止画像に分解し、各静止画像をn
×n(nは2の冪数)サイズの画像に分解し、各n×n
サイズの画像について、画素値情報をその画像値情報を
n×n直交変換し、情報多重化パラメタの一部である乱
数の初期値を用いて生成した乱数から1対1写像で選出
された直交変換係数値を、情報多重化パラメータの一部
である周波数成分変更幅を用いて変更して、情報多重化
パラメータの一部である副情報を多重化し、該情報多重
化を行った直交変換行列をn×n逆直交変換し、それぞ
れのn×nサイズの画像から動画像を再構成する。
More specifically, when multiplexing another piece of sub-information in a digital moving image, a moving image and information multiplexing parameters are input, the moving image is decomposed into each still image, and each still image is converted into n still images.
× n (n is a power of 2) size image, and each n × n
For an image of a size, the pixel value information is subjected to n × n orthogonal transformation of the image value information, and orthogonality selected in a one-to-one mapping from random numbers generated using initial values of random numbers that are part of information multiplexing parameters. A transform coefficient value is changed by using a frequency component change width that is a part of the information multiplexing parameter, and the sub-information that is a part of the information multiplexing parameter is multiplexed. Is subjected to n × n inverse orthogonal transform, and a moving image is reconstructed from the respective images of n × n size.

【0007】また、情報多重化済み動画像から副情報を
抽出する場合、同様に、情報多重化済み動画像を各静止
画像に分解し、各静止画像をn×nサイズの画像に分解
し、各n×nサイズの画像について、画素情報をn×n
直交変換を行い、情報多重化の際に用いた乱数の初期値
と同じものを用いて生成した乱数から1対1写像で選出
された直交変換係数値から、情報多重化の際に用いた周
波数成分変更幅を用いて情報抽出を行って、多重化され
ていた副情報を抽出し、再構成する。
When extracting sub-information from an information-multiplexed moving image, the information-multiplexed moving image is similarly decomposed into still images, and each still image is decomposed into an n × n size image. For each nxn size image, pixel information is nxn
The orthogonal transform is performed, and from the orthogonal transform coefficient value selected in a one-to-one mapping from a random number generated using the same initial value of the random number used at the time of information multiplexing, the frequency used at the time of information multiplexing is obtained. Information extraction is performed using the component change width to extract the multiplexed sub-information and reconstruct it.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。最初に画像への情報多重化処理
について述べる。図1は、本発明による情報多重化装置
の入出力関係の概略図である。情報多重化装置1は、動
画像の原画像(主情報)2と情報埋込みパラメタ(情報
多重化パラメタ)3を入力として、情報多重化済み画像
4を出力する。情報埋込みパラメタ3は乱数の初期値、
周波数成分変更幅情報、及び、多重化すべき情報(副情
報)からなる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the process of multiplexing information into an image will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of an input / output relationship of an information multiplexing device according to the present invention. The information multiplexing apparatus 1 receives an original image (main information) 2 of a moving image and an information embedding parameter (information multiplexing parameter) 3 and outputs an information multiplexed image 4. Information embedding parameter 3 is the initial value of the random number,
It consists of frequency component change width information and information to be multiplexed (sub information).

【0009】図2は、情報多重化装置1の全体的構成図
である。本情報多重化装置1は、画像分解処理部5と情
報多重化処理部6と画像再構成処理部7からなる。以
下、各処理部について順次説明する。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of the information multiplexing apparatus 1. The information multiplexing apparatus 1 includes an image decomposition processing unit 5, an information multiplexing processing unit 6, and an image reconstruction processing unit 7. Hereinafter, each processing unit will be sequentially described.

【0010】〈画像分解処理部5〉図3は画像分解処理
部5の処理概要を示した図である。画像分解処理部5
は、入力される動画像2を各フレーム毎の静止画像に分
解し、さらに、各静止画像をn×n(nは2の冪数)の
ブロック画像7に分解し、順次情報多重化処理部6へ送
る。
<Image Decomposition Processing Unit 5> FIG. 3 is a diagram showing an outline of the processing of the image decomposition processing unit 5. Image decomposition processing unit 5
Decomposes an input moving image 2 into still images for each frame, further decomposes each still image into n × n (n is a power of 2) block images 7, and sequentially multiplexes the information Send to 6.

【0011】画像のサイズによっては、端の部分がn×
nのサイズにならない場合があるが、この場合は、中途
半端な大きさに残っている画像以外のn×nサイズに満
たない、足りない部分を平均画素値で補間することによ
り、n×nの画像を作り、情報多重化処理部6へ送る
(図3の(a))。別の方法としては、対称画像を繰り
返すことにより、n×nの画像を作ることでもよい(図
3の(b))。
[0011] Depending on the size of the image, the end portion may be nx
In some cases, the size may not be n, but in this case, a portion less than the n × n size other than the half-sized remaining image is interpolated with the average pixel value to obtain the n × n And sends it to the information multiplexing processing section 6 (FIG. 3 (a)). As another method, an nxn image may be created by repeating a symmetric image (FIG. 3B).

【0012】〈情報多重化処理部6〉図4は、情報多重
化処理部6の詳細構成図である。情報多重化処理部6
は、情報埋込みパラメタ3とn×nブロック画像7を入
力とし、情報多重化済みn×nブロック画像27を出力
して画像再構成処理部7へ送る。以下、情報多重化処理
部6の動作について詳述する。
<Information Multiplexing Processing Unit 6> FIG. 4 is a detailed block diagram of the information multiplexing processing unit 6. Information multiplex processing unit 6
Receives the information embedding parameter 3 and the n × n block image 7, outputs the information multiplexed n × n block image 27, and sends it to the image reconstruction processing unit 7. Hereinafter, the operation of the information multiplexing processing unit 6 will be described in detail.

【0013】情報埋込みパラメタ3は入力パラメタ分解
処理部8へ送られる。入力パラメタ分解処理部8は、入
力された情報埋込みパラメタ3を分解し、乱数の初期値
10、周波数成分変更幅11、副情報12をそれぞれ再
構成して出力する。乱数の初期値10は乱数生成処理部
13へ、周波数成分変更幅11は直交変換係数変更処理
部14へ、副情報12は副情報バッファ15へ、それぞ
れ送られる。
The information embedding parameter 3 is sent to the input parameter decomposition processing section 8. The input parameter decomposition processing section 8 decomposes the input information embedding parameter 3 and reconstructs and outputs the initial value 10, the frequency component change width 11, and the sub information 12 of the random number. The initial value 10 of the random number is sent to the random number generation processing unit 13, the frequency component change width 11 is sent to the orthogonal transform coefficient change processing unit 14, and the sub information 12 is sent to the sub information buffer 15.

【0014】乱数生成処理部13は、乱数の初期値10
を一度だけ読み込み、それをもとに各1ビット情報多重
化の処理毎に順次、乱数16を生成して出力する。
The random number generation processing unit 13 has a random number initial value 10
Is read only once, and a random number 16 is sequentially generated and output for each 1-bit information multiplexing process based on the data.

【0015】副情報バッファ15は、副情報12を内部
バッファに蓄えて、内部情報読出しヘッダにより該情報
を1ビットずつ読み出して、1ビット副情報17を出力
する。図5は副情報バッファ15の概念図を示したもの
である。
The sub information buffer 15 stores the sub information 12 in an internal buffer, reads the information one bit at a time by using the internal information read header, and outputs 1-bit sub information 17. FIG. 5 is a conceptual diagram of the sub-information buffer 15.

【0016】副情報バッファ内のヘッダ制御方法として
は、各1ビット情報多重化の処理毎に動かす方法や、各
ブロック画像への情報多重化の処理毎に動かす方法な
ど、種々の方法が考えられるが、これは情報多重化装置
の実装方式による。なお、副情報バッファの情報読み込
み/書き込みを行うヘッダの制御方法は、情報多重化装
置および情報抽出装置において、同じ方式で実装する必
要がある。
Various methods are conceivable as a header control method in the sub information buffer, such as a method for moving each one-bit information multiplexing process and a method for moving each one-bit information multiplexing process to each block image. However, this depends on the mounting method of the information multiplexing device. Note that the header control method for reading / writing information from / to the sub-information buffer needs to be implemented by the same method in the information multiplexing device and the information extracting device.

【0017】一方、n×nブロック画像7は直交変換処
理9へ送られる。直交変換処理部9は、n×nブロック
画像7をn×n直交変換して、n×nブロック直交変換
係数行列18を生成し、直交変換係数変更処理部14へ
送る。図6は直交変換処理部9の概念図を示したもので
ある。なお、直交変換処理自体は周知であるので、その
詳細は省略する。
On the other hand, the n × n block image 7 is sent to the orthogonal transformation processing 9. The orthogonal transformation processing unit 9 performs n × n orthogonal transformation of the n × n block image 7 to generate an n × n block orthogonal transformation coefficient matrix 18 and sends the matrix to the orthogonal transformation coefficient change processing unit 14. FIG. 6 is a conceptual diagram of the orthogonal transformation processing unit 9. Since the orthogonal transformation process itself is well known, the details thereof are omitted.

【0018】図7は、直交変換係数変更処理部14の概
略構成および処理の概念図である。n×nブロック直交
変換係数行列18は、n×n直交変換係数行列バッファ
19に格納される。乱数16は座標選択処理部20に入
力される。
FIG. 7 is a conceptual diagram of the schematic configuration and processing of the orthogonal transform coefficient change processing unit 14. The n × n block orthogonal transform coefficient matrix 18 is stored in an n × n orthogonal transform coefficient matrix buffer 19. The random number 16 is input to the coordinate selection processing unit 20.

【0019】座標選択処理部20は、入力された乱数1
6を用いて、n×n直交変換係数行列のうち、ひとつの
係数を1対1写像により選定し、対応する座標21を出
力する。この座標21は座標バッファ23に蓄えられ
る。座標バッファ23には、各ブロックの多重化処理毎
にすべて保存され、各ブロックの多重化処理後、この蓄
えられた座標集合24がレンジオーバ回避処理部25へ
出力される。図8は座標バッファ23の概念図である。
The coordinate selection processing unit 20 receives the input random number 1
6, one coefficient is selected from the n × n orthogonal transform coefficient matrix by one-to-one mapping, and the corresponding coordinates 21 are output. The coordinates 21 are stored in a coordinate buffer 23. All are stored in the coordinate buffer 23 for each multiplexing process of each block, and after the multiplexing process of each block, the stored coordinate set 24 is output to the range over avoidance processing unit 25. FIG. 8 is a conceptual diagram of the coordinate buffer 23.

【0020】直交変換係数変更処理部14は、選択され
た座標21に、当たる係数に1ビットの副情報17を周
波数成分変更幅11を用いて情報多重化する。情報多重
化処理は、ひとつのブロック直交変換係数行列に対して
j回(jは1以上の整数で、情報多重化装置を実装する
際に決定するパラメタであり、情報抽出装置も同し方式
により実装する必要がある)行われて、そのすべてが終
了した後、情報多重化済みのn×nブロック直交変換係
数行列22を出力する。
The orthogonal transformation coefficient change processing unit 14 multiplexes the information corresponding to the selected coordinates 21 with the 1-bit sub-information 17 using the frequency component change width 11. The information multiplexing process is performed j times (j is an integer equal to or more than 1 for one block orthogonal transform coefficient matrix and is a parameter determined when the information multiplexing device is implemented. After all the processing is completed, the information multiplexed n × n block orthogonal transform coefficient matrix 22 is output.

【0021】以下に、入力動画像2のi番目のフレーム
において、静止画像の左上を[0,0]iブロックとし
たときの、[h,v]iブロックへの1ビット情報多重
化処理について具体的に説明する。
Hereinafter, in the i-th frame of the input moving image 2, the 1-bit information multiplexing process on the [h, v] i block when the upper left of the still image is the [0, 0] i block This will be specifically described.

【0022】多重化する副情報12をb01・・・b
k-1(ビット長をkとする)、[h,v]iブロックへ多
重化する1ビット副情報17を
The sub-information 12 to be multiplexed is represented by b 0 b 1.
k-1 (the bit length is k), 1-bit sub-information 17 to be multiplexed into [h, v] i blocks

【0023】[0023]

【外1】 [Outside 1]

【0024】多重化に用いる乱数をThe random number used for multiplexing is

【0025】[0025]

【外2】 [Outside 2]

【0026】周波数成分変更幅をrange、n×nブ
ロック直交変換係数行列を[c(x,y)iとする。
Let the frequency component change width be range, and let the n × n block orthogonal transform coefficient matrix be [c (x, y) ] i .

【0027】座標選択処理部20では、乱数In the coordinate selection processing unit 20, a random number

【0028】[0028]

【外3】 [Outside 3]

【0029】から座標From coordinates

【0030】[0030]

【外4】 [Outside 4]

【0031】を選択する。直交変換係数変更処理部14
は、n×nブロック直交変換係数行列バッファ19内
の、この座標にあたる直交変換係数
Is selected. Orthogonal transformation coefficient change processing unit 14
Is the orthogonal transform coefficient corresponding to this coordinate in the n × n block orthogonal transform coefficient matrix buffer 19.

【0032】[0032]

【外5】 [Outside 5]

【0033】の値を、The value of

【0034】[0034]

【数1】 (Equation 1)

【0035】[0035]

【数2】 (Equation 2)

【0036】[0036]

【数3】 (Equation 3)

【0037】に変更することにより、1ビット副情報1
7を多重化する。多重化を行った係数の座標は、
By changing to 1 bit sub information 1
7 is multiplexed. The coordinates of the multiplexed coefficients are

【0038】[0038]

【外6】 [Outside 6]

【0039】座標バッファ23へ送られ保管される。The data is sent to the coordinate buffer 23 and stored.

【0040】副情報バッファ15の副情報読み出しヘッ
ダを予め決められた方法で制御しつつ、上記多重化処理
を、ひとつのブロック直交変換係数行列に対して、それ
の中に多重化する幅情報12のビット数であるj回繰り
返すことで、ひとつのブロック直交変換行列の多重化処
理が終了する。
While controlling the sub-information read header of the sub-information buffer 15 in a predetermined manner, the multiplexing process is performed on one block orthogonal transform coefficient matrix in the width information 12 on which it is multiplexed. By repeating j times, which is the number of bits of, the multiplexing process of one block orthogonal transformation matrix is completed.

【0041】多重化処理後、情報多重化済みn×nブロ
ック直交変換係数行列22([c′(x,y)iとする)と
座標集合24(図8)は、情報多重化を行なった直交変
換係数値および情報多重化を行なった動画像の画像の品
質・構成を保持しつつ、情報多重化済み画像の再生不良
を避けるために、レンジオーバ回避処理部25へ送られ
る。
After the multiplexing process, the information multiplexed n × n block orthogonal transform coefficient matrix 22 (referred to as [c ′ (x, y) ] i ) and the coordinate set 24 (FIG. 8) are subjected to information multiplexing. The information is transmitted to the range over avoidance processing unit 25 in order to avoid the defective reproduction of the information multiplexed image while maintaining the orthogonal transformation coefficient value and the quality and configuration of the image of the moving image subjected to the information multiplexing.

【0042】図9はレンジオーバ回避処理部25の概念
図、図10は逆直交変換処理部26の概念図である。レ
ンジオーバ回避処理部25は、入力された情報多重化済
みn×nブロック直交変換係数行列26を用いて逆直交
変換したn×nブロック画像27について、座標集合2
4を参照してレンジオーバ回避処理を行い、全ての画素
値が定義域(例えば8ビット濃淡画像であれば0〜25
5)に収まるように修正して、情報多重化済みn×nブ
ロック画像27を出力する。逆直交変換部26は、図1
0に示すように、与えられるブロック直交変換行列のサ
イズと同じn×n逆直交変換を行い、n×nブロック画
像を順次出力するものである。
FIG. 9 is a conceptual diagram of the range over avoiding processing unit 25, and FIG. 10 is a conceptual diagram of the inverse orthogonal transform processing unit 26. The range over avoiding processing unit 25 performs a coordinate set 2 on the n × n block image 27 that has been inverse orthogonally transformed using the input information multiplexed n × n block orthogonal transformation coefficient matrix 26.
4 is performed, and all pixel values are defined in a defined area (for example, 0 to 25 in the case of an 8-bit grayscale image).
The information is corrected so as to fit in 5), and the information multiplexed n × n block image 27 is output. The inverse orthogonal transform unit 26 is configured as shown in FIG.
As shown in FIG. 0, n × n inverse orthogonal transform having the same size as a given block orthogonal transform matrix is performed, and n × n block images are sequentially output.

【0043】ここで、レンジオーバ回避処理部25へ入
力された情報多重化済みn×nブロック直交変換係数行
列22の[c′(x,y)iを逆直交変換処理部26を用い
て逆直交変換したn×nブロック画像27を[p′
(x,y)iとする。
Here, [c ′ (x, y) ] i of the information multiplexed n × n block orthogonal transform coefficient matrix 22 input to the range over avoidance processing unit 25 is input to the inverse orthogonal transform processing unit 26. The inverse orthogonally transformed n × n block image 27 is represented by [p ′
(x, y) ] i .

【0044】また、レンジオーバ回避処理部25へ入力
された係数行列[c′(x,y)iを、ひとつは、(0,
0)成分(直流成分)を、n×nブロック画像の全画素
値をすべて最低値にしたものをn×n直交変換したとき
の(0,0)成分値に変更し(例えば、直交変換をDC
Tと仮定すると、その値は−Lm×n(Lmは輝度の中間
値)である)、かつ、入力された座標集合24のすべて
の座標の成分値をすべて0にしたものを、もうひとつ
は、(0,0)成分値と入力された座標集合24のすべ
ての座標の成分以外の値をすべて0に変更したものを、
逆直交変換処理部26を用いて逆直交変換したn×n画
像を、それぞれ[p1(x,y)i,[p2(x,y)iとする。
The coefficient matrix [c ′ (x, y) ] i input to the range over avoiding processing unit 25 is represented by (0,
0) component (DC component) is changed to the (0,0) component value obtained by performing the n × n orthogonal transformation on all the pixel values of the n × n block image that is the lowest value (for example, the orthogonal transformation DC
Assuming that T, the value is −L m × n (L m is an intermediate value of luminance), and a value obtained by setting all component values of all coordinates of the input coordinate set 24 to 0 is already obtained. One is to change the values other than the (0,0) component value and the components of all the coordinates of the input coordinate set 24 to 0,
The n × n images subjected to the inverse orthogonal transform using the inverse orthogonal transform processing unit 26 are referred to as [p1 (x, y) ] i and [p2 (x, y) ] i , respectively.

【0045】レンジオーバ回避処理部25では、集合In the range over avoiding processing unit 25, the set

【0046】[0046]

【数4】 (Equation 4)

【0047】において、Aiが空集合でないときに限
り、[p1(x,y)i,[p2(x,y)iを用いて、
Then, only when A i is not an empty set, using [p 1 (x, y) ] i and [p 2 (x, y) ] i ,

【0048】[0048]

【数5】 (Equation 5)

【0049】の計算を行うことにより、情報多重化済み
ブロック画像27([p″(x,y)i)を得る。ただし、
画素値行列[p2(x,y)iにおいて、Lminより小さな画
素値とLmaxより大きな画素値が混在する場合は、この
レンジオーダ回避処理は適用できないため、情報多重化
を行う際に、レンジ(range)の値を極端に大きな
値にしないように注意する必要がある。
By performing the above calculation, an information-multiplexed block image 27 ([p ″ (x, y) ] i ) is obtained.
Pixel value matrix [p2 (x, y)] at i, for smaller pixel values than L min the large pixel values than L max may be mixed, this range order avoidance process can not be applied, when performing information multiplexing , Care must be taken not to make the value of the range extremely large.

【0050】情報多重化処理部6では、以上の処理をす
べての静止画像の全ブロック画像に対して行い、各情報
多重化済みn×nブロック画像27を画像再構成処理部
7に出力する。
The information multiplexing processing section 6 performs the above processing on all the block images of all the still images, and outputs each information multiplexed n × n block image 27 to the image reconstruction processing section 7.

【0051】〈画像再構成処理部7〉図11は、画像再
構成処理部7における入出力画像の概念図である。画像
再構成処理部7は、入力された各情報多重化済n×nブ
ロック画像をつなぎ合わせ、静止画像、さらには動画像
に復元することで、情報多重化済み画像4を得る。
<Image Reconstruction Processing Unit 7> FIG. 11 is a conceptual diagram of an input / output image in the image reconstruction processing unit 7. The image reconstruction processing unit 7 obtains the information multiplexed image 4 by connecting the input information multiplexed n × n block images and restoring the image into a still image and further a moving image.

【0052】次に、情報多重化済み画像からの情報抽出
処理について述べる。図12は、本発明による情報抽出
装置の入出力関係の概略図である。情報抽出装置28
は、情報多重化済み画像(主情報+副情報)29と情報
抽出パラメタ30を入力として、画像29内に多重化さ
れていた副情報31を出力する。情報抽出パラメータ3
0は、情報多重化済み画像29を作成した際に使用した
情報多重化鍵の乱数の初期値と周波数成分変更幅からな
るものである。
Next, information extraction processing from an information multiplexed image will be described. FIG. 12 is a schematic diagram of the input / output relationship of the information extraction device according to the present invention. Information extraction device 28
Receives the information multiplexed image (main information + sub information) 29 and the information extraction parameter 30 and outputs the sub information 31 multiplexed in the image 29. Information extraction parameter 3
0 is the initial value of the random number of the information multiplexing key used when the information multiplexed image 29 was created and the frequency component change width.

【0053】図13は、情報抽出装置28の全体的構成
図である。本情報抽出装置28は、画像分解処理部32
と情報抽出処理部33と副情報再構成構成処理部34か
らなる。以下、各処理部について順次説明する。
FIG. 13 is an overall block diagram of the information extracting device 28. The information extraction device 28 includes an image decomposition processing unit 32
And an information extraction processing unit 33 and a sub-information reconstruction processing unit 34. Hereinafter, each processing unit will be sequentially described.

【0054】〈画像分解処理部32〉画像分解処理32
の処理は、情報多重化装置1で用いた画像分解処理部5
と基本的に同じであり、情報多重化済み画像29を各フ
レーム毎に静止画像に分解し、さらに、各静止像をn×
n(nは2の冪数)のブロック画像に分解し、順次情報
抽出処理部33へ送る。
<Image decomposition processing section 32> Image decomposition processing 32
Is performed by the image decomposition processing unit 5 used in the information multiplexing apparatus 1.
The information multiplexed image 29 is decomposed into still images for each frame, and each still image is further divided into n ×
The image is decomposed into n (n is a power of 2) block images and sequentially sent to the information extraction processing unit 33.

【0055】画像分解処理部32は、情報多重化装置1
の画像分解処理6と同じサイズで画像を分解するすよう
に実装する必要がある。また、画像の端の中途半端な部
分についても、図3で示したように処理する必要があ
る。
The image decomposing unit 32 includes the information multiplexing device 1
It is necessary to implement so as to decompose an image with the same size as the image decomposing process 6 of. It is also necessary to process a halfway part of the edge of the image as shown in FIG.

【0056】〈情報抽出処理部33〉図14は、情報抽
出処理部33の詳細構成図である。情報抽出処理部33
は、情報抽出パラメタ30と情報多重化済みのブロック
画像35を入力とし、各ブロック画像内に多重化されて
いた副情報を1ビットずつ抽出し、この1ビット副情報
46を順次、副情報再構成処理部34へ送る。以下、情
報抽出処理部33の動作について詳述する。
<Information Extraction Processing Unit 33> FIG. 14 is a detailed configuration diagram of the information extraction processing unit 33. Information extraction processing unit 33
Receives the information extraction parameter 30 and the information-multiplexed block image 35 as inputs, extracts the sub-information multiplexed in each block image one bit at a time, and This is sent to the configuration processing unit 34. Hereinafter, the operation of the information extraction processing unit 33 will be described in detail.

【0057】情報抽出パラメタ30は、入力パラメタ分
解処理部36へ送られる。入力パラメタ分解処理部36
は、入力された情報抽出パラメタ30を分解し、乱数の
初期値38と周波数成分変更幅39をそれぞれ構成して
出力する。乱数の初期値38は乱数生成処理部40へ、
周波数成分変更幅39はブロック内情報抽出処理部41
へ、それぞれ送られる。
The information extraction parameter 30 is sent to the input parameter decomposition processing unit 36. Input parameter decomposition processing unit 36
Decomposes the input information extraction parameter 30 and constructs and outputs an initial value 38 of random number and a frequency component change width 39, respectively. The initial value 38 of the random number is sent to the random number generation processing unit 40.
The frequency component change width 39 is determined by the in-block information extraction processing unit 41.
To each of them.

【0058】一方、情報多重化されているn×nブロッ
ク画像35は直交変換処理部37へ送られる。直交変換
処理部37は、情報多重化装置1の情報多重化処理部6
で用いた直交変換処理部9と同じ処理を行うもので、n
×nブロック画像7をn×n直交変換し、生成したn×
nブロック直交変換係数行列42をブロック内情報抽出
処理部41へ送る。
On the other hand, the information multiplexed n × n block image 35 is sent to the orthogonal transformation processing unit 37. The orthogonal transformation processing unit 37 is a part of the information multiplexing processing unit 6 of the information multiplexing device 1.
Performs the same processing as the orthogonal transformation processing unit 9 used in
× n block image 7 is subjected to nxn orthogonal transformation to generate nx
The n-block orthogonal transformation coefficient matrix 42 is sent to the in-block information extraction processing unit 41.

【0059】乱数生成処理部40は、乱数の初期値38
を一度だけ読み込み、それをもとに各1ビット情報抽出
の処理毎に順次、乱数43を生成して出力する。該情報
抽出処理側の乱数生成処理部40と情報多重化処理側の
乱数生成処理部13は、同じ乱数の初期値を入力とした
とき、同順序で同じ乱数が出力するように実装する必要
がある。
The random number generation processing unit 40 calculates the initial value 38 of the random number.
Is read only once, and a random number 43 is sequentially generated and output for each 1-bit information extraction process based on this. The random number generation processing unit 40 on the information extraction processing side and the random number generation processing unit 13 on the information multiplexing processing side need to be mounted so that the same random number is output in the same order when the same initial value of the random number is input. is there.

【0060】図15は、ブロック内情報抽出処理部41
の概略構成および処理の概念図である。n×nブロック
直交変換係数行列42は、n×n直交変換係数バッファ
44に格納される。乱数43は、座標選択処理部45に
入力される。
FIG. 15 is a block diagram showing a block information extraction processing section 41.
It is a conceptual diagram of a schematic structure and a process of. The n × n block orthogonal transform coefficient matrix 42 is stored in an n × n orthogonal transform coefficient buffer 44. The random number 43 is input to the coordinate selection processing unit 45.

【0061】座標選択処理部45は、情報多重化処理部
6の直交変換係数変更処理部14で用いた座標選択処理
部20と同じ処理を行う。すなわち、該情報抽出処理側
の座標選択処理部45と情報多重化処理側の座標選択処
理部20は、同じ乱数を入力としたとき、同じ座標を出
力するように実装する必要がある。
The coordinate selection processing section 45 performs the same processing as the coordinate selection processing section 20 used in the orthogonal transformation coefficient change processing section 14 of the information multiplexing processing section 6. That is, the coordinate selection processing unit 45 on the information extraction processing side and the coordinate selection processing unit 20 on the information multiplexing processing side need to be mounted so as to output the same coordinates when the same random number is input.

【0062】ブロック内情報抽出処理部41は、n×n
直交変換係数行列バッファ44内の、座標選択処理部4
5が選択した座標に当たる係数を周波数成分変更幅39
を用いて剰余計算することにより、1ビット副情報46
を出力する。情報抽出処理は、ひとつのブロック直交変
換行列に対してj回(jは情報多重化処理において実装
された、各ブロック直交変換係数行列に多重化する副情
報のビット数jと同じ数である)行われ、順次、多重化
されていた1ビット副情報46を出力する。
The in-block information extraction processing section 41 has n × n
Coordinate selection processing unit 4 in orthogonal transformation coefficient matrix buffer 44
The coefficient corresponding to the coordinate selected by 5 is the frequency component change width 39
To calculate the remainder using
Is output. Information extraction processing is performed j times for one block orthogonal transformation matrix (j is the same number as the number j of bits of sub-information multiplexed into each block orthogonal transformation coefficient matrix implemented in the information multiplexing processing). Then, the multiplexed 1-bit sub information 46 is sequentially output.

【0063】情報抽出処理の回数に伴い、多重化されて
いた副情報の各ビットの抽出回数が増加するに従い、そ
れらに多数決処理などを施すことで、抽出された副情報
の信頼度も向上する。
As the number of times of extraction of each bit of the multiplexed sub-information increases with the number of times of the information extraction processing, the reliability of the extracted sub-information is improved by performing majority processing or the like on them. .

【0064】以下に、情報多重化済み画像29のi番目
のフレームにおいて、左上を[0,0]iブロックとし
たときの、[h,v]iブロックからの1ビット情報抽
出処理について具体的に説明する。
Hereinafter, the 1-bit information extraction process from the [h, v] i block when the upper left is the [0,0] i block in the i-th frame of the information multiplexed image 29 will be specifically described. Will be described.

【0065】画像29に多重化されている副情報31を
01・・・bk-1(ビット長をkとする)、[h,
v]iブロックに多重化されている副情報のひとつ(1
ビット副情報46)を
The sub-information 31 multiplexed in the image 29 is represented by b 0 b 1 ... B k-1 (the bit length is k), [h,
v] One of the sub information multiplexed in the i block (1
Bit sub-information 46)

【0066】[0066]

【外7】 [Outside 7]

【0067】情報抽出に用いる乱数43をThe random number 43 used for information extraction is

【0068】[0068]

【外8】 [Outside 8]

【0069】周波数成分変更幅39をrange、n×
nブロック直交変換係数行列42を[c(x,y)iとす
る。
The frequency component change width 39 is set to range, n ×
Let the n-block orthogonal transform coefficient matrix 42 be [c (x, y) ] i .

【0070】座標選択処理部45では、乱数In the coordinate selection processing section 45, a random number

【0071】[0071]

【外9】 [Outside 9]

【0072】から座標From coordinates

【0073】[0073]

【外10】 [Outside 10]

【0074】を生成する。ブロック内情報抽出処理部4
1は、n×n直交変換係数行列バッファ44内の、この
座標にあたる直交変換係数
Is generated. Block information extraction processing unit 4
1 is an orthogonal transform coefficient corresponding to this coordinate in the n × n orthogonal transform coefficient matrix buffer 44

【0075】[0075]

【外11】 [Outside 11]

【0076】に対して、On the other hand,

【0077】[0077]

【数6】 (Equation 6)

【0078】を計算することにより、[h,v]iブロ
ックに多重化されているうちの1ビットの副情報46
By calculating, the 1-bit sub-information 46 multiplexed in the [h, v] i block

【0079】[0079]

【外12】 [Outside 12]

【0080】を得る。この抽出された1ビット副情報4
6は、副情報再構成処理部34へ送られる。
Is obtained. This extracted 1-bit sub information 4
6 is sent to the sub-information reconstruction processing unit 34.

【0081】〈副情報再構成処理部34〉図16は、副
情報再構成処理部34の処理概念図である。副情報再構
成処理部34は、ブロック画像内に多重化されていた副
情報を1ビットずつ順次入力とし、複数回入力される各
副情報ビットを多数決などの手法を用いることにより決
定し、もとの副情報31を再構成する。該副情報再構成
処理部34は1ビット副情報46を受け、副情報書き込
みヘッダを予め決められた方法で制御する。
<Sub Information Reconstruction Processing Unit 34> FIG. 16 is a conceptual diagram of the processing performed by the sub information reconstruction processing unit 34. The sub-information reconstruction processing unit 34 sequentially inputs the sub-information multiplexed in the block image one bit at a time, and determines each sub-information bit input multiple times by using a method such as majority decision. Is reconstructed. The sub-information reconstruction processing unit 34 receives the 1-bit sub-information 46 and controls the sub-information write header by a predetermined method.

【0082】この抽出処理をひとつのブロック直交変換
係数行列に対して、それの中に多重化されているビット
数であるj回繰り返すことで、ひとつのブロック直交変
換係数行列からの副情報抽出処理が終了する。
This extraction process is repeated j times for one block orthogonal transformation coefficient matrix, which is the number of bits multiplexed in the matrix, to extract sub-information from one block orthogonal transformation coefficient matrix. Ends.

【0083】以上の処理をすべての静止画像の全ブロッ
ク画像に対して行い、副情報31が得られる毎、もしく
は、全フレームにおいてその処理が終了した後、情報多
重化済み画像29から抽出された副情報31を出力す
る。
The above processing is performed on all the block images of all the still images, and is extracted from the information multiplexed image 29 every time the sub-information 31 is obtained or after the processing is completed in all the frames. The sub information 31 is output.

【0084】次に、情報抽出処理において、情報抽出速
度を向上させる方法を以下に説明する。情報抽出装置2
8における情報抽出処理部33では、図14に示すよう
に、入力されるn×nブロック画像を一旦、直交変換処
理防37を用いてn×nブロック直交変換係数行列に変
換していたが、この変換処理を行わず、情報多重化を行
った直交変換係数のみをn×nブロック画像から直接計
算することにより、計算量を軽減することができる。
Next, a method of improving the information extraction speed in the information extraction processing will be described below. Information extraction device 2
In the information extraction processing unit 33 in FIG. 8, as shown in FIG. 14, the input n × n block image was once converted into an n × n block orthogonal transformation coefficient matrix using the orthogonal transformation processing block 37. By directly calculating only the information-multiplexed orthogonal transform coefficients from the n × n block image without performing this conversion process, the amount of calculation can be reduced.

【0085】図17は、高速化された情報抽出処理部3
3の構成図を示したものである。
FIG. 17 shows the information extraction processing unit 3 which has been sped up.
3 is a diagram showing the configuration of FIG.

【0086】構成は、図14と基本的にほとんど同じ
で、違いは、直交変換処理部がないことと、ブロック内
情報抽出処理部50の入力が、n×nブロック直交変換
係数行列から直接n×nブロック画像35にかわったこ
とである。したがって、以下ではブロック内情報抽出処
理部50の説明のみを行う。
The configuration is basically almost the same as that of FIG. 14. The difference is that there is no orthogonal transformation processing unit, and the input of the intra-block information extraction processing unit 50 is that n is directly obtained from the n × n block orthogonal transformation coefficient matrix by n. X This is a change to the n-block image 35. Therefore, hereinafter, only the in-block information extraction processing unit 50 will be described.

【0087】図18は、高速化されたブロック内情報抽
出処理部50の概略構成および処理の概念図を示したも
のである。情報抽出処理自体は、先のブロック内情報抽
出処理部41の動作と同様で、異なる部分は、入力され
たn×nブロック画像35をn×nブロック画像バッフ
ァ51に格納し、そのブロック画像の画素値を用いて、
座標選択処理部45が選択した座標にあたる直交変換係
数のみを計算するということだけであり、その係数値を
計算することにより1ビット副情報を抽出する方法など
は同じである。
FIG. 18 shows a schematic configuration and a conceptual diagram of the processing of the accelerated intra-block information extraction processing section 50. The information extraction processing itself is the same as the operation of the above-mentioned intra-block information extraction processing unit 41, and the different part is that the input n × n block image 35 is stored in the n × n block image buffer 51, and the Using pixel values,
Only the orthogonal transformation coefficient corresponding to the coordinates selected by the coordinate selection processing section 45 is calculated, and the method of extracting the 1-bit sub-information by calculating the coefficient value is the same.

【0088】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明における各n×nブロック画像に多重化するjビ
ット分の副情報について、その数がある程度の数量であ
るとき、その一部を多重化情報識別ラベルとして利用す
ることにより、抽出情報の信頼度も得ることが可能であ
る。例えば、ラベル情報をa01・・・ak-1(各n×
nブロック画像に多重化する副情報のビット数jのう
ち、l(エル)ビット分をラベル情報として利用)と
し、情報抽出を行い、得られたラベル情報部分と、本来
のラベル情報とのハミング距離をm(m<l)とする。
このとき、ラベル情報と同時に抽出された残りj−lビ
ットの副情報の信頼度Sは、
The embodiment of the present invention has been described above.
When j bits of sub-information to be multiplexed on each n × n block image according to the present invention have a certain number, a part of the j-bit sub-information is used as a multiplexed information identification label, thereby improving the reliability of the extracted information. It is possible to get a degree. For example, label information is a 0 a 1 ... A k-1 (each nx
Of the bit number j of the sub-information multiplexed into the n-block image, l (ell) bits are used as label information), and information is extracted, and hamming between the obtained label information portion and the original label information is performed. Let the distance be m (m <l).
At this time, the reliability S of the remaining j−1 bits of sub-information extracted simultaneously with the label information is:

【0089】[0089]

【数7】 (Equation 7)

【0090】により計算できる。この式をもとに、各抽
出ビットに重みをつけて副情報を再構成することによ
り、さらに情報抽出の精度が向上する。
Can be calculated by By substituting weights for each extracted bit to reconstruct sub-information based on this formula, the accuracy of information extraction is further improved.

【0091】また、ラベルの抽出精度を調べることによ
り、主情報である動画像の改竄事実の有無を検出するこ
とや、一部分切り出した画像についても、乱数の初期値
を使った乱数の初期化などにより、情報抽出が可能であ
る。
Also, by examining the accuracy of label extraction, it is possible to detect the presence or absence of falsification of a moving image, which is the main information. Allows information to be extracted.

【0092】また、情報多重化のさいに用いるレンジ
は、ブロック画像の特徴をみて、個々のブロックごとに
変化させてもよい。例えば、ブロック画像の画素値のエ
ントロピーを計算して、その値によってレンジを変更す
るなどである。このように、副情報を多重化した変更周
波数成分位置および周波数成分変更幅を工夫することに
より、人間が知覚できないように情報多重化を行え、か
つ、主情報(画像)の劣化による副情報(多重化情報)
の劣化に対する強度を制御できる。また、情報多重化時
に用いた鍵情報がなければ、副情報の取り出しができな
い。
The range used for information multiplexing may be changed for each individual block in view of the characteristics of the block image. For example, the entropy of the pixel value of the block image is calculated, and the range is changed according to the value. As described above, by devising the changed frequency component position and the frequency component change width obtained by multiplexing the sub information, information multiplexing can be performed so that a human cannot perceive, and the sub information (image) due to deterioration of the main information (image) can be obtained. Multiplexed information)
Can be controlled with respect to the deterioration. If there is no key information used at the time of information multiplexing, sub-information cannot be extracted.

【0093】[0093]

【発明の効果】本発明の方法及び装置を、例えば著作権
保護システムなどに用いることで、従来の方式よりデジ
タル情報コンテンツの品質を向上させ、かつ、著作権保
護対策の強化という、困難な課題であったトレードオフ
の関係にある被多重化情報の品質と多重化情報の存続率
のボーダラインのボトムアップを計ることが可能とな
る。すなわち、近年用いられている画像圧縮技術による
量子化の影響を受けにくいよう情報多重化を行え、ま
た、情報圧縮に用いられるブロックサイズより大きなブ
ロックサイズで直交変換し情報多重化を行うことから、
画像への影響(画質劣化)を抑えることができる。そし
て、画像をn×nサイズに分解する際、nを2の冪数に
することにより、高速直交変換アルゴリズムを適用する
ことができ、動画再生中に副情報を抽出することも可能
となる。
By using the method and the apparatus of the present invention in, for example, a copyright protection system, it is difficult to improve the quality of digital information contents and to strengthen copyright protection measures as compared with the conventional method. Thus, it is possible to measure the bottom-up of the borderline between the quality of the multiplexed information and the survival rate of the multiplexed information, which have a trade-off relationship. That is, information multiplexing can be performed so as to be hardly affected by quantization due to image compression technology used in recent years, and information multiplexing is performed by performing orthogonal transformation with a block size larger than the block size used for information compression.
The effect on the image (image quality deterioration) can be suppressed. Then, when decomposing an image into n × n size, by setting n to a power of 2, it is possible to apply a high-speed orthogonal transformation algorithm, and it is also possible to extract sub-information during reproduction of a moving image.

【0094】実施の形態は、画像がYUVフォーマット
のときの輝度成分のみを対象としたものであるが、本発
明は同アルゴリズムを色差成分にも適用することも可能
である。また、画像フォーマットがRGBについても同
様であり、R,G,Bそれぞれに対して同アルゴリズム
を適用することが可能である。これらの方法を適用する
と、さらに多くの情報を多重化することが可能となり、
また、それぞれの成分に多重化する情報を同一のものと
することにより、画像および多重化情報への改竄事実の
有無の検出に用いることも可能である。
Although the embodiment is directed to only the luminance component when the image is in the YUV format, the present invention is also applicable to the color difference component. The same applies to the RGB image format, and the same algorithm can be applied to each of R, G, and B. By applying these methods, it is possible to multiplex more information,
Further, by making the information to be multiplexed into each component the same, it is also possible to use the information to detect the presence or absence of tampering with the image and the multiplexed information.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による情報多重化装置の入出力関係の概
略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an input / output relationship of an information multiplexing device according to the present invention.

【図2】情報多重化装置の全体的構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of an information multiplexing device.

【図3】画像分解処理部の処理の概略を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an outline of a process of an image decomposition processing unit.

【図4】情報多重化処理部の詳細構成図である。FIG. 4 is a detailed configuration diagram of an information multiplexing processing unit.

【図5】副情報バッファの概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of a sub information buffer.

【図6】直交変換係数処理部の概念図である。FIG. 6 is a conceptual diagram of an orthogonal transform coefficient processing unit.

【図7】直交変換係数変更処理部の概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of an orthogonal transform coefficient change processing unit.

【図8】座標バッファの概略図である。FIG. 8 is a schematic diagram of a coordinate buffer.

【図9】レンジオーバ回避処理部の概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram of a range over avoidance processing unit.

【図10】逆直交変換処理部の概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram of an inverse orthogonal transform processing unit.

【図11】画像再構成処理部の概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram of an image reconstruction processing unit.

【図12】本発明による情報抽出装置の入出力関係の概
略図である。
FIG. 12 is a schematic diagram of an input / output relationship of the information extraction device according to the present invention.

【図13】情報抽出装置の全体的構成図である。FIG. 13 is an overall configuration diagram of an information extraction device.

【図14】情報抽出処理部の詳細構成図である。FIG. 14 is a detailed configuration diagram of an information extraction processing unit.

【図15】ブロック内情報抽出処理部の概念図である。FIG. 15 is a conceptual diagram of an intra-block information extraction processing unit.

【図16】副情報再構成処理部の概念図である。FIG. 16 is a conceptual diagram of a sub-information reconstruction processing unit.

【図17】高速化された情報抽出処理部の概念図であ
る。
FIG. 17 is a conceptual diagram of an information extraction processing unit which has been sped up;

【図18】高速化されたブロック内情報抽出処理部の概
念図である。
FIG. 18 is a conceptual diagram of an accelerated intra-block information extraction processing unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 情報多重化装置 2 原画像(主情報) 3 情報埋め込みパラメタ(情報多重化パラメタ) 4 情報多重化済み画像 5 画像分解処理部 6 情報多重化処理部 7 画像再構成処理部 29 情報多重化済み画像(主情報+副情報) 30 情報抽出パラメタ 31 副情報 32 画像分解処理部 33 情報抽出処理部 34 副情報再構成構成処理部 REFERENCE SIGNS LIST 1 information multiplexing device 2 original image (main information) 3 information embedding parameter (information multiplexing parameter) 4 information multiplexed image 5 image decomposition processing unit 6 information multiplexing processing unit 7 image reconstruction processing unit 29 information multiplexed Image (main information + sub information) 30 information extraction parameter 31 sub information 32 image decomposition processing unit 33 information extraction processing unit 34 sub information reconstruction processing unit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 デジタル動画像内に別の副情報を多重化
する方法において、動画像と情報多重化パラメタを入力
とし、動画像を各静止画像に分解し、各静止画像をn×
n(nは2の冪数)サイズの画像に分解し、各n×nサ
イズの画像について、画素値情報を画像値情報をn×n
直交変換し、情報多重化パラメタの一部である乱数の初
期値を用いて生成した乱数から1対1写像で選出された
直交変換係数値を、情報多重化パラメータの一部である
周波数成分変更幅を用いて変更して、情報多重化パラメ
ータの一部である副情報を多重化し、該情報多重化を行
った直交変換行列をn×n逆直交変換し、各n×nサイ
ズの画像から動画像を再構成することを特徴とする情報
多重化方法。
1. A method for multiplexing another piece of sub-information in a digital moving image, wherein a moving image and information multiplexing parameters are input, the moving image is decomposed into still images, and each still image is
The image is decomposed into images of size n (n is a power of 2), and for each image of size n × n, the pixel value information is converted
The orthogonal transform is performed, and an orthogonal transform coefficient value selected in a one-to-one mapping from a random number generated using an initial value of a random number that is a part of the information multiplexing parameter is changed to a frequency component that is a part of the information multiplexing parameter Changing using the width, multiplexing the sub-information that is a part of the information multiplexing parameter, performing n × n inverse orthogonal transform on the orthogonally transformed matrix subjected to the information multiplexing, An information multiplexing method characterized by reconstructing a moving image.
【請求項2】 請求項1記載の情報多重化方法におい
て、各n×nブロック画像に情報多重化処理を行ったの
ち、画像の画素値がレンジ内に収まるように、そのブロ
ック画像の画素値をそれらの平均値を中心として、情報
多重化した直交変換係数値以外の直交変換係数を変更処
理することを特徴とする情報多重化方法。
2. The information multiplexing method according to claim 1, wherein after performing information multiplexing processing on each of the n × n block images, the pixel values of the block image are set so that the pixel values of the image fall within the range. An information multiplexing method characterized in that orthogonal transform coefficients other than information-multiplexed orthogonal transform coefficient values are changed with their average values as the center.
【請求項3】 請求項1および2記載の情報多重化方法
において、各n×nサイズの画像内に同時に多重化する
副情報の一部を多重化情報識別ラベルとして利用するこ
とを特徴とする情報多重化方法。
3. The information multiplexing method according to claim 1, wherein a part of the sub information simultaneously multiplexed in each of the n × n size images is used as a multiplexed information identification label. Information multiplexing method.
【請求項4】 請求項1乃至3記載の情報多重化方法に
よる情報多重化済み動画像から副情報を抽出する方法で
あって、情報多重化済み動画像を各静止画像に分解し、
各静止画像をn×nサイズの画像に分解し、各n×nサ
イズの画像について、画素値情報をn×n直交変換し、
情報多重化の際に用いた乱数の初期値と同じものを用い
て生成した乱数から1対1写像で選出された直交変換係
数値から、情報多重化の際に用いた周波数成分変更幅を
用いて情報抽出を行って、多重化されていた副情報を抽
出し、再構成することを特徴とする情報抽出方法。
4. A method for extracting sub-information from an information multiplexed moving image according to the information multiplexing method according to claim 1, wherein the information multiplexed moving image is decomposed into respective still images,
Each still image is decomposed into n × n size images, and for each n × n size image, pixel value information is subjected to n × n orthogonal transformation,
From the orthogonal transform coefficient values selected in a one-to-one mapping from random numbers generated using the same initial values of random numbers used in information multiplexing, the frequency component change width used in information multiplexing is used. An information extraction method, extracting multiplexed sub-information and reconstructing the multiplexed sub-information.
【請求項5】 請求項4記載の情報抽出方法において、
n×n直交変換を省略し、情報抽出の際に、乱数から1
対1写像で選出された直交変換係数値のみを計算するこ
とにより、高速に副情報を抽出することを特徴とする情
報抽出方法。
5. The information extracting method according to claim 4, wherein
Omit the n × n orthogonal transform, and extract 1
An information extraction method characterized by extracting sub-information at high speed by calculating only orthogonal transform coefficient values selected by one-to-one mapping.
【請求項6】 請求項4および5記載の情報抽出方法に
おいて、情報多重化済み画像に多重化情報識別ラベル付
加されている場合、本来の多重化情報識別ラベルと抽出
された多重化情報識別ラベルのハミング距離を用いて抽
出された副情報の信頼度を計算し、抽出された副情報を
構成するビットそれぞれにその信頼度を重みとして計算
利用することを特徴とする情報抽出方法。
6. The information extraction method according to claim 4, wherein when the multiplexed information identification label is added to the information-multiplexed image, the original multiplexed information identification label and the extracted multiplexed information identification label are added. An information extraction method characterized in that the reliability of extracted sub-information is calculated using the Hamming distance, and the reliability of each bit constituting the extracted sub-information is used as a weight.
【請求項7】 デジタル動画像及び乱数の初期値と周波
数成分変換幅と副情報の情報多重化パラメタを入力する
手段と、動画像を各静止画像に分解し、各静止画像をn
×n(nは2の冪数)サイズの画像に分解する手段と、
各n×nサイズの画像について、画素値情報をn×n直
交変換し、乱数の初期値を用いて生成した乱数から1対
1写像で選出した直交変換係数値を、周波数成分変更幅
を用いて変更して副情報を多重化し、該情報多重化を行
った直交変換行列をn×n逆直交変換する手段と、該逆
直交変換したそれぞれのn×nサイズの画像から動画像
を再構成する手段とからなることを特徴とする情報多重
化装置。
7. A means for inputting an initial value of a digital moving image and a random number, a frequency component conversion width, and information multiplexing parameters of sub information, decomposing a moving image into still images, and converting each still image to n
Means for decomposing the image into an image having a size of × n (n is a power of 2);
For each n × n size image, pixel value information is subjected to n × n orthogonal transformation, and an orthogonal transformation coefficient value selected in a one-to-one mapping from random numbers generated using initial values of random numbers is calculated using a frequency component change width. Means for multiplexing the sub-information by changing the information and performing n × n inverse orthogonal transform on the orthogonally multiplexed matrix subjected to the information multiplexing, and reconstructing a moving image from the respective n × n-size images subjected to the inverse orthogonal transform. An information multiplexing device comprising:
【請求項8】 情報多重化済み動画像及び乱数の初期値
と周波数成分変更幅の情報抽出パラメタを入力する手段
と、情報多重化済み動画像を各静止画像に分解し、各静
止画像をn×nサイズの画像に分解する手段と、各n×
nサイズの画像について、画素値情報をn×n直交変換
し、乱数の初期値を用いて生成した乱数から1対1写像
で選出された直交変換係数値から、周波数成分変更幅を
用いて多重化されている情報を抽出する手段と、各n×
nの画像から抽出された情報を再構成する手段とからな
ることを特徴とする情報抽出装置。
8. A means for inputting an information multiplexed moving image and an information extraction parameter of an initial value of a random number and a frequency component change width, decomposing the information multiplexed moving image into still images, and converting each still image to n A means for decomposing the image into × n size images, and each nx
For an n-size image, pixel value information is subjected to n × n orthogonal transformation, and multiplexing is performed using a frequency component change width from orthogonal transformation coefficient values selected in a one-to-one mapping from random numbers generated using initial values of random numbers. Means for extracting the converted information, and each nx
means for reconstructing information extracted from n images.
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