JPH11164134A - 画像データ処理装置および方法、提供媒体、並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウォータマークを確実に検出できるようにす
る。 【解決手段】 ウォータマークパターン保持メモリ３２
より読み出したウォータマークを、ずらし量０で評価値
算出器３１−１に供給するとともに、ずらし量ｉだけず
らして、評価値算出器３１−２に供給し、ずらし量ｊだ
けずらして評価値算出器３１−３に供給する。評価値算
出器３１−１では、ずらされていないウォータマークパ
ターンを用いて、評価値が算出される。評価値算出器３
１−２，３１−３では、ずらし量ｉまたはずらし量ｊだ
けずらされたウォータマークパターンを用いて評価値が
演算される。評価値比較器３３は、評価値算出器３１−
１乃至３１−３の出力する評価値のうち、その値が中間
の評価値を標準的な評価値として設定する。評価値比較
器３３は、この基準値とずらし量０の評価値との差の絶
対値を所定の閾値と比較し、絶対値が閾値より大きいと
き、ウォータマークが付加されているものと判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データ処理装
置および方法、提供媒体、並びに記録媒体に関し、特
に、より確実に、付随情報を読み出すことができるよう
にした、画像データ処理装置および方法、提供媒体、並
びに記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】特定の画像データ（静止画像あるいは動
画像シーケンス）に対して、それに付随する情報を画像
データ中に付加し、再生時にその付随情報を検出して利
用する技術がある。この代表的な例として、著作権情報
の付加が挙げられる。

【０００３】不特定の利用者が特定の画像データを利用
することが可能である場合、その画像に対して著作権を
持つ者が、その権利を主張するためには、あらかじめ著
作権情報を画像データ中に付加しておく必要がある。著
作権情報を付加することにより、画像の再生装置あるい
は再生方法の処理手順の中で、その画像データを表示不
可とすべき著作権情報が検出された場合には、その画像
データの表示を行わない等の対策を講じることが可能と
なる。

【０００４】上述の著作権情報の付加、あるいは検出
は、現在、ビデオテープの不正コピー防止等でよく利用
されている。近頃は、ビデオテープのレンタルを行う店
も多いが、多くの利用者が、店から低価格で借りたビデ
オテープを不正にコピーして楽しんだ場合、そのビデオ
テープの著作権を持つ者およびビデオテープのレンタル
を行う店の損害は甚大である。

【０００５】ビデオテープには、画像データがアナログ
的に記録されているため、コピーを行なった場合に画質
が多少なりとも劣化する。そのため、コピーが複数回繰
り返された場合、元々保持されていた画質を維持するこ
とは非常に困難となる。

【０００６】これに対し、デジタル的に画像データを記
録し、再生する機器等においては、不正コピーによる損
害はさらに大きなものとなる。それは、画像データをデ
ジタル的に扱う機器等では、原理的にコピーによって画
質が劣化することがないためである。そのため、デジタ
ル的に処理を行う機器等における不正コピー防止は、ア
ナログの場合と比べてはるかに重要である。

【０００７】画像データに付随する情報をその画像デー
タ中に付加する方法は、主に２通りある。

【０００８】第１の方法は、画像データの補助部分に付
加する方法である。例えばビデオテープでは、図１８に
示したように、その画像データの補助的情報が、表示画
面には実質的に表示されない画面上部（補助部分）に記
録されている。この領域の一部を利用して、付随情報を
付加することが可能である。

【０００９】第２の方法は、画像データの主要部分（実
質的に表示される部分）に付加する方法である。これ
は、図１９に示したように、ある特定のパターン（ウォ
ータマーク（Water Mark）パターン）を、視覚的に感知
できない程度に、画像の全体あるいは一部に付加するも
のである。この具体例として、乱数やＭ系列等を用いて
発生させた鍵パターンを利用して、情報の付加あるいは
検出を行うスペクトラム拡散等がある。

【００１０】以下では、ウォータマークパターンを用い
た場合の画像データの主要部分への付随情報の付加ある
いは検出の一例を述べる。図２０乃至図２３にこの具体
例を示した。

【００１１】図２０に示すような、４ｎ×４ｎ個の画像
に対応するウォータマークパターンを用いると仮定す
る。ウォータマークパターンは、それぞれの画素につい
て、プラスまたはマイナスの２つのシンボルのいずれか
を取る。ウォータマークパターンはまた、２つのシンボ
ルのいずれかをランダムに取る方が望ましく、その領域
の形状、大きさは任意で構わない。

【００１２】ウォータマークを付加する際には、付加を
行う対象となる画像上で、ウォータマークパターンの領
域と等しい大きさの領域を設定する。設定された領域と
ウォータマークパターンを重ねて照らし合わせ、プラス
のシンボルが対応する画素には値ａを加算し、マイナス
のシンボルが対応する画素からは値ｂを減算する。ａ，
ｂ共に、任意の値で構わないが、そのウォータマークパ
ターンを通じて一定にするべきである。

【００１３】図２１乃至図２３の例では、ａ＝１，ｂ＝
１に設定しており、図２１に示すように、付加を行う対
象となる領域の画素値が全て１００の場合には、ウォー
タマークに対応する埋め込み操作により１０１と９９の
画素値が形成される。

【００１４】ウォータマークを検出する際には、検出を
行う対象となる画像上で、ウォータマークパターンの領
域と等しい大きさの領域を設定する。この領域の画素値
の全てを合計した値を評価値として用いる。画素値の全
てを合計する際には、設定された領域とウォータマーク
パターンを重ねて照らし合わせ、プラスのシンボルが対
応する画素については加算、マイナスのシンボルが対応
する画素については減算を適用する。図２２の例では、
画素値１０１の画素は加算され、画素値９９の画素は減
算され、それらの演算結果が加算される。この時、ウォ
ータマークを付加する際に用いたウォータマークパター
ンと同じパターンを用いなければ、ウォータマークを正
しく検出することはできない。このような検出操作によ
り、例えば図２２に示すように、ウォータマークが付加
されている場合の評価値は（４ｎ）＾２（領域に含まれ
る画素数の数と同じ）になり、図２３に示すように、ウ
ォータマークが付加されていない場合の評価値は０とな
る。

【００１５】ウォータマークパターンの領域が充分に広
く、かつウォータマークパターンが充分にランダムであ
る場合、ウォータマークが付加されていない場合の評価
値は常にほぼ０となる。そのため、評価値がある一定の
閾値を超えた場合には、ウォータマークが付加されてい
ると判別することができる。上記の手順により、ウォー
タマークが付加されているか否かという２値の情報（１
ビット）を付加することが可能となる。より多くの情報
を付加したい場合には、画像全体をｋ個の領域に分け
て、それぞれ上記の操作を行う等の処理方法により、２
＾ｋ通り（ｋビット）の情報を付加することができる。

【００１６】ウォータマークパターンは、例えばＭ系列
を用いて生成したものを利用することができる。Ｍ系列
（最長符号系列）は、０と１の２値のシンボルからなる
数列で、０と１の統計的分布は一定であり、符号相関は
原点で１、その他では符号長に反比例するものである。
もちろん、Ｍ系列以外の方法でウォータマークパターン
を生成しても構わない。

【００１７】画像データをデジタル的に記録し、再生す
る場合、そのままでは非常に情報量が多くなるため、デ
ータを圧縮するのが一般的である。画像データを圧縮す
る方法として、JPEG（Joint Photographic Experts Gro
up）（カラー静止画像符号化方式）、あるいはMPEG（Mo
ving Picture Experts Group）（カラー動画像符号化方
式）等の高能率符号化方法が国際的に標準化され、実用
化に至っている。この高能率符号化によって画像データ
を圧縮する場合を例に取り、付随情報の付加および検出
を行う構成例を次に説明する。

【００１８】図２４には、エンコーダの構成を示した。
ウォータマーク付加器１において、付随情報信号ｆが参
照され、ウォータマークを付加する処理を行うか否かが
決められ、ウォータマークを付加する処理を行うとされ
た場合、入力された画像データに、付随情報信号ｆが付
加され、符号化器２に出力され、そこで、高能率符号化
されて、符号化ビット列が生成される。

【００１９】図２５には、デコーダの構成を示した。入
力された符号化ビット列は、復号器２１において画像デ
ータに復元される。その後ウォータマーク検出器２２に
おいて付随情報信号ｆが検出される。

【００２０】画像データを高能率符号化しない場合に
は、図２４の符号化器２、あるいは図２５の復号器２１
を除いた構成が用いられる。

【００２１】ウォータマーク付加器１とウォータマーク
検出器２２の構成を、それぞれ図２６と図２７に示し
た。

【００２２】図２６のウォータマーク付加器１では、入
力された画像データは、付随情報信号ｆがonである場
合、ウォータマークパターン保持メモリ１２に記録され
ているウォータマークパターンを用いて、ウォータマー
ク画像生成器１１でウォータマークが付加される。付随
情報信号ｆがoffである場合には、ウォータマーク画像
生成器１１は、入力された画像データをそのまま出力す
る。この場合、付随情報信号ｆは、例えば、１ビットの
信号であり、onまたはoffであることを示す情報が含ま
れている。

【００２３】ウォータマーク付加器１で行なわれる一連
の処理を図２８に示した。始めにステップＳ８１で、ウ
ォータマークの付加レベルａ，ｂに、任意の値を設定す
る。ステップＳ８２では、ウォータマークの付加を行う
対象となる画像上でウォータマークパターンの領域と等
しい大きさの領域を設定し、その領域内の各画素につい
てウォータマークパターンとの照合を行う。ステップＳ
８３で、ウォータマークのシンボルの判定を行い、その
画素が対応するウォータマークのシンボルがプラスであ
る場合には、ステップＳ８４で、その画素にａを足す。
その画素が対応するウォータマークのシンボルがマイナ
スである場合には、ステップＳ８５で、その画素からｂ
を引く。この処理を、ステップＳ８６で、対象領域の全
画素について行われたと判定されるまで繰り返す。な
お、ステップＳ８１で設定された、ａ，ｂの値は、処理
が終了されるまで、変更されることはない。

【００２４】図２７のウォータマーク検出器２２では、
入力された画像データは、ウォータマークパターン保持
メモリ３２に記録されているウォータマークパターンを
用いて、評価値算出器３１で評価値が算出される。ウォ
ータマークパターン保持メモリ３２には、ウォータマー
ク付加器１のウォータマークパターン保持メモリ１２に
記憶されているウォータマークパターンと同一のウォー
タマークが保持されている。算出された評価値は、評価
値比較器３３で閾値処理され、付随情報信号ｆが出力さ
れる。また、入力された画像データは、画像変換器３４
を介して、そのまま、または加工あるいは所定の処理が
施されて出力される。このことについては、後で述べ
る。

【００２５】ウォータマーク検出器２２で行なわれる一
連の処理を図２９に示した。始めに、ステップＳ９１
で、評価値sumの初期化および閾値thの設定を行う。ス
テップＳ９２でウォータマークパターンの領域と等しい
大きさの領域を設定し、その領域内の各画素についてウ
ォータマークパターンとの照合を行う。ステップＳ９３
で、その画素が対応するウォータマークのシンボルがプ
ラスであると判定された場合には、ステップＳ９４で、
評価値sumにその画素値を足す。その画素のウォータマ
ークのシンボルがマイナスである場合には、ステップＳ
９５で、評価値sumからその画素値を引く。この処理を
ステップＳ９６で、対象領域の全画素について行ったと
判定されるまで繰り返す。その後、ステップＳ９７で、
評価値sumと閾値thとを比較し、sum＞thである場合に
は、ウォータマークが付加されているとみなして、ステ
ップＳ９８で、付随情報信号ｆをonにする。そうでない
場合には、ステップＳ９９で付随情報信号ｆをoffにす
る。

【００２６】付随情報信号ｆは、例えば不正コピーを防
止する場合には、以下のように利用される。図２５のデ
コーダの場合を例にすると、出力される画像データおよ
び付随情報信号ｆは、図示せぬ画像表示部に渡される。
画像表示部では、付随情報信号ｆがonである場合にはそ
のまま画像を表示するが、付随情報信号ｆがoffである
場合には、例えば画像を表示しない、画像データの主要
領域を表示しない、画像にスクランブルを掛ける（受け
とった画像データをでたらめに表示する）等の加工ある
いは処理を行う。あるいは、図２７のウォータマーク検
出器２２に示した画像変換器３４を設け、付随情報信号
ｆに応じてこのような画像データの加工あるいは処理を
行うように構成することもある。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】画像データに付随する
情報をその画像データ中に付加する上述の２通りの方法
には、以下のような問題がある。

【００２８】画像データの補助部分に付随情報を付加す
る第１の方法においては、付随情報が付加された補助部
分が無視された場合、不正コピー等の問題を事前に防ぐ
ことは困難となる。例えばデジタル的に記録された画像
データを市販のパーソナルコンピュータに読み込ませ、
補助部分を無視して主要部分のみを切り出してコピーを
行なった場合、その画質はコピーを行う以前と完全に同
一のものとなる。この場合、補助部分に付随情報を付加
した意味は、完全に失われる。

【００２９】画像データの主要部分に付随情報を付加す
る第２の方法では、例えば上記の第１の方法において示
したコピーの手順等によって、付加された付随情報が消
えてなくなることはない。しかし、画像データに対して
ノイズ低減フィルタ等の種々の信号処理を施した場合、
付加された付随情報成分が減衰して抽出不可能となるこ
とがある。

【００３０】特に、元々の画像データ自体がJPEGあるい
はMPEG等の高能率符号化を用いて圧縮されている場合、
その量子化処理に起因して悪影響が出ることが多い。付
加された付随情報成分は、これらの高能率符号化の量子
化処理によって、視覚的に感知可能な程度にまで増幅さ
れて、画質が低下したり、抽出不可能な程度にまで減衰
されて本来の意味を失ったりすることがある。

【００３１】付随情報の成分がこれらの信号処理によっ
て変化しないように、画像中の特別な領域を用いて付随
情報を付加する方法もある。しかし、そのような領域は
画像シーケンス全体から見て一部分しかないため、ウォ
ータマークパターンの領域を充分に広くとることができ
ない。そのため、付随情報が付加されていない場合であ
っても、評価値が０以外の大きな値となるため、ある一
定の閾値を超えた場合に付随情報が付加されていると判
別する絶対的評価基準を用いると、付随情報の検出は非
常に困難となる。

【００３２】さらに、付随情報の付加を行う領域が画像
シーケンス全体から見て一部分に過ぎない場合、複数の
情報を付加することは極めて困難となる。例えば、画像
全体をｋ個の領域に分けて付随情報を付加した場合、個
々の領域に対するウォータマークパターンの領域は、そ
の領域数に応じてさらに狭くなるため、付随情報はほぼ
検出不可能となる。

【００３３】なお、上述のこれら問題は、動画像シーケ
ンスにおいて特に顕著となる。

【００３４】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、本来の画像データに大きな影響を与えるこ
となく、付随情報を確実に検出することができるように
するものである。

【００３５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の画像デ
ータ処理装置は、ウォータマークのパターンを記憶する
記憶手段と、記憶手段に記憶されているウォータマーク
のパターンの位相を、第１の位相または第２の位相に設
定する位相設定手段と、入力された画像データの、第１
の位相のウォータマークのパターンに対応する第１の評
価値と、第２の位相のウォータマークのパターンに対応
する第２の評価値を演算する演算手段と、第１の評価値
と、第２の評価値に対応する値とを比較する比較手段と
を備えることを特徴とする。

【００３６】請求項５に記載の画像データ処理方法は、
ウォータマークのパターンを記憶する記憶ステップと、
記憶ステップで記憶されたウォータマークのパターンの
位相を、第１の位相または第２の位相に設定する位相設
定ステップと、入力された画像データの、第１の位相の
ウォータマークのパターンに対応する第１の評価値と、
第２の位相のウォータマークのパターンに対応する第２
の評価値を演算する演算ステップと、第１の評価値と、
第２の評価値に対応する値とを比較する比較ステップと
を含むことを特徴とする。

【００３７】請求項６に記載の提供媒体は、ウォータマ
ークのパターンを記憶する記憶ステップと、記憶ステッ
プで記憶されたウォータマークのパターンの位相を、第
１の位相または第２の位相に設定する位相設定ステップ
と、入力された画像データの、第１の位相のウォータマ
ークのパターンに対応する第１の評価値と、第２の位相
のウォータマークのパターンに対応する第２の評価値を
演算する演算ステップと、第１の評価値と、第２の評価
値に対応する値とを比較する比較ステップとを含む処理
を実行させるコンピュータが読み取り可能なプログラム
を提供することを特徴とする。

【００３８】請求項７に記載の画像データ処理装置は、
ウォータマークのパターンを記憶する記憶手段と、記憶
手段に記憶されているウォータマークのパターンの位相
を、第１の位相または第２の位相に設定する位相設定手
段と、入力された画像データの、第１の位相のウォータ
マークのパターンに対応する第１の評価値と、第２の位
相のウォータマークのパターンに対応する第２の評価値
を演算する演算手段と、第１の評価値と、第２の評価値
に対応する値とを比較する比較手段と、それぞれ所定の
情報が割り当てられる複数の付随情報とウォータマーク
の位相との関係を記憶する関係記憶手段と、比較手段の
比較結果に対応して、関係記憶手段に記憶されている付
随情報の中から、所定の付随情報を選択する選択手段と
を備えることを特徴とする。

【００３９】請求項８に記載の画像データ処理方法は、
ウォータマークのパターンを記憶する記憶ステップと、
記憶ステップで記憶されたウォータマークのパターンの
位相を、第１の位相または第２の位相に設定する位相設
定ステップと、入力された画像データの、第１の位相の
ウォータマークのパターンに対応する第１の評価値と、
第２の位相のウォータマークのパターンに対応する第２
の評価値を演算する演算ステップと、第１の評価値と、
第２の評価値に対応する値とを比較する比較ステップ
と、それぞれ所定の情報が割り当てられる複数の付随情
報とウォータマークの位相との関係を記憶する関係記憶
ステップと、比較ステップでの比較結果に対応して、関
係記憶ステップで記憶された付随情報の中から、所定の
付随情報を選択する選択ステップとを含むことを特徴と
する。

【００４０】請求項９に記載の提供媒体は、ウォータマ
ークのパターンを記憶する記憶ステップと、記憶ステッ
プで記憶されたウォータマークのパターンの位相を、第
１の位相または第２の位相に設定する位相設定ステップ
と、入力された画像データの、第１の位相のウォータマ
ークのパターンに対応する第１の評価値と、第２の位相
のウォータマークのパターンに対応する第２の評価値を
演算する演算ステップと、第１の評価値と、第２の評価
値に対応する値とを比較する比較ステップと、それぞれ
所定の情報が割り当てられる複数の付随情報とウォータ
マークの位相との関係を記憶する関係記憶ステップと、
比較ステップでの比較結果に対応して、関係記憶ステッ
プで記憶された付随情報の中から、所定の付随情報を選
択する選択ステップとを含む処理を画像データ処理装置
に実行させるコンピュータが読み取り可能なプログラム
を提供することを特徴とする。

【００４１】請求項１０に記載の画像データ処理装置
は、複数の付随情報とウォータマークの位相との関係を
記憶する第１の記憶手段と、入力された付随情報に対応
するウォータマークの位相を選択する選択手段と、ウォ
ータマークのパターンを記憶する第２の記憶手段と、第
２の記憶手段に記憶されているウォータマークのパター
ンを読み出し、選択手段により選択された位相に設定す
る位相設定手段と、位相設定手段により設定された位相
のウォータマークを、画像データに付加する付加手段と
を備えることを特徴とする。

【００４２】請求項１２に記載の画像データ処理方法
は、複数の付随情報とウォータマークの位相との関係を
記憶する第１の記憶ステップと、入力された付随情報に
対応するウォータマークの位相を選択する選択ステップ
と、ウォータマークのパターンを記憶する第２の記憶ス
テップと、第２の記憶ステップで記憶されているウォー
タマークのパターンを読み出し、選択ステップで選択さ
れた位相に設定する位相設定ステップと、位相設定ステ
ップで設定された位相のウォータマークを、画像データ
に付加する付加ステップとを含むことを特徴とする。

【００４３】請求項１３に記載の提供媒体は、複数の付
随情報とウォータマークの位相との関係を記憶する第１
の記憶ステップと、入力された付随情報に対応するウォ
ータマークの位相を選択する選択ステップと、ウォータ
マークのパターンを記憶する第２の記憶ステップと、第
２の記憶ステップで記憶されているウォータマークのパ
ターンを読み出し、選択ステップで選択された位相に設
定する位相設定ステップと、位相設定ステップで設定さ
れた位相のウォータマークを、画像データに付加する付
加ステップとを含む処理を実行させるコンピュータが読
み取り可能なプログラムを提供することを特徴とする。

【００４４】請求項１４に記載の記録媒体は、ウォータ
マークの位相が、複数の付随情報のうちの所定のものに
対応して設定されていることを特徴とする。

【００４５】請求項１に記載の画像データ処理装置、請
求項５に記載の画像データ処理方法、および請求項６に
記載の提供媒体においては、ウォータマークのパターン
が記憶され、記憶されているウォータマークのパターン
の位相が、第１の位相または第２の位相に設定され、入
力された画像データの、第１の位相のウォータマークの
パターンに対応する第１の評価値と、第２の位相のウォ
ータマークのパターンに対応する第２の評価値が演算さ
れ、第１の評価値と、第２の評価値に対応する値とが比
較される。

【００４６】請求項７に記載の画像データ処理装置、請
求項８に記載の画像データ処理方法、および請求項９に
記載の提供媒体においては、ウォータマークのパターン
が記憶され、記憶されたウォータマークのパターンの位
相が、第１の位相または第２の位相に設定され、入力さ
れた画像データの、第１の位相のウォータマークのパタ
ーンに対応する第１の評価値と、第２の位相のウォータ
マークのパターンに対応する第２の評価値が演算され、
第１の評価値と、第２の評価値に対応する値とが比較さ
れ、それぞれ所定の情報が割り当てられる複数の付随情
報とウォータマークの位相との関係が記憶され、比較結
果に対応して、記憶されている付随情報の中から、所定
の付随情報が選択される。

【００４７】請求項１０に記載の画像データ処理装置、
請求項１２に記載の画像データ処理方法、および請求項
１３に記載の提供媒体においては、複数の付随情報とウ
ォータマークの位相との対応関係が記憶され、入力され
た付随情報に対応するウォータマークの位相が選択さ
れ、ウォータマークのパターンが記憶され、第２の記憶
手段に記憶されているウォータマークのパターンが読み
出され、選択された位相に設定され、設定された位相の
ウォータマークが、画像データに付加される。

【００４８】請求項１４に記載の記録媒体においては、
ウォータマークの位相が、複数の付随情報のうちの所定
のものに対応して設定されている。

【００４９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の
実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段
の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し一例）を付
加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但
し勿論この記載は、各手段を記載したものに限定するこ
とを意味するものではない。

【００５０】請求項１に記載の画像データ処理装置は、
ウォータマークのパターンを記憶する記憶手段（例え
ば、図３のウォータマークパターン保持メモリ３２）
と、記憶手段に記憶されているウォータマークのパター
ンの位相を、第１の位相または第２の位相に設定する位
相設定手段（例えば、図３のウォータマークパターンず
らし器７１−１，７１−２）と、入力された画像データ
の、第１の位相のウォータマークのパターンに対応する
第１の評価値と、第２の位相のウォータマークのパター
ンに対応する第２の評価値を演算する演算手段（例え
ば、図３の評価値算出器３１−１乃至３１−３）と、第
１の評価値と、第２の評価値に対応する値とを比較する
比較手段（例えば、図３の評価値比較器３３）とを備え
ることを特徴とする。

【００５１】請求項４に記載の画像データ処理装置は、
比較手段の比較結果に対応して、画像データの出力を制
御する制御手段（例えば、図３の画像変換器３４）をさ
らに備えることを特徴とする。

【００５２】請求項７に記載の画像データ処理装置は、
ウォータマークのパターンを記憶する記憶手段（例え
ば、図３のウォータマークパターン保持メモリ３２）
と、記憶手段に記憶されているウォータマークのパター
ンの位相を、第１の位相または第２の位相に設定する位
相設定手段（例えば、図３のウォータマークパターンず
らし器７１−１，７１−２）と、入力された画像データ
の、第１の位相のウォータマークのパターンに対応する
第１の評価値と、第２の位相のウォータマークのパター
ンに対応する第２の評価値を演算する演算手段（例え
ば、図３の評価値算出器３１−１乃至３１−３）と、第
１の評価値と、第２の評価値に対応する値とを比較する
比較手段（例えば、図３の評価値比較器３３）と、それ
ぞれ所定の情報が割り当てられる複数の付随情報とウォ
ータマークの位相との関係を記憶する関係記憶手段（例
えば、図１１の対応表メモリ９３）と、比較手段の比較
結果に対応して、関係記憶手段に記憶されている付随情
報の中から、所定の付随情報を選択する選択手段（例え
ば、図１１のウォータマーク特定器９２）とを備えるこ
とを特徴とする。

【００５３】請求項１０に記載の画像データ処理装置
は、複数の付随情報とウォータマークの位相との関係を
記憶する第１の記憶手段（例えば、図９の対応表保持メ
モリ８２）と、入力された付随情報に対応するウォータ
マークの位相を選択する選択手段（例えば、図９のウォ
ータマーク特定器８１）と、ウォータマークのパターン
を記憶する第２の記憶手段（例えば、図９のウォータマ
ークパターン保持メモリ１２）と、第２の記憶手段に記
憶されているウォータマークのパターンを読み出し、選
択手段により選択された位相に設定する位相設定手段
（例えば、図９のウォータマークパターン位相ずらし器
８３）と、位相設定手段により設定された位相のウォー
タマークを、画像データに付加する付加手段（例えば、
図９のウォータマーク画像生成器１１）とを備えること
を特徴とする。

【００５４】図１は、本発明を適用したエンコーダの構
成例を表しており、図２４に示した場合と対応する部分
には、同一の符号を付してある。その基本的な構成は、
図２４に示した場合と同様であるが、図１には、符号化
器２のより具体的な構成例を表している。この例におい
ては、符号化器２は、フレームメモリ４１を備えてお
り、フレームメモリ４１は、ウォータマーク付加器１よ
り供給された画像データをフレーム単位で記憶するよう
になされている。動きベクトル検出器５０は、フレーム
メモリ４１に記憶された画像データから、動きベクトル
ｖを検出し、検出結果を動き補償器４３と可変長符号化
器４６に出力している。動きベクトル検出器５０におい
ては、１６×１６画素で構成されるマクロブロック単位
でブロックマッチング処理が行われ、動きベクトルｖが
検出される。また、より高い精度を実現するために、半
画素単位でのマッチング処理も行われる。

【００５５】動き補償器４３は、フレームメモリを内蔵
しており、符号化すべき現在のフレームの各位置の画素
値を、既に符号化が行われ、それを復号して得られた、
内蔵するフレームメモリに保存されている画像から予測
する。時刻ｔにおいて入力されたフレームの位置（ｉ，
ｊ）における画素値Ｉ｛ｉ，ｊ，ｔ｝の予測値Ｉ’
｛ｉ，ｊ，ｔ｝は、その位置に対応する動きベクトルｖ
＝（ｖｘ（ｉ，ｊ，ｔ），ｖｙ（ｉ，ｊ，ｔ））を用い
て、次式のように決定される。 Ｉ’｛ｉ，ｊ，ｔ｝＝（Ｉ｛ｉ’，ｊ’，ｔ−Ｔ｝＋Ｉ
｛ｉ’＋１，ｊ’，ｔ−Ｔ｝＋Ｉ｛ｉ’，ｊ’＋１，ｔ
−Ｔ｝＋Ｉ｛ｉ’＋１，ｊ’＋１，ｔ−Ｔ｝）／４

【００５６】なお、ここで、ｉ’とｊ’は次式で表され
る。 ｉ’＝ｉｎｔ（ｉ＋ｖｘ（ｉ，ｊ，ｔ）Ｔ） ｊ’＝ｉｎｔ（ｊ＋ｖｙ（ｉ，ｊ，ｔ）Ｔ）

【００５７】ここでＴは、現在予測を行っている画像Ｉ
が入力された時刻と、フレームメモリ上に記憶されてい
る画像が入力された時刻の差を表し、上記式の右辺のＩ
｛ｉ’，ｊ’，ｔ−Ｔ｝，Ｉ｛ｉ’＋１，ｊ’，ｔ−
Ｔ｝，Ｉ｛ｉ’，ｊ’＋１，ｔ−Ｔ｝，Ｉ｛ｉ’＋１，
ｊ’＋１，ｔ−Ｔ｝は、動き補償器４３に内蔵されてい
るフレームメモリ上の画素値を表す。また、ｉｎｔ
（ｘ）は、ｘを超えない最大の整数値を表している。

【００５８】減算器４２は、フレームメモリ４１より供
給される、現在符号化すべき画素の値から、動き補償器
４３より供給される動きベクトルｖに基づき、動き補償
することにより算出された予測値を減算し、DCT器４４
に出力している。DCT器４４は、減算器４２より入力さ
れた差分値で構成される８×８画素のブロックに対して
２次元DCT（Discrete Cosine Transform）処理を施す。
量子化器４５は、DCT器４４より入力されたDCT係数ｃに
対して、適当なステップサイズＱを用いて、次式に従っ
て量子化処理を行う。 ｃ’＝ｉｎｔ（ｃ／Ｑ）

【００５９】量子化器４５により量子化されたDCT係数
ｃ’は、可変長符号化器４６と逆量子化器４７に供給さ
れる。可変長符号化器４６は、量子化器４５により量子
化されたDCT係数ｃ’と動きベクトル検出器５０より供
給された動きベクトルｖを可変長符号化し、符号ビット
列を出力する。

【００６０】逆量子化器４７は、量子化器４５で用いら
れたステップサイズと同一のステップサイズＱを用い
て、次式に示されるように逆量子化処理を行う。 ｃ”＝ｃ’×Ｑ

【００６１】逆量子化器４７で逆量子化されたデータ
は、IDCT器４８に入力され、逆DCT処理が施され、画素
値の差分値が復元される。

【００６２】IDCT器４８の出力する差分値は、動き補償
器４３が出力する予測値と加算器４９により加算され、
もとの画素値のデータとなり、動き補償器４３に内蔵さ
れているフレームメモリに記憶される。

【００６３】次に、その動作について説明する。デジタ
ル化されている画像データは、ウォータマーク付加器１
に入力され、付随情報信号ｆに対応してウォータマーク
が付加される。ウォータマーク検出器２２の構成と、そ
の処理については、図３を参照して後述する。

【００６４】ウォータマーク付加器１によりウォータマ
ークが付加された画像データは、フレームメモリ４１に
供給され、フレーム単位で記憶される。動きベクトル検
出器５０は、フレームメモリ４１に記憶されている画像
データの動きベクトルｖを検出する。動き補償器４３
は、内蔵するフレームメモリに記憶されている参照フレ
ームの画像データに対して動き補償を施し、予測画像デ
ータを生成して、減算器４２に供給する。減算器４２
は、フレームメモリ４１より供給された画像データから
動き補償器４３より供給された予測画像データを減算
し、その減算結果をDCT器４４に供給する。DCT器４４
は、入力された差分値の画像データをDCT係数に変換す
る。量子化器４５は、DCT器４４より供給されたDCT係数
を量子化し、可変長符号化器４６に出力する。可変長符
号化器４６は、入力された量子化データを可変長符号に
変換し、符号ビット列として、図示せぬ伝送路に伝送し
たり、記録媒体に供給し、記録させる。

【００６５】量子化器４５より出力された量子化データ
は、逆量子化器４７で逆量子化され、IDCT器４８に供給
される。IDCT器４８は、入力されたDCT係数に対してIDC
T処理を施し、もとの差分値の画像データを出力する。
この差分値の画像データは、動き補償器４３より読み出
された予測画像データに、加算器４９で加算され、もと
の画像データに復元されて、動き補償器４３の内蔵する
フレームメモリに記憶される。

【００６６】なお、可変長符号化器４６は、動きベクト
ル検出器５０より供給された動きベクトルｖも可変長符
号に変換し、出力する。

【００６７】なお、第１の実施の形態のウォータマーク
付加器１は、上述した場合と同様に、例えば、図２６に
示すように構成され、図２０乃至図２３を参照して説明
したように、付随情報信号ｆがoffであるとき、ウォー
タマークを付加せず、onであるとき、ウォータマークが
付加する処理を実行する。

【００６８】図２は、図１に示すエンコーダによりエン
コードされた符号ビット列をデコードするデコーダの構
成例を表している。この図２も、図２５に示す場合と対
応する部分には同一の符号を付してある。この構成例に
おいては、復号器２１の逆可変長符号化器６１が、入力
された符号ビット列を逆可変長符号化処理（可変長復号
化処理）して、復号した画像データ（DCT係数）を逆量
子化器６２に出力し、復号した動きベクトルｖを動き補
償器６５に出力するようになされている。逆量子化器６
２は、入力されたDCT係数を逆量子化し、IDCT器６３に
出力している。IDCT器６３は、入力された、逆量子化さ
れたDCT係数に対してIDCT処理を施し、もとの差分値の
画像データに復元して、加算器６４に出力している。

【００６９】動き補償器６５は、内蔵するフレームメモ
リに記憶されている画像データに対して逆可変長符号化
器６１より供給される動きベクトルｖに基づいて動き補
償を施し、予測画像を生成し、加算器６４に出力してい
る。加算器６４は、この予測画像に対して、IDCT器６３
より供給された差分値を加算し、もとのフレーム画像を
復元して出力するようになされている。

【００７０】加算器６４の出力は、動き補償器６５に内
蔵されているフレームメモリに供給され、記憶されると
ともに、ウォータマーク検出器２２に供給されるように
なされている。ウォータマーク検出器２２は、入力され
た画像データから付随情報信号ｆを検出し、出力すると
ともに、もとの画像データを出力するようになされてい
る。

【００７１】次に、その動作について説明する。逆可変
長符号化器６１は、入力された符号ビット列を逆可変長
符号化処理し、復号されたDCT係数を逆量子化器６２に
出力する。逆量子化器６２は、入力されたDCT係数を逆
量子化し、IDCT器６３に出力する。IDCT６３は、入力さ
れたDCT係数に対してIDCT処理を施し、もとの差分画像
データを出力する。

【００７２】動き補償器６５は、内蔵するフレームメモ
リに記憶されている、既に復元されている画像データに
対して、逆可変長符号化器６１より供給される動きベク
トルｖに基づいて動き補償を施し、予測画像データを生
成して加算器６４に出力する。加算器６４は、この予測
画像データに対してIDCT器６３より供給される差分値の
画像データを加算し、もとの画像データを復元する。も
との画像データは、次の予測画像生成のために、動き補
償器６５のフレームメモリに供給され、記憶される。

【００７３】また、加算器６４より出力された画像デー
タは、ウォータマーク検出器２２に供給され、ウォータ
マークが検出される。

【００７４】図２に示すウォータマーク検出器２２は、
例えば、図３に示すように構成されている。なお、同図
において、図２７に示した場合と対応する部分には、同
一の符号を付してある。復号器２１の加算器６４より出
力された画像データは、複数（この実施の形態の場合３
個）の評価値算出器３１−１乃至３１−３に入力され
る。ウォータマークパターン保持メモリ３２には、ウォ
ータマーク付加器１のウォータマークパターン保持メモ
リ１２（図２６）に保持されているウォータマークと同
一のウォータマークが保持されている。ウォータマーク
パターンずらし器７１−１は、ウォータマークパターン
保持メモリ３２より読み出されたウォータマークを、ず
らし量ｉだけずらして評価値算出器３１−２に供給す
る。同様に、ウォータマークパターンずらし器７１−２
は、ウォータマークパターン保持メモリ３２より読み出
されたウォータマークのパターンを、ずらし量ｊだけず
らして、評価値算出器３１−３に供給している。評価値
算出器３１−１には、ウォータマークパターン保持メモ
リ３２より読み出されたウォータマークが、ずらし量０
だけずらされて（即ち、実質的にはずらされないで）、
供給されている。

【００７５】評価値算出器３１−１乃至３１−３は、供
給されたウォータマークパターンに基づいて、画像デー
タの評価値を演算し、演算された評価値を評価値比較器
３３に出力している。評価値比較器３３は、入力された
評価値を閾値演算して、付随情報信号ｆを出力する。

【００７６】画像変換器３４は、入力された画像データ
に対して評価値比較器３３が出力する付随情報信号ｆに
対応した所定の処理を施し、出力する。

【００７７】次に、図４と図５のフローチャートを参照
して、ウォータマーク検出器２２の動作について説明す
る。最初に、ステップＳ１において、評価値比較器３３
は閾値thに所定の値を設定する。次に、ステップＳ２に
おいて、評価値算出器３１−１における、ずらし量０の
ウォータマークパターンを用いた場合の、現在のフレー
ムの画像に対する評価値sum_nを求める処理が開始され
る。ステップＳ３では、評価値算出器３１−１におい
て、評価値演算処理が実行される。この評価値演算処理
の詳細は、図５に示されている。

【００７８】評価値演算処理においては、最初にステッ
プＳ２１において、評価値sumに０が初期設定される。
次に、ステップＳ２２において、対象の画素Ｘとずらし
量ｚ（いまの場合、ずらし量０）のウォータマークパタ
ーンとが照合される。そして、ステップＳ２３におい
て、ウォータマークのシンボルがプラスであるかマイナ
スであるかが判定される。ウォータマークのシンボルが
プラスである場合には、ステップＳ２４に進み、画素Ｘ
の画素値ｘを評価値sumに加算する処理が実行される。
ウォータマークのシンボルがマイナスである場合には、
ステップＳ２５において、評価値sumから画素値ｘを減
算する処理が実行される。

【００７９】次に、ステップＳ２６において、対象領域
のすべての画素について同様の処理を実行したか否かが
判定される。まだ、処理を行っていない画素が存在する
場合には、ステップＳ２２に戻り、それ以降の処理が繰
り返し実行される。例えば、ウォータマークパターン
が、図２０に示すようなパターンである場合、４ｎ×４
ｎ個の画素すべてについて同様の処理が実行されたか否
かが判定される。すべての画素についての処理が完了し
たと判定された場合には、ステップＳ２７に進み、ステ
ップＳ２４，Ｓ２５で演算された評価値sumが、評価値s
um_nに設定される。

【００８０】次に、図４のステップＳ４に進み、評価値
算出器３１−２において、ずらし量ｉのウォータマーク
パターンで評価値sum_iを求める演算が開始される。そし
て、ステップＳ５に進み、評価値算出器３１−２におい
て、評価値演算処理が実行される。この評価値演算処理
は、ステップＳ３において行われた評価値演算処理と実
質的に同様の処理となる。即ち、図５のフローチャート
に示す処理が、上述した場合と同様に実行される。ステ
ップＳ２７で得られた評価値sumが、評価値sum_iとされ
る。

【００８１】次に、ステップＳ６に進み、評価値算出器
３１−３において、ずらし量ｊのウォータマークパター
ンで、評価値sum_jを求める処理が開始される。そして、
ステップＳ７において、評価値演算処理が実行される。
この評価値演算処理も、ステップＳ３とステップＳ５に
示した場合と同様の処理である。即ち、図５のフローチ
ャートに示す処理が実行される。そして、そのステップ
Ｓ２７において得られた評価値sumが、評価値sum_jとさ
れる。

【００８２】評価値算出器３１−１乃至３１−３で演算
された評価値sum_n，sum_i，sum_jは、評価値比較器３３に
入力される。評価値比較器３３は、ステップＳ８におい
て、入力された３つの評価値に対してメディアンフィル
タ処理を施す。即ち、３つの評価値sum_i，sum_n，sum_jを
小さいものから順番に配置し、その中間の大きさのもの
を選択し、その評価値を基準値sum_medに設定する。そし
て、ステップＳ９において、評価値比較器３３は、標準
的な評価値としての基準値sum_medと、実際の評価値sum_n
との差分の絶対値を求め、その絶対値をステップＳ１で
設定した閾値ｔｈと比較する。差分の絶対値の値が、閾
値ｔｈより大きい場合には、ウォータマークが付加され
ているものとして、ステップＳ１０において、付随情報
信号ｆをonにする。これに対して、差分の絶対値が、閾
値thと等しいか、それより小さいと判定された場合に
は、ステップＳ１１に進み、ウォータマークが付加され
ていないものとして、付随情報信号ｆをoffにする。

【００８３】ウォータマークパターンをずらす際には、
図６に示すように、例えば１画面分の（ｋ個分の画素で
構成される）ウォータマークのパターンを、画像の走査
順に従って、１画素分だけずらす方法等がとられる。な
お、図６において、白い領域（画素）は、＋のシンボル
を表し、黒い領域（画素）は、−のシンボルを表してい
る。この時ずらす単位は、１画素単位に限らず、任意の
単位でずらして良い。ずらし量は、ｉ＞０，ｊ＜０，｜
ｉ｜＝｜ｊ｜のように、ずらし量０を中心に前後に同じ
量だけずらす方が良いが、任意のずらし量で構わない。
また、上記のようなずらし方に限定されるわけではな
く、これ以外の方法でずらしても構わない。

【００８４】ウォータマークパターンをずらして評価値
を求める理由は以下の通りである。即ち、例えば、Ｍ系
列を用いてウォータマークパターンを生成した場合、０
あるいは周期分以外の位置（位相）に任意にずらしたウ
ォータマークパターンと、元のウォータマークパターン
との相関は非常に低くなる。言い換えれば、付加レベル
を付加した時に用いたウォータマークパターンに対し
て、少しでもずらしたウォータマークパターンを用いて
検出を行うと、評価値のバイアス成分（ウォータマーク
が付加されている場合の評価値とウォータマークが付加
されていない場合の評価値との差）は、ほぼ０となる。
例えば図２２と図２３に示す場合において、ずらしたウ
ォータマークパターンを用いて検出を行うと、評価値
（４ｎ）＾２はほぼ０となる。

【００８５】そのため、ウォータマークパターンをずら
して求めた評価値は、ウォータマークパターンが付加さ
れていない場合の標準的な評価値とほぼ等しいとみなす
ことができる。従って、ウォータマークパターンをずら
して求めた評価値と、ずらし量０の時の評価値とを比較
することができるため、即ち、相対的評価基準を利用す
ることができるため、ウォータマークの検出を容易に行
うことができる。これにより、ウォータマークが埋め込
まれていない場合の評価値がほぼ 0 となるような、充
分に広い領域のウォータマークパターン（Ｍ系列なら、
高次の系列）を用いなくても、狭い領域のウォータマー
クパターン（Ｍ系列なら、低次の系列）を用いるだけ
で、ウォータマークの検出を確実に行うことができる。

【００８６】図６に示すような、前後１つずつのずらし
量だけでなく、それぞれ複数のずらし量を用い、それら
について求めた全てあるいは一部の評価値に対して、フ
ィルタ等を用いて標準的な評価値を構成しても構わな
い。それとは逆に、例えば前または後ろのずらし量だけ
を用いるというように、どちらか一方のずらし量だけを
用いて、標準的な評価値を構成しても良い。

【００８７】また、ずらし量を小数精度に設定した場
合、ウォータマークパターンあるいは対象領域の画素を
補間して、評価値を求めることにしても良い。

【００８８】現フレームの画像に対する標準的な評価値
sum_medを求める際には、どのような処理方法を用いても
良い。先の例ではメディアンフィルタを用いるようにし
たが、任意の単一の位相の評価値をそのまま利用しても
良いし、複数の評価値のうち全部あるいは一部に対する
平均値、最大値、最小値などを求めて利用するというよ
うに、どのような処理方法を用いて標準的な評価値を求
めても構わない。これには、例えば−２および−１ずら
した時の評価値の推移から、ずらし量０の時の評価値を
予測あるいは外挿するというような、より複雑な処理方
法も含まれる。

【００８９】また、標準的な評価値および実際の評価値
を用いて閾値との比較を行う際には、先に示した比較方
法以外のどのような比較方法を用いても良い。例えば、
評価値のバイアス成分Ｂ（図２２と図２３の例では（４
ｎ）＾２）が一定であることを利用して、どの程度バイ
アス成分が保持されているとみなすかを示すバイアス信
頼係数ｃ（０≦ｃ≦１）と共に比較を行なっても良い。

【００９０】例えば、前にｉずらした時の評価値より
も、ずらし量０の時の評価値がＢ×ｃだけ大きく、しか
も後にｊずらした時の評価値よりも、ずらし量０の時の
評価値もＢ×ｃだけ大きい場合に、ウォータマークが付
加されているものとみなすことができる。あるいは、
ｉ，ｊのいずれかにずらした時の評価値よりも、ずらし
量０の時の評価値がＢ×ｃだけ大きい場合に、ウォータ
マークが付加されているものとみなすことができる。

【００９１】ウォータマークのシンボルは、プラス、マ
イナス以外のどのようなシンボルを用いても良い。ま
た、２種類ではなく、３種類以上のどのようなシンボル
を用いても良い。例えば、プラス、ゼロ、マイナスの３
種類のシンボルを用意しておき、ウォータマークパター
ンとの照合を行なった際に、シンボルがゼロである画素
については、評価値 sum に影響を与えない（その画素
値を評価値 sum に足しも引きもしない）ようにするな
ど、各シンボルにどのような意味を与えても良い。

【００９２】ウォータマークパターンを画像上に付加す
る領域は、任意の形状および範囲で構わない。また、付
加したウォータマークパターンとの整合が取れている限
り、検出時に評価値を求める領域の形状および範囲は任
意で構わない。さらにウォータマークパターンは、時間
的あるいは空間的に渡るより広い領域を用いて、付加あ
るいは検出を行うことにしても良い。例えば動画像シー
ケンスにおいては、時間的な基準を用い、現フレームの
時間的位置だけでなく、過去や未来のフレームを利用し
ても良い。例えば非常に大きな画像サイズを持つ静止画
像においては、１枚の画像をある単位で複数の画像領域
に分割して扱うことにし、空間的な基準を用い、現在対
象としている画像領域に対して、例えば走査順で前や後
に位置する画像領域を利用しても良い。

【００９３】第２の実施の形態として、ウォータマーク
パターンのずらし位相という新たな指標を導入し、各ず
らし位相の値に、複数の付随情報信号の中の所定のもの
を対応させるようにすることもできる。この場合、ウォ
ータマークの位相を複数通りにずらすことで、その異な
る位相のウォータマークのそれぞれに対応する情報を伝
送することができる。

【００９４】このようなずらし位相の概念が図７に示さ
れている。長さｋの任意のウォータマークパターンを時
計周りに並べ、最後のシンボルと起点のシンボルとを繋
げて円状にした場合を例にする。ずらし位相ｒ１のウォ
ータマークパターンは、起点から時計周りに８画素分だ
けずらして生成されるパターンである。ずらし位相ｒ２
のウォータマークパターンは、起点から時計とは反対周
りに−３画素分だけずらして生成されるパターンであ
る。全てあるいは一部のずらし位相のそれぞれに異なる
意味を持たせ、各ずらし位相の値に応じて付随情報信号
の種類を特定する対応表を用意する。例えば、図８に示
す対応表においては、ずらし位相ｒ１には、”コピー不
可”であることを意味する、２ビットの付随情報信号ｇ
（００）が対応し、ずらし位相ｒ２には、”１回コピー
可能”を意味する付随情報信号ｇ（０１）が対応してい
る。また、ずらし位相ｒ３には、”２回コピー可能”を
意味する付随情報信号ｇ（１０）が対応し、ずらし位相
ｒ４には、”３回コピー可能”を意味する付随情報信号
ｇ（１１）が対応している。

【００９５】この場合、図１のウォータマーク付加器１
は、図９に示すように構成される。対応表保持メモリ８
２には、上述した図８の対応表に示されるような、ずら
し位相ｒと付随情報信号ｇとの対応関係（対応表）が記
憶されている。ウォータマーク特定器８１は、対応表保
持メモリ８２を参照し、入力された付随情報信号ｇに対
応するずらし位相ｒを設定する。ウォータマークパター
ン位相ずらし器８３は、ウォータマークパターン保持メ
モリ１２に記録されているウォータマークパターンに対
して、ずらし位相rの分だけ位相をずらしたウォータマ
ークパターンを生成する。ウォータマーク画像生成器１
１は、ずらされたウォータマークパターンを用いて、入
力された画像データにウォータマークを付加する。

【００９６】このウォータマーク付加器１では、図１０
で示した一連の処理を行う。始めに、ステップＳ４１
で、ウォータマーク特定器８１は、入力された付随情報
信号ｇの種類を、対応表保持メモリ８２の対応表と照ら
し合わせて、ずらし位相ｒを設定し、ウォータマークパ
ターン位相ずらし器８３に出力する。次に、ステップＳ
４２において、ウォータマーク画像生成器１１は、ウォ
ータマークの付加レベルａ，ｂに所定の値を設定する。
なお、ｒ，ａ，ｂの設定は、どのような順番で行なって
も良い。

【００９７】次に、ステップＳ４３において、ウォータ
マーク画像生成器１１は、ウォータマークの付加を行う
対象となる画像上でウォータマークパターンの領域と等
しい大きさの領域を設定し、その領域内の各画素につい
てずらし位相ｒだけずらしたウォータマークパターンと
の照合を行う。このとき、ウォータマークパターン位相
ずらし器８３は、ウォータマークパターン保持メモリ１
２に保持されているウォータマークを、ウォータマーク
特定器８１より供給されたずらし位相ｒの分だけずらし
て、ウォータマーク画像生成器１１に供給する。ウォー
タマーク画像生成器１１は、ステップＳ４４において、
ウォータマークのシンボルを判定し、その画素のウォー
タマークのシンボルがプラスである場合には、ステップ
Ｓ４５で、その画素ｘにａを足す。その画素のウォータ
マークのシンボルがマイナスである場合には、ステップ
Ｓ４６で、その画素ｘからｂが減算される。この処理が
ステップＳ４７で、対象領域の全画素について行われた
と判定されるまで繰り返される。

【００９８】このようにして、ウォータマークのパター
ンの位相が、付随情報信号ｇに対応して設定される場
合、図２のデコーダにおけるウォータマーク検出器２２
は、図１１に示すように構成される。図１１において、
図３における場合と対応する部分には同一の符号を付し
てある。この例においては、ウォータマークパターン保
持メモリ３２が、ウォータマークパターンとずらし位相
の範囲Ｒ［Ｒmin，Ｒmax］を記憶している。ウォータマ
ークパターン位相ずらし器９１は、ウォータマークパタ
ーン保持メモリ３２より供給されたウォータマークのパ
ターンをウォータマークパターン保持メモリ３２より供
給されたずらし位相ｒ（ｒはＲの範囲内である）の分だ
けずらして、評価値算出器３１−１、ウォータマークパ
ターンずらし器７１−１，７１−２に出力するようにな
されている。

【００９９】また、対応表保持メモリ９３は、図９の対
応表保持メモリ８２に保持されている対応表と同一の対
応表を保持している。ウォータマーク特定器９２は、評
価値比較器３３より供給された付随情報信号ｆの内容と
その時のずらし位相ｒに基づいて、対応表保持メモリ９
３に保持されている対応表から、付随情報信号ｇの種類
を特定し、特定した付随情報信号ｇを出力するようにな
されている。その他の構成は、図３における場合と同様
である。

【０１００】図１１のウォータマーク検出器２２では、
図１２に示した一連の処理が行われる。まず、ステップ
Ｓ６１で、ずらし位相の範囲Ｒ［Ｒ_min，Ｒ_max］、閾値
thの設定、ずらし位相ｒ（ｒはＲの範囲内である）の初
期化が行われる。ステップＳ６２では、ウォータマーク
パターン位相ずらし器９１により、ずらし量０のウォー
タマークパターンを用いた時の、現フレームの画像に対
する評価値sum_nを求めるために、このずらし量０にずら
し位相ｒを加えたずらし量ｚ＝０＋ｒが設定される。次
に、ステップＳ６３において、評価値算出器３１−１に
より、評価値演算処理が行われる。この評価値演算処理
は、図５に示した場合と同様の処理であるので、その説
明は、ここでは省略する。

【０１０１】次に、ステップＳ６４において、ずらし量
ｉ＋ｒのウォータマークパターンでsum_iを求めるため
に、ウォータマークパターン位相ずらし器９１とウォー
タマークパターンずらし器７１−１により、ずらし量ｚ
＝ｉ＋ｒが設定される。そして、ステップＳ６５におい
て、評価値算出器３１−２により、ステップＳ６３と同
様の評価値演算処理が実行される。

【０１０２】さらに、ステップＳ６６において、ずらし
量ｊ＋ｒのウォータマークパターンで評価値sum_jを求め
るために、ウォータマークパターン位相ずらし器９１と
ウォータマークパターンずらし器７１−２により、ずら
し量Ｚ＝ｊ＋ｒが設定される。そして、ステップＳ６７
において、評価値算出器３１−３により、ステップＳ６
３，Ｓ６５と同様の評価値演算処理が実行される。

【０１０３】ステップＳ６８では、評価値比較器３３に
より、例えば、次のような式に従って、ずらし量ｉ，ｊ
の評価値sum_i，sum_jから標準的な評価値としての基準値
sum_{a ve}が演算される。 sum_ave＝（sum_i＋sum_j）／２

【０１０４】さらに、評価値比較器３３は、ステップＳ
６９において、評価値算出器３１−１がステップＳ６３
で求めた評価値sum_nと、ステップＳ６８で求めた基準値
sum_{a ve}との差の絶対値を閾値thと比較する。差の絶対値
が、閾値thより大きい場合、ステップＳ７０に進み、評
価値比較器３３は、付随情報信号ｆをonとする。差分の
絶対値が閾値thと等しいか、それより小さいと判定され
た場合は、ステップＳ７１において、評価値比較器３３
は、付随情報信号ｆをoffとする。

【０１０５】次に、ステップＳ７２において、範囲Ｒ内
のすべてのずらし位相ｒについて調べたか否かを判定
し、まだ、調べていないずらし位相ｒが存在する場合に
は、ステップＳ６２に戻り、それ以降の処理が繰り返し
実行される。即ち、このとき、ウォータマークパターン
保持メモリ３２から、次のずらし位相ｒとウォータマー
クパターンが、ウォータマークパターン位相ずらし器９
１に供給され、同様の処理が実行される。

【０１０６】範囲Ｒの内のすべてのずらし位相ｒについ
て処理が終了したとき、ステップＳ７３に進み、ウォー
タマーク特定器９２は、付随情報信号ｆがonとなったず
らし位相ｒを調べ、対応表保持メモリ９３に保持されて
いる対応表から、そのずらし位相ｒが対応する付随情報
信号ｇを特定し、出力する。ここで、上述したように、
それぞれの付随情報信号ｇには、特定の意味が割り当て
られている。

【０１０７】なお、付随情報信号ｆがonとなるずらし位
相ｒが現れた時点で、反復処理を中断あるいは終了して
も良い。その後、ずらし位相ｒの値を対応表と照らし合
わせ、付随情報信号ｇの種類を特定する。

【０１０８】ずらし位相の範囲Ｒ［Ｒ_min，Ｒ_max］は、
どのような範囲としても良い。長さk の任意のウォータ
マークパターンについては、通常は、［０，ｋ−１］な
ど、区間の長さがｋ以下となるような範囲が範囲Ｒとさ
れるが、区間の長さがｋ以上であるどのような範囲を取
っても構わない。また、検出時にかかる演算量を考慮し
て、区間の長さが短いどのような範囲を取っても構わな
い。

【０１０９】ウォータマークの検出時には、ずらし位相
の範囲Ｒ内について反復処理を行う際に、どのような順
番あるいは位相を用いても良い。例えば、範囲Ｒ内の全
ての整数位置について反復処理を行なっても良いし、ラ
ンダムあるいは任意の位相だけについて反復処理を行な
っても良い。また、小数精度の位相あるいはずらし位置
についても反復処理を行うことにし、そのような場合は
ウォータマークパターンあるいは対象領域の画素を補間
して評価値を求めることにしても良い。

【０１１０】ずらし量あるいはずらし位相の反映の方法
は、識別可能である限りどのようなものであっても良
い。例えば、ずらし位相ｒを反映させる際には、一定の
回転成分ｒｒを減じることにし、ずらし量０については
ｚ＝０＋ｒ−ｒｒとして、図５の評価値演算処理を行な
っても良い。

【０１１１】各ずらし位相の値に応じて付随情報信号の
種類を特定する対応表は、対応のつく限りどのようなも
のであっても良い。

【０１１２】以上においては、ウォータマークを１画素
単位で構成するようにしたが、例えば、図１３に示すよ
うに、８×８画素単位でブロック化して構成するように
してもよい。この場合、ウォータマーク付加器１は、例
えば、図１４に示すように構成される。なお、この図１
４のウォータマーク付加器１は、図９に示したウォータ
マーク付加器１に対応している。この構成例において
は、例えば、図１３に示すように、ウォータマークパタ
ーン照合制御器１０１が、ウォータマークパターン保持
メモリ１２より読み出された、４×６画素に対応するパ
ターンで構成されている場合、１画素分が８×８画素分
のブロックに拡大して、ウォータマーク画像生成器１１
に供給する。

【０１１３】また、図１１に示すウォータマーク検出器
２２は、例えば、図１５に示すように構成される。この
構成例においては、ウォータマークパターン保持メモリ
３２より出力されたウォータマークパターンが、ウォー
タマークパターン照合制御器１１１によりブロック単位
で拡大され、ウォータマークパターン位相ずらし器９１
に供給されている。その他の構成と動作は、図１１にお
ける場合と同様である。

【０１１４】以上においては、本発明をエンコーダとデ
コーダに適用した場合を例として説明したが、例えば、
図１６に示すように、フォーマッタに適用することも可
能である。この場合、マスタテープ２０１または伝送路
２０２より供給された画像データが、フォーマッタ２０
３に供給される。フォーマッタ２０３は、上述した場合
と同様の構成の復号器２１とウォータマーク検出器２２
を有している。復号器２１は、入力された符号ビット列
を復号し、ウォータマーク検出器２２に出力する。マス
タテープ２０１または伝送路２０２からの画像データ
が、既に復号された状態の画像データである場合には、
これがウォータマーク検出器２２に直接供給される。

【０１１５】ウォータマーク検出器２２は、入力された
画像データがウォータマークを含むか否かを検出し、そ
の検出結果に対応して、画像変換器３４を制御する。従
って、ウォータマークが付加されている画像データは出
力され、スタンパ２０４が形成され、このスタンパ２０
４から、大量のレプリカディスク２０５が生成される。
これに対して、入力された画像データが、ウォータマー
クが付加されていない場合には、画像変換器３４は画像
データを出力しない。従って、この場合、スタンパ２０
４は作成することができないことになる。

【０１１６】図１７は、本発明を記録装置に適用した場
合の構成例を表している。この場合、記録装置２２１に
は、例えば、図１６のフォーマッタ２０３で製造された
ディスク２０５、または伝送路２０２から符号化された
画像データ、または既に復号されている画像データが入
力される。符号化されている画像データは、復号器２１
で復号された後、ウォータマーク検出器２２に供給され
る。既に復号された状態の画像データは、ウォータマー
ク検出器２２に、直接供給される。

【０１１７】ウォータマーク検出器２２は、図１６のフ
ォーマッタ２０３における場合と同様に、ウォータマー
クが付加されている場合には、画像変換器３４から画像
データを出力し、ディスク２２２に記録させるが、ウォ
ータマークが付加されていない場合には、画像変換器３
４を制御して、画像データを出力させないようにする。
その結果、このとき、ディスク２２２には、記録装置２
２１に入力された画像データを記録することができない
ことになる。

【０１１８】以上においては、本発明をエンコードおよ
びデコードに応用した場合を例として説明したが、その
他の装置に本発明を適用することができる。

【０１１９】なお、上記したような処理を行うプログラ
ムをユーザに伝送する伝送媒体としては、磁気ディス
ク、CD-ROM、固体メモリなどの記録媒体の他、ネットワ
ーク、衛星などの通信媒体を利用することができる。

【０１２０】

【発明の効果】以上の如く、請求項１に記載の画像デー
タ処理装置、請求項５に記載の画像データ処理方法、お
よび請求項６に記載の提供媒体によれば、第１の位相の
ウォータマークのパターンに対応する第１の評価値と、
第２の位相のウォータマークのパターンに対応する第２
の評価値に対応する値とを比較するようにしたので、よ
り正確かつ確実に、ウォータマークを検出することが可
能となる。

【０１２１】請求項７に記載の画像データ処理装置、請
求項８に記載の画像データ処理方法、および請求項９に
記載の提供媒体によれば、第１の位相のウォータマーク
のパターンに対応する第１の評価値と、第２の位相のウ
ォータマークのパターンに対応する第２の評価値に対応
する値とを比較し、比較結果に対応して、付随情報を取
得するようにしたので、より正確かつ確実に、ウォータ
マークを検出することが可能となる。

【０１２２】請求項１０に記載の画像データ処理装置、
請求項１２に記載の画像データ処理方法、および請求項
１３に記載の提供媒体によれば、設定された位相のウォ
ータマークを、画像データに付加するようにしたので、
多くの種類の付随情報を利用することが可能となる。

【０１２３】請求項１４に記載の記録媒体によれば、ウ
ォータマークの位相を、複数の付随情報のうちの所定の
ものに対応して設定するようにしたので、例えば、単な
るコピー防止だけでなく、１回のコピーが可能、２回の
コピーが可能といったような、様々な対応で記録媒体を
提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したエンコーダの構成例を示すブ
ロック図である。

【図２】本発明を適用したデコーダの構成例を示すブロ
ック図である。

【図３】図１のウォータマーク検出器２２の構成例を示
すブロック図である。

【図４】図３のウォータマーク検出器２２の動作を説明
するフローチャートである。

【図５】図４のステップＳ３，Ｓ５，Ｓ７の評価値演算
処理の詳細を示すフローチャートである。

【図６】ウォータマークのパターンのずらし方を説明す
る図である。

【図７】ウォータマークのパターンのずらし位相を説明
する図である。

【図８】対応表の例を表す図である。

【図９】図１のウォータマーク付加器１の構成例を示す
ブロック図である。

【図１０】図９のウォータマーク付加器１の動作を説明
するフローチャートである。

【図１１】図２のウォータマーク検出器２２の他の構成
例を示すブロック図である。

【図１２】図１１のウォータマーク検出器２２の動作を
説明するフローチャートである。

【図１３】ウォータマークのパターンのブロック化を説
明する図である。

【図１４】図１のウォータマーク付加器１のさらに他の
構成例を示すブロック図である。

【図１５】図２のウォータマーク検出器２２のさらに他
の構成例を示すブロック図である。

【図１６】本発明を適用したフォーマッタの構成例を示
す図である。

【図１７】本発明を適用した記録装置の構成例を示す図
である。

【図１８】従来の付随情報の記録方法を説明する図であ
る。

【図１９】ウォータマークによる付随情報の埋め込みを
説明する図である。

【図２０】ウォータマークのパターンの例を示す図であ
る。

【図２１】ウォータマークの付加処理を説明する図であ
る。

【図２２】ウォータマークが付加されている場合の評価
値の演算を説明する図である。

【図２３】ウォータマークが付加されていない場合にお
ける評価値の演算を説明する図である。

【図２４】従来のエンコーダの構成例を示すブロック図
である。

【図２５】従来のデコーダの構成例を示すブロック図で
ある。

【図２６】図２４のウォータマーク付加器１の構成例を
示すブロック図である。

【図２７】図２５のウォータマーク検出器２２の構成例
を示すブロック図である。

【図２８】図２６のウォータマーク付加器１の動作を説
明するフローチャートである。

【図２９】図２７のウォータマーク検出器２２の動作を
説明するフローチャートである。

【符号の説明】

１ ウォータマーク付加器， ２ 符号化器， ２１
復号器， ２２ ウォータマーク検出器， ３１−１乃
至３１−３ 評価値算出器， ３２ ウォータマークパ
ターン保持メモリ， ３３ 評価値比較器， ３４ 画
像変換器， ７１−１，７１−２ ウォータマークパタ
ーンずらし器， ８１ ウォータマーク特定器， ８２
対応表保持メモリ， ８３ ウォータマークパターン
位相ずらし器， ９１ ウォータマークパターン位相ず
らし器， ９２ ウォータマーク特定器， ９３ 対応
表保持メモリ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 7/081

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 付随情報がウォータマークとして埋め込
   まれている画像データを処理する画像データ処理装置に
   おいて、 前記ウォータマークのパターンを記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶されている前記ウォータマークのパ
   ターンの位相を、第１の位相または第２の位相に設定す
   る位相設定手段と、 入力された画像データの、前記第１の位相の前記ウォー
   タマークのパターンに対応する第１の評価値と、前記第
   ２の位相の前記ウォータマークのパターンに対応する第
   ２の評価値を演算する演算手段と、 前記第１の評価値と、前記第２の評価値に対応する値と
   を比較する比較手段とを備えることを特徴とする画像デ
   ータ処理装置。
2. 【請求項２】 前記位相設定手段は、前記記憶手段に記
   憶されている前記ウォータマークのパターンの位相を、
   異なる３つの位相に設定し、 前記演算手段は、前記異なる３つの位相に対応する３つ
   の評価値を演算し、前記３つの評価値から１つの基準の
   評価値を生成し、前記基準の評価値を、前記第２の評価
   値に対応する値とすることを特徴とする請求項１に記載
   の画像データ処理装置。
3. 【請求項３】 前記各手段は、複数個の画素で構成され
   るブロック単位で各処理を行うことを特徴とする請求項
   １に記載の画像データ処理装置。
4. 【請求項４】 前記比較手段の比較結果に対応して、前
   記画像データの出力を制御する制御手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像データ処理装
   置。
5. 【請求項５】 付随情報がウォータマークとして埋め込
   まれている画像データを処理する画像データ処理方法に
   おいて、 前記ウォータマークのパターンを記憶する記憶ステップ
   と、 前記記憶ステップで記憶された前記ウォータマークのパ
   ターンの位相を、第１の位相または第２の位相に設定す
   る位相設定ステップと、 入力された画像データの、前記第１の位相の前記ウォー
   タマークのパターンに対応する第１の評価値と、前記第
   ２の位相の前記ウォータマークのパターンに対応する第
   ２の評価値を演算する演算ステップと、 前記第１の評価値と、前記第２の評価値に対応する値と
   を比較する比較ステップとを含むことを特徴とする画像
   データ処理方法。
6. 【請求項６】 付随情報がウォータマークとして埋め込
   まれている画像データを処理する画像データ処理装置
   に、 前記ウォータマークのパターンを記憶する記憶ステップ
   と、 前記記憶ステップで記憶された前記ウォータマークのパ
   ターンの位相を、第１の位相または第２の位相に設定す
   る位相設定ステップと、 入力された画像データの、前記第１の位相の前記ウォー
   タマークのパターンに対応する第１の評価値と、前記第
   ２の位相の前記ウォータマークのパターンに対応する第
   ２の評価値を演算する演算ステップと、 前記第１の評価値と、前記第２の評価値に対応する値と
   を比較する比較ステップとを含む処理を実行させるコン
   ピュータが読み取り可能なプログラムを提供することを
   特徴とする提供媒体。
7. 【請求項７】 付随情報がウォータマークとして埋め込
   まれている画像データを処理する画像データ処理装置に
   おいて、 前記ウォータマークのパターンを記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶されている前記ウォータマークのパ
   ターンの位相を、第１の位相または第２の位相に設定す
   る位相設定手段と、 入力された画像データの、前記第１の位相の前記ウォー
   タマークのパターンに対応する第１の評価値と、前記第
   ２の位相の前記ウォータマークのパターンに対応する第
   ２の評価値を演算する演算手段と、 前記第１の評価値と、前記第２の評価値に対応する値と
   を比較する比較手段と、 それぞれ所定の情報が割り当てられる複数の前記付随情
   報と前記ウォータマークの位相との関係を記憶する関係
   記憶手段と、 前記比較手段の比較結果に対応して、前記関係記憶手段
   に記憶されている前記付随情報の中から、所定の付随情
   報を選択する選択手段とを備えることを特徴とする画像
   データ処理装置。
8. 【請求項８】 付随情報がウォータマークとして埋め込
   まれている画像データを処理する画像データ処理方法に
   おいて、 前記ウォータマークのパターンを記憶する記憶ステップ
   と、 前記記憶ステップで記憶された前記ウォータマークのパ
   ターンの位相を、第１の位相または第２の位相に設定す
   る位相設定ステップと、 入力された画像データの、前記第１の位相の前記ウォー
   タマークのパターンに対応する第１の評価値と、前記第
   ２の位相の前記ウォータマークのパターンに対応する第
   ２の評価値を演算する演算ステップと、 前記第１の評価値と、前記第２の評価値に対応する値と
   を比較する比較ステップと、 それぞれ所定の情報が割り当てられる複数の前記付随情
   報と前記ウォータマークの位相との関係を記憶する関係
   記憶ステップと、 前記比較ステップでの比較結果に対応して、前記関係記
   憶ステップで記憶された前記付随情報の中から、所定の
   付随情報を選択する選択ステップとを含むことを特徴と
   する画像データ処理方法。
9. 【請求項９】 付随情報がウォータマークとして埋め込
   まれている画像データを処理する画像データ処理装置
   に、 前記ウォータマークのパターンを記憶する記憶ステップ
   と、 前記記憶ステップで記憶された前記ウォータマークのパ
   ターンの位相を、第１の位相または第２の位相に設定す
   る位相設定ステップと、 入力された画像データの、前記第１の位相の前記ウォー
   タマークのパターンに対応する第１の評価値と、前記第
   ２の位相の前記ウォータマークのパターンに対応する第
   ２の評価値を演算する演算ステップと、 前記第１の評価値と、前記第２の評価値に対応する値と
   を比較する比較ステップと、 それぞれ所定の情報が割り当てられる複数の前記付随情
   報と前記ウォータマークの位相との関係を記憶する関係
   記憶ステップと、 前記比較ステップでの比較結果に対応して、前記関係記
   憶ステップで記憶された前記付随情報の中から、所定の
   付随情報を選択する選択ステップとを含む処理を実行さ
   せるコンピュータが読み取り可能なプログラムを提供す
   ることを特徴とする提供媒体。
10. 【請求項１０】 画像データに対して付随情報をウォー
    タマークとして埋め込む画像データ処理装置において、 複数の前記付随情報とウォータマークの位相との関係を
    記憶する第１の記憶手段と、 入力された前記付随情報に対応する前記ウォータマーク
    の位相を選択する選択手段と、 前記ウォータマークのパターンを記憶する第２の記憶手
    段と、 前記第２の記憶手段に記憶されている前記ウォータマー
    クのパターンを読み出し、前記選択手段により選択され
    た位相に設定する位相設定手段と、 前記位相設定手段により設定された位相のウォータマー
    クを、画像データに付加する付加手段とを備えることを
    特徴とする画像データ処理装置。
11. 【請求項１１】 複数の前記付随情報には、それぞれ所
    定の情報が割り当てられることを特徴とする請求項１０
    に記載の画像データ処理装置。
12. 【請求項１２】 画像データに対して付随情報をウォー
    タマークとして埋め込む画像データ処理方法において、 複数の前記付随情報とウォータマークの位相との関係を
    記憶する第１の記憶ステップと、 入力された前記付随情報に対応する前記ウォータマーク
    の位相を選択する選択ステップと、 前記ウォータマークのパターンを記憶する第２の記憶ス
    テップと、 前記第２の記憶ステップで記憶されている前記ウォータ
    マークのパターンを読み出し、前記選択ステップで選択
    された位相に設定する位相設定ステップと、 前記位相設定ステップで設定された位相のウォータマー
    クを、画像データに付加する付加ステップとを含むこと
    を特徴とする画像データ処理方法。
13. 【請求項１３】 画像データに対して付随情報をウォー
    タマークとして埋め込む画像データ処理装置に、 複数の前記付随情報とウォータマークの位相との関係を
    記憶する第１の記憶ステップと、 入力された前記付随情報に対応する前記ウォータマーク
    の位相を選択する選択ステップと、 前記ウォータマークのパターンを記憶する第２の記憶ス
    テップと、 前記第２の記憶ステップで記憶されている前記ウォータ
    マークのパターンを読み出し、前記選択ステップで選択
    された位相に設定する位相設定ステップと、 前記位相設定ステップで設定された位相のウォータマー
    クを、画像データに付加する付加ステップとを含む処理
    を実行させるコンピュータが読み取り可能なプログラム
    を提供することを特徴とする提供媒体。
14. 【請求項１４】 付随情報がウォータマークとして埋め
    込まれている画像データが記憶されている記録媒体にお
    いて、 前記ウォータマークの位相が、複数の前記付随情報のう
    ちの所定のものに対応して設定されていることを特徴と
    する記録媒体。