JPWO2006027823A1 - Digital watermarking device, authentication processing device, decoding processing device, and requantization device - Google Patents
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Abstract
画像信号を量子化して、その画像信号の量子化インデックスから認証子を演算し、その認証子を当該量子化インデックスの中に埋め込む署名回路1を設ける一方、その画像信号と参照信号の差分信号を求め、その署名回路1により認証子が埋め込まれた量子化インデックスに応じて当該差分信号を量子化し、その差分信号の量子化インデックスを出力する符号化器2を設ける。An image signal is quantized, an authenticator is calculated from the quantization index of the image signal, and a signature circuit 1 for embedding the authenticator in the quantized index is provided, while a difference signal between the image signal and the reference signal is provided. An encoder 2 is provided that quantizes the difference signal according to the quantization index in which the authenticator is embedded by the signature circuit 1 and outputs the quantization index of the difference signal.
Description
この発明は、例えば、画像信号や音声信号などのマルチメディアデータに電子透かしを埋め込む電子透かし装置と、電子透かしが埋め込まれたマルチメディアデータを認証する認証処理装置と、電子透かしが埋め込まれたマルチメディアデータを復号する復号処理装置と、電子透かしが埋め込まれたマルチメディアデータを再量子化する再量子化装置とに関するものである。 The present invention provides, for example, a digital watermark device that embeds a digital watermark in multimedia data such as an image signal and an audio signal, an authentication processing device that authenticates multimedia data in which the digital watermark is embedded, and a multi-media in which the digital watermark is embedded. The present invention relates to a decoding processing device that decodes media data and a requantization device that requantizes multimedia data in which a digital watermark is embedded.
デジタルデータが正規に発行されたものであって、その後、いかなる改ざんも行われていないことを認証する一般的な方法として、電子署名などの方法がある。
電子署名を実施する方法の原理は、発行者がデジタルデータのハッシュ値などを暗号化することにより認証用コードを作成し、その認証用コードをデジタルデータと一緒に送信する。
受信側では、発行者から送信された認証用コードを復号するとともに、そのデジタルデータのハッシュ値を再計算し、そのハッシュ値と当該認証用コードを比較して、そのデジタルデータの真正性を確認する。As a general method for authenticating that digital data has been properly issued and has not been tampered with thereafter, there is a method such as an electronic signature.
The principle of a method for implementing an electronic signature is that an issuer creates an authentication code by encrypting a hash value of digital data and transmits the authentication code together with the digital data.
On the receiving side, the authentication code sent from the issuer is decrypted, the hash value of the digital data is recalculated, and the authenticity of the digital data is confirmed by comparing the hash value with the authentication code. To do.
デジタルデータが画像データや音声データである場合、その認証用コードを電子透かしとしてデジタルデータの中に埋め込むことによって、その認証用コードを確実にデジタルデータと結びつける電子透かし装置が数多く提案されている(例えば、非特許文献1を参照)。
非特許文献1には、特にMPEG(Motion Pictures Experts Group)で符号化された動画像データに対して、そのDCT(Discrete Cosine Transform)係数からハッシュ値を計算し、そのハッシュ値を電子透かしとして埋め込む方法が開示されている。この方法によれば、符号化データの中のDCT係数の値が少しでも変化すれば、受信側でその変化を検知することが可能である。
なお、非特許文献1に開示されている電子透かし装置では、符号量の削減を図るため、動画像では時間的に隣接する画像が互いに似ているという性質を利用して、その差分だけを伝送する予測符号化を実施するようにしている。When digital data is image data or audio data, many digital watermarking apparatuses have been proposed in which the authentication code is securely combined with the digital data by embedding the authentication code as digital watermark in the digital data ( For example, refer
In
Note that in the digital watermark device disclosed in Non-Patent
従来の電子透かし装置は以上のように構成されているので、隣接している動画像データの差分信号を伝送することにより符号量を削減する場合には、受信側で差分信号から動画像データが一旦復号されると、その差分信号を再現することができない。このため、その差分信号に埋め込まれたハッシュ値も動画像データの復号と同時に消失し、その認証機能が失われてしまうなどの課題があった。 Since the conventional digital watermarking device is configured as described above, when the amount of code is reduced by transmitting a difference signal between adjacent moving image data, moving image data is obtained from the difference signal on the receiving side. Once decoded, the difference signal cannot be reproduced. For this reason, the hash value embedded in the difference signal also disappears simultaneously with the decoding of the moving image data, and there is a problem that the authentication function is lost.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、画像や音声などのマルチメディアデータが復号されても、認証機能を失わないマルチメディアデータを提供することができる電子透かし装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、上記の電子透かし装置から提供されるマルチメディアデータを認証する認証処理装置と、そのマルチメディアデータを復号する復号処理装置と、そのマルチメディアデータを再量子化する再量子化装置とを得ることを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-described problems. An electronic watermarking apparatus capable of providing multimedia data that does not lose the authentication function even when multimedia data such as images and sounds is decoded. The purpose is to obtain.
The present invention also provides an authentication processing device for authenticating multimedia data provided from the digital watermark device, a decoding processing device for decoding the multimedia data, and requantization for requantizing the multimedia data. The object is to obtain a device.
この発明に係る電子透かし装置は、入力信号を量子化して、その入力信号の量子化インデックスから認証子を演算し、その認証子を当該量子化インデックスの中に埋め込む署名手段を設ける一方、その入力信号と参照信号の差分信号を求め、その署名手段により認証子が埋め込まれた量子化インデックスに応じて当該差分信号を量子化し、その差分信号の量子化インデックスを出力する符号化手段を設けるようにしたものである。 The digital watermarking apparatus according to the present invention includes a signature unit that quantizes an input signal, calculates an authenticator from the quantized index of the input signal, and embeds the authenticator in the quantized index. There is provided encoding means for obtaining a difference signal between the signal and the reference signal, quantizing the difference signal according to the quantization index in which the authenticator is embedded by the signature means, and outputting the quantization index of the difference signal. It is a thing.
このことによって、画像や音声などのマルチメディアデータが復号されても、認証機能を失わないマルチメディアデータを提供することができる効果がある。 Thus, there is an effect that it is possible to provide multimedia data that does not lose the authentication function even if multimedia data such as images and sounds are decoded.
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による電子透かし装置を示す構成図であり、図において、署名回路1は入力信号である画像信号を量子化して、その画像信号の量子化インデックスから認証子を演算し、その認証子を当該量子化インデックスの中に埋め込む処理を実施する。なお、署名回路1は署名手段を構成している。
符号化器2は画像信号と参照信号の差分信号を求め、署名回路1により認証子が埋め込まれた量子化インデックスに応じて当該差分信号を量子化し、その差分信号の量子化インデックスを出力する。なお、符号化器2は符号化手段を構成している。Hereinafter, in order to describe the present invention in more detail, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a digital watermarking apparatus according to
The encoder 2 obtains a difference signal between the image signal and the reference signal, quantizes the difference signal in accordance with the quantization index in which the authenticator is embedded by the
符号化器2の変換器11は入力信号である画像信号X(ただし、Xは画像信号のベクトルである)をブロック単位で周波数領域の信号T(X)に変換する。
符号化器2の減算器12は変換器11の変換結果である周波数領域の信号T(X)から過去に符号化された参照画像信号Xp(ただし、Xpは参照画像信号のベクトルである)の周波数領域の信号T(Xp)を減算して、その差分信号である周波数領域の予測誤差T(X)−T(Xp)を求める。The
The
署名回路1の量子化器13は変換器11から出力された周波数領域の信号T(X)を量子化し、その信号T(X)の量子化インデックスQw(T(X))を出力する。
署名回路1の補正回路14は量子化器13から出力された量子化インデックスQw(T(X))を補正し、補正後の量子化インデックスQw(T(X))を認証子演算回路15及び変調器16に出力する。
署名回路1の認証子演算回路15は補正回路14による補正後の量子化インデックスQw(T(X))から認証子W(ただし、Wは認証子のベクトルである)を演算する。
署名回路1の変調器16は認証子演算回路15により演算された認証子Wに応じて補正後の量子化インデックスQw(T(X))の一部を変調し、その変調結果Ywを出力する。The
The
The
The
符号化器2の量子化器17は変調器16の変調結果Yw(変調器16により認証子Wが埋め込まれた量子化インデックス)に応じて減算器12により演算された周波数領域の予測誤差T(X)−T(Xp)を量子化し、その予測誤差T(X)−T(Xp)の量子化インデックスY(ただし、Yは量子化インデックスのベクトルである)を出力する。
符号化器2の逆量子化器18は量子化器17から出力された予測誤差の量子化インデックスYを逆量子化して予測誤差T(X)−T(Xp)を復号する。
符号化器2の加算器19は逆量子化器18により復号された予測誤差T(X)−T(Xp)とスイッチ23から出力された参照画像信号Xpの周波数領域の信号T(Xp)を加算して、その加算信号T(X)を出力する。The quantizer 17 of the encoder 2 is a frequency domain prediction error T () calculated by the
The
The adder 19 of the encoder 2 receives the prediction error T (X) −T (Xp) decoded by the
符号化器2の逆変換器20は加算器19から出力された加算信号T(X)を時間領域に変換し、その時間領域の信号を参照画像信号Xpとして出力する。
符号化器2の記憶回路21は逆変換器20から出力された参照画像信号Xpをうごき時間分だけ記憶して出力する。
符号化器2の変換器22は記憶回路21から出力された参照画像信号Xpを周波数領域に変換し、その周波数領域の信号T(Xp)を出力する。
符号化器2のスイッチ23は変換器22から出力された周波数領域の信号T(Xp)を減算器12と加算器19に与える。ただし、動画像を符号化する場合には、他の画像を参照することなく復号できる画像を適当に混合する必要があるので、この場合には、“0”を減算器12と加算器19に与える。このときは、量子化器17が現在の入力画像をそのまま符号化するように動作する。The
The
The
The
次に動作について説明する。
まず、符号化器2の変換器11は、画像信号Xを入力すると、その画像信号Xをブロック単位で周波数領域に変換し、その周波数領域の信号T(X)を減算器12及び署名回路1の量子化器13に出力する。
ここで、T()は、変換器11の演算子である。Next, the operation will be described.
First, when the
Here, T () is an operator of the
符号化器2の減算器12は、変換器11から周波数領域の信号T(X)を受け、かつ、変換器22からスイッチ23を介して、過去に符号化された参照画像信号Xpの周波数領域の信号T(Xp)を受けると、その周波数領域の信号T(X)から信号T(Xp)を減算して、周波数領域の予測誤差T(X)−T(Xp)を求める。
一方、署名回路1の量子化器13は、変換器11から周波数領域の信号T(X)を受けると、その周波数領域の信号T(X)を量子化し、その信号T(X)の量子化インデックスQw(T(X))を出力する。
ここで、Qw()は、量子化器13の演算子である。The
On the other hand, when the
Here, Qw () is an operator of the
署名回路1の補正回路14は、量子化器13から出力された量子化インデックスQw(T(X))を補正し、補正後の量子化インデックスQw(T(X))を認証子演算回路15及び変調器16に出力する。
補正回路14の具体的な処理内容は後述する。The
Specific processing contents of the
署名回路1の認証子演算回路15は、補正回路14による補正後の量子化インデックスQw(T(X))から認証子Wを演算する。
この認証子の演算は、例えば、伊藤他、「JPEG画像の真正性を証明する電子透かしの方法」(電子情報通信学会全国大会、2003年3月)に述べられた方法などを用いればよい。
この方法は、N個の変換ブロックをひとまとめにして、その全ての量子化インデックスのハッシュ値を計算し、そのハッシュ値を暗号化したものを署名とするものである。なお、ハッシュ値のビット数がNに等しいとすれば、1個の変換ブロックに対して1ビットの認証子が計算されることになる。The
For the calculation of the authenticator, for example, the method described in Ito et al., “Digital Watermarking Method for Proving Authenticity of JPEG Images” (National Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, March 2003) may be used.
In this method, N transform blocks are grouped together, the hash values of all the quantization indexes are calculated, and the hash value encrypted is used as a signature. If the number of bits of the hash value is equal to N, a 1-bit authenticator is calculated for one conversion block.
署名回路1の変調器16は、認証子演算回路15が認証子Wを演算すると、その認証子Wに応じて補正後の量子化インデックスQw(T(X))の一部を変調し、その変調結果Ywを出力する。
Yw=Qw(T(X))+W (1)
具体的には、変調器16は、上記文献に述べられた方法などを用いて、量子化インデックスQw(T(X))の中に認証子Wを埋め込むものである。
上記文献の方法では、各変換ブロックにおいて、ジグザグスキャンの最後の量子化インデックスの値を、認証子Wのビットが“0”か“1”かに応じて、“−1”または“+1”に変更するものである。When the
Yw = Qw (T (X)) + W (1)
Specifically, the
In the method of the above document, in each transform block, the value of the last quantization index of the zigzag scan is set to “−1” or “+1” depending on whether the bit of the authenticator W is “0” or “1”. To change.
これにより、変調器16から入力画像の認証子Wが埋め込まれた量子化インデックスが出力されることになる。
なお、ここでは、それぞれの変換ブロックに1ビットの署名を埋め込む方法を説明したが、Nの値をハッシュ値のビット数よりも大きく設定すれば、変化の激しいブロックを優先して、電子透かしを埋め込むことができる。As a result, the quantization index in which the authenticator W of the input image is embedded is output from the
Here, the method of embedding a 1-bit signature in each conversion block has been described. However, if the value of N is set larger than the number of bits of the hash value, the digital watermark is preferentially given to the block that changes rapidly. Can be embedded.
符号化器2の量子化器17は、変調器16から変調結果Ywを受け、かつ、減算器12から周波数領域の予測誤差T(X)−T(Xp)を受けると、変調器16の変調結果Ywに応じて周波数領域の予測誤差T(X)−T(Xp)を量子化し、その予測誤差T(X)−T(Xp)の量子化インデックスYを出力する。
即ち、量子化器17は、下記の式(2)が成立する条件の下で、式(3)のdが最小となる量子化インデックスYを出力する。
Qw(Qc−1(Y)+T(Xp))=Yw (2)
d=|Qc−1(Y)−(T(X)−T(Xp))| (3)The quantizer 17 of the encoder 2 receives the modulation result Yw from the
That is, the quantizer 17 outputs a quantization index Y that minimizes d in the equation (3) under the condition that the following equation (2) is satisfied.
Qw (Qc- 1 (Y) + T (Xp)) = Yw (2)
d = | Qc −1 (Y) − (T (X) −T (Xp)) | (3)
ただし、Qc−1()は、量子化器17に対する逆量子化の演算子、||はベクトルのノルムを表している。
また、式(2)において、Qc−1(Y)+T(Xp)は参照フレームの変換係数に、逆量子化した予測誤差信号を加算したものであり、受信側で復号される画像の変換係数を表している。
式(2)は復号される変換係数が、Qwで量子化したときにYwとなるという条件を与えるものであり、式(3)は予測誤差の復元値と真の値との差T(X)−T(Xp)を与えるものである。
したがって、量子化器17は、署名回路1の変調結果Ywが、復号される画像信号に保存されるという条件の下で、符号化による歪みを最小とするような予測誤差T(X)−T(Xp)の量子化インデックスYを出力する。
量子化器17は、変換係数のそれぞれに対して、上記の動作を実施すればよい。However, Qc −1 () represents an inverse quantization operator for the quantizer 17, and || represents a vector norm.
In Expression (2), Qc −1 (Y) + T (Xp) is obtained by adding the inverse quantized prediction error signal to the reference frame conversion coefficient, and the conversion coefficient of the image decoded on the receiving side. Represents.
Equation (2) gives a condition that the transform coefficient to be decoded becomes Yw when quantized with Qw, and Equation (3) gives the difference T (X between the restored value of the prediction error and the true value. ) -T (Xp).
Accordingly, the quantizer 17 predicts the prediction error T (X) −T that minimizes the distortion caused by encoding under the condition that the modulation result Yw of the
The quantizer 17 may perform the above operation for each of the transform coefficients.
図2はk番目の変換係数を量子化する一例を示す説明図である。
上側がQwの量子化特性、下側がQcの量子化特性を示しており、量子化インデックスとその量子化範囲で表している。
中央の数直線上の点はQcの量子化代表値である。また、ベクトルの右肩の添え字kは、ベクトルのk番目の成分であることを示している。qc kとqw kはこの変換係数に対するQcとQwの量子化幅であり、式(4)となるように設定されている。
qc k≦qw k (4)FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of quantizing the kth transform coefficient.
The upper side shows the Qw quantization characteristic, and the lower side shows the Qc quantization characteristic, which is represented by a quantization index and its quantization range.
A point on the central number line is a quantized representative value of Qc. Also, the subscript k on the right shoulder of the vector indicates the k-th component of the vector. q c k and q w k are the quantization widths of Qc and Qw with respect to this transform coefficient, and are set to satisfy Equation (4).
q c k ≦ q w k (4)
例えば、Ywk=iであり、T(X)kとT(Xp)kが図2の位置にあるとすれば、予測誤差T(X)k−T(Xp)kをQcで量子化すると、その量子化インデックスはY=1である。
しかし、その量子化代表値は、Qwのi番目の量子化範囲に入っておらず、Y=1は式(2)の条件を満たさない。代表値がQwのi番目の量子化範囲に属するT(X)kに最も近い量子化インデックスがY=2であるので、これが量子化器17の出力となる。For example, if Yw k = i and T (X) k and T (Xp) k are at the positions in FIG. 2, the prediction error T (X) k −T (Xp) k is quantized by Qc. The quantization index is Y = 1.
However, the quantization representative value is not in the i-th quantization range of Qw, and Y = 1 does not satisfy the condition of Expression (2). Since the quantization index closest to T (X) k belonging to the i-th quantization range with the representative value Qw is Y = 2, this is the output of the quantizer 17.
ここで、上記のYが常に存在するためには、Qwの全ての量子化範囲に、Qcの量子化代表値が少なくとも一つ存在しなければならない。図2のように、Qcが一様な量子化の場合は、全ての係数kについて、式(4)が成り立てばよい。ところが、MPEGなどの符号化では、0付近が粗い不均一な量子化特性が用いられる。この場合には、Qcの量子化代表値の最も粗い部分の間隔がTmaxkであるとすると、下記の式(5)が成立することが、Yが存在する十分条件である。
qw k>=Tmaxk (5)Here, in order for Y to always exist, at least one quantization representative value of Qc must exist in all quantization ranges of Qw. As shown in FIG. 2, when Qc is uniform quantization, equation (4) may be established for all the coefficients k. However, in encoding such as MPEG, non-uniform quantization characteristics that are coarse near 0 are used. In this case, if the interval of the coarsest part of the quantized representative value of Qc is Tmax k, it is a sufficient condition that Y exists to satisfy the following expression (5).
q w k > = Tmax k (5)
例えば、H.263の符号化規格による量子化器の場合には、Qwは次のように設定される。H.263の逆量子化演算は、符号量を制御する量子化パラメータがQ(=1、…、31)であるとすると、Qが奇数ならば、下記の式(6)で規定され、Qが偶数ならば、式(7)で規定される。
y=(2Y+sign(Y))Q (6)
y=(2Y+sign(Y))Q−sign(Y) (7)
ただし、yは復元される量子化代表値、sign(Y)は、Y<0のとき−1、Y=0のとき0、Y>0のとき1となる関数である。For example, H.M. In the case of a quantizer according to the H.263 coding standard, Qw is set as follows. H. If the quantization parameter for controlling the code amount is Q (= 1,..., 31), the inverse quantization operation of H.263 is defined by the following equation (6) if Q is an odd number, and Q is an even number. Then, it is prescribed | regulated by Formula (7).
y = (2Y + sign (Y)) Q (6)
y = (2Y + sign (Y)) Q-sign (Y) (7)
Here, y is a quantized representative value to be restored, and sign (Y) is a function that is −1 when Y <0, 0 when Y = 0, and 1 when Y> 0.
この量子化器では、Tmax=3Q(Qが奇数)、または、Tmax=3Q−1(Qが偶数)となるので、Qwは以下のように設定すればよい。即ち、Qが奇数のとき、下記の式(8)のように設定し、Qが偶数のとき、下記の式(9)のように設定すればよい。
qw k=3Q (8)
qw k=3Q−1 (9)In this quantizer, since Tmax = 3Q (Q is an odd number) or Tmax = 3Q-1 (Q is an even number), Qw may be set as follows. That is, when Q is an odd number, the following equation (8) is set, and when Q is an even number, the following equation (9) may be set.
q w k = 3Q (8)
q w k = 3Q−1 (9)
符号化器2の逆量子化器18は、上記のようにして、量子化器17が予測誤差の量子化インデックスYを出力すると、次回の電子透かしの埋め込み処理に使用する参照画像を生成するため、予測誤差の量子化インデックスYを逆量子化して予測誤差T(X)−T(Xp)を復号する。
符号化器2の加算器19は、逆量子化器18が予測誤差T(X)−T(Xp)を復号すると、その予測誤差T(X)−T(Xp)と変換器22からスイッチ23を介して出力された参照画像信号Xpの周波数領域の信号T(Xp)を加算して、その加算信号T(X)を出力する。The
When the
符号化器2の逆変換器20は、加算器19から加算信号T(X)を受けると、その加算信号T(X)を時間領域に変換し、その時間領域の信号を参照画像信号Xpとして記憶回路21に格納する。
符号化器2の変換器22は、記憶回路21からうごき時間分だけシフトした参照画像信号Xpを読み出して、その参照画像信号Xpを周波数領域に変換し、スイッチ23を介して、その周波数領域の信号T(Xp)を減算器12と加算器19に与える。
なお、スイッチ23は、動画像を符号化する場合には、他の画像を参照することなく復号できる画像を適当に混合する必要があるので、この場合には、“0”を減算器12と加算器19に与える。このときは、量子化器17が現在の入力画像をそのまま符号化するように動作する。When receiving the addition signal T (X) from the adder 19, the
The
Note that when the moving image is encoded, the
上記の署名回路1の説明では、N個の変換ブロックをひとまとめにして、その全ての量子化インデックスのハッシュ値を計算するものについて示したが、ハッシュ値を計算するブロックの数Nに対して、ハッシュ値のビット数Mが小さい場合(M<Nが成立する場合)、変調器16は、N個の中からM個のブロックを選択して、それらのブロックだけに変調を加えればよい。
このブロックの選択方法には自由度があるので、できるだけ妨害の目立たないブロック(変調に伴う影響が少ない部分)を選択して変調を加えれば、認証子Wの埋め込みによる画質劣化を軽減することができる。ただし、どのブロックに変調を加えたかを、復号時に検出できなければならない。In the description of the
Since there is a degree of freedom in this block selection method, it is possible to reduce image quality degradation due to embedding of the authenticator W by selecting a block that is as obscure as possible (a portion that is less affected by modulation) and applying modulation. it can. However, it must be possible to detect which block is modulated at the time of decoding.
このような方法はいくつかあるが、ジグザグスキャンの最後の量子化インデックスの値を変調する上記の方法を用いる場合には、例えば、0でない量子化インデックス(有意係数)の数を求め、その有意係数が所定数より多いブロックを選択するようにすればよい。このとき、電子透かしの埋め込みによって、有意係数の数が1だけ増加するが、各ブロックの有意係数の順位は変わらないので、復号時に埋め込みブロックを一意に特定することができる。なお、有意係数が同数のブロックは任意のブロックを選択すればよい。劣化が目立ちやすい画像の平坦な部分では、一般に有意係数の数が少ないので、電子透かしが埋め込まれる確率は低くなる。したがって、電子透かしの埋め込みによる妨害が知覚されにくい符号化画像を生成することが可能になる。 There are several such methods. When the above method for modulating the value of the last quantization index of the zigzag scan is used, for example, the number of non-zero quantization indexes (significant coefficients) is obtained, and the significance is obtained. A block having more than a predetermined number of coefficients may be selected. At this time, the number of significant coefficients increases by 1 due to the embedding of the digital watermark, but since the rank of the significant coefficients of each block does not change, the embedded block can be uniquely identified at the time of decoding. In addition, what is necessary is just to select arbitrary blocks for the block with the same significant coefficient. Since the number of significant coefficients is generally small in a flat portion of an image where deterioration is conspicuous, the probability of embedding a digital watermark is low. Therefore, it is possible to generate an encoded image in which interference due to embedding of a digital watermark is difficult to be perceived.
最後に、補正回路14の処理内容を具体的に説明する。
上述したように、認証子演算回路15が、参照画像に関係なく、現在入力されている画像信号Xに基づいて認証子Wを演算し、量子化器17が、この認証子Wが埋め込まれた量子化インデックスYwを保存するように予測誤差T(X)−T(Xp)を量子化するので、符号化器2から出力される信号は、画像信号をフレーム単位で認証するための完全な署名情報を保持している。この署名情報は、後述するように、動画像の中から一部のフレームを抽出して、その変換係数を再符号化するような場合(例えば、MPEGで符号化された動画像の一部をJPEGで再符号化するような場合)には、再符号化された信号の中に欠落なく継承させることが可能である。Finally, the processing content of the
As described above, the
しかし、画像を時間領域の信号に復号する場合は、復号処理の過程で導入される誤差のために、署名情報が消滅する場合がある。このような誤差は、一般に、変換係数が実数から整数に変換されるときと、その整数値がさらに一定のダイナミックレンジの間にクリップされるときに生じる。したがって、これに対して十分な対策を施さなければ、時間領域の画像に署名情報を継承させることができない。
署名回路1の補正回路14は、復号された信号がダイナミックレンジを大きく超えないように、量子化インデックスQw(T(X))を修正する。
この修正は、例えば、図3に示すような手順で行うことができる。However, when decoding an image into a time domain signal, signature information may disappear due to errors introduced in the process of decoding. Such an error generally occurs when a transform coefficient is converted from a real number to an integer and when the integer value is further clipped between a certain dynamic range. Therefore, if sufficient countermeasures are not taken, signature information cannot be inherited by the time domain image.
The
This correction can be performed, for example, by a procedure as shown in FIG.
署名回路1の補正回路14は、量子化器13から量子化インデックスQw(T(X))を受けると、その量子化インデックスQw(T(X))に0を埋め込む処理を実施する(ステップST1)。
次に、補正回路14は、0の埋め込み結果がダイナミックレンジを大きく超えないことを判定する(ステップST2)。
即ち、補正回路14は、電子透かしが埋め込まれた量子化インデックスYwをQwに対応して逆量子化を行い、これを逆変換して、時間領域のベクトルxを求める。
x=T−1(Qw−1(Qw(T(X))+W)) (10)When receiving the quantization index Qw (T (X)) from the
Next, the
That is, the
x = T −1 (Qw −1 (Qw (T (X)) + W)) (10)
補正回路14は、全ての成分がダイナミックレンジの範囲に収まるベクトルの集合をAとして、ベクトルxと集合Aの最短距離d(x、A)を計算し、その最短距離d(x、A)が一定値D以内であるか否かを判定する。
d(x、A)≦D (11)
補正回路14は、最短距離d(x、A)が一定値D以内であれば、0の埋め込み結果がダイナミックレンジを大きく超えないと認定する。
なお、D=0のときは、xがAに含まれるときだけ、判定の条件は満たされるものとする。The
d (x, A) ≦ D (11)
If the shortest distance d (x, A) is within a certain value D, the
When D = 0, the determination condition is satisfied only when x is included in A.
次に、補正回路14は、0の埋め込み結果がダイナミックレンジを大きく超えないと認定すると、量子化インデックスQw(T(X))に1を埋め込む処理を実施する(ステップST3)。
次に、補正回路14は、1の埋め込み結果がダイナミックレンジを大きく超えないことを判定する(ステップST4)。この判定方法は、ステップST2の判定方法と同様であるため説明を省略する。
補正回路14は、1の埋め込み結果がダイナミックレンジを大きく超えないと認定すると、量子化インデックスQw(T(X))に電子透かしである認証子Wを埋め込んだ後も、量子化インデックスQw(T(X))が集合Aに近いことが保証されるので、その量子化インデックスQw(T(X))を認証子演算回路15及び変調器16に出力する。Next, when the
Next, the
If the
しかし、0の埋め込み結果がダイナミックレンジを大きく超えると認定する場合、あるいは、1の埋め込み結果がダイナミックレンジを大きく超えると認定する場合、量子化インデックスQw(T(X))に電子透かしである認証子Wを埋め込んだ後は、量子化インデックスQw(T(X))が集合Aに近いことが保証されないので、その量子化インデックスQw(T(X))を修正する(ステップST5)。 However, when it is determined that the embedded result of 0 greatly exceeds the dynamic range, or when it is determined that the embedded result of 1 greatly exceeds the dynamic range, the quantization index Qw (T (X)) is an authentication that is a digital watermark. After the child W is embedded, it is not guaranteed that the quantization index Qw (T (X)) is close to the set A, so that the quantization index Qw (T (X)) is corrected (step ST5).
即ち、補正回路14は、次式で与えられる目標ベクトルtを計算し、その目標ベクトルtを保存する。
t=T(P(T−1(Qw−1(Qw(T(X)))))) (12)
ただし、P()は集合Aに対する直交射影を表す演算子であり、tはQw(T(X))を逆量子化して逆変換したベクトルをsとするとき、集合Aに属する全てのベクトルの中で最もsに近いベクトルをTで変換したものである。That is, the
t = T (P (T- 1 (Qw- 1 (Qw (T (X)))))) (12)
However, P () is an operator representing an orthogonal projection with respect to the set A, and t is a vector obtained by inversely quantizing Qw (T (X)) and inversely transforming, and s is all vectors belonging to the set A. Among them, the vector closest to s is converted by T.
次に、補正回路14は、現在の量子化インデックスQw(T(X))を逆量子化してQw−1Qw(T(X))を計算し、これを目標ベクトルtと比較して、目標ベクトルtから最も遠い成分に対応するQw(T(X))の量子化インデックスを1だけ目標ベクトルtの方向に修正する。
この修正により、量子化インデックスQw(T(X))が集合Aに近づくことになる。なお、量子化インデックスQw(T(X))が既に十分目標ベクトルtに近い場合には、目標ベクトルtを集合Aの中心のベクトル(全ての成分が中間のグレーレベルであるようなベクトル)に変換したものに切り換えて、量子化インデックスQw(T(X))の修正を繰り返すようにする。Next, the
With this modification, the quantization index Qw (T (X)) approaches the set A. If the quantization index Qw (T (X)) is already close enough to the target vector t, the target vector t is changed to a vector at the center of the set A (a vector in which all components are intermediate gray levels). By switching to the converted one, the modification of the quantization index Qw (T (X)) is repeated.
上記のように、補正回路14は、変調器16の変調結果Ywがダイナミックレンジを大きく超過しないように量子化インデックスQw(T(X))を修正する。特にD=0であれば、変調器16の変調結果Ywが必ず、ダイナミックレンジの範囲に入るように量子化インデックスQw(T(X))を修正する。
As described above, the
なお、整数化による丸め誤差の問題は、Qwを十分粗く設定することで回避できることが、前述の伊藤らの文献に示されている。
即ち、下記の式(13)は、丸め誤差によって、電子透かしが消失しない十分条件である。
qw k≧R (13)
8×8のDCTの場合には、R=8とし、全ての係数の量子化幅を8以上とすることによって、丸め誤差の影響を除くことができることを証明することができる。The above-mentioned Ito et al. Document shows that the problem of rounding error due to integerization can be avoided by setting Qw sufficiently coarse.
That is, the following equation (13) is a sufficient condition that the digital watermark is not lost due to a rounding error.
q w k ≧ R (13)
In the case of 8 × 8 DCT, it can be proved that the influence of the rounding error can be eliminated by setting R = 8 and setting the quantization width of all the coefficients to 8 or more.
以上より、時間領域に復号された画像信号に署名情報を保存するには、Qwに式(13)の制限を設けて丸め誤差の影響を排除し、署名回路1に補正回路14を搭載してクリッピングの対策を行えばよい。例えば、H.263の量子化を用いる場合には、式(8)、式(9)及び式(13)からQwを以下のように設定すればよい。
即ち、Qが奇数のときは、式(14)により設定し、Qが偶数のとき、式(15)により設定すればよい。
Qw=max(8,3Q) (14)
Qw=max(8,3Q−1) (15)As described above, in order to save the signature information in the image signal decoded in the time domain, the effect of rounding error is eliminated by setting the limit of Qw to the expression (13), and the
That is, when Q is an odd number, it is set according to equation (14), and when Q is an even number, it is set according to equation (15).
Qw = max (8, 3Q) (14)
Qw = max (8,3Q-1) (15)
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、画像信号を量子化して、その画像信号の量子化インデックスから認証子を演算し、その認証子を当該量子化インデックスの中に埋め込む署名回路1を設ける一方、その画像信号と参照信号の差分信号を求め、その署名回路1により認証子が埋め込まれた量子化インデックスに応じて当該差分信号を量子化し、その差分信号の量子化インデックスを出力する符号化器2を設けるように構成したので、画像や音声などのマルチメディアデータが復号されても、認証機能を失わないマルチメディアデータを提供することができる効果を奏する。
As is apparent from the above, according to the first embodiment, the image signal is quantized, an authenticator is calculated from the quantized index of the image signal, and the authenticator is embedded in the quantized index. While the
また、この実施の形態1によれば、量子化器13から出力された量子化インデックスQw(T(X))を補正するように構成したので、電子透かしが埋め込まれた画像がダイナミックレンジを大きく超えないようにすることができる。そのため、時間領域に画像を復号した場合でも、その画像の真正性を確認することができる効果を奏する。
Further, according to the first embodiment, since the quantization index Qw (T (X)) output from the
実施の形態2.
図4はこの発明の実施の形態2による電子透かし装置を示す構成図であり、図において、図1と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
符号化器2の量子化器31は減算器12により演算された周波数領域の予測誤差T(X)−T(Xp)を量子化し、その予測誤差T(X)−T(Xp)の量子化インデックスYを出力する。
署名回路1の逆量子化器32は量子化器31から出力された量子化インデックスYを復号して周波数領域の予測誤差T(X)−T(Xp)を出力する。Embodiment 2. FIG.
4 is a block diagram showing a digital watermark apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG.
The
The
署名回路1の加算器33は逆量子化器32から出力された予測誤差T(X)−T(Xp)とスイッチ23から出力された参照画像信号Xpの周波数領域の信号T(Xp)を加算して、その加算信号T(X)を出力する。
符号化器2の修正回路34は変調器16の変調結果Yw(変調器16により認証子Wが埋め込まれた量子化インデックス)に応じて量子化器31から出力された量子化インデックスYを修正する。The adder 33 of the
The
上記実施の形態1では、入力画像から直接認証子Wを演算するものについて示したが、予測誤差信号から一旦復号された復号画像を基準にして認証子Wを演算するようにしてもよい。
具体的には、下記のとおりである。In
Specifically, it is as follows.
符号化器2の量子化器31は、上記実施の形態1と同様にして、減算器12が周波数領域の予測誤差T(X)−T(Xp)を出力すると、その予測誤差T(X)−T(Xp)を量子化し、その予測誤差T(X)−T(Xp)の量子化インデックスYを逆量子化器32及び修正回路34に出力する。
署名回路1の逆量子化器32は、量子化器31から量子化インデックスYを受けると、その量子化インデックスYを復号して周波数領域の予測誤差T(X)−T(Xp)を加算器33に出力する。
署名回路1の加算器33は、逆量子化器32から出力された予測誤差T(X)−T(Xp)とスイッチ23から出力された参照画像信号Xpの周波数領域の信号T(Xp)を加算して、その加算信号T(X)を量子化器13に出力する。
量子化器13から変調器16に至る処理内容は、上記実施の形態1と同様であるため説明を省略する。When the
When receiving the quantization index Y from the
The adder 33 of the
Since the processing contents from the
符号化器2の修正回路34は、量子化器31から量子化インデックスYを受け、かつ、変調器16から変調結果Ywを受けると、上記実施の形態1の量子化器17と同様に、その変調結果Ywに応じて量子化器31から出力された量子化インデックスYを修正する。
即ち、修正回路34は、下記の式(16)が成立する条件の下で、式(17)のdが最小となる量子化インデックスYを出力する。
Qw(Qc−1(Y)+T(Xp))=Yw (16)
d=|Qc−1(Y)−(T(X)−T(Xp))| (17)When the
That is, the
Qw (Qc- 1 (Y) + T (Xp)) = Yw (16)
d = | Qc −1 (Y) − (T (X) −T (Xp)) | (17)
動画像の符号化では、雑音を抑圧するため、値の小さな予測誤差信号を粗く量子化するが、この実施の形態2では、復号された画像信号から認証子Wを生成するので、符号化における雑音抑圧機能を阻害することなく、見かけ上、雑音の少ない符号化画像を得ることができる効果を奏する。 In encoding a moving image, a prediction error signal having a small value is roughly quantized in order to suppress noise. In the second embodiment, an authenticator W is generated from the decoded image signal. There is an effect that an encoded image with apparently little noise can be obtained without impeding the noise suppression function.
実施の形態3.
図5はこの発明の実施の形態3による認証処理装置を示す構成図であり、図において、係数取得部41は例えば図1や図4の電子透かし装置により認証子が埋め込まれた符号化信号を受けると、その符号化信号の変換係数を取得する。
量子化器42は係数取得部41により取得された変換係数を量子化して量子化インデックスを認証子演算回路43及び認証子検出器44に出力する。なお、係数取得部41及び量子化器42から量子化手段が構成されている。
FIG. 5 is a block diagram showing an authentication processing apparatus according to
The
認証子演算回路43は量子化器42より出力された量子化インデックスから認証子を演算する。なお、認証子演算回路43は認証子演算手段を構成している。
認証子検出器44は量子化器42より出力された量子化インデックスに埋め込まれている認証子を検出する。なお、認証子検出器44は認証子検出手段を構成している。
比較器45は認証子検出器44により検出された認証子と認証子演算回路43により演算された認証子を比較し、両者が一致する場合には画像の真正性が保たれていると認定し、一致しない場合には画像の真正性が失われていると認定する。なお、比較器45は比較手段を構成している。The
The
The
図6は係数取得部41の内部を示す構成図であり、図において、逆量子化器51は符号化信号である量子化インデックスを復号して、予測誤差の変換係数を復元する。
加算器52は係数取得部41により復元された予測誤差の変換係数と変換器55により変換された参照画像の変換係数を加算し、その加算結果を符号化信号の変換係数として出力する。
逆変換器53は加算器52より出力された変換係数から時間領域の画像信号を復号し、その画像信号を記憶回路54に格納する
変換器55は記憶回路54に格納されている画像信号を参照画像の変換係数に変換し、その変換係数を加算器52に出力する。FIG. 6 is a block diagram showing the inside of the
The
The
次に動作について説明する。
係数取得部41は、例えば図1や図4の電子透かし装置により認証子が埋め込まれた符号化信号を受けると、その符号化信号の変換係数を取得する。
なお、入力された信号が、変換係数が符号化されている信号系列である場合には、その信号系列から該当する部分を抽出すればよいが、入力された信号が、時間領域に復号された画像である場合には、係数取得部41が入力画像を周波数領域に変換する変換器56(図7を参照)を用いて、変換係数を取得すればよい。Next, the operation will be described.
For example, when the
If the input signal is a signal sequence in which transform coefficients are encoded, the corresponding part may be extracted from the signal sequence, but the input signal is decoded in the time domain. In the case of an image, the
量子化器42は、係数取得部41が変換係数を取得すると、その変換係数を量子化して量子化インデックスを認証子演算回路43及び認証子検出器44に出力する。
認証子演算回路43は、量子化器42から量子化インデックスを受けると、その量子化インデックスから認証子を演算する。
ただし、その量子化インデックスには電子透かしが埋め込まれている場合があるので、この電子透かしが埋め込まれている部分は認証子の計算に用いない。例えば、上記実施の形態1で述べた方法によって、電子透かしが埋め込まれている場合、電子透かしが埋め込まれたブロックの最後の量子化インデックスは0として認証子を計算する。When the
When receiving the quantization index from the
However, since the digital watermark may be embedded in the quantization index, the portion in which the digital watermark is embedded is not used for calculating the authenticator. For example, when a digital watermark is embedded by the method described in
認証子検出器44は、量子化器42から量子化インデックスを受けると、その量子化インデックスに埋め込まれている認証子を検出する。
例えば、上記実施の形態1で述べた方法によって、電子透かしが埋め込まれている場合、その電子透かしが埋め込まれたブロックの最後の量子化インデックスの値から認証子を復元する。When the
For example, if a digital watermark is embedded by the method described in
比較器45は、認証子検出器44が認証子を検出し、認証子演算回路43が認証子を演算すると、双方の認証子を比較し、両者が一致する場合には画像の真正性が保たれていると認定する。一方、一致しない場合には画像の真正性が失われていると認定する。
When the
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、入力画像に依存して認証子を計算するように構成したので、符号化された信号系列からだけでなく、それを復号した画像からも、その真正性を証明することができる効果を奏する。 As apparent from the above, according to the third embodiment, since the authentication code is calculated depending on the input image, not only from the encoded signal sequence, but also from the decoded image. Also has the effect of being able to prove its authenticity.
実施の形態4.
図8はこの発明の実施の形態4による復号処理装置を示す構成図であり、図において、復号回路61は例えば図1や図4の電子透かし装置により認証子が埋め込まれた信号系列を受けると、その信号系列を時間領域の信号に復号する。なお、復号回路61は復号手段を構成している。
係数取得回路62は認証子が埋め込まれた信号系列を受けると、その信号系列から認証子の計算に用いられた変換係数を復元する。
量子化器63は認証子の計算に用いられたものと同じ特性で、係数取得回路62により復元された変換係数を量子化する。なお、係数取得回路62及び量子化器63から量子化手段が構成されている。
補正回路64は量子化器63により量子化された変換係数に応じて復号回路61の復号結果を補正する。なお、補正回路64は補正手段を構成している。Embodiment 4 FIG.
FIG. 8 is a block diagram showing a decryption processing apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the
When the
The
The
図9は復号回路61の内部を示す構成図であり、図において、逆量子化器71は認証子が埋め込まれた信号系列である予測誤差の量子化インデックスを受けると、その量子化インデックスから予測誤差の信号値を復元する。
加算器72は逆量子化器71により復元された予測誤差の信号値と参照画像の信号値を加算して、復号画像の変換係数を出力する。FIG. 9 is a block diagram showing the inside of the
An
逆変換器73は加算器72から出力された復号画像の変換係数を時間領域の画像信号に変換する。したがって、逆変換器73の出力は時間領域で表現された画像信号であり、逆変換器73の出力は一般に実数であるので、四捨五入などによる整数化が施される。また、その結果が規定の数値の範囲を超えた場合には、それを規定の範囲に修正するクリッピングが行われる。逆変換器73の出力は、補正回路64で必要に応じて補正され、認証子を保有した画像信号となる。
記憶回路74は逆変換器73により変換された時間領域の画像信号を記憶する。
変換器75は記憶回路74により記憶された時間領域の画像信号を参照画像の信号値に変換する。The
The
The
次に動作について説明する。
復号回路61は、例えば図1や図4の電子透かし装置により認証子が埋め込まれた信号系列を受けると、一定の規則にしたがって、その信号系列を時間領域の信号に復号する。
一方、係数取得回路62は、その認証子が埋め込まれた信号系列を受けると、その信号系列から認証子の計算に用いられた変換係数を復元する。ただし、図9に示すように、復号回路61の加算器72が変換係数を復元して量子化器63に出力する場合には、係数取得回路62は不要である。Next, the operation will be described.
When receiving the signal sequence in which the authenticator is embedded by the digital watermarking device of FIGS. 1 and 4, for example, the
On the other hand, when the
量子化器63は、電子透かし装置において、認証子の計算に用いられたものと同じ特性で、係数取得回路62により復元された変換係数を量子化する。
量子化器63により量子化された変換係数Ywは、復号回路61の復号結果を補正する目標として、補正回路64に与えられる。The
The transform coefficient Yw quantized by the
補正回路64は、量子化器63から量子化された変換係数Ywを受けると、その変換係数Ywに応じて復号回路61の復号結果を補正する。
即ち、補正回路64は、復号回路61から出力される画像信号の整数ベクトルX(復号結果)を受けると、この画像信号を変換して量子化したときに、その画像信号が変換係数Ywと一致するように画像信号の整数ベクトルXを修正する。この修正が必要な理由は、復号の過程で整数化やクリッピングの処理が含まれると、その処理で生じる誤差によって、電子透かしとして埋め込まれた認証子の情報が消失する場合があるからである。When receiving the quantized transform coefficient Yw from the
That is, when the
図10は補正回路64の処理内容を示すフローチャートである。
以下、図10を参照して、補正回路64の処理内容を具体的に説明する。
補正回路64は、画像信号の整数ベクトルXが下記の式(18)の条件を満たすか否かを判定する(ステップST11)。
Qw(T(X))=Yw (18)
ここで、T()は変換を表す演算子であり、Qw()は認証子の計算に用いられたものと同一特性の量子化を行う演算子である。FIG. 10 is a flowchart showing the processing contents of the
Hereinafter, the processing content of the
The
Qw (T (X)) = Yw (18)
Here, T () is an operator representing transformation, and Qw () is an operator that performs quantization with the same characteristics as those used in the calculation of the authenticator.
補正回路64は、式(18)が成立する場合(ステップST11)、ベクトルXが認証子の情報を保有するので、修正処理を終了する。
しかし、式(18)が成立しない場合(ステップST11)、ベクトルXの補正を実施する(ステップST12)。
ベクトルXの補正は、変換係数Ywを復元した実数ベクトルをXwとするとき、ベクトルXの成分の中で、実数ベクトルXwから最も遠い成分を1だけ、実数ベクトルXwに近づけることによって行われる。ここで、実数ベクトルXwは次式で与えられる。
Xw=T−1(Qw−1(Yw)) (19)
量子化Qwについて、式(12)が成り立つとき、実数ベクトルXwに最も近い整数ベクトルは必ず認証子の情報を保有することを証明できるから、ベクトルXの修正を繰り返すことによって、式(18)を満たす整数ベクトルXを必ず見つけることができる。When the equation (18) is satisfied (step ST11), the
However, when Expression (18) is not satisfied (step ST11), the vector X is corrected (step ST12).
The correction of the vector X is performed by bringing the component farthest from the real vector Xw by 1 closer to the real vector Xw among the components of the vector X, where Xw is the real vector from which the transform coefficient Yw is restored. Here, the real vector Xw is given by the following equation.
Xw = T −1 (Qw −1 (Yw)) (19)
For the quantized Qw, when equation (12) holds, it can be proved that the integer vector closest to the real vector Xw always holds the authenticator information. Therefore, by repeating the correction of the vector X, equation (18) can be obtained. An integer vector X that satisfies can always be found.
以上で明らかなように、この実施の形態4によれば、入力画像に依存して認証子を計算するように構成したので、復号された画像信号に認証子を継承することができる効果を奏する。また、復号ベクトルが認証子を保有するように補正するので、特に、時間領域の信号に復号された画像に認証子を継承することができる効果を奏する。 As apparent from the above, according to the fourth embodiment, since the authentication code is calculated depending on the input image, there is an effect that the authentication code can be inherited in the decoded image signal. . In addition, since the decryption vector is corrected so as to have an authenticator, an effect that the authenticator can be inherited in an image decoded into a time domain signal is obtained.
実施の形態5.
図11はこの発明の実施の形態5による再量子化装置を示す構成図であり、図において、係数取得回路81は例えば図1や図4の電子透かし装置により認証子が埋め込まれた画像信号を受けると、その画像信号から認証子の計算に用いられた変換係数を復元する。なお、係数取得回路81は変換係数取得手段を構成している。
量子化器82は認証子の計算に用いられたものと同じ特性で、係数取得回路81により取得された変換係数を量子化する。なお、量子化器82は第1の量子化手段を構成している。
量子化器83は量子化器82の量子化結果に応じて係数取得回路81により取得された変換係数を量子化する。なお、量子化器83は第2の量子化手段を構成している。
FIG. 11 is a block diagram showing a requantization apparatus according to
The
The
図12は係数取得回路81の内部を示す構成図であり、図において、逆量子化器91は認証子が埋め込まれた信号系列である予測誤差の量子化インデックスを受けると、その量子化インデックスから予測誤差の信号値を復元する。
加算器92は逆量子化器91により復元された予測誤差の信号値と参照画像の信号値を加算して、復号画像の変換係数を出力する。FIG. 12 is a block diagram showing the inside of the
The
逆変換器93は加算器92から出力された復号画像の変換係数を時間領域の画像信号に変換する。
記憶回路94は逆変換器93により変換された時間領域の画像信号を記憶する。
変換器95は記憶回路94により記憶された時間領域の画像信号を参照画像の信号値に変換する。The
The
The
次に動作について説明する。
係数取得回路81は、例えば図1や図4の電子透かし装置により認証子が埋め込まれた画像信号を受けると、その画像信号から認証子の計算に用いられた変換係数を復元する。
ただし、入力される画像信号は、符号化された信号系列でもよいし、復号された時間領域の信号でもよい。Next, the operation will be described.
For example, when the
However, the input image signal may be an encoded signal sequence or a decoded time domain signal.
量子化器82は、係数取得回路81から変換係数を受けると、電子透かし装置により認証子の計算に用いられたものと同じ特性で、係数取得回路81により取得された変換係数を量子化する。
量子化器83は、量子化器82により量子化された変換係数Ywを受けると、その変換係数Ywが係数取得回路81により取得された変換係数に保存されるように、その変換係数を量子化する。
即ち、量子化器83は、例えば、下記の式(20)の条件の下で、式(21)のdが最小となるベクトルYを出力するように、係数取得回路81により取得された変換係数を量子化する。
Qw(Qc−1(Y))=Yw (20)
d=|Qc−1(Y)−T(X)| (21)When the
When the
That is, for example, the
Qw (Qc −1 (Y)) = Yw (20)
d = | Qc −1 (Y) −T (X) | (21)
以上で明らかなように、この実施の形態5によれば、入力画像に依存して認証子を計算するように構成したので、再符号化した信号系列に認証子を継承することができる効果を奏する。このことは、例えば、MPEGなどで符号化された動画像の一部のフレームを静止画像としてJPEGなどで再符号化する場合などに有用である。 As apparent from the above, according to the fifth embodiment, since the authentication code is calculated depending on the input image, it is possible to inherit the authentication code to the re-encoded signal sequence. Play. This is useful when, for example, a part of a frame of a moving image encoded by MPEG or the like is re-encoded by JPEG or the like as a still image.
上記実施の形態1〜5では、入力信号が画像信号であるものについて示したが、音声信号などのマルチメディアデータに広く適用することができる。 In the first to fifth embodiments, the input signal is an image signal. However, the present invention can be widely applied to multimedia data such as an audio signal.
以上のように、この発明に係る電子透かし装置は、マルチメディアデータが復号されても、その認証機能が失われることがないように電子透かしをマルチメディアデータに埋め込む必要があるものなどに適している。 As described above, the digital watermark device according to the present invention is suitable for a device that needs to embed a digital watermark in the multimedia data so that the authentication function is not lost even if the multimedia data is decoded. Yes.
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