TW559743B - Apparatus and method for embedding watermark into original information, transmitting watermarked information, and reconstructing the watermark - Google Patents

Description

559743 五、發明說明（i) 發明所屬技術領域 本發明係關於一種水標，特別關於一種用以嵌入一水標 於原始資訊、傳送上述水標資訊以及重建上述水標之裝置 與方法。 習知的技術 隨著以網路為基礎之通信科技之發展，愈來愈常以數位 形式儲存或傳送多媒體資訊。當拷貝數位資訊時，要分辨 所拷貝之數位資訊與原始數位資訊幾乎是不可能的。因 此，將識別資訊（以下稱之為π水標π)嵌入原始資訊以作為 一種主張擁有原始資訊之權利之方法。大部份使用原始資 訊之著作權資訊、著作權擁有者之簽名或商標作為水標。 若嵌入原始資訊之數據之大小增加，則上述水標資訊較經 得起外部的攻擊但同時上述水標資訊之品質降低。若嵌入 於原始資訊之數據之大小減少，則結果恰好相反。也就是 說，必須在水標之大小與水標資訊之品質之間有所取捨。 當嵌入文字數據作為水標時，由於文字數據通常占用少於 1 0 0位元，因此不會有問題。然而，當嵌入影像數據作為 水標時，即使以相對較小之一 3 2 X 3 2像素（p i X e 1 s )二進位 影像為例也需要嵌入1 0 2 4位元，因此降低了原始資訊之品 質。然而，因為影像數據比文字數據容易辨識且具親和 力，所以嵌入水標影像之需求已經增加。 於先前技藝中，已經揭露許多嵌入水標之方法。然而，

9984pif.ptd 第5頁 559743 五、發明說明（2) 所有上述方法主要是關於在何處及以何種方式將水標數據 欲入原始資訊。 解決問題的手段 為解決上述問題，本發明之第一目的為提供一種用以嵌 入一水標於原始資訊、傳送上述水標資訊以及重建上述水 標之裝置與方法，其中明顯地減少所嵌入之數據之大小。 本發明之第二目的為提供一種用以嵌入一水標於原始資 訊、傳送上述水標資訊以及重建上述水標之裝置與方法， 其中明顯地減少所嵌入之數據之大小並且上述水標較經得 起攻擊。 本發明之第三目的為提供一種用以嵌入一水標於原始資 訊、傳送上述水標資訊以及重建上述水標之裝置與方法， 其中上述水標易於在目的地重建。 因此，為達成上述目的，根據本發明之一觀點，在此提 供一種用以嵌入一水標於原始資訊之方法。上述方法包 括：（a )將構成上述水標之複數個分量之一預定數目分量 嵌入上述原始資訊；以及（b )利用其餘分量作為重建上述 水標之鍮匙。 較佳情況是上述步驟（a )包括（a 1)分解上述水標成為複 數個分量，並且步驟（a 1 )包括分解上述水標影像成為顏色 分量、位置分量以及尺寸分量。 較佳情況也是上述分解步驟包括（a 1 1 )藉由分割上述水 標影像成為具有相同顏色分量之區域而獲得複數個子區塊

9984pif.ptd 第6頁 559743 五、發明說明（3) (sub blocks); (al2)產生用以表示所獲得之子區塊之顏 色分量之一位元流（bit stream);以及（al3)敌入所產生 之位元流於上述原始資訊。 較佳情況也是上述步驟（a 1 1 )包括分割上述水標影像成 為至少一個二進位影像，以及藉由分割所獲得之二進位影 像成為其顏色分量以一相同位元值表示之區域而獲得複數 個子區塊。 為達成上述目的，根據本發明之另一觀點，在此提供一 種用以嵌入一水標影像於原始資訊之方法。上述方法包 括：（a)修改上述水標影像並同時改變區域之大小，而若 存在一個其顏色分量以一相同位元值表示之區域，則取出 上述區域作為一子區塊；（b)產生用以表示上述所取出子 區塊之顏色分量之一位元流；以及（c)嵌入所產生之位元 流於上述原始資訊。 較佳情況是上述步驟（a )包括（a 1)分割上述水標影像成 為至少一個二進位影像；（a 2 )修改上述水標影像並同時改 變區域之大小，而若存在一個其顏色分量以一相同位元值 表示之區域，則取出上述區域作為一子區塊；以及（a 3 )對 於其餘二進位影像重複步驟（a 2 )。 較佳情況也是上述步驟（b)包括藉由排列與以大小排列 之子區塊相對應之位元值而產生用以表示上述顏色分量之 一位元流。 為達成上述目的，根據仍為本發明之另一觀點，在此提 供一種用以嵌入一水標於原始資訊並傳送上述原始資訊之

9984pif.ptd 第7頁 559743 五、發明說明（4) 方法。上述方法包括：（b )將構成上述水標之複數個分量 之僅一預定數目分量嵌入上述原始資訊並傳送上述原始資 訊；以及（c )傳送其餘分量作為重建上述水標所需之鑰 匙。 較佳情況是上述方法在步驟（b )之前更包括（a )分解上述 水標成為複數個分量。 為達成上述目的，根據仍為本發明之另一觀點，在此提 供一種用以重建一水標之方法。上述方法包括：（a)由原 始資訊取出構成上述水標之複數個分量之一預定數目分 量；以及（b )藉由組合所接收作為鑰匙之其餘分量而重建 上述水標。 較佳情況是上述步驟（a )包括（a 1)由一水標原始資訊取 出用以表示上述水標之顏色分量之一位元流。 較佳情況也是上述步驟（b )包括（b 1)接收上述水標之位置 及尺寸分量作為鑰匙，並且藉由組合上述鑰匙及上述顏色 分量而重建上述水標。 為達成上述目的，根據仍為本發明之另一觀點，在此提 供一種用以嵌入一水標於原始資訊之裝置。上述裝置包括 一分解水標之單元，用以分解上述水標成為複數個分量； 一嵌入水標之單元，用以嵌入由上述分解水標之單元所獲 得之複數個分量之一預定數目分量；以及一產生鑰匙之單 元，用以輸出由上述分解水標之單元所獲得之複數個分量 之其餘分量作為重建上述水標之鑰匙。 較佳情況是上述分解水標之單元藉由分割上述水標影像

9984pif.ptd 第8頁 559743 五、發明說明（5) 成為具有相同顏色分量之區域而獲得複數個子區塊並且產 生用以表示上述所獲得之子區塊之顏色分量之一位元流， 而上述欲入水標之單元將由上述分解水標之單元所產生之 上述位元流嵌入上述原始資訊。 為讓本發明之上述目的和優點能更明顯易懂，下文特舉 其較佳實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下： 圖式之標記說明： 1 0嵌入水標之裝置 1 1分解水標之單元 12產生鑰匙之單元 1 3嵌入水標之單元 2 〇儲存單元 3 0伺服器 5 0外部系統 較佳實施例之詳細說明 參照第1圖，如本發明之一較佳實施例所述之嵌入水標 之裝置1 0接收原始資訊及一水標，嵌入構成上述水標之數 據之部份於上述原始資訊，並且輸出水標資訊及一鑰匙。 嵌入水標之裝置10是由分解水標之單元11、產生鑰匙之單 元1 2以及嵌入水標之單元1 3所形成。 分解水標之單元1 1分解一水標成為複數個分量。水標可 能以許多表示方法之中一種來表示。例如，若根據一預定 加密演算法來加密水標數據，則分解上述水標成為一數據

9984pif.ptd 第9頁 559743 五、發明說明（6) 分量及一输 給每一頻帶 量化數據分 標是語音信 濾、波器（s p e 水標成為共 是視頻或音 分量。也就 或更多個稍 所輸入之水 水標影像成 水標影像是 為複數個二 施例中，分 及尺寸分量 產生鑰匙 由水標資訊 一水標所需 存其餘分量 量當中除了 量’作為重 像時，傳送 端。 嵌入水標 匙分量。若水標是視頻或音頻 之量化位元數來量化，則可分 f且根據指定 量及上述指定給每一頻帶之量化述水標成為 號’則可分解上述水標成為激勵源：f。若水 ctral shaping fUter)。此=源及頻譜整形 振，頻（f0rmant)及包絡（enveiM 7分解上述 ”據，可分解上述水標成為頻若水標 疋况，分解水標之單元i i分解j ^刀篁及系數 以重建上述水標之分rm ^ =疋一個二進位影像時，則先鏟A ，田 為至少一個二進位影像，先轉換上述 彩色影像時，則先以顏κ 1°例如，當 進位影像，再分解每1個二^述水標影像成 解二進位水標影像成為顏I分=影f。於本實 。 ~级巴刀1、位置分量以 =單元12產生一驗證 取出一水標所雹夕私=心上迹驗證鑰匙指示 之數據。於本實施例f或^所取出的數據重建 ，亦即由分解水掉」單:^生鑰匙之單元12儲 已經嵌入上述原始次:7011所獲得之複數個分 建上述水標< 一^外的其餘分 其餘分量至一個^ ^或者當傳送上述水標影 、上述水標資訊分離之目的地 之早元1 3將分艇★ 良k之單元1 1所產生之複數個

559743 五、發明說明（7) 分量之部份嵌入上述原始資訊。上述原始資訊通常是影像 (靜態影像與動態影像兩者）或聲音（包括語音信號）。嵌入 水標於原始資訊之方法可於許多方式之中選擇其中一種。 可使用任一種先前技藝嵌入水標之方法。例如，於某一方 法中，在上述原始資訊經由離散餘弦轉換（D i s c r e t e

Cosine Transform，DCT)、快速傅立葉轉換（Faster Fourier Transform，FFT)或離散小波轉換（Discrete

Wavelet Transform，DWT)而轉換成頻域數據之後，可嵌 入水標於人類眼力不易察覺之部份。此外，當嵌入水標 時，可指定至少一個比例系數（s c a 1 i n g f a c t 〇 r )。上述比 例系數是一個用以權衡水標之堅固性與水標影像之影像口口 質之系數。當已指定上述比例系數時，上述比例系數之值 可能彼此相異。然而’因為於目的地端應完整地重建上述 水標，所以最好不要使用利用損失壓縮（1〇ssy compression)之嵌入方法。同樣地，由於考慮到攻擊所導 ΐ的：r㈣η好不要使用會導致錯誤傳播之壓縮方 法，例如k動長度（run—length)法。 第2圖是一個附加於第1 _ 山 $水$肩&眘π > #第圖肷水標之裝置並且儲存或 傳送水軚原始貝汛之裝置結構之示意圖。 參照第2圖，上述傳送士播 > 站。固 服器30。儲存單元2〇儲存麻^震置包括儲存單元20及伺 述鑰匙。儲存單元20可处據本發明標示水標之資訊及上 儲存單元及一個用以儲=:個，以儲存水標資訊之一般 服器3 0經由網路傳送上、f ” ^之安全儲存單元來實現。伺 寻^上迷水標資訊及鑰匙至另一系統5〇。

559743 五、發明說明（8) 上述網路可能是一個區域網路（L A N )或一個有如網際網路 之廣域網路（W A N )或可能兩者皆包括。系統5 0可利用所接 收之输匙由上述水標資訊取出並重建上述水標。此外，利 用一顯示裝置（圖中未顯示）及/或一列印裝置（圖中未顯 示），系統5 0可顯示或列印上述水標資訊及所重建之水 標。 第3圖及第4圖是繪示如本發明所述之分解一水標之程序 之參考圖。 參照第3圖，分解水標之單元1 1分解上述水標成為Μ個分 量（在此Μ是一整數）。於Μ個分量之中，將m個分量（m是一 個小於Μ的整數）之A嵌入上述原始資訊作為水標，而（Μ - m ) 個分量之B則用作鍮匙。 參照第4圖，如本發明之一較佳實施例所述，分解水標 影像成為顏色分量、位置分量以及尺寸分量。然後嵌入上 述顏色分量於上述原始資訊，並且利用上述位置分量及尺 寸分量作為鑰匙。 第5 A圖及第5 B圖是繪示如本發明之一較佳實施例所述之 分解一水標影像之程序之參考圖。 如上所述，分解水標之單元1 1分割一水標影像成為二進 位影像並且分解上述二進位影像。參照第5 A圖，二進位影 像是以參考數字1至4所代表之4個區域來表示。有陰影的 部份表示位元’ 0 ’ ，而無陰影的部份表示位元’ 1 ’ 。因為區 域3及4具有相同顏色分量，亦即以相同位元表示之顏色分 量，所以取出區域3及4作為子區塊W( 0 )。其次，取出區域

9984pif.ptd 第12頁 559743 五、發明說明（9) 1作為子區塊W ( 1 )。然後，於區域2中，取出其顏色分量以 相同位元表示之區域2-1及2-3作為子區塊W (2)。於其餘區 域中，取出其顏色分量以相同位元表示之區域2 - 4作為子 區塊W( 3)。然後，分別取出區域2-2-1 、2-2-2、2-2-3以 及2-2-4作為子區塊W(4)、W(5)、W(6)以及W(7)。若依取 出順序排列對應於子區塊之位元，則獲得一位元流 ’ 1 0 0 1 0 1 0 1 ’ 。也就是說，’ 1 0 0 1 0 1 0 1 ’是用以表示顏色分量 之一位元流。 參照第5 B圖，圖中顯示由第5 A圖之分解上述水標影像程 序所獲得之上述尺寸及位置分量。一矩形之尺寸表示一對 應子區塊之尺寸分量5而標示於上述矩形之參考數字表示 對應子區塊之位置分量。上述尺寸及位置分量可用許多方 式表不。 第6圖是繪示於另一系統重建一水標之程序之參考圖。 參照第6圖，系統5 0由上述水標影像取出表示上述顏色分 量之位元流’ 1 0 0 1 0 1 0 1 ’，然後藉由組合所接收作為鑰匙之 上述尺寸及位置分量而重建上述水標。 根據上述結構，現在將說明如本發明之一較佳實施例所 述之嵌入及傳送水標之方法。 第7圖是用以說明如本發明所述之嵌入水標之方法之流 程圖。 參照第7圖，於步驟7 0 1嵌入水標之裝置將構成一水標之 複數個分量之部份嵌入原始資訊並且於步驟7 0 2使用其餘 分量作為重建上述水標之鑰匙。在此，使用上述分量作為

9984pif.ptd 第13頁 559743 五、發明說明（ίο) 鑰匙意指當傳送於步驟7 0 1所獲得之上述水標資訊至一目 的地時儲存上述作為鑰匙之分量或傳送上述作為鑰匙之分 量 ° 第8圖是用以說明如本發明之一較佳實施例所述之嵌入 水標之方法之流程圖。 參照第8圖，於步驟8 0 1嵌入水標之裝置將上述水標影像 分割為複數個具有相同顏色分量之子區塊並且於步驟8 0 2 產生用以表示所獲得之上述子區塊之顏色分量之一位元 流。更特別地，當構成上述水標影像之二進位影像之像素 數目是XxY = (x，y)時，上述嵌入水標之裝置將構成一子區 塊之像素數目設為（X，y )且初始化一 k值為’ 0 ’ 。其次，上 述嵌入水標之裝置搜尋上述二進位影像之全部區域，而若 存在一個以一相同位元值表示且與起初設定之子區塊大小 相同之區域，則取出上述區域作為一子區塊W ( k )。若所取 出之子區塊之所有位元皆為’ Γ則W ( k )為1 ，而若皆為’ 0 ’ 則W ( k )為0。若上述子區塊被取出則將k值加1。藉由改變 子區塊之尺寸為（x/2，y)及（x，y/2)，上述嵌入水標之裝置 將再次搜尋及修改上述水標影像。此時，將不會搜尋已經 取出之子區塊。藉由將寬度或長度的像素數目減半，而重 複執行搜尋及修改以取出相對應之子區塊直到（X，y )=( 1， 1 )為止。若依子區塊大小排列由每一子區塊所得之位元， 則產生一位元流。 於步驟8 0 3上述嵌入水標之裝置嵌入所產生之位元流於 上述原始資訊。可使用一種合適的先前技藝嵌入水標之方

9984pif.ptd 第14頁 559743 五、發明說明（11) 法作為一種嵌入上述位元流於上述原始資訊之方法。此 外，藉由給予位元不同的比例系數可欲入位元。將較大的 比例系數給予較重要的分量，而同時較小的比例系數給予 較不重要的分量。例如，指定較大的比例系數給具有相對 較大尺寸的子區塊之位元，而同時指定較小的比例系數給 具有相對較小尺寸的子區塊之位元。此際，於步驟8 0 4利 用子區塊之尺寸及位置分量作為鑰匙。 第9圖是用以說明如本發明之另一較佳實施例所述之傳 送水標之方法之流程圖。 參照第9圖，於步驟9 0 1上述傳送水標之裝置分割上述水 標影像為複數個具有相同顏色分量之子區塊並且於步驟 9 0 2產生用以表示對應於以大小排列之子區塊之顏色分量 之一位元流。這些步驟與第8圖之步驟8 0 1及步驟8 0 2相 同。此外，於步驟9 0 3將具有較大值之比例系數給予相對 較大之子區塊。其次，於步驟9 0 4上述傳送水標之裝置嵌 入已經指定比例系數之一位元流於上述原始影像並傳送上 述原始影像至另一系統5 0。上述原始影像包括靜態影像及 動態影像兩者。同樣地，可使用一種合適的先前技藝方法 作為一種嵌入上述位元流於上述原始影像之方法。此外， 藉由給予位元不同的比例系數可嵌入位元。將較大的比例 系數給予較重要的分量，而同時較小的比例系數給予較不 重要的分量。例如，指定較大的比例系數給具有相對較大 尺寸的子區塊之位元，而同時指定較小的比例系數給具有 相對較小尺寸的子區塊之位元。此際，於步驟9 0 5依子區

9984pif.ptd 第15頁 559743 五、發明說明（12) 塊大小排列上述尺寸及位置分量，然後作為鑰匙傳送至另 一系統5 0 。 第1 0圖是用以說明一種重建水標之方法之流程圖。 參照第1 0圖，於步驟1 0 0 1系統5 0經由網路接收上述水標 影像及鑰匙並且於步驟1 0 0 2由上述水標影像取出用以表示 上述子區塊之顏色分量之位元流。此際，於步驟1 0 0 3系統 50由所接收之鑰匙取出上述子區塊之尺寸及位置分量。根 據於步驟1 0 0 2所取出之位元流及於步驟1 0 0 3所取出之尺寸 分量，可重建具有相對應之尺寸及位元值之子區塊。最 後，於步驟1 0 0 4參照上述位置分量，藉由重新排列所重建 之子區塊而重建上述水標影像。 根據本發明如上所述，為了重建上述水標影像，所以所 嵌入之分量及鑰匙應該要精確。上述精確性確保嵌入及傳 送水標之方法及裝置之堅固性。例如，若接收其他水標影 像之位置及尺寸資訊作為鑰匙，則子區塊之數目不符合因 而無法重建上述水標影像。即使當以嵌入上述水標之一演 算法取出用以表示所嵌入之分量之一位元流時，但若不知 道子區塊之尺寸及位置分量，則依然無法正確地重建上述 水標影像。即使鑰匙被破解，但若不知道所嵌入之顏色分 量，則依然無法填補子區塊之位元因此不可能重建。 以下是執行如本發明所述之嵌入水標之裝置之實驗結 果。首先，上述用於實驗之裝置使用一種將一原始影像作 DWT轉換之方法以獲得DWT系數，然後若欲嵌入之一位元流 之位元值為’（Γ則以一臨界值T 1取代相對應之系數，而若

9984pif.ptd 第16頁 559743 五、發明說明（13) 上述位元值為’ 1 ’則以一臨界值T 2取代相對應之系數。決 定T 1與T 2之間距離之系數即為比例系數。可用許多種方 式決定上述比例系數。本實驗使用由S a n g 一 w 〇 〇 k K e e m、

Sang-Heum Oh、Yong-Jun Ryu 以及Keyn-Young Lee 所揭露 於韓國電子工程學會2 001年夏季研討會公告之第24卷第i 號第7 7至8 0頁之名為’’根據D W T之一種堅固的數位水標標示 方法’’之方法，其中a是比例系數，而若〇 · 8 $ α S 1則△ α = 0·2;若 0·45‘α$0.6 則 Δα=〇·ΐ5;且若 0·1$α$0·3 則△ α = 0 · 1 〇 第1 1圖繪示用於實驗之水標影像之實例。參照第1 1圖， (a)n DM LAB'1需要128x128位元/像素，（b)’’三星’’需要 150x39位元/像素，以及（c)n簽名，，需要64义64位元/像素。 第1 2圖是用以比較由第1 1圖之測試影像所取出如本發明 所述之顏色分量之位元流之表格。參昭第1 2圖，圖中顯示 了 U)"DM LAB”能夠以1167個位元‘表矛第，比0起先S前中技 所使用之1 6 3 8 4個位元減少了百分之9 〇。（ b )"三星π能夠以 減少百分之8 7之位元數來表示，而（c ) ”簽名”能夠以減少 百分之85之位元數來表示。 第1 3圖繪示用於實驗之原始影像。參照第1 3圖， (a)n Lenna" 、（b)n 狒狒π 及（〇〇” camman” 之任一個都需要 256x256個像素。 第1 4圖是根據本發明所得之水標影像之影像品質與根據 先前技藝所得之影像之影像品質之比較圖。根據由

Sang-Wook Keem 、Sang-Heum 〇h 、Y〇ng-jun Ryu 以及

9984pi f.ptd 第17頁 559743 五、發明說明（14)

Keyn-Young Lee於韓國電子工程學會2〇〇1年夏季研討會公 告之第24卷第1號第77至80頁所說明之名為”根據DWT之一 種堅固的數位水標標示方法，，之方法，上述水標被嵌入三 -人。然而，因為不可能不壓縮而三次嵌入有如，，D μ l a Βπ之 具有大量數據之水標影像，所以僅嵌入上述水標影像一 次0 、， e ί f ΐ如本發明之方法所述喪入上述水標影像 時影像品質至$改善8分貝且至多改善5. 63分貝。在 此，PSNR思指讀取信號雜訊比（pick Signal

Ratio) 〇 第1 5圖是繪示如本發明所述之一個水標影像之堅固性之 圖表。 參照第15圖，在嵌入” DM LAB"於，，狒狒，，並且壓 藉由將壓縮比由百分之10轉變至百分之9〇而執行】？“壓 縮。結果’根據本發明之方法出現百分之2 · 3 3的鈣土 : 1 6 3 8 4個位元當中的381個位元），而根據先前技之 出現百二分之2 2 · 8 6的錯誤（i 6 3 8 4個位元當中的3 7 4 ^個位/ 元）。這顯示了本發明之錯誤產生比例較先前技藝降低十 個水標影像之濾波堅固 第1 6圖是繪示如本發明所述之 性之參考圖。 —參照第1—6圖，在嵌入，，三星”於，，Camman，，並且執 縮之後，實驗” Stirmark攻擊，，濾波之堅固性，其纟士 示：（a)顯示一個在通過高斯濾波器（Gaussian 之

9984pi f.ptd 第18頁 559743 五、發明說明（15) 後所取出的水標影像；（b)顯示一個在通過2x2中通濾波器 (m e d i a n f i 1 t e r )之後所取出的水標影像；（c )顯示一個在 通過3x3中通渡波器（median filter)之後所取出的水標影 像；以及（d )顯示一個當強化上述3χ 3水標影像之邊緣時所 取出的水標影像。所有圖形皆顯示超過百分之9 5之重建比 例。 第1 7圖是％示如本發明所述之一個水標影像之裁剪堅固 性之參考圖。 參照第17圖，（a)顯示一個裁剪之” Lenna” ，而（b)則顯 示由（a )所重建之水標影像”簽名”。不管此裁剪攻擊，”簽 名”顯示了超過百分之9 7之重建比例之堅固性。 第1 8圖是繪示如本發明所述之一個水標影像之扭曲堅固性 之參考圖。 參照第1 8圖，（a )顯示一個扭曲之，’ l e η n aπ ，而（b )則顯 示由（a )所重建之水標影像”三星"。不管此扭曲攻擊，”三 星π顯示了超過百分之9 7之重建比例之堅固性。 發明的效果 如上所述，因為根據本發明明顯地減少欲欲入之數據之 大小，所以可避免水標資訊品質降低並且上^資訊於傳送 時面對各種型式的攻擊將變得更堅固。也就是說，一個欲 嵌入之水標被分解成複數個分量，由於僅^ =部份分量使 影像品質得以改善，而傳送其餘分量作為^使得上述資 訊面對攻^時變得更堅固。這是因為於目=地端，只有由 上述原始貧訊所取出之部份分量與被傳送作為鑰匙之其餘

9984pif.ptd 第19頁 559743 五、發明說明（16) 分量的組合可以完整地重建上述水標。 9984pi f.ptd 第20頁 11·! 559743 圖式簡單說明 第1圖是如本發明之一較佳實施例所述之嵌入水標之裝 置結構之示意圖； 第2圖是一個附加於第1圖之嵌入水標之裝置並且儲存或 傳送水標原始資訊之裝置結構之示意圖； 第3圖是繪示如本發明所述之分解一水標之程序之參考 圖， 第4圖是繪示分解一水標之程序之一較佳實施例之參考 圖； 第5 A圖及第5 B圖是繪示如本發明之一較佳實施例所述之 分解一水標影像之程序之參考圖； 第6圖是繪示於另一系統重建一水標之程序之參考圖； 第7圖是用以說明如本發明所述之嵌入水標之方法之流 程圖； 第8圖是用以說明如本發明之一較佳實施例所述之嵌入 水標之方法之流程圖； 第9圖是用以說明如本發明之另一較佳實施例所述之傳 送水標之方法之流程圖； 第1 0圖是用以說明一種重建水標之方法之流程圖； 第1 1圖繪示用於實驗之水標影像之實例； 第1 2圖是用以比較由第1 1圖之測試影像所取出如本發明 所述之顏色分量之位元流之表格； 第1 3圖繪示用於實驗之原始影像； 第1 4圖是根據本發明所得之水標影像之影像品質與根據 先前技藝所得之影像之影像品質之比較圖；

9984pif.ptd 第21頁 559743 圖式簡單說明 第1 5圖是繪示如本發明所述之一個水標影像之堅固性之 圖表； 第1 6圖是繪示如本發明所述之一個水標影像之濾波堅固 性（filtering robustness)之參考圖； 第1 7圖是繪示如本發明所述之一個水標影像之裁剪堅固 性（cropping robustness)之參考圖；以及 第1 8圖是繪示如本發明所述之一個水標影像之扭曲堅固 性（warping robustness)之參考圖 〇

9984pif.ptd 第22頁

Claims (1)

1. 559743 六、申請專利範圍 1. 一種用以嵌入一水標於原始資訊之方法，該方法包 括： (a)將構成該水標之複數個分量之一預定數目分量嵌入 該原始資訊；以及 (b )利用其餘分量作為重建該水標之鑰匙。 2 .如申請專利範圍第1項所述之方法，其中步驟（a)包 括： (a 1 )分解該水標成為複數個分量。 3 .如申請專利範圍第2項所述之方法，其中步驟（a 1 )包 括： 分解該水標影像成為顏色分量、位置分量以及尺寸分 量。 4.如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該分解步驟 包括： (a 1 1 )藉由分割該水標影像成為具有相同顏色分量之複 數個區域而獲得複數個子區塊； (a 1 2 )產生用以表示所獲得之該些子區塊之顏色分量之 一位元流；以及 (a 1 3 )嵌入所產生之該位元流於該原始資訊。 5 .如申請專利範圍第4項所述之方法，其中步驟（a 1 1 )包 括： 分割該水標影像成為至少一個二進位影像；以及 藉由分割所獲得之該二進位影像成為其顏色分量以一相 同位元值表示之複數個區域而獲得複數個子區塊。

   9984pi f.ptd 第23頁 559743 六、申請專利範圍 6 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中步驟（a)包 括： 分解該水標成為根據一預定加密演算法而得之一加密水 標以及一加密鑰匙。 7 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中步驟（a)包 括： 分解該水標成為根據指定給每一頻帶之量化位元數所量 化之數據以及所指定之量化位元數。 8 · —種用以欲入一水標影像於原始資訊之方法，該方法 包括： (a) 修改該水標影像並同時改變區域之大小，而若存在 一個其顏色分量以一相同位元值表示之區域，則取出該區 域作為一子區塊； (b) 產生用以表示所取出之該些子區塊之顏色分量之一 位元流；以及 (c )嵌入所產生之該位元流於該原始資訊。 9。如申請專利範圍第8項所述之方法，其‘中步驟（a )包 括： (a 1 )分割該水標影像成為至少一個二進位影像； (a 2 )修改該水標影像並同時改變區域之大小，而若存在 一個其顏色分量以一相同位元值表示之區域，則取出該區 域作為一子區塊；以及 (a 3 )對於其餘二進位影像重複步驟（a 2 )。 1 0 .如申請專利範圍第8項所述之方法，其中步驟（b )包

   9984pif.ptd 第24頁 559743 六、申請專利範圍 括： 藉由排列與以大小排列之該些子區塊相對應之該些位元 值而產生用以表示該些顏色分量之一位元流。 1 1 .如申請專利範圍第8項所述之方法，其中於步驟（c ) 在指定一比例系數給該位元流之後嵌入該位元流。 1 2 β如申請專利範圍第1 1項所述之方法，其中於步驟（c ) 在分別指定一比例系數給該位元流之至少一預定數目位元 之後欲入該位元流。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之方法，其中步驟（c )包 括： 指定給該位元流之一位元之該比例系數愈大，則對應於 該位元之該子區塊之尺寸愈大。 1 4. 一種用以嵌入一水標於原始資訊並傳送該原始資訊 之方法，該方法包括： (b )將構成該水標之複數個分量之僅一預定數目分量嵌 入該原始資訊並傳送該原始資訊；以及 (c )傳送其餘分量作為重建該水標所需之複數個鑰匙。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項所述之方法，其中在步驟（b ) 之前更包括： (a)分解該水標成為複數個分量。 1 6 .如申請專利範圍第1 5項所述之方法，其中步驟（a )包 括： (a 1 )分解該水標影像成為顏色分量、位置分量以及尺寸 分量。

   9984pif.ptd 第25頁 559743 六、申請專利範圍 1 7 .如申請專利範圍第1 6項所述之方法，其中步驟（a 1 ) 包括= (a 1 1 )藉由分割該水標成為具有相同顏色分量之複數個 區域而獲得複數個子區塊； (a 1 2 )產生用以表示所獲得之該些子區塊之顏色分量之 一位元流；以及 (al3)產生用以表示所獲得之該些子區塊之位置及尺寸 分量之一位元流。 1 8 .如申請專利範圍第1 7項所述之方法，其中步驟（a 1 1 ) 包括· 分解該水標影像成為至少一個二進位影像；以及 藉由分割所獲得之該二進位影像成為其顏色分量以一相 同位元值表示之複數個區域而獲得複數個子區塊。 1 9 .如申請專利範圍第1 7項所述之方法，其中步驟（a 1 2 ) 包括： 藉由排列與以大小排列之該些子區塊相對應之該些位元 值而產生用以表示該些顏色分量之一位元流。 2 0 .如申請專利範圍第1 4項所述之方法，其中步驟（b )包 括： 傳送用以表示該些位置及尺寸分量之該位元流作為重建 該水標之複數個鑰匙。 2 1 . —種用以重建一水標之方法，包括： (a)由原始資訊取出構成該水標之複數個分量之一預定 數目分量；以及

   9984pi f.ptd 第26頁 559743 六、申請專利範圍 (b)藉由組合所接收作為複數個鑰匙之其餘分量而重建 該水標。 2 2 .如申請專利範圍第2 1項所述之方法，其中步驟（a )包 括： (a 1 )由一水標原始資訊取出用以表示該水標之該些顏色 分量之一位元流。 2 3 .如申請專利範圍第2 2項所述之方法，其中步驟（b )包 括 · (b 1 )接收該水標之該些位置及尺寸分量作為複數個鑰 匙，並且藉由組合該些输匙及該些顏色分量而重建該水 標。 2 4. —種用以嵌入一水標於原始資訊之裝置，該裝置包 括： 一分解水標之單元，用以分解該水標成為複數個分量； 一嵌入水標之單元，用以嵌入由該分解水標之單元所獲 得之複數個分量之一預定數目分量；以及 一產生錄匙之單元，用以輸出由該分解水標之單元所獲 得之複數個分量之其餘分量作為重建該水標之複數個鑰 匙。 2 5.如申請專利範圍第2 4項所述之裝置，其中該分解水 標之單元分解該水標影像成為顏色分量、位置分量以及尺 寸分量。 2 6.如申請專利範圍第2 4項所述之裝置，其中該分解水 標之單元藉由分割該水標影像成為具有相同顏色分量之複

   9984pif.ptd 第27頁 559743 六、申請專利範圍 數個區域而獲得複數個子區塊並且產生用以表示所獲得之 該些子區塊之顏色分量之一位元流，而該嵌入水標之單元 將由該分解水標之單元所產生之該位元流嵌入該原始資 訊。 2 7。如申請專利範圍第2 4項所述之裝置，其中該分解水 標之單元修改該原始影像並同時改變區域之大小，而若存 在一個其顏色分量以一相同位元值表示之區域，則取出該 區域作為一子區塊。 2 8.如申請專利範圍第2 6項所述之裝置，其中該分解水 標之單元藉由排列與以大小排列之該些子區塊相對應之該 些位元值而產生用以表示該些顏色分量之一位元流。 2 9 .如申請專利範圍第2 4項所述之裝置，其中該分解水 標之單元分割該水標影像成為至少一個二進位影像並且分 解所分割之二進位影像成為顏色分量、位置分量以及尺寸 分量。 3 0 .如申請專利範圍第2 9項所述之裝置，其T該分解水 標之單元藉由分割該水標影像成為具有相同顏色分量之複 數個區域而獲得複數個子區塊並且產生用以表示所獲得之 該些子區塊之顏色分量之一位元流，而該嵌入水標之單元 將由該分解水標之單元所產生之該位元流嵌入該原始影 像。 3 1 .如申請專利範圍第2 9項所述之裝置，其中該分解水 標之單元修改該原始影像並同時改變區域之大小，而若存 在一個其顏色分量以一相同位元值表示之區域，則取出該

   9984pif.ptd 第28頁 559743 六、申請專利範圍 區域作為一子區塊。 3 2 .如申請專利範圍第3 0項所述之裝置，其中該分解水 標之單元藉由排列與以大小排列之該些子區塊相對應之該 些位元值而產生用以表示該些顏色分量之一位元流。 3 3.如申請專利範圍第2 9項所述之裝置，其中該嵌入水 標之單元在指定一比例系數給該位元流之後欲入該位元 流。 3 4.如申請專利範圍第3 3項所述之裝置，其中該嵌入水 標之單元在分別指定一比例系數給該位元流之至少一預定 數目位元之後嵌入該位元流。 3 5 .如申請專利範圍第3 4項所述之裝置，其中該嵌入水 標之單元指定一較大比例系數給該位元流之一位元，則該 位元對應於一較大子區塊。 3 6.如申請專利範圍第2 4項所述之裝置，其中該分解水 標之單元分解該水標影像成為根據一預定加密演算法而得 之一加密水標影像以及一加密鍮匙。 3 7.如申請專利範圍第2 4項所述之裝置，其中該分解水 標之單元分解該水標音頻成為根據指定給每一頻帶之量化 位元數所量化之數據以及所指定之量化位元數。

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