WO2007069475A1 - 電子透かし埋め込み装置、電子透かし検出装置、および電子透かしシステム - Google Patents

電子透かし埋め込み装置、電子透かし検出装置、および電子透かしシステム Download PDF

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Ryousuke Fujii
Tokumichi Murakami
Koutarou Asai
Mitsuyoshi Suzuki
Hiroshi Itou
Koichi Magai
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Mitsubishi Electric Corporation
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    • H04N19/467—Embedding additional information in the video signal during the compression process characterised by the embedded information being invisible, e.g. watermarking

Definitions

  • Digital watermark embedding device Digital watermark detection device, and digital watermark system
  • the present invention relates to an electronic watermark embedding device that embeds specific embedding information in multimedia data such as an image, a moving image, and sound, with almost no effect on image quality and sound quality
  • the present invention relates to a digital watermark detection device for detecting embedded information and an electronic permeability system that integrates them.
  • Non-Patent Document 1 Yamaguchi, Iwamura, Imai, "Algorithm Open-Type Watermark Using Error Correcting Code", 1999 Proceedings of Symposium on Cryptography and Information Security, pp713-728, 1999. Disclosure of Invention
  • the present invention has been made to solve the above-described problems.
  • An electronic permeability embedding device and an electronic watermark that make it possible to publish an electronic permeability embedding algorithm while minimizing image quality degradation. It is an object of the present invention to obtain a detection device and a digital watermark system. Means for solving the problem
  • An electronic permeability embedding device is an electronic permeability embedding device that embeds specific embedding information in multimedia data, and performs electronic watermark embedding processing.
  • One or more required embedding functions, one or more image conversion programs, and one or more image processing programs are stored together and processed for a combination of embedding functions, image conversion programs, and image processing programs.
  • a storage unit that pre-stores combination processing information with an ID; an embedding process selection unit that selects one of the combination processing information stored in the storage unit as specific combination processing information; To extract the embedding function, image conversion program, and image processing program included in the specific combination processing information from the storage unit, embed the specific embedding information in the multimedia data, and determine the processing ID corresponding to the specific combination processing information And an embedding processing unit for generating the discrimination information.
  • the digital watermark detection apparatus is a digital watermark detection apparatus that detects intermediate specific embedding information of multimedia data in which specific embedding information is embedded by the digital watermark embedding apparatus, One or more detection functions, one or more image conversion programs, and one or more image processing programs required for digital watermark detection processing are stored together, and functions used for embedding processing by an electronic permeability embedding device and Corresponding to the discriminating information for identifying the program, a storage unit that preliminarily stores combination detection information with detection IDs for combinations of the detection function, the image conversion program, and the image processing program; Discrimination information input to obtain discriminating information when the embedding device performs electronic embedment processing on media data And a detection processing selection unit that selects one of the combination detection information stored in the storage unit as specific combination detection information based on the discrimination information, and included in the selected specific combination detection information A detection function, an image conversion program, and an image processing program are extracted from the storage unit, and a detection processing unit for extracting embedded
  • embedding information embedding processing is performed by selecting a combination of processing functions, the selected combination of processing functions is kept secret, and a combination of detection functions corresponding to the selected combination of processing functions is determined. Only pre-detection devices can detect embedded information, so that digital watermark embedding is possible while minimizing image quality degradation.
  • An electronic permeable embedding device, an electronic watermark detection device, and an electronic permeable system that make the algorithm publicly available can be obtained.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of processing functions used for embedding electronic permeability in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of parameters used in an electronic permeability embedding parametric function in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of an electronic permeability embedding device in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart relating to an embedding process of the electronic permeability embedding device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a list of combination processing information stored in a storage unit of the digital watermark embedding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a list of processing parameter sets stored in a storage unit of the digital watermark embedding apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram of a digital watermark detection apparatus in Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart relating to the detection processing of the digital watermark detection apparatus in the second embodiment of the present invention.
  • X is an image vector after embedding a digital watermark
  • S is an image vector before embedding the digital watermark
  • W is information embedded as a digital watermark
  • Fi is a processing function used for embedding the digital watermark.
  • Fi represents an embedding function, an image conversion program, or an image processing program. Note that Fi is an embedded function, Image conversion programs or image processing programs can be used individually or in any combination.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a processing function used for embedding electronic permeability in Embodiment 1 of the present invention, and corresponds to a conceptual diagram of Fi (W) in the above equation (1).
  • Fi represents an embedding function, an image conversion program, or an image processing program, which is a processing function used for embedding electronic permeability.
  • F represents a set of embedding functions, image conversion programs, or image processing programs.
  • Fs represents a subset (subset) of the set F! /
  • Fi (W) in Equation (1) an embedding function, an image conversion program, or an image processing program (corresponding to Fi in FIG. 1) used for electronic permeability embedding is used alone. Or one or more embedding functions, image conversion programs, or a combination of image processing programs (Fs in Figure 1). Equivalent to)! / ⁇
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of parameters used in the electronic permeability embedding parametric function in Embodiment 1 of the present invention.
  • Pi represents a parameter set in the parametric function used for digital watermark embedding.
  • P represents a set of parameters set in the parametric function.
  • Ps is the parameter Represents a subset (subset) of set P.
  • the above parameter or parameter combination may be kept secret, or the combination of Fi (W) and parameter may be changed. You can set it up in advance, index the settings, and keep the index secret.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the electronic permeability embedding device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the electronic permeability embedding device 10 in FIG. 3 includes an embedding information input unit 11, an embedding process selection unit 12, an embedding parameter selection unit 13, an embedding processing unit 14, and a storage unit 15.
  • FIG. 4 is a flowchart related to the embedding process of the electronic permeability embedding device 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the storage unit 15 includes an embedding function, an image conversion program, or an image processing program (that corresponds to each element Fi of the set F in FIG. 1) used in the embedding process.
  • the embedded information input unit 11 reads embedded information embedded as electronic permeability as input data (step S401).
  • the embedding process selection unit 12 selects an embedding function (step S402) and an image conversion program selection (step) from the storage unit 15 in order to embed the read embedding information as data. S403) and selection of an image processing program (step S404).
  • an option “not selected” may be provided.
  • a plurality of prioritized orders may be selected when each of the embedding function, the image conversion program, and the image processing program is selected. For example, when a plurality of image conversion programs are selected, the respective image conversions are sequentially executed according to the priority order.
  • the embedding parameter selection unit 13 selects a function set selected by the embedding process selection unit 12 and a parameter set used in the program. Specifically, the embedding parameter selection unit 13 selects an embedding function parameter (step S405), The parameters of the image conversion program are selected (Step S406), and the parameters of the image processing program are selected (Step S407).
  • the embedding processing unit 14 sets the parameters selected by the embedding parameter selecting unit 13 to the function and program selected by the embedding processing selecting unit 12, thereby making the electronic information transparent. Embed as force (step S408
  • the one or more electronic permeability embedding functions, the image conversion program, and the image processing program stored in the storage unit 15 assign a processing ID to each of one or more arbitrary combinations. It can also be stored as combination processing information. Thereby, the selection process of steps S402 to S404 by the embedding process selection unit 12 can be performed by selecting an appropriate process ID from the combination process information stored in the storage unit 15.
  • FIG. 5 is a diagram showing a list of combination processing information stored in the storage unit 15 of the electronic permeability embedding device 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • an ID is assigned to each of one or more arbitrary combinations of three electronic permeability embedding functions, two image conversion programs, and two image processing programs prepared in advance.
  • ID0001 is an ID representing a combination of the digital watermark embedding function 1, the image conversion program 1, and the image processing program 1 used when embedding the digital watermark.
  • ID0002 is an ID representing a combination of the electronic permeability embedding function 2 used for embedding the electronic permeability, the image conversion program 1, and the image processing program 1.
  • ID 0003 is an ID representing a combination of the electronic permeability embedding function 3, the image conversion program 1, and the image processing program 1 used for the electronic permeability.
  • ID0010 is a combination of electronic watermark embedding functions 1 and 2 used for embedding and image conversion programs 1 and 2 and image processing program 1.
  • ID 0011 is an ID representing a combination of the electronic permeability embedding functions 1 and 2 used when embedding the digital watermark, the image conversion programs 1 and 2 and the image processing program 2.
  • the one or more parameters stored in the storage unit 15 can be stored as a processing parameter set in which a processing parameter ID is assigned to each of one or more arbitrary combinations. Thereby, the selection processing of steps S405 to S407 by the embedding parameter selection unit 13 can be performed by selecting the appropriate processing parameter ID of the processing parameter set stored in the storage unit 15.
  • FIG. 6 is a diagram showing a list of processing parameter sets stored in the storage unit 15 of the electronic permeability embedding device 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • process parameter IDs are assigned to each of the four parameter sets 1 to 4 prepared in advance.
  • ID0001 to ID0004 are processing parameter IDs representing parameter sets 1 to 4, respectively.
  • the embedding processing unit 14 generates discrimination information including the process ID selected by the embedding process selection unit 12 and the processing parameter ID selected by the embedding parameter selection unit 13.
  • the digital watermark detection apparatus described later has a detection function and a detection parameter set corresponding to this discrimination information in advance, so that embedded information can be extracted based on the discrimination information.
  • the digital watermark embedding device generates a combination of the processing function and processing parameters selected in the embedding processing as discrimination information.
  • the digital watermark detection apparatus having the combination of the detection function and the detection meter necessary for the detection process can extract the electronic permeability by acquiring this discrimination information. As a result, even when the processing functions are disclosed individually, it is possible to prevent the embedded digital watermark from being altered or deleted.
  • any electronic watermark embedding function, image conversion program, and image processing program prepared at the time of embedding electronic permeability can be arbitrarily selected.
  • the combination can be selected to perform the embedding process.
  • an arbitrary parameter set is selected from a plurality of parameter sets prepared by electronic permeability and preliminarily prepared at the time of embedding.
  • the embedding process can be performed by selecting. Then, by making these combinations secret, it is possible to make modification and deletion of embedded electronic permeability more difficult.
  • parameter sets for the selected function and program are prepared in advance, and processing parameter IDs are assigned to these parameter sets to facilitate selection of parameter combinations. Can do. Furthermore, for example, anyone who has obtained an embedded image electronically by encrypting and publicizing the discrimination information including the processing parameter ID using a public key cryptosystem with a secret key can be used. The processing parameter ID can be obtained by decrypting the discrimination information using.
  • an electronic watermark is embedded by selecting an arbitrary combination of the electronic permeability embedding function, the image conversion program, and the image processing program, which are processing functions that have been prepared in advance.
  • the electronic permeability and embedding device was explained.
  • a digital watermark detection apparatus that obtains the image in which the digital watermark is embedded in the first embodiment and detects the image force and electronic transparency will be described.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of the digital watermark detection apparatus in the second embodiment of the present invention. 7 includes a discrimination information input unit 21, a detection process selection unit 22, a detection parameter selection unit 23, a detection processing unit 24, and a storage unit 25.
  • FIG. 8 is a flowchart relating to the detection processing of digital watermark detection apparatus 20 in the second embodiment of the present invention.
  • the storage unit 25 includes a detection function, an image conversion program, or an image processing program used for the detection process corresponding to the embedding process on the digital watermark embedding device 10 side.
  • the discrimination information input unit 21 uses a combination of a digital watermark embedding function, an image conversion program, and an image processing program used for embedding, which are necessary for digital watermark detection, and an electronic permeability.
  • Information for discriminating the parameter set of the embedding function and the image conversion 'image processing program is read as discrimination information (step S801).
  • This discrimination information may be a processing ID representing a combination of processing functions, a processing parameter ID representing a processing parameter set, or an ID representing both of them.
  • the discrimination information input unit 21 reads the ID decrypted with the public key as discrimination information.
  • the detection processing selection unit 22 performs detection for detecting the digital watermark used by the detection processing unit 24 from the storage unit 25 based on the discrimination information read by the discrimination information input unit 21.
  • Function selection step S802
  • image conversion program selection step S803
  • Select an image processing program step S804.
  • the detection parameter selection unit 23 selects a detection parameter set for the function and program selected by the detection processing selection unit 22 from the storage unit 25. Specifically, the detection parameter selection unit 23 performs detection function parameter selection (step S805), image conversion program parameter selection (step S806), and image processing program parameter selection (step S807). .
  • the detection processing unit 24 sets the detection parameter selected by the detection parameter selection unit 23 to the function and program selected by the detection processing selection unit 22, thereby detecting the digital watermark / digital watermark. Processing is performed (step S808).
  • the electronic watermark embedding function, the image conversion program, the image processing program, or the processing used in the embedding process to detect the electronic permeability are processed. It has means for obtaining discrimination information capable of specifying a parameter set and selecting a detection function, an image conversion program, an image processing program, or a detection parameter set from the discrimination information.
  • discrimination information capable of specifying a parameter set and selecting a detection function, an image conversion program, an image processing program, or a detection parameter set from the discrimination information.
  • the detection function corresponding to the processing ID is used on the digital watermark detection device side.
  • An image conversion program, an image processing program, or a detection parameter set can be preliminarily stored as combination detection information associated with a detection ID.
  • the digital watermark detection apparatus can easily identify the detection process and detection parameters corresponding to the embedding process from the combination detection information based on the discrimination information.
  • the electronic transparency embedded image can use the public key by encrypting the discriminating information including the processing ID with a private key using the public key cryptosystem and publishing it.
  • the processing ID can be obtained by decrypting the discrimination information.
  • the electronic transparency embedding function, image conversion program, and image processing program prepared in advance Only those who know the relationship of the processing IDs assigned to each of the arbitrary combinations can identify the combination of the electronic permeability embedding function, image conversion program, and image processing program based on the decoded processing ID. It is possible to detect the electronic permeability embedded in the embedded image.
  • the digital watermark detection apparatus preliminarily prepares a detection parameter set for the selected function and program, and uses it for the detection process corresponding to the processing parameter ID on the digital watermark embedding apparatus side.
  • a detection parameter ID can be assigned to a detection parameter set for storage.
  • a digital watermark embedding device for example, uses a public key cryptosystem to encrypt discrimination information including a processing parameter ID with a secret key and publish it, so that a person who has obtained an electronic transparency embedded image convinced can decrypt the discrimination information using the public key and obtain the processing parameter ID.
  • the electronic watermark embedding is performed while minimizing image quality degradation.
  • An electronic permeability system that makes the algorithm publicly available can be obtained.

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Abstract

　画質劣化を最小限に抑えつつ、電子透かし埋め込みアルゴリズムを公開可能にする電子透かし埋め込み装置、電子透かし検出装置、および電子透かしシステムを得る。電子透かし埋め込み処理に必要な１以上の埋め込み関数、１以上の画像変換プログラム、および１以上の画像処理プログラムをあらかじめ記憶するとともに、それら処理機能の組合せに対して処理ＩＤを付した組合せ処理情報をあらかじめ記憶する記憶部１５と、組合せ処理情報の中の１つを特定組合せ処理情報として選択する埋め込み処理選択部１２と、選択された特定組合せ処理情報に含まれる埋め込み関数、画像変換プログラム、および画像処理プログラムを記憶部１５から取り出し、マルチメディアデータに特定の埋め込み情報を埋め込むとともに、特定組合せ処理情報に対応する処理ＩＤを含む判別情報を生成する埋め込み処理部１４とを備える。

Description

電子透かし埋め込み装置、電子透かし検出装置、および電子透かしシス テム
技術分野
[0001] 本発明は、画像や動画、音声などのマルチメディアデータに、画質や音質にはほと んど影響を与えずに、特定の埋め込み情報を埋め込む電子透かし埋め込み装置、 埋め込まれた特定の埋め込み情報を検出する電子透かし検出装置、およびそれらを 統合してなる電子透力しシステムに関する。
背景技術
[0002] 従来のアルゴリズム公開型電子透力しでは、埋め込む情報だけではなぐ画像全体 または埋め込み可能データ群全体を誤り訂正符号ィ匕することによって、電子透かし 抽出に関する情報を公開可能としている (例えば、非特許文献 1参照)。
[0003] 非特許文献 1：山口、岩村、今井、 "誤り訂正符号を用いたアルゴリズム公開型透かし "、 1999年暗号と情報セキュリティシンポジウム講演論文集、 pp713-728、 1999. 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] し力しながら、従来技術には次のような課題がある。従来のアルゴリズム公開型電子 透かしでは、誤り訂正符号ィ匕することによって、本来、電子透力しとして埋め込みたい 情報の他に、ノ リティビットをも正確に検出できるよう埋め込む必要があった。これに より、本来、電子透力しとして埋め込みたい情報の埋め込み箇所が少なくなるとともに 、 ノリティビットを埋め込むことによる画質劣化を伴うという問題があった。
[0005] 本発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、画質劣化を最小限 に抑えつつ、電子透力 埋め込みアルゴリズムを公開可能にする電子透力 埋め込 み装置、電子透かし検出装置、および電子透かしシステムを得ることを目的とする。 課題を解決するための手段
[0006] 本発明に係る電子透力し埋め込み装置は、マルチメディアデータに特定の埋め込 み情報を埋め込む電子透力 埋め込み装置であって、電子透かし埋め込み処理に 必要な 1以上の埋め込み関数、 1以上の画像変換プログラム、および 1以上の画像処 理プログラムをあら力じめ記憶するとともに、埋め込み関数、画像変換プログラム、お よび画像処理プログラムの組合せに対して処理 IDを付した組合せ処理情報をあらか じめ記憶する記憶部と、記憶部に記憶された組合せ処理情報の中の 1つを特定組合 せ処理情報として選択する埋め込み処理選択部と、選択された特定組合せ処理情 報に含まれる埋め込み関数、画像変換プログラム、および画像処理プログラムを記憶 部から取り出し、マルチメディアデータに特定の埋め込み情報を埋め込むとともに、 特定組合せ処理情報に対応する処理 IDを判別するための判別情報を生成する埋 め込み処理部とを備えたものである。
[0007] また、本発明に係る電子透かし検出装置は、電子透かし埋め込み装置により特定 の埋め込み情報が埋め込まれたマルチメディアデータの中力 特定の埋め込み情 報を検出する電子透かし検出装置であって、電子透かし検出処理に必要な 1以上の 検出関数、 1以上の画像変換プログラム、および 1以上の画像処理プログラムをあら 力じめ記憶するとともに、電子透力 埋め込み装置による埋め込み処理に用いられた 関数およびプログラムを識別するための判別情報に対応して、検出関数、画像変換 プログラム、および画像処理プログラムの組合せに対して検出 IDを付した組合せ検 出情報をあら力じめ記憶する記憶部と、マルチメディアデータに対して電子透力し埋 め込み装置が埋め込み処理を行った際の判別情報を取得する判別情報入力部と、 判別情報に基づ!、て、記憶部に記憶された組合せ検出情報の中の 1つを特定組合 せ検出情報として選択する検出処理選択部と、選択された特定組合せ検出情報に 含まれる検出関数、画像変換プログラム、および画像処理プログラムを記憶部から取 り出し、マルチメディアデータ力 特定の埋め込み情報を抽出する検出処理部とを備 えたものである。
発明の効果
[0008] 本発明によれば、処理機能の組合せを選択して埋め込み情報の埋め込み処理を 行うとともに、選択した処理機能の組合せを秘密にし、選択した処理機能の組合せに 対応する検出機能の組合せをあらかじめ有する検出装置のみが埋め込み情報の検 出処理を可能とすることにより、画質劣化を最小限に抑えつつ、電子透かし埋め込み アルゴリズムを公開可能にする電子透力し埋め込み装置、電子透かし検出装置、お よび電子透力しシステムを得ることができる。
図面の簡単な説明
[0009] [図 1]本発明の実施の形態 1における電子透力し埋め込みに使用する処理機能の概 念図である。
[図 2]本発明の実施の形態 1における電子透力し埋め込みのパラメトリック関数で使 用するパラメータの概念図である。
[図 3]本発明の実施の形態 1における電子透力し埋め込み装置の構成図である。
[図 4]本発明の実施の形態 1における電子透力し埋め込み装置の埋め込み処理に関 するフローチャートである。
[図 5]本発明の実施の形態 1における電子透かし埋め込み装置の記憶部に記憶され た組合せ処理情報の一覧を示した図である。
[図 6]本発明の実施の形態 1における電子透かし埋め込み装置の記憶部に記憶され た処理パラメータセットの一覧を示した図である。
[図 7]本発明の実施の形態 2における電子透かし検出装置の構成図である。
[図 8]本発明の実施の形態 2における電子透かし検出装置の検出処理に関するフロ 一チャートである。
発明を実施するための最良の形態
[0010] 以下、本発明の電子透かし埋め込み装置、電子透かし検出装置、および電子透か しシステムの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
[0011] 実施の形態 1.
まず始めに、本発明の概念を説明する。本発明における電子透力しの埋め込みを ベクトルで表すと、下式（1)のように表現することができる。
X=S+Fi (W) (1)
[0012] ここで、 Xは、電子透かし埋め込み後の画像ベクトル、 Sは、電子透かし埋め込み前 の画像ベクトル、 Wは、電子透かしとして埋め込まれる情報、 Fiは、電子透かし埋め 込みに使用する処理機能を表す。より具体的には、 Fiは、埋め込み関数、画像変換 プログラム、あるいは画像処理プログラムを表す。なお、 Fiとしては、埋め込み関数、 画像変換プログラム、あるいは画像処理プログラムを個別に利用してもよいし、任意 の組合せとして利用してもょ 、。
[0013] 図 1は、本発明の実施の形態 1における電子透力 埋め込みに使用する処理機能 の概念図であり、上式（1)の Fi (W)の概念図に相当する。この図 1において、 Fiは、 電子透力 埋め込みに使用する処理機能である埋め込み関数、画像変換プログラム 、あるいは画像処理プログラムを示している。また、 Fは、埋め込み関数、画像変換プ ログラム、あるいは画像処理プログラムの集合を表している。さらに、 Fsは、集合 Fの サブセット (部分集合)を表して!/、る。
[0014] すなわち、式（1)における Fi (W)としては、電子透力 埋め込みに使用する埋め込 み関数、画像変換プログラム、あるいは画像処理プログラム（図 1における Fiに相当） を単体で利用してもよいし、または、埋め込み関数、画像変換プログラム、あるいは画 像処理プログラムの集合 F内に存在する 1以上の埋め込み関数、画像変換プロダラ ム、ある 、は画像処理プログラムの組合せ（図 1における Fsに相当）を利用してもよ!/ヽ
[0015] このように構成すれば、集合 Wを公開する一方、式（1)における Fi (W)を秘密にす ることにより、誰でも電子透力 埋め込み方式を設計 ·登録'使用することが可能とな る。すなわち、埋め込み処理の個々の機能である埋め込み関数、画像変換プロダラ ム、あるいは画像処理プログラムを公開することにより、電子透かし埋め込み方式の 設計 '登録'使用をオープンにする一方で、実際に埋め込み処理を行った際の埋め 込み関数、画像変換プログラム、あるいは画像処理プログラムの組合せを秘密にする ことで、埋め込み情報の改変、削除を防止することができる。
[0016] さらに、 Fi(W)の一部にパラメトリック関数が含まれる場合には、ノラメトリック関数に 設定されるパラメータあるいはパラメータセットをさらに秘密にすることにより、より安全 な電子透力 方式とすることが可能になる。
[0017] 図 2は、本発明の実施の形態 1における電子透力し埋め込みのパラメトリック関数で 使用するパラメータの概念図である。この図 2において、 Piは、電子透かし埋め込み に使用するパラメトリック関数に設定されるパラメータを表している。また、 Pは、パラメ トリック関数に設定されるパラメータの集合を表している。さらに、 Psは、パラメータの 集合 Pのサブセット (部分集合)を表して 、る。
[0018] 式（1)における Fi (W)を秘密にすることと独立して、上記パラメータあるいはパラメ ータの組合せを秘密にしてもよいし、 Fi(W)とパラメータとの組合せをあらカゝじめ設定 し、その設定をインデックス化し、そのインデックスを秘密にしてもよい。
[0019] 以上の概念を元に、まず始めに、本発明の電子透力 埋め込み装置について説明 する。図 3は、本発明の実施の形態 1における電子透力し埋め込み装置の構成図で ある。図 3の電子透力 埋め込み装置 10は、埋め込み情報入力部 11、埋め込み処 理選択部 12、埋め込みパラメータ選択部 13、埋め込み処理部 14、および記憶部 15 で構成される。
[0020] 次に、これらの構成による埋め込み処理を、フローチャートを用いて説明する。図 4 は、本発明の実施の形態 1における電子透力し埋め込み装置 10の埋め込み処理に 関するフローチャートである。埋め込み処理の前提として、記憶部 15には、埋め込み 処理に使用される埋め込み関数、画像変換プログラム、あるいは画像処理プログラム (すなわち、先の図 1における集合 Fの各要素 Fiに相当）があら力じめ記憶されている
[0021] まず始めに、埋め込み情報入力部 11は、電子透力しとして埋め込まれる埋め込み 情報を入力データとして読み取る (ステップ S401)。次に、埋め込み処理選択部 12 は、読み取った埋め込み情報を電子透力しデータとして埋め込むために、記憶部 15 の中から、埋め込み関数の選択 (ステップ S402)、画像変換プログラムの選択 (ステ ップ S403)、および画像処理プログラムの選択 (ステップ S404)を行う。
[0022] ここで、画像変換プログラムおよび画像処理プログラムのそれぞれの選択時には、「 選択しない」という選択肢を設けてもよい。また、埋め込み関数、画像変換プログラム 、および画像処理プログラムのそれぞれの選択時に優先順序付けした複数個を選択 するよう〖こしてもよい。例えば、複数個の画像変換プログラムを選択した場合には、優 先順位に従ってそれぞれの画像変換が順次実行されることとなる。
[0023] 次に、埋め込みパラメータ選択部 13は、埋め込み処理選択部 12によって選択され た関数およびプログラムで使用するパラメータセットを選択する。具体的には、埋め 込みパラメータ選択部 13は、埋め込み関数のパラメータの選択 (ステップ S405)、画 像変換プログラムのパラメータの選択 (ステップ S406)、および画像処理プログラムの パラメータの選択 (ステップ S407)を行う。
[0024] 最後に、埋め込み処理部 14は、埋め込み処理選択部 12によって選択された関数 およびプログラムに対し、埋め込みパラメータ選択部 13によって選択されたパラメ一 タをセットすることにより、埋め込み情報を電子透力しとして埋め込む (ステップ S408
) o
[0025] ここで、記憶部 15内に記憶されている 1以上の電子透力し埋め込み関数、画像変 換プログラム、および画像処理プログラムは、 1つ以上の任意の組合せのそれぞれに 処理 IDを付与した組合せ処理情報として記憶させておくこともできる。これにより、埋 め込み処理選択部 12によるステップ S402〜S404の選択処理は、記憶部 15に記 憶されている組合せ処理情報の中から適当な処理 IDを選択することによって行うこと ができる。
[0026] 図 5は、本発明の実施の形態 1における電子透力し埋め込み装置 10の記憶部 15 に記憶された組合せ処理情報の一覧を示した図である。図 5においては、あらかじめ 準備された 3つの電子透力し埋め込み関数、 2つの画像変換プログラム、そして 2つ の画像処理プログラムの 1つ以上の任意の組合せのそれぞれに IDが付与されて 、る
[0027] 図 5において、 ID0001は、電子透かし埋め込み時に使用する電子透かし埋め込 み関数 1と、画像変換プログラム 1と、画像処理プログラム 1との組合せを表す IDであ る。また、 ID0002は、電子透力 埋め込み時に使用する電子透力 埋め込み関数 2 と、画像変換プログラム 1と、画像処理プログラム 1との組合せを表す IDである。また、 ID0003は、電子透力し埋め込み時に使用する電子透力し埋め込み関数 3と、画像 変換プログラム 1と、画像処理プログラム 1との組合せを表す IDである。
[0028] また、複数の組合せの例として、 ID0010は、電子透力し埋め込み時に使用する電 子透かし埋め込み関数 1および 2と、画像変換プログラム 1および 2と、画像処理プロ グラム 1との組合せを表す IDである。また、 ID0011は、電子透かし埋め込み時に使 用する電子透力 埋め込み関数 1および 2と、画像変換プログラム 1および 2と、画像 処理プログラム 2との組合せを表す IDである。 [0029] さらに、記憶部 15内に記憶されている 1以上のパラメータは、 1つ以上の任意の組 合せのそれぞれに処理パラメータ IDを付与した処理パラメータセットとして記憶させ ておくこともできる。これにより、埋め込みパラメータ選択部 13によるステップ S405〜 S407の選択処理は、記憶部 15に記憶された処理パラメータセットの中力 適当な 処理パラメータ IDを選択することによって行うことができる。
[0030] 図 6は、本発明の実施の形態 1における電子透力し埋め込み装置 10の記憶部 15 に記憶された処理パラメータセットの一覧を示した図である。図 6においては、あらか じめ準備された 4つのパラメータセット 1〜4のそれぞれに処理パラメータ IDが付与さ れている。図 6において、 ID0001〜ID0004は、それぞれパラメータセット 1〜4を表 す処理パラメータ IDである。
[0031] さらに、埋め込み処理部 14は、埋め込み処理選択部 12で選択された処理 ID、お よび埋め込みパラメータ選択部 13で選択された処理パラメータ IDを含む判別情報を 生成する。一方、後述する電子透かし検出装置側では、この判別情報に対応する検 出機能と検出ノ ラメータセットをあらかじめ有しておくことにより、判別情報に基づいて 埋め込み情報を抽出することができる。
[0032] このように、電子透かし埋め込み装置側では、埋め込み処理に必要な処理機能、 処理パラメータの組合せをあら力じめ記憶しておき、一方、電子透かし検出装置側で は、電子透かし埋め込み装置側で記憶されている処理機能、処理パラメータに対応 して、検出処理に必要な検出機能、検出パラメータの組合せをあら力じめ記憶してお
<o
[0033] そして、電子透かし埋め込み装置は、埋め込み処理で選択した処理機能、処理パ ラメータの組合せを判別情報として生成する。これに対して、検出処理に必要な検出 機能、検出ノ メータの組合せを有している電子透かし検出装置のみが、この判別 情報を取得することにより、電子透力 を抽出することができる。この結果、処理機能 を個別に公開した場合にも、埋め込まれた電子透かしの改変、削除を防止することが できる。
[0034] 以上のように、実施の形態 1によれば、電子透力 埋め込み時に、あら力じめ準備さ れた電子透かし埋め込み関数、画像変換プログラム、画像処理プログラムから任意 の組合せを選択して埋め込み処理を行うことができる。そして、これらの組合せを秘 密にすることにより、電子透かし埋め込みに使用する個々の埋め込み関数、画像変 換プログラム、画像処理プログラムを公開しても、埋め込まれた電子透かしの改変、 削除を困難にすることができる。
[0035] さらに、埋め込み関数、画像変換プログラム、画像処理プログラムがパラメータを有 する場合には、電子透力し埋め込み時にあら力じめ準備された複数のパラメータセッ トの中から任意のパラメータセットを選択して埋め込み処理を行うことができる。そして 、これらの組合せを秘密にすることにより、埋め込まれた電子透力しの改変、削除をよ り困難にすることができる。
[0036] さらに、あら力じめ準備された電子透力 埋め込み関数、画像変換プログラム、画 像処理プログラムの任意の組合せのそれぞれに処理 IDを付与して管理することがで きる。これにより、処理機能の組合せの選択を容易に行うことができる。さらに、例え ば、公開鍵暗号方式を使って処理 IDを含む判別情報を秘密鍵で暗号化して公開す ることにより、電子透力 埋め込み画像を入手した人は誰でも、公開鍵を使って判別 情報を復号ィ匕して処理 IDを取得することができる。
[0037] そして、あら力じめ準備された電子透かし埋め込み関数、画像変換プログラム、画 像処理プログラムの任意の組合せのそれぞれに付与された処理 IDの関係を知って いるもののみが、復号化した処理 IDによって、電子透力し埋め込み関数、画像変換 プログラム、画像処理プログラムの組合せを特定することができ、電子透力し埋め込 み画像に埋め込まれた電子透力 を検出できるようになる。
[0038] さらに、選択された関数およびプログラムのためのパラメータセットをあら力じめ準備 し、これらのパラメータセットに処理パラメータ IDを付与しておくことにより、パラメータ の組合せの選択を容易に行うことができる。さらに、例えば、公開鍵暗号方式を使つ て処理パラメータ IDを含む判別情報を秘密鍵で暗号ィ匕して公開することにより、電子 透カゝし埋め込み画像を入手した人は誰でも、公開鍵を使って判別情報を復号ィ匕して 処理パラメータ IDを取得することができる。
[0039] そして、あら力じめ準備されたパラメータセットのそれぞれに付与された IDの関係を 知っているもののみ力 復号ィ匕した処理パラメータ IDによって、パラメータセットを特 定することができ、電子透かし埋め込み画像に埋め込まれた電子透力 を検出でき るようになる。
[0040] 実施の形態 2.
実施の形態 1では、あら力じめ準備された処理機能である電子透力 埋め込み関 数、画像変換プログラム、画像処理プログラムカゝら任意の組合せを選択し、電子透か しを埋め込むようにした電子透力し埋め込み装置にっ 、て説明した。これに対して、 本実施の形態 2では、実施の形態 1で電子透かしが埋め込まれた画像を入手し、当 該画像力 電子透力 を検出する電子透かし検出装置について説明する。
[0041] 図 7は、本発明の実施の形態 2における電子透かし検出装置の構成図である。図 7 の電子透かし検出装置 20は、判別情報入力部 21、検出処理選択部 22、検出パラメ ータ選択部 23、検出処理部 24、および記憶部 25で構成される。
[0042] 次に、これらの構成による検出処理を、フローチャートを用いて説明する。図 8は、 本発明の実施の形態 2における電子透かし検出装置 20の検出処理に関するフロー チャートである。検出処理の前提として、記憶部 25には、電子透かし埋め込み装置 1 0側の埋め込み処理に対応して、検出処理に使用される検出関数、画像変換プログ ラム、あるいは画像処理プログラムがあら力じめ記憶されて！、る。
[0043] まず始めに、判別情報入力部 21は、電子透かし検出のために必要な、埋め込みで 使用された電子透かし埋め込み関数、画像変換プログラム、および画像処理プログ ラムの組合せと、電子透力し埋め込み関数のパラメータセットおよび画像変換'画像 処理プログラムのパラメータセットを判別するための情報を判別情報として読み取る（ ステップ S801)。
[0044] この判別情報は、処理機能の組合せを表す処理 ID、あるいは処理パラメータセット を表す処理パラメータ ID、あるいはそれらの両方を表す IDでもよい。また、 IDが秘密 鍵により暗号ィ匕されている場合には、判別情報入力部 21は、公開鍵により復号ィ匕さ れた IDを判別情報として読み取る。
[0045] 次に、検出処理選択部 22は、判別情報入力部 21で読み取られた判別情報を元に 、記憶部 25の中から、検出処理部 24で使用する電子透かしを検出するための検出 関数の選択 (ステップ S802)、画像変換プログラムの選択 (ステップ S803)、および 画像処理プログラムの選択 (ステップ S804)を行う。
[0046] 次に、検出パラメータ選択部 23は、記憶部 25の中から、検出処理選択部 22によつ て選択された関数およびプログラムのための検出パラメータセットを選択する。具体 的には、検出パラメータ選択部 23は、検出関数のパラメータの選択 (ステップ S805) 、画像変換プログラムのパラメータの選択 (ステップ S806)、および画像処理プロダラ ムのパラメータの選択 (ステップ S807)を行う。
[0047] 最後に、検出処理部 24は、検出処理選択部 22によって選択された関数およびプ ログラムに対し、検出パラメータ選択部 23によって選択された検出パラメータをセット することにより、電子透かし電子透かし検出処理を行う（ステップ S808)。
[0048] 以上のように、実施の形態 2によれば、電子透力 を検出するために、埋め込み処 理に使用された電子透かし埋め込み関数、画像変換プログラム、画像処理プロダラ ム、あるいはそれらの処理パラメータセットを特定可能な判別情報を入手し、その判 別情報から検出関数、画像変換プログラム、画像処理プログラム、あるいは検出パラ メータセットを選択する手段を備えている。これにより、電子透力 埋め込みに使用す る個々の関数、画像変換プログラム、画像処理プログラムを公開しても、埋め込まれ た電子透力しの改変、削除が困難な状況を維持しつつ、埋め込まれた電子透かしを 検出することができる。
[0049] さらに、電子透かし埋め込み装置側で、埋め込み処理に用いられる処理機能が組 合せ処理情報として処理 IDにより管理されている場合には、電子透かし検出装置側 では、処理 IDに対応した検出関数、画像変換プログラム、画像処理プログラムあるい は検出パラメータセットを、検出 IDと関連づけた組合せ検出情報としてあら力じめ記 憶しておくことができる。これにより電子透かし検出装置は、判別情報に基づいて、埋 め込み処理に対応する検出処理、検出パラメータを組合せ検出情報から容易に特 定することができる。
[0050] さらに、例えば、公開鍵暗号方式を使って処理 IDを含む判別情報を秘密鍵で暗号 化して公開することにより、電子透力 埋め込み画像を入手した人は誰でも、公開鍵 を使って判別情報を復号ィ匕して処理 IDを取得することができる。そして、あらかじめ 準備された電子透カゝし埋め込み関数、画像変換プログラム、画像処理プログラムの 任意の組合せのそれぞれに付与された処理 IDの関係を知っているもののみ力 復 号ィ匕した処理 IDによって、電子透力 埋め込み関数、画像変換プログラム、画像処 理プログラムの組合せを特定することができ、電子透力し埋め込み画像に埋め込ま れた電子透力 を検出できるようになる。
[0051] さらに、電子透かし検出装置は、選択された関数およびプログラムのための検出パ ラメータセットをあら力じめ準備し、電子透かし埋め込み装置側の処理パラメータ IDと 対応して、検出処理に用いる検出パラメータセットに検出パラメータ IDを付与して記 憶しておくことができる。これに対して、電子透かし埋め込み装置は、例えば、公開鍵 暗号方式を使って処理パラメータ IDを含む判別情報を秘密鍵で暗号化して公開す ることにより、電子透力 埋め込み画像を入手した人は誰でも、公開鍵を使って判別 情報を復号ィ匕して処理パラメータ IDを取得することができる。
[0052] そして、あら力じめ準備されたパラメータセットのそれぞれに付与された IDの関係を 知って 、るもののみ力 復号化した処理パラメータ IDに対応する検出パラメータ IDを 特定でき、電子透かし埋め込み画像に埋め込まれた電子透力しを検出できるように なる。
[0053] なお、実施の形態 1における電子透かし埋め込み装置 10と、実施の形態 2におけ る電子透かし検出装置 20とを組合せることにより、画質劣化を最小限に抑えつつ、 電子透力し埋め込みアルゴリズムを公開可能にする電子透力しシステムを得ることが できる。

Claims

請求の範囲
[1] マルチメディアデータに特定の埋め込み情報を埋め込む電子透力 埋め込み装置 であって、
電子透かし埋め込み処理に必要な 1以上の埋め込み関数、 1以上の画像変換プロ グラム、および 1以上の画像処理プログラムをあら力じめ記憶するとともに、前記埋め 込み関数、前記画像変換プログラム、および前記画像処理プログラムの組合せに対 して処理 IDを付した組合せ処理情報をあら力じめ記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記組合せ処理情報の中の 1つを特定組合せ処理情報 として選択する埋め込み処理選択部と、
選択された前記特定組合せ処理情報に含まれる埋め込み関数、画像変換プロダラ ム、および画像処理プログラムを前記記憶部から取り出し、前記マルチメディアデー タに前記特定の埋め込み情報を埋め込むとともに、前記特定糸且合せ処理情報に対 応する処理 IDを判別するための判別情報を生成する埋め込み処理部と
を備えたことを特徴とする電子透力 埋め込み装置。
[2] 請求項 1に記載の電子透力し埋め込み装置であって、
前記記憶部は、電子透かし埋め込み処理に必要な前記埋め込み関数、前記画像 変換プログラム、および前記画像処理プログラムで使用する複数のパラメータの組合 せに対して処理パラメータ IDを付した処理パラメータセットをあら力じめさらに記憶し
前記記憶部に記憶された前記処理パラメータセットの中の 1つを特定処理パラメ一 タセットとして選択する埋め込みパラメータ選択部をさらに備え、
前記埋め込み処理部は、選択された前記特定組合せ処理情報に含まれる埋め込 み関数、画像変換プログラム、および画像処理プログラムを前記記憶部から取り出し 、選択された前記特定処理パラメータセットを用いて前記マルチメディアデータに前 記特定の埋め込み情報を埋め込むとともに、前記特定組合せ処理情報に対応する 処理 IDおよび前記特定処理パラメータセットに対応する処理パラメータ IDを判別す るための判別情報を生成する
ことを特徴とする電子透力 埋め込み装置。
[3] 請求項 1または 2に記載の電子透力し埋め込み装置において、
前記埋め込み処理部は、秘密鍵を用いて前記判別情報を暗号化することを特徴と する電子透かし埋め込み装置。
[4] 電子透力 埋め込み装置により特定の埋め込み情報が埋め込まれたマルチメディ ァデータの中から前記特定の埋め込み情報を検出する電子透かし検出装置であつ て、
電子透かし検出処理に必要な 1以上の検出関数、 1以上の画像変換プログラム、お よび 1以上の画像処理プログラムをあら力じめ記憶するとともに、前記電子透力 埋 め込み装置による埋め込み処理に用いられた関数およびプログラムを識別するため の判別情報に対応して、前記検出関数、前記画像変換プログラム、および前記画像 処理プログラムの組合せに対して検出 IDを付した組合せ検出情報をあら力じめ記憶 する記憶部と、
前記マルチメディアデータに対して前記電子透力 埋め込み装置が埋め込み処理 を行った際の判別情報を取得する判別情報入力部と、
前記判別情報に基づいて、前記記憶部に記憶された前記組合せ検出情報の中の 1つを特定組合せ検出情報として選択する検出処理選択部と、
選択された前記特定組合せ検出情報に含まれる検出関数、画像変換プログラム、 および画像処理プログラムを前記記憶部から取り出し、前記マルチメディアデータか ら前記特定の埋め込み情報を抽出する検出処理部と
を備えたことを特徴とする電子透かし検出装置。
[5] 請求項 4に記載の電子透かし検出装置であって、
前記記憶部は、前記電子透かし埋め込み装置による埋め込み処理に用いられた 関数およびプログラムのパラメータを判別するための判別情報に対応して、電子透か し検出処理に必要な前記検出関数、前記画像変換プログラム、および前記画像処 理プログラムで使用する複数のパラメータの組合せに対して検出パラメータ IDを付し た検出パラメータセットをあら力じめさらに記憶し、
前記判別情報入力部は、前記マルチメディアデータに対して前記電子透かし埋め 込み装置による埋め込み処理で用いられた関数、プログラムおよびパラメータを判別 するための判別情報を取得し、
前記判別情報に基づ 、て、前記記憶部に記憶された前記検出パラメータセットの 中の 1つを特定検出パラメータセットとして選択する検出パラメータ選択部をさらに備 え、
前記検出処理部は、選択された前記特定組合せ検出情報に含まれる検出関数、 画像変換プログラム、および画像処理プログラムを前記記憶部から取り出し、選択さ れた前記特定検出パラメータセットを用いて前記マルチメディアデータ力 前記特定 の埋め込み情報を抽出する
ことを特徴とする電子透かし検出装置。
[6] 請求項 4または 5に記載の電子透かし検出装置において、
前記判別情報入力部は、判別情報が秘密鍵により暗号化されている場合には、公 開鍵を用いて復号した復号後の判別情報を取得することを特徴とする電子透かし検 出装置。
[7] 請求項 1に記載の電子透かし埋め込み装置と請求項 4に記載の電子透かし検出装 置とを備えた電子透力 システム、請求項 2に記載の電子透かし埋め込み装置と請 求項 5に記載の電子透かし検出装置とを備えた電子透力 システム、あるいは、請求 項 3に記載の電子透かし埋め込み装置と請求項 6に記載の電子透かし検出装置とを 備えた電子透力しシステム。
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