專利名稱：電子水印嵌入裝置、電子水印檢測裝置、及其方法和記錄媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將對(duì)圖像信號(hào)嵌入的信息作為電子水印的嵌入裝置、以及從圖像信號(hào)中檢測電子水印的裝置及其方法和記錄了用于執(zhí)行該方法的程序的媒體。
背景技術(shù)：
近年來，作為電子化的聲音或圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字內(nèi)容正在增加。由于能夠簡單地復(fù)制與原版完全相同的數(shù)字內(nèi)容，所以內(nèi)容的著作權(quán)的保護(hù)是重要的課題。非法復(fù)制、分發(fā)的內(nèi)容與原版沒有區(qū)別，所以難以出示主張內(nèi)容的著作權(quán)的證據(jù)，正在研究著作權(quán)保護(hù)的方法。
作為數(shù)字內(nèi)容的著作權(quán)保護(hù)的方法，正在利用著“電子水印”。所謂電子水印，是指在圖像數(shù)據(jù)中嵌入數(shù)據(jù)，而使人不能感覺圖像質(zhì)量惡化，從該嵌入圖像數(shù)據(jù)中檢測嵌入的數(shù)據(jù)的技術(shù)。
作為現(xiàn)有的電子水印嵌入裝置，公開于(日本)特開2000-175161號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)。
以下，用圖18來詳細(xì)說明該現(xiàn)有技術(shù)。圖18是現(xiàn)有的電子水印嵌入裝置的方框圖。
在圖18中，塊分割部1401將活動(dòng)圖像幀(圖像數(shù)據(jù))進(jìn)行塊分割，塊提取部件1402提取由模板1409指示的塊。
提取出的塊在DCT部1403中進(jìn)行DCT處理，DCT系數(shù)提取部1404提取由模板1409指示的DCT系數(shù)。水印數(shù)據(jù)嵌入部件1405進(jìn)行增大DCT系數(shù)值的處理，嵌入水印數(shù)據(jù)。
接著，逆DCT部1406對(duì)嵌入了水印的DCT系數(shù)值進(jìn)行逆DCT，將圖像塊輸出到塊合成部1407。塊合成部1407將圖像塊進(jìn)行合成，生成1幀圖像數(shù)據(jù)，輸出到MPEG編碼部1408。
MPEG編碼部1408對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并輸出壓縮圖像數(shù)據(jù)。例如，圖像數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器將該壓縮圖像數(shù)據(jù)配送給用戶。
但是，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，如果不經(jīng)過DCT→逆DCT→MPEG編碼的路徑，則不能配送嵌入了電子水印的壓縮圖像數(shù)據(jù)。
另外，如下進(jìn)行嵌入了水印數(shù)據(jù)的檢測。
首先，比較嵌入了水印數(shù)據(jù)的塊的DCT系數(shù)值的絕對(duì)值和相鄰塊的對(duì)應(yīng)的DCT系數(shù)值的絕對(duì)值的平均值，在DCT系數(shù)值的絕對(duì)值與DCT系數(shù)值的絕對(duì)值的平均值相比相差預(yù)定的閾值以上時(shí)，檢測為嵌入了水印數(shù)據(jù)。
因此，在檢測對(duì)象塊和對(duì)應(yīng)于相鄰塊的圖像復(fù)雜性極大不同的情況下，難以進(jìn)行檢測。例如，平坦的圖像時(shí)，DCT系數(shù)的交流分量值小。而邊緣多的圖像情況下，DCT系數(shù)的交流分量大。在這些圖像混合在檢測對(duì)象塊和相鄰塊中的情況下，在專利文獻(xiàn)1記載的方法中，存在檢測精度差的問題。
而且，在專利文獻(xiàn)1記載的方法中，使用模板來確定嵌入電子水印的塊，所以因?qū)?yīng)于確定的塊的圖像復(fù)雜度，有時(shí)圖像質(zhì)量惡化。例如，在由模板確定的塊為平坦的圖像時(shí)，圖像質(zhì)量會(huì)因電子水印嵌入而惡化。
另外，作為這種電子水印嵌入方法，例如有特開平11-75166號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)2公開了以圖像信號(hào)的多個(gè)像素為單位，重疊微小電平(1evel)的附加信息的方法。
其中，多個(gè)像素單位內(nèi)的重疊電平圖形如規(guī)定的固定圖形那樣，改變多個(gè)像素單位內(nèi)的附加信息的重疊電平，并將附加信息重疊在圖像信號(hào)上。
在專利文獻(xiàn)2記載的方法中，通過對(duì)像素空間上各個(gè)像素產(chǎn)生微小的變化來嵌入電子水印，所以處理量大。例如，對(duì)于原來MPEG編碼的圖像，在嵌入電子水印時(shí)，一旦進(jìn)行直至像素空間的解壓處理，在嵌入電子水印后，需要再次進(jìn)行編碼處理，無法面對(duì)實(shí)時(shí)處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1目的在于提供一種塊的圖像不易受影響、檢測精度高的電子水印技術(shù)。
本發(fā)明的第2目的在于提供一種抑制圖像質(zhì)量惡化的電子水印技術(shù)。
本發(fā)明的第3目的在于提供一種處理量小、并且與MPEG編碼為代表的標(biāo)準(zhǔn)圖像編碼的親和性高的電子水印技術(shù)。
在第1發(fā)明中，根據(jù)從多個(gè)頻率分量中提取的第1特征量，選擇一個(gè)或多個(gè)頻率分量，根據(jù)第2特征量，按規(guī)定的規(guī)則來操控選擇的一個(gè)或多個(gè)頻率分量的值。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以抑制圖像質(zhì)量惡化，可以減小處理量。
在第2發(fā)明中，按規(guī)定的規(guī)則來操控離散余弦變換過的一個(gè)或多個(gè)頻率分量。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)與使用了離散余弦變換的MPEG編碼為代表的標(biāo)準(zhǔn)圖像編碼的親和性高的電子水印嵌入。
在第3發(fā)明中，除了電子水印嵌入造成的變化大的區(qū)域以外，還選擇與包含在該區(qū)域中的像素取接近的值的相鄰的區(qū)域，并進(jìn)行運(yùn)算。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可以僅高效地提取電子水印嵌入造成的變化部分，塊的圖像不易受影響，可以提供檢測精度更高的電子水印技術(shù)。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置的方框圖；圖2是本發(fā)明第1實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置的流程圖；圖3是本發(fā)明第1實(shí)施方式的頻率分量的說明圖；圖4是本發(fā)明第1實(shí)施方式的嵌入處理的說明圖；圖5(a)、圖5(d)、圖5(g)、圖5(j)是本發(fā)明第1實(shí)施方式的操控例示圖；圖5(b)、圖5(e)、圖5(h)、圖5(k)是本發(fā)明第1實(shí)施方式的亮度變化量的例示圖；圖5(c)、圖5(f)、圖5(i)、圖5(1)是本發(fā)明第1實(shí)施方式的亮度變化分布的例示圖；圖6(a)、圖6(d)、圖6(g)、圖6(j)是本發(fā)明第1實(shí)施方式的操控例示圖；圖6(b)、圖6(e)、圖6(h)、圖6(k)是本發(fā)明第1實(shí)施方式的亮度變化量的例示圖；圖6(c)、圖6(f)、圖6(i)、圖6(1)是本發(fā)明第1實(shí)施方式的亮度變化分布的例示圖；圖7(a)、圖7(d)、圖7(g)是本發(fā)明第1實(shí)施方式的操控例示圖；圖7(b)、圖7(e)、圖7(h)是本發(fā)明第1實(shí)施方式的亮度變化量的例示圖；圖7(c)、圖7(f)、圖7(i)是本發(fā)明第1實(shí)施方式的亮度變化分布的例示圖；圖8是本發(fā)明第1實(shí)施方式的塊的位置關(guān)系圖；圖9是本發(fā)明第1實(shí)施方式的MPEG應(yīng)用圖；圖10是本發(fā)明第2實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置的方框圖；圖11是本發(fā)明第2實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置的流程圖；圖12是本發(fā)明第2實(shí)施方式的區(qū)域選擇的說明圖；圖13是本發(fā)明第2實(shí)施方式的相鄰區(qū)域選擇的說明圖；圖14(a)是本發(fā)明第3實(shí)施方式的比特串的例示圖；圖14(b)是本發(fā)明第3實(shí)施方式的模擬隨機(jī)數(shù)序列的例示圖；圖15是本發(fā)明第4實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置的方框圖；圖16是本發(fā)明第4實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置的流程圖；圖17是記錄了本發(fā)明的程序的記錄媒體的說明圖；以及圖18是現(xiàn)有的電子水印嵌入裝置的方框圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式。
(第1實(shí)施方式)圖1是本發(fā)明第1實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置的方框圖。
在圖1中，電子水印嵌入裝置包括嵌入信號(hào)形成部件101、塊分割部件102、正交變換部件103、第1特征量提取部件104、選擇部件105、第2特征量提取部件106和電子水印嵌入部件107。
嵌入信號(hào)形成部件101根據(jù)嵌入信息形成嵌入信號(hào)作為電子水印。塊分割部件102將數(shù)字圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素的單位塊。
正交變換部件103對(duì)各個(gè)塊進(jìn)行正交變換并變換成多個(gè)頻率分量。電子水印嵌入部件107根據(jù)嵌入信號(hào)形成部件101形成的嵌入信號(hào)，按規(guī)定的規(guī)則操作多個(gè)頻率分量的至少一個(gè)值，以使塊內(nèi)的圖像變化量成為考慮檢測的預(yù)先特定的圖形。
第1特征量提取部件104根據(jù)多個(gè)頻率分量來提取第1特征量。
選擇部件105根據(jù)提取出的第1特征量，選擇多個(gè)頻率分量的至少一個(gè)值。
以下，參照?qǐng)D2，說明本發(fā)明的電子水印嵌入裝置。圖2是圖1的電子水印嵌入裝置的流程圖。
首先，嵌入信號(hào)形成部件101將嵌入信息變換成二進(jìn)制的比特串(步驟201)。
例如，作為嵌入信息，在嵌入‘715’這樣的16比特的識(shí)別信息時(shí)，嵌入信號(hào)形成部件101將嵌入信息‘715’變換成用二進(jìn)制表示的‘0000001011001011’。
接著，塊分割部件102將數(shù)字圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素單位的塊(步驟202)。在本方式中，分割成8×8像素構(gòu)成的塊。這樣，與MPEG方式的親和性高。
接著，正交變換部件103對(duì)步驟202中分割的各個(gè)塊進(jìn)行正交變換，變換成多個(gè)頻率分量(步驟203)。在本方式中，正交變換部件103進(jìn)行離散余弦變換。
接著，第1特征量提取部件104從步驟203中變換后的多個(gè)頻率分量中提取第1特征量(步驟204)。
在本方式中，第1特征量是塊內(nèi)圖像的垂直方向、水平方向的各自邊緣對(duì)應(yīng)的特定頻率分量的總和。
關(guān)于這一點(diǎn)，用圖3來說明。圖3的一個(gè)矩形是步驟203中離散余弦變換后的塊，在一個(gè)矩形中對(duì)應(yīng)一個(gè)頻率分量。
在圖3中，對(duì)應(yīng)于垂直方向邊緣的特定頻率分量的總和為sumV，設(shè)sumV為頻率分量AC1、AC5、AC6的絕對(duì)值的總和。此外，對(duì)應(yīng)于水平方向邊緣的特定頻率分量的總和為sumH，設(shè)sumH為頻率分量AC2、AC3、AC9的絕對(duì)值的總和。
這里，sumV在塊圖像中，根據(jù)垂直方向的邊緣分量的強(qiáng)度而取得大的值，所以成為垂直方向邊緣分量的強(qiáng)度指標(biāo)。另一方面，sumH成為水平方向邊緣分量的強(qiáng)度指標(biāo)。
接著，選擇部件105根據(jù)步驟204中提取的第1特征量，選擇部件105選擇一個(gè)或多個(gè)頻率分量(步驟205)。在本方式中，預(yù)先設(shè)定的閾值為R，根據(jù)以下條件，選擇頻率分量。
(條件a)在sumV＞R并且sumH≤R時(shí)，選擇圖3中的頻率分量AC1。
(條件b)在sumH＞R并且sumV≤R時(shí)，選擇圖3中的頻率分量AC2。
(條件c)在不滿足條件a和b時(shí)，選擇圖3中的頻率分量AC1和頻率分量AC2。
接著，第2特征量提取部件106從步驟203中變換的多個(gè)頻率分量表示的數(shù)字圖像信號(hào)中提取第2特征量(步驟206)。
在本方式中，第2特征量是直流分量值和特定的交流分量值的總和。在圖3中，直流分量值是頻率分量DC的值，特定的交流分量值的總和是頻率分量AC1～AC9的值的總和。
這里，直流分量值DC表示塊內(nèi)的像素的亮度平均值。而特定的交流分量值A(chǔ)C1～AC9的總和根據(jù)塊的圖像復(fù)雜性來獲取大的值，成為復(fù)雜度的指標(biāo)。
最后，電子水印嵌入部件107以塊為單位來分配步驟201中形成的比特串的各個(gè)值，根據(jù)步驟206中提取的第2特征量，將步驟205中選擇的一個(gè)或多個(gè)頻率分量的值增減一個(gè)或多個(gè)頻率分量的值，進(jìn)行電子水印嵌入(步驟207)。
圖4表示單位塊的比特串的分配方法。在本方式中，如圖4所示，每隔一個(gè)塊重復(fù)分配比特串的值。
設(shè)進(jìn)行增減的頻率分量的原來的值為Xorg，增減值為dX，增減后的頻率分量的值為Xwm。
增減后的頻率分量的值在分配的比特串的值為‘1’時(shí)，設(shè)Xwm＝Xorg+dX。在分配的比特串的值為‘0’時(shí)，設(shè)Xwm＝Xorg-dx這里，增減值dX是正的值，相對(duì)于基準(zhǔn)值，根據(jù)直流分量值和特定的交流分量值來進(jìn)行增減。直流分量值DC對(duì)應(yīng)于亮度平均值，所以根據(jù)人的視覺特性，期望在其取不易發(fā)覺變化的值時(shí)，使增減值dX增加，相反在其取容易發(fā)覺的值時(shí)，期望使增減值dX減少。
在特定的交流分量值A(chǔ)C1～AC9的總和大時(shí)，由于是邊緣分量多的復(fù)雜圖像，所以難以發(fā)覺變化，而在小的情況下，由于是平坦的圖像，所以容易發(fā)覺變化。
因此，在特定的交流分量值的總和大時(shí)，期望使增減值dX增加，相反在小的情況下，期望使增減值dX減少。電子水印嵌入部件107對(duì)步驟205中選擇的頻率分量的值進(jìn)行這種操作。
如以上那樣，根據(jù)嵌入了電子水印的頻率分量，在像素空間上，以塊為單位微小地變化像素值，其變化量用離散余弦變換中的基底圖像的一個(gè)圖形或多個(gè)組合圖形來表示。
圖5～圖7表示電子水印嵌入后的塊內(nèi)的亮度值的變化。
圖5(a)、圖5(d)、圖5(g)、圖5(j)、圖6(a)、圖6(d)、圖6(g)、圖6(j)、圖7(a)、圖7(d)、圖7(g)表示嵌入操作。
此時(shí)，亮度變化的分布(特定的圖形)分別如圖5(b)、圖5(e)、圖5(h)、圖5(k)、圖6(b)、圖6(e)、圖6(h)、圖6(k)、圖7(b)、圖7(e)、圖7(h)所示。
而且，僅以正負(fù)簡略表示亮度變化量的分布時(shí)，分別如圖5(c)、圖5(f)、圖5(i)、圖5(l)、圖6(c)、圖6(f)、圖6(i)、圖6(l)、圖7(c)、圖7(f)、圖7(i)所示。
再有，圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)對(duì)應(yīng)于步驟205中滿足條件b的情況。同樣，圖5(d)、圖5(e)、圖5(f)對(duì)應(yīng)于步驟205中滿足條件a的情況，圖5(g)、圖5(h)、圖5(i)對(duì)應(yīng)于步驟205中滿足條件c的情況。
除了條件a、b、c以外，設(shè)定圖5(j)～圖5(l)、圖6、圖7所示的條件，也可以進(jìn)行電子水印的嵌入。
總之，如圖5(c)、圖5(f)、圖5(i)、圖5(l)、圖6(c)、圖6(f)、圖6(i)、圖6(l)、圖7(c)、圖7(f)、圖7(i)那樣，特定的圖形交替存在圖像變化量為正的區(qū)域和圖像變化量為負(fù)的區(qū)域，并保持規(guī)則的一致。這樣的話，電子水印的嵌入產(chǎn)生的亮度變化量具有規(guī)則性，容易檢測電子水印，可以防止電子水印的脫落等。
根據(jù)本方式的電子水印嵌入裝置，根據(jù)從多個(gè)頻率分量中提取出的第1特征量，通過選擇一個(gè)或多個(gè)頻率分量，根據(jù)第2特征量按規(guī)定的規(guī)則來操作選擇出的一個(gè)或多個(gè)頻率分量的值，可以抑制圖像質(zhì)量惡化。
而且，可以減小處理量，同時(shí)通過按規(guī)定的規(guī)則來操作離散余弦變換后的一個(gè)或多個(gè)頻率分量的值，從而可以實(shí)現(xiàn)與使用離散余弦變換的以MPEG編碼為代表的標(biāo)準(zhǔn)圖像編碼親和性高的電子水印嵌入。
在本方式中，在步驟201中，將嵌入信息變換成二進(jìn)制的比特串，但并不限于此。
在本方式中，在步驟202中，分割成8×8像素構(gòu)成的塊，但不限于此。例如，也可以使用4×4像素的塊。
在本方式中，在步驟202中，作為正交變換，使用離散余弦變換，但如果是正交變換，可不限于此。例如，也可以使用子波(ウエ一ブレツト)變換等。
在本方式中，在步驟204中，作為第1特征量，使用對(duì)應(yīng)于垂直方向、水平方向的各個(gè)邊緣的特定頻率分量的總和，但并不限于此，也可以是圖5～圖7或其他例子。
也可以使用對(duì)應(yīng)于斜方向邊緣的特定頻率分量。而且，通過提取在人的視覺特性內(nèi)的特征量，具有不易發(fā)覺圖像質(zhì)量惡化的效果。
在本方式中，在步驟204中，提取嵌入對(duì)象塊的特征量，但也可以另外提取相鄰于嵌入對(duì)象塊的多個(gè)塊(以下稱為相鄰塊)的特征量，在步驟205中，根據(jù)嵌入對(duì)象塊和相鄰塊的特征量，選擇一個(gè)或多個(gè)頻率分量。由此，具有可以進(jìn)一步抑制圖像質(zhì)量惡化的效果。
例如，也有以下方法在步驟205中，分別對(duì)于嵌入對(duì)象塊和相鄰塊判定滿足條件a～c的哪一個(gè)，通過擇多確定嵌入對(duì)象塊中采用的條件。
圖8是表示嵌入對(duì)象塊和相鄰塊的圖。在圖8中，塊內(nèi)的記號(hào)a、b、c分別對(duì)應(yīng)于條件a、b、c，例如顯示為a的塊意味著對(duì)應(yīng)于條件a。
在圖8中，嵌入對(duì)象塊對(duì)應(yīng)于條件c，但如果包含相鄰塊，則對(duì)應(yīng)于條件b的塊最多。這種情況下，可以通過擇多確定在嵌入對(duì)象塊中采用條件b。
在本方式中，在步驟205中，根據(jù)第1特征量，選擇頻率分量AC1、頻率分量AC2或它們兩者，但不限于此。在對(duì)選擇的頻率分量進(jìn)行規(guī)定規(guī)則的操作時(shí)，期望選擇頻率分量，以接近第1特征量意義的圖形。
在本方式中，在步驟206中，作為第2特征量，使用直流分量值DC和特定的交流分量AC1～AC9的總和，但不限于此。通過提取在人的視覺特性內(nèi)的特征量，具有難以發(fā)覺圖像質(zhì)量惡化的效果。
在本方式中，在步驟207中，每隔一個(gè)塊重復(fù)分配比特串的值，但如果是有規(guī)則地分配，則不限于此，電子水印嵌入裝置和電子水印檢測裝置也可以共有分配方法。
此外，在分配的比特串的值為‘1’時(shí)，有Xwm＝Xorg+dX，在分配的比特串的值為‘0’時(shí)，有Xwm＝Xorg-dX，但即使在dX的符號(hào)相反的情況下，也可以獲得同樣的效果。將規(guī)定規(guī)則下的操作作為頻率分量值的增減，但增減只是規(guī)定規(guī)則下的操作的一例。
在本方式中，在對(duì)于數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行塊分割，并進(jìn)行正交變換后，對(duì)于一個(gè)或多個(gè)頻率分量的值進(jìn)行規(guī)定的操作，進(jìn)行電子水印的嵌入，但例如對(duì)于MPEG流，在進(jìn)行解碼直至為用一個(gè)或多個(gè)頻率分量的值表示的狀態(tài)后，再進(jìn)行電子水印嵌入，也可獲得同樣的效果。
圖9表示將圖1的電子水印嵌入裝置應(yīng)用于MPEG方式的壓縮圖像數(shù)據(jù)的例子。
如圖9所示，分離部件901輸入基于MPEG方式的壓縮圖像數(shù)據(jù)并將其分離后輸出到可變長度解碼部件902?？勺冮L度解碼部件902對(duì)分離的壓縮圖像進(jìn)行可變長度解碼，并將DCT系數(shù)值(頻率分量)輸出到電子水印嵌入部件107。
如上所述，電子水印嵌入部件107將電子水印嵌入在DCT系數(shù)值中，嵌入后的DCT系數(shù)值被輸出到可變長度編碼部件903?？勺冮L度編碼部件903對(duì)嵌入后的DCT值進(jìn)行可變長度編碼，并輸出到復(fù)用部件904。
如以上那樣，如果在DCT系數(shù)(頻率分量)的狀態(tài)下嵌入電子水印，則與圖18所示的現(xiàn)有技術(shù)相比，可以省略逆DCT→塊合成→像素空間的編碼的處理。
這樣的話，例如，如圖像服務(wù)器那樣，保持已經(jīng)按MPEG方式壓縮的圖像數(shù)據(jù)，將電子水印嵌入該數(shù)據(jù)中，并向客戶分發(fā)時(shí)，一連串的處理內(nèi)容少，可以減輕圖像服務(wù)器的處理負(fù)擔(dān)，而且可以良好地保持對(duì)客戶的響應(yīng)。
再有，由逆量化部件905對(duì)可變長度解碼部件902的輸出進(jìn)行逆量化，而且由逆DCT部件906進(jìn)行逆DCT后，可獲得像素空間的圖像。如圖9中虛線所示，即使在進(jìn)行了逆量化之后，嵌入電子水印也可以。
(第2實(shí)施方式)以下，參照

本發(fā)明的第2實(shí)施方式。本方式是從由第1實(shí)施方式說明的電子水印嵌入裝置嵌入了電子水印的圖像信號(hào)中，進(jìn)行電子水印檢測的電子水印檢測裝置。
圖10是表示本發(fā)明第2實(shí)施方式的電子水印檢測裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
在圖10中，電子水印檢測裝置包括輸入部件701、塊分割部件702、區(qū)域選擇部件703、運(yùn)算部件704、比特檢測部件705、比特串確定部件706、檢測比特串輸出部件707和相鄰區(qū)域選擇部件708。
輸入部件701輸入圖像信號(hào)。塊分割部件702對(duì)從輸入部件701輸入的圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素單位的塊。
區(qū)域選擇部件703選擇塊內(nèi)的區(qū)域。運(yùn)算部件704根據(jù)選擇出的區(qū)域進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算。
比特檢測部件705根據(jù)運(yùn)算部件704的輸出值來檢測嵌入的比特的值。比特串確定部件706從比特檢測部件705檢測出的比特值中確定嵌入的比特串。
檢測比特串輸出部件707輸出比特串確定部件706確定的比特串。相鄰區(qū)域選擇部件708選擇與區(qū)域選擇部件703選擇的區(qū)域相鄰的相鄰區(qū)域。
以下，還參照?qǐng)D11來說明本發(fā)明的電子水印檢測裝置。圖11是圖10的電子水印檢測裝置的流程圖。
首先，輸入部件701輸入嵌入了電子水印的圖像信號(hào)(步驟801)。
接著，塊分割部件702將步驟801中輸入的圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素單位的塊(步驟802)。在本方式中，分割成8×8像素構(gòu)成的塊。
接著，區(qū)域選擇部件703選擇多個(gè)由步驟802中分割的塊內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)像素構(gòu)成的區(qū)域(步驟803)。
圖12表示該步驟中的8×8像素構(gòu)成的塊的區(qū)域選擇要領(lǐng)。在圖12中，矩形一一對(duì)應(yīng)于一像素。
在圖12中，選擇區(qū)域A和區(qū)域B。這里，選擇的區(qū)域最好選擇因電子水印嵌入而變化大的像素。
這里，在第1實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置中，選擇對(duì)應(yīng)于進(jìn)行了增減的頻率分量。因此，在電子水印嵌入中，根據(jù)進(jìn)行了增減的頻率分量，來變化選擇的區(qū)域。在這點(diǎn)上，要再次參照?qǐng)D5至圖7。
接著，在圖10中，相鄰區(qū)域選擇部件708選擇多個(gè)與步驟803中選擇出的區(qū)域相鄰的一個(gè)或多個(gè)像素構(gòu)成的區(qū)域(步驟804)。
圖13表示該步驟中的區(qū)域選擇要領(lǐng)。在圖13中，選擇與區(qū)域A和區(qū)域B相鄰的區(qū)域C及區(qū)域D。
這里，選擇的區(qū)域C和D包含最接近步驟803中選擇出的區(qū)域A和B的像素值的像素，并且最好選擇包含幾乎不因電子水印嵌入而變化的像素的區(qū)域。因此，在本例中，區(qū)域C中包含的像素的值最接近區(qū)域A，而區(qū)域D中包含的像素的值最接近區(qū)域B。
在第1實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置中，每隔一個(gè)塊來分配嵌入比特串，所以不因電子水印嵌入而變化。
接著，運(yùn)算部件704對(duì)步驟803和步驟804中選擇出的區(qū)域進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算(步驟805)。設(shè)步驟803和步驟804中選擇出的區(qū)域A、B、C中包含的各個(gè)像素值的總和為sumA、sumB、sumC、sumD，則輸出值＝(sumA-sumC)-(sumB-sumD)這里，即使將sumA-sumB作為輸出值，也可以檢測電子水印，但在該情況下，因塊內(nèi)的像素值變化，檢測精度變差。因此，通過從sumA、sumB中減去獲得的像素值接近區(qū)域A、B內(nèi)的像素值的區(qū)域C、D的sumC、sumD，可以有效地僅提取電子水印嵌入產(chǎn)生的變化部分。
接著，比特檢測部件705根據(jù)步驟805中的輸出值，檢測嵌入的比特的值是‘0’還是‘1’(步驟806)。在步驟805中的輸出值為正時(shí)，比特的值為‘1’，而在負(fù)的情況下，比特的值為‘0’。
接著，比特串確定部件706從步驟806中檢測出的各個(gè)比特值中確定嵌入的比特串(步驟807)。比特串確定部件706將步驟806中每個(gè)塊中檢測出的多個(gè)值順序地排列而形成比特串。
在第1實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置中，重復(fù)嵌入比特串，所以可以檢測圖像幀內(nèi)循環(huán)的比特串。比特串中的各個(gè)值的確定從多次檢測出的比特串中使用擇多判定來確定。
最后，檢測比特串輸出部件707輸出步驟807中確定的比特串(步驟808)。
如以上那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置，通過選擇電子水印嵌入產(chǎn)生的變化大的區(qū)域、以及接近該區(qū)域附近的像素值并且沒有電子水印產(chǎn)生的變化的區(qū)域，并進(jìn)行運(yùn)算，可以有效地僅提取電子水印嵌入產(chǎn)生的變化部分?？梢詫?shí)現(xiàn)在塊的圖像上不受影響，檢測精度高的電子水印技術(shù)。
在本方式中，在步驟805中，求區(qū)域內(nèi)的像素值的總和，計(jì)算各個(gè)區(qū)域間的差分，但也可以使用區(qū)域內(nèi)的像素值的平均值。也可以不是簡單地根據(jù)總和，而是根據(jù)電子水印嵌入中的各像素的變化量，帶有加權(quán)來進(jìn)行計(jì)算。
在步驟803和步驟804的區(qū)域選擇中，從存在檢測對(duì)象塊的當(dāng)前幀圖像中選擇區(qū)域，但除此以外，如果按重放順序從前面的幀或后面的幀或其兩方的中選擇區(qū)域，則可以進(jìn)行更顯著地檢測。這種情況下，前面的幀和后面的幀最好從最接近檢測對(duì)象塊的圖像的塊中選擇。
(第3實(shí)施方式)以下，參照附圖來說明本發(fā)明的第3實(shí)施方式。本發(fā)明第3實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置僅在嵌入信號(hào)形成部件101(參照?qǐng)D1)的處理的步驟201(參照?qǐng)D2)上與第1實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置有所不同。因此，這里僅說明嵌入信號(hào)形成部件101。
嵌入信號(hào)形成部件101使用將預(yù)先準(zhǔn)備的嵌入信息和模擬隨機(jī)數(shù)序列對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)表，選擇與嵌入信息對(duì)應(yīng)的模擬隨機(jī)數(shù)序列，將選擇出的模擬隨機(jī)數(shù)序列形成為嵌入信號(hào)。以塊為單位來分配形成的嵌入信號(hào)的各個(gè)比特。
在本方式中，將嵌入信息變換成二進(jìn)制的比特串，使用將模擬隨機(jī)數(shù)對(duì)應(yīng)于各個(gè)比特的比特位置和值的對(duì)應(yīng)表。這里，將嵌入信息變換成二進(jìn)制的比特串的處理與第1實(shí)施方式中說明的內(nèi)容相同。
對(duì)于其后的處理，使用圖14來說明。圖14(a)表示對(duì)嵌入信息進(jìn)行變換的二進(jìn)制的比特串和各個(gè)比特位置。圖14(b)表示與比特位置和值對(duì)應(yīng)的模擬隨機(jī)數(shù)序列的對(duì)應(yīng)表。
嵌入信號(hào)形成部件101從比特串的開頭起根據(jù)該對(duì)應(yīng)表順序地選擇模擬隨機(jī)數(shù)序列。例如，在圖14(a)中，由于對(duì)應(yīng)于比特位置{0}的比特值為{0}，所以根據(jù)圖14(b)而選擇模擬隨機(jī)數(shù){S000}。因此，將模擬隨機(jī)數(shù){000}的各個(gè)比特以塊為單位來分配。
如以上那樣，將嵌入信息的比特串對(duì)應(yīng)于模擬隨機(jī)數(shù)序列并進(jìn)行電子水印嵌入。
再有，在本方式中，將嵌入信息變換成二進(jìn)制的比特串，使用將模擬隨機(jī)數(shù)序列對(duì)應(yīng)于各個(gè)比特的比特位置和值的對(duì)應(yīng)表，但也可以使用模擬隨機(jī)數(shù)序列對(duì)應(yīng)于嵌入信息的多個(gè)比特單位的對(duì)應(yīng)表。如果是從模擬隨機(jī)數(shù)序列中可以唯一地確定嵌入信息的對(duì)應(yīng)表，則不限于此，對(duì)應(yīng)表也可以由電子水印嵌入裝置和電子水印檢測裝置所共有。
(第4實(shí)施方式)以下，參照附圖來說明本發(fā)明的第4實(shí)施方式。本方式是電子水印檢測裝置，從通過第3實(shí)施方式說明的電子水印嵌入裝置嵌入了電子水印的圖像信號(hào)中，進(jìn)行電子水印的檢測。
圖15是本發(fā)明的第4實(shí)施方式的電子水印檢測裝置的方框圖。
在圖15中，電子水印檢測裝置包括輸入部件701、塊分割部件702、區(qū)域選擇部件703、運(yùn)算部件704、序列記錄部件1201、相關(guān)值計(jì)算部件1202、閾值設(shè)定部件1203、比較部件1204、比特串確定部件706、檢測比特串輸出部件707和相鄰區(qū)域選擇部件708。
序列記錄部件1201保持將嵌入信息和模擬隨機(jī)數(shù)序列對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)表。
相關(guān)值計(jì)算部件1202計(jì)算運(yùn)算部件704對(duì)每個(gè)塊運(yùn)算的輸出值的序列和對(duì)應(yīng)表中包含的模擬隨機(jī)數(shù)序列的相關(guān)值，在獲得的相關(guān)值中，輸出最大的相關(guān)值。
閾值設(shè)定部件1203設(shè)定相關(guān)值的閾值。比較部件1204比較相關(guān)值計(jì)算部件1202輸出的最大相關(guān)值和閾值設(shè)定部件1203設(shè)定的閾值，輸出適合于比較結(jié)果的模擬隨機(jī)數(shù)序列。
比特串確定部件706根據(jù)比較部件1204輸出的模擬隨機(jī)數(shù)序列和對(duì)應(yīng)表來確定嵌入比特串。檢測比特串輸出部件707輸出比特串確定部件706確定的比特串。
以下，還參照?qǐng)D16來說明本發(fā)明的電子水印檢測裝置。圖16是圖15的電子水印檢測裝置的流程圖。
首先，輸入部件701輸入嵌入了電子水印的圖像信號(hào)(步驟1301)。
接著，塊分割部件702將步驟1301中輸入的圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素單位的塊(步驟1302)。在本方式中，分割成8×8像素構(gòu)成的塊。
接著，區(qū)域選擇部件703選擇多個(gè)由步驟1302中分割的塊內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)像素構(gòu)成的區(qū)域(步驟1303)。本步驟的處理內(nèi)容是與第2實(shí)施方式的步驟803(參照?qǐng)D11)相同的處理，所以省略說明。
接著，相鄰區(qū)域選擇部件708選擇多個(gè)與步驟1303中選擇出的區(qū)域相鄰的一個(gè)或多個(gè)像素構(gòu)成的區(qū)域(步驟1304)。本步驟的處理內(nèi)容是與第2實(shí)施方式的步驟804(參照?qǐng)D11)相同的處理，所以省略說明。
接著，運(yùn)算部件704對(duì)于步驟1303和步驟1304中選擇出的區(qū)域進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算(步驟1305)。本步驟的處理內(nèi)容是與第2實(shí)施方式的步驟805(參照?qǐng)D11)相同的處理，所以省略說明。
序列記錄部件1201用對(duì)應(yīng)于嵌入信息的模擬隨機(jī)數(shù)序列的對(duì)應(yīng)表來記錄與第3實(shí)施方式中使用的對(duì)應(yīng)表相同的內(nèi)容。
相關(guān)值計(jì)算部件1202計(jì)算步驟1305中對(duì)每個(gè)塊運(yùn)算出的輸出值序列和序列記錄部件1201記錄的對(duì)應(yīng)表中包含的所有模擬隨機(jī)數(shù)序列的相關(guān)值，在獲得的相關(guān)值中求出最大的相關(guān)值(步驟1306)。相關(guān)值計(jì)算部件1202將最大的相關(guān)值和提取該相關(guān)的模擬隨機(jī)數(shù)序列輸出到比較部件1204。
例如，在使用圖14(b)的對(duì)應(yīng)表時(shí)，相關(guān)值計(jì)算部件1202求出32個(gè)模擬隨機(jī)數(shù)序列{S000、S001、…、S151}和對(duì)每個(gè)塊運(yùn)算出的輸出值序列的相關(guān)值，從中求出最大的相關(guān)值。在獲得最大的相關(guān)值SMAX與模擬隨機(jī)數(shù)序列{S000}相關(guān)的情況下，將最大的相關(guān)值SMAX和模擬隨機(jī)數(shù)序列{S000}輸出到比較部件1204。
接著，閾值設(shè)定部件1203設(shè)定比較部件1204的閾值(步驟1307)。比較部件1204比較最大的相關(guān)值和閾值(步驟1308)，在相關(guān)值大的情況下，將與提取了該相關(guān)值的模擬隨機(jī)數(shù)序列對(duì)應(yīng)的比特位置和其值輸出到比特串確定部件706。例如，在使用圖14(b)的對(duì)應(yīng)表時(shí)，將與模擬隨機(jī)數(shù)序列{S000}對(duì)應(yīng)的比特位置{0}和其值{0}輸出到比特串確定部件706。如果最大的相關(guān)值在閾值以下，則不進(jìn)行處理。
再有，如果發(fā)生非法復(fù)制等干擾，則可能是比閾值大的相關(guān)值完全不存在的情況或比閾值大的相關(guān)值存在多個(gè)的情況。這時(shí)，比較部件1204作為例外的處理，不比較閾值和相關(guān)值，僅在最大的相關(guān)值S1相對(duì)于其他相關(guān)值Sn滿足一定條件(例如，S1＞Sn的條件)時(shí)，可提取對(duì)應(yīng)于該模擬隨機(jī)數(shù)序列的比特位置和其值。
接著，比特串確定部件706保持從比較部件1204輸出的比特位置，在嵌入的比特串的所有比特位置和其值一致的時(shí)刻，形成比特串并輸出到檢測比特串輸出部件707(步驟1309)。
最后，檢測比特串輸出部件707輸出步驟1309中確定的比特串(步驟1310)。
如以上那樣，根據(jù)本實(shí)施方式的電子水印檢測裝置，通過使用有嵌入信號(hào)對(duì)應(yīng)的模擬隨機(jī)數(shù)序列的相關(guān)來進(jìn)行檢測，與單一地檢測比特串的情況相比，可以進(jìn)行可靠性高的檢測。
以下，說明了第1～第4實(shí)施方式。
再有，代表性地如圖17所示，上述實(shí)施方式的電子水印嵌入裝置和電子水印檢測裝置實(shí)現(xiàn)的各功能可通過存儲(chǔ)了電子水印嵌入程序和電子水印檢測程序的存儲(chǔ)裝置1502(ROM、RAM、硬盤等)、以及執(zhí)行相應(yīng)程序數(shù)據(jù)的CPU1501(中央處理單元)來實(shí)現(xiàn)。這種情況下，將電子水印嵌入程序和電子水印檢測程序存儲(chǔ)在CD-ROM或軟盤等記錄媒體1505中，從該記錄媒體1505裝載或安裝在存儲(chǔ)裝置1502上。
根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)從多個(gè)頻率分量中提取的第1特征量，選擇一個(gè)或多個(gè)頻率分量，按規(guī)定的規(guī)則來操作選擇出的一個(gè)或多個(gè)頻率分量的值，可以抑制圖像質(zhì)量惡化。此外，從進(jìn)行了正交變換的多個(gè)頻率分量中提取第2特征量，根據(jù)第2特征量來嵌入電子水印，從而可以進(jìn)一步抑制圖像質(zhì)量惡化。
而且，可以減小處理量，同時(shí)通過按規(guī)定的規(guī)則來操作離散余弦變換后的一個(gè)或多個(gè)頻率分量的值，可以實(shí)現(xiàn)與使用了離散余弦變換的以MPEG編碼為代表的標(biāo)準(zhǔn)圖像編碼親和性高的電子水印嵌入。
通過選擇電子水印嵌入產(chǎn)生的變化大的區(qū)域和接近該區(qū)域附近的像素值、沒有電子水印產(chǎn)生的變化的區(qū)域，并進(jìn)行運(yùn)算，可以有效地僅提取電子水印嵌入產(chǎn)生的變化部分，可以實(shí)現(xiàn)檢測精度高的電子水印技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種電子水印嵌入裝置，包括嵌入信號(hào)形成部，根據(jù)嵌入信息，形成作為電子水印嵌入的嵌入信號(hào)；塊分割部，將數(shù)字圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素單位的塊；正交變換部，將各個(gè)所述塊進(jìn)行正交變換并變換為多個(gè)頻率分量；以及電子水印嵌入部件，根據(jù)所述嵌入信號(hào)形成部形成的嵌入信號(hào)，按規(guī)定的規(guī)則操控所述多個(gè)頻率分量的至少一個(gè)值，以考慮檢測所述塊內(nèi)的圖像變化量并變?yōu)轭A(yù)定的特定圖形。
2.如權(quán)利要求1所述的電子水印嵌入裝置，其中，所述特定的圖形是所述圖像變化量為正的區(qū)域和所述圖像變化量為負(fù)的區(qū)域交替存在的圖形。
3.如權(quán)利要求1所述的電子水印嵌入裝置，其中，所述嵌入信號(hào)形成部將嵌入信息變換成二進(jìn)制的比特串，將所述二進(jìn)制的比特串作為所述嵌入信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的電子水印嵌入裝置，其中，所述嵌入信號(hào)形成部使用將預(yù)先準(zhǔn)備的嵌入信息和模擬隨機(jī)數(shù)序列對(duì)應(yīng)附加的對(duì)應(yīng)表，選擇與嵌入信息對(duì)應(yīng)的模擬隨機(jī)數(shù)序列，將選擇的模擬隨機(jī)數(shù)序列作為嵌入信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的電子水印嵌入裝置，其中，還包括第1特征量提取部件，根據(jù)所述多個(gè)頻率分量來提取第1特征量；以及選擇部，根據(jù)提取的所述第1特征量，選擇所述多個(gè)頻率分量的至少一個(gè)值。
6.如權(quán)利要求5所述的電子水印嵌入裝置，其中，所述第1特征量提取部件根據(jù)所述塊和相鄰所述塊的塊的多個(gè)頻率分量來提取所述第1特征量。
7.如權(quán)利要求5所述的電子水印嵌入裝置，其中，所述第1特征量是所述塊內(nèi)的圖像中垂直方向的邊緣所對(duì)應(yīng)的特定頻率分量的總和、水平方向的邊緣所對(duì)應(yīng)的特定頻率分量的總和、斜方向的邊緣所對(duì)應(yīng)的特定頻率分量的總和中的一種或兩種以上的組合。
8.如權(quán)利要求7所述的電子水印嵌入裝置，其中，所述選擇部根據(jù)所述第1特征量，在所述塊內(nèi)的圖像中，判定垂直方向的邊緣、水平方向的邊緣、斜方向的邊緣中的哪一個(gè)是支配性的，根據(jù)判定結(jié)果來選擇多個(gè)頻率分量的至少一個(gè)。
9.如權(quán)利要求1所述的電子水印嵌入裝置，其中，所述電子水印嵌入部件的所述操控是所述值的增減。
10.如權(quán)利要求1所述的電子水印嵌入裝置，其中，所述正交變換部進(jìn)行離散余弦變換。
11.如權(quán)利要求10所述的電子水印嵌入裝置，其中，所述特定圖形包含以離散余弦變換的基底圖像表示的圖形。
12.如權(quán)利要求9所述的電子水印嵌入裝置，其中，還包括從所述多個(gè)頻率分量中提取第2特征量的第2特征量提取部件；所述電子水印嵌入部件根據(jù)提取出的所述第2特征量，變更所述值的所述增減的大小。
13.如權(quán)利要求12所述的電子水印嵌入裝置，其中，所述多個(gè)頻率分量包括直流分量值和特定的交流分量值，所述第2特征量是所述直流分量值和所述特定交流分量值的一方或雙方的總和。
14.一種電子水印檢測裝置，包括輸入部，輸入圖像信號(hào)；塊分割部，將從所述輸入部輸入的圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素單位的塊；區(qū)域選擇部，選擇所述塊內(nèi)的區(qū)域；運(yùn)算部，根據(jù)所述選擇的區(qū)域進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算；比特檢測部，根據(jù)所述運(yùn)算部的輸出值，檢測嵌入的比特值；比特串確定部，從所述比特檢測部檢測出的比特值中，確定嵌入的比特串；以及檢測比特串輸出部，輸出所述比特串確定部確定的比特串。
15.一種電子水印檢測裝置，包括輸入部，輸入圖像信號(hào)；塊分割部，將從所述輸入部輸入的圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素單位的塊；區(qū)域選擇部，選擇所述塊內(nèi)的區(qū)域；運(yùn)算部，根據(jù)所述選擇的區(qū)域進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算；序列記錄部，保持將嵌入信息和模擬隨機(jī)數(shù)序列對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)表；相關(guān)值計(jì)算部，計(jì)算所述運(yùn)算部按每塊運(yùn)算的輸出值的序列和包含于所述對(duì)應(yīng)表中的模擬隨機(jī)數(shù)的相關(guān)值，在獲得的相關(guān)值中，輸出最大的相關(guān)值；閾值設(shè)定部，設(shè)定相關(guān)值的閾值；比較部，比較所述相關(guān)值計(jì)算部輸出的最大相關(guān)值和所述閾值設(shè)定部設(shè)定的閾值，輸出適合比較結(jié)果的模擬隨機(jī)數(shù)序列；比特串確定部，根據(jù)所述比較部輸出的模擬隨機(jī)數(shù)序列和所述對(duì)應(yīng)表來確定嵌入比特串；以及檢測比特串輸出部，輸出所述比特串確定部確定的比特串。
16.如權(quán)利要求14所述的電子水印檢測裝置，其中，還包括選擇與所述區(qū)域選擇部選擇的區(qū)域相鄰的相鄰區(qū)域的相鄰區(qū)域選擇部；所述運(yùn)算部根據(jù)所述區(qū)域選擇部選擇的區(qū)域和所述相鄰區(qū)域選擇部選擇的相鄰區(qū)域來進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算。
17.如權(quán)利要求14所述的電子水印檢測裝置，其中，所述區(qū)域選擇部除了所述塊存在的當(dāng)前幀以外，還按重放順序在所述當(dāng)前幀的前一幀和所述當(dāng)前幀的后一幀的至少一個(gè)中，選擇所述塊內(nèi)的區(qū)域。
18.如權(quán)利要求16所述的電子水印檢測裝置，其中，所述相鄰區(qū)域選擇部除了所述塊存在的當(dāng)前幀以外，還按重放順序在所述當(dāng)前幀的前一幀和所述當(dāng)前幀的后一幀的至少一個(gè)中，選擇與所述區(qū)域選擇部選擇的區(qū)域相鄰的相鄰區(qū)域。
19.一種電子水印嵌入方法，包括嵌入信號(hào)形成步驟，根據(jù)嵌入信息，形成作為電子水印嵌入的嵌入信號(hào)；塊分割步驟，將數(shù)字圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素單位的塊；正交變換步驟，將各個(gè)所述塊進(jìn)行正交變換并變換為多個(gè)頻率分量；以及電子水印嵌入步驟，根據(jù)所述嵌入信號(hào)形成步驟中形成的嵌入信號(hào)，按規(guī)定的規(guī)則操控所述多個(gè)頻率分量的至少一個(gè)值，以考慮檢測所述塊內(nèi)的圖像變化量并變?yōu)轭A(yù)定的特定圖形。
20.如權(quán)利要求19所述的電子水印嵌入方法，其中，所述特定的圖形是所述圖像變化量為正的區(qū)域和所述圖像變化量為負(fù)的區(qū)域交替存在的圖形。
21.如權(quán)利要求19所述的電子水印嵌入方法，其中，所述嵌入信號(hào)形成步驟將嵌入信息變換成二進(jìn)制的比特串，將所述二進(jìn)制的比特串作為所述嵌入信號(hào)。
22.如權(quán)利要求19所述的電子水印嵌入方法，其中，所述嵌入信號(hào)形成步驟使用將預(yù)先準(zhǔn)備的嵌入信息和模擬隨機(jī)數(shù)序列對(duì)應(yīng)附加的對(duì)應(yīng)表，選擇與嵌入信息對(duì)應(yīng)的模擬隨機(jī)數(shù)序列，將選擇的模擬隨機(jī)數(shù)序列作為嵌入信號(hào)。
23.如權(quán)利要求19所述的電子水印嵌入方法，其中，還包括第1特征量提取步驟，根據(jù)所述多個(gè)頻率分量來提取第1特征量；以及選擇步驟，根據(jù)提取的所述第1特征量，選擇所述多個(gè)頻率分量的至少一個(gè)。
24.如權(quán)利要求23所述的電子水印嵌入方法，其中，所述第1特征量提取步驟根據(jù)所述塊和與所述塊相鄰的塊的多個(gè)頻率分量來提取所述第1特征量。
25.如權(quán)利要求23所述的電子水印嵌入方法，其中，所述第1特征量是所述塊內(nèi)的圖像中垂直方向的邊緣所對(duì)應(yīng)的特定頻率分量的總和、水平方向的邊緣所對(duì)應(yīng)的特定頻率分量的總和、斜方向的邊緣所對(duì)應(yīng)的特定頻率分量的總和中的一種或兩種以上的組合。
26.如權(quán)利要求25所述的電子水印嵌入方法，其中，所述選擇步驟根據(jù)所述第1特征量，在所述塊內(nèi)的圖像中，判定垂直方向的邊緣、水平方向的邊緣、斜方向的邊緣中的哪一個(gè)是支配性的，根據(jù)判定結(jié)果來選擇多個(gè)頻率分量的至少一個(gè)。
27.如權(quán)利要求19所述的電子水印嵌入方法，其中，所述電子水印嵌入步驟的所述操控是所述值的增減。
28.如權(quán)利要求19所述的電子水印嵌入方法，其中，所述正交變換步驟進(jìn)行離散余弦變換。
29.如權(quán)利要求28所述的電子水印嵌入方法，其中，所述特定圖形包含以離散余弦變換的基底圖像表示的圖形。
30.如權(quán)利要求28所述的電子水印嵌入方法，其中，還包括從所述多個(gè)頻率分量中提取第2特征量的第2特征量提取步驟；所述電子水印嵌入步驟根據(jù)提取出的所述第2特征量，變更所述值的所述增減的大小。
31.如權(quán)利要求30所述的電子水印嵌入方法，其中，所述多個(gè)頻率分量包括直流分量值和特定的交流分量值，所述第2特征量是所述直流分量值和所述特定交流分量值的一方或雙方的總和。
32.一種電子水印檢測方法，包括輸入步驟，輸入圖像信號(hào)；塊分割步驟，將從所述輸入步驟輸入的圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素單位的塊；區(qū)域選擇步驟，選擇所述塊內(nèi)的區(qū)域；運(yùn)算步驟，根據(jù)所述選擇的區(qū)域進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算；比特檢測步驟，根據(jù)所述運(yùn)算步驟的輸出值，檢測嵌入的比特值；比特串確定步驟，從所述比特檢測步驟檢測出的比特值中，確定嵌入的比特串；以及檢測比特串輸出步驟，輸出所述比特串確定步驟中確定的比特串。
33.一種電子水印檢測方法，包括輸入步驟，輸入圖像信號(hào)；塊分割步驟，將從所述輸入步驟輸入的圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素單位的塊；區(qū)域選擇步驟，選擇所述塊內(nèi)的區(qū)域；運(yùn)算步驟，根據(jù)所述選擇的區(qū)域進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算；序列記錄步驟，保持將嵌入信息和模擬隨機(jī)數(shù)序列對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)表；相關(guān)值計(jì)算步驟，計(jì)算所述運(yùn)算步驟按每塊運(yùn)算的輸出值的序列和包含于所述對(duì)應(yīng)表中的模擬隨機(jī)數(shù)的相關(guān)值，在獲得的相關(guān)值中，輸出最大的相關(guān)值；閾值設(shè)定步驟，設(shè)定相關(guān)值的閾值；比較步驟，比較所述相關(guān)值計(jì)算步驟輸出的最大相關(guān)值和所述閾值設(shè)定步驟設(shè)定的閾值，輸出適合比較結(jié)果的模擬隨機(jī)數(shù)序列；比特串確定步驟，根據(jù)所述比較步驟輸出的模擬隨機(jī)數(shù)序列和所述對(duì)應(yīng)表來確定嵌入比特串；以及檢測比特串輸出步驟，輸出所述比特串確定步驟中確定的比特串。
34.如權(quán)利要求32所述的電子水印檢測方法，其中，還包括選擇與所述區(qū)域選擇步驟選擇的區(qū)域相鄰的相鄰區(qū)域的相鄰區(qū)域選擇步驟；所述運(yùn)算步驟根據(jù)所述區(qū)域選擇步驟選擇的區(qū)域和所述相鄰區(qū)域選擇步驟選擇的相鄰區(qū)域來進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算。
35.如權(quán)利要求32所述的電子水印檢測方法，其中，所述區(qū)域選擇步驟除了所述塊存在的當(dāng)前幀以外，還按重放順序在所述當(dāng)前幀的前一幀和所述當(dāng)前幀的后一幀的至少一個(gè)中，選擇所述塊內(nèi)的區(qū)域。
36.如權(quán)利要求32所述的電子水印檢測方法，其中，所述相鄰區(qū)域選擇步驟除了所述塊存在的當(dāng)前幀以外，還按重放順序在所述當(dāng)前幀的前一幀和所述當(dāng)前幀的后一幀的至少一個(gè)中，選擇與所述區(qū)域選擇部選擇的區(qū)域相鄰的相鄰區(qū)域。
37.一種記錄媒體，記錄計(jì)算機(jī)可讀取的電子水印嵌入程序，其中，該程序包括嵌入信號(hào)形成步驟，根據(jù)嵌入信息，形成作為電子水印嵌入的嵌入信號(hào)；塊分割步驟，將數(shù)字圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素單位的塊；正交變換步驟，將各個(gè)所述塊進(jìn)行正交變換并變換為多個(gè)頻率分量；以及電子水印嵌入步驟，根據(jù)所述嵌入信號(hào)形成步驟中形成的嵌入信號(hào)，按規(guī)定的規(guī)則操控所述多個(gè)頻率分量的至少一個(gè)值，以考慮檢測所述塊內(nèi)的圖像變化量并變?yōu)轭A(yù)定的特定圖形。
38.一種記錄媒體，記錄計(jì)算機(jī)可讀取的電子水印檢測程序，其中，該程序包括輸入步驟，輸入圖像信號(hào)；塊分割步驟，將從所述輸入步驟輸入的圖像信號(hào)分割成多個(gè)像素單位的塊；區(qū)域選擇步驟，選擇所述塊內(nèi)的區(qū)域；運(yùn)算步驟，根據(jù)所述選擇的區(qū)域進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算；比特檢測步驟，根據(jù)所述運(yùn)算步驟的輸出值，檢測嵌入的比特值；比特串確定步驟，從所述比特檢測步驟檢測出的比特值中，確定嵌入的比特串；以及檢測比特串輸出步驟，輸出所述比特串確定步驟中確定的比特串。
39.一種電子水印嵌入裝置，包括分離部，分離壓縮圖像信號(hào)；可變長度解碼部，對(duì)分離的壓縮圖像信號(hào)進(jìn)行可變長度解碼并輸出頻率分量；電子水印嵌入部，在輸出的頻率分量中嵌入電子水??；可變長度編碼部，對(duì)嵌入了電子水印的頻率分量進(jìn)行可變長度編碼；以及復(fù)用部，對(duì)可變長度編碼的壓縮圖像信號(hào)進(jìn)行復(fù)用。
全文摘要
一種電子水印嵌入裝置，將數(shù)字圖像信號(hào)分割成塊，對(duì)各個(gè)塊進(jìn)行正交變換，變換成多個(gè)頻率分量。根據(jù)從多個(gè)頻率分量中提取的特征量，選擇一個(gè)或多個(gè)頻率分量。根據(jù)由嵌入信息形成的嵌入信號(hào)，按規(guī)定的規(guī)則來操控選擇的頻率分量的值。
文檔編號(hào)G06T1/00GK1496100SQ0315567
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2003年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月4日
發(fā)明者乘富賢一, 井上尚, 桂卓史, 江島將高, 高 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社