JP4740581B2 - Analog digital watermark embedding device and program thereof, and analog digital watermark detection device and program thereof - Google Patents

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Description

本発明は、アナログ映像信号に、電子透かしとして埋め込み情報を埋め込むアナログ電子透かし埋め込み装置及びそのプログラム、並びに、その埋め込まれた埋め込み情報を検出するアナログ電子透かし検出装置及びそのプログラムに関する。   The present invention relates to an analog digital watermark embedding device that embeds embedded information as an electronic watermark in an analog video signal, and a program thereof, and an analog digital watermark detection device that detects the embedded information embedded therein and a program thereof.

近年、あらゆる分野でデジタル化が進み、大多数のコンテンツはデジタル信号として取り扱われている。このデジタル化されたコンテンツ(デジタルコンテンツ)は、コピーに伴う劣化が生じないという利点を有する一方で、違法コピーの温床ともなっている。そこで、このデジタルコンテンツの違法コピーを防止するため、数多くの技術が開発されている。   In recent years, digitalization has progressed in all fields, and the majority of contents are handled as digital signals. While this digitized content (digital content) has the advantage of not causing deterioration due to copying, it also serves as a hotbed for illegal copying. Therefore, many techniques have been developed to prevent illegal copying of this digital content.

しかし、一旦、デジタルコンテンツをアナログ信号に変換してしまうと、アナログ化されたコンテンツ(アナログコンテンツ)のコピーは、画像劣化を前提として、VHS等の民生映像機器で広く利用することが可能である。この場合、アナログコンテンツの違法コピーを防止する技術は極めて少ない。   However, once digital content is converted into an analog signal, a copy of the analog content (analog content) can be widely used in consumer video equipment such as VHS, assuming image degradation. . In this case, there are very few techniques for preventing illegal copying of analog content.

例えば、アナログコンテンツの違法コピー防止技術として、コピー保護信号によるコピープロテクション技術が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
このコピー保護信号による違法コピー防止技術では、アナログ映像信号のブランキング部分を周期的に変化させるため、VHSレコーダでコピーを行った場合、コピーした映像は、周期的に真っ黒になったり、真っ白になったりする。これによって、コピー保護信号による違法コピー防止技術は、違法にコピーされたアナログコンテンツに対して、コンテンツとしての価値をなくすことが可能である。
For example, as a technology for preventing illegal copying of analog content, a copy protection technology using a copy protection signal has been developed (see, for example, Patent Document 1).
In the illegal copy prevention technology using the copy protection signal, the blanking portion of the analog video signal is periodically changed. Therefore, when copying is performed with a VHS recorder, the copied video periodically becomes black or white. It becomes. As a result, the illegal copy prevention technology based on the copy protection signal can eliminate the value as content for illegally copied analog content.

また、最近では、アナログコピーに対して耐性を持つ電子透かし技術が報告されている(例えば、非特許文献1参照)。
このアナログ耐性を持つ電子透かし技術は、水平方向のウェーブレット変換を複数回行った画像に対して、電子透かしを埋め込むものである。この電子透かし技術では、VHSの標準モードで2回コピーを行った後の電子透かしの検出率は99.9%である旨の報告がなされている。
特表2002−524933号公報 浅井、“アナログ耐性を持つ電子透かし技術の研究開発”、[online]、[平成16年12月1日検索]、インターネット<http://www2.nict.go.jp/ns/s802/seika/h15/seika/72/72_mitsubishi.pdf>
Recently, a digital watermark technique having resistance to analog copying has been reported (for example, see Non-Patent Document 1).
This digital watermark technology with analog tolerance embeds a digital watermark in an image that has been subjected to horizontal wavelet transform a plurality of times. In this digital watermark technology, it has been reported that the detection rate of the digital watermark after copying twice in the VHS standard mode is 99.9%.
JP-T-2002-524933 Asai, “Research and development of digital watermark technology with analog tolerance”, [online], [Searched on December 1, 2004], Internet <http://www2.nict.go.jp/ns/s802/seika/ h15 / seika / 72 / 72_mitsubishi.pdf>

しかし、従来のコピー保護信号による違法コピー防止技術では、一般のVHS等の民生映像機器におけるアナログコピーの防止技術としては有効であるが、現在では、コピー保護信号の機能を停止させる技術が存在するため、違法なコピーの実施を防止することができないという問題がある。
このようなコピープロテクション技術が破られたときの有効な技術として、電子透かしがあるが、アナログコンテンツに対して、電子透かしを埋め込む技術は存在しない。
However, the conventional illegal copy prevention technology using copy protection signals is effective as an analog copy prevention technology in consumer video equipment such as general VHS, but currently there exists a technology for stopping the function of copy protection signals. Therefore, there is a problem that illegal copying cannot be prevented.
As an effective technique when such a copy protection technique is broken, there is a digital watermark, but there is no technique for embedding a digital watermark in analog content.

また、従来のアナログ耐性を持つ電子透かし技術では、電子透かしを埋め込む対象が、ウェーブレット変換可能なデジタル映像信号であって、例えば、MPEG−4、JPEG2000等の限定されたデジタル映像信号でなければ、アナログ耐性を持つ電子透かしを埋め込むことができないという問題がある。
そのため、最近では、電子透かしの埋め込み先がアナログコンテンツであっても、電子透かしを埋め込むことが可能な技術の開発が望まれている。
Further, in the conventional digital watermark technology having analog tolerance, the target to embed the digital watermark is a digital video signal that can be wavelet transformed, for example, if it is not a limited digital video signal such as MPEG-4, JPEG2000, There is a problem that a digital watermark having analog tolerance cannot be embedded.
Therefore, recently, it is desired to develop a technology capable of embedding a digital watermark even if the digital watermark is embedded in an analog content.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、電子透かしをアナログコンテンツに対して埋め込むことで、違法なアナログコピーを防止することが可能なアナログ電子透かし埋め込み装置及びそのプログラム、並びに、その埋め込まれた埋め込み情報を検出するアナログ電子透かし検出装置及びそのプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an analog digital watermark embedding device capable of preventing illegal analog copying by embedding a digital watermark in analog content and its It is an object of the present invention to provide a program, an analog digital watermark detection apparatus that detects the embedded information, and the program.

本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項1に記載のアナログ電子透かし埋め込み装置は、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、電子透かしとして埋め込み情報を埋め込むアナログ電子透かし埋め込み装置であって、画像レベル検出手段と、エッジ信号検出手段と、ライン変化信号検出手段と、ビット伸張手段と、埋め込み強度変更手段と、埋め込み手段とを備える構成とした。   The present invention was devised to achieve the above-mentioned object. First, the analog digital watermark embedding device according to claim 1 embeds an analog video signal in an image signal for each field or frame as a digital watermark. An analog digital watermark embedding device for embedding information, comprising an image level detection means, an edge signal detection means, a line change signal detection means, a bit expansion means, an embedding strength change means, and an embedding means .

かかる構成によれば、アナログ電子透かし埋め込み装置は、画像レベル検出手段によって、入力された画像信号の輝度成分又は色差成分の画像レベルを検出する。これによって、画像信号に対して埋め込み情報をどの強度で埋め込むかを判定することが可能になる。
そして、アナログ電子透かし埋め込み装置は、エッジ信号検出手段によって、画像信号の同一のフィールド又はフレーム内において、輝度成分又は色差成分が予め定めた閾値よりも大きく変化するエッジ信号を検出する。さらに、アナログ電子透かし埋め込み装置は、ライン変化信号検出手段によって、画像信号において、フィールド又はフレームのライン毎に変化する交番信号等のライン変化信号を検出する。このライン変化信号のレベル差が大きい箇所は、画面上で「ちらつき(ノイズ)」が発生する箇所となり、その部分の多少の変化は人間には知覚されにくい。そこで、この「ちらつき」が発生する箇所を埋め込み情報の埋め込み先とする。
According to this configuration, the analog digital watermark embedding device detects the image level of the luminance component or the color difference component of the input image signal by the image level detection means. This makes it possible to determine at which intensity the embedding information is embedded in the image signal.
In the analog digital watermark embedding apparatus, the edge signal detection unit detects an edge signal in which the luminance component or the color difference component changes more than a predetermined threshold in the same field or frame of the image signal. Furthermore, the analog digital watermark embedding apparatus detects line change signals such as alternating signals that change for each line of the field or frame in the image signal by the line change signal detection means. A portion where the level difference of the line change signal is large is a portion where “flicker (noise)” occurs on the screen, and a slight change in the portion is hardly perceived by humans. Therefore, a place where the “flicker” occurs is set as an embedding destination of embedding information.

また、アナログ電子透かし埋め込み装置は、ビット伸張手段によって、画像レベル、エッジ信号のレベル及びライン変化信号のレベル差に基づいて、埋め込み情報の各ビットを伸張した拡大埋め込み情報を生成する。このように、埋め込み情報の各ビットを伸張することで、アナログコピーが行われた場合でも、その情報の多くは残ることになる。
さらに、アナログ電子透かし埋め込み装置は、埋め込み強度変更手段によって、画像レベル、エッジ信号のレベル及びライン変化信号のレベル差に基づいて予め定めた定数を、拡大埋め込み情報に乗算することで、拡大埋め込み情報の埋め込み強度を変更した強度変更埋め込み情報を生成する。これによって、強度変更埋め込み情報は、画像内において知覚されることなく、埋め込み位置に適した強度となる。
そして、アナログ電子透かし埋め込み装置は、埋め込み手段によって、エッジ信号検出手段において特定されたエッジ信号の位置に、強度変更埋め込み情報を埋め込む。
Further, the analog digital watermark embedding apparatus generates expanded embedding information obtained by decompressing each bit of the embedding information based on the image level, the edge signal level, and the line change signal level difference by the bit decompression unit. In this way, by expanding each bit of the embedded information, much of the information remains even when analog copying is performed.
Further, the analog digital watermark embedding device multiplies the enlarged embedding information by the embedding strength changing means by multiplying the enlarged embedding information by a predetermined constant based on the level difference between the image level, the edge signal level and the line change signal. Strength-modified embedding information is generated by changing the embedding strength of. As a result, the strength-change embedded information has a strength suitable for the embedded position without being perceived in the image.
Then, the analog digital watermark embedding apparatus embeds the strength change embedding information at the position of the edge signal specified by the edge signal detection means by the embedding means.

また、請求項2に記載のアナログ電子透かし埋め込み装置は、請求項1に記載のアナログ電子透かし埋め込み装置において、拡散手段を備え、前記ビット伸張手段が、前記拡散手段で拡散された埋め込み情報の各ビットを伸張する構成とした。   Further, the analog digital watermark embedding device according to claim 2 is the analog digital watermark embedding device according to claim 1, further comprising spreading means, wherein the bit decompression means is configured to each of the embedding information spread by the spreading means. The bit is expanded.

かかる構成によれば、アナログ電子透かし埋め込み装置は、拡散手段によって、入力された埋め込み情報のビット列における各ビットの値(「0」又は「1」)の出現確率を均等化することで、埋め込み情報を拡散する。これによって、埋め込み情報が暗号化されるとともに、埋め込み情報の直流成分が抑えられることになる。   According to such a configuration, the analog digital watermark embedding device equalizes the appearance probability of each bit value (“0” or “1”) in the bit string of the input embedded information by the spreading means, thereby enabling the embedded information To diffuse. As a result, the embedded information is encrypted and the DC component of the embedded information is suppressed.

さらに、請求項3に記載のアナログ電子透かし埋め込みプログラムは、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、電子透かしとして埋め込み情報を埋め込むために、コンピュータを、画像レベル検出手段、エッジ信号検出手段、ライン変化信号検出手段、ビット伸張手段、埋め込み強度変更手段、埋め込み手段として機能させる構成とした。   Further, the analog digital watermark embedding program according to claim 3, in order to embed embedding information as an electronic watermark in an image signal for each field or frame of an analog video signal, an image level detection means, an edge signal detection means The line change signal detecting means, the bit expanding means, the embedding strength changing means, and the embedding means are configured to function.

かかる構成によれば、アナログ電子透かし埋め込みプログラムは、画像レベル検出手段によって、入力された画像信号の輝度成分又は色差成分の画像レベルを検出する。
そして、アナログ電子透かし埋め込みプログラムは、エッジ信号検出手段によって、画像信号の同一のフィールド又はフレーム内において、輝度成分又は色差成分が予め定めた閾値よりも大きく変化するエッジ信号を検出する。さらに、アナログ電子透かし埋め込みプログラムは、ライン変化信号検出手段によって、画像信号において、フィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号を検出する。
According to this configuration, the analog digital watermark embedding program detects the image level of the luminance component or the color difference component of the input image signal by the image level detection means.
The analog digital watermark embedding program detects an edge signal in which the luminance component or the color difference component changes more than a predetermined threshold in the same field or frame of the image signal by the edge signal detection means. Furthermore, the analog digital watermark embedding program detects a line change signal that changes for each line of a field or frame in the image signal by the line change signal detection means.

また、アナログ電子透かし埋め込みプログラムは、ビット伸張手段によって、画像レベル、エッジ信号のレベル及びライン変化信号のレベル差に基づいて、埋め込み情報の各ビットを伸張した拡大埋め込み情報を生成する。さらに、アナログ電子透かし埋め込みプログラムは、埋め込み強度変更手段によって、画像レベル、エッジ信号のレベル及びライン変化信号のレベル差に基づいて予め定めた定数を乗算することで、拡大埋め込み情報の埋め込み強度を変更した強度変更埋め込み情報を生成する。
そして、アナログ電子透かし埋め込みプログラムは、埋め込み手段によって、エッジ信号検出手段において特定されたエッジ信号の位置に、強度変更埋め込み情報を埋め込む。
The analog digital watermark embedding program generates expanded embedding information obtained by expanding each bit of the embedding information based on the image level, the edge signal level, and the line change signal level difference by the bit expansion means. Furthermore, the analog digital watermark embedding program changes the embedding strength of the enlarged embedding information by multiplying a predetermined constant based on the level difference between the image level, the edge signal level, and the line change signal by the embedding strength changing means. Generated strength change embedding information is generated.
Then, the analog digital watermark embedding program embeds the strength change embedding information at the position of the edge signal specified by the edge signal detection means by the embedding means.

また、請求項4に記載のアナログ電子透かし検出装置は、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、当該画像信号の画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、フィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号のレベル差に基づいて、伸張された埋め込み情報を電子透かしとして埋め込んだ電子透かし埋め込み画像から、前記埋め込み情報を検出するアナログ電子透かし検出装置であって、画像レベル検出手段と、エッジ信号検出手段と、ライン変化信号検出手段と、埋め込み情報検出手段と、ビット圧縮手段とを備える構成とした。   The analog digital watermark detection apparatus according to claim 4 changes the image signal for each field or frame of the analog video signal for the image level of the image signal, the level of the edge signal, and the line of the field or frame. An analog watermark detection apparatus for detecting embedded information from a digital watermark embedded image in which decompressed embedded information is embedded as a digital watermark based on a level difference of a line change signal, comprising: an image level detection unit; and an edge The signal detection unit, the line change signal detection unit, the embedded information detection unit, and the bit compression unit are provided.

かかる構成によれば、アナログ電子透かし検出装置は、画像レベル検出手段によって、入力された画像信号の輝度成分又は色差成分の画像レベルを検出する。また、アナログ電子透かし検出装置は、エッジ信号検出手段によって、画像信号の同一のフィールド又はフレーム内において、輝度成分又は色差成分が予め定めた閾値よりも大きく変化するエッジ信号を検出する。さらに、アナログ電子透かし検出装置は、ライン変化信号検出手段によって、画像信号において、フィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号を検出する。
これによって、アナログ電子透かし検出装置は、画像信号の画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号のレベル差に基づいて、どの位置にどの強度で埋め込み情報が埋め込まれているのかを検出することが可能になる。
According to this configuration, the analog digital watermark detection apparatus detects the image level of the luminance component or the color difference component of the input image signal by the image level detection means. In the analog digital watermark detection apparatus, the edge signal detection means detects an edge signal whose luminance component or color difference component changes more than a predetermined threshold in the same field or frame of the image signal. Further, the analog digital watermark detection apparatus detects a line change signal that changes for each line of the field or frame in the image signal by the line change signal detection means.
As a result, the analog digital watermark detection apparatus detects which position and embedding information is embedded at which position based on the image signal level, edge signal level, and line change signal level difference. It becomes possible.

そして、アナログ電子透かし検出装置は、埋め込み情報検出手段によって、エッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号のレベル差に基づいて、電子透かし埋め込み画像に埋め込まれている、伸張された埋め込み情報(拡大埋め込み情報)を検出する。
そして、アナログ電子透かし検出装置は、ビット圧縮手段によって、画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号のレベル差に基づいて、伸張された埋め込み情報を圧縮することで埋め込み情報を再生する。これによって、アナログ映像信号に埋め込まれている埋め込み情報を検出することができる。
Then, the analog digital watermark detection apparatus uses the embedded information detection means to expand the embedded information (enlarged embedded information) embedded in the digital watermark embedded image based on the level of the edge signal and the level of the line change signal. Information).
The analog digital watermark detection apparatus reproduces the embedded information by compressing the expanded embedded information based on the image level, the level of the edge signal, and the level difference of the line change signal by the bit compression unit. Thereby, the embedded information embedded in the analog video signal can be detected.

さらに、請求項5に記載のアナログ電子透かし検出プログラムは、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、当該画像信号の画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、フィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号のレベル差に基づいて、伸張された埋め込み情報を電子透かしとして埋め込んだ電子透かし埋め込み画像から、前記埋め込み情報を検出するために、コンピュータを、画像レベル検出手段、エッジ信号検出手段、ライン変化信号検出手段、埋め込み情報検出手段、ビット圧縮手段として機能させる構成とした。   Furthermore, the analog digital watermark detection program according to claim 5 changes the image signal for each field or frame of the analog video signal to the image level of the image signal, the level of the edge signal, and the line of the field or frame. In order to detect the embedded information from a digital watermark embedded image in which the expanded embedded information is embedded as a digital watermark based on the level difference of the line change signal to be detected, an image level detecting means, an edge signal detecting means, The line change signal detection unit, the embedded information detection unit, and the bit compression unit are configured to function.

かかる構成によれば、アナログ電子透かし検出プログラムは、画像レベル検出手段によって、入力された画像信号の輝度成分又は色差成分の画像レベルを検出する。また、アナログ電子透かし検出プログラムは、エッジ信号検出手段によって、画像信号の同一のフィールド又はフレーム内において、輝度成分又は色差成分が予め定めた閾値よりも大きく変化するエッジ信号を検出する。さらに、アナログ電子透かし検出プログラムは、ライン変化信号検出手段によって、画像信号において、フィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号を検出する。   According to this configuration, the analog digital watermark detection program detects the image level of the luminance component or color difference component of the input image signal by the image level detection means. In the analog digital watermark detection program, the edge signal detection means detects an edge signal in which the luminance component or color difference component changes more than a predetermined threshold in the same field or frame of the image signal. Further, the analog digital watermark detection program detects a line change signal that changes for each line of the field or frame in the image signal by the line change signal detection means.

そして、アナログ電子透かし検出プログラムは、埋め込み情報検出手段によって、エッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号のレベル差に基づいて、電子透かし埋め込み画像に埋め込まれている、伸張された埋め込み情報(拡大埋め込み情報)を検出する。
そして、アナログ電子透かし検出プログラムは、ビット圧縮手段によって、画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号のレベル差に基づいて、伸張された埋め込み情報を圧縮することで埋め込み情報を再生する。
The analog digital watermark detection program uses the embedded information detection means to expand the embedded information (enlarged embedded information) embedded in the digital watermark embedded image based on the level of the edge signal and the level of the line change signal. Information).
The analog digital watermark detection program reproduces the embedded information by compressing the expanded embedded information on the basis of the image level, the edge signal level, and the line change signal level difference by the bit compression means.

また、請求項6に記載のアナログ電子透かし埋め込み装置は、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、電子透かしとして埋め込み情報を埋め込むアナログ電子透かし埋め込み装置であって、画像レベル検出手段と、パターン信号発生手段と、ビット伸張手段と、埋め込み強度変更手段と、埋め込み手段とを備える構成とした。   An analog digital watermark embedding device according to claim 6 is an analog digital watermark embedding device that embeds embedded information as an electronic watermark in an image signal for each field or frame of an analog video signal, comprising: an image level detection unit; The pattern signal generating means, the bit expanding means, the embedding strength changing means, and the embedding means are provided.

かかる構成によれば、アナログ電子透かし埋め込み装置は、画像レベル検出手段によって、入力された画像信号の輝度成分又は色差成分の画像レベルを検出する。これによって、画像信号に対して埋め込み情報をどの強度で埋め込むかを判定することが可能になる。
そして、アナログ電子透かし埋め込み装置は、パターン信号発生手段によって、画像信号において、ノイズパターン、ロゴマーク等の予め定めたパターン信号を発生させる。
また、アナログ電子透かし埋め込み装置は、ビット伸張手段によって、パターン信号から所定距離だけ離れた位置における画像レベルに基づいて、埋め込み情報の各ビットを伸張した拡大埋め込み情報を生成する。このように、埋め込み情報の各ビットを伸張することで、アナログコピーが行われた場合でも、その情報の多くは残ることになる。
According to this configuration, the analog digital watermark embedding device detects the image level of the luminance component or the color difference component of the input image signal by the image level detection means. This makes it possible to determine at which intensity the embedding information is embedded in the image signal.
Then, the analog digital watermark embedding device generates a predetermined pattern signal such as a noise pattern or a logo mark in the image signal by the pattern signal generating means.
Also, the analog digital watermark embedding device generates expanded embedding information obtained by expanding each bit of the embedding information based on the image level at a position away from the pattern signal by a predetermined distance by the bit expansion means. In this way, by expanding each bit of the embedded information, much of the information remains even when analog copying is performed.

さらに、アナログ電子透かし埋め込み装置は、埋め込み強度変更手段によって、画像レベルに基づいて予め定めた定数を、拡大埋め込み情報に乗算することで、拡大埋め込み情報の埋め込み強度を変更した強度変更埋め込み情報を生成する。これによって、強度変更埋め込み情報は、埋め込み位置に適した強度となる。
そして、アナログ電子透かし埋め込み装置は、埋め込み手段によって、パターン信号を画像信号に重畳するとともに、強度変更埋め込み情報を、パターン信号が重畳された位置から所定距離だけ離れた位置に埋め込む。なお、この所定距離を「0」とすることで、パターン信号が重畳された位置に強度変更埋め込み情報を埋め込むこととしてもよいし、一定距離を離して埋め込むこととしてもよい。
Further, the analog digital watermark embedding device generates strength-change embedding information in which the embedding strength of the enlarged embedding information is changed by multiplying the enlarged embedding information by a predetermined constant based on the image level by the embedding strength changing means. To do. As a result, the strength change embedding information has a strength suitable for the embedding position.
Then, the analog digital watermark embedding apparatus superimposes the pattern signal on the image signal by the embedding unit, and embeds the intensity change embedding information at a position away from the position where the pattern signal is superimposed by a predetermined distance. By setting this predetermined distance to “0”, the intensity-change embedding information may be embedded at the position where the pattern signal is superimposed, or may be embedded at a certain distance.

さらに、請求項7に記載のアナログ電子透かし埋め込み装置は、請求項6に記載のアナログ電子透かし埋め込み装置において、拡散手段を備え、前記ビット伸張手段が、前記拡散手段で拡散された埋め込み情報の各ビットを伸張する構成とした。   Further, an analog digital watermark embedding device according to claim 7 is the analog digital watermark embedding device according to claim 6, further comprising a spreading means, wherein the bit decompression means includes each of the embedding information spread by the spreading means. The bit is expanded.

かかる構成によれば、アナログ電子透かし埋め込み装置は、拡散手段によって、入力された埋め込み情報のビット列における各ビットの値の出現確率を均等化することで、埋め込み情報を拡散する。   According to this configuration, the analog digital watermark embedding apparatus diffuses the embedded information by equalizing the appearance probability of each bit value in the bit string of the input embedded information by the spreading means.

また、請求項8に記載のアナログ電子透かし埋め込みプログラムは、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、電子透かしとして埋め込み情報を埋め込むために、コンピュータを、画像レベル検出手段、パターン信号発生手段、ビット伸張手段、埋め込み強度変更手段、埋め込み手段として機能させる構成とした。   According to another aspect of the present invention, there is provided an analog digital watermark embedding program for embedding embedded information as an electronic watermark in an image signal for each field or frame of an analog video signal. , Bit expansion means, embedding strength changing means, and embedding means.

かかる構成によれば、アナログ電子透かし埋め込みプログラムは、画像レベル検出手段によって、入力された画像信号の輝度成分又は色差成分の画像レベルを検出する。
そして、アナログ電子透かし埋め込みプログラムは、パターン信号発生手段によって、画像信号において、ノイズパターン、ロゴマーク等の予め定めたパターン信号を発生させる。
また、アナログ電子透かし埋め込みプログラムは、ビット伸張手段によって、パターン信号から所定距離だけ離れた位置における画像レベルに基づいて、埋め込み情報の各ビットを伸張した拡大埋め込み情報を生成する。
According to this configuration, the analog digital watermark embedding program detects the image level of the luminance component or the color difference component of the input image signal by the image level detection means.
The analog digital watermark embedding program generates a predetermined pattern signal such as a noise pattern or a logo mark in the image signal by the pattern signal generating means.
The analog digital watermark embedding program generates expanded embedding information obtained by expanding each bit of the embedding information based on the image level at a position away from the pattern signal by a predetermined distance by the bit expansion means.

さらに、アナログ電子透かし埋め込みプログラムは、埋め込み強度変更手段によって、画像レベルに基づいて予め定めた定数を、拡大埋め込み情報に乗算することで、拡大埋め込み情報の埋め込み強度を変更した強度変更埋め込み情報を生成する。
そして、アナログ電子透かし埋め込みプログラムは、埋め込み手段によって、パターン信号を画像信号に重畳するとともに、強度変更埋め込み情報を、パターン信号が重畳された位置から所定距離だけ離れた位置に埋め込む。
Furthermore, the analog digital watermark embedding program generates strength-change embedding information in which the embedding strength of the expanded embedding information is changed by multiplying the expanded embedding information by a predetermined constant based on the image level by the embedding strength changing means. To do.
The analog digital watermark embedding program superimposes the pattern signal on the image signal by the embedding unit, and embeds the intensity change embedding information at a position away from the position where the pattern signal is superimposed by a predetermined distance.

さらに、請求項9に記載のアナログ電子透かし検出装置は、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、予め定めたパターン信号を重畳し、且つ、そのパターン信号から所定距離だけ離れた位置に、その位置の画像レベルに基づいて、伸張された埋め込み情報を電子透かしとして埋め込んだ電子透かし埋め込み画像から、前記埋め込み情報を検出するアナログ電子透かし検出装置であって、画像レベル検出手段と、パターン信号検出手段と、埋め込み情報検出手段と、ビット圧縮手段とを備える構成とした。   Furthermore, the analog digital watermark detection apparatus according to claim 9 superimposes a predetermined pattern signal on the image signal for each field or frame of the analog video signal, and at a position away from the pattern signal by a predetermined distance. An analog digital watermark detection apparatus for detecting the embedded information from a digital watermark embedded image in which the expanded embedded information is embedded as a digital watermark based on the image level at the position, the image level detecting means, and a pattern signal The detection unit, the embedded information detection unit, and the bit compression unit are provided.

かかる構成によれば、アナログ電子透かし検出装置は、画像レベル検出手段によって、入力された画像信号の輝度成分又は色差成分の画像レベルを検出する。また、アナログ電子透かし検出装置は、パターン信号検出手段によって、エッジ信号のレベルやライン変化信号のレベル差を検出することで、画像信号に埋め込まれているパターン信号を検出する。
そして、アナログ電子透かし検出装置は、埋め込み情報検出手段によって、パターン信号から、所定距離だけ離れた位置において、伸張された埋め込み情報(拡大埋め込み情報)を検出する。
そして、アナログ電子透かし検出装置は、ビット圧縮手段によって、画像レベルに基づいて、伸張された埋め込み情報を圧縮することで埋め込み情報を再生する。これによって、アナログ映像信号に埋め込まれている埋め込み情報を検出することができる。
According to this configuration, the analog digital watermark detection apparatus detects the image level of the luminance component or the color difference component of the input image signal by the image level detection means. The analog digital watermark detection apparatus detects the pattern signal embedded in the image signal by detecting the level of the edge signal and the level of the line change signal by the pattern signal detection means.
The analog digital watermark detection apparatus detects the expanded embedded information (enlarged embedded information) at a position away from the pattern signal by a predetermined distance by the embedded information detection means.
The analog digital watermark detection apparatus reproduces the embedded information by compressing the expanded embedded information based on the image level by the bit compression unit. Thereby, the embedded information embedded in the analog video signal can be detected.

また、請求項10に記載のアナログ電子透かし検出プログラムは、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、予め定めたパターン信号を重畳し、且つ、そのパターン信号から所定距離だけ離れた位置に、その位置の画像レベルに基づいて、伸張された埋め込み情報を電子透かしとして埋め込んだ電子透かし埋め込み画像から、前記埋め込み情報を検出するために、コンピュータを、画像レベル検出手段、パターン信号検出手段、埋め込み情報検出手段、ビット圧縮手段として機能させる構成とした。   The analog digital watermark detection program according to claim 10 superimposes a predetermined pattern signal on the image signal for each field or frame of the analog video signal, and at a position away from the pattern signal by a predetermined distance. In order to detect the embedded information from a digital watermark embedded image in which the decompressed embedded information is embedded as a digital watermark based on the image level at the position, the computer includes an image level detecting unit, a pattern signal detecting unit, an embedded unit The information detecting means and the bit compressing means are configured to function.

かかる構成によれば、アナログ電子透かし検出プログラムは、画像レベル検出手段によって、入力された画像信号の輝度成分又は色差成分の画像レベルを検出する。また、アナログ電子透かし検出プログラムは、パターン信号検出手段によって、エッジ信号のレベルやライン変化信号のレベル差を検出することで、画像信号に埋め込まれているパターン信号を検出する。
そして、アナログ電子透かし検出プログラムは、埋め込み情報検出手段によって、パターン信号から、所定距離だけ離れた位置において、伸張された埋め込み情報(拡大埋め込み情報)を検出する。
そして、アナログ電子透かし検出プログラムは、ビット圧縮手段によって、画像レベルに基づいて、伸張された埋め込み情報を圧縮することで埋め込み情報を再生する。
According to this configuration, the analog digital watermark detection program detects the image level of the luminance component or color difference component of the input image signal by the image level detection means. The analog digital watermark detection program detects the pattern signal embedded in the image signal by detecting the level of the edge signal or the level of the line change signal by the pattern signal detection means.
Then, the analog digital watermark detection program detects the expanded embedded information (enlarged embedded information) at a position away from the pattern signal by a predetermined distance by the embedded information detecting means.
The analog digital watermark detection program reproduces the embedded information by compressing the expanded embedded information based on the image level by the bit compression means.

請求項1又は請求項3に記載の発明によれば、アナログ映像信号(アナログコンテンツ)のフィールド又はフレーム毎の画像信号に含まれる、ノイズとして知覚される位置にそのノイズの画像レベルに応じた埋め込み強度で、埋め込み情報を埋め込むため、アナログコピーを行った場合であっても、その埋め込み情報が残ることになり、アナログ耐性を持った電子透かしを実現することができる。また、本発明によれば、画面上で「ちらつき」が発生する箇所に埋め込み情報を埋め込むため、人間の視覚には、埋め込み情報が埋め込まれたことによる映像の違和感はない。   According to the first or third aspect of the present invention, the embedding according to the image level of the noise is included in the position perceived as noise included in the image signal for each field or frame of the analog video signal (analog content). Since the embedded information is embedded with strength, even if analog copying is performed, the embedded information remains, and an electronic watermark having analog resistance can be realized. Further, according to the present invention, since the embedded information is embedded at a location where “flicker” occurs on the screen, there is no sense of incongruity in the image due to the embedded information being embedded in human vision.

請求項2に記載の発明によれば、埋め込み情報を拡散するため、埋め込み情報を暗号化することができるとともに、埋め込み情報の直流成分を除去できるため、埋め込み情報が埋め込まれたアナログ映像信号を、伝送路を介して伝送する場合、直流成分を通さない伝送路においても伝送が可能になる。   According to the second aspect of the present invention, the embedded information can be encrypted because the embedded information is diffused, and the DC component of the embedded information can be removed, so that the analog video signal in which the embedded information is embedded is In the case of transmission via a transmission line, transmission is possible even on a transmission line that does not pass a DC component.

請求項4又は請求項5に記載の発明によれば、請求項1又は請求項3に記載の発明によって、埋め込み情報が埋め込まれたアナログ映像信号から、埋め込み情報を検出することができる。これによって、本発明は、アナログコピーが行われた場合であっても、埋め込み情報を検出することができるので、アナログコピーの防止技術としては有効に活用することができる。   According to the invention described in claim 4 or claim 5, according to the invention described in claim 1 or claim 3, the embedded information can be detected from the analog video signal in which the embedded information is embedded. Thus, the present invention can detect the embedded information even when analog copying is performed, and therefore can be effectively used as an analog copy prevention technique.

請求項6又は請求項8に記載の発明によれば、アナログ映像信号(アナログコンテンツ)のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、ノイズ等のパターン信号を重畳させ、その位置又は予め定めた距離だけ離れた位置の画像レベルに応じた埋め込み強度で、埋め込み情報を埋め込むため、アナログコピーを行った場合であっても、その埋め込み情報が残ることになり、アナログ耐性を持った電子透かしを実現することができる。   According to the invention described in claim 6 or 8, the pattern signal such as noise is superimposed on the image signal for each field or frame of the analog video signal (analog content), and the position or a predetermined distance apart. Since the embedded information is embedded with the embedding strength corresponding to the image level at the selected position, even if analog copying is performed, the embedded information remains, and a digital watermark having analog resistance can be realized. it can.

請求項7に記載の記載の発明によれば、埋め込み情報を拡散するため、埋め込み情報を暗号化することができるとともに、埋め込み情報の直流成分を除去できるため、埋め込み情報が埋め込まれたアナログ映像信号を、伝送路を介して伝送する場合、直流成分を通さない伝送路においても伝送が可能になる。   According to the invention described in claim 7, since the embedded information is diffused, the embedded information can be encrypted, and the DC component of the embedded information can be removed, so that the analog video signal in which the embedded information is embedded Can be transmitted through a transmission line that does not pass a DC component.

請求項9又は請求項10に記載の発明によれば、請求項6又は請求項8に記載の発明によって、埋め込み情報が埋め込まれたアナログ映像信号から、埋め込み情報を検出することができる。これによって、本発明は、アナログコピーが行われた場合であっても、埋め込み情報を検出することができるので、アナログコピーの防止技術としては有効に活用することができる。   According to the ninth or tenth aspect of the invention, according to the sixth or eighth aspect of the invention, the embedded information can be detected from the analog video signal in which the embedded information is embedded. Thus, the present invention can detect the embedded information even when analog copying is performed, and therefore can be effectively used as an analog copy prevention technique.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第一の実施の形態]
(アナログ電子透かし埋め込み装置1Aの構成)
まず、図1を参照して、第一の実施の形態に係るアナログ電子透かし埋め込み装置の構成について説明する。図1は、本発明における第一の実施の形態に係るアナログ電子透かし埋め込み装置の構成を示すブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
(Configuration of Analog Electronic Watermark Embedding Apparatus 1A)
First, the configuration of the analog digital watermark embedding apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an analog digital watermark embedding apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の信号である画像信号(埋め込み対象画像)に、電子透かしとして埋め込み情報を埋め込むものである。なお、一般に、画像内で輝度成分が高い(明るい)部分は、多少の変化があっても、人間には知覚されにくい。そこで、ここでは、画面上で輝度が変化することで「ちらつき」が発生する箇所に埋め込み情報を埋め込むこととする。
ここでは、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、拡散手段10と、画像レベル検出手段11と、エッジ信号検出手段12と、ライン変化信号検出手段13と、同期信号付加手段14と、ビット伸張手段15と、埋め込み強度変更手段16と、埋め込み手段17とを備えている。
As shown in FIG. 1, the analog digital watermark embedding apparatus 1A embeds embedded information as an electronic watermark in an image signal (embedding target image) that is a signal for each field or frame of an analog video signal. In general, a portion having a high (bright) luminance component in an image is hardly perceived by humans even if there is a slight change. Therefore, here, it is assumed that the embedded information is embedded at a location where “flicker” occurs due to a change in luminance on the screen.
Here, the analog digital watermark embedding apparatus 1A includes a diffusion unit 10, an image level detection unit 11, an edge signal detection unit 12, a line change signal detection unit 13, a synchronization signal addition unit 14, and a bit expansion unit 15. , An embedding strength changing means 16 and an embedding means 17 are provided.

拡散手段10は、入力された埋め込み情報のビット列における各ビットの値(「0」又は「1」)の出現確率を均等化することで、埋め込み情報を拡散するものである。例えば、拡散手段10は、擬似ランダム系列の一つであるM系列(Maximum length sequence)により、埋め込み情報をランダム化する。この拡散手段10で拡散された埋め込み情報は、同期信号付加手段14に出力される。   The spreading means 10 spreads the embedded information by equalizing the appearance probability of each bit value (“0” or “1”) in the input embedded information bit string. For example, the spreading means 10 randomizes the embedded information using an M sequence (Maximum length sequence) that is one of pseudo-random sequences. The embedded information spread by the spreading means 10 is output to the synchronization signal adding means 14.

なお、拡散手段10を介さずに、直接、同期信号付加手段14に埋め込み情報を入力することとしてもよいが、以下の理由から、埋め込み情報を拡散手段10により拡散するほうが望ましい。
例えば、M系列により埋め込み情報を拡散することで、その規則性を知らないものにとっては、埋め込み情報の解読ができず、暗号化としての機能を有するからである。また、埋め込み情報を拡散することで、直流成分が除去されることになり、埋め込み情報を埋め込んだ電子透かし埋め込み画像を、伝送路を介して伝送する場合、直流成分を通さない伝送路においても伝送が可能になるからである。
Although the embedded information may be directly input to the synchronization signal adding unit 14 without using the diffusion unit 10, it is preferable that the embedded information is diffused by the diffusion unit 10 for the following reason.
For example, by spreading the embedded information using the M-sequence, those who do not know the regularity cannot decode the embedded information and have a function as an encryption. Also, by spreading the embedded information, the DC component is removed, and when the digital watermark embedded image in which the embedded information is embedded is transmitted via the transmission line, it is also transmitted on the transmission line that does not pass the DC component. This is because it becomes possible.

画像レベル検出手段11は、入力された画像信号(埋め込み対象画像)において、画素毎の画像レベルを検出するものである。ここでは、知覚の基準となる値として、輝度成分のレベルを検出する。この画像レベル検出手段11で検出された画像レベルは、ビット伸張手段15及び埋め込み強度変更手段16に出力される。   The image level detection means 11 detects the image level for each pixel in the input image signal (embedding target image). Here, the level of the luminance component is detected as a value serving as a reference for perception. The image level detected by the image level detection unit 11 is output to the bit expansion unit 15 and the embedding strength changing unit 16.

エッジ信号検出手段12は、入力された画像信号(埋め込み対象画像)の同一のフィールド又はフレーム内において、エッジ信号を検出するものである。例えば、エッジ信号検出手段12は、ハイパスフィルタによって構成される。ここで、エッジ信号を検出するのは、画像内において、輝度成分が大きく(予め定めた閾値以上)変化する箇所を検出するためである。
このエッジ信号検出手段12で検出されたエッジ信号は、ビット伸張手段15、埋め込み強度変更手段16及び埋め込み手段17に出力される。
The edge signal detection means 12 detects an edge signal in the same field or frame of the input image signal (embedding target image). For example, the edge signal detection means 12 is configured by a high pass filter. Here, the edge signal is detected in order to detect a location where the luminance component changes greatly (above a predetermined threshold) in the image.
The edge signal detected by the edge signal detection unit 12 is output to the bit expansion unit 15, the embedding strength changing unit 16, and the embedding unit 17.

ライン変化信号検出手段13は、入力された画像信号(埋め込み対象画像)において、フィールド又はフレームのライン毎に変化する信号(ライン変化信号)を検出するものである。このライン変化信号は、フィールド又はフレームのライン毎の輝度成分が大きく(予め定めた閾値以上)変化すると、人間には「ちらつき」として知覚される。
ここでは、ライン変化信号検出手段13は、画像信号遅延手段13aと、減算手段13bと、レベル判定手段13cとを備えている。
The line change signal detector 13 detects a signal (line change signal) that changes for each line of a field or frame in the input image signal (embedding target image). This line change signal is perceived as “flicker” by humans when the luminance component for each line of the field or frame changes greatly (over a predetermined threshold).
Here, the line change signal detection unit 13 includes an image signal delay unit 13a, a subtraction unit 13b, and a level determination unit 13c.

画像信号遅延手段13aは、画像信号をフィールド又はフレーム単位で遅延させるものである。この画像信号遅延手段13aは、一般的なメモリ等で構成され、一旦フィールド又はフレームの1ライン分の画像信号を蓄積し、減算手段13bに画像信号を出力する。   The image signal delay means 13a delays the image signal in units of fields or frames. The image signal delay means 13a is composed of a general memory or the like, temporarily stores an image signal for one line of a field or frame, and outputs the image signal to the subtraction means 13b.

減算手段13bは、入力された画像信号(埋め込み対象画像)と、画像信号遅延手段13aで遅延された画像信号との差分をとるものである。この減算手段13bにおける差分結果は、フィールド又はフレームのライン毎の輝度差(輝度成分のレベル差)となり、レベル判定手段13cに出力される。   The subtracting unit 13b calculates a difference between the input image signal (embedding target image) and the image signal delayed by the image signal delaying unit 13a. The difference result in the subtracting unit 13b is a luminance difference (a luminance component level difference) for each line of the field or frame, and is output to the level determining unit 13c.

レベル判定手段13cは、減算手段13bにおいて差分がとられたフィールド又はフレームのライン毎の輝度差が、予め定めた閾値より大きいかどうかを判定するものである。このレベル判定手段13cは、輝度成分のレベル差が、予め定めた閾値より大きいと判定した場合、そのレベル差となるレベル信号を埋め込み強度変更手段16に出力する。これによって、画像内において、「ちらつき」が発生する箇所が検出されることになる。   The level determination unit 13c determines whether or not the luminance difference for each line of the field or frame for which the difference has been taken in the subtraction unit 13b is larger than a predetermined threshold value. When it is determined that the luminance component level difference is larger than a predetermined threshold value, the level determination unit 13 c outputs a level signal indicating the level difference to the embedding strength changing unit 16. As a result, a location where “flickering” occurs in the image is detected.

同期信号付加手段14は、拡散手段10で拡散された埋め込み情報に同期信号(同期情報)を付加するものである。例えば、埋め込み情報の前に「1,0,1,0」、埋め込み情報の後に「0,1,0,1」のビット列を付加する。これによって、埋め込み情報を検出する側で、どこに埋め込み情報が埋め込まれているのかを、検出することが可能になる。なお、埋め込み情報が予め既知のパターン情報の場合は、同期信号付加手段14を備える必要はなく、拡散手段10で拡散された埋め込み情報を、ビット伸張手段15に出力することとしてもよい。   The synchronization signal adding unit 14 adds a synchronization signal (synchronization information) to the embedded information spread by the spreading unit 10. For example, a bit string of “1, 0, 1, 0” is added before the embedded information and “0, 1, 0, 1” is added after the embedded information. Accordingly, it is possible to detect where the embedded information is embedded on the side of detecting the embedded information. When the embedded information is known pattern information in advance, the synchronization signal adding unit 14 is not necessary, and the embedded information spread by the spreading unit 10 may be output to the bit expansion unit 15.

ビット伸張手段15は、画像レベル検出手段11で検出された画像レベル、エッジ信号検出手段12で検出されたエッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号検出手段13で検出されたライン変化信号のレベル差に基づいて、埋め込み情報の各ビットを伸張した拡大埋め込み情報を生成するものである。
すなわち、このビット伸張手段15は、埋め込み情報の各ビットの「0」又は「1」を複数回繰り返すことで、各ビットを伸張する。例えば、「0」を「0,0,0」、「1」を「1,1,1」に伸張する。これによって、例えば、アナログ映像信号がコピーされて、「1,1,1」が、「1,0,1」になったとしても、多数決判定によって、その値が「1」であると判定することが可能になる。
The bit decompression means 15 is a level difference between the image level detected by the image level detection means 11, the level of the edge signal detected by the edge signal detection means 12, and the line change signal detected by the line change signal detection means 13. Based on the above, expanded embedded information is generated by expanding each bit of the embedded information.
That is, the bit expansion means 15 expands each bit by repeating “0” or “1” of each bit of the embedded information a plurality of times. For example, “0” is expanded to “0, 0, 0” and “1” is expanded to “1, 1, 1”. Thus, for example, even if an analog video signal is copied and “1, 1, 1” becomes “1, 0, 1”, it is determined by majority decision that the value is “1”. It becomes possible.

なお、ここでは、1ビットを3ビットに伸張する例を示したが、この伸張幅は、画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号のレベル差に基づいて決定することとする。例えば、画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号のレベル差の成分が、予め定めた閾値よりも小さいときは、伸張幅を大きくし、前記した各成分が前記閾値よりも大きいときは、伸張幅を小さくする。
このビット伸張手段15で伸張された拡大埋め込み情報は、埋め込み強度変更手段16に出力される。
Although an example in which 1 bit is expanded to 3 bits is shown here, the expansion width is determined based on the image level, the level of the edge signal, and the level difference of the line change signal. For example, when the image level, the edge signal level, and the level difference component of the line change signal are smaller than a predetermined threshold value, the expansion width is increased, and when each of the above components is larger than the threshold value, Reduce the stretch width.
The expanded embedding information expanded by the bit expansion means 15 is output to the embedding strength changing means 16.

埋め込み強度変更手段16は、画像レベル検出手段11で検出された画像レベル、エッジ信号検出手段12で検出されたエッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号検出手段13で検出されたライン変化信号のレベル差に基づいて、ビット伸張手段15で伸張された拡大埋め込み情報の埋め込み強度を変更した強度変更埋め込み情報を生成するものである。
すなわち、この埋め込み強度変更手段16は、拡大埋め込み情報を、画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号のレベル差により予め定めた値を乗算することで、埋め込み情報の強度を強くする。例えば、拡大埋め込み情報「1,1,1」において、3を乗算することで、強度変更埋め込み情報「3,3,3」を生成する。
The embedding strength changing unit 16 includes the image level detected by the image level detecting unit 11, the level of the edge signal detected by the edge signal detecting unit 12, and the level of the line change signal detected by the line change signal detecting unit 13. Based on the difference, the strength change embedding information is generated by changing the embedding strength of the expanded embedding information expanded by the bit expansion means 15.
That is, the embedding strength changing means 16 increases the embedding information strength by multiplying the enlarged embedding information by a predetermined value based on the image level, the edge signal level, and the line change signal level difference. For example, the expanded embedding information “1, 1, 1” is multiplied by 3 to generate the intensity change embedding information “3, 3, 3”.

なお、この乗算する値についても、ビット伸張手段15と同様に、画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号のレベル差に基づいて決定することとする。例えば、画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号のレベル差の成分が小さいときは、埋め込んだ情報が見えやすくなるので、埋め込み強度を弱くし(例えば、乗算する値を小さくし)、前記した各成分が大きいときは、埋め込み強度を強くする(例えば、乗算する値を大きくする)。
この埋め込み強度変更手段16で埋め込み強度が変更された強度変更埋め込み情報は、埋め込み手段17に出力される。
The value to be multiplied is also determined based on the image level, the edge signal level, and the line change signal level difference, as in the bit expansion unit 15. For example, when the image level, the edge signal level, and the level difference component of the line change signal are small, the embedded information becomes easy to see, so the embedding strength is reduced (for example, the value to be multiplied is reduced), When each of the above components is large, the embedding strength is increased (for example, the value to be multiplied is increased).
The strength-change embedding information whose embedding strength has been changed by the embedding strength changing means 16 is output to the embedding means 17.

埋め込み手段17は、埋め込み強度変更手段16で生成された強度変更埋め込み情報を、入力された画像信号(埋め込み対象画像)に埋め込むものである。ここでは、埋め込み手段17は、2つの加算手段17a,17bを備えている。   The embedding unit 17 embeds the strength change embedding information generated by the embedding strength changing unit 16 in the input image signal (embedding target image). Here, the embedding unit 17 includes two adding units 17a and 17b.

加算手段17aは、エッジ信号検出手段12で検出されたエッジ信号に埋め込み強度変更手段16で埋め込み強度が変更された強度変更埋め込み情報を加算するものである。
加算手段17bは、元となる埋め込み対象画像に、加算手段17aでエッジ信号に強度変更埋め込み情報が加算された信号を加算することで、電子透かし埋め込み画像を生成するものである。
なお、加算手段17aによってエッジ信号に強度変更埋め込み情報を加算した信号を、加算手段17bによって、埋め込み対象画像に加算するため、エッジ信号が強調されることになり、画像がより鮮明になる。
The adding means 17a adds the strength change embedding information whose embedding strength has been changed by the embedding strength changing means 16 to the edge signal detected by the edge signal detecting means 12.
The adding unit 17b generates a digital watermark embedded image by adding a signal obtained by adding the intensity change embedded information to the edge signal by the adding unit 17a to the original embedding target image.
Since the signal obtained by adding the intensity change embedding information to the edge signal by the adding unit 17a is added to the embedding target image by the adding unit 17b, the edge signal is emphasized, and the image becomes clearer.

以上説明したように、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号のレベル差に基づいて、埋め込み情報の強度を変更して埋め込むため、アナログコピーを行った場合でも、その埋め込み情報が残ることになる。また、ここでは、輝度成分(輝度信号)が大きく変化する箇所に埋め込み情報を埋め込むこととしたが、色差成分(色差信号)が大きく変化する箇所に埋め込み情報を埋め込むこととしてもよい。
なお、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、コンピュータを前記した各手段として機能させるアナログ電子透かし埋め込みプログラムによって動作させることとしてもよい。
As described above, the analog digital watermark embedding apparatus 1A adds the embedded information to the image signal for each field or frame of the analog video signal based on the image level, the edge signal level, and the line change signal level difference. Since the intensity is changed and embedded, the embedded information remains even when analog copying is performed. Here, the embedding information is embedded at a location where the luminance component (luminance signal) changes greatly, but the embedding information may be embedded at a location where the color difference component (color difference signal) changes greatly.
The analog digital watermark embedding apparatus 1A may be operated by an analog digital watermark embedding program that causes a computer to function as each of the above-described means.

(アナログ電子透かし埋め込み装置1Aの動作)
次に、図2を参照(適宜図1参照)して、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aの動作について説明する。図2は、本発明における第一の実施の形態に係るアナログ電子透かし埋め込み装置の動作を示すフローチャートである。
まず、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、拡散手段10によって、入力された埋め込み情報のビット列における各ビットの値の出現確率を均等化することで、埋め込み情報を拡散する(ステップS1)。
続けて、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、同期信号付加手段14によって、ステップS1で拡散された埋め込み情報に同期信号(同期情報)を付加する(ステップS2)。
(Operation of Analog Digital Watermark Embedding Apparatus 1A)
Next, the operation of the analog electronic watermark embedding apparatus 1A will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the analog digital watermark embedding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
First, the analog digital watermark embedding apparatus 1A diffuses the embedded information by equalizing the appearance probabilities of the values of the bits in the bit string of the input embedded information by the spreading means 10 (step S1).
Subsequently, the analog digital watermark embedding apparatus 1A adds a synchronization signal (synchronization information) to the embedded information spread in step S1 by the synchronization signal adding means 14 (step S2).

そして、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、画像レベル検出手段11によって、入力された画像信号(埋め込み対象画像)において、画素毎の画像レベルを検出する(ステップS3)。また、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、エッジ信号検出手段12によって、入力された画像信号の同一のフィールド又はフレーム内において、エッジ信号を検出する(ステップS4)。さらに、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、ライン変化信号検出手段13によって、フィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号のレベル差を検出する(ステップS5)。   Then, the analog electronic watermark embedding apparatus 1A detects the image level for each pixel in the input image signal (embedding target image) by the image level detection unit 11 (step S3). In the analog digital watermark embedding apparatus 1A, the edge signal detection means 12 detects an edge signal in the same field or frame of the input image signal (step S4). Further, the analog digital watermark embedding apparatus 1A detects the level difference of the line change signal that changes for each line of the field or frame by the line change signal detection means 13 (step S5).

そして、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、ビット伸張手段15によって、ステップS3で検出された画像レベル、ステップS4で検出されたエッジ信号のレベル、及び、ステップS5で検出されたライン変化信号のレベル差に基づいて、埋め込み情報の各ビットを伸張した拡大埋め込み情報を生成する(ステップS6)。
続けて、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、埋め込み強度変更手段16によって、ステップS3で検出された画像レベル、ステップS4で検出されたエッジ信号のレベル、及び、ステップS5で検出されたライン変化信号のレベル差に基づいて、拡大埋め込み情報の埋め込み強度を変更した強度変更埋め込み情報を生成する(ステップS7)。
Then, the analog digital watermark embedding apparatus 1A uses the bit expansion means 15 to detect the difference between the image level detected in step S3, the level of the edge signal detected in step S4, and the level change signal detected in step S5. Based on the above, expanded embedded information is generated by expanding each bit of the embedded information (step S6).
Subsequently, the analog digital watermark embedding apparatus 1A uses the embedding strength changing unit 16 to detect the image level detected in step S3, the level of the edge signal detected in step S4, and the line change signal detected in step S5. Based on the level difference, strength-change embedded information is generated by changing the embedded strength of the enlarged embedded information (step S7).

そして、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、埋め込み手段17の加算手段17aによって、エッジ信号にステップS7で埋め込み強度が変更された強度変更埋め込み情報を加算(付加)する(ステップS8)。そして、加算手段17bによって、その加算結果を、元となる埋め込み対象画像に加算(付加)することで、電子透かし埋め込み画像を生成する(ステップS9)。   Then, the analog digital watermark embedding apparatus 1A adds (adds) the strength change embedding information whose embedding strength is changed in step S7 to the edge signal by the adding means 17a of the embedding means 17 (step S8). Then, the adding means 17b adds (adds) the addition result to the original embedding target image to generate a digital watermark embedded image (step S9).

以上の動作によって、アナログ電子透かし埋め込み装置1Aは、アナログ映像信号に対して、アナログ耐性を持つ電子透かしを埋め込むことができる。   With the above operation, the analog digital watermark embedding apparatus 1A can embed a digital watermark having analog tolerance in an analog video signal.

(アナログ電子透かし検出装置2Aの構成)
次に、図3を参照して、図1で説明したアナログ電子透かし埋め込み装置1Aで埋め込まれた埋め込み情報を検出する、本発明における第一の実施の形態に係るアナログ電子透かし検出装置の構成について説明する。図3は、本発明における第一の実施の形態に係るアナログ電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。
(Configuration of Analog Digital Watermark Detection Device 2A)
Next, referring to FIG. 3, the configuration of the analog digital watermark detection apparatus according to the first embodiment of the present invention that detects the embedded information embedded by the analog digital watermark embedding apparatus 1A described in FIG. explain. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the analog digital watermark detection apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図3に示すように、アナログ電子透かし検出装置2Aは、アナログ電子透かし埋め込み装置1A(図1参照)で、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の信号である画像信号に、電子透かしとして埋め込み情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像から、埋め込み情報を検出するものである。
ここでは、アナログ電子透かし検出装置2Aは、画像レベル検出手段20と、エッジ信号検出手段21と、ライン変化信号検出手段22と、埋め込み情報検出手段23と、ビット圧縮手段24と、逆拡散手段25と、減算手段26とを備えている。
As shown in FIG. 3, the analog digital watermark detection apparatus 2A is an analog digital watermark embedding apparatus 1A (see FIG. 1), and embedding information is added as an electronic watermark to an image signal which is a signal for each field or frame of an analog video signal. The embedded information is detected from the embedded digital watermark embedded image.
Here, the analog digital watermark detection apparatus 2A includes an image level detection means 20, an edge signal detection means 21, a line change signal detection means 22, an embedded information detection means 23, a bit compression means 24, and a despreading means 25. And a subtracting means 26.

画像レベル検出手段20、エッジ信号検出手段21及びライン変化信号検出手段22は、入力する画像が、埋め込み情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像である点を除いて、図1で説明した画像レベル検出手段11、エッジ信号検出手段12及びライン変化信号検出手段13と同一のものであるので説明を省略する。   The image level detection unit 20, the edge signal detection unit 21, and the line change signal detection unit 22 perform the image level detection described with reference to FIG. 1 except that the input image is a digital watermark embedded image in which embedded information is embedded. Since it is the same as the means 11, the edge signal detecting means 12 and the line change signal detecting means 13, the description thereof is omitted.

埋め込み情報検出手段23は、電子透かし埋め込み画像から、伸張された埋め込み情報を検出するものである。この伸張された埋め込み情報は、図1で説明したビット伸張手段15で伸張された拡大埋め込み情報に相当する。
ここでは、埋め込み情報検出手段23は、同期信号検出手段23aを備えている。
The embedded information detecting means 23 detects expanded embedded information from the digital watermark embedded image. This expanded embedding information corresponds to the expanded embedding information expanded by the bit expansion means 15 described with reference to FIG.
Here, the embedded information detection unit 23 includes a synchronization signal detection unit 23a.

同期信号検出手段23aは、埋め込み情報(拡大埋め込み情報)に付加されている同期信号を検出するものである。例えば、同期信号検出手段23aは、埋め込み情報の前後に付加された同期信号(例えば、「1,0,1,0」、「0,1,0,1」のビット列)を検出することで、同期信号間に挟まれた埋め込み情報を検出することが可能になる。なお、埋め込み情報が予め既知のパターン情報の場合は、埋め込み情報検出手段23は、同期信号検出手段23aを備える必要はなく、埋め込み情報検出手段23が、既知のパターン情報を検出することとしてもよい。   The synchronization signal detection means 23a detects a synchronization signal added to the embedded information (enlarged embedded information). For example, the synchronization signal detection unit 23a detects a synchronization signal (for example, a bit string of “1, 0, 1, 0”, “0, 1, 0, 1”) added before and after the embedded information, It becomes possible to detect embedded information sandwiched between synchronization signals. When the embedded information is known pattern information in advance, the embedded information detecting unit 23 does not need to include the synchronization signal detecting unit 23a, and the embedded information detecting unit 23 may detect the known pattern information. .

なお、電子透かし埋め込み画像から、既知の同期信号又は埋め込み情報であるパターン情報を検出するには、埋め込み情報検出手段23は、画像レベル検出手段20で検出された画像レベル、エッジ信号検出手段21で検出されたエッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号検出手段22で検出されたライン変化信号のレベル差の各成分が予め定めた閾値よりも大きい位置を埋め込み情報(拡大埋め込み情報)が埋め込まれている位置として検出し、電子透かし埋め込み画像に対して、そのパターン情報を乗算し積分を行うことで、パターン情報を検出することができる。これは、一般的な同期検波と同様の手法である。 Note that in order to detect pattern information that is a known synchronization signal or embedded information from a digital watermark embedded image, the embedded information detection unit 23 uses the image level detected by the image level detection unit 20 and the edge signal detection unit 21. Embedding information (enlarged embedding information) is embedded at a position where each component of the level difference of the detected edge signal and the level difference of the line change signal detected by the line change signal detecting means 22 is larger than a predetermined threshold. detecting a position where there, the electronic watermark embedding image, by performing multiplying and integrating the pattern information, it is possible to detect the pattern information. This is a method similar to general synchronous detection.

また、同期信号検出手段23aは、同期信号の埋め込み強度を検出することで、埋め込み情報の埋め込み強度を取得する。なお、この埋め込み情報は、このように同期信号そのものに付加しておいてもよいし、同期信号に連続した埋め込み強度を乗せるフィールドを用意し、そのフィールドに乗せることとしてもよい。この場合、同期信号検出手段23aは、そのフィールドから、埋め込み強度を検出することとする。
この埋め込み情報検出手段23で検出された、伸張された埋め込み情報(拡大埋め込み情報)は、ビット圧縮手段24に出力される。なお、拡大埋め込み情報に同期信号が付加された情報は減算手段26に出力される。
Further, the synchronization signal detection unit 23a acquires the embedding strength of the embedded information by detecting the embedding strength of the synchronization signal. The embedding information may be added to the synchronization signal itself as described above, or a field in which a continuous embedding strength is placed on the synchronization signal may be prepared and placed in that field. In this case, the synchronization signal detection unit 23a detects the embedding strength from the field.
The expanded embedded information (enlarged embedded information) detected by the embedded information detecting unit 23 is output to the bit compressing unit 24. Information obtained by adding a synchronization signal to the enlarged embedded information is output to the subtracting means 26.

ビット圧縮手段24は、画像レベル検出手段20で検出された画像レベル、エッジ信号検出手段21で検出されたエッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号検出手段22で検出されたライン変化信号のレベル差に基づいて、埋め込み情報検出手段23で検出された埋め込み情報(拡大埋め込み情報)を圧縮するものである。この圧縮された埋め込み情報は、図1で説明した拡散手段10で拡散された埋め込み情報に相当する。
すなわち、このビット圧縮手段24は、拡大埋め込み情報のビット列の繰り返し情報を圧縮する。例えば、1ビットの信号が3ビットに伸張されている場合、「0,0,0」を「0」、「1,1,1」を「1」とする。なお、拡大埋め込み情報のビット列が、「1,0,1」等のビット化けが発生している場合は、多数決判定によって、そのビット値を決定する。
なお、ビット圧縮手段24は、予め同期信号検出手段23aで検出された埋め込み強度に基づいて、埋め込み情報(拡大埋め込み情報)を埋め込み強度を強くする前の情報に変更しておくものとする。
The bit compression means 24 is a level difference between the image level detected by the image level detection means 20, the level of the edge signal detected by the edge signal detection means 21, and the line change signal detected by the line change signal detection means 22. The embedding information (enlarged embedding information) detected by the embedding information detection means 23 is compressed based on the above. This compressed embedding information corresponds to the embedding information diffused by the spreading means 10 described in FIG.
That is, the bit compression means 24 compresses the repeated information of the bit string of the expanded embedded information. For example, when a 1-bit signal is expanded to 3 bits, “0, 0, 0” is “0” and “1, 1, 1” is “1”. If the bit string of the expanded embedded information is garbled such as “1, 0, 1”, the bit value is determined by majority decision.
Note that the bit compression unit 24 changes the embedding information (enlarged embedding information) to information before increasing the embedding strength based on the embedding strength detected in advance by the synchronization signal detecting unit 23a.

また、ビット圧縮手段24は、何ビットを1ビットに圧縮するかは、画像レベル検出手段20で検出された画像レベル、エッジ信号検出手段21で検出されたエッジ信号のレベル、及び、ライン変化信号検出手段22で検出されたライン変化信号のレベル差に基づいて決定する。この規則については、図1で説明したビット伸張手段15と逆の規則を予め設定しておく。
このビット圧縮手段24で圧縮された埋め込み情報は、逆拡散手段25に出力される。
The bit compression means 24 determines how many bits are compressed to 1 bit by determining the image level detected by the image level detection means 20, the level of the edge signal detected by the edge signal detection means 21, and the line change signal. This is determined based on the level difference of the line change signal detected by the detecting means 22. As for this rule, a rule opposite to that of the bit expansion means 15 described in FIG. 1 is set in advance.
The embedded information compressed by the bit compression unit 24 is output to the despreading unit 25.

逆拡散手段25は、ビット圧縮手段24で圧縮された埋め込み情報の拡散を逆拡散することで、画像内に埋め込まれた元の埋め込み情報を生成するものである。この逆拡散手段25は、図1で説明した拡散手段10で用いた拡散手法の逆演算を行うことで、元の埋め込み情報を生成する。例えば、拡散手段10において、M系列で拡散されている場合は、逆拡散手段25は、同じM系列を用いることで、元の埋め込み情報を生成することができる。これによって、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の信号である画像信号に埋め込まれた埋め込み情報が検出されたことになる。
なお、図1のアナログ電子透かし埋め込み装置1Aにおいて、拡散手段10を用いない場合には、逆拡散手段25を本構成から省略することができる。
The despreading unit 25 generates the original embedded information embedded in the image by despreading the diffusion of the embedded information compressed by the bit compression unit 24. The despreading unit 25 generates original embedding information by performing a reverse operation of the diffusion method used in the diffusion unit 10 described in FIG. For example, when the spreading means 10 performs spreading in the M sequence, the despreading means 25 can generate the original embedded information by using the same M series. As a result, the embedded information embedded in the image signal which is a signal for each field or frame of the analog video signal is detected.
In the analog digital watermark embedding apparatus 1A of FIG. 1, the despreading means 25 can be omitted from this configuration when the spreading means 10 is not used.

減算手段26は、入力された電子透かし埋め込み画像から、埋め込み情報検出手段23で検出された同期信号付きの埋め込み情報(拡大埋め込み情報)を減算することで、埋め込み情報を除去した画像(埋め込み情報除去画像)を生成するものである。なお、埋め込み情報のみを検出する場合には、減算手段26を本構成から省略することができる。   The subtracting unit 26 subtracts the embedded information (enlarged embedded information) with a synchronization signal detected by the embedded information detecting unit 23 from the input digital watermark embedded image, thereby removing the embedded information (embedded information removal). Image). In the case where only embedded information is detected, the subtracting means 26 can be omitted from this configuration.

以上説明したように、アナログ電子透かし検出装置2Aは、アナログ電子透かし埋め込み装置1A(図1参照)において、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に埋め込まれた埋め込み情報を検出することができる。
なお、アナログ電子透かし検出装置2Aは、コンピュータを前記した各手段として機能させるアナログ電子透かし検出プログラムによって動作させることとしてもよい。
As described above, the analog digital watermark detection apparatus 2A can detect the embedded information embedded in the image signal for each field or frame of the analog video signal in the analog digital watermark embedding apparatus 1A (see FIG. 1). .
The analog digital watermark detection apparatus 2A may be operated by an analog digital watermark detection program that causes a computer to function as each of the above-described means.

(アナログ電子透かし検出装置2Aの動作)
次に、図4を参照(適宜図2参照)して、アナログ電子透かし検出装置2Aの動作について説明する。図4は、本発明における第一の実施の形態に係るアナログ電子透かし検出装置の動作を示すフローチャートである。
まず、アナログ電子透かし検出装置2Aは、画像レベル検出手段20によって、入力された電子透かし埋め込み画像において、画素毎の画像レベルを検出する(ステップS11)。また、アナログ電子透かし検出装置2Aは、エッジ信号検出手段21によって、入力された電子透かし埋め込み画像の同一のフィールド又はフレーム内において、エッジ信号を検出する(ステップS12)。さらに、アナログ電子透かし検出装置2Aは、ライン変化信号検出手段22によって、フィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号のレベル差を検出する(ステップS13)。
(Operation of Analog Digital Watermark Detection Device 2A)
Next, the operation of the analog digital watermark detection apparatus 2A will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the analog digital watermark detection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
First, the analog digital watermark detection apparatus 2A detects the image level for each pixel in the input digital watermark embedded image by the image level detection means 20 (step S11). In the analog digital watermark detection apparatus 2A, the edge signal detection means 21 detects an edge signal in the same field or frame of the input digital watermark embedded image (step S12). Further, the analog digital watermark detection apparatus 2A detects the level difference of the line change signal that changes for each line of the field or frame by the line change signal detection means 22 (step S13).

そして、アナログ電子透かし検出装置2Aは、埋め込み情報検出手段23の同期信号検出手段23aによって、ステップS11で検出された画像レベル、ステップS12で検出されたエッジ信号のレベル、及び、ステップS13で検出されたライン変化信号のレベル差に基づいて、電子透かし埋め込み画像から同期信号を検出し(ステップS14)、その同期信号を基準として、埋め込み情報(拡大埋め込み情報)を検出する(ステップS15)。
続けて、アナログ電子透かし検出装置2Aは、ビット圧縮手段24によって、ステップS11で検出された画像レベル、ステップS12で検出されたエッジ信号のレベル、及び、ステップS13で検出されたライン変化信号のレベル差に基づいて、ステップS15で検出された埋め込み情報(拡大埋め込み情報)を圧縮する(ステップS16)。すなわち、アナログ電子透かし検出装置2Aは、図2のステップS6において行った、埋め込み情報の伸張に対する逆変換を行うことで、伸張された埋め込み情報を圧縮する。
The analog digital watermark detection apparatus 2A detects the image level detected in step S11, the level of the edge signal detected in step S12, and the level detected in step S13 by the synchronization signal detection unit 23a of the embedded information detection unit 23. Based on the level difference of the line change signal, a synchronization signal is detected from the digital watermark embedded image (step S14), and embedded information (enlarged embedded information) is detected using the synchronization signal as a reference (step S15).
Subsequently, the analog digital watermark detection apparatus 2A uses the bit compression unit 24 to detect the image level detected in step S11, the level of the edge signal detected in step S12, and the level of the line change signal detected in step S13. Based on the difference, the embedded information (enlarged embedded information) detected in step S15 is compressed (step S16). That is, the analog digital watermark detection apparatus 2A compresses the expanded embedded information by performing the inverse transformation on the expansion of the embedded information performed in step S6 of FIG.

そして、アナログ電子透かし検出装置2Aは、逆拡散手段25によって、ステップS16で圧縮された埋め込み情報の拡散を逆拡散することで、画像内に埋め込まれた元の埋め込み情報を生成する(ステップS17)。すなわち、アナログ電子透かし検出装置2Aは、図2のステップS1において行った、埋め込み情報の拡散に対する逆変換を行うことで、拡散された埋め込み情報を、元の埋め込み情報に変換する。
以上の動作によって、アナログ電子透かし検出装置2Aは、アナログ電子透かし埋め込み装置1A(図1参照)において、アナログ映像信号に対して埋め込まれた埋め込み情報を検出することができる。
Then, the analog digital watermark detection apparatus 2A generates the original embedding information embedded in the image by despreading the diffusion of the embedding information compressed in step S16 by the despreading means 25 (step S17). . In other words, the analog digital watermark detection apparatus 2A converts the spread embedded information into the original embedded information by performing an inverse conversion on the diffusion of the embedded information performed in step S1 of FIG.
With the above operation, the analog digital watermark detection apparatus 2A can detect the embedded information embedded in the analog video signal in the analog digital watermark embedding apparatus 1A (see FIG. 1).

[第二の実施の形態]
(アナログ電子透かし埋め込み装置1Bの構成)
次に、図5を参照して、第二の実施の形態に係るアナログ電子透かし埋め込み装置の構成について説明する。図5は、本発明における第二の実施の形態に係るアナログ電子透かし埋め込み装置の構成を示すブロック図である。
[Second Embodiment]
(Configuration of Analog Electronic Watermark Embedding Device 1B)
Next, the configuration of the analog digital watermark embedding apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an analog digital watermark embedding apparatus according to the second embodiment of the present invention.

図5に示すように、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bは、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の信号である画像信号(埋め込み対象画像)に、電子透かしとして埋め込み情報を埋め込むものである。なお、アナログ電子透かし埋め込み装置1A(図1参照)では、画面上で輝度が変化することで「ちらつき」が発生する箇所に埋め込み情報を埋め込んだが、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bでは、予めアナログノイズに近似した信号等のパターン信号を発生させ、そのパターン信号又はそのパターン信号から所定距離だけ離れた位置に埋め込み情報を埋め込むこととする。   As shown in FIG. 5, the analog digital watermark embedding apparatus 1B embeds embedded information as an electronic watermark in an image signal (embedding target image) that is a signal for each field or frame of an analog video signal. In the analog digital watermark embedding apparatus 1A (see FIG. 1), the embedding information is embedded in a place where “flickering” occurs due to the change in luminance on the screen. A pattern signal such as an approximate signal is generated, and the embedded information is embedded at a position away from the pattern signal or the pattern signal by a predetermined distance.

ここでは、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bは、拡散手段10と、画像レベル検出手段11と、同期信号付加手段14と、ビット伸張手段15Bと、埋め込み強度変更手段16Bと、埋め込み手段17Bと、パターン信号発生手段18とを備えている。なお、アナログ電子透かし埋め込み装置1A(図1参照)と同一の構成については、同一の符号を付し説明を省略する。   Here, the analog digital watermark embedding apparatus 1B includes a spreading means 10, an image level detecting means 11, a synchronizing signal adding means 14, a bit expanding means 15B, an embedding strength changing means 16B, an embedding means 17B, and a pattern signal. Generating means 18. Note that the same components as those of the analog digital watermark embedding apparatus 1A (see FIG. 1) are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

ビット伸張手段15Bは、パターン信号発生手段18でパターン信号が発生した段階で、画像レベル検出手段11で検出された画像レベルに基づいて、埋め込み情報の各ビットを伸張した拡大埋め込み情報を生成するものである。このビット伸張手段15Bは、画像レベルに基づいて、埋め込み情報の各ビットの伸張幅を変える。例えば、画像レベルが予め定めた閾値よりも小さいときは伸張幅を大きくし、閾値よりも大きいときは伸張幅を小さくする。
このビット伸張手段15Bで伸張された拡大埋め込み情報は、埋め込み強度変更手段16Bに出力される。
The bit expansion unit 15B generates expanded embedded information by expanding each bit of the embedded information based on the image level detected by the image level detection unit 11 when the pattern signal is generated by the pattern signal generation unit 18. It is. The bit expansion means 15B changes the expansion width of each bit of the embedded information based on the image level. For example, when the image level is smaller than a predetermined threshold, the expansion width is increased, and when the image level is larger than the threshold, the expansion width is decreased.
The expanded embedding information expanded by the bit expansion means 15B is output to the embedding strength changing means 16B.

埋め込み強度変更手段16Bは、パターン信号発生手段18でパターン信号が発生した段階で、画像レベル検出手段11で検出された画像レベルに基づいて、ビット伸張手段15Bで伸張された拡大埋め込み情報の埋め込み強度を変更した強度変更埋め込み情報を生成するものである。すなわち、この埋め込み強度変更手段16Bは、拡大埋め込み情報を、画像レベルにより予め定めた値を乗算することで、埋め込み情報の強度を強くする。
この埋め込み強度変更手段16Bで埋め込み強度が変更された強度変更埋め込み情報は、埋め込み手段17Bに出力される。
The embedding strength changing unit 16B embeds the embedding strength of the expanded embedding information expanded by the bit expanding unit 15B based on the image level detected by the image level detecting unit 11 when the pattern signal is generated by the pattern signal generating unit 18. The strength change embedding information is generated by changing. In other words, the embedding strength changing unit 16B increases the strength of the embedding information by multiplying the enlarged embedding information by a value determined in advance by the image level.
The strength change embedding information whose embedding strength is changed by the embedding strength changing means 16B is output to the embedding means 17B.

埋め込み手段17Bは、埋め込み強度変更手段16Bで生成された強度変更埋め込み情報を、入力された画像信号(埋め込み対象画像)に埋め込むものである。ここでは、埋め込み手段17Bは、遅延量制御手段17Baと、2つの加算手段17Bb,17Bcとを備えている。   The embedding unit 17B embeds the strength change embedding information generated by the embedding strength changing unit 16B in the input image signal (embedding target image). Here, the embedding unit 17B includes a delay amount control unit 17Ba and two addition units 17Bb and 17Bc.

遅延量制御手段17Baは、埋め込み強度変更手段16Bで生成された強度変更埋め込み情報を埋め込み対象画像へ埋め込む際の、埋め込みタイミングを制御するものである。
具体的には、遅延量制御手段17Baは、強度変更埋め込み情報を予め定めた時間遅延させることで、パターン信号を発生させた位置から所定距離だけ離れた位置に強度変更埋め込み情報を埋め込む。この埋め込みタイミングが制御された強度変更埋め込み情報は、加算手段17Bbに出力される。
The delay amount control means 17Ba controls the embedding timing when embedding the intensity change embedding information generated by the embedding intensity changing means 16B in the embedding target image.
Specifically, the delay amount control means 17Ba embeds the intensity change embedding information at a position away from the position where the pattern signal is generated by a predetermined distance by delaying the intensity change embedding information for a predetermined time. The strength change embedding information whose embedding timing is controlled is output to the adding means 17Bb.

加算手段17Bbは、パターン信号発生手段18で発生されたパターン信号に、遅延量制御手段17Baで遅延量が制御された強度変更埋め込み情報を加算するものである。
加算手段17Bcは、元となる埋め込み対象画像に、加算手段17Bbでパターン信号に強度変更埋め込み情報が加算された信号を加算することで、電子透かし埋め込み画像を生成するものである。
The adding means 17Bb adds the intensity change embedded information whose delay amount is controlled by the delay amount control means 17Ba to the pattern signal generated by the pattern signal generating means 18.
The adding unit 17Bc generates a digital watermark embedded image by adding a signal obtained by adding the intensity change embedded information to the pattern signal by the adding unit 17Bb to the original embedding target image.

パターン信号発生手段18は、予め定めたパターン信号を発生させるものである。このパターン信号発生手段18で発生されたパターン信号は、ビット伸張手段15B、埋め込み強度変更手段16B及び埋め込み手段17Bに出力される。ここで、パターン信号発生手段18は、パターン信号として、アナログノイズに近似したノイズパターンを発生するものとする。また、パターン信号発生手段18は、画像レベル検出手段11で検出された画像レベルに基づいて、ノイズパターンの信号レベルを変えることとする。すなわち、パターン信号発生手段18は、予め基準となる閾値を設定し、画像レベルが小さいときは、ノイズパターンを小さくし、画像レベルが大きいときは、ノイズパターンを大きくする。
なお、パターン信号発生手段18は、ノイズパターンを発生させるものではなく、画像上にスーパーインポーズされるロゴマーク等を発生させるものとしてもよい。
The pattern signal generator 18 generates a predetermined pattern signal. The pattern signal generated by the pattern signal generation means 18 is output to the bit expansion means 15B, the embedding strength changing means 16B, and the embedding means 17B. Here, it is assumed that the pattern signal generation means 18 generates a noise pattern that approximates analog noise as a pattern signal. Further, the pattern signal generation means 18 changes the signal level of the noise pattern based on the image level detected by the image level detection means 11. That is, the pattern signal generating means 18 sets a reference threshold value in advance, reduces the noise pattern when the image level is low, and increases the noise pattern when the image level is high.
The pattern signal generating means 18 may not generate a noise pattern but may generate a logo mark or the like superimposed on the image.

以上説明したように、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bは、埋め込み情報を、パターン信号に対して予め定めた時間遅延させて埋め込み対象画像に埋め込むことができる。なお、パターン信号と埋め込み情報とは所定距離だけ離れているため、電子透かし埋め込み画像を知覚した人間は、パターン信号に着目するため、埋め込み情報による画面の変化に気づきにくい。   As described above, the analog digital watermark embedding apparatus 1B can embed the embedded information in the embedding target image with a predetermined time delay with respect to the pattern signal. Since the pattern signal and the embedded information are separated from each other by a predetermined distance, a person who perceives the digital watermark embedded image pays attention to the pattern signal, and thus is less likely to notice a screen change due to the embedded information.

また、ここでは、パターン信号に対して埋め込み情報を遅延させて埋め込み対象画像に重畳したが、同一画面上において、パターン信号より所定時間だけ早めて埋め込み情報を埋め込むこととしてもよい。この場合、遅延量制御手段17Baを、パターン信号発生手段18と、加算手段17Bbとの間に備えることとすればよい。
また、埋め込み情報をパターン信号の位置に重畳することとしてもよい。この場合は、埋め込み手段17Bから遅延量制御手段17Baを省いてもよいし、遅延量制御手段17Baの遅延量を「0」としてもよい。
なお、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bは、コンピュータを前記した各手段として機能させるアナログ電子透かし埋め込みプログラムによって動作させることとしてもよい。
Although the embedding information is delayed with respect to the pattern signal and superimposed on the embedding target image here, the embedding information may be embedded earlier than the pattern signal by a predetermined time on the same screen. In this case, the delay amount control means 17Ba may be provided between the pattern signal generation means 18 and the addition means 17Bb.
Also, the embedded information may be superimposed on the position of the pattern signal. In this case, the delay amount control unit 17Ba may be omitted from the embedding unit 17B, or the delay amount of the delay amount control unit 17Ba may be set to “0”.
The analog digital watermark embedding apparatus 1B may be operated by an analog digital watermark embedding program that causes a computer to function as each of the above-described means.

(アナログ電子透かし埋め込み装置1Bの動作)
次に、図6を参照(適宜図5参照)して、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bの動作について説明する。図6は、本発明における第二の実施の形態に係るアナログ電子透かし埋め込み装置の動作を示すフローチャートである。
まず、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bは、拡散手段10によって、入力された埋め込み情報のビット列における各ビットの値の出現確率を均等化することで、埋め込み情報を拡散する(ステップS21)。
続けて、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bは、同期信号付加手段14によって、ステップS21で拡散された埋め込み情報に同期信号(同期情報)を付加する(ステップS22)。
(Operation of Analog Digital Watermark Embedding Apparatus 1B)
Next, the operation of the analog digital watermark embedding apparatus 1B will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the analog digital watermark embedding apparatus according to the second embodiment of the present invention.
First, the analog digital watermark embedding apparatus 1B diffuses the embedded information by equalizing the appearance probability of each bit value in the bit sequence of the input embedded information by the spreading means 10 (step S21).
Subsequently, the analog digital watermark embedding apparatus 1B adds a synchronization signal (synchronization information) to the embedded information spread in step S21 by the synchronization signal adding means 14 (step S22).

そして、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bは、画像レベル検出手段11によって、入力された画像信号(埋め込み対象画像)において、画素毎の画像レベルを検出する(ステップS23)。また、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bは、パターン信号発生手段18によって、入力された画像信号の同一のフィールド又はフレーム内において、パターン信号を発生させる(ステップS24)。
そして、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bは、ビット伸張手段15Bによって、ステップ24でパターン信号が発生した段階で、ステップS23で検出された画像レベルに基づいて、埋め込み情報の各ビットを伸張した拡大埋め込み情報を生成する(ステップS25)。
Then, the analog digital watermark embedding apparatus 1B detects the image level for each pixel in the input image signal (embedding target image) by the image level detection means 11 (step S23). In the analog digital watermark embedding apparatus 1B, the pattern signal generating means 18 generates a pattern signal in the same field or frame of the input image signal (step S24).
The analog digital watermark embedding apparatus 1B then expands the embedded information in which each bit of the embedded information is expanded based on the image level detected in step S23 when the pattern signal is generated in step 24 by the bit expansion means 15B. Is generated (step S25).

続けて、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bは、埋め込み強度変更手段16Bによって、ステップ24でパターン信号が発生した段階で、ステップS23で検出された画像レベルに基づいて、拡大埋め込み情報の埋め込み強度を変更した強度変更埋め込み情報を生成する(ステップS26)。
そして、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bは、埋め込み手段17Bの遅延量制御手段17Baによって、パターン信号から所定距離となる位置に埋め込み情報の位置を制御し、埋め込み対象画像に、パターン信号とともに、埋め込み情報を付加する(ステップS28)。
Subsequently, the analog digital watermark embedding apparatus 1B changes the embedding strength of the enlarged embedding information based on the image level detected in step S23 when the pattern signal is generated in step 24 by the embedding strength changing unit 16B. Strength change embedding information is generated (step S26).
Then, the analog digital watermark embedding apparatus 1B controls the position of the embedding information at a position that is a predetermined distance from the pattern signal by the delay amount control means 17Ba of the embedding means 17B. It is added (step S28).

以上の動作によって、アナログ電子透かし埋め込み装置1Bは、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の信号である画像信号に対して、ノイズ等のパターン信号を付加し、そのパターン信号から所定距離だけ離れた位置に、アナログ耐性を持つ電子透かしを埋め込むことができる。   By the above operation, the analog digital watermark embedding apparatus 1B adds a pattern signal such as noise to the image signal that is a signal of each field or frame of the analog video signal, and is located at a predetermined distance from the pattern signal. In addition, a digital watermark having analog tolerance can be embedded.

(アナログ電子透かし検出装置2Bの構成)
次に、図7を参照して、図5で説明したアナログ電子透かし埋め込み装置1Bで埋め込まれた埋め込み情報を検出する、本発明における第二の実施の形態に係るアナログ電子透かし検出装置の構成について説明する。図7は、本発明における第二の実施の形態に係るアナログ電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。
(Configuration of Analog Digital Watermark Detection Device 2B)
Next, referring to FIG. 7, the configuration of the analog digital watermark detection apparatus according to the second embodiment of the present invention that detects the embedded information embedded by the analog digital watermark embedding apparatus 1B described in FIG. explain. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the analog digital watermark detection apparatus according to the second embodiment of the present invention.

図7に示すように、アナログ電子透かし検出装置2Bは、アナログ電子透かし埋め込み装置1B(図5参照)で、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の信号である画像信号に、電子透かしとして埋め込み情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像から、埋め込み情報を検出するものである。
ここでは、アナログ電子透かし検出装置2Bは、画像レベル検出手段20と、埋め込み情報検出手段23Bと、ビット圧縮手段24Bと、逆拡散手段25と、減算手段26と、パターン信号検出手段27を備えている。
画像レベル検出手段20は、図5の画像レベル検出手段11と同一のものであり、逆拡散手段25及び減算手段26は、図3の逆拡散手段25及び減算手段26と同一のものであるので説明を省略する。
As shown in FIG. 7, the analog digital watermark detection apparatus 2B is an analog digital watermark embedding apparatus 1B (see FIG. 5), in which embedded information is added as an electronic watermark to an image signal that is a signal for each field or frame of an analog video signal. The embedded information is detected from the embedded digital watermark embedded image.
Here, the analog digital watermark detection apparatus 2B includes an image level detection unit 20, an embedded information detection unit 23B, a bit compression unit 24B, a despreading unit 25, a subtraction unit 26, and a pattern signal detection unit 27. Yes.
The image level detection means 20 is the same as the image level detection means 11 in FIG. 5, and the despreading means 25 and the subtraction means 26 are the same as the despreading means 25 and the subtraction means 26 in FIG. Description is omitted.

埋め込み情報検出手段23Bは、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の信号で埋め込み情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像から、伸張された埋め込み情報を検出するものである。この伸張された埋め込み情報は、図5で説明したビット伸張手段15Bで伸張された拡大埋め込み情報に相当する。
この埋め込み情報検出手段23Bは、パターン信号検出手段27でパターン信号が検出された段階で、画像レベル検出手段20で検出された画像レベルに基づいて、埋め込み情報が埋め込まれている大まかな位置を検出し、電子透かし埋め込み画像に対して、そのパターン信号を乗算し積分を行うことで、パターン信号を検出する。
ここでは、埋め込み情報検出手段23Bは、同期信号検出手段23Baと、遅延量制御手段23Bbとを備えている。
The embedded information detection means 23B detects the expanded embedded information from the digital watermark embedded image in which the embedded information is embedded in the field of the analog video signal or the signal for each frame. This expanded embedding information corresponds to the expanded embedding information expanded by the bit expansion means 15B described with reference to FIG.
The embedded information detecting unit 23B detects a rough position where the embedded information is embedded based on the image level detected by the image level detecting unit 20 when the pattern signal is detected by the pattern signal detecting unit 27. Then, the pattern signal is detected by multiplying the digital watermark embedded image by the pattern signal and performing integration.
Here, the embedded information detection unit 23B includes a synchronization signal detection unit 23Ba and a delay amount control unit 23Bb.

同期信号検出手段23Baは、図3で説明した同期信号検出手段23aと同一の機能を有するが、後記する遅延量制御手段23Bbにおいて制御される遅延量分時間方向にずらして、同期信号を検出することが異なっている。   The synchronization signal detection means 23Ba has the same function as the synchronization signal detection means 23a described in FIG. 3, but detects the synchronization signal by shifting in the time direction by the delay amount controlled by the delay amount control means 23Bb described later. Is different.

遅延量制御手段23Bbは、パターン信号検出手段27で検出されたパターン信号から所定時間だけ遅延量が制御された位置を特定するものである。この遅延量制御手段23Bbで特定された位置を示すタイミングは、同期信号検出手段23Baに出力される。なお、この遅延量は、図5で説明した遅延量制御手段17Baと同一の遅延量である。
この埋め込み情報検出手段23Bで検出された、伸張された埋め込み情報(拡大埋め込み情報)は、ビット圧縮手段24Bに出力される。なお、拡大埋め込み情報に同期信号が付加された情報は減算手段26に出力される。
The delay amount control unit 23Bb specifies a position where the delay amount is controlled for a predetermined time from the pattern signal detected by the pattern signal detection unit 27. The timing indicating the position specified by the delay amount control means 23Bb is output to the synchronization signal detection means 23Ba. This delay amount is the same as the delay amount control unit 17Ba described in FIG.
The expanded embedded information (expanded embedded information) detected by the embedded information detecting unit 23B is output to the bit compressing unit 24B. Information obtained by adding a synchronization signal to the enlarged embedded information is output to the subtracting means 26.

ビット圧縮手段24Bは、パターン信号検出手段27でパターン信号を検出した段階で、画像レベル検出手段20で検出された画像レベルに基づいて、埋め込み情報検出手段23Bで検出された埋め込み情報(拡大埋め込み情報)を圧縮するものである。この圧縮された埋め込み情報は、図5の拡散手段10で拡散された埋め込み情報に相当する。   The bit compression unit 24B detects the embedded information (expanded embedded information) detected by the embedded information detecting unit 23B based on the image level detected by the image level detecting unit 20 when the pattern signal detecting unit 27 detects the pattern signal. ). This compressed embedded information corresponds to the embedded information diffused by the diffusion means 10 in FIG.

パターン信号検出手段27は、アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に埋め込み情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像から、パターン信号を検出するものである。このパターン信号検出手段27は、図1で説明したエッジ信号検出手段12や、ライン変化信号検出手段13を備えることで、水平方向に連続で輝度信号等が一定以上変化する箇所をパターン信号の位置として検出する。   The pattern signal detection unit 27 detects a pattern signal from a digital watermark embedded image in which embedded information is embedded in an image signal for each field or frame of an analog video signal. The pattern signal detection unit 27 includes the edge signal detection unit 12 and the line change signal detection unit 13 described with reference to FIG. 1, so that the position where the luminance signal or the like continuously changes in the horizontal direction changes more than a certain level. Detect as.

以上説明した構成によって、アナログ電子透かし検出装置2Bは、アナログ電子透かし埋め込み装置1B(図5参照)において、アナログ映像信号に埋め込まれた埋め込み情報を検出することができる。
なお、アナログ電子透かし検出装置2Bは、コンピュータを前記した各手段として機能させるアナログ電子透かし検出プログラムによって動作させることとしてもよい。
With the configuration described above, the analog digital watermark detection apparatus 2B can detect the embedded information embedded in the analog video signal in the analog digital watermark embedding apparatus 1B (see FIG. 5).
The analog digital watermark detection apparatus 2B may be operated by an analog digital watermark detection program that causes a computer to function as each of the above-described means.

(アナログ電子透かし検出装置2Bの動作)
次に、図8を参照(適宜図7参照)して、アナログ電子透かし検出装置2Bの動作について説明する。図8は、本発明における第二の実施の形態に係るアナログ電子透かし検出装置の動作を示すフローチャートである。
まず、アナログ電子透かし検出装置2Bは、画像レベル検出手段20によって、入力された電子透かし埋め込み画像において、画素毎の画像レベルを検出する(ステップS31)。また、アナログ電子透かし検出装置2Bは、パターン信号検出手段27によって、入力された電子透かし埋め込み画像において、パターン信号を検出する(ステップS32)。
そして、アナログ電子透かし検出装置2Bは、埋め込み情報検出手段23Bの遅延量制御手段23Bbによって、電子透かし埋め込み画像を予め定めた遅延量だけ遅延させた位置を検出し、同期検出手段23Baによって、その遅延させた位置から同期信号を検出する(ステップS33)。そして、埋め込み情報検出手段23Bは、同期信号を基準として、埋め込み情報(拡大埋め込み情報)を検出する(ステップS34)。
(Operation of Analog Digital Watermark Detection Device 2B)
Next, the operation of the analog digital watermark detection apparatus 2B will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the analog digital watermark detection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
First, the analog digital watermark detection apparatus 2B detects the image level for each pixel in the input digital watermark embedded image by the image level detection means 20 (step S31). In the analog digital watermark detection apparatus 2B, the pattern signal detection unit 27 detects a pattern signal in the input digital watermark embedded image (step S32).
The analog digital watermark detection apparatus 2B detects the position where the digital watermark embedded image is delayed by a predetermined delay amount by the delay amount control unit 23Bb of the embedded information detection unit 23B, and the synchronization detection unit 23Ba detects the delay. A synchronization signal is detected from the position that has been set (step S33). Then, the embedded information detecting unit 23B detects embedded information (enlarged embedded information) with reference to the synchronization signal (step S34).

続けて、アナログ電子透かし検出装置2Bは、ビット圧縮手段24Bによって、ステップS32でパターン信号が発生した段階で、ステップS31で検出された画像レベルに基づいて、ステップS34で検出された埋め込み情報(拡大埋め込み情報)を圧縮する(ステップS35)。すなわち、アナログ電子透かし検出装置2Bは、図6のステップS25において行った、埋め込み情報の伸張に対する逆変換を行うことで、伸張された埋め込み情報を圧縮する。   Subsequently, the analog digital watermark detection apparatus 2B, when the pattern signal is generated in step S32 by the bit compression unit 24B, the embedding information (enlarged) detected in step S34 based on the image level detected in step S31. The embedded information) is compressed (step S35). In other words, the analog digital watermark detection apparatus 2B compresses the expanded embedded information by performing inverse conversion on the expansion of the embedded information performed in step S25 of FIG.

そして、アナログ電子透かし検出装置2Bは、逆拡散手段25によって、ステップS35で圧縮された埋め込み情報の拡散を逆拡散することで、画像内に埋め込まれた元の埋め込み情報を生成する(ステップS36)。すなわち、アナログ電子透かし検出装置2Bは、図6のステップS21において行った、埋め込み情報の拡散に対する逆変換を行うことで、拡散された埋め込み情報を、元の埋め込み情報に変換する。   Then, the analog digital watermark detection apparatus 2B generates the original embedded information embedded in the image by despreading the diffusion of the embedded information compressed in step S35 by the despreading means 25 (step S36). . That is, the analog digital watermark detection apparatus 2B converts the spread embedded information into the original embedded information by performing an inverse conversion on the diffusion of the embedded information performed in step S21 of FIG.

以上の動作によって、アナログ電子透かし検出装置2Bは、アナログ電子透かし埋め込み装置1B(図5参照)において、アナログ映像信号に対して埋め込まれた埋め込み情報を検出することができる。   With the above operation, the analog digital watermark detection apparatus 2B can detect the embedded information embedded in the analog video signal in the analog digital watermark embedding apparatus 1B (see FIG. 5).

本発明における第一の実施の形態に係るアナログ電子透かし埋め込み装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the analog digital watermark embedding apparatus which concerns on 1st embodiment in this invention. 本発明における第一の実施の形態に係るアナログ電子透かし埋め込み装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the analog electronic watermark embedding apparatus based on 1st Embodiment in this invention. 本発明における第一の実施の形態に係るアナログ電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the analog digital watermark detection apparatus which concerns on 1st embodiment in this invention. 本発明における第一の実施の形態に係るアナログ電子透かし検出装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the analog digital watermark detection apparatus which concerns on 1st embodiment in this invention. 本発明における第二の実施の形態に係るアナログ電子透かし埋め込み装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the analog electronic watermark embedding apparatus which concerns on 2nd embodiment in this invention. 本発明における第二の実施の形態に係るアナログ電子透かし埋め込み装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the analog electronic watermark embedding apparatus based on 2nd Embodiment in this invention. 本発明における第二の実施の形態に係るアナログ電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the analog digital watermark detection apparatus which concerns on 2nd embodiment in this invention. 本発明における第二の実施の形態に係るアナログ電子透かし検出装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the analog digital watermark detection apparatus based on 2nd Embodiment in this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1A、1B アナログ電子透かし埋め込み装置
10 拡散手段
11 画像レベル検出手段
12 エッジ信号検出手段
13 ライン変化信号検出手段
14 同期信号付加手段
15、15B ビット伸張手段
16、16B 埋め込み強度変更手段
17、17B 埋め込み手段
18 パターン信号発生手段
2A、2B アナログ電子透かし検出装置
20 画像レベル検出手段
21 エッジ信号検出手段
22 ライン変化信号検出手段
23、23B 埋め込み情報検出手段
24、24B ビット圧縮手段
25 逆拡散手段
26 減算手段
27 パターン信号検出手段
1A, 1B Analog digital watermark embedding device 10 Spreading means 11 Image level detecting means 12 Edge signal detecting means 13 Line change signal detecting means 14 Synchronization signal adding means 15, 15B Bit expanding means 16, 16B Embedding intensity changing means 17, 17B Embedding means 18 pattern signal generation means 2A, 2B analog digital watermark detection device 20 image level detection means 21 edge signal detection means 22 line change signal detection means 23, 23B embedded information detection means 24, 24B bit compression means 25 despreading means 26 subtraction means 27 Pattern signal detection means

Claims (10)

アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、電子透かしとして埋め込み情報を埋め込むアナログ電子透かし埋め込み装置であって、
前記画像信号の画像レベルを検出する画像レベル検出手段と、
前記画像信号において、エッジ信号を検出するエッジ信号検出手段と、
前記画像信号において、フィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号を検出するライン変化信号検出手段と、
前記画像レベル検出手段で検出された画像レベル、前記エッジ信号検出手段で検出されたエッジ信号のレベル、及び、前記ライン変化信号検出手段で検出されたライン変化信号のレベル差の各成分が小さいほど数が多くなるように予め設定した繰り返し数で、前記埋め込み情報の各ビットを繰り返すことで、前記埋め込み情報の各ビットを伸張した拡大埋め込み情報を生成するビット伸張手段と、
前記画像レベル、前記エッジ信号のレベル及び前記ライン変化信号のレベル差の各成分が大きいほど値が大きくなるように設定した乗算値で、前記拡大埋め込み情報を乗算し、前記拡大埋め込み情報の埋め込み強度を変更した強度変更埋め込み情報を生成する埋め込み強度変更手段と、
この埋め込み強度変更手段で生成された強度変更埋め込み情報を、前記エッジ信号の位置に埋め込む埋め込み手段と、
を備えていることを特徴とするアナログ電子透かし埋め込み装置。
An analog digital watermark embedding apparatus that embeds embedded information as a digital watermark in a field or frame image signal of an analog video signal,
Image level detecting means for detecting an image level of the image signal;
In the image signal, edge signal detection means for detecting an edge signal;
In the image signal, a line change signal detection means for detecting a line change signal that changes for each line of a field or a frame;
The smaller each component of the image level detected by the image level detecting means, the level of the edge signal detected by the edge signal detecting means, and the level difference of the line change signal detected by the line change signal detecting means is smaller. A bit expansion means for generating expanded embedded information by expanding each bit of the embedded information by repeating each bit of the embedded information at a repetition number set in advance so that the number increases.
The image level, the multiplication value value as each component is large is set to be large level difference of level and the line change signal of the edge signal, multiplies the enlarged embedded information, before Ki拡 large embedded information An embedding strength changing means for generating strength changing embedding information in which the embedding strength is changed;
Embedding means for embedding the strength change embedding information generated by the embedding strength changing means at the position of the edge signal;
An analog digital watermark embedding device comprising:
前記埋め込み情報を拡散する拡散手段を備え、
前記ビット伸張手段が、前記拡散手段で拡散された埋め込み情報の各ビットを伸張することを特徴とする請求項1に記載のアナログ電子透かし埋め込み装置。
A diffusion means for diffusing the embedded information;
2. The analog digital watermark embedding apparatus according to claim 1, wherein the bit expansion means expands each bit of the embedded information spread by the diffusion means.
アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、電子透かしとして埋め込み情報を埋め込むために、コンピュータを、
前記画像信号の画像レベルを検出する画像レベル検出手段、
前記画像信号において、エッジ信号を検出するエッジ信号検出手段、
前記画像信号において、フィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号を検出するライン変化信号検出手段、
前記画像レベル検出手段で検出された画像レベル、前記エッジ信号検出手段で検出されたエッジ信号のレベル、及び、前記ライン変化信号検出手段で検出されたライン変化信号のレベル差の各成分が小さいほど数が多くなるように予め設定した繰り返し数で、前記埋め込み情報の各ビットを繰り返すことで、前記埋め込み情報の各ビットを伸張した拡大埋め込み情報を生成するビット伸張手段、
前記画像レベル、前記エッジ信号のレベル及び前記ライン変化信号のレベル差の各成分が大きいほど値が大きくなるように設定した乗算値で、前記拡大埋め込み情報を乗算し、前記拡大埋め込み情報の埋め込み強度を変更した強度変更埋め込み情報を生成する埋め込み強度変更手段、
この埋め込み強度変更手段で生成された強度変更埋め込み情報を、前記エッジ信号の位置に埋め込む埋め込み手段、
として機能させることを特徴とするアナログ電子透かし埋め込みプログラム。
In order to embed embedded information as a digital watermark in a field or frame image signal of an analog video signal,
Image level detecting means for detecting an image level of the image signal;
Edge signal detection means for detecting an edge signal in the image signal,
Line change signal detection means for detecting a line change signal that changes for each line of a field or frame in the image signal;
The smaller each component of the image level detected by the image level detecting means, the level of the edge signal detected by the edge signal detecting means, and the level difference of the line change signal detected by the line change signal detecting means is smaller. A bit expansion means for generating expanded embedded information by expanding each bit of the embedded information by repeating each bit of the embedded information at a preset number of repetitions so as to increase the number ;
The image level, the multiplication value value as each component is large is set to be large level difference of level and the line change signal of the edge signal, multiplies the enlarged embedded information, before Ki拡 large embedded information An embedding strength changing means for generating strength changing embedding information in which the embedding strength is changed,
Embedding means for embedding the strength change embedding information generated by the embedding strength changing means at the position of the edge signal,
An analog digital watermark embedding program characterized by functioning as
アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、当該画像信号の画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、フィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号のレベル差に基づいて、伸張された埋め込み情報を電子透かしとして埋め込んだ電子透かし埋め込み画像から、前記埋め込み情報を検出するアナログ電子透かし検出装置であって、
前記電子透かし埋め込み画像の画像レベルを検出する画像レベル検出手段と、
前記電子透かし埋め込み画像の画像信号において、エッジ信号を検出するエッジ信号検出手段と、
前記電子透かし埋め込み画像のフィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号を検出するライン変化信号検出手段と、
前記画像レベル検出手段で検出された画像レベル、前記エッジ信号検出手段で検出されたエッジ信号のレベル、及び、前記ライン変化信号検出手段で検出されたライン変化信号のレベル差の各成分が予め定めた閾値よりも大きい位置を前記伸張された埋め込み情報が埋め込まれた位置として検出し、同期検波により、前記伸張された埋め込み情報を検出する埋め込み情報検出手段と、
前記画像レベル、前記エッジ信号のレベル及び前記ライン変化信号のレベル差の各成分が小さいほど数が多くなるように予め設定した数分のビット値を多数決判定して前記埋め込み情報のビット値を決定することで、前記埋め込み情報検出手段で検出された、伸張された埋め込み情報を圧縮して前記埋め込み情報を再生するビット圧縮手段と、
を備えていることを特徴とするアナログ電子透かし検出装置。
Expanded embedding in the image signal for each field or frame of the analog video signal based on the image signal level of the image signal, the level of the edge signal, and the level difference of the line change signal that changes for each line of the field or frame An analog digital watermark detection apparatus that detects the embedded information from a digital watermark embedded image in which information is embedded as a digital watermark,
Image level detection means for detecting an image level of the digital watermark embedded image;
Edge signal detection means for detecting an edge signal in the image signal of the digital watermark embedded image;
Line change signal detection means for detecting a line change signal that changes for each line of a field or frame of the digital watermark embedded image;
Each component of the image level detected by the image level detection means, the level of the edge signal detected by the edge signal detection means, and the level difference of the line change signal detected by the line change signal detection means is determined in advance. Embedded information detecting means for detecting a position larger than the threshold as the position where the expanded embedded information is embedded, and detecting the expanded embedded information by synchronous detection ;
The bit value of the embedding information is determined by majority decision of a predetermined number of bit values so that the number increases as the components of the image level, the edge signal level, and the line change signal level difference decrease. it is the detected by the embedded information detection means, a bit compression means for compressing the stretched embedded information for reproducing the embedded information,
An analog digital watermark detection apparatus comprising:
アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、当該画像信号の画像レベル、エッジ信号のレベル、及び、フィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号のレベル差に基づいて、伸張された埋め込み情報を電子透かしとして埋め込んだ電子透かし埋め込み画像から、前記埋め込み情報を検出するために、コンピュータを、
前記電子透かし埋め込み画像の画像レベルを検出する画像レベル検出手段、
前記電子透かし埋め込み画像の画像信号において、エッジ信号を検出するエッジ信号検出手段、
前記電子透かし埋め込み画像のフィールド又はフレームのライン毎に変化するライン変化信号を検出するライン変化信号検出手段、
前記画像レベル検出手段で検出された画像レベル、前記エッジ信号検出手段で検出されたエッジ信号のレベル、及び、前記ライン変化信号検出手段で検出されたライン変化信号のレベル差の各成分が予め定めた閾値よりも大きい位置を前記伸張された埋め込み情報が埋め込まれた位置として検出し、同期検波により、前記伸張された埋め込み情報を検出する埋め込み情報検出手段、
前記画像レベル、前記エッジ信号のレベル及び前記ライン変化信号のレベル差の各成分が小さいほど数が多くなるように予め設定した数分のビット値を多数決判定して前記埋め込み情報のビット値を決定することで、前記埋め込み情報検出手段で検出された、伸張された埋め込み情報を圧縮して前記埋め込み情報を再生するビット圧縮手段、
として機能させることを特徴とするアナログ電子透かし検出プログラム。
Expanded embedding in the image signal for each field or frame of the analog video signal based on the image signal level of the image signal, the level of the edge signal, and the level difference of the line change signal that changes for each line of the field or frame In order to detect the embedded information from a digital watermark embedded image in which information is embedded as a digital watermark,
Image level detection means for detecting an image level of the digital watermark embedded image;
Edge signal detection means for detecting an edge signal in the image signal of the digital watermark embedded image,
Line change signal detection means for detecting a line change signal that changes for each line of a field or frame of the digital watermark embedded image;
Each component of the image level detected by the image level detection means, the level of the edge signal detected by the edge signal detection means, and the level difference of the line change signal detected by the line change signal detection means is determined in advance. Embedded information detecting means for detecting a position larger than the threshold value as a position where the expanded embedded information is embedded, and detecting the expanded embedded information by synchronous detection ;
The bit value of the embedding information is determined by majority decision of a predetermined number of bit values so that the number increases as the components of the image level, the edge signal level, and the line change signal level difference decrease. by the embedded information detected by the detecting means, bit compression means for compressing the stretched embedded information for reproducing the embedded information,
An analog digital watermark detection program characterized by functioning as
アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、電子透かしとして埋め込み情報を埋め込むアナログ電子透かし埋め込み装置であって、
前記画像信号の画像レベルを検出する画像レベル検出手段と、
前記画像信号において、予め定めたパターン信号を発生させるパターン信号発生手段と、
このパターン信号発生手段で発生させたパターン信号から所定距離だけ離れた位置における前記画像レベルが小さいほど数が多くなるように予め設定した繰り返し数で、前記埋め込み情報の各ビットを繰り返すことで、前記埋め込み情報の各ビットを伸張した拡大埋め込み情報を生成するビット伸張手段と、
前記画像レベルが大きいほど値が大きくなるように予め設定した乗算値で、前記拡大埋め込み情報を乗算し、前記拡大埋め込み情報の埋め込み強度を変更した強度変更埋め込み情報を生成する埋め込み強度変更手段と、
前記パターン信号発生手段で発生されたパターン信号を前記画像信号に重畳するとともに、前記埋め込み強度変更手段で生成された強度変更埋め込み情報を、前記パターン信号が重畳された位置から前記所定距離だけ離れた位置に埋め込む埋め込み手段と、
を備えていることを特徴とするアナログ電子透かし埋め込み装置。
An analog digital watermark embedding apparatus that embeds embedded information as a digital watermark in a field or frame image signal of an analog video signal,
Image level detecting means for detecting an image level of the image signal;
Pattern signal generating means for generating a predetermined pattern signal in the image signal;
By repeating each bit of the embedded information at a preset repetition number such that the number increases as the image level decreases at a position away from the pattern signal generated by the pattern signal generation means by a predetermined distance, Bit expansion means for generating expanded embedded information obtained by expanding each bit of the embedded information;
Wherein the multiplication value preset as higher image level greater value increases, the larger the embedded information by multiplying the previous Ki拡 embedding strength changing means for generating an intensity change embedded information has changed the embedding strength of the large embedded information When,
The pattern signal generated by the pattern signal generation unit is superimposed on the image signal, and the intensity change embedding information generated by the embedding strength change unit is separated from the position where the pattern signal is superimposed by the predetermined distance. An embedding means for embedding in a position;
An analog digital watermark embedding device comprising:
前記埋め込み情報を拡散する拡散手段を備え、
前記ビット伸張手段が、前記拡散手段で拡散された埋め込み情報の各ビットを伸張することを特徴とする請求項6に記載のアナログ電子透かし埋め込み装置。
A diffusion means for diffusing the embedded information;
7. The analog digital watermark embedding apparatus according to claim 6, wherein the bit expansion means expands each bit of the embedded information spread by the diffusion means.
アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、電子透かしとして埋め込み情報を埋め込むために、コンピュータを、
前記画像信号の画像レベルを検出する画像レベル検出手段、
前記画像信号において、予め定めたパターン信号を発生させるパターン信号発生手段、
このパターン信号発生手段で発生させたパターン信号から所定距離だけ離れた位置における前記画像レベルが小さいほど数が多くなるように予め設定した繰り返し数で、前記埋め込み情報の各ビットを繰り返すことで、前記埋め込み情報の各ビットを伸張した拡大埋め込み情報を生成するビット伸張手段、
前記画像レベルが大きいほど値が大きくなるように予め設定した乗算値で、前記拡大埋め込み情報を乗算し、前記拡大埋め込み情報の埋め込み強度を変更した強度変更埋め込み情報を生成する埋め込み強度変更手段、
前記パターン信号発生手段で発生されたパターン信号を前記画像信号に重畳するとともに、前記埋め込み強度変更手段で生成された強度変更埋め込み情報を、前記パターン信号が重畳された位置から前記所定距離だけ離れた位置に埋め込む埋め込み手段、
として機能させることを特徴とするアナログ電子透かし埋め込みプログラム。
In order to embed embedded information as a digital watermark in a field or frame image signal of an analog video signal,
Image level detecting means for detecting an image level of the image signal;
A pattern signal generating means for generating a predetermined pattern signal in the image signal;
By repeating each bit of the embedded information at a preset repetition number such that the number increases as the image level decreases at a position away from the pattern signal generated by the pattern signal generation means by a predetermined distance, Bit expansion means for generating expanded embedded information by expanding each bit of embedded information;
Wherein the multiplication value preset as higher image level greater value increases, the larger the embedded information by multiplying the previous Ki拡 embedding strength changing means for generating an intensity change embedded information has changed the embedding strength of the large embedded information ,
The pattern signal generated by the pattern signal generation unit is superimposed on the image signal, and the intensity change embedding information generated by the embedding strength change unit is separated from the position where the pattern signal is superimposed by the predetermined distance. Embedding means for embedding in position,
An analog digital watermark embedding program characterized by functioning as
アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、予め定めたパターン信号を重畳し、且つ、そのパターン信号から所定距離だけ離れた位置に、その位置の画像レベルに基づいて、伸張された埋め込み情報を電子透かしとして埋め込んだ電子透かし埋め込み画像から、前記埋め込み情報を検出するアナログ電子透かし検出装置であって、
前記電子透かし埋め込み画像の画像レベルを検出する画像レベル検出手段と、
前記画像信号から前記パターン信号を検出するパターン信号検出手段と、
このパターン信号検出手段で検出されたパターン信号から、前記所定距離だけ離れた位置において、伸張された埋め込み情報を検出する埋め込み情報検出手段と、
前記画像レベルが小さいほど数が多くなるように予め設定した数分のビット値を多数決判定して前記埋め込み情報のビット値を決定することで、前記埋め込み情報検出手段で検出された、伸張された埋め込み情報を圧縮して前記埋め込み情報を再生するビット圧縮手段と、
を備えていることを特徴とするアナログ電子透かし検出装置。
Embedding information that is superimposed on a predetermined pattern signal on the image signal for each field or frame of the analog video signal, and is expanded based on the image level at that position at a position away from the pattern signal by a predetermined distance Is an analog digital watermark detection apparatus that detects the embedded information from a digital watermark embedded image embedded as a digital watermark,
Image level detection means for detecting an image level of the digital watermark embedded image;
Pattern signal detection means for detecting the pattern signal from the image signal;
Embedded information detecting means for detecting expanded embedded information at a position separated by a predetermined distance from the pattern signal detected by the pattern signal detecting means;
By determining the bit value of the embedded information by voting a predetermined number of bit values so that the number increases as the image level decreases , the expanded value detected by the embedded information detecting means is expanded. a bit compression means for reproducing the embedded information by compressing the embedded information,
An analog digital watermark detection apparatus comprising:
アナログ映像信号のフィールド又はフレーム毎の画像信号に、予め定めたパターン信号を重畳し、且つ、そのパターン信号から所定距離だけ離れた位置に、その位置の画像レベルに基づいて、伸張された埋め込み情報を電子透かしとして埋め込んだ電子透かし埋め込み画像から、前記埋め込み情報を検出するために、コンピュータを、
前記電子透かし埋め込み画像の画像レベルを検出する画像レベル検出手段、
前記画像信号から前記パターン信号を検出するパターン信号検出手段、
このパターン信号検出手段で検出されたパターン信号から、前記所定距離だけ離れた位置において、伸張された埋め込み情報を検出する埋め込み情報検出手段、
前記画像レベルが小さいほど数が多くなるように予め設定した数分のビット値を多数決判定して前記埋め込み情報のビット値を決定することで、前記埋め込み情報検出手段で検出された、伸張された埋め込み情報を圧縮して前記埋め込み情報を再生するビット圧縮手段、
として機能させることを特徴とするアナログ電子透かし検出プログラム。
Embedding information that is superimposed on a predetermined pattern signal on the image signal for each field or frame of the analog video signal, and is expanded based on the image level at that position at a position away from the pattern signal by a predetermined distance In order to detect the embedded information from a digital watermark embedded image embedded as a digital watermark,
Image level detection means for detecting an image level of the digital watermark embedded image;
Pattern signal detection means for detecting the pattern signal from the image signal;
Embedded information detecting means for detecting expanded embedded information at a position separated by a predetermined distance from the pattern signal detected by the pattern signal detecting means;
By determining the bit value of the embedded information by voting a predetermined number of bit values so that the number increases as the image level decreases , the expanded value detected by the embedded information detecting means is expanded. bit compression means for reproducing the embedded information by compressing the embedded information,
An analog digital watermark detection program characterized by functioning as
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