JPH10224793A - 画像データエンコードシステム - Google Patents

画像データエンコードシステム

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JPH10224793A
JPH10224793A JP2781597A JP2781597A JPH10224793A JP H10224793 A JPH10224793 A JP H10224793A JP 2781597 A JP2781597 A JP 2781597A JP 2781597 A JP2781597 A JP 2781597A JP H10224793 A JPH10224793 A JP H10224793A
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electronic watermark
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子すかしデータを埋め込むエンコードシス
テムにおいて、埋め込んだ電子すかしデータを特定する
ことのできるエンコードシステムを提供する。 【解決手段】 原画像を離散コサイン変換する離散コサ
イン変換手段２と、離散コサイン変換手段で変換された
データに電子すかしデータを挿入する電子すかしデータ
埋め込み手段３と、電子すかしデータ埋め込み手段から
出力されたデータを量子化する量子化手段５と、量子化
手段によって量子化されたデータを符号化する符号化手
段６と、符号化されたデータを他の媒体へ転送する手段
７と、前記電子すかしデータ埋め込み手段で埋め込まれ
た電子すかしデータを他の媒体へ転送する手段８とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はデジタル画像の分野
に関し、特にデジタル画像に特殊な情報を持つ識別デー
タ（電子すかしデータ）を埋め込むシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、デジタル画像の違法な複製が問題
となっている。
【０００３】違法な複製を防止するために、デジタル画
像データを暗号化し、正当な暗号解読キーを持つ再生シ
ステムのみが、暗号化されたデジタル画像データを再生
できるシステムが考えられている。しかし、ひとたび暗
号を解読されてしまうと、以降の複製を防止することは
できない。
【０００４】そこで、デジタル画像の不正な使用、及び
複製を防止するために、デジタル画像そのものに特殊な
情報（以下この情報のことを電子すかしデータと呼ぶ）
を埋め込む方法が考えられている。
【０００５】このような、デジタル画像に対する電子す
かしデータとして、可視な電子すかしデータ、及び不可
視な電子すかしデータの２種類が考えられている。
【０００６】可視な電子すかしデータは、画像に対して
特殊な文字、あるいは記号等を合成して視覚的に感知で
きるようにしたものであり、画質の劣化を招くが、デジ
タル画像の使用者に対して、不正な流用の防止を視覚的
に訴える効果がある。
【０００７】可視な電子すかしデータの埋め込みの一例
が、特開平８−２４１４０３号公報に示されている。こ
の方法においては、元になる画像に対して可視な電子す
かしデータを合成する際、電子すかしデータの不透明な
部分に対応する画素の輝度のみを変化させ、色成分は変
化させないようにして電子すかしデータを原画像に合成
している。この際、画素の輝度成分の変化させるスケー
リング値は、色成分、乱数、電子すかしデータの画素の
値等によって決定されている。
【０００８】また、不可視な電子すかしデータは、画質
を劣化させないように配慮して、電子すかしデータを画
像に埋め込んだものであり、画質の劣化が視覚的には感
知できないことが特徴である。
【０００９】この電子すかしデータとして著作者の識別
が可能な特殊な情報を埋め込んでおけば、違法な複製が
行われた後でも、この電子すかしデータを検出すること
により著作者を特定することが可能である。また、複製
不可情報を埋め込んでおけば、例えば再生装置がその複
製不可情報を検出した際に、使用者に複製禁止データで
あることを通知したり、再生装置内の複製防止機構を動
作させて、ＶＴＲ等への複製を制限することが可能であ
る。
【００１０】不可視な電子すかしデータの、デジタル画
像への埋め込み方法の一つとしては、画素データの最下
位ビット等の画質への影響の少ない部分に電子すかしデ
ータとして特殊な情報を埋め込む方法がある。しかし、
この方法に対しては、画像から電子すかしデータを取り
除くことは容易である。例えば、低域通過フィルタを用
いれば画素のＬＳＢの情報は失われることになる。ま
た、画像圧縮処理はこのような画質に影響の少ない部分
の情報量を落とすことによりデータ量の削減をはかって
いるので、画像処理により電子すかしデータが失われる
ことになる。従って、電子すかしデータの再検出が困難
となるという問題があった。
【００１１】そこで、画像を周波数変換し、周波数スペ
クトラムに電子すかしデータを埋め込む方法が提案され
ている（日経エレクトロニクス １９９６．４．２２
（Ｎｏ．６６０）１３ページ）。この方法においては、
周波数成分に電子すかしデータを埋め込むので、圧縮処
理やフィルタリング等の画像処理に対しても電子すかし
データが失われることはない。また、電子すかしデータ
として正規分布に従う乱数を採用することで、電子すか
しデータ同士の干渉を防ぎ、画像全体に大きな影響を及
ぼすことなく電子すかしデータを破壊することを困難に
している。
【００１２】図６を参照すると、この方法における電子
すかしデータの埋め込み方法につき説明する。まず原画
像データを離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔ
ｅＣｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）手段
５２０を用いて周波数成分に変換する。そして、周波数
領域で高い値を示すデータをｎ個選び、ｆ（１），ｆ
（２），…，ｆ（ｎ）とし、電子すかしデータ５１０ｗ
（１），ｗ（２），…，ｗ（ｎ）を平均０、分散１であ
る正規分布より選び、電子すかしデータ埋め込む手段
で、Ｆ（ｉ）＝ｆ（ｉ）＋α｜ｆ（ｉ）｜＊ｗ（ｉ）を
各ｉについて計算する。ここでαはスケーリング要素で
ある。最後にｆ（ｉ）の代わりにＦ（ｉ）を置き換えた
周波数成分から電子すかしデータが埋め込まれた画像デ
ータを逆離散コサイン変換により得る。
【００１３】電子すかしデータの検出は以下の方法で行
う。この検出方法においては、元の画像、及び電子すか
しデータ候補ｗ（ｉ）（但しｉ＝１，２，…，ｎ）が既
知でなければならない。
【００１４】図７を参照すると、まず、電子すかしデー
タ入り画像を離散コサイン変換手段６２０を用いて周波
数成分Ｆ（１），Ｆ（２），…，Ｆ（ｎ）に変換し、ま
た原画像データを離散コサイン変換手段６１０で、周波
数成分ｆ（１），ｆ（２），…，ｆ（ｎ）に変換する。
ｆ（ｉ）及びＦ（ｉ）により、電子すかしデータＷ
（ｉ）をＷ（ｉ）＝（Ｆ（ｉ）−ｆ（ｉ））／ｆ（ｉ）
により計算して抽出する。次にｗ（ｉ）とＷ（ｉ）の統
計的類似度を内積計算手段６４０でベクトルの内積を利
用して、Ｃ＝Ｗ＊ｗ／（ＷＤ＊ｗＤ）により計算する。
ここで、Ｗ＝（Ｗ（１），Ｗ（２），…，Ｗ（ｎ））、
ｗ＝（ｗ（１），ｗ（２），…，ｗ（ｎ））、ＷＤ＝ベ
クトルＷの絶対値、ｗＤ＝ベクトルｗの絶対値である。
統計的類似度Ｃがある特定の値以上である場合には該当
電子すかしデータが埋め込まれていると判定する。
【００１５】上記の方法を用いて電子すかしデータを画
像に埋め込んでおけば、原画像データを所有している著
作者が、違法な複製と思われるデジタル画像データに対
して検出処理を行う場合に有効である。
【００１６】この方法を用いた画像データエンコードシ
ステムの従来例を図５に示す。原画像ストリームがスト
リーム入力手段１へと入力され、入力された原画像スト
リームは、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔ
ｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）手
段２で時間領域から周波数領域に直交変換される。電子
すかしデータ埋め込み手段３では、離散コサイン変換手
段２で周波数領域に変換されたデータに、電子すかしデ
ータテーブル４に格納されている電子すかしデータを挿
入する。電子すかしデータが挿入されたデータは量子化
手段５で量子化される。量子化されたデータは符号化手
段６において符号化され、他の媒体への転送手段７によ
って他の媒体及び端末へ転送される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のエンコ
ードシステムは、電子すかしデータの挿入されたＭＰＥ
Ｇストリームのみを出力するので、電子すかしデータそ
のものを直接知ることができない。したがって、挿入す
る電子すかしデータをあらかじめ定めておかないと作成
者にもどの電子すかしデータを使用したかがわからなく
なり、デコード時に電子すかしデータの検出に手間がか
かるという問題があった。たとえば、原画像データを格
納するＣＤ−ＲＯＭの販売ルート毎に電子すかしデータ
を変更しようとすると、この販売ルート毎に異なる電子
すかしデータをセットする必要が生じ、製造管理に手間
がかかることとなる。
【００１８】本発明の目的は、電子すかしデータを埋め
込むエンコードシステムにおいて、埋め込んだ電子すか
しデータを特定することのできるエンコードシステムを
提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の画像データエン
コードシステムは、原画像を離散コサイン変換する離散
コサイン変換手段と、離散コサイン変換手段で変換され
たデータに電子すかしデータを挿入する電子すかし埋め
込み手段と、電子すかし埋め込み手段から出力されたデ
ータを量子化する量子化手段と、量子化手段によって量
子化されたデータを符号化する符号化手段と、符号化さ
れたデータを他の媒体へ転送する手段を有し、前記電子
すかし埋め込み手段で埋め込まれた電子すかしデータを
他の媒体へ転送する手段を有する。
【００２０】電子すかしデータが挿入されたＭＰＥＧス
トリームとともに、挿入された電子すかしデータも出力
される。このため、挿入する電子すかしデータをあらか
じめ定めておく必要がない。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】図１を参照すると、本発明の一実施形態
は、原画像ストリームを入力するストリーム入力手段１
と、入力された原画像データを時間領域から周波数領域
へと変換を行う離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒ
ｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ）手段２と、離散コサイン変換手段２で周波数領域に
変換されたデータに電子すかしデータを挿入する電子す
かしデータ埋め込み手段３と、電子すかしデータ埋め込
み手段３で挿入する電子すかしデータが格納された電子
すかしデータテーブル４と、電子すかしデータ埋め込み
手段３から出力されたデータを量子化する量子化手段５
と、量子化手段５で量子化されたデータを符号化し、Ｍ
ＰＥＧデータを生成する符号化手段６と、符号化手段６
で作成されたＭＰＥＧストリームを他の媒体に転送する
手段７と、電子すかしデータ埋め込み手段３で挿入され
た電子すかしデータを他の媒体に転送する手段８とを有
する。
【００２３】なお、これら離散コサイン変換手段２、電
子すかしデータ埋め込み手段３、量子化手段５、符号化
手段６、他の媒体への転送手段７，８は、ＣＰＵと、こ
のＣＰＵに上述した動作を行わせるためのプログラムを
格納した記録媒体で構成することもできる。
【００２４】次に図１の動作について説明する。
【００２５】原画像ストリームがストリーム入力手段１
へ入力され、入力された原画像ストリームは離散コサイ
ン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔ
ｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）手段２で時間領域から周
波数領域に直交変換される。電子すかしデータ埋め込み
手段３では、離散コサイン変換手段２で周波数領域に変
換されたデータに電子すかしデータテーブル４の電子す
かしデータを挿入する。この電子すかしデータ埋め込み
手段の構成は、図６に示したとおりである。
【００２６】電子すかしデータ埋め込み手段３から出力
されたデータは量子化手段５で量子化され、量子化され
たデータは符号化手段６において符号化され、ＭＰＥＧ
ストリームとなる。生成されたＭＰＥＧストリームは他
の媒体への転送手段７により、媒体及び端末へ転送され
る。
【００２７】電子すかしデータ埋め込み手段３で挿入さ
れた電子すかしデータは、たとえば、他の媒体の製造番
号などとともに他の媒体への転送手段８により、媒体及
び端末へ転送される。
【００２８】ここで、他の媒体への転送手段７，８によ
りデータが転送される媒体は、両者が異なる媒体の場合
と、両者が同一の媒体の場合とがある。
【００２９】まず、両者の媒体が異なる場合につき説明
する。この場合には、ＭＰＥＧストリームが転送される
媒体には、電子すかしデータは転送されない。電子すか
しデータは、ＭＰＥＧストリームが転送される媒体とは
別の媒体に、転送手段７の転送先を示すデータとともに
転送される。
【００３０】後述するとおり、他の媒体への転送手段７
としては、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体への記録装置、有
線ネットワークへのアクセス手段、無線回線へのアクセ
ス手段等が使用できる。また、他の媒体への転送手段７
としても、記録媒体への記録装置、有線ネットワークへ
のアクセス手段、無線回線へのアクセス手段等を用いる
ことができる。
【００３１】例えば、転送手段７として、ＣＤ−ＲＯＭ
等の蓄積系記録媒体を用い、転送手段８として製造管理
データ等を蓄えておく媒体、例えば、磁気ディスク装置
を用いた場合には、ＣＤ−ＲＯＭ等の製造番号ととも
に、電子すかしデータがこの磁気ディスク装置に転送さ
れる。また、転送手段７として、ＣＤ−ＲＯＭ等の蓄積
系記録媒体を用い、転送手段８として製造管理データ等
を蓄えておくセンターへ有線ネットワークへのアクセス
手段、無線回線へのアクセス手段を用いる場合には、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ等の製造番号とともに、電子すかしデータが
有線ネットワークや無線回線を用いてセンターに転送さ
れる。
【００３２】また、ビデオオンデマンド方式のように、
ユーザの要求により、転送手段７が有線ネットワークや
無線回線を介してユーザにＭＰＥＧストリームを転送す
る場合には、製造管理データ等を蓄えておく磁気ディス
クに相手先アドレスとともに電子すかしデータを転送し
たり、あるいは、有線ネットワークや無線回線を介し
て、センターに相手先アドレスと電子すかしデータとを
転送する。このように、センター等に、ＣＤ−ＲＯＭ等
の製造番号と電子すかしデータとの対応表あるいは相手
先アドレスと電子すかしデータとの対応表を蓄積してお
けば、ユーザ所有のＭＰＥＧストリームが不正コピーか
否かを調査する者は、対応表により電子すかしデータを
容易に得ることができる。
【００３３】次に、転送手段７，８がデータを転送する
相手が同一の媒体である場合について説明する。この場
合には、ＭＰＥＧストリームとともに電子すかしデータ
もこの媒体に転送される。このように、電子すかしデー
タがＭＰＥＧストリームとともに、ユーザ所有の蓄積媒
体に記録されていれば、その蓄積媒体が不正コピーであ
るか否かを調査しようとする者は、その記録媒体から電
子すかしデータを得ることができるので、対応表をいち
いち参照する必要がないので、対応表を持ち歩く必要が
なく、不正コピーの調査をスムーズに行うことができ
る。このとき、ＭＰＥＧストリームとともに転送される
すかしデータは、暗号化されていることが好ましい。ま
た、ＭＰＥＧストリームと電子すかしデータがともに転
送される媒体が、ＣＤ−ＲＯＭのような蓄積系媒体の場
合には、ＭＰＥＧデータとしてはアクセスできない領域
に書き込まれることが、ＭＰＥＧデータの再生動作に何
の影響も与えないという意味で好ましい。
【００３４】次に本発明の第１の実施例について図面を
用いて詳細に説明する。
【００３５】図２を参照すると、原画像ストリームがス
トリーム入力処理器１０へ入力され、入力された原画像
ストリームは離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅ
ｔｅＣｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）器
２０で時間領域から周波数領域に直交変換される。電子
すかしデータ埋め込み器３０では、離散コサイン変換器
２０で周波数領域に変換されたデータに電子すかしデー
タテーブル４０の電子すかしデータを挿入する。
【００３６】電子すかしデータ埋め込み器３０から出力
されたデータは量子化器５０で量子化され、量子化され
たデータは符号化器６０において符号化され、ＭＰＥＧ
ストリームとなる。生成されたＭＰＥＧストリームは蓄
積系処理器７１により、光磁気ディスク等の蓄積メディ
アに蓄積される。
【００３７】電子すかしデータテーブル４０には複数の
電子すかしデータが格納されている。このうちの一つの
電子すかしデータが、電子すかしデータ埋め込み器３０
で挿入される。このとき挿入された電子すかしデータ
は、蓄積系処理器８１により、蓄積メディアに蓄積され
る。
【００３８】次に本発明の第２の実施例について図面を
用いて詳細に説明する。
【００３９】図３を参照すると、原画像ストリームがス
トリーム入力処理器１０へ入力され、入力された原画像
ストリームは離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅ
ｔｅＣｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）器
２０で時間領域から周波数領域に直交変換される。電子
すかしデータ埋め込み器３０では、離散コサイン変換器
２０で周波数領域に変換されたデータに電子すかしデー
タテーブル４０の電子すかしデータを挿入する。
【００４０】電子すかしデータ埋め込み器３０から出力
されたデータは量子化器５０で量子化され、量子化され
たデータは符号化器６０において符号化され、ＭＰＥＧ
ストリームとなる。生成されたＭＰＥＧストリームはネ
ットワーク系処理器７２により、ネットワーク系回線へ
転送される。
【００４１】電子すかしデータテーブル４０には複数の
電子すかしデータが格納されている。このうちの一つの
電子すかしデータが、電子すかしデータ埋め込み器３０
で挿入される。このとき挿入された電子すかしデータ
は、ネットワーク系処理器８２により、ネットワーク系
回線へ転送される。
【００４２】次に本発明の第３の実施例について図面を
用いて詳細に説明する。
【００４３】図４を参照すると、原画像ストリームがス
トリーム入力処理器１０へ入力され、入力された原画像
ストリームは離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅ
ｔｅＣｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）器
２０で時間領域から周波数領域に直交変換される。電子
すかしデータ埋め込み器３０では、離散コサイン変換器
２０で周波数領域に変換されたデータに電子すかしデー
タテーブル４０の電子すかしデータを挿入する。
【００４４】電子すかしデータ埋め込み器３０から出力
されたデータは量子化器５０で量子化され、量子化され
たデータは符号化器６０において符号化され、ＭＰＥＧ
ストリームとなる。生成されたＭＰＥＧストリームは無
線メディア系処理器７３により、無線系回線へ転送され
る。
【００４５】電子すかしデータテーブル４０には複数の
電子すかしデータが格納されている。このうちの一つの
電子すかしデータが、電子すかしデータ埋め込み器３０
で挿入される。このとき挿入された電子すかしデータ
は、無線メディア系処理器８３により、無線系回線へ転
送される。
【００４６】
【発明の効果】電子すかしデータが挿入されたＭＰＥＧ
ストリームとともに、挿入された電子すかしデータも出
力されるので、挿入する電子すかしデータの管理が簡単
になるという効果がある。
【００４７】また、あらかじめ複数の電子すかしデータ
を用意しておき、それらの中から画像に応じて、ある電
子すかしデータを挿入するといったことにも簡単に対応
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例を示すブロック図であ
る。
【図３】本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
る。
【図４】本発明の第３の実施例を示すブロック図であ
る。
【図５】従来技術を説明するための図である。
【図６】電子すかしデータの埋め込み方法を説明するた
めの図である。
【図７】電子すかしデータの検出方法を説明するための
図である。
【符号の説明】
１ ストリーム入力手段 ２ 離散コサイン変換手段 ３ 電子すかしデータ埋め込み手段 ４ 電子すかしデータテーブル ５ 量子化手段 ６ 符号化手段 ７ 他の媒体への転送手段 ８ 他の媒体への転送手段 １０ ストリーム入力処理器 ２０ 離散コサイン変換器 ３０ 電子すかしデータ埋め込み器 ４０ 電子すかしデータテーブル ５０ 量子化器 ６０ 符号化器 ７１ 蓄積系処理器 ７２ ネットワーク系処理器 ７３ 無線メディア系処理器 ８１ 蓄積系処理器 ８２ ネットワーク系処理器 ８３ 無線メディア系処理器 ５１０ 電子すかしデータ ５２０ 離散コサイン変換手段 ５３０ 電子すかしデータ埋め込み手段 ５３１ 定数 ５３２ 乗算器 ５３３ 乗算器 ５３４ 加算器 ６１０ 離散コサイン変換手段 ６２０ 離散コサイン変換手段 ６３０ 電子すかしデータ抽出手段 ６３１ 減算器 ６３２ 除算器 ６４０ 内積計算手段 ６５０ 電子すかしデータ ６６０ 統計的類似度判定手段

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 デジタル画像に識別データ（電子すかし
    データ）を挿入するエンコードシステムであり、原画像
    を離散コサイン変換する離散コサイン変換手段と、離散
    コサイン変換手段で変換されたデータに電子すかしデー
    タを挿入する電子すかし埋め込み手段と、電子すかし埋
    め込み手段から出力されたデータを量子化する量子化手
    段と、量子化手段によって量子化されたデータを符号化
    する符号化手段と、符号化されたデータを第１の媒体へ
    転送する第１の転送手段と、前記電子すかし埋め込み手
    段で埋め込まれた電子すかしデータを第２の媒体へ転送
    する第２の転送手段を有することを特徴とする画像デー
    タエンコードシステム。
  2. 【請求項２】 前記第２の転送手段が、蓄積系メディア
    に書き込む装置で構成された請求項１記載の画像データ
    エンコードシステム。
  3. 【請求項３】 前記第２の転送手段が、ネットワーク系
    メディアに送信する装置で構成された請求項１記載の画
    像データエンコードシステム。
  4. 【請求項４】 前記第２の転送手段が、無線系メディア
    に送信する装置で構成された請求項１記載の画像データ
    エンコードシステム。
  5. 【請求項５】 前記第１の転送手段により前記符号化さ
    れたデータが転送されてくる媒体と、前記第２の転送手
    段により前記電子すかしデータが転送されてくる媒体と
    は同一媒体であることを特徴とする請求項１から４に記
    載の画像データエンコードシステム。
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