KR19990029485A

KR19990029485A - 은화 데이타 매립 방법 및 장치

Info

Publication number: KR19990029485A
Application number: KR1019980036253A
Authority: KR
Inventors: 이사오 에찌젠; 히로시 요시우라; 마사후미 나까무라; 다까오 아라이; 도시후미 다께우찌
Original assignee: 가나이 쓰도무; 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1998-09-03
Publication date: 1999-04-26
Also published as: EP0901102A2; EP0901102B1; US6728408B1; DE69827723D1; DE69827723T2; KR100282752B1; JPH11146363A; EP0901102A3; JP3902863B2

Abstract

본 발명은 전자 은화(Digital watermark)를 다양한 콘텐츠(contents)에 적용 가능하게 하는 데이타 매립 방법 및 장치와 데이타 재생 방법 및 장치를 제공한다.

각 화소, 또는 화소 사이의 상대 관계로의 정보 매립, 검출을 하는 대신, 은화 대상 정보가 상기 콘텐츠의 변경된 화소의 위치 패턴으로서의 매립, 검출을 행한다. 변경한 화소를 화소의 값을 변경한, 예를 들어 휘도의 합을 특정값으로 한 것으로서 표시된다. 이로써, 콘텐츠에 대한 보다 작은 화소의 변경으로 종래의 기술과 동등한 신뢰성을 갖게 할 수 있다.

Description

은화 데이타 매립 방법 및 장치

본 발명은 데이타에 저작권 등의 정보를 매립하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 화상에 정보를 매립하는 전자 은화(DIgital watermark)에 관한 것이다.

전자 은화는 다양한 콘텐츠에 적용되고 있지만, 특히 여기서는 화상을 예로 들어 설명한다. 화상에서의 전자 은화는 화소의 값, 예를 들어 휘도 성분이나 주파수 성분에 변경을 가함으로써 정보를 부가하여 한조의 화상이 0 또는 1이라는 특정한 정보를 표시하도록 하고 있다. 종래의 기술로 말하면, 예를 들어 淸水他 : 픽셀 블록에 의한 정지 화상 데이타 하이딩(data hiding), In proc. of IPSJ 53rd annual conference, 1996에 있어서는 화소의 값을 미소하게 변경하는 것으로, 2개의 화소값의 대소 관계에서 0, 1을 표시하고 있다. 그러나, 전자 은화를 매립할 때의 조건으로서 이하의 2가지가 요구된다.

1) 은화로서의 정보를 부가한 화상이 원화상과 거의 바뀌지 않을 것(은화를 볼 수 없을 것).

2) JPEG 압축(Digital Compression and Coding of Continuous-Tone Still Image ISO/IEC/0918-1) 등의 화상 변환에 대해 부가한 정보가 소실되지 않을 것.

상기 기술의 경우, JPEG 압축에 대한 각 비트의 에러율은 0.1∼0.2이다. 그래서, 이 방식으로 검출 에러율을 10의 -8승까지 작게 하려면, 은화를 매립하는 비트에 10배 이상의 용장도를 갖게 하지 않으면 않되어, 다수의 화소값의 변경이 필요하다. 이와 같이, 에러율의 감소를 도모하려면 다수의 화소나 주파수의 변경이 필요하여, 은화 데이타 검출의 신뢰성과 콘텐츠 품질의 양립은 곤란했다.

특히, 동화상 데이타일 경우, 데이타량이 팽대하기 때문에 MPEG 등의 화상 압축 처리가 필요하게 되고, MPEG 압축된 상태, 즉 MPEG 스트림으로부터의 은화 데이타의 검출이 불가결하다. 한편, 기본 기능으로서, 화상 상태에서 은화 데이타의 검출도 필요하다. 화상 상태로부터의 검출만을 고려한다면, 검출 장치에 MPEG 디코더를 실장하지 않으면 않되어, 장치의 비용이 높아질 뿐만 아니라 처리 시간도 증대해 버린다.

본 발명의 목적은 매립 데이타 검출의 신뢰성을 높이면서도 전자 은화를 매립을 위한 화소의 변경수를 최소한으로 억제할 수 있는 전자 은화 매립/검출 기술을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 화소의 변경 방법도 콘텐츠의 품질을 가능한 한 열화시키지 않는 은화 매립 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 검출 장치의 비용 삭감을 위해 화상 상태 뿐만 아니라 압축 상태에서도 매립 대상 데이타를 검출할 수 있는 전자 은화 검출 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서는, 상기의 목적에 대해, 이하에 서술하는 4개의 해결법을 제공한다.

본 발명의 제1 태양으로서, 변경된 화소의 위치 패턴으로서 부가 대상 데이타를 매립하고, 이것을 검출하는 제1 방법을 제공한다. 이로써, 보다 적은 화소의 변경으로 종래의 기술과 동등한 신뢰성을 갖게 할 수 있다.

제2 태양으로서는, 부분 화소의 총합(또는 평균치)을 특정한 값으로 변경함으로써 매립 대상 데이타의 매립과 검출을 행하는 제2 방법을 제공한다. 이로써, 부분 화소 내부에서 변경량의 최적화가 가능하게 되어, 종래의 기술에 비해 콘텐츠의 열화를 막을 수 있게 된다.

제3 태양으로서, 제1 및 제2 정보 매립 방법으로 이루어지는 데이타 매립 장치를 제공한다.

제4 태양으로서, 제1 및 제2 정보 검출 방법으로 이루어지는 데이타 검출 장치를 제공한다.

제5 태양으로서 제1 및 제2 태양의 조합, 즉 화상을 k×l 화소의 블록으로 분할하여, 그 블록의 화소값의 합 또는 평균값을 특정한 조건을 만족하는 값으로 변경하는 방법을 제공한다.

제6 태양으로서, 제5 태양에 있어서 정보를 매립하는 블록의 단위로서 JPEG나 MPEG 등의 압축 처리의 단위로 되는 블록(예를 들어, 8×8 화소)을 이용하는 방법을 제공한다. 상기의 방법에 의해, 화상 상태와 압축 상태에서의 매립 데이타 사이에 1대 1의 관계가 성립하여, 화상 상태와 압축 상태의 양자로부터 데이타 검출이 가능하게 된다.

본 발명의 다른 목적, 형태 및 이점은 다음의 첨부 도면들을 참조하여 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 화상에서의 데이타 매립 방법의 일 실시예를 도시하는 도면.

도 2는 화소값 변경 수단의 일 실시예를 나타내는 플로우차트.

도 3은 데이타 매립 장치의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 4a는 데이타 재생 방법의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 4b는 데이타 재생 장치의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 5a∼c는 은화(隱畵) 매립과 검출을 소프트웨어로 실시하는 예를 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명을 기록 매체에 기록하는 화상 데이타에 적용한 일 실시예를 나타내는 도면.

도 7은 화상에서의 데이타 매립 방법의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 8은 화상에서의 데이타 매립 방법의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 9는 화상에서의 데이타 매립 방법의 일 실시예를 나타내는 플로우차트.

도 10은 화상에서의 데이타 검출 방법의 일 실시예를 나타내는 플로우차트.

도 11은 화상에서의 데이타 매립 방법의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 12는 화상에서의 데이타 매립 방법의 일 실시예를 나타내는 대응표.

도 13은 화상에서의 데이타 매립 방법의 일 실시예를 나타내는 플로우차트.

도 14는 화상에서의 데이타 검출 방법의 일 실시예를 나타내는 플로우차트.

도 15는 화상에서의 데이타 매립 방법의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 16은 화상에서의 데이타 매립 방법의 일 실시예를 나타내는 도면.

도 17은 화상에서의 데이타 매립 방법의 일 실시예를 나타내는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : m×n 화상

2 : k×l 부분 2차원 화상 블록

3 : 변경된 부분 2차원 화상 블록

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 이용해 설명한다.

먼저, 본 발명의 제1 태양의 실시예를 도 1을 이용해 설명한다.

(제1 실시예)

도 1은 화상에서의 데이타 매립 방법을 모식적으로 나타낸다. 도 1에 있어서, 각 블록(2)은 m×n 화소의 화상(1)을 k×l 화소의 부분 2차원 화상의 블록으로 분할한 것으로, 사선 부분의 블록(3)은 화소값 변경 수단에 의해 휘도, 색차, R, G, B와 같은 화상 정보를 나타내는 화소값을 특정한 값으로 되도록 변경한 블록을 나타낸 것이다(여기서, m, n, k 및 l은 양(+)의 정수). 여기서, 매립 정보는 각 블록으로 표시되어 있는 것이 아니라, 블록 간격(d)으로 표시하도록 한다. 본 실시예에서는, 화소값을 변경하는 부분 2차원 화상을, 예를 들어 저작권에 관한 데이타 값(x)에 대응하는 간격(d)을 두고 배치하여, 데이타(x)를 화상에 매립한다. 은화 매립시는 데이타(x)를 블록 간격(d)으로 변환하고, 그 간격으로 화소값을 변경하는 것으로 정보를 매립한다. 은화 검출시는 화상으로부터 변경된 블록의 패턴을 검출함으로써 블록 간격을 판독하고, 그 간격을 데이타로 변환하는 것으로 정보를 검출한다. 본 실시예에서는, 데이타(x)에 대응한 블록 간격(d)을, 각 블록 사이에 걸쳐 모두 동일하게 하고 있지만, 데이타(x)에 대응하여 (d1, d2, d3) 등에서 3블록 사이에 걸쳐 간격을 바꾸고, 이것을 주기 마다 반복하는 등 블록 간격이 한결같지 않도록 화소값을 변경하는 블록을 선택해도 마찬가지이다.

(제2 실시예)

다음에, 본 발명의 제2 태양의 실시예인 화소값 변경 방법에 대해 설명한다. 먼저, 은화 매립시에 있어서, 도 1의 화소값을 변경하는 부분 2차원 화상의 각 화소값의 총합이 그 총합 근방의 특정값이 되도록 각 화소값을 변경한다. 예를 들어, 부분 화상 내의 각 화소의 휘도값의 총합이 어느 값의 배수가 되도록 변경한다.

다음에, 상기 제2 실시예에 대해서 도 2를 이용해 설명한다.

도 2는 화소값 변경 수단을 플로우차트로 나타낸다. 일례로서, 부분 2차원 화상의 크기를 8화소×8화소로 하고, 부분 2차원 화상의 화소값의 총합이 512의 배수로 되도록 각 화소값을 가산하는 것으로 한다. 즉, 화소값의 합특정값인 경우를 생각한다. 또한, 각 블록 내의 화소는 1에서 64의 화소 번호로 표시되어 있도록 한다.

최초에, 단계 201에서 화소 번호 I=1로 설정한다. 단계 202는 화소 번호 I의 화소값을 1 가산한다.

단계 203은 일반적으로 8×8 화소의 부분 2차원 화상(블록)의 화소값의 합을 화소 I의 변경에 따라 1 가산 또는 감산한다. 단계 204는 변경된 부분 2차원 화상의 화소값의 합이 특정값인 512의 배수와 일치하는지를 판정하여, 일치하는 것이면 종료하고, 그렇지 않으면 단계 205로 진행하도록 지시한다. 단계 205는 부분 2차원 화상의 각 화소에 대해 변경이 완료했는지를 판정하여, 완료되었으면 종료하고, 그렇지 않으면 단계 206에서 화소 번호 I의 인크리먼트를 행하여, 다음 화소에 대해 화소값의 변경을 행한다.

상기와 같이, 각 화소의 값을 단순하게 변경하면 은화 정보가 제3자에게 인식될 우려가 있을 경우, 1997년 9월 3일 출원의 본 출원인들의 일본 특허 출원 제9-238031과 같이 화소마다 휘도, 색차, R, G, B 등의 화상 정보를 표시하는 화소값의 변경량을 조절하는 방법으로 대응할 수 있다.

검출시에 있어서는 모든 부분 2차원 블록의 각 화소값의 총합을 구하고, 그것이 특정값 혹은 특정값 근방의 값인 것을 검출함으로써, 화소값을 변경한 블록을 검출한다. 그 경우, 화소값의 변경은 행하지 않고, 원래의 총합이 특정값 근방에 있는 블록도 검출되지만, 공지의 패턴 일치를 이용해 패턴의 검출 및 다수결 등의 처리를 행함으로써 정밀도를 높인 검출을 행할 수 있다. 또한, 특정값을 화상의 위치에 의존하게 하여 각 부분 2차원 블록에 고유의 특정값을 이용함으로써, 제3자에 의한 특정값의 추정을 곤란하게 한다.

다음에, 본 발명에서 제안하는 과제를 해결하기 위한 제3 태양의 실시예를 도 3을 이용해 설명한다. 도 3은 일 실시예와 제2 실시예에 의한 정보 매립 방법으로 이루어지는 데이타 매립 장치를 모식도로 나타낸다. 도 3에 있어서, 먼저 매립 대상 데이타(x)를 일 실시예에 의한 수단에 의해 부분 2차원 화상 간격(d)으로 변환하여 블록 간격을 결정하고, 화소값을 변경하는 블록을 결정한다. 다음에, 매립하고 싶은 화상에 최초에 얻은 변경 블록의 위치 정보를 공급하고, 제2 실시예에 의한 수단에 의해 블록의 화소값을 변경하여, 데이타(x)를 그 화상에 매립한다.

(제4 실시예)

다음에, 본 발명의 제4 태양의 실시예를 도 4a를 이용해 설명한다. 도 4a는 본 발명에 따른 정보 검출 방법으로 이루어지는 데이타 검출 장치를 모식도로 나타낸다. 도 4a에 있어서, 데이타(x)가 중첩된 화상의 부분 2차원 화소에 대해서 화소값을 변경한 블록의 검출 수단, 즉 블록의 화소값의 총합에 의해 특정값의 블록을 검출하는 수단에 의해 변경된 블록을 검출한다. 다음에, 패턴 검출 수단에 의해 변경된 블록의 간격으로부터 데이타(x)로 변환을 행함으로써 매립 화상에서 데이타(x)를 재생할 수 있다.

도 4b는 도 4a의 변형예를 나타낸다. 참조 부호 23은 패턴 검출 수단 21의 위치 정보를 기억하기 위한 기억 수단으로, 도 4a와 동일 번호의 구성 요소는 동일 구성 요소를 나타낸다. 본 실시예에 있어서는, 변경 블록 검출 수단 20으로 검출한 위치 정보를 한번, 기억 수단 23에 기억한 후 패턴 검출 수단 21에 의해 패턴 검출을 행하고, 그로써 데이타 x를 재생할 수 있다.

도 5a∼5c는 본 발명에 의한 은화 매립과 검출을 소프트웨어로 실시하는 방법을 계산기상에서 행하는 예를 나타낸다. 계산기 내부의 기능 구성도를 도 5a에 도시한다.

은화 매립시에는, 입출력 장치 501에서 화상과 매립 정보를 입력하고, 기억 장치 503에 기억한다. 다음에, 연산 장치 502에서 은화 매립 처리를 행하여 입출력 501으로 은화 화상을 출력한다.

은화 검출시에는 입출력 장치 501에서 은화 화상을 입력하고, 기억 장치 503에 기억한다. 다음에, 연산 장치 502에서 은화 검출 처리를 행하고 입출력 501으로 은화 정보를 출력한다.

도 5b는 은화 매립시의 기능 구성도이다. 참조 부호 511, 512, 513은 처리로서, 계산기의 CPU로 실현된다. 참조 부호 514∼516은 데이타이고, 계산기의 메모리에 의해 기억된다. 입출력 511은 화상 데이타 514와 매립 정보(데이타 x ; 515를 입력하고, 메모리(기억 장치 503)에 저장한다. 은화 매립 처리 513에서는 매립 정보를 은화 정보로 변환하고, 화상 데이타 514에 은화를 매립하며, 은화 화상 516을 메모리에 저장한다. 메모리에 저장된 은화 화상 516은 입출력 501에 의해 출력된다.

도 5c는 은화 검출시의 기능 구성도이다. 참조 부호 521은 은화 검출 처리로서, 계산기의 CPU로 실현된다. 즉, CPU에 의한 검출 프로그램의 실행에 의해 처리가 행해지는 입출력 511은 은화 화상 516을 입력하고, 메모리 503에 저장한다. 은화 검출 521에서는 은화 화상 516에서 은화 정보를 검출하고, 매립 정보(데이타 x ; 515)로 변환 후 메모리에 저장한다. 메모리에 저장된 매립 정보 515는 입출력 501에 의해 출력된다.

(제5 실시예)

도 6은 본 발명을 기록 매체에 기록하는 데이타에 적용한 예를 흐름도로 표시한 것이다. 참조 부호 32는 본 발명의 데이타 매립 수단이고, 참조 부호 33는 화상 압축 수단이며, 참조 부호 34는 매체 고유의 포맷 수단이며, 참조 부호 35는 기록 매체를 나타낸다. 2차원 화상 30에, 본 발명의 데이타 매립 방법을 이용해 전자 은화 데이타 31을 매립하고, 화상 압축 수단 33으로 화상 압축하며, 포맷 수단으로 매체 고유의 포맷으로 포맷하여 기록 매체 35에 2차원 화상을 기록한다. 그로써, 전자 은화 등의 데이타를 매립한 2차원 화상을 기록한 광 디스크와 같은 미디어를 작성할 수 있다.

(제6 실시예)

다음에, 본 발명의 제6 실시예를 설명한다. 이는 화상 상태와 그 압축 상태의 양자에서 은화 데이타의 검출을 가능하게 하는 방법이다.

도 7은 화상 압축 처리에 적당한 화상에서의 데이타 매립 방법의 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 있어서, 참조 부호 71은 8×8 화소의 부분 2차원 화상(블록)이다. 참조 부호 71과 같이 화소값 변경 수단의 대상으로 되는 부분 2차원 화상의 크기를 JPEG, MPEG 등의 화상 압축 처리의 화상 처리 단위인 8×8 화소로 하는 것으로 화상 압축 처리에 대해 부가한 정보가 소실하기 어렵게 된다. 또한, (8×8 화소의 화소값의 합)=(MPEG 압축 상태, 즉 MPEG 스트림의 I프레임상의 DC 성분의 값)이다. 따라서, 부분 2차원 화상의 화소값의 합을 특정값으로 하도록 매립 정보를 부가하면, MPEG 스트림상에서 I프레임상의 DC 성분의 값이 상술한 바와 같은 특정값인지의 여부를 판정하여 특정값을 만족하는 블록 간격을 추출함으로써 매립 정보를 추출할 수 있다.

상기 방법의 실시예에 의하면, 화상과 압축 스트림의 양쪽에서 부가한 정보가 추출 가능하고, 특히 압축 스트림으로부터의 검출만을 고려하면 MPEG 디코더를 검출 장치에 실장할 필요가 없게 되어 비용의 저감으로 이어지는 것 등을 들 수 있다.

(실시예7)

다음에, 본 발명에서의 제7 실시예를 설명한다.

도 8은 화상에서의 본 매립 포맷을 모식적으로 나타낸다.

도 8에 있어서, 각 블록 82는 720×480 화소의 화상 81을 8×8 화소의 부분 ,2차원 화상의 블록으로 분할한 것이다. 참조 부호 83은 각 블록이 64개 모인 매크로 블록을 나타내고 있다.(매크로 블록은 84개)

도시되어 있는 바와 같이 x번째(1∼x∼84)의 매크로 블록 내의 y번째(1∼y∼64)의 블록을 Bxy로 표시한다. 여기서, 화소값을 변경하는 블록 패턴 내의 블록은 일정한 블록 간격(여기서는, d=64)을 갖고, 매립 정보는 화소값을 변경한 블록의 시프트량(m ; 0∼m∼63)으로 표시한다. 즉, 블록 패턴(B11, B21, …, B84 1), (B12, B22, …, B84 2), …, (B1 m+1, B2 m+1, …, B84 m+1), …, (B1 64, B2 64, …, B84 64)의 64와 같이(6비트)의 은화 정보를 매립할 수 있다.

도면에서는 사선부의 블록 84가 도시되는 바와 같이 블록 패턴(B11, B21, …, B84 1)을 매립하고 있는 모식도이다.

도 9는 상기 매립 방법을 플로우차트로 나타낸다.

단계 901에서는 6비트 데이타 X에서 블록 패턴의 시프트량(m)을 산출한다. 단계 902 이후는, 블록 패턴(B11, B21, …, B84 1)을 m 블록 시프트한 블록 패턴(B1 m+1, B2 m+1, …, B84 m+1)을 은화 정보를 매립하는 조작이다.

단계 902는 은화 매립된 매크로 블록의 번호(n)를 1로 설정한다.

단계 903은 블록 패턴 내의 모든 매크로 블록(84개)으로 은화 매립이 완료했는가 판정한다. 완료하였다면 종료하고, 그렇지 않으면 단계 904로 진행한다.

단계 904에서는, n번째의 매크로 블록 내의 m+1번째의 블록을 지정하고, 단계 905에서 대상이 되는 블록에 대해 화소값을 변경하여 은화 매립으로 한다.

단계 906은 은화를 매립한 블록의 갯수(n)를 1 가산하는 인크리먼트 처리이다.

도 10은 상기 검출 방법의 플로우차트를 나타낸다.

최초에 단계 1002에서 블록 패턴의 시프트량(m)을 0으로 설정한다.

단계 1003에서는 64가지 모든 블록 패턴에서 시스템에 일시적으로 유지되는 검출수(D)를 구했는가를 판정하고, 모든 블록 패턴에서 D를 구하였다면 단계 1012로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 1004로 진행한다. 여기서, 검출수(D)란 특정한 규칙을 만족하는 블록 갯수를 말한다. 예를 들어 휘도값의 총합이 512의 배수인 블록의 갯수를 말한다.

단계 1004에서는, 매크로 블록의 번호 n을 1로, 검출수 D를 0으로 설정한다.

단계 1005에서는, 시프트량 m의 모든 매크로 블록에 있어서 검출이 완료했는지를 판정하여, 완료이면 단계 1010에서 시프트량 m에서 검출수 Dm으로 하여 D를기억한 후, 단계 1011에서 시프트량 m의 인크리먼트를 행하여 다른 m에서의 검출 조작이로 이동한다. 모든 매크로 블록에서 검출이 완료하지 않으면 단계 1006으로 진행하고, 시프트량 m에서의 n번째의 매크로 블록 내의 블록 Bn m+1를 지정한다.

단계 1007에서는 해당 블록의 휘도값에서 은화 정보의 검출 판정을 행하고, 은화가 검출되면 단계 1008에서 검출수 D의 값을 인크리먼트한 후, 단계 1009에서 다음 매크로 블록 내의 해당 블록을 지정하기 위해 매크로 블록 번호 n의 인크리먼트를 행한다. 은화를 검출할 수 없다면 단계 1009로 진행해 매크로 블록의 번호만을 인크리먼트한다.

모든 시프트량(m)에서 검출수(Dm)를 구한 후, 즉 단계 1003에서 m=63이라고 판정된 후, 단계 1012에서 은화 삽입시의 시프트량 m을 구하기 위해 각 시프트량 m에서의 검출수 Dm 중에서 임계치를 초과한 Dm을 산출하고, 그 m을 삽입시의 시프트량 m으로 하며, 단계 1013에서 시프트량 m보다 데이타 X의 변환을 행하여, 은화 정보를 추출한다.

(제8 실시예)

다음에, 본 발명의 제8 실시예를 설명한다.

도 11은 화상에서의 본 매립 포맷을 모식적으로 나타낸다. 사선부의 블록(111)이 블록 패턴의 하나를 나타내고 있다.

도 8의 예와의 차이는, 화소값을 변경하는 블록 패턴 내의 블록 간격이 일정하지 않고 랜덤화되어 있는 것이다. 도 8과 같이, 블록 간격이 같은 간격이면, 화상의 종류에 따라서는 은화 정보를 오검출하거나, 부정한 사람에 의한 은화 정보의 제거가 용이하게 될 우려가 있기 때문이다.

각 블록 패턴 내의 블록은 도 12에 도시된 정보와 패턴 블록의 대응표에서, 각 매크로 블록 내에서 랜덤하게 할당되어 있어, 6비트 정보를 부가할 수 있다. 여기서, 도 11에서 표시되어 있는 블록 패턴은 도 12의 블록 패턴(1)이 대응한다.

도 13은 제8 실시예의 상기 매립 방법의 플로우차트를 나타낸다.

단계 1301은 데이타 X를 도 12의 대응표에서 블록 패턴으로 변환한다. 단계 1302는 n번째 매크로 블록 내의 블록 Bn An(An은 0에서 64까지의 난수열)에 랜덤하게 은화를 매립한다. 다른 단계는 도 9에서 서술한 단계의 처리에 대응한다.

도 14는 상기 데이타 X의 검출 방법을 플로우차트로 나타낸다.

단계 1401에서 도 12에서 나타낸 블록 패턴 번호(p)를 1로 설정한다.

단계 1402에서, 64개의 모든 블록 패턴을 이용해 검출이 완료했는가 판정하여, 완료했다면 단계 1406으로 진행하고, 완료하지 않으면 단계 1004로 진행해 카운트 n과 검출수 D의 초기화를 행한다.

단계 1005의 판정 처리에서 하나의 블록 패턴에 있어서 84개의 모든 매크로 블록에서 검출이 완료되었다면, 단계 1404에서 블록 패턴(p)에서의 검출수(Dp)로서 검출수(D)를 기억하고 단계 1405에서 블록 패턴(p)의 인크리먼트를 행한다. 단계 1005에서 검출이 완료하고 있지 않으면, 단계 1403에서 n번째의 매크로 블록 내의 An번째의 블록(BnAn)을 지정하고, 단계 1007에서 은화 검출을 행한다.

단계 1402의 판정 처리에서 모든 블록 패턴을 이용해 검출이 완료하면, 단계 1406에서 각 Dp 중에서 임계치를 넘은 블록 패턴의 검출수(Dp)를 산출하고, 그 p를 삽입시의 블록 패턴(p)으로 하며, 단계 1407에서 도 12의 대응표에서 블록 패턴(p)에서 데이타 X의 변환을 행하여, 은화 정보를 추출한다.

(제9 실시예)

다음에, 본 발명의 제9 실시예를 설명한다.

제7 실시예와 제8 실시예에서는 블록 간격이 64비트의 조합을 생각하고, 패턴 사이의 중복을 고려하여 은화 정보로서 6비트의 정보를 부가할 수 있었다. 본 실시예에서는 블록 패턴 내의 블록의 중복을 허용하는 것으로 블록 패턴의 블록수를 84개로 유지하면서 6비트 이상의 정보를 매립할 수 있는 것을 목적으로 한다.

도 15는 제9 실시예에 의한 매립 방법으로 화상에 7비트의 은화 정보를 부가한 블록 패턴을 모식적으로 나타낸다. 블록 패턴은 전부 128개 있고, 도 15에서는 각 블록 패턴의 은화 정보 부가 블록의 배치를 사선부에서 도시한 것이 매크로 블록마다 나타나 있다. 블록의 패턴 1에서 64의 매립 방법은, 제7 실시예에 따른다. 즉, 블록 패턴 1부터 차례로 64까지

(B11, B21, ..., B84 1), (B12, B22, ..., B84 2), ..., (B1 64, B2 64, ..., B84 64)

로 표시된다. 블록 패턴 65에서 128까지는 도 15에 도시하는 바와 같이 이하의 규칙에 따른다.

블록 패턴(p ; 65∼p∼128)은 다음과 같이 표시된다.

(B1(p-1)mod64+1, B2(p-1)mod64+2, Bn(p-1)mod64+n, …, B84(p-1)mod64+84)

단, A mod B는 A를 B로 나눈 나머지를 나타내고, B의 2번째 첨자는 64를 넘으면 1로 되돌아가는 것으로 한다.

즉, 예시하면 B80 65=B80 1, B80 66=B80 2

상기와 같이 블록 패턴을 설정하면, 블록 패턴의 각 매크로 블록 내의 매립 위치는, 반드시 다른 블록 패턴의 같은 매크로 블록 내의 매립 위치와 일치하지만, 임의 블록 패턴끼리의 매립 위치의 일치 갯수는 2개이다. 예를 들어, 도면에 있어서 블록 패턴(65)의 매크로 블록(2)의 은화 매립 위치는 B2 2이지만, 이것은 블록 패턴(2)의 매크로 블록(2)의 매립 위치와 같다. 그러나, 패턴 전체에서 보면, 블록 패턴(65)과 2의 은화 위치가 일치하는 갯수는 2개, 즉 블록 패턴(2)과 블록 패턴(65)의 은화 위치가 일치하고, 다른 블록 패턴에 대해서도 마찬가지이다. 이와 같이 블록 패턴의 일부를 다른 블록 패턴과 중복함으로써 많은 정보를 부가하는 것이 가능하다. 또한, 제8 실시예를 이용해, 본 매립 방법으로 랜덤한 요소를 취득하는 것도 가능하다.

본 매립 방법의 플로우차트와 검출 방법의 플로우차트는 An을 본 방식에 맞춰 설정하면, 도 13과 도 14에 일치하기 때문에 설명을 생략한다.

(제10 실시예)

다음에, 본 발명의 제10 실시예를 도 16, 17을 이용해 설명한다.

본 실시예에서는 제9 실시예를 발전시켜 8비트 이상의 은화 정보를 부가하는 것을 목적으로 한다.

도 16, 도 17은 본 매립 방법에 따라서 화상에서 8비트의 은화 정보를 부가한 블록 패턴을 모식적으로 도시한 것이다. 도 15 참조의 블록 패턴은 전부 256개 있다. 다른 표현은 도 15와 마찬가지이다.

도 16∼도 17에 있어서, 블록 패턴은 이하와 같이 표시된다.

블록 패턴(p)이 1∼p∼64일 경우 제9 실시예와 마찬가지이다.

p가 65∼p∼128일 경우, 블록 패턴(p)은

(B1(p-1)mod64+1, B2(p-1)mod64+1+7, ..., Bn(p-1)mod64+1+7(n-1), ..., B(84(p-1)mod64+1+7*83)

· p가 129∼p∼192일 경우, 블록 패턴(p)은 (B1(p-1)mod64+1, B2(p-1)mod64+1+11, ..., Bn(p-1)mod64+1+11(n-1), ..., B84(p-1)mod64+1+11*83)

· p가 193∼p∼256일 경우, 블록 패턴(p)은 (B1(p-1)mod64+1, B2(p-1)mod64+1+13, ..., Bn(p-1)mod64+1+13(n-1), ..., B84(p-1)mod64+1+13*83)

단, 제9 실시예와 마찬가지로, A mod B는 A를 B로 나눈 나머지를 나타내고, B의 2번째 첨자는 64를 초과하면 1로 되돌아가는 것으로 한다.

즉, B80 65=B80 1, B80 66=B80 2로 예시할 수 있다.

상기한 바와 같이, 매립 패턴을 설정하면, 블록 패턴끼리의 중첩을 최소한으로 억제하면서 정보를 매립할 수 있다. 즉, 임의의 블록 패턴끼리의 중복수를 균일하게 하는 것으로 중복수를 최소화할 수 있다. 또한, 마찬가지의 방법으로 9비트 이상의 정보를 부가하는 것이 가능하다.

본 발명에 의해 데이타 검출의 신뢰성을 높이면서도, 콘텐츠의 변경을 최소한으로 억제하고, 품질을 열화시키지 않고 전자 은화 등의 데이타를 2차원 화상으로 매립하며, 또 매립된 2차원 화상에서 매립된 데이타를 검출할 수 있다.

또한, 부분 2차원 화상의 크기를 지정하는 것으로, 화상 압축 처리에 대해 부가된 정보가 소실되지 않게 될 뿐만 아니라, 화상과 압축 스트림 쌍방에서 부가된 정보의 추출 복원이 가능하다. 특히, 압축 스트림으로부터의 검출만을 고려하면 MPEG 디코더를 검출 장치에 실장할 필요가 없게 되어 비용의 저감으로 이어지는 것을 들 수 있다.

Claims

횡 화소수(horizontal pixels) m, 종 화소수(vertical pixels) n인 2차원 화상에 데이타 x를 은화(隱畵 ; watermaking) 상태로 매립하는(embedding) 데이타 기록 방법에 있어서,

횡 화소수 k(k×i=m, 여기서, k, i 및 m은 양의 정수), 종 화소수 l(l×j=n, 여기서, l, j 및 n은 양의 정수)인 부분 2차원 화상을 단위로 하여, 상기 매립 데이타 x에 대응하여 화소값을 변경해야 할 부분 2차원 화상을 선택하는 단계; 및

상기 선택된 상기 부분 2차원 화상의 각 화소의 총합이 특정값이 되도록 상기 부분 2차원 화상의 각 화소의 값을 변경하여 전자 은화(digital watermarks)를 생성하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이타 기록 방법.
횡 화소수 m, 종 화소수 n인 2차원 화상에 데이타 x를 은화 상태로 매립하는데이타 기록 장치에 있어서,

횡 화소수 k(k×i=m, 여기서, k, i 및 m은 양의 정수), 종 화소수 l(l×j=n, 여기서, l, j 및 n은 양의 정수)인 부분 2차원 화상을 단위로 하여, 상기 매립 데이타 x에 대응하여 화소값을 변경해야 할 부분 2차원 화상을 선택하는 선택 수단; 및

상기 선택된 부분 2차원 화상의 각 화소의 총합이 특정값이 되도록 상기 부분 2차원 화상의 각 화소의 값을 변경하여 전자 은화를 생성하는, 상기 선택 수단과 결합된 화소값 변경 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이타 기록 장치.
제1항에 기재된 데이타 매립 방법에 의해 데이타 x를 매립한 동화상을 데이타 압축을 행한 후에 기록한 것을 특징으로 하는 기록 매체.
제1항에 기재된 데이타 매립 방법으로 기록한 데이타 x의 상기 화소값을 변경한 부분 2차원 화상을 검출하는 단계;

상기 검출 단계에서 검출된 2차원 화상 위에서의 부분 2차원 화상의 위치 정보를 기억 수단에 기억시키는 단계; 및

상기 기억 수단에 저장된 부분 2차원 화상의 위치 정보의 패턴을 검출하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이타 재생 방법.
제1항에 기재된 데이타 매립 방법으로 기록한 데이타 x를 상기 화소값을 변경한 부분 2차원 화상을 검출하는 부분 2차원 화상 검출 수단;

상기 검출 수단에서 검출된 2차원 화상 위에서의 부분 2차원 화상의 위치를 기억하는 기억 수단; 및

상기 기억 수단에 저장된 부분 2차원 화상의 위치 정보의 패턴을 검출하는 패턴 검출 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이타 재생 장치.
2차원 화상 데이타에 정보를 매립하는 방법에 있어서,

2차원 화상 데이타를 복수의 블록으로 분할하는 단계;

분할 결과 얻어진 블록의 집합에서 매립 정보에 대응하는 블록의 부분 집합을 선택하는 단계;

상기 선택된 부분 집합의 블록의 화상 데이타의 값을 특정한 조건을 만족하도록 변경하여 전자 은화를 생성하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이타 매립 방법.
제6항에 있어서, 상기 블록이 압축 처리의 단위가 되는 2차원 부분 화상인 것을 특징으로 하는 데이타 매립 방법.
제6항에 있어서, 상기 블록이 2차원 부분 화상이고, 상기 화상 데이타의 값이 블록 내의 화소의 휘도의 합인 것을 특징으로 하는 데이타 매립 방법.
제6항에 있어서, 상기 매립 정보에 대응하는 블록의 부분 집합이 상기 매립 정보와 랜덤한 정수의 양자에 의존하여 선택되는 것을 특징으로 하는 데이타 매립 방법.
제6항에 있어서, 상기 매립 정보의 종류수를 A, 상기 블록의 총수를 N, 상기 블록의 부분 집합의 요소수, 즉 매크로 블록의 갯수를 M으로 했을 때, A가 N/M 이하일 경우에, 상기 블록의 부분 집합을 매립 정보의 종류마다 서로 중복하지 않도록 선택하는(여기서, N과 M은 양의 정수) 것을 특징으로 하는 데이타 매립 방법.
제6항에 있어서, 상기 매립 정보의 종류수를 A, 상기 블록의 총수를 N, 상기 블록의 부분 집합의 요소수를 M으로 했을 때, A가 N/M보다 클 경우에, 상기 블록의 부분 집합을 매립 정보의 종류마다 서로 중복하도록 선택하고, 임의의 2개의 부분 집합의 중복 블록수의 차를 0 또는 1로 하는(여기서, N, M은 양의 정수) 것을 특징으로 하는 데이타 매립 방법.
2차원 화상 데이타에 매립된 정보를 판독하는 방법에 있어서,

상기 2차원 화상 데이타를 복수의 블록으로 분할하는 단계;

매립 정보의 종류마다 대응하는 블록의 부분 집합을 기억하는 단계;

각각의 블록의 화상 데이타의 값이 특정한 정보를 만족하는지의 여부를 판정하는 단계;

상기 특정한 조건을 만족하는 블록의 집합과 상기 블록의 부분 집합을 비교하여, 양자에 공통하는 블록의 갯수가 소정의 값을 초과하는 블록의 부분 집합을 선택하는 단계; 및

선택된 부분 집합에 대응하는 정보를 매립 정보라고 판정하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
제12항에 있어서, 상기 화상 데이타가 압축된 데이타이고, 압축 데이타의 값과 화상 데이타의 값과의 대응 관계에 기초하여 각각의 블록의 화상 데이타의 값이 특정한 정보를 만족하는지의 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 방법.
2차원 화상 데이타에 은화 정보를 매립하는 장치에 있어서,

상기 2차원 화상 데이타를 복수의 블록으로 분할하는 수단; 및

분한한 결과 얻어진 블록의 집합에서, 상기 매립 정보에 대응하는 블록의 부분 집합을 선택하고, 선택된 블록의 화상 데이타의 값을 특정한 조건을 만족하도록 변경하여 전자 은화를 생성하는 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이타 매립 장치.
제14항에 있어서, 상기 블록이 8×8 화소의 2차원 부분 화상인 것을 특징으로 하는 데이타 매립 장치.
제14항에 있어서, 상기 블록이 2차원 부분 화상이고, 상기 화상 데이타의 값이 블록 내의 화소의 휘도의 합인 것을 특징으로 하는 데이타 매립 장치.
제14항에 있어서, 상기 매립 정보에 대응하는 블록의 부분 집합이 상기 매립 정보와 랜덤한 정수의 양자에 의존하여 선택되는 것을 특징으로 하는 데이타 매립 장치.
제14항에 있어서, 상기 매립 정보의 종류수를 A, 상기 블록의 총수를 N, 상기 블록의 부분 집합의 요소수를 M으로 했을 때, A가 N/M 이하인 경우에, 상기 블록의 부분 집합을 매립 정보의 종류마다 서로 중복하지 않도록 선택하는(여기서, N, M은 양의 정수임) 것을 특징으로 하는 데이타 매립 장치.
제14항에 있어서, 상기 매립 정보의 종류수를 A, 상기 블록의 총수를 N, 상기 블록의 부분 집합의 요소수를 M으로 했을 때, A가 N/M보다 클 경우에, 상기 블록의 부분 집합을 매립 정보의 종류마다 서로 중복하도록 선택하고, 임의의 2개의 부분 집합의 중복 블록수의 차를 0 또는 1로 하는(여기서, N, M은 양의 정수임) 것을 특징으로 하는 데이타 매립 장치.
2차원 화상 데이타에 매립된 정보를 판독하는 판독 장치에 있어서,

상기 2차원 화상 데이타를 복수의 블록으로 분할하고, 매립 정보의 종류마다 대응하는 블록의 부분 집합을 기억하는 수단;

각각의 블록의 화상 데이타의 값이 특정한 정보를 만족하는지의 여부를 판정하는 수단;

특정한 조건을 만족하는 블록의 집합과 상기 블록의 부분 집합을 비교하여, 양자에 공통하는 블록의 갯수가 소정의 값을 초과하는 블록의 부분 집합을 선택하는 수단; 및

선택된 부분 집합에 대응하는 정보를 매립 정보로 하는 수단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 장치.
제20항에 있어서, 상기 화상 데이타가 압축된 데이타이고, 압축 데이타의 값과 화상 데이타의 값과의 대응 관계에 기초하여, 각각의 블록의 화상 데이타의 값이 특정한 정보를 만족하는지의 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 정보 판독 장치.
횡 화소수 m, 종 화소수 n인 부분 2차원 화상에 데이타 x를 은화 상태로 매립하는 데이타 매립 동작을 컴퓨터에 의해 실행하는 프로그램을 기억하는 기억 매체에 있어서,

상기 프로그램은,

횡 화소수 k(k×i=m, 여기서, k, i 및 m은 양의 정수), 종 화소수 l(l×j=n, 여기서, l, j 및 n은 양의 정수)인 부분 2차원 화상을 단위로 하여, 은화 데이타 x를 매립하기 위해 화소값이 변경되어야 하는 부분 2차원 화상을 선택하는 단계; 및

상기 선택된 부분 2차원 화상의 화소값의 총합이 특정값으로 되도록 상기 선택된 부분 2차원 화상의 각 화소의 값을 변경하여 전자 은화를 생성하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
데이타 재생 동작을 컴퓨터에 의해 실행하는 프로그램을 기억하는 기억 매체에 있어서,

상기 프로그램은,

제22항에 따른 데이타 매립 방법에 의해 매립된 은화 데이타 x에 대응하는, 화소값이 변경된 부분 2차원 화상을 검출하는 단계;

상기 검출 단계에 의해 검출된 2차원 화상의 부분 2차원 화상의 위치 정보를 기억 수단에 기억시키는 단계; 및

상기 기억 수단에 기억된 상기 부분 2차원 화상의 위치 정보의 패턴을 검출하는 단계

로 이루어진 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
2차원 화상 데이타 내에 은화 정보를 매립하는 동작을 컴퓨터에 의해 실행하는 프로그램을 기억하는 기억 매체에 있어서,

상기 프로그램은,

상기 2차원 화상 데이타를 복수의 블록으로 분할하는 단계;

상기 분할된 복수의 블록에서 은화 정보에 대응하는 블록의 부분 집합을 선택하는 단계; 및

상기 선택된 블록들의 부분 집합이 특정 조건을 만족하도록 블록에서 화상 데이타의 값을 변환하여, 전자 은화를 생성하는 단계

로 이루어진 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
2차원 화상 데이타 내에 은화 정보를 매립하는 동작을 컴퓨터에 의해 실행하는 프로그램을 기억하는 기억 매체에 있어서,

상기 프로그램은,

상기 2차원 화상 데이타를 복수의 블록으로 분할하는 단계;

각각의 은화 정보의 종류마다 대응하는 블록의 부분 집합을 기억하는 단계;

각 블록의 화상 데이타 값이 특정 조건을 만족하는지를 판정하는 단계;

특정한 조건을 만족하는 블록의 집합과 블록의 부분 집합을 비교하고, 양쪽의 블록 집합에 공통하는 블록의 갯수가 소정의 값을 넘는 블록의 부분 집합을 선택하는 단계; 및

상기 선택된 부분 집합에 대응하는 정보를 은화 정보로서 판정하는 단계

로 이루어진 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.