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JP5142942B2 - Digital watermark detection method, apparatus and program - Google Patents

Digital watermark detection method, apparatus and program Download PDF

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JP5142942B2 JP2008271837A JP2008271837A JP5142942B2 JP 5142942 B2 JP5142942 B2 JP 5142942B2 JP 2008271837 A JP2008271837 A JP 2008271837A JP 2008271837 A JP2008271837 A JP 2008271837A JP 5142942 B2 JP5142942 B2 JP 5142942B2
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Description

本発明は、原画像と電子透かしとが含まれる画像を入力し、電子透かしを検出するための方法、その装置及びそのプログラムに関する。 The present invention relates to a method, an apparatus, and a program for detecting an electronic watermark by inputting an image including an original image and an electronic watermark.

本願出願人は、画像に電子透かしを挿入するための電子透かし挿入方法として、周波数領域において、画像の拡大縮小率を検出するための第1の所定数の非ゼロ周波数成分を、第1の円周の上の所定の位置に生成するステップと、周波数領域において、画像の回転角を検出するための非ゼロ周波数成分であって、第1の所定数とは異なる第2の所定数の非ゼロを、第1の円周とは異なる第2の円周であって、半径が第1の円周の半径と所定の比例関係にある第2の円周の上の、画像の拡大縮小率を検出するための第1の所定数の非ゼロ周波数成分の位置に対して相対的に決められた位置に生成するステップと、周波数領域において、第1の円周及び第2の円周とは異なる第3の円周であって、半径が第1の円周の半径及び第2の円周の半径と所定の比例関係にある第3の円周の上にあり、画像の回転角を検出するための非ゼロ周波数成分に対して相対的に決められる第3の所定数の候補位置のうち、第3の所定数より少なく第1の所定数と異なる第4の所定数分だけ、挿入すべき電子透かしデータの値に応じた位置に非ゼロ周波数成分を生成するステップと、生成された非ゼロ周波数成分を合わせて周波数領域から空間領域に変換するステップと、原画像の一部又は全てのブロックに変換により得た画像を加算又は減算するステップと、を備えることを特徴とする電子透かし挿入方法を発明している。   As a digital watermark insertion method for inserting a digital watermark into an image, the applicant of the present application uses a first predetermined number of non-zero frequency components for detecting an enlargement / reduction ratio of an image in a frequency domain as a first circle. A non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image in the frequency domain, and a second predetermined number of non-zero different from the first predetermined number. Is a second circumference different from the first circumference, and the image enlargement / reduction ratio is set on the second circumference whose radius is in a predetermined proportional relationship with the radius of the first circumference. The step of generating at a position determined relative to the position of the first predetermined number of non-zero frequency components for detection is different from the first circumference and the second circumference in the frequency domain. A third circumference with a radius of the first circumference and a radius of the second circumference; Of the third predetermined number of candidate positions that are on a third circumference having a constant proportional relationship and are determined relative to the non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image, the third Generating a non-zero frequency component at a position corresponding to the value of the digital watermark data to be inserted by a fourth predetermined number that is less than the predetermined number and different from the first predetermined number, and the generated non-zero frequency component And a step of converting from the frequency domain to the spatial domain, and a step of adding or subtracting the image obtained by the conversion to some or all blocks of the original image. doing.

また、本願出願人は、画像に挿入されている電子透かしを検出するための電子透かし検出方法として、画像を複数のブロックに分割するステップと、各ブロックのデータを空間領域から周波数領域に変換することにより、又はその変換をしてから、各ブロックの各周波数成分の振幅を得るステップと、各周波数成分の振幅をブロック間で加算することにより、各周波数毎の総和振幅を得るステップと、周波数領域において、総和振幅のうち、画像の拡大縮小率を検出するための第1の所定数の非ゼロ周波数成分であって第1の円周の上の位置する非ゼロ周波数成分に対応した総和振幅を検出することにより、画像の拡大縮小率を検出するステップと、周波数領域において、総和振幅のうち、画像の回転角を検出するための、第1の所定数とは異なる第2の所定数の非ゼロ周波数成分であって、半径が第1の円周の半径と所定の比例関係にある第2の円周上にあり、第1の所定数の非ゼロ周波数成分の位置に対して相対的に決められた位置にある非ゼロ周波数成分に対応した総和振幅を検出することにより、画像の回転角を検出するステップと、周波数領域において、検出された拡大縮小率及び回転角に基づいて位置が補正された総和振幅から、第3の所定数の候補位置が第1の円周及び第2の円周とは異なる第3の円周であって、半径が第1の円周の半径及び第2の円周の半径と所定の比例関係にある第3の円周の上にあり、画像の回転角を検出するための非ゼロ周波数成分に対して相対的に決められるという関係を利用して、第3の候補位置を検出し、第3の所定数の候補位置にある総和振幅のうち、これらの間で相対的に大きな値を示す第3の所定数より少なく第1の所定数と異なる第4の所定数の総和振幅の位置の組み合わせを基に、挿入されているデータを検出するステップと、を備えることを特徴とする電子透かし検出方法を発明している(例えば、特許文献1参照。)。
特開2004−15396号公報
In addition, as a digital watermark detection method for detecting a digital watermark inserted in an image, the applicant of the present application divides the image into a plurality of blocks, and converts the data of each block from the spatial domain to the frequency domain. Or after the conversion, obtaining the amplitude of each frequency component of each block, adding the amplitude of each frequency component between the blocks, obtaining the total amplitude for each frequency, and frequency In the region, among the total amplitude, the total amplitude corresponding to the first predetermined number of non-zero frequency components for detecting the enlargement / reduction ratio of the image and corresponding to the non-zero frequency components positioned on the first circumference Detecting the magnification ratio of the image by detecting the first predetermined number for detecting the rotation angle of the image in the total amplitude in the frequency domain A second predetermined number of non-zero frequency components having a radius on a second circumference having a predetermined proportional relationship with the radius of the first circumference, the first predetermined number of non-zero frequency components Detecting a rotation angle of the image by detecting a total amplitude corresponding to a non-zero frequency component at a position determined relative to the position of A third predetermined number of candidate positions is a third circumference different from the first circumference and the second circumference, and the radius is the first, based on the total amplitude whose positions are corrected based on the rotation angle. On the third circumference which is in a predetermined proportional relationship with the radius of the second circle and the radius of the second circle, and is determined relative to the non-zero frequency component for detecting the rotation angle of the image. The third candidate position is detected by using the relationship that the second predetermined number of candidate positions are detected. Is inserted based on a combination of positions of a fourth predetermined number of total amplitudes that are less than the third predetermined number and show a relatively large value among them, and differ from the first predetermined number. A digital watermark detection method characterized by comprising the step of detecting the detected data (see, for example, Patent Document 1).
JP 2004-15396 A

しかしながら、従来の電子透かし検出方法では、原画像に電子透かしを重畳することにより得られた画像を、そのまま、フーリエ変換していたので、フーリエ変換することにより得られた周波数成分には、原画像の周波数成分も含まれていた。そして、この原画像の周波数成分が妨害となって、原画像に埋め込む前の電子透かしを高い精度で検出することができなかった。   However, in the conventional digital watermark detection method, since the image obtained by superimposing the digital watermark on the original image is directly Fourier transformed, the frequency component obtained by the Fourier transformation includes the original image. Frequency components were also included. The frequency component of the original image becomes an obstacle, and the digital watermark before being embedded in the original image cannot be detected with high accuracy.

また、電子透かし検出方法をカメラで撮影した画像に適用しようとした場合、カメラがオートホワイトバランス処理を行うため、このオートホワイトバランス処理の影響により、電子透かしの検出精度が下がる場合があった。これは、電子透かしを挿入したことによりできた濃淡差がオートホワイトバランス処理により減ってしまうからである。   In addition, when the digital watermark detection method is applied to an image photographed by a camera, the camera performs auto white balance processing, so that the detection accuracy of the digital watermark may be lowered due to the influence of the auto white balance processing. This is because the light / dark difference produced by inserting the digital watermark is reduced by the auto white balance process.

そこで、本発明は、高い精度で原画像に埋め込まれた電子透かしを検出することを可能とするための、電子透かし検出方法、その装置及びそのプログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a digital watermark detection method, an apparatus thereof, and a program thereof for enabling detection of a digital watermark embedded in an original image with high accuracy.

特に、本発明は、オートホワイトバランス処理が施された画像からも、高い精度で原画像に埋め込まれた電子透かしを検出することを可能とするための、電子透かし検出方法、その装置及びそのプログラムを提供することを目的とする。 In particular, the present invention provides a digital watermark detection method, apparatus and program for detecting a digital watermark embedded in an original image with high accuracy from an image subjected to auto white balance processing. The purpose is to provide.

本発明によれば、周波数領域において、所定の周波数成分に埋め込まれてから、逆フーリエ変換され、その後、空間領域において、原画像に加算又は減算された電子透かしを検出するための電子透かし検出方法であって、前記原画像と前記電子透かしとが含まれる画像の前記空間領域にある各注目画素のレベルと、前記注目画素から3画素×3画素の範囲又は5画素×5画素の範囲である所定の範囲にある周辺画素のレベルを基に所定のアルゴリズムに従って求めたレベルと、の差分を算出する差分算出ステップと、前記差分を集めてなる画像データを非線形処理を介さずに前記周波数領域におけるデータに変換してから、前記電子透かしを検出する検出ステップと、有することを特徴とする電子透かし検出方法が提供される。 According to the present invention, a digital watermark detection method for detecting a digital watermark that is embedded in a predetermined frequency component in the frequency domain and then subjected to inverse Fourier transform and then added or subtracted to or from the original image in the spatial domain. a is, within the above and the level of each target pixel in the spatial domain, the scope or 5 pixels × 5 pixels 3 pixels × 3 pixels from the target pixel of an image included with the original image and the watermark A difference calculating step for calculating a difference between a level obtained in accordance with a predetermined algorithm based on a level of surrounding pixels in a predetermined range, and image data obtained by collecting the difference in the frequency domain without using non-linear processing. after converting the data, the electronic watermark detecting method comprising Rukoto to have a, a detection step of detecting the electronic watermark is provided.

また、本発明によれば、周波数領域において、所定の周波数成分に埋め込まれてから、逆フーリエ変換され、その後、空間領域において、原画像に加算又は減算された電子透かしを検出するための電子透かし検出装置であって、前記原画像と前記電子透かしとが含まれる画像の前記空間領域にある各注目画素のレベルと、前記注目画素から3画素×3画素の範囲又は5画素×5画素の範囲である所定の範囲にある周辺画素のレベルを基に所定のアルゴリズムに従って求めたレベルと、の差分を算出する差分算出手段と、前記差分を集めてなる画像データを非線形処理を介さずに前記周波数領域におけるデータに変換してから、前記電子透かしを検出する検出手段と、を備えることを特徴とする電子透かし検出装置が提供される。 Further, according to the present invention, a digital watermark for detecting a digital watermark that is embedded in a predetermined frequency component in the frequency domain and then subjected to inverse Fourier transform and then added or subtracted to the original image in the spatial domain. a detection device, wherein the level of each target pixel in the spatial domain, the scope or 5 pixels × 5 pixels 3 pixels × 3 pixels from the target pixel of an image included with the original image and the watermark A difference calculating means for calculating a difference between a level obtained in accordance with a predetermined algorithm based on a level of surrounding pixels in a predetermined range, and the frequency of the image data obtained by collecting the difference without using non-linear processing There is provided a digital watermark detection apparatus comprising: detection means for detecting the digital watermark after conversion into data in a region .

更に、本発明によれば、上記の電子透かし検出方法をコンピュータに実行させるための電子透かし検出プログラムが提供される。 Furthermore, according to the present invention, there is provided a digital watermark detection program for causing a computer to execute the above digital watermark detection method.

本発明によれば、電子透かしの検出において、原画像による影響を可能な限り排除できる。また、本発明によれば、オートホワイトバランス処理による影響を可能な限り排除できる。   According to the present invention, the influence of the original image can be eliminated as much as possible in the detection of the digital watermark. Further, according to the present invention, the influence of the auto white balance process can be eliminated as much as possible.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態における電子透かしが挿入された画像の一部の画素を示す。   FIG. 1 shows some pixels of an image into which a digital watermark is inserted according to an embodiment of the present invention.

本実施形態では、電子透かしが挿入された画像の各画素に含まれる電子透かしを原画像から分離する。従って、各画素毎に電子透かしを分離することとなるが、その時々に分離の対象となっている個々の画素のことを注目画素ということにする。そして、注目画素から見て所定の範囲にある注目画素以外の画素のことを周辺画素ということにする。図1の例では、所定の範囲は注目画素を中心とした縦3画素×横3画素の範囲であり、従って、周辺画素の数は8個となるが、所定の範囲を注目画素を中心とした5画素×横5画素の範囲とし、これにより周辺画素の数が24個となってもよい。図1において丸印が付けられているのが注目画素であり、三角印が付けられているのが周辺画素である。所定の範囲を縦7画素×横7画素とすると、電子透かしを原画像から分離することがかえって困難となるため、所定の範囲としては、注目画素を中心として、縦3画素×横3画素又は縦5画素×横5画素とするのが好適である。   In the present embodiment, the digital watermark included in each pixel of the image in which the digital watermark is inserted is separated from the original image. Accordingly, although the digital watermark is separated for each pixel, each pixel that is the subject of separation at that time is referred to as a target pixel. Then, pixels other than the target pixel within a predetermined range when viewed from the target pixel are referred to as peripheral pixels. In the example of FIG. 1, the predetermined range is a range of 3 vertical pixels × 3 horizontal pixels centered on the target pixel, and therefore the number of peripheral pixels is 8, but the predetermined range is centered on the target pixel. Thus, the range of 5 pixels × 5 horizontal pixels may be set, so that the number of peripheral pixels may be 24. In FIG. 1, the target pixel is marked with a circle, and the peripheral pixels are marked with a triangle. If the predetermined range is vertical 7 pixels × horizontal 7 pixels, it is difficult to separate the digital watermark from the original image. Therefore, the predetermined range is centered on the pixel of interest and is vertical 3 pixels × horizontal 3 pixels or It is preferable that the length is 5 pixels × 5 pixels.

次に、図2の式(1)に示すように、注目画素の青レベルをBi,jと表すことにする。また、図2の式(2)に示すように、周辺画素の青レベルをBk,lと表すことにする。なお、電子透かしは、RGBの三原色のうちのB(青)に挿入されている。但し、必ずしもB(青)に電子透かしを挿入する必要はなく、R(赤)又はG(緑)に電子透かしを挿入しても良い。 Next, as shown in Equation (1) in FIG. 2, the blue level of the target pixel is represented as B i, j . Further, as shown in Expression (2) of FIG. 2, the blue level of the peripheral pixels is represented as Bk, l . The digital watermark is inserted into B (blue) of the three primary colors RGB. However, it is not always necessary to insert a digital watermark into B (blue), and a digital watermark may be inserted into R (red) or G (green).

また、レベルとは、例えば、画像のRGBそれぞれが256階調で表現されている場合、RGBそれぞれについての0〜255の範囲にある何れかの値のことをいう。   Further, the level refers to any value in the range of 0 to 255 for each of RGB when each of RGB of the image is expressed with 256 gradations.

[実施形態1]
実施形態1では、図2の式(3)に示すように、注目画素を中心とした縦3画素×横3画素の範囲にある8つの周辺画素の青レベルの単純平均を周辺画素の平均レベルBave i,jとする。
[Embodiment 1]
In the first embodiment, as shown in Expression (3) of FIG. 2, a simple average of the blue levels of eight peripheral pixels in the range of 3 vertical pixels × 3 horizontal pixels centered on the target pixel is used as the average level of the peripheral pixels. Let B ave i, j .

注目画素の青レベルについての差分Di,jは、図2の式(4)で算出される。 The difference D i, j for the blue level of the pixel of interest is calculated by equation (4) in FIG.

撮影範囲の全注目画素についての差分Di,jをフーリエ変換することにより、周波数成分に埋め込まれた電子透かしを検出することが可能となる。 It is possible to detect a digital watermark embedded in a frequency component by Fourier-transforming the differences D i, j for all pixels of interest in the imaging range.

[実施形態2]
実施形態2では、様々な条件分けをして、周辺画素の単純平均Bave i,jの代わりに周辺画素の加重平均レベルWi,jを求める。その後、差分Di,jを求め、フーリエ変換することは、実施形態1と同様である。ただし、差分Di,jを求める際には、単純平均Bave i,jの代わりに加重平均レベルWi,jを用いる。
[Embodiment 2]
In the second embodiment, various conditions are classified, and the weighted average level W i, j of the peripheral pixels is obtained instead of the simple average B ave i, j of the peripheral pixels. After that, the difference D i, j is obtained and Fourier transformed, as in the first embodiment. However, when obtaining the difference D i, j , the weighted average level W i, j is used instead of the simple average B ave i, j .

次に、周辺画素の加重平均レベルWi,jを算出する方法について説明をする。 Next, a method for calculating the weighted average level W i, j of the peripheral pixels will be described.

まず、注目画素の準輝度Ii,jを図3の式(5)に示すように定義する。準輝度は、原色であるR(赤)成分とG(緑)成分との線形結合であり、B(青)を含まない。なお、周辺画素の準輝度は添え字i,jを他の添え字に置き換えることにより表す。 First, the quasi-luminance I i, j of the pixel of interest is defined as shown in equation (5) in FIG. The quasi-luminance is a linear combination of an R (red) component and a G (green) component, which are primary colors, and does not include B (blue). The quasi-luminance of the peripheral pixels is represented by replacing the subscripts i and j with other subscripts.

注目画素から見た周辺画素の準輝度の平均値Iave i,j及び標準偏差Isd i,jを、それぞれ、図3の式(6)、式(7)のように定義する。 The average values I ave i, j and standard deviations I sd i, j of the peripheral pixels viewed from the target pixel are defined as shown in Expression (6) and Expression (7) in FIG. 3, respectively.

加重平均Wi,jを図4の式(8)により定義する。式(8)をみると明らかなように、加重平均Wi,jは、単純平均に数値Sを加算することにより得られる。 The weighted average Wi, j is defined by equation (8) in FIG. As is clear from the equation (8), the weighted average Wi, j is obtained by adding the numerical value S to the simple average.

数値Sを図4の式(9)により定義する。式(9)をみると明らかなように、Sk,l(例えば、Si−1,j−1)は、
・標準偏差Isd i,jが所定の閾値TH未満であるという条件、
・注目画素の準輝度Ii,jがIave i,j−Isd i,jよりも大きく、且つ、Iave i,j+Isd i,jよりも小さいという条件、
・周辺画素の準輝度Ik,lから注目画素の準輝度Ii,jを減じて得た値と周辺画素の青レベルBk,lから注目画素の青レベルBi,jを減じて得た値との積がゼロよりも大きいという条件、
の全てが満たされた周辺画素について1となり、それ以外の周辺画素についてはゼロとなる。
The numerical value S is defined by equation (9) in FIG. As is clear from equation (9), S k, l (eg, S i−1, j−1 ) is
A condition that the standard deviation I sd i, j is less than a predetermined threshold TH;
A condition that the quasi-luminance I i, j of the pixel of interest is larger than I ave i, j −I sd i, j and smaller than I ave i, j + I sd i, j ,
And quasi-luminance I k of the peripheral pixel, quasi luminance I i of the target pixel from l, blue level B k values and peripheral pixels obtained by subtracting the j, blue level B i of the pixel of interest from l, by subtracting j obtained The product of the value with the value is greater than zero,
It is 1 for the peripheral pixels where all of the above are satisfied, and zero for the other peripheral pixels.

式(9)に現れる係数αの値は特には定めないが、例えば、1としてもよい。   The value of the coefficient α appearing in the equation (9) is not particularly defined, but may be 1, for example.

式(9)及び式(10)をまとめると、加重平均Wi,jに加算される値は、図5に示すように場合分けされる。 Summarizing Equation (9) and Equation (10), the value added to the weighted average Wi, j is divided into cases as shown in FIG.

図5を参照すると、場合(1)は、Bk,l−Bi,jが電子透かしに起因して生じている可能性が高い場合である。 Referring to FIG. 5, Case (1) is a case where there is a high possibility that B k, l −B i, j is generated due to a digital watermark.

場合(2)は、Bk,lがカメラによるオートホワイトバランスの影響を受けている可能性がある場合である。 Case (2) is a case where B k, l may be affected by auto white balance by the camera.

場合(3)は、Bk,lがカメラによるオートホワイトバランスの影響をあまり受けていないが、受けている可能性も否定できない場合である。 Case (3) is a case where B k, l is not significantly affected by the auto white balance by the camera, but the possibility of receiving it cannot be denied.

場合(4)は、Bk,lがカメラによるオートホワイトバランスの影響を受けているかもしれないが、意図的に埋め込んだ電子透かしの値を正しく抽出できる可能性がある場合である。 Case (4) is a case where B k, l may be affected by the auto white balance by the camera , but there is a possibility that the value of the digital watermark embedded intentionally can be extracted correctly.

次に、上述した考え方に従って電子透かしを検出する方法について説明をする。   Next, a method for detecting a digital watermark according to the above-described concept will be described.

図6は、実施形態2による電子透かしを検出する方法を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of detecting a digital watermark according to the second embodiment.

図6を参照すると、まず、カメラにより電子透かしが挿入されている画像を撮像する(ステップS101)。   Referring to FIG. 6, first, an image in which a digital watermark is inserted is captured by a camera (step S101).

次に、撮像した画像の全画素についてステップS103SとステップS103Eに挟まれた処理を繰り返す。   Next, the process sandwiched between steps S103S and S103E is repeated for all pixels of the captured image.

各繰り返しでは、電子透かしを原画像から分離する(ステップS105)。このステップの詳細については、後述する。   In each repetition, the digital watermark is separated from the original image (step S105). Details of this step will be described later.

ステップS103SとステップS103Eに挟まれた処理の繰り返しが終了したならば、分離した電子透かしをフーリエ変換する(ステップS107)。   When the repetition of the process between step S103S and step S103E is completed, the separated digital watermark is Fourier transformed (step S107).

次に、電子透かしが埋め込まれている周波数成分を検出する(ステップS109)。   Next, the frequency component in which the digital watermark is embedded is detected (step S109).

次に、検出された周波数成分から電子透かしデータを検出する(ステップS111)。   Next, digital watermark data is detected from the detected frequency component (step S111).

図7は、図6に示すステップS105の詳細を示すフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart showing details of step S105 shown in FIG.

図7を参照すると、まず、注目画素の準輝度を算出する(ステップS105−11)。   Referring to FIG. 7, first, the quasi-luminance of the target pixel is calculated (step S105-11).

次に、周辺画素の準輝度を算出する(ステップS105−13)。   Next, the quasi-luminance of surrounding pixels is calculated (step S105-13).

次に、周辺画素の準輝度の単純平均値を算出する(ステップS105−15)。   Next, a simple average value of the quasi-luminances of the peripheral pixels is calculated (step S105-15).

次に、周辺画素の準輝度の標準偏差を算出する(ステップS105−17)。   Next, the standard deviation of quasi-luminance of surrounding pixels is calculated (step S105-17).

次に、周辺画素の加重平均レベルを算出する(ステップS105−19)。この詳細については後述する。   Next, the weighted average level of surrounding pixels is calculated (step S105-19). Details of this will be described later.

次に、注目画素のレベルと周辺画素の加重平均レベルとの差分を算出する(ステップS105−21)。   Next, the difference between the level of the pixel of interest and the weighted average level of surrounding pixels is calculated (step S105-21).

次に、ステップS105−21で算出した差分にオフセットレベルを加算する(ステップS105−23)。オフセットレベルは、例えば、RGBがそれぞれ256階調で表されるならば、128としてもよい。   Next, an offset level is added to the difference calculated in step S105-21 (step S105-23). For example, the offset level may be 128 if RGB is expressed by 256 gradations.

図8は、図7に示すステップS105−19の詳細を示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing details of step S105-19 shown in FIG.

図8を参照すると、まず、加重平均レベルをゼロに初期化する(ステップS105−19−1)。   Referring to FIG. 8, first, the weighted average level is initialized to zero (step S105-19-1).

次に、加重平均レベルに無加重平均レベル(通常の平均レベル)を加算する。   Next, an unweighted average level (normal average level) is added to the weighted average level.

次に、周辺画素の準輝度の標準偏差は所定の閾値未満であるか否かを判断する(ステップS105−19−5)。   Next, it is determined whether or not the standard deviation of the quasi-luminances of the peripheral pixels is less than a predetermined threshold (step S105-19-5).

周辺画素の準輝度の標準偏差は所定の閾値以上である場合には(ステップS105−19−5でNO)、処理を終了する。   If the standard deviation of the quasi-brightness of the peripheral pixels is equal to or greater than a predetermined threshold (NO in step S105-19-5), the process ends.

周辺画素の準輝度の標準偏差は所定の閾値未満である場合には(ステップS105−19−5でYES)、各周辺画素についてステップS105−19−7SとステップS105−19−7Eで挟まれる処理を繰り返す。   When the standard deviation of the quasi-luminances of the peripheral pixels is less than a predetermined threshold (YES in step S105-19-5), the processing sandwiched between steps S105-19-7S and step S105-19-7E for each peripheral pixel repeat.

各繰り返しでは、まず、注目画素の準輝度のレベルは、周辺画素の準輝度の平均値から周辺画素の標準偏差を減じて得た値よりも大きく、且つ、周辺画素の準輝度の平均値に周辺画素の標準偏差を足して得た値よりも小さいか否かを判断する(ステップS105−19−9)。   In each repetition, first, the quasi-brightness level of the target pixel is larger than the value obtained by subtracting the standard deviation of the peripheral pixels from the quasi-brightness average value of the peripheral pixels, and becomes the average value of the quasi-luminances of the peripheral pixels. It is determined whether or not the value is smaller than the value obtained by adding the standard deviation of the peripheral pixels (step S105-19-9).

ステップS105−19−9での判断結果が否定的である場合には、現在の周辺画素についての処理を終了する。   If the determination result in step S105-19-9 is negative, the process for the current peripheral pixel is terminated.

ステップS105−19−9での判断結果が肯定的である場合には、周辺画素の準輝度レベルから注目画素の準輝度レベルを減じて得た値と、周辺画素の青レベルから注目画素の青レベルを減じて得た値との積はプラスであるか否かを判断する(ステップS105−19−11)。   If the determination result in step S105-19-9 is affirmative, the value obtained by subtracting the quasi-luminance level of the pixel of interest from the quasi-luminance level of the surrounding pixels and the blue level of the pixel of interest from the blue level of the surrounding pixels. It is determined whether or not the product of the value obtained by subtracting the level is positive (step S105-19-11).

ステップS105−19−11での判断結果が否定的である場合には、加重平均レベルに、周辺画素の青レベルから注目画素の青レベルを減じて得た値に所定の係数を乗じて得た値を加算する。   When the determination result in step S105-19-11 is negative, the weighted average level is obtained by multiplying a value obtained by subtracting the blue level of the target pixel from the blue level of the surrounding pixels by a predetermined coefficient. Add the values.

なお、上述した方法は、ハードウェアのみによっても行うことができるが、コンピュータに上述した方法の各ステップを実行させるためのプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによっても行うことができる。   The above-described method can be performed only by hardware, but can also be performed by causing a computer to read and execute a program for causing a computer to execute each step of the above-described method.

本発明の実施形態における電子透かしが挿入された画像の一部の画素を示す図である。It is a figure which shows the one part pixel of the image in which the digital watermark was inserted in embodiment of this invention. 本発明の実施形態2による注目画素の青レベル、周辺画素の青レベル、周辺画素の青の平均レベル及び注目画素の青レベルについての差分を示す式を記載した図である。It is the figure which described the formula which shows the difference about the blue level of the pixel of interest by the Embodiment 2 of this invention, the blue level of a peripheral pixel, the average level of blue of a peripheral pixel, and the blue level of a pixel of interest. 本発明の実施形態2による注目画素の準輝度、周辺画素の準輝度の平均値及び周辺画素の準輝度の標準偏差を示す式を記載した図である。It is the figure which described the formula which shows the quasi-luminance of the pixel of interest by Embodiment 2 of this invention, the average value of the quasi-luminance of a surrounding pixel, and the standard deviation of the quasi-luminance of a surrounding pixel. 本発明の実施形態2による加重平均レベルを示す式を記載した図である。It is the figure which described the type | formula which shows the weighted average level by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施形態2による周辺画素の各場合毎の加重平均への加算値を示す図である。It is a figure which shows the addition value to the weighted average for every case of the surrounding pixel by Embodiment 2 of this invention. 実施形態2による電子透かしを検出する方法を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a method for detecting a digital watermark according to a second embodiment. 図6に示す電子透かしを原画像から分離するステップの詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the step which isolate | separates the electronic watermark shown in FIG. 6 from an original image. 図7に示す周辺画素の加重平均レベルを算出するステップの詳細を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detail of the step which calculates the weighted average level of the surrounding pixel shown in FIG.

Claims (13)

周波数領域において、所定の周波数成分に埋め込まれてから、逆フーリエ変換され、その後、空間領域において、原画像に加算又は減算された電子透かしを検出するための電子透かし検出方法であって、
前記原画像と前記電子透かしとが含まれる画像の前記空間領域にある各注目画素のレベルと、前記注目画素から3画素×3画素の範囲又は5画素×5画素の範囲である所定の範囲にある周辺画素のレベルを基に所定のアルゴリズムに従って求めたレベルと、の差分を算出する差分算出ステップと、
前記差分を集めてなる画像データを非線形処理を介さずに前記周波数領域におけるデータに変換してから、前記電子透かしを検出する検出ステップと、
有することを特徴とする電子透かし検出方法
A digital watermark detection method for detecting a digital watermark that is embedded in a predetermined frequency component in a frequency domain, and then subjected to inverse Fourier transform and then added or subtracted to an original image in a spatial domain,
The level of each target pixel in the spatial region of the image contained between the original image and the watermark, the predetermined range is a range of range or 5 pixels × 5 pixels 3 pixels × 3 pixels from the pixel of interest A difference calculation step for calculating a difference between the level obtained according to a predetermined algorithm based on the level of a certain peripheral pixel, and
A step of detecting the digital watermark after converting the image data obtained by collecting the differences into data in the frequency domain without going through non-linear processing;
Digital watermark detection method comprising Rukoto to have a.
前記差分に所定の直流レベルを加算する加算ステップを更に有し、
前記検出ステップでは、前記差分に所定の直流レベルを加算してから集めてなる画像データを非線形処理を介さずに前記周波数領域におけるデータに変換してから、前記電子透かしを検出することを特徴とする
請求項に記載の電子透かし検出方法
An addition step of adding a predetermined DC level to the difference ;
Wherein the detection step, the image data comprising collected after adding a predetermined DC level on the difference from the converted data in the frequency domain without using the non-linear process, characterized that you detect the electronic watermark The digital watermark detection method according to claim 1 .
前記所定のアルゴリズムは、前記所定の範囲にある周辺画素の平均レベルを求めるアルゴリズムであることを特徴とする
請求項1又は2に記載の電子透かし検出方法
Wherein the predetermined algorithm is a digital watermark detection method according to claim 1 or 2, characterized in that an algorithm for obtaining an average level of the peripheral pixels in the predetermined range.
前記アルゴリズムは、前記所定の範囲にある周辺画素の加重平均レベルを求めるアルゴリズムであることを特徴とする
請求項1又は2に記載の電子透かし検出方法
The algorithm, digital watermark detection method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that an algorithm for obtaining a weighted average level of the peripheral pixels in the predetermined range.
前記加重平均レベルを求めるアルゴリズムでは、各注目画素から見て前記所定の範囲にある周辺画素の単純平均レベルに、前記注目画素から見て前記所定の範囲にある周辺画素のうちの所定の条件を満たす周辺画素のレベルと前記注目画素のレベルとの差分に所定の係数を乗じて得たレベルを加算することにより前記加重平均レベルを求めることを特徴とする
請求項に記載の電子透かし検出方法
The algorithm for finding the weighted average level, a simple average level of the peripheral pixels in the predetermined range when viewed from the pixel of interest, a predetermined condition among the peripheral pixels in the predetermined range when viewed from the pixel of interest 5. The digital watermark detection method according to claim 4 , wherein the weighted average level is obtained by adding a level obtained by multiplying a difference between a level of a peripheral pixel to be satisfied and a level of the target pixel by a predetermined coefficient. .
前記電子透かしは、所定の第1原色に埋め込まれており、
各注目画素及び前記注目画素から見て前記所定の範囲にある各周辺画素について、所定の係数を用いて、電子透かしが埋め込まれていない第2原色のレベル及び第3原色のレベルの線形結合を求めるステップと、
各注目画素について、前記注目画素から見て前記所定の範囲に亘る前記線形結合の平均値及び標準偏差を求めるステップと、
各注目画素について、前記注目画素から見て前記所定の範囲に亘る前記線形結合の前記標準偏差が所定の閾値未満であるか否かについて第1の判断をするステップと、
前記第1の判断の結果が肯定的であった注目画素の前記線形結合が、前記注目画素から見て前記所定の範囲に亘る前記線形結合の平均値から前記注目画素から見て前記所定の範囲に亘る前記線形結合の標準偏差を減じて得た値よりも大きく、且つ、前記第1の判断の結果が肯定的であった前記注目画素の前記線形結合が、前記注目画素から見て前記所定の範囲に亘る前記線形結合の平均値に前記注目画素から見て前記所定の範囲に亘る前記線形結合の標準偏差を足して得た値よりも小さいか否かについて第2の判断をするステップと、
前記第2の判断の結果が肯定的であった注目画素から見た各周辺画素について、前記周辺画素の前記線形結合から前記注目画素の前記線形結合を減じて得た値と、前記周辺画素の前記第1原色のレベルから前記注目画素の前記第1原色のレベルを減じて得た値との積の符号が正であるか否かについて第3の判断をするステップと、
を備え、前記第1乃至3の判断の結果が全て肯定的である周辺画素を、前記所定の条件を満たす周辺画素とすることを特徴とする
請求項に記載の電子透かし検出方法
The digital watermark is embedded in a predetermined first primary color,
For each pixel of interest and each peripheral pixel in the predetermined range as viewed from the pixel of interest, a linear combination of the level of the second primary color and the level of the third primary color in which the digital watermark is not embedded is performed using a predetermined coefficient. Seeking steps,
For each target pixel, obtaining an average value and a standard deviation of the linear combination over the predetermined range as viewed from the target pixel;
For each pixel of interest, first determining whether the standard deviation of the linear combination over the predetermined range as viewed from the pixel of interest is less than a predetermined threshold;
The linear combination of the target pixels for which the result of the first determination is affirmative is the predetermined range viewed from the target pixel from the average value of the linear combinations over the predetermined range as viewed from the target pixel. The linear combination of the pixel of interest that is larger than the value obtained by subtracting the standard deviation of the linear combination over the range and the result of the first determination is affirmative is the predetermined pixel when viewed from the pixel of interest. A second determination as to whether or not the average value of the linear combination over the range is smaller than a value obtained by adding the standard deviation of the linear combination over the predetermined range as viewed from the target pixel; ,
A value obtained by subtracting the linear combination of the target pixels from the linear combination of the peripheral pixels, for each peripheral pixel viewed from the target pixel for which the result of the second determination is positive, A third determination as to whether a sign of a product of a value obtained by subtracting the first primary color level of the target pixel from the first primary color level is positive;
6. The digital watermark detection method according to claim 5 , wherein a peripheral pixel in which all of the results of the first to third determinations are positive is set as a peripheral pixel that satisfies the predetermined condition.
周波数領域において、所定の周波数成分に埋め込まれてから、逆フーリエ変換され、その後、空間領域において、原画像に加算又は減算された電子透かしを検出するための電子透かし検出装置であって、
前記原画像と前記電子透かしとが含まれる画像の前記空間領域にある各注目画素のレベルと、前記注目画素から3画素×3画素の範囲又は5画素×5画素の範囲である所定の範囲にある周辺画素のレベルを基に所定のアルゴリズムに従って求めたレベルと、の差分を算出する差分算出手段と、
前記差分を集めてなる画像データを非線形処理を介さずに前記周波数領域におけるデータに変換してから、前記電子透かしを検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし検出装置
An electronic watermark detection apparatus for detecting a digital watermark that is embedded in a predetermined frequency component in a frequency domain, and then subjected to inverse Fourier transform and then added or subtracted to an original image in a spatial domain,
The level of each target pixel in the spatial region of the image contained between the original image and the watermark, the predetermined range is a range of range or 5 pixels × 5 pixels 3 pixels × 3 pixels from the pixel of interest A difference calculating means for calculating a difference between the level obtained according to a predetermined algorithm based on the level of a certain peripheral pixel, and
Detection means for detecting the electronic watermark after converting the image data obtained by collecting the differences into data in the frequency domain without going through non-linear processing;
An electronic watermark detection apparatus comprising:
前記差分に所定の直流レベルを加算する加算手段を更に備え
前記検出手段は、前記差分に所定の直流レベルを加算してから集めてなる画像データを非線形処理を介さずに前記周波数領域におけるデータに変換してから、前記電子透かしを検出することを特徴とする
請求項に記載の電子透かし検出装置
An adding means for adding a predetermined DC level to the difference ;
It said detection means, the image data comprising collected after adding a predetermined DC level on the difference from the converted data in the frequency domain without using the non-linear process, characterized that you detect the electronic watermark The digital watermark detection apparatus according to claim 7 .
前記所定のアルゴリズムは、前記所定の範囲にある周辺画素の平均レベルを求めるアルゴリズムであることを特徴とする
請求項7又は8に記載の電子透かし検出装置
The digital watermark detection apparatus according to claim 7 , wherein the predetermined algorithm is an algorithm for obtaining an average level of surrounding pixels in the predetermined range .
前記所定のアルゴリズムは、前記所定の範囲にある周辺画素の加重平均レベルを求めるアルゴリズムであることを特徴とする
請求項乃至の何れか1項に記載の電子透かし検出装置
Wherein the predetermined algorithm, the digital watermark detection apparatus according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the algorithm for obtaining a weighted average level of the peripheral pixels in the predetermined range.
前記加重平均を求めるアルゴリズムでは、各注目画素から見て前記所定の範囲にある周辺画素の単純平均レベルに、前記注目画素から見て前記所定の範囲にある周辺画素のうちの所定の条件を満たす周辺画素のレベルと前記注目画素のレベルとの差分に所定の係数を乗じて得たレベルを加算することにより前記加重平均レベルを求めることを特徴とする
請求項10に記載の電子透かし検出装置
The weighted average algorithm seeking is the simple average level of the peripheral pixels in the predetermined range when viewed from the pixel of interest, a predetermined condition is satisfied among the peripheral pixels in the predetermined range when viewed from the pixel of interest The digital watermark detection apparatus according to claim 10 , wherein the weighted average level is obtained by adding a level obtained by multiplying a difference between a level of a peripheral pixel and the level of the target pixel by a predetermined coefficient.
前記電子透かしは、所定の第1原色に埋め込まれており、
各注目画素から見て前記所定の範囲にある各周辺画素について、所定の係数を用いて、電子透かしが埋め込まれていない第2原色のレベル及び第3原色のレベルの線形結合を求める手段と、
各注目画素について、前記注目画素から見て前記所定の範囲に亘る前記線形結合の平均値及び標準偏差を求める手段と、
各注目画素について、前記注目画素から見て前記所定の範囲に亘る前記線形結合の前記標準偏差が所定の閾値未満であるか否かについて第1の判断をする手段と、
前記第1の判断の結果が肯定的であった注目画素の前記線形結合が、前記注目画素から見て前記所定の範囲に亘る前記線形結合の平均値から前記注目画素から見て前記所定の範囲に亘る前記線形結合の標準偏差を減じて得た値よりも大きく、且つ、前記第1の判断の結果が肯定的であった前記注目画素の前記線形結合が、前記注目画素から見て前記所定の範囲に亘る前記線形結合の平均値に前記注目画素から見て前記所定の範囲に亘る前記線形結合の標準偏差を足して得た値よりも小さいか否かについて第2の判断をする手段と、
前記第2の判断の結果が肯定的であった注目画素から見た各周辺画素について、前記周辺画素の前記線形結合から前記注目画素の前記線形結合を減じて得た値と、前記周辺画素の前記第1原色のレベルから前記注目画素の前記第1原色のレベルを減じて得た値との積の符号が正であるか否かについて第3の判断をする手段と、
を備え、前記第1乃至3の判断の結果が全て肯定的である周辺画素を、前記所定の条件を満たす周辺画素とすることを特徴とする
請求項11に記載の電子透かし検出装置
The digital watermark is embedded in a predetermined first primary color,
Means for obtaining a linear combination of the level of the second primary color and the level of the third primary color in which the digital watermark is not embedded, using a predetermined coefficient for each peripheral pixel in the predetermined range as viewed from each target pixel;
Means for obtaining an average value and a standard deviation of the linear combination over the predetermined range as viewed from the target pixel for each target pixel;
Means for making a first determination as to whether or not the standard deviation of the linear combination over the predetermined range as viewed from the target pixel is less than a predetermined threshold for each target pixel;
The linear combination of the target pixels for which the result of the first determination is affirmative is the predetermined range viewed from the target pixel from the average value of the linear combinations over the predetermined range as viewed from the target pixel. The linear combination of the pixel of interest that is larger than the value obtained by subtracting the standard deviation of the linear combination over the range and the result of the first determination is affirmative is the predetermined pixel when viewed from the pixel of interest. Means for making a second determination as to whether or not the average value of the linear combination over the range is smaller than a value obtained by adding the standard deviation of the linear combination over the predetermined range as viewed from the target pixel; ,
A value obtained by subtracting the linear combination of the target pixels from the linear combination of the peripheral pixels, for each peripheral pixel viewed from the target pixel for which the result of the second determination is positive, Means for making a third determination as to whether or not a sign of a product of a value obtained by subtracting the first primary color level of the target pixel from the first primary color level is positive;
The digital watermark detection apparatus according to claim 11 , wherein a peripheral pixel in which all of the first to third determination results are affirmative is a peripheral pixel that satisfies the predetermined condition.
請求項1乃至の何れか1項に記載の電子透かし検出方法をコンピュータに実行させるための電子透かし検出プログラム。 A digital watermark detection program for causing a computer to execute the digital watermark detection method according to any one of claims 1 to 6 .
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