(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データ提供者側からスクランブル化されて提供された画像データを利用者側の装置で再生する時に、再生する画像データに電子透かし情報を埋め込むための装置であって、
画像データの全領域について画像データのビット列の一部を変換したスクランブル画像データとスクランブルの暗号を解く復号鍵とによって元の画像データを復元する逆スクランブル装置と、
画像データに情報を埋め込む電子透かし挿入装置とを備え、
前記逆スクランブル装置に前記スクランブル画像データと前記復号鍵を入力し、復号化して復号画像データを出力する復号処理と、
前記電子透かし挿入装置に前記復号画像データと埋め込む情報を入手し、電子透かしによって画像データへの情報の埋め込みを行い、情報の埋め込まれた画像データを出力する情報埋め込み処理と、
を分離不可能にした
ことを特徴とするデジタル画像への情報埋め込み装置。
【請求項２】
画像データ提供者側からスクランブル化されて提供された画像データを利用者側の装置で再生する時に、再生する画像データに電子透かし情報を埋め込むための装置であって、
画像データの全領域について画像データのビット列の一部を変換したスクランブル画像データとスクランブルの暗号を解く復号鍵とによって元の画像データを復元する逆スクランブル装置と、
画像データに情報を埋め込む電子透かし挿入装置とを備え、
前記電子透かし挿入装置に前記スクランブル画像データと埋め込む情報を入力し、電子透かしによって画像データへの情報の埋め込みを行い、情報の埋め込まれたスクランブル画像データを出力する情報埋め込み処理と、
前記逆スクランブル装置に前記情報の埋め込まれたスクランブル画像データと前記復号鍵を入力し、復号化して復号画像データを出力する復号処理と、
を分離不可能にした
ことを特徴とするデジタル画像への情報埋め込み装置。
【請求項３】
画像データ提供者側からスクランブル化されて提供された画像データを利用者側の装置で再生するときに，再生する画像データに電子透かし情報を埋め込むための装置であって、
画像データの全領域について画像データのビット列の一部を変換したスクランブル画像データの復号情報を持つ混合データを復号鍵とその他の埋め込み情報に分離する分離装置と、
分離した復号鍵と前記スクランブル画像データとから元の画像データを復元する逆スクランブル装置と、
画像データに情報を埋め込む電子透かし挿入装置とを備え，
前記分離装置に混合データを入力し、前記混合データより復号鍵と埋め込む情報とを出力する分離処理と、
前記逆スクランブル装置に前記スクランブル画像データと前記復号鍵を入力し、復号化して復号画像データを出力する復号処理と、
前記電子透かし挿入装置に前記復号画像データと埋め込む情報を入手し、電子透かしによって画像データへの情報の埋め込みを行い、情報の埋め込まれた画像データを出力する情報埋め込み処理と、
を分離不可能に構成した
ことを特徴とするデジタル画像への情報埋め込み装置。
【請求項４】
画像データ提供者側からスクランブル化されて提供された画像データを利用者側の装置で再生するときに，再生する画像データに電子透かし情報を埋め込むための装置であって、
画像データの全領域について画像データのビット列の一部を変換したスクランブル画像データの復号情報を持つ混合データを復号鍵とその他の埋め込み情報に分離する分離装置と、
分離した復号鍵と前記スクランブル画像データとから元の画像データを復元する逆スクランブル装置と、
画像データに情報を埋め込む電子透かし挿入装置とを備え、
前記分離装置に混合データを入力し、前記混合データより復号鍵と埋め込む情報とを出力する分離処理と、
前記電子透かし挿入装置に前記スクランブル画像データと埋め込む情報を入力し、電子透かしによって画像データへの情報の埋め込みを行い、情報の埋め込まれたスクランブル画像データを出力する情報埋め込み処理と、
前記逆スクランブル装置に前記情報の埋め込まれたスクランブル画像データと前記復号鍵を入力し、復号化して復号画像データを出力する復号処理と、
を分離不可能に構成した
ことを特徴とするデジタル画像への情報埋め込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，デジタル画像データへの情報の追加埋め込みを，安全かつ確実に行うためのデジタル画像への情報埋め込み装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル画像データの一部または全体の値を意図的に変化させることによって，他の情報を元画像データに埋め込む技術を電子透かしという。画像データに著作者に関する情報などを埋め込み，不正な使用や複製をしている画像に対して権利を主張することに利用される。このようなデジタル画像データへの情報埋め込み装置では，元画像に対して，付加する情報を該電子透かしによって直接埋め込む処理を施すというものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように，従来のデジタル画像データへの情報埋め込み装置を用いた場合，元画像に情報を埋め込むためには，元画像データの所有者が直接画像データに情報を埋め込む処理を行う必要がある。したがって，この方式による画像データの取り引きにおいては，画像データの提供者側は，画像を流通させる前に，付加する情報を元の画像データに埋め込む作業を完了しなくてはならない。
【０００４】
シリアルナンバーや個別のＩＤコード等の固有データの埋め込みを考えた場合，画像の提供者は一つ一つ異なる電子透かしを入れた画像データを作成し，管理して流通する必要があるため，利用できる流通手段の限定や流通コストのアップといった問題があった。
【０００５】
本発明の第一の目的は、上記問題点の解決を図り，デジタル画像データへの情報の追加埋め込みを，安全・確実にかつ簡易に行うための手段を提供することである。
【０００６】
また、通常の画像取り引きでは，  提供者は対象の画像に対し適当な画像符号化を行った後、利用者側へ配送し、利用者は受け取った画像を復号処理して閲覧する。提供者が配送する画像に対して、配送先個々の利用者に対応する異なる情報が埋め込みたい場合や、時間の経過などにより異なる情報を埋め込む必要が生じた場合には，  提供者は再び画像データへ情報の埋め込み処理を行う必要が生じる。
【０００７】
ここで、画像の配送がダウンロード型である場合は，  提供者側で新しい情報を埋め込むことはできない。また、何らかの方法で異なる情報の埋め込まれた画像データを利用者へ新たに配送することができたとしても、その都度データをネットワーク等を通じて再送信するという負荷が生じるとの問題が生じる。
【０００８】
上記のような個別情報埋め込みを提供者側で行う際、  全画像データの処理を提供者のサーバで行う必要がある。一般的に画像データへの情報の埋め込みには処理装置へ大きな負荷が生じ処理時間がかかるため、利用者からの配送要求か配送開始まで時間がかかる場合がある。しかし、利用者側で画像データを復号し画像を出力する処理を行う場合には、例えば動画像であれば、表示される動画像の一部分に対して，  逐次情報の埋め込み処理を行えば良く、前述の問題を解決することが可能になる。これが本願発明の第二の目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は，上記の目的を達成するため，画像データの配布側で電子透かし情報を埋め込むのではなく，画像データの再生側で利用者が画像を見ようとするときに電子透かし情報を埋め込む装置であって，特に第１の発明は，符号化した画像データを元の画像に復元する逆符号化装置と，該画像データに情報を埋め込む電子透かし挿入装置とを設け，該画像データより元画像を復元する際に，逆符号化装置にて復元処理を行うと同時に，電子透かし挿入装置にて情報の埋め込み処理を行うものであり，逆符号化装置にて元画像を得る段階で情報を埋め込むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の実施の形態を，図を用いて詳しく説明する。
図１は発明の実施の形態を説明する参考図である。
【００１１】
情報埋め込み装置１０は，逆符号化装置１１と電子透かし挿入装置１２とからなる。情報埋め込み装置１０において，逆符号化装置１１と電子透かし挿入装置１２による処理は，例えばＲＯＭ等に格納された分離不可能なプログラムによって実現され，それぞれ単体で作動することはなく，これらの装置間で受け渡されるデータに対して外部からの操作はできないように構成されている。
【００１２】
画像へ追加埋め込みしたい情報を電子透かし挿入装置１２へ入力し，符号化された画像データを逆符号化装置１１に入力すると，逆符号化装置１１によって画像データが逆符号化された後に，電子透かし挿入装置１２によって情報の埋め込みが行われ，電子透かしによって情報が埋め込まれた画像が出力される。
【００１３】
逆符号化装置１１と電子透かし挿入装置１２によるデータの処理を分離不可能な工程としているので，元の画像を見ようとすると，逆符号化段階で必ず情報の埋め込みが行われる。
【００１４】
図２は請求項１の発明の第２の実施の形態を説明する図である。
情報埋め込み装置２０は，逆符号化装置２１と電子透かし挿入装置２２とからなる。図１の例と同様に，逆符号化装置２１と電子透かし挿入装置２２による処理は分離不可能に構成され，それぞれ単体で作動することはなく，これらの装置間で受け渡されるデータに対して外部からの操作はできないように構成されている。すなわち，これらの装置間における途中のデータの入出力は不可能になっている。
【００１５】
符号化した画像データを，埋め込む情報と共に電子透かし挿入装置２２へ入力し，電子透かし挿入装置２２によって情報が埋め込まれた後に，逆符号化装置２１で逆符号化が行われ，電子透かしによって情報が埋め込まれた画像が出力される。
【００１６】
逆符号化装置２１と電子透かし挿入装置２２によるデータの処理を分離不可能な工程としているので，元の画像を見ようとすると，逆符号化段階で必ず情報の埋め込みが行われる。
【００１７】
図１および図２に示す逆符号化装置１１，２１と電子透かし挿入装置１２，２２とのそれぞれのデータの受け渡しは，画像すべてのデータを一括して受け渡すことも可能であるし，画像の一部分を処理するごとに受け渡すことも可能である。例えば，ＪＰＥＧ，ＭＰＥＧの逆符号化において，すべて逆符号化が行われた後にデータを受け渡してもよいし，逆ＤＣＴ変換を行う画素ブロックごとにデータを受け渡してもよい。
【００１８】
図３は請求項１乃至２の発明の第１の実施の形態を説明する図である。
情報埋め込み装置３０は，逆スクランブル装置３１と電子透かし挿入装置３２とからなる。逆スクランブル装置３１と電子透かし挿入装置３２による処理は分離不可能に構成され，それぞれ単体で作動することはなく，これらの装置間で受け渡されるデータに対して外部からの操作はできないように構成されている。
【００１９】
暗号化されたスクランブル画像データと，暗号を復号しスクランブル画像を元の画像に復元するためのスクランブル復号鍵とを逆スクランブル装置３１へ入力し，画像へ追加埋め込みしたい情報を電子透かし挿入装置３２へ入力する。逆スクランブル装置３１によって画像データが逆スクランブルされた後に，電子透かし挿入装置３２によって情報の埋め込みが行われ，電子透かしによって情報が埋め込まれた画像が出力される。
【００２０】
逆スクランブル装置３１と電子透かし挿入装置３２によるデータの処理を分離不可能な工程としているので，元の画像を見ようとすると，逆スクランブル段階で必ず情報に埋め込みが行われる。
【００２１】
図４は請求項１乃至２の第２の実施の形態を説明する図である。
情報埋め込み装置４０は，逆スクランブル装置４１と電子透かし挿入装置４２とからなる。図３の例と同様に，逆スクランブル装置４１と電子透かし挿入装置４２による処理は分離不可能に構成され，それぞれ単体で作動することはなく，これらの装置間で受け渡されるデータに対して外部からの操作はできないように構成されている。
【００２２】
暗号化されたスクランブル画像データを埋め込む情報と共に電子透かし挿入装置４２へ入力し，暗号を復号しスクランブル画像を元の画像に復元するためのスクランブル復号鍵を逆スクランブル装置４１へ入力する。電子透かし挿入装置４２によって情報が埋め込まれた後に，逆スクランブル装置４１で逆スクランブルが行われ，電子透かしによって情報が埋め込まれた画像が出力される。
【００２３】
逆スクランブル装置４１と電子透かし挿入装置４２によるデータの処理を分離不可能な工程としているので，元の画像を見ようとすると，逆スクランブル段階で必ず情報に埋め込みが行われる。
【００２４】
前述した図３および図４に示す逆スクランブル装置３１，４１と電子透かし挿入装置３２，４２とのそれぞれのデータの受け渡しは，画像すべてのデータを一括して受け渡すことも可能であるし，画像の一部分を処理するごとに受け渡すことも可能である。例えば，ＪＰＥＧ，ＭＰＥＧ画像へスクランブルを施してあるデータに対し，すべて逆スクランブル化を行った後にデータを受け渡してもよいし，ＤＣＴ変換を行っている画素ブロックごとにデータを受け渡してもよい。
【００２５】
図５は請求項３乃至４の発明の第１の実施の形態を説明する図である。
情報埋め込み装置５０は，逆スクランブル装置５１と電子透かし挿入装置５２と分離装置５３とからなる。これらによる処理は分離不可能に構成され，それぞれ単体で作動することはなく，これらの装置間で受け渡されるデータに対して外部からの操作はできないように構成されている。
【００２６】
スクランブル復号鍵と画像へ追加埋め込みしたい情報とを共に混合暗号化した混合データを分離装置５３へ入力し，スクランブル画像データを逆スクランブル装置５１へ入力する。混合データは，分離装置５３でスクランブル復号鍵と埋め込む情報とに分離され，スクランブル復号鍵は逆スクランブル装置５１へ，埋め込む情報は電子透かし挿入装置５２へ送られる。
【００２７】
逆スクランブル装置５１によって画像データが逆スクランブルされた後，電子透かし挿入装置５２によって情報の埋め込みが行われ，電子透かしによって情報が埋め込まれた画像が出力される。
【００２８】
分離装置５３と逆スクランブル装置５１と電子透かし挿入装置５２とによるデータの処理を分離不可能な工程とし，途中のデータの入出力も不可能であるため，埋め込む情報の改ざんや消去を防ぎながら，逆スクランブル段階で必ず情報の埋め込みが行われる。
【００２９】
図６は請求項３乃至４の発明の第２の実施の形態を説明する図である。
情報埋め込み装置６０は，逆スクランブル装置６１と電子透かし挿入装置６２と分離装置６３とからなる。図５の例と同様に，これらによる処理は分離不可能に構成され，それぞれ単体で作動することはなく，これらの装置間で受け渡されるデータに対して外部からの操作はできないように構成されている。
【００３０】
スクランブル復号鍵と画像へ追加埋め込みしたい情報とを共に混合暗号化した混合データを分離装置６３へ入力し，スクランブル画像データを電子透かし挿入装置６２へ入力する。混合データは，分離装置６３でスクランブル復号鍵と埋め込む情報とに分離され，スクランブル復号鍵は逆スクランブル装置６１へ，埋め込む情報は電子透かし挿入装置６２へ送られる。その後，電子透かし挿入装置６２によって情報の埋め込みが行われた後に，逆スクランブル装置６１によって画像データが逆スクランブルされ，電子透かしによって情報が埋め込まれた画像が出力される。
【００３１】
分離装置６３と電子透かし挿入装置６２と逆スクランブル装置６１とによるデータの処理を分離不可能な工程とし，途中のデータの入出力も不可能であるため，埋め込む情報の改ざんや消去を防ぎながら，逆スクランブル段階で必ず情報の埋め込みが行われる。
【００３２】
図７は請求項３乃至４の発明の第３の実施の形態を説明する図である。図５を用いて説明した実施の形態を，画像情報流通システムに応用したものである。図５の逆スクランブル装置５１，電子透かし挿入装置５２，分離装置５３を，画像を入手したいと考えている利用者側に配置するほか，スクランブル装置７１，混合装置７２，画像データ管理装置７３，鍵管理装置７４を，画像の提供者側に配置することで構成される。
【００３３】
まず，画像の提供者は元の画像をスクランブル装置７１に入力し，暗号化されたスクランブル画像データとスクランブル復号鍵とを出力する。そして，画像へ追加埋め込みしたい情報をスクランブル復号鍵と共に混合装置７２へ入力し，暗号化された混合データを出力する。スクランブル画像データは画像データ管理装置７３へ蓄積し，混合データは鍵管理装置７４へ蓄積する。
【００３４】
提供者はＣＤ−ＲＯＭ等の情報記録メディアの配布，またはインターネット，パソコン通信等のネットワークを利用して，画像データ管理装置７３から取り出したスクランブル画像データを利用者に配布し，利用者はこれらのスクランブル画像データの中から，欲しいものについて提供者側へ購入要求を行う。
【００３５】
提供者側は購入要求に応じて，鍵管理装置７４から混合データを送付し，利用者側はスクランブル画像データを逆スクランブル装置５１へ，混合データを分離装置５３へ入力する。分離装置５３により混合データはスクランブル復号鍵と埋め込む情報とに分離され，スクランブル復号鍵は逆スクランブル装置５１へ，埋め込む情報は電子透かし挿入装置５２へ送られる。
【００３６】
その後，逆スクランブル装置５１によって画像データが逆スクランブルされると共に，電子透かし挿入装置５２によって情報の埋め込みが行われ，電子透かしによって情報が埋め込まれた画像が出力される。
【００３７】
前述のように，分離装置５３と逆スクランブル装置５１と電子透かし挿入装置５２によるデータの処理を分離不可能な工程とし，途中のデータの入出力も不可能とする。このようなシステムとして用いると，利用者が混合データを購入した段階で必ず情報の埋め込みを行うことができる。
【００３８】
図８は請求項３乃至４の発明の第４の実施の形態を説明する図である。
提供者側の装置は，図７と同様に，スクランブル装置７１，混合装置７２，画像データ管理装置７３，鍵管理装置７４からなる。本実施の形態は，図７に示すシステムにおいて，利用者側に配置する装置を図６の装置に変更した構成となっている。利用者側での処理を，前述した請求項３乃至４の発明の第２の実施の形態と同様に行う。これにより，最終的に情報が埋め込まれた画像データを得ることができる。
【００３９】
図７および図８に示す提供者側の処理工程を，単一の個人または機関が行うことも，複数で行うことも可能である。例えば，スクランブル装置を用いて元画像からスクランブル画像を作製する者と，スクランブル画像データを蓄積して管理する者とが異なっていてもよい。
【００４０】
また，前述の例において，混合データを暗号化し，スクランブル復号鍵と埋め込む情報とを分離するためには，分離化鍵を必要とするようにすることも可能である。これにより，混合データに含まれる埋め込む情報を，改ざんや消去から守ることができる。この場合，分離化鍵を分離装置５３，６３内に予め保存しておくことも可能であるし，混合データの入力時に，共に分離装置５３，６３に入力することも可能である。
【００４１】
また，図５から図８に示す各実施の形態において，逆スクランブル装置５１，６１と電子透かし挿入装置５２，６２とのデータの受け渡しは，画像すべてのデータを一括して受け渡すことも可能であるし，画像の一部分を処理するごとに受け渡すことも可能である。例えば，ＪＰＥＧ，ＭＰＥＧ画像へスクランブルを施してあるデータに対し，すべて逆スクランブル化が行われた後にデータを受け渡してもよいし，ＤＣＴ変換を行っている画素ブロックごとにデータを受け渡してもよい。
【００４２】
本願発明の実施の形態で用いられるスクランブル画像データは，画像の攪乱程度が，人間の感覚において全く元の画像と見分けがつかない弱い程度のものから，全く元の画像を類推できない強い程度のものまで，自由に利用できる。
【００４３】
例えば前述した請求項３乃至４の発明の第３の実施の形態において，特願平７−４６５３号の発明に係る画像データ変換装置や，特願平８−１４３９８１号の発明に係るデジタル画像スクランブル制御装置により，画像の攪乱程度を画像の概観がわかる程度に設定したスクランブル画像を用いて，予めスクランブル画像を不特定多数の利用者に配布して購買意欲を高めつつ，購入を決定した利用者にはその時点で，スクランブル解除とともに，電子透かしによる情報の強制的な埋め込みを行うことが可能である。
【００４４】
特願平７−４６５３号に示されている画像データ変換装置は，例えば画像データをネットワーク上で流通させるような場合に，元の画像の特徴を保存したまま少ない計算量でデータ変換を行い，また逆変換のための情報なしには容易に元の画像を復元できないようにし，かつ逆変換のための情報を用いることで容易に元の画像を復元可能とすることを目的とした装置であり，デジタル符号化された画像データのビット列中の一部分を抽出し，この抽出部分以外を参照せず，かつ抽出部分以外を書き変えずに，元のデータとは別の，符号化の規則を満たす新たな値に置換する手段を設けることにより，画像データに対して，データ形式および元の画像の特徴を保存したまま画像データのビット列に対して直接変換を行い，また復元を行うものである。
【００４５】
また，特願平８−１４３９８１号に示されているデジタル画像スクランブル制御装置は，スクランブル強度の制御を少ない記述で精密かつ柔軟に行うことができるようにすることを目的としたものであり，画像上の座標をスクランブル単位の局所領域内での位置を識別する値に変換する座標変換器と，座標変換器から局所領域内での位置を識別する値を受け取り，それに対応したスクランブル単位の局所的なスクランブル強度を出力する局所的スクランブル強度設定器と，画像上の座標を入力として，その座標に対応する大域的なスクランブル強度を出力する大域的スクランブル強度設定器と，局所的スクランブル強度設定器の出力するスクランブル単位に対する局所的スクランブル強度および大域的スクランブル強度設定器の出力する大域的スクランブル強度から，画像上のスクランブル単位に対するスクランブル強度を決定し出力するスクランブル強度計算手段を備えたものである。
【００４６】
前述したどの実施の形態についても，画像に埋め込む情報にその画像の著作権の情報や画像ごとのシリアルナンバー，利用者ごとのＩＤナンバー等の固有情報を含むことで，個々の画像を特定可能にし，画像の不正な使用の摘発や，画像に対して持つ権利の証明に利用することができる。
【００４７】
また，どの実施の形態についても，元画像に対して一部の情報を予め埋め込んでおき，その後に本発明による情報の追加埋め込みを行うことも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によれば，元の画像を表示し利用するためには，必ず電子透かしによる情報埋め込みの工程を経なくてはならないので，元画像データの所有者を離れた段階であっても，画像に埋め込みたい情報を追加して埋め込むことができるという効果がある。本発明により，画像データの取り引きにおいて，画像データの提供者側は，画像を流通させる前に付加する情報を元の画像データに埋め込む作業を完了する必要はなく，全く情報の埋め込まれていない，または同一の情報のみが埋め込まれた同一の画像データを，予め自由な方法で流通させた後，利用者ごとの固有な情報を追加埋め込みすることができる。
【００４９】
このことは、その都度データをネットワーク等を通じて再送信するという負荷が生じないとの効果を奏し、また、利用者側で画像データを復号し画像を出力する処理を行う場合には、例えば動画像であれば、表示される動画像の一部分に対して，個別情報を逐次埋め込み処理と動画再生処理を平行して実行することにより、利用者からの配送要求か配送開始まで時間がかかる場合があるセンター側で個別情報を埋め込んでからダウンロードさせる方法と比較して、利用者の待ち時間を短縮可能との効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の第１の実施の形態を説明する参考図である。
【図２】発明の第２の実施の形態を説明する参考図である。
【図３】請求項１乃至２の発明の第１の実施の形態を説明する図である。
【図４】請求項１乃至２の発明の第２の実施の形態を説明する図である。
【図５】請求項３乃至４の発明の第１の実施の形態を説明する図である。
【図６】請求項３乃至４の発明の第２の実施の形態を説明する図である。
【図７】請求項３乃至４の発明の第３の実施の形態を説明する図である。
【図８】請求項３乃至４の発明の第４の実施の形態を説明する図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０，５０，６０  情報埋め込み装置
１１，２１  逆符号化装置
３１，４１，５１，６１  逆スクランブル装置
１２，２２，３２，４２，５２，６２  電子透かし挿入装置
５３，６３  分離装置
７１  スクランブル装置
７２  混合装置
７３  画像データ管理装置
７４  鍵管理装置
【図１】
0003619197.tif 000002
【図２】
0003619197.tif 000003
【図３】
0003619197.tif 000004
【図４】
0003619197.tif 000005
【図５】
0003619197.tif 000006
【図６】
0003619197.tif 000007
【図７】
0003619197.tif 000008
【図８】
0003619197.tif 000009