(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル画像へ埋め込む情報を、‘０’または‘１’の２値の数の系列として準備し、情報を埋め込もうとする画像圧縮符号化された画像の係数値に対して、２のべき乗の間隔２n（自然数の中からｎを決定）を持たせた規定値を設定し、該規定値には‘０’または‘１’のいずれかの意味を割り付ける第１の手順と、
前記画像圧縮符号化された画像の係数値に対して‘１’の情報を埋め込むときは、該係数値を１の意味を割り付けた規定値へと正規化し、‘０’の情報を埋め込むときは、該係数値を‘０’の意味を割り付けた規定値へ正規化することによって、各係数に１ビット単位で情報を記録していき、画像圧縮符号化された画像の係数値に対して、別の情報を多重化して埋め込む第２の手順と、
この第２の手順で別の情報が多重化されて埋め込まれた画像圧縮符号化された画像の係数値に対し、ｎの値によって決定される特定位置のビットの値を調べることのみによって、前記埋め込まれた情報を読み出す手順と、
を有することを特徴とするディジタル画像への情報埋め込み・読み取り方法。
【請求項２】
コンピュータが読み書き可能な記憶手段に格納した、情報を埋め込もうとする画像圧縮符号化された画像に対し、請求項１に記載のディジタル画像への情報埋め込み・読み取り方法における前記第１の手順、第２の手順、読み取り手順とを該コンピュータに実行させるプログラムを記録した、
ことを特徴とする媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル画像データへの情報の埋め込み及びその埋め込み情報の読み込みを、高速かつ確実に行うための、ディジタル画像への情報埋め込み及び読み込み技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル画像は一般に、画像のサイズやデータの格納順序といった、画像の記録形式に関する情報を持つヘッダーと、輝度や明度、彩度といった実際の画像の特徴量を符号化している係数値を、連続的に記録したデータブロックとから構成されるが、係数値には冗長性があり、係数値をわずかに変更しても、視覚的にはその変化を感知できない場合がある。これを利用して画像データの一部または全体部分の係数値を、一定のアルゴリズムに従って変更し、画像に別の情報を多重化して埋め込む技術があり、電子透かし技術や画像深層暗号と呼ばれている（文献：「画像深層暗号」、松井甲子雄著、北森出版株式会社、１９９３年）。
【０００３】
このようなディジタル画像への情報埋め込み方法では、データブロック内の各係数値をどの値へ変更するかという数値演算と、変更した値を再び画像のデータブロックに書き込む処理が何度も繰り返される。また、ＪＰＥＧ，ＭＰＥＧなどの圧縮符号化された画像データに対して情報を埋め込む場合は、データを一度復号した後、復号されたデータの係数値を変更して情報を埋め込み、再び符号化を行う処理が必要であり、さらに埋め込み過程で変更した画像データが、再符号化の際に、画像の符号化規則を逸脱していないかを判定する必要があるなど、複雑な数値の演算処理が必要になっている。
【０００４】
また、上記のディジタル画像への情報埋め込み方法によって埋め込まれた情報を読み込む際は、画像データに符号化や復号化するといった処理を施して、情報が埋め込まれたときの状態に戻す必要があり、煩雑な数値の演算処理が行われる。
【０００５】
【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への情報埋め込み及び読み込み方法では、画像データへ情報を埋め込む、または読み込むためには、煩雑な数値演算とデータ変更の処理を行う必要があり、情報処理能力の高い装置を用いないと、情報の埋め込みに多くの時間を要するいう問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点の解決を図り、ディジタル画像への情報の埋め込み及び読み込みを、簡易な装置によって高速に行うための方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み・読み取り方法は、画像へ埋め込む情報を‘０’または‘１’の２値の数の系列として準備し、情報を埋め込もうとする画像圧縮符号化された画像の係数値に対して、２のべき乗の間隔２n（自然数の中からｎを決定）を持たせた規定値、例えば２n-1（２ｊ−１）（ｊは任意の自然数）で表わされる値を設定し、規定値には‘０’または‘１’のいずれかの意味を割り付け、画像圧縮符号化された画像の係数値に対して‘１’の情報を埋め込むときは、該係数値を１の意味を割り付けた規定値へと正規化し、‘０’の情報を埋め込むときは、該係数値を‘０’の意味を割り付けた規定値へ正規化することによって、各係数に１ビット単位で情報を記録していき、画像圧縮符号化された画像の係数値に対して別の情報を多重化して埋め込み、別の情報が多重化されて埋め込まれた画像圧縮符号化された画像の係数値に対し、ｎの値によって決定される特定位置のビットの値を調べることのみによって、前記埋め込まれた情報を読み出すことを特徴とする。
【０００８】
また、コンピュータが読み書き可能な記憶手段に格納した、情報を埋め込もうとする画像圧縮符号化された画像に対し、上記のディジタル画像への情報埋め込み・読み取り方法における各手順を該コンピュータに実行させるプログラムをコンピュータが読み取り可能な媒体に記録することを特徴とする。
【００１１】
本発明では、情報を埋め込む際、情報を埋め込もうとする画像圧縮符号化された画像の係数に対して、２のべき乗２nの間隔で規定値を設け、係数値を該規定値に変更する方法により、２進数の性質から、係数の特定ビットの反転操作によって、情報埋め込み前の係数の値を目的の規定値へ変更することを可能にしている。一方、画像へ埋め込む情報も‘０’または‘１’の２値の数の系列として準備し、１ビット単位で繰り返し記録してゆくことにより、埋め込む情報に応じた規定値の選択を、上述の２進数のビット操作過程の中で効率的に行うことができる。従って、画像圧縮符号化された画像への情報埋め込みのための、画像データの係数の規定値への変更が、各係数値の２進数表現でのビット操作のみによって実現可能であり、同時に、埋め込まれた情報の読み込みも、特定のビット値を読み取る処理のみで実行でき、本発明の目的である、ディジタル画像への情報の埋め込み及び読み込みを、簡易な装置によって高速に行うことができるようになる。
【００１２】
【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。
【００１３】
図１，図２は、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第１の実施の形態を説明する図であって、ディジタル画像データの係数に対して、他の情報を多重化して埋め込む方法を説明するものである。
【００１４】
ディジタル画像を符号化している各係数値に対して、まず等間隔で規定値を設定し、各々の規定値に‘０’または‘１’という値を交互に割り付ける。規定値を設定する際は、規定値の間隔２ｎの２ｎ−１（２ｊ−１）−ｆ（ｊ＝１，２，３，４，…）で表わされる値として、自然数の中から任意のｎと、‘０’か‘１’の１ビットの値をもつ定数ｆを決定する。図１の例ではｆ＝０にして規定値を２ｎ−１（２ｊ−１）（ｊ＝１，２，３，４，…）とし、図２の例ではｆ＝１にして２ｎ−１（２ｊ−１）−１（ｊ＝１，２，３，４，…）とし、ｊが奇数のときは‘０’という値を割り付け、ｊが偶数のときは‘１’という値を割り付けている。係数に‘０’という情報を埋め込みたいときは、係数値に関わらず値を全て際近接の‘０’を割り当てた規定値に変更し、‘１’という情報を埋め込みたいときは、値を全て際近接の‘１’を割り当てた規定値に変更することで値を正規化する。
【００１５】
例えば、２ｎ−１（２ｊ−１）から２ｎ−１（２ｊ＋１）−１を領域ｊ（ただし０から２ｎ−１までは領域１に含める）とすると、ｊが奇数のとき、領域ｊ内の値に対して、図１の例では、‘０’という情報を埋め込みたいときは、係数値を全て規定値２ｎ−１（２ｊ−１）に変更し、‘１’という情報を埋め込みたいときは、全て規定値２ｎ−１（２ｊ＋１）に変更し、図２の例では、‘０’という情報を埋め込みたいときは、係数値を全て規定値２ｎ−１（２ｊ−１）−１に変更し、‘１’という情報を埋め込みたいときは、全て規定値２ｎ−１（２ｊ＋１）−１に変更する。ｊが偶数のときは、図１，図２どちらの例も、‘０’を埋め込むときと‘１’を埋め込むときの規定値を逆にする。上記手順を、ディジタル画像の情報を埋め込もうとする任意の係数に対して行い、１ビットの情報埋め込みが完了する。
【００１６】
ディジタル画像へ埋め込む情報は、文字情報なら文字コードに、音声情報や画像は符号化した係数に変換するなどの処理を行って２進数に変換し、‘０’または‘１’の値をもつ１ビット情報の系列にする。ディジタル画像の係数に、１ビットの情報を記録する処理を繰り返し、準備した情報をすべて埋め込んでいく。
【００１７】
図３は、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第２の実施の形態を説明する図であって、ディジタル画像データの係数のひとつに、１ビットの情報を実際に埋め込む際の、係数値を変更する処理を説明するものである。図中、〜ａはビット値ａの補数を示す。例えば、〜０＝１，〜１＝０である。
【００１８】
情報の埋め込みを行う各係数値に対して、まず規定値の間隔を２ｎで表わされる値から任意の自然数ｎの値を選ぶことで決定する。また、‘０’か‘１’の値をもつ１ビットの定数ｆの値を決定する。情報を埋め込む前の係数値をｈｏｒｇとし、ｈｏｒｇを２進数表現で表わしたときの総桁数をＮ、各ビットの値を下位から順にｂ１，ｂ２…ｂＮ、それらのビット系列をＨｏｒｇとする。また、２進数の数列として準備した、埋め込み情報の１ビットをｉ、ｈｏｒｇを正規化した規定値をｈｒｅｇとし、ｈｒｅｇを２進数表現で表わしたときのビット系列をＨｒｅｇとする。図３の中段のビット系列Ｈｏｒｇを、下段に示したＨｒｅｇのように変更する。ｎ＋２ビット目からＮビット目までのビット値はそのままにし、‘０’という情報を埋め込むときは、ｎ＋１ビット目の値ｂｎ＋１を０に（ｂｎ＋１＝０）、‘１’という情報を埋め込むときは１に（ｂｎ＋１＝１）変更し、ｎビット目の値ｂｎをｆの補数（〜ｆ）に、それ以下のビットはすべてｆの値にする。ただし、Ｎ＜ｎ＋１の場合は情報の埋め込みを行わないものとし、ｎ＝１の場合はｎ−１ビットより下位のビット変更を行わないものとする。
【００１９】
上記の方法によってｈｏｒｇを、実際の値を意識することなく、必要な部分のビット操作のみを行うことによって、規定値；
ｈｒｅｇ＝２Ｎ−１ｂＮ＋２Ｎ−２ｂＮ−１＋…＋２ｎ＋１ｂｎ＋２＋２ｎｉ＋２ｎ−１（〜ｆ）＋２ｎ−２ｆ＋２ｎ−３ｆ＋…＋２０ｆ
へ正規化することができる。このように正規化された規定値ｈｒｅｇは、２ｎ−１（２ｊ−１）−ｆ（ｊ＝１，２，３，４，…）の値をとり、上述した、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第１の実施の形態と同様の効果を持つ。
【００２０】
また、ディジタル画像を符号化している各係数値が、２進数表現で最上位ビットに符号ビットをもつ符号つき係数である場合、上述した、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第１の実施の形態で、１ビットの情報を実際に埋め込む際の係数の変更処理手順において、係数の符号ビットを無視し、その他のＮ−１桁のビットを係数値として、係数変更の処理を行うことで、情報埋め込みによる符号の反転を避けつつ、情報の埋め込みを行うことが可能である。
【００２１】
図４は、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第３の実施の形態を説明する図であって、画像圧縮符号化方式であるＪＰＥＧ形式の画像データの係数の付加ビット値に、１ビットの情報を実際に埋め込む際の、付加ビット値の変更処理を説明するものである。
【００２２】
ＪＰＥＧ方式では、画像を二次元離散コサイン変換で周波数成分に分解し、これを直列化したあとさらに圧縮符号化を行って、値が０でない周波数成分の値は、可変長符号と付加ビットと呼ばれる２進数の組で表現され、この可変長符号と付加ビットの組が、画像のデータブロックに連続して記録されている。付加ビットの部分は、規定されたビット数で任意のビットの組み合わせが許されることから、付加ビットのビット操作を行うことで、ＪＰＥＧの符号化規則を守りながら、データの変更を行うことができる。付加ビット値は、最上位ビットが符号を表わし、最上位ビットが０のときは、付加ビットを全ビット反転した数字列が表わす２進数の値を負にした値になる。
【００２３】
付加ビット値へ情報を埋め込む際は、まず情報の埋め込む係数の付加ビット値に対し、規定値間隔を２ｎで表わされる値から任意の自然数ｎの値を選ぶことで決定する。また、‘０’か‘１’の値をもつ１ビットの定数ｆの値も決定する。情報を埋め込む前の付加ビット値をｈｏｒｇとし、ｈｏｒｇを２進数表現で表したときの総桁数をＮ、最上位のビットをｔ、各ビットの値を下位から順にｂ１，ｂ２…ｂＮ−１，ｔ、それらビット系列をＨｏｒｇとする。また、２進数の数列として準備した、埋め込み情報の１ビットをｉとし、ｈｏｒｇを正規化する規定値をｈｒｅｇ、ｈｒｅｇを２進数表現で表わしたときの各ビット系列をＨｒｅｇとする。
【００２４】
図４に示めしたように、中段のビット系列Ｈｏｒｇを、下段のビット系列Ｈｒｅｇのように変更することで、付加ビット値に対しても情報の埋め込みを行うことができる。ｎ＋２ビット目からＮビット目までのビット値はそのままにし、‘０’という情報を埋め込むときは、ｎ＋１ビット目の値ｂｎ＋１を０に（ｂｎ＋１＝０）、‘１’という情報を埋め込むときは１に（ｂｎ＋１＝１）変更し、ｎビット目の値ｂｎをｆの補数（〜ｆ）に、それ以下のビットはすべてｆの値にする。Ｎ＜ｎ＋２の場合は情報の埋め込みを行わないものとし、ｎ＝１の場合はｎ−１ビットより下位のビット変更を行わないものとする。上記の方法によって、付加ビット値を、実際の値を意識することなく、必要な部分のビット操作のみを行うことによって、２ｎ間隔の規定値；
0003597970.tif 000002
へ正規化することができる。
【００２５】
図５，６は、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第４の実施の形態を説明する図であって、画像圧縮符号化方式であるＪＰＥＧ方式によって符号化した、ディジタル画像データの係数に対して、他の情報を多重化して埋め込む方法を説明するものである。
【００２６】
ＪＰＥＧ形式の画像データの係数の付加ビット値に対して、まず等間隔で規定値を設定し、各々の規定値に‘０’または‘１’という値を交互に割り付ける。規定値を設定する際は、２ｎ間隔の±［２ｎ−１（２ｊ−１）−ｆ］とし、自然数の中から任意のｎと、‘０’または‘１’の１ビットの値をもつ定数ｆを決定することで規定値の間隔を設定する。ただし、付加ビットの総桁数をＮとしたとき、ｊはｊ≧２Ｎ−（ｎ＋１）＋１を満たす整数である。各既定値には、ｊが奇数のときは‘０’という値を割り付け、ｊが偶数のときは‘１’という値を割り付けている。係数に‘０’という情報を埋め込みたいときは、付加ビット値に関わらず値を全て際近接の‘０’を割り当てた規定値に変更し、‘１’という情報を埋め込みたいときは、値を全て際近接の‘１’を割り当てた規定値に変更することで値を正規化する。例えば正の付加ビット値に対し、２ｎ−１（２ｊ−１）から２ｎ−１（２ｊ＋１）−１を領域ｊ（ただしｊはｊ≧２Ｎ−（ｎ＋１）＋１を満たす整数で、２Ｎ−１から２ｎ−１（２Ｎ−ｎ＋１）−１は領域２Ｎ−ｎ−１＋１に含める）を設定する。
【００２７】
図５（ａ），（ｂ）は、規定値をｆ＝０とした例であって、ｊが奇数であるとき、領域ｊ内の値に対して‘０’という情報を埋め込みたいときは、係数値を全て規定値２ｎ−１（２ｊ−１）に変更し、‘１’という情報を埋め込みたいときは、全て規定値２ｎ−１（２ｊ＋１）に変更する。図６（ａ），（ｂ）は規定値をｆ＝１とした例であって、ｊが奇数であるとき、領域ｊ内の値に対して‘０’という情報を埋め込みたいときは、係数値を全て規定値２ｎ−１（２ｊ−１）−１に変更し、‘１’という情報を埋め込みたいときは、全て規定値２ｎ−１（２ｊ＋１）−１に変更する。ｊが偶数のときは、図５，図６どちらの例も、‘０’を埋め込むときと‘１’を埋め込むときの規定値を逆にする。負の付加ビット値に対しては、−２ｎ−１（２ｊ−１）から−［２ｎ−１（２ｊ＋１）−１］を領域ｊ’（ただしｊはｊ≧２Ｎ−（ｎ＋１）＋１を満たす整数で、−２Ｎ−１から−［２ｎ−１（２Ｎ−ｎ＋１）−１］は領域［２Ｎ−ｎ−１＋１］’に含める）として、上記の正の付加ビットへの情報埋め込み例で、規定値にすべて負の符号をつけた値とすることで同様に説明される。上記手順を、ＪＰＥＧ方式によって符号化したディジタル画像データの、情報を埋め込もうとする任意の係数の付加ビットに対して行い、１ビットの情報埋め込みが完了する。
【００２８】
ディジタル画像へ埋め込む情報は、文字情報なら文字コードに、音声情報や画像は符号化した係数に変換するなどの処理を行って２進数に変換し、‘０’または‘１’の値をもつ１ビット情報の系列にする。ディジタル画像の係数に、１ビットの情報を記録する処理を繰り返し、準備した情報をすべて埋め込んでいく。
【００２９】
図７は、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第５の実施の形態を説明する図であって、画像圧縮符号化方式であるＪＰＥＧ形式の画像データの係数の付加ビット値に、１ビットの情報を実際に埋め込む際の、付加ビット値の変更処理を説明するものである。図中、○印付きの＋記号は排他的論理和を表す。以下、本説明中では○印付きの＋記号を（＋）と略記する。例えば、ａ（＋）ｂは、ビット値ａとビット値ｂの排他的論理和を示し、以下のようになる。
【００３０】
ａ  ｂ    ａ（＋）ｂ
０  ０  →    ０
０  １  →    １
１  ０  →    １
１  １  →    ０
情報の埋め込みを行うＪＰＥＧ形式の画像データの係数の付加ビット値に対し、規定値間隔を２ｎで表わされる値から任意の自然数ｎの値を選ぶことで決定する。また、‘０’か‘１’の値をもつ１ビットの定数ｆの値を決定する。情報を埋め込む前の係数の付加ビット値をｈｏｒｇとし、ｈｏｒｇを２進数表現で表したときの総桁数をＮ、最上位のビットをｔ、各ビットの値を下位から順にｂ１，ｂ２…ｂＮ−１，ｔ、それらビット系列をＨｏｒｇとする。また、２進数の数列として準備した、埋め込み情報の１ビットをｉとし、ｈｏｒｇを正規化する規定値をｈｒｅｇ、ｈｒｅｇを２進数表現で表わしたときの各ビット系列をＨｒｅｇとする。
【００３１】
図７の中段のビット系列Ｈｏｒｇを、下段に示したＨｒｅｇのように変更する。まずｎ＋２ビット目からＮビット目までのビット値はそのままにして、ｎビット目の値ｂｎは最上位ビットの値ｔと定数ｆの排他的論理和（ｔ（＋）ｆ）にし、ｂｎ−１より下位のビットはすべてｔとｆの排他的論理和の補数値（〜ｔ（＋）ｆ）へ変更する。ｎ＋１ビット目はｉとｔの排他的論理和の補数（〜ｔ（＋）ｉ）とする。これはｔが１のときはｂｎ＋１＝ｉで、ｔが０のときはｂｎ＋１＝〜ｉ（ｉの補数）とする処理を、簡潔に行うための手段である。Ｎ＜ｎ＋２の場合は情報の埋め込みを行わないものとし、ｎ＝１の場合はｎ−１ビットより下位のビット変更を行わないものとする。
【００３２】
上記の方法によってｈｏｒｇを、実際の値を意識することなく、必要な部分のビット操作のみを行うことによって、規定値；
0003597970.tif 000003
へ正規化することができる。このようにして正規化された規定値ｈｒｅｇは、±［２ｎ−１（２ｊ−１）−ｆ］（ｊ≧２Ｎ−（ｎ＋１）＋１を満たす整数）の値をとり、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第４の実施の形態と同様の効果をもつ。
【００３３】
上記本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第５の実施の形態による情報の埋め込みは、付加ビットに設定される規定値が正負対称になるため、全ビットを反転させることで、付加ビット値の正負を反転させるような、例えば画像のスクランブルのような処理を行っても、埋め込んだ情報を正確に読み取ることができる。
【００３４】
以上で説明したディジタル画像への情報埋め込み方法は、上記した埋め込み方法の手順をプログラムとして、コンピュータが読み取り可能な媒体に記録することができる。コンピュータは、あらかじめコンピュータが読み書き可能なメモリ等の記憶手段に格納された、情報を埋め込もうとするディジタル画像に対し、上記媒体からその埋め込み手順を示すプログラムを読み出して実行することで、該ディジタル画像に該情報を多重化して埋め込むことができる。このようにして作成された情報の埋め込まれたディジタル画像は、例えば他のコンピュータ等で利用するために、そのコンピュータ等で読み出し可能な媒体に記録することができる。
【００３５】
以上の本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の実施の形態によって埋め込んだ情報を読み出す際は、画像データの情報が埋め込まれた係数値を読み出して、その値が‘０’の意味を持たせた規定値か、‘１’の意味を持たせた規定値かによって、埋め込まれた１ビットの情報を復元する。
【００３６】
ノイズや故意の改竄によって画像の一部が乱れ、画像データの情報を埋め込んだ係数値が、正規化した規定値からずれることもある。情報が埋め込まれた規定値であるはずの係数値が、規定値以外の値であった場合、その係数値が規定値間隔の１／２の値より小さい値の変動、つまり±（２ｎ−１−１）以下なら、一番近い規定値とみなすことで画像データの劣化等に対応することもできる。規定値の間隔が広いほど、埋め込まれた情報が破壊されるのを防ぐ事はできるが、情報を埋め込む各々の係数値を規定値に正規化するために、値を大きく変化する必要が生じ、画像として見たときの視覚的変化が大きく出てしまう。本発明による情報埋め込み方式では、ｎの値を決定することで、規定値の幅を２のべき乗２ｎで任意に変更することが可能である。
【００３７】
図８は、本発明によるディジタル画像への埋め込み情報の読み取り方法の第１の実施の形態を説明する図であって、ディジタル画像データの係数に対して、多重化して埋め込んだ他の情報を読み出す方法を説明するものである。
【００３８】
前述した、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第１及び第２の実施の形態のように、２ｎ間隔の規定値２ｎ−１（２ｊ−１）−ｆ（ｎは情報の埋め込み時に決定した自然数、ｆは情報の埋め込み時に決定した‘０’または‘１’の１ビットの数、ｊは任意の自然数）に正規化され、１ビットの２進数情報が埋め込まれた画像データの各々の係数値をｈｒｅｇとし、ｈｒｅｇを２進数表現で表わしたときの総桁数をＮ、各ビットの値を下位から順にｂ１，ｂ２…ｂＮ、それらのビット系列をＨｒｅｇとする。情報が埋め込まれた係数ｈｒｅｇの下位ｎビットのみを取り出し、２進数の値として考えると、その値は２ｎ−１（ｆ＝０のとき）または２ｎ−１−１（ｆ＝１のとき）であり、２ｎ−１−１以下の加算、減算によって得られる解は、０から２ｎ−１の範囲に収まる。したがって、ｈｒｅｇが何らかの理由で規定値から変動した場合であっても、±（２ｎ−１−１）以下の変動であれば、ビット単位の変動はｂ１…ｂｎ内の変化のみで収まり、下位ｎ＋１ビット目のビット値ｂｎ＋１を読み取ることで、その値を係数に埋め込まれた１ビットの情報として得ることができる。
【００３９】
画像データに埋め込まれた情報は、得られた１ビットの情報を、例えば８ビット単位でまとめて文字コードとみなし、文字情報に変換する等の処理によって、情報を埋め込み時の状態に再構成することで得られる。
【００４０】
ｈｒｅｇに埋め込まれた１ビットの情報は、ｈｒｅｇ自体の値を考慮する必要はなく、Ｈｒｅｇのうち特定の１ビット値を調べることで得ることができる。
【００４１】
ディジタル画像データの係数が、最上位ビットに符号ビットを持つ符号付きの係数であっても、上記方法にて情報の読み出しが行える。また、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第３の実施の形態によって情報が埋め込まれた、画像圧縮符号化方式であるＪＰＥＧ方式によって符号化した、ディジタル画像データの係数の付加ビット値からも、上記方法にて情報の読み出しが行える。
【００４２】
図９は、本発明によるディジタル画像への埋め込み情報の読み取り方法の第２の実施の形態を説明する図であって、画像圧縮符号化方式であるＪＰＥＧ方式によって符号化した、ディジタル画像データの係数に対して、多重化して埋め込んだ他の情報を読み出す方法を説明するものである。
【００４３】
前述した、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第４及び第５の実施の形態のように、ＪＰＥＧ形式の画像データの付加ビット値に対し、間隔２ｎの規定値±［２ｎ−１（２ｊ−１）−ｆ］（ｎは情報の埋め込み時に決定した自然数、ｆは情報の埋め込み時に決定した‘０’または‘１’の１ビットの数、ｊは付加ビットの総桁数をＮとして、ｊ≧２Ｎ−（ｎ＋１）＋１を満たす整数）を設け、該規定値に正規化した、１ビットの２進数情報が埋め込まれた付加ビットの値をｈｒｅｇとし、ｈｒｅｇを２進数表現で表わしたときの総桁数をＮ、最上位のビットをｔ、各ビットの値を下位から順にｂ１，ｂ２…ｂＮ−１，ｔ、それらビット系列をＨｒｅｇとする。情報が埋め込まれた係数ｈｒｅｇの下位ｎビットのみを取り出し、２進数の値として考えると、その値は２ｎ−１または２ｎ−１−１であり、２ｎ−１−１以下の加算、減算によって得られる解は、０から２ｎ−１の範囲に収まるため、ｈｒｅｇが何らかの理由で規定値から変動した場合であっても、±（２ｎ−１−１）以下の変動であれば、ビット単位の変動はｂ１…ｂｎ内の変化のみで収まり、下位ｎ＋１ビット目のビット値ｂｎ＋１より上位のビットには変動がない。したがって、±（２ｎ−１−１）以下の変動があったｈｒｅｇであっても、ｈｒｅｇの最上位ビットのビット値ｔと下位ｎ＋１ビット目のビット値ｂｎ＋１の排他的論理和の補数（〜ｔ（＋）ｂｎ＋１）を、係数に埋め込まれた１ビットの情報として得ることができる。
【００４４】
画像データに埋め込まれた情報は、得られた１ビットの情報を、例えば、８ビット単位でまとめて文字コードみなし、文字情報に変換する等の処理によって、情報を埋め込み時の状態に再構成することで得られる。
【００４５】
ｈｒｅｇに埋め込まれた１ビットの情報は、ｈｒｅｇ自体の値に関わらず、Ｈｒｅｇのうちビットｂｎ＋１の値と、最上位ビットｔの値を調べることで得ることができる。
【００４６】
以上で説明したディジタル画像への埋め込み情報の読み取り方法は、上記した読み取り方法の手順をプログラムとして、コンピュータが読み取り可能な媒体に記録することができる。コンピュータは、あらかじめ、そのコンピュータが読み書き可能なメモリ等の記憶手段に格納した、別の情報が多重化されて埋め込まれたディジタル画像に対し、上記媒体からその読み取り方法の手順を示すプログラムを読み出して実行することで、該ディジタル画像に多重化して埋め込まれた情報を読み取ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ディジタル画像データへ他の情報を多重化して埋め込む処理及び読み込む処理が、少量の単純なビット演算のみによって実現でき、簡易な装置によって、ディジタル画像データへ高速に情報を多重化して埋め込むこと、及び画像データに埋め込まれた情報を読み込むことができるという効果がある。また、符号化されたディジタル画像データにおいても、逆符号化処理を行うことなく、符号化規則を守りながら、高速な情報の埋め込み及び読み込みが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第１の実施の形態を説明する図（その１）であって、ディジタル画像データの係数に対して、他の情報を多重化して埋め込む方法を説明するものである。
【図２】上記第１の実施の形態を説明する図（その２）であって、ディジタル画像データの係数に対して、他の情報を多重化して埋め込む方法を説明するものである。
【図３】本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第２の実施の形態を説明する図であって、ディジタル画像データの係数のひとつに、１ビットの情報を実際に埋め込む際の、係数値を変更する処理を説明するものである。
【図４】本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第３の実施の形態を説明する図であって、画像圧縮符号化方式であるＪＰＥＧ形式の画像データの係数の付加ビット値に、１ビットの情報を実際に埋め込む際の、付加ビット値の変更処理を説明するものである。
【図５】（ａ），（ｂ）は、本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第４の実施の形態を説明する図（その１）であって、画像圧縮符号化方式であるＪＰＥＧ方式によって符号化した、ディジタル画像データの係数に対して、他の情報を多重化して埋め込む方法を説明するものである。
【図６】（ａ），（ｂ）は、上記第４の実施の形態を説明する図（その２）であって、画像圧縮符号化方式であるＪＰＥＧ方式によって符号化した、ディジタル画像データの係数に対して、他の情報を多重化して埋め込む方法を説明するものである。
【図７】本発明によるディジタル画像への情報埋め込み方法の第５の実施の形態を説明する図であって、画像圧縮符号化方式であるＪＰＥＧ形式の画像データの係数の付加ビット値に、１ビットの情報を実際に埋め込む際の、付加ビット値の変更処理を説明するものである。
【図８】本発明によるディジタル画像への埋め込み情報の読み取り方法の第１の実施の形態を説明する図であって、ディジタル画像データの係数に対して、多重化して埋め込んだ他の情報を読み出す方法を説明するものである。
【図９】本発明によるディジタル画像への埋め込み情報の読み取り方法の第２の実施の形態を説明する図であって、画像圧縮符号化方式であるＪＰＥＧ方式によって符号化した、ディジタル画像データの係数に対して、多重化して埋め込んだ他の情報を読み出す方法を説明するものである。
【図１】
0003597970.tif 000004
【図２】
0003597970.tif 000005
【図３】
0003597970.tif 000006
【図４】
0003597970.tif 000007
【図５】
0003597970.tif 000008
【図６】
0003597970.tif 000009
【図７】
0003597970.tif 000010
【図８】
0003597970.tif 000011
【図９】
0003597970.tif 000012