(57)【要約】【課題】  正当な利用者の利用時には、完全に除去することが可能な可視電子透かしを埋め込み、かつ、第三者が可視電子透かしを容易に除去することが困難な電子透かしの埋め込み方法を提供する。【解決手段】  第１フレームから第ＮフレームのＮ個のフレーム画像で構成される原動画に対して（ａ）、電子透かしとして埋め込むべき識別画像を埋め込むと共に、第１フレームについては、識別画像を埋め込まないものを識別画像を再現するための情報として添付し、透かし入り原動画を得る（ｂ）。電子透かしを除去する場合は、透かし入り原動画の透かし無し第１フレームと透かし有り第１フレームの差分を算出して識別画像を得て、この識別画像を各フレーム画像から減算することにより、原動画を得る（ａ）。【選択図】  図４
2006050135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像に対して電子透かしとして埋め込むべき識別情報を準備し、それを基に前記原画像のサイズに対応した識別画像を作成する識別画像作成段階と、
前記原画像の各画素の値に対して、前記識別画像内の対応する画素の値を加算することにより、前記原画像に電子透かしを埋め込んだ透かし入り画像を得る埋め込み処理実行段階と、
前記透かし入り画像から前記原画像を復元するために必要な前記識別画像を利用者側で作成するための識別情報を前記透かし入り画像に添付する識別情報添付段階と、
を有することを特徴とする電子透かしの埋め込み方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記識別情報は、文字コードの形式になっており、
前記識別画像作成段階は、あらかじめ準備した文字フォントを用いて、前記文字コードを０と１２８の値をもつニ値の識別画像に変換し、さらに当該ニ値の識別画像のエッジをぼかす平滑化フィルタ処理を施すことにより０から２５５の範囲で最大２５６階調をもつ多値の識別画像を作成するものであることを特徴とする電子透かしの埋め込み方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記原画像は、Ｒ・Ｇ・Ｂ３つのプレーンで構成され、各々０から２５５の値をもつ２５６階調の画像であり、前記識別画像は０から２５５の値をもつモノクロ画像である場合、前記埋め込み処理実行段階は、前記３つのプレーンに対して同一の識別画像を用いて３回加算処理を行い、各画素が８ビットを超えるケタあふれが生じた場合は、あふれ分を無視した値とすることを特徴とする電子透かしの埋め込み方法。
【請求項４】
原動画を構成する各原フレーム画像に対して、電子透かしを埋め込む方法であって、
電子透かしとして埋め込むべき識別情報を準備し、それを基に前記原フレーム画像のサイズに対応した識別画像を作成する識別画像作成段階と、
前記原フレーム画像の各画素の値に対して、前記識別画像内の対応する画素の値を加算することにより、前記原フレーム画像に電子透かしを埋め込んだ透かし入りフレーム画像を得る埋め込み処理実行段階と、
前記透かし入りフレーム画像から前記原フレーム画像を復元するために必要な前記識別画像を利用者側で作成するための識別画像再現情報として、前記動画を構成する原フレーム画像のうち特定の原フレーム画像を透かし入りフレーム画像で構成される透かし入り動画に添付する再現情報添付段階と、
を有することを特徴とする電子透かしの埋め込み方法。
【請求項５】
複数の原フレーム画像で構成される原動画に対して、電子透かしを埋め込む方法であって、
電子透かしとして埋め込むべき識別情報を準備し、当該識別情報を基に第１の値と第２の値をとるニ値の識別画像を作成する識別画像作成段階と、
前記各原フレーム画像の画素の中で、対応する前記識別画像の画素値が第１の値である画素群に対して、空間的に同一箇所の隣接原フレーム画像の画素群の値に置換することにより、前記原フレーム画像に電子透かしを埋め込んだ透かし入りフレーム画像を得る埋め込み処理実行段階と、
前記透かし入りフレーム画像から前記原フレーム画像を復元するために必要な前記識別画像を利用者側で作成するための識別情報を前記透かし入り動画に添付する識別情報添付段階と、
を有することを特徴とする電子透かしの埋め込み方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記識別情報は文字コードの形式になっており、前記識別画像作成段階は、あらかじめ準備した文字フォントを用いて、前記文字コードを第１の値と第２の値をとるニ値の識別画像に変換し、前記識別情報添付段階で前記識別情報として前記文字コードを前記透かし入り動画に添付することを特徴とする電子透かしの埋め込み方法。
【請求項７】
請求項５において、
前記原フレーム画像はＲＧＢの３つのプレーンで構成されている場合、前記埋め込み処理実行段階は、前記３つのプレーンに対して、同一箇所の３つの画素群を、隣接原フレーム画像の対応する３つのプレーンの３つの画素群と置換する処理を行うことを特徴とする電子透かしの埋め込み方法。
【請求項８】
請求項５において、
前記原フレーム画像がロッシー符号化方式で圧縮されており、
前記識別画像作成段階は、前記ロッシー符号化方式の仕様に従って、所定の個数の画素が符号化されて得られる符号化ブロック数と同数の画素を有するニ値画像を識別画像として作成し、
前記埋め込み処理実行段階は、前記符号化ブロックを１画素とみなして、前記原フレーム画像に電子透かしを埋め込んだ透かし入りフレーム画像を得るものであることを特徴とする電子透かしの埋め込み方法。
【請求項９】
請求項１または請求項５において、
前記識別画像再現情報が添付された透かし入り画像又は透かし入り動画に対して、さらに、当該透かし入り画像又は当該透かし入り動画を復元可能なロスレス符号化を施すことを特徴とする電子透かしの埋め込み方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに基づく、電子透かしの埋め込み方法により得られた透かし入り画像又は透かし入り動画を収納した記録媒体。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれかに基づく、電子透かしの埋め込み方法により得られた透かし入り画像又は透かし入り動画をネットワーク等で伝送することを特徴とする透かし入り画像又は透かし入り動画の伝送方法。
【請求項１２】
原画像に対して電子透かしを埋め込むことにより得られた透かし入り画像に前記電子透かしとして埋め込んだ識別情報を読み込み、それを基に前記原画像のサイズに対応した識別画像を作成する識別画像作成段階と、
前記透かし入り画像の各画素の値に対して、前記識別画像内の対応する画素の値を加算することにより、前記透かし入り画像から電子透かしを除去した原画像を得る透かし除去実行段階と、
を有することを特徴とする電子透かしの除去方法。
【請求項１３】
原動画を構成する各原フレーム画像に対して、電子透かしを埋め込んだ透かし入り動画から電子透かしを除去する方法であって、
透かし入り動画を構成するフレームのうち、電子透かしが埋め込まれていない特定のフレーム画像と、当該特定のフレーム画像について電子透かしが埋め込まれたフレーム画像との差分処理により識別画像を作成する識別画像作成段階と、
前記透かし入り動画を構成する各透かし入りフレーム画像の各画素の値に対して、前記識別画像内の対応する画素の値を加算することにより、前記透かし入り画像から電子透かしを除去した原画像を得る透かし除去実行段階と、
を有することを特徴とする電子透かしの除去方法。
【請求項１４】
複数の原フレーム画像で構成される原動画に対して、電子透かしを埋め込んだ透かし入り動画から電子透かしを除去する方法であって、
電子透かしとして埋め込んだ識別情報を読み込み、当該識別情報を基に第１の値と第２の値をとるニ値の識別画像を作成する識別画像作成段階と、
電子透かしが埋め込まれた透かし入りフレーム画像の画素の中で、対応する前記識別画像の画素値が第１の値である画素群に対して、空間的に同一箇所の隣接原フレーム画像の画素群の値に置換することにより、前記透かし入りフレーム画像から電子透かしを除去した原画像を得る透かし除去実行段階と、
を有することを特徴とする電子透かしの除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤ・ＤＶＤ・半導体メモリ等のデジタル記録媒体を用いた映像記録再生装置分野、映像制作、映像データの素材保管、ロケ素材の中継など映像制作分野、特にＮＴＳＣ以上の品質の高い高精細映像制作を行う分野、コンピュータグラフィックスを用いたＣＧアニメーション映像制作分野、科学技術シミュレーションにおける可視化映像制作分野、電子カルテや遠隔医療における医用静止画・動画像の保存と伝送、デジタル印刷製版工程における素材やページメークアップ画像データの保管と伝送、リモートセンシング・衛星画像解析・地図情報処理分野におけるデータの保管と伝送など、データの改変が嫌われる分野等において好適なデータの圧縮技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、静止画・動画等の画像データの複製防止のため、暗号化して復号時にライセンス認証を行う方法や、著作権情報を明示して不正使用を追跡可能とする電子透かし挿入の方法がある。電子透かしの挿入方法には、さらに不可視と可視のタイプに大別され、可視のタイプは正当な使用を行う段階で除去する必要がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２１６９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来の技術では、電子透かしを除去すると、下位ビットに原画像との差異が生じ、若干の画質劣化を伴うという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、正当な利用者の利用時には、完全に除去することが可能な可視電子透かしを埋め込み、かつ、第三者が可視電子透かしを容易に除去することが困難な電子透かしの埋め込み方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明では、原画像に対して電子透かしとして埋め込むべき識別情報を準備し、それを基に前記原画像のサイズに対応した識別画像を作成する識別画像作成段階と、前記原画像の各画素の値に対して、前記識別画像内の対応する画素の値を加算することにより、前記原画像に電子透かしを埋め込んだ透かし入り画像を得る埋め込み処理実行段階と、前記透かし入り画像から前記原画像を復元するために必要な前記識別画像を利用者側で作成するための識別情報を前記透かし入り画像に添付する識別情報添付段階を実行するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電子透かしとして埋め込むべき識別情報を原画像に埋め込む処理を行うとともに、埋め込み処理後の透かし入り画像に対して識別情報を添付するようにしたので、正当な利用者は、添付された識別情報を利用して透かし入り画像から原画像を復元することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明第１の実施形態に係る電子透かし埋め込み方法を実現するための埋め込み装置の構成図である。図１において、１は原画像入力部、２は文字フォント記憶部、３は識別情報文字コード入力部、４はラスター変換部、５は埋め込み処理実行部、６はロスレス符号化処理部、７は透かし入り画像出力部である。
【０００８】
原画像入力部１は、流通される目的となる原画像データを入力する機能を有する。文字フォント記憶部２は、ラスターデータ形式の文字フォントを記憶したものである。識別情報文字コード入力部３は電子透かしとして埋め込むべき識別情報を文字コードの形式で入力する機能を有する。識別情報とは、見る者が何らかの意味を識別することができる情報であって、例えば、原画像の出所、原画像の著作権元を示す著作権情報が該当する。また、電子透かしとは、例えば、紙幣を光にかざすと見える透かしを、電子的に表現したものであり、ここでは、通常に画像を見た場合に、必ず、その存在が見える可視電子透かしを意味する。ラスター変換部４は、識別情報文字コード入力部３から入力された文字コードを、文字フォント記憶部２を参照してラスターデータ形式のニ値画像に変換する機能を有している。埋め込み処理実行部５は、原画像入力部１から入力された原画像とラスター変換部４から出力されるニ値画像を各画素ごとに加算して、原画像に電子透かしが埋め込まれた透かし入り画像として出力する機能を有している。ロスレス符号化処理部６は、透かし入り画像をロスレス符号化方式で圧縮する機能を有している。ここで、ロスレス符号化方式による圧縮としたのは、データの欠落を許容するロッシー符号化方式の圧縮では、埋め込んだ情報を復元することができず、電子透かしとしての役割が果たせなくなるためである。ロスレス符号化の具体的な処理手法としては、公知の種々の手法を用いることができる。透かし入り画像出力部７は、圧縮後の透かし入り画像を装置外部に出力するためのものである。
【０００９】
ここで、埋め込み処理実行部５による処理を、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、原画像入力部１から入力された原画像、図２（ｂ）は、ラスター変換部４により変換された電子透かしとしての役割を果たすニ値画像（識別画像）である。図２（ａ）の例では、各画素が８ビットで表現される場合を示しており、各画素は０〜２５５の値をとる。ここでは、色プレーンが１つのみのモノクロ画像の場合について説明する。図２（ｂ）は０と１２８の２つの値だけをとるニ値画像となっている。なお、ここでは、説明の簡略化のため、原画像、ニ値画像ともに９×８画素としている。埋め込み処理実行部５では、図２（ａ）に示した原画像と図２（ｂ）に示したニ値画像が入力された場合、各画素ごとに加算処理を行う。この際、加算した結果が２５５を超えた場合は、２５６を引き算して、０〜２５５に収めるための処理を行う。すなわち、８ビットで表現し、桁あふれは無視するのである。この結果、図２（ｃ）に示すような透かし入り画像が得られる。なお、原画像がカラー画像の場合は、原画像の各プレーンについて、上記のようなニ値画像との加算処理が行われる。さらに、埋め込み処理実行部５では、識別情報文字コード入力部３から入力された文字コードを、透かし入り画像を記録するファイルのヘッダに追加する。
【００１０】
上記のようにして得られた透かし入り画像は、ロスレス符号化処理部６による符号化処理の後、透かし入り画像出力部７から出力され、ネットワークを介して伝送されることになる。この際、正当な利用者には、埋め込み装置において利用した文字フォントと同一の文字フォントを使用するように、別途文字フォント名を通知する。ここで、利用者が電子透かしを除去するために利用する電子透かし除去装置を図３に示す。この電子透かし除去装置により本発明に係る電子透かし除去方法が実行されることになる。図３において、１１は透かし入り画像入力部、１２は文字フォント記憶部、１３は識別情報文字コード入力部、１４はラスター変換部、１５はロスレス復号処理部、１６は透かし除去実行部、１７は原画像出力部である。
【００１１】
透かし入り画像入力部１１は、図１に示した電子透かし埋め込み装置により電子透かしが埋め込まれた透かし入り画像を入力する機能を有する。文字フォント記憶部１２は、電子透かし埋め込み装置において利用した文字フォントと全く同じ文字フォントを記憶したものである。識別情報文字コード入力部１３は電子透かしとして埋め込んだ情報を文字コードの形式で入力する機能を有する。ここでは、透かし入り画像を記録したファイルのヘッダに記録されているため、ヘッダから文字コードを読みとって入力することになる。ラスター変換部１４は、識別情報文字コード入力部１３から入力された文字コードを、文字フォント記憶部１２を参照してラスターデータ形式のニ値画像に変換する機能を有している。ロスレス復号処理部１５は、ロスレス圧縮された透かし入り画像を圧縮された状態から復号する機能を有している。したがって、ロスレス復号処理部１５による復号方式は、電子透かし埋め込み装置におけるロスレス符号化処理部６における符号化方式に対応している必要がある。透かし除去実行部１６は、ラスター変換部１４から出力されるニ値画像とロスレス復号処理部１５から出力された透かし入り画像を各画素ごとに加算して、透かし入り画像から電子透かしを除去した原画像として出力する機能を有している。原画像出力部１７は、電子透かしを除去した原画像を出力するためのものであり、例えば、画面に表示出力するディスプレイ装置等が適用できる。図３に示す装置は、実際にはコンピュータ本体とその周辺機器等のハードウェア、およびコンピュータに搭載するソフトウェア等により実現される。特に、ラスター変換部１４、ロスレス復号処理部１５、透かし除去実行部１６は、画像の表示処理のためのビューアソフトウェアの一部として組み込まれることになる。
【００１２】
ここで、透かし除去実行部１６による処理を、図２を用いて説明する。上記のように、ロスレス復号処理部１５により復号された透かし入り画像は図２（ｃ）に示すようなものとなっている。また、ラスター変換部１４から出力されるニ値画像は図２（ｂ）に示すようなものとなっている。透かし除去実行部１６では、図２（ｃ）に示した透かし入り画像と図２（ｂ）に示したニ値画像が入力された場合、各画素ごとに加算処理を行う。この際、加算した結果が２５５を超えた場合は、２５６を引き算して、０〜２５５に収めるための処理を行う。すなわち、８ビットで表現し、桁あふれは無視するのである。この結果、図２（ａ）に示すような原画像が得られる。なお、透かし入り画像がカラー画像の場合は、透かし入り画像の各プレーンについて、上記のようなニ値画像との加算処理が行われる。
【００１３】
（電子透かしとして多値画像を用いる場合）
上記の例では、電子透かしとしてニ値画像を用いたが、多値画像を電子透かしとして利用するようにしても良い。具体的には、上記図１（ａ）に示したラスター変換部４において、文字コードをニ値画像に変換した後、さらに画像データのエッジをぼかす平滑化フィルタ処理を実行する。これにより、１画素が８ビットで表現される場合、０〜２５５の範囲で最大２５６階調をもつ多値画像が得られる。例えば、図２（ｂ）に示したニ値画像に対して所定の条件で平滑化フィルタ処理を実行すると、図３（ｂ）に示すような多値画像が得られる。埋め込み処理実行部５では、図３（ａ）に示すような原画像と図３（ｂ）に示した多値画像が入力された場合、図２の例と同様に、各画素ごとに加算処理を行う。この際、加算した結果が２５５を超えた場合は、２５６を引き算して、０〜２５５に収めるための処理を行う。この結果、図３（ｃ）に示すような透かし入り画像が得られる。原画像がカラー画像の場合は、原画像の各プレーンについて、上記のような多値画像との加算処理が行われるのは、上記と同様である。
【００１４】
この場合、電子透かし除去装置において電子透かしを除去する場合も、ラスター変換部１４において、平滑化フィルタ処理を実行することになる。平滑フィルタ処理の具体的な実行条件については、電子透かし埋め込み装置におけるラスター変換部４と同じにしておく必要がある。この結果、図３（ｂ）に示すような多値画像が得られる。透かし除去実行部１６では、識別画像がニ値画像である場合とは異なり、図３（ｃ）に示した透かし入り画像の各画素の値から図３（ｂ）に示した多値画像の各画素の値を減算する処理を行う。その結果、図３（ａ）に示すような原画像が得られる。
【００１５】
また、上記の例では、電子透かしとするニ値画像または多値画像を、入力された文字コードに基づいて、ラスター変換手段４が生成するようにしたが、電子透かしとするニ値画像または多値画像を埋め込み処理実行部５に直接入力するようにしても良い。この場合、透かし入り画像は、ロスレス符号化後、流通に置かれるのは上記と同様であるが、正当な利用者には、識別画像を添付して渡す。この場合、電子透かし除去装置においても、識別画像は透かし除去実行部１６に直接入力される。
【００１６】
（動画における識別情報の添付）
上記の例は、静止画および動画のどちらにおいても利用することができる。上記の例では、静止画の場合でも、動画の場合でも、静止画データもしくは動画データ本体のヘッダに、識別情報の文字コードを追加することにより、利用者に渡すことになる。本発明においては、動画の場合について、電子透かしとして埋め込んだ識別情報の渡し方についての工夫もしているので次に説明する。動画は、複数の画像（静止画）の連続として構成されるものであり、動画を構成する画像はフレーム画像と呼ばれる。本発明においては、このような動画の各フレーム画像に対して、上記と同様にしてニ値画像または多値画像を電子透かしとして埋め込む。さらに、電子透かしの埋め込みを行っていない元の動画の先頭のフレーム画像を、埋め込み処理を行った動画の先頭に追加する。ここで、第１フレームから第ＮフレームのＮ個のフレーム画像で構成される原動画を図４（ａ）に示す。このような動画を図１（ａ）に示したような電子透かし埋め込み装置において、原画像の代わりに入力すると、埋め込み処理実行部５では、静止画に対して処理を行う場合と同様にして、各フレーム画像に対して、ラスター変換部４から出力された識別画像を埋め込んでいく。そして、原動画の第１フレームについては、元のフレーム画像をそのまま追加する。これにより透かし入り動画が得られることになる。透かし入り動画のフレーム構成を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）に示すように、処理後の動画は、第１フレームの透かしの無いものに続いて、透かしのある第１フレーム、第２フレームというように構成される。このような動画から電子透かしを除去する側では、あらかじめこの埋め込みルールに従った除去ルールを実現したプログラムを組み込んだ装置により、電子透かしの除去を行う。具体的には、まず、先頭の２つのフレームである透かし無しの第１フレームの各画素の値を、透かし有りの第１フレームの各画素の値から減算する処理を行って、埋め込まれていた識別画像を得る。続いて、得られた識別画像の各画素を、透かしが入った各フレームの各画素から減算する処理を行うことにより、透かしが除去された各フレーム画像が得られる。
【００１７】
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、動画に対する埋め込みを行う。図５（ａ）は、第２の実施形態に係る電子透かし埋め込み装置の構成図である。図５（ａ）において、２１は原画像入力部、２２は文字フォント記憶部、２３は識別情報文字コード入力部、２４はラスター変換部、２５は埋め込み処理実行部、２６はロスレス符号化処理部、２７は透かし入り動画出力部である。
【００１８】
原動画入力部２１は、流通される目的となる原動画データを入力する機能を有する。文字フォント記憶部２２、識別情報文字コード入力部２３、ラスター変換部２４は、それぞれ図１（ａ）に示した文字フォント記憶部２、識別情報文字コード入力部３、ラスター変換部４と同様の機能を有する。埋め込み処理実行部２５は、原動画入力部１から入力された原動画に、ラスター変換部４から出力されるニ値画像を電子透かしとして埋め込む機能を有している。ロスレス符号化処理部２６は、透かし入り画像をロスレス符号化方式で圧縮する機能を有している。ここで、ロスレス符号化方式による圧縮としたのは、データの欠落を許容するロッシー符号化方式の圧縮では、埋め込んだ情報を復元することができず、電子透かしとしての役割が果たせなくなるためである。ロスレス符号化の具体的な処理手法としては、公知の種々の手法を用いることができる。透かし入り動画出力部２７は、ロスレス圧縮後の透かし入り動画を装置外部に出力するためのものである。
【００１９】
ここで、埋め込み処理実行部２５による処理を、図６、図７を用いて説明する。動画が第１フレームから第Ｎフレームまでのフレーム画像で構成される場合、ｎ番目のフレームについて処理する場合を考えてみる。第ｎフレームの処理を行う場合、ニ値画像の画素が「１２８」の場合には、原動画の第ｎ−１フレームの値を用い、ニ値画像の画素が「０」の場合には、原動画の第ｎフレームの値を用いる。例えば、原画像フレームｎ、原画像フレームｎ−１、ニ値画像がそれぞれ図６（ａ）、（ｂ）、図７（ａ）のような値である場合、埋め込み処理後の第ｎフレームは、図７（ｂ）に示すようなものとなる。さらに、ニ値画像を生成する元になった識別情報を文字コードの形式でヘッダに追加する。埋め込み処理後の透かし入り動画は、ロスレス符号化後、流通に置かれることになる。また、正当な利用者には、埋め込み装置において利用した文字フォントと同一の文字フォントを使用するように、文字フォント名を別途通知する。
【００２０】
ここで、利用者が電子透かしを除去するために利用する電子透かし除去装置を図５（ｂ）に示す。図５（ｂ）において、３１は透かし入り動画入力部、３２は文字フォント記憶部、３３は識別情報文字コード入力部、３４はラスター変換部、３５はロスレス復号処理部、３６は透かし除去実行部、３７は原動画出力部である。透かし除去実行部３６においては、透かし入り動画の各フレーム画像における、ニ値画像の値が「１２８」の画素について、直後のフレーム画像の対応する画素の値に変更する処理を行う。この処理を全フレーム画像について行うことにより、電子透かしが除去された原動画が得られる。
【００２１】
第２の実施形態における処理の基本的な概念を図８に示す。図８（ａ）は識別画像を模式的に示したものである。図８において、網掛けした矩形部分は画素値が「１２８」、その他の部分は画素値が「０」であることを示している。図８（ｂ）は透かし埋め込み処理の概念図である。図８（ａ）に示すような、識別画像を電子透かしとして埋め込む処理を行うと、識別画像において「１２８」の値をとる画素と同一位置の原第１フレームにおける画素の値を第２フレームにおける同一位置の画素の新たな値とする。第２フレーム以降においても、同様に、識別画像において「１２８」の値をとる画素と同一位置の原フレームにおける画素の値を後続するフレームにおける同一位置の画素の値とする。また、識別画像において「１２８」の値をとる画素と同一位置の原最終フレームにおける画素の値は、先頭の第１フレームにおける同一位置の画素の新たな値とする。電子透かしを除去する際には、図８（ｃ）に示すような処理が行われる。すなわち、識別画像において「１２８」の値をとる画素と同一位置の第２フレームにおける画素の値を第１フレームにおける同一位置の画素の新たな値とする。第３フレーム以降においても、同様に、識別画像において「１２８」の値をとる画素と同一位置のフレームにおける画素の値を先行するフレームにおける同一位置の画素の新たな値とする。識別画像において「１２８」の値をとる画素と同一位置の最終フレームにおける画素の値も、先頭の第１フレームにおける同一位置の画素の新たな値とする。
【００２２】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、ロッシー圧縮された動画に電子透かしを埋め込むことを目的とするものである。ロッシー型圧縮とは、圧縮時にデータの欠落が生じるため、復号したときには、完全に元の状態に戻すことはできないが、圧縮率を１／５〜１／１０とすることができる圧縮方式である。
【００２３】
特に、現状のＶＴＲに収録されるデジタル映像データのロッシー型圧縮としては、業務用デジタルベータカムと、業務用ＤＶカムおよび民生用ＤＶ等のロッシー圧縮方式が用いられている。これらは、いずれもフレームごとに離散コサイン変換による圧縮を行うことにより、データ量の削減を図っている。ここで、業務用ＤＶカムおよび民生用ＤＶの圧縮方式について具体的に説明しておく。
【００２４】
まず、映像をＴＶカメラ等で撮影してデジタル化した状態の原映像信号を模式的に表現したものを図９（ａ）に示す。図９において、左右方向は時系列方向であり、右側に行く程、時間が進むことになる。図９（ａ）に示した原映像信号は１フレームが光の三原色であるＲ・Ｇ・Ｂの３プレーンで構成されている。なお、ここでは、１秒間に３０フレーム、各画素の各色（プレーン）に８ビットが割り当てられているものとしている。例えば、１０秒間に渡って記録したデジタル映像信号は、３００フレーム、９００プレーンで構成されるフレーム群となる。また、各フレーム画像の画素数は、７２０×４８０としている。
【００２５】
ＤＶフォーマットでは、上述のようなデジタル映像信号を、各フレーム単位で以下のように処理していく。まず、Ｒ、Ｇ、Ｂの各プレーンの画素信号を以下の〔数式１〕を利用して、Ｙ、Ｕ、Ｖに変換する。
【００２６】
〔数式１〕
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ
Ｕ＝−０．１６８４Ｒ−０．３３１６Ｇ＋０．５Ｂ
Ｖ＝０．５Ｒ−０．４１８７Ｇ−０．０８１３Ｂ
【００２７】
上記〔数式１〕は、小数点演算を伴うため、整数値化されたＹ、Ｕ、Ｖから、元のＲ、Ｇ、Ｂの値を復元することはできず、この状態で基本的にロッシー型になる。さらに、Ｕプレーン、Ｖプレーンについては、縦方向、横方向に画素を１／２に間引きする。例えば、７２０×４８０画素の画像の場合、３６０×２４０画素の画像となり、画素数が１／４に減少することになる。このときの映像信号の状態を図９（ｂ）に示す。続いて、８×８画素単位で、Ｙプレーンの１単位に対して、Ｕプレーンの１単位、Ｖプレーンの１単位を割り当てて、計６単位の画素からなるブロックを形成する。１画素が１バイトであるため、このブロックのデータ量は、３８４バイトとなる。続いて、このブロックに対して、ＤＣＴ変換（離散コサイン変換）、量子化、可変長符号化を行うことにより、１ブロックを８０バイトのデータに圧縮する。
【００２８】
上記のようにブロックを定義すると、元の１フレームは、４５×３０個のブロックで表現されることになる。ＤＶ方式では、同一フレームにおけるプレーン間の演算処理は行われるが、フレーム間の演算は行われない。そのため、プレーンの概念はなくなるが、図９に示したようにｎ個のフレームがあった場合は、圧縮後も、ｎ個のフレームで構成されることになる。また、フレーム番号１〜ｎもそのまま引き継がれる。
【００２９】
上記のようなロッシー型圧縮された動画データを対象とする本発明第３の実施形態に係る電子透かし埋め込み装置を図１０（ａ）に示す。図１０（ａ）において、４１は原動画入力部、４２は文字フォント記憶部、４３は識別情報文字コード入力部、４４はラスター変換部、４５は埋め込み処理実行部、４７は透かし入り動画出力部である。
【００３０】
ラスター変換部４４は、識別情報文字コード入力部３から入力された文字コードを、文字フォント記憶部２を参照してラスターデータ形式のニ値画像に変換する機能を有している。ただし、第１、第２の実施形態と異なるのは、生成されるニ値画像の画素数が、動画を構成する各フレーム画像のブロック数と同数となることが条件とされる点である。したがって、圧縮方式がＤＶ方式の場合には、生成されるニ値画像は４５×３０画素のサイズとなる。埋め込み処理実行部４５は、原動画入力部４１から入力された原動画に対して、ラスター変換部４４から出力されるニ値画像を埋め込む処理を実行して、原動画に電子透かしが埋め込まれた透かし入り動画として出力する機能を有している。具体的には、第ｎフレームの処理を行う場合、ニ値画像の画素が「１２８」の場合には、原動画の第ｎ−１フレームの対応するブロックの値を用い、ニ値画像の画素が「０」の場合には、原動画データの第Ｆフレームの対応するブロックの値を用いる。すなわち、処理の手法としては、図６、図７に示した原画像フレームｎ、原画像フレームｎ−１の各画素が各ブロックに置き換わっただけで、他は第２の実施形態と同様の処理となる。埋め込み処理後の透かし入り動画は、流通に置かれることになる。また、正当な利用者には、埋め込み装置において利用した文字フォントと同一の文字フォントを使用するように、文字フォント名を通知する。
【００３１】
ここで、利用者が電子透かしを除去するために利用する電子透かし除去装置を図１０（ｂ）に示す。図１０（ｂ）において、５１は透かし入り動画入力部、５２は文字フォント記憶部、５３は識別情報文字コード入力部、５４はラスター変換部、５６は透かし除去実行部、５７は原動画出力部である。透かし除去実行部５６においては、透かし入り動画の各フレーム画像における、ニ値画像の値が「１２８」の画素について、直後のフレーム画像の対応するブロックの値に変更する処理を行う。この処理を全フレーム画像について行うことにより、電子透かしが除去された原動画が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１の実施形態に係る電子透かし埋め込み方法を実現する装置の構成図である。
【図２】第１の実施形態による電子透かしの埋め込み処理の様子を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る電子透かし除去方法を実現する装置の構成図である。
【図４】動画に識別情報を埋め込む場合を説明する図である。
【図５】第２の実施形態に係る電子透かし埋め込み方法を実現する装置の構成図である。
【図６】第２の実施形態による電子透かしの埋め込み処理の様子を示す図である。
【図７】第２の実施形態による電子透かしの埋め込み処理の様子を示す図である。
【図８】第２の実施形態による電子透かしの埋め込み処理の基本的な概念を示す図である。
【図９】圧縮されていない原映像信号およびロッシー圧縮の中間処理により得られる映像信号を示す図である。
【図１０】第３の実施形態に係る電子透かし埋め込み方法を実現する装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・原画像入力部
２、１２・・・文字フォント記憶部
３、１３・・・識別情報文字コード入力部
４、１４・・・ラスター変換部
５・・・埋め込み処理実行部
６・・・ロスレス符号化処理部
７・・・透かし入り画像出力部
１１・・・透かし入り画像入力部
１５・・・ロスレス復号処理部
１６・・・透かし除去実行部
１７・・・原画像出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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