(57)【要約】【課題】  画質劣化を招くこと無しに検出効率の高い電子すかしデータ挿入方式を実現する。【解決手段】  ＤＣＴ変換器103は、原画像101から8×8画素のサイズのブロックデータ102を取り出し、ＤＣＴ変換を行う。量子化器104はＤＣＴ係数の量子化を行う。動き量判定器106は、ＤＣＴ変換器103から得たＤＣＴ係数の個数V(t)と予め保持しておいた前フレームのＤＣＴ係数の個数V(t-1)の差分を求め、その値がある閾値を超えていたら動き量が大きい、閾値以下であれば動き量が小さいと判定する。電子すかしデータ挿入器105は、電子すかしデータテーブル109から8×8ブロックデータを取り出した位置、ピクチャタイプおよび動き量の大きさに一致する電子すかしデータW(j)を取り出し、量子化器104が出力する量子化後のデータに電子すかしデータを挿入する。【選択図】  図１
2004222322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像からｋ×ｋ画素のブロックを取り出してＤＣＴ（離散コサイン変換）を行いＤＣＴ変換後のデータを出力するＤＣＴ変換ステップと、
前記ＤＣＴ変換ステップから出力されたＤＣＴ係数の個数と予め保持しておいた前フレームのＤＣＴ係数の個数の差分に基づいて前記原画像の動きの大きさを判定する動き量判定ステップと、
前記原画像のピクチャタイプを決定するピクチャタイプ決定ステップと、
前記ピクチャタイプと前記動きの大きさに応じた電子すかしデータを前記ＤＣＴ変換後のデータに挿入する電子すかしデータ挿入ステップとを有することを特徴とする電子すかしデータ挿入方法。
【請求項２】
原画像からｋ×ｋ画素のブロックを取り出してＤＣＴ（離散コサイン変換）を行いＤＣＴ変換後のデータを出力するＤＣＴ変換ステップと、
前記ＤＣＴ変換ステップから出力されたＤＣＴ係数の個数と予め保持しておいた前フレームのＤＣＴ係数の個数の差分に基づいて前記原画像の動きの大きさを判定する動き量判定ステップと、
前記原画像のピクチャタイプを決定するピクチャタイプ決定ステップと、
前記ピクチャタイプ毎に前記動きの大きさを踏まえた２通りの第１の電子すかしデータから第ｊの電子すかしデータを格納する電子すかしデータテーブルから１種類の電子すかしデータを選択する電子すかしデータ選択ステップと、
前記ＤＣＴ変換後のデータに前記１種類の電子すかしデータを挿入する電子すかしデータ挿入ステップとを有することを特徴とする電子すかしデータ挿入方法。
【請求項３】
原画像からｋ×ｋ画素のブロックを取り出してＤＣＴ（離散コサイン変換）を行いＤＣＴ変換後のデータを出力するＤＣＴ変換ステップと、
前記ＤＣＴ変換ステップから出力されたＤＣＴ係数の個数と予め保持しておいた前フレームのＤＣＴ係数の個数の差分に基づいて前記原画像の動きの大きさを判定する動き量判定ステップと、
前記原画像のピクチャタイプを決定するピクチャタイプ決定ステップと、
元の電子すかしデータを格納する元の電子すかしデータ格納ステップと、
前記ピクチャタイプに応じて前記元の電子すかしデータに対して乗算を行うｊ個の第１の乗算器の出力である第１の電子すかしデータから第ｊの電子すかしデータまでのｊ種類の電子すかしデータから１種類の電子すかしデータを選択する電子すかしデータ選択ステップと、
前記動きの大きさに応じて前記１種類の電子すかしデータに乗算を行う第２の乗算器が出力する乗算後の電子すかしデータを前記ＤＣＴ変換後のデータに挿入する電子すかしデータ挿入ステップとを有することを特徴とする電子すかしデータ挿入方法。
【請求項４】
前記動き量判定ステップは、前記ＤＣＴ変換ステップから出力されたＤＣＴ係数の個数と予め保持しておいた前フレームのＤＣＴ係数の個数の差分を求め、当該差分が閾値を上回る場合には動き量が大きいと判定し、当該差分が当該閾値を下回る場合には動き量が小さいと判定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子すかしデータ挿入方法。
【請求項５】
原画像からｋ×ｋ画素のブロックを取り出してＤＣＴ（離散コサイン変換）を行いＤＣＴ変換後のデータを出力するＤＣＴ変換器と、
前記ＤＣＴ変換器から出力されたＤＣＴ係数の個数と予め保持しておいた前フレームのＤＣＴ係数の個数の差分に基づいて前記原画像の動きの大きさを判定する動き量判定器と、
前記原画像のピクチャタイプを決定するピクチャタイプ決定器と、
前記ピクチャタイプ及び前記動きの大きさに応じた電子すかしデータを前記ＤＣＴ変換後のデータに挿入する電子すかしデータ挿入器とを有することを特徴とする電子すかしデータ挿入装置。
【請求項６】
原画像からｋ×ｋ画素のブロックを取り出してＤＣＴ（離散コサイン変換）を行いＤＣＴ変換後のデータを出力するＤＣＴ変換器と、
前記ＤＣＴ変換器から出力されたＤＣＴ係数の個数と予め保持しておいた前フレームのＤＣＴ係数の個数の差分に基づいて前記原画像の動きの大きさを判定する動き量判定器と、
前記原画像のピクチャタイプを決定するピクチャタイプ決定器と、
前記ピクチャタイプ毎に前記動きの大きさを踏まえた２通りの第１の電子すかしデータから第ｊの電子すかしデータを格納する電子すかしデータテーブルと、
前記ピクチャタイプ及び前記動きの大きさに応じて前記電子すかしデータテーブルから１種類の電子すかしデータを選択する電子すかしデータセレクタと、
前記ＤＣＴ変換後のデータに前記１種類の電子すかしデータを挿入する電子すかしデータ挿入器とを有することを特徴とする電子すかしデータ挿入装置。
【請求項７】
原画像からｋ×ｋ画素のブロックを取り出してＤＣＴ（離散コサイン変換）を行いＤＣＴ変換後のデータを出力するＤＣＴ変換器と、
前記ＤＣＴ変換器から出力されたＤＣＴ係数の個数と予め保持しておいた前フレームのＤＣＴ係数の個数の差分に基づいて前記原画像の動きの大きさを判定する動き量判定器と、
前記原画像のピクチャタイプを決定するピクチャタイプ決定器と、
元の電子すかしデータを格納する元の電子すかしデータ格納手段と、
前記ピクチャタイプに応じて前記元の電子すかしデータに対して乗算を行うｊ個の第１の乗算器と、
前記ｊ個の乗算器の出力である第１の電子すかしデータから第ｊの電子すかしデータまでのｊ種類の電子すかしデータを格納する電子すかしデータテーブルと、
前記ｊ種類の電子すかしデータから１種類の電子すかしデータを選択する電子すかしデータセレクタと、
前記動きの大きさに応じて前記１種類の電子すかしデータに乗算を行う第２の乗算器と、
前記ＤＣＴ変換後のデータに前記第２の乗算器で乗算された電子すかしデータを挿入する電子すかしデータ挿入器とを有することを特徴とする電子すかしデータ挿入装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の乗算器は、乗算係数が１である場合は、当該乗算器は省略されることを特徴とする請求項７記載の電子すかしデータ挿入装置。
【請求項９】
前記動き量判定器は、前記ＤＣＴ変換器から出力されたＤＣＴ係数の個数と予め保持しておいた前フレームのＤＣＴ係数の個数の差分を求め、当該差分が閾値を上回る場合には動き量が大きいと判定し、当該差分が当該閾値を下回る場合には動き量が小さいと判定することを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれかに記載の電子すかしデータ挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル画像の処理技術に関し、特にデジタル画像に特殊な情報を持つ識別データ（電子すかしデータ）を埋め込む技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル画像の違法な複製が問題となっている。違法な複製を防止するために、デジタル画像データを暗号化し、正当な暗号解読キーを持つ再生システムのみが、暗号化されたデジタル画像データを再生できるシステムが考えられている。
【０００３】
しかし、ひとたび暗号を解読されてしまうと、以降の複製を防止することは出来ない。そこで、デジタル画像の不正な使用、及び複製を防止するために、デジタル画像そのものに特殊な情報（以下この情報のことを電子すかしデータと呼ぶ）を埋め込む方法が考えられている。
【０００４】
このような、デジタル画像に対する電子すかしデータとして、可視な電子すかしデータ、及び不可視な電子すかしデータの２種類が考えられている。可視な電子すかしデータは、画像に対して特殊な文字、あるいは記号等を合成して視覚的に感知できるようにしたものであり、画質の劣化を招くが、デジタル画像の使用者に対して、不正な流量の防止を視覚的に訴える効果がある。
【０００５】
可視な電子すかしデータの埋め込みの一例が、特開平８−２４１４０３号公報に示されている。この方法においては、元になる画像に対して可視な電子すかしデータを合成する際、電子すかしデータの不透明な部分に対応する画素の輝度のみを変化させ、色成分は変化させないようにして電子すかしデータを原画像に合成している。その際、画素の輝度成分を変化させるスケーリング値は、色成分、乱数、電子すかしデータの画素の値等によって決定されている。
【０００６】
また、不可視な電子すかしデータは、画質を劣化させないように配慮して電子すかしデータを画像に埋め込むものであり、画質の劣化がほとんど無いため視覚的には感知できないことが特徴である。しかし、この電子すかしデータとして著作者の識別が可能な特殊な情報を埋め込んでおけば、違法な複製が行われた後でも、この電子すかしデータを検出することにより著作者を特定することが可能である。
【０００７】
また、複製不可情報を埋め込んでおけば、例えば再生装置がその複製不可情報を検出した際に、使用者に複製禁止データであることを通知したり、再生装置内の複製防止機構を動作させて、ＶＴＲ等への複製を制限することが可能である。
【０００８】
不可視な電子すかしデータの、デジタル画像への埋め込み方法については従来より種々の方法が提案されている。
【０００９】
例えば、画素データのＬＳＢ等の画質への影響の少ない部分に電子すかしデータとして特殊な情報を埋め込む方法がある。しかしこの方法の場合、画像から電子すかしデータが取り除かれてしまうおそれがある。例えば、低域通過フィルタを用いれば画素のＬＳＢの情報は失われることになり、また、画像圧縮処理はこのような画質に影響の少ない部分の情報量を落とすことによりデータ量の削減をはかっているので、画像処理により電子すかしデータが失われることになる。従って、電子すかしデータの再検出が困難となるという問題があった。
【００１０】
また他の例として、特開平６−３１５１３１号公報には、連続するフレームの画像の相関を利用して、再生時に周辺の領域で置き換えても画像の劣化を生じない領域を検出し、変換対象領域のレベルを変換して特定の情報を埋め込む方法が示されている。図９は、上記公報記載の電子すかしデータ挿入及び検出方式を示している。この方法においては、再生時に、信号欠落部分と変換情報を用いて識別データを埋め込んだ領域を特定し、その部分を補正する事によって画像を復元している。
【００１１】
また他の例として、特開平５−３０４６６号公報には、映像信号を周波数変換し、周波数変換後の映像信号の周波数帯域よりも低い周波数信号を持つ情報を埋め込む方法が示されている。図１０は、上記公報記載の電子すかし検出方式を示している。この方法においては、高域通過フィルタを用いてもとの映像信号を取り出し、低域通過フィルタを用いて埋め込まれた識別データを取り出している。
【００１２】
また、画像を周波数変換する他の例として、画像を周波数変換し、周波数変換後の映像信号の周波数成分が強い領域に電子すかしデータを埋め込む方法が提案されている（日経エレクトロニクス  １９９６．４．２２（ｎｏ．６６０）１３ページ）。
【００１３】
この方法においては、周波数成分が強い領域に電子すかしデータを埋め込むので、圧縮処理やフィルタリング等の画像処理に対しても電子すかしデータが失われることはない。さらに、電子すかしデータとして正規分布に従う乱数を採用することで、電子すかしデータ同士の干渉を防ぎ、画像全体に大きな影響を及ぼすことなく電子すかしデータを破壊することを困難にしている。
【００１４】
この方法における電子すかしデータの埋め込みは以下の方法で行われる。まず、元の画像をＤＣＴ（離散コサイン変換）などを用いて周波数成分に変換し、周波数領域で高い値を示すデータをｎ個選び、f(1)、f(2)、・・・、f(n)とし、電子すかしデータw(1)、w(2)、・・・、w(n)を平均０、分散１である正規分布より選び、F(i)=f(i)+α×|f(i)|×w(i)を各ｉについて計算する。ここでαはスケーリング要素である。そして、f(i)の代わりにF(i)で置き換えた周波数成分をＩＤＣＴ（逆離散コサイン変換）して電子すかしデータが埋め込まれた画像を得る。
【００１５】
また、電子すかしデータの検出は以下の方法で行われる。なお、この検出方法においては、元の画像及び電子すかしデータ候補w(i)(但しi=1、2、・・・、n)が既知でなければならない。
【００１６】
まず、ＤＣＴ等を用いて電子すかしデータ入り画像を周波数成分に変換し、周波数領域において、電子すかしデータを埋め込んだf(1)、f(2)、・・・、f(n)に対応する要素の値をF(1)、F(2)、・・・、F(n)とする。f(i)及びF(i)により、電子すかしデータW(i)をW(i)=(F(i)-f(i))/f(i)により計算して抽出する。
【００１７】
次に、w(i)とW(i)の統計的類似度Ｃをベクトルの内積を利用して、C=W×w/(WD×wD)により計算する。ここで、W=(W(1)、W(2)、・・・、W(n))、w=(w(1)、w(2)、・・・、w(n))、WD=ベクトルWの絶対値、wD=ベクトルwの絶対値である。統計的類似度Ｃがある特定の値以上である場合には、該当電子すかしデータが埋め込まれていると判定する。
【００１８】
従って、この方法を用いて電子すかしデータを画像に埋め込んでおけば、原画像を所有している著作者が、違法な複製と思われるデジタル画像データに対して検出処理を行う場合に有効である。しかしながら、この方法は、原画像が必要であるため、違法な複製と思われる画像データに対して原画像を所有している著作者が検出処理を行う場合には可能であるが、各端末の再生装置では、原画像が無いために電子すかしデータの検出処理を行うことが出来ない。
【００１９】
そこで上記の方法を端末処理、特にＭＰＥＧシステム向けに改良した方法が提案されている。この方法においては、元の画像を８ピクセル×８ピクセルのブロックに分割し、このブロックを処理単位として、電子すかしデータの埋め込み、及び抽出処理を行う。
【００２０】
電子すかしデータの埋め込み処理は、まず、ＭＰＥＧ符号化処理の、離散コサイン変換が終わった後の周波数領域でＡＣ成分の周波数成分の低いものから順に、f(1)、f(2)、・・・、f(n)とし、電子すかしデータw(1)、w(2)、・・・w(n)を平均０、分散１である正規分布より選び、F(i)=f(i)+α×avg(f(i))×w(i)を各ｉについて計算する。ここで、αはスケーリング要素であり、avg(f(i))はf(i)の近傍３点の絶対値の平均を取った部分平均である。そして、f(i)をF(i)に置き換えてＭＰＥＧ符号化処理の後続の処理を行う。
【００２１】
また、電子すかしデータの検出は以下の方法で行われる。なお、この検出方法においては、元の画像は必要ではなく、データ候補w(i)(但しi=1、2、・・・、n)が既知であればよい。
【００２２】
ＭＰＥＧ伸張処理の逆量子化が終わった後のブロックの周波数領域において、周波数成分の低いものから順に、F(1)、F(2)、・・・、F(n)とする。F(i)の近傍３点の絶対値の平均値を部分平均avg(F(i))として、電子すかしデータW(i)をW(i)=F(i)/avg(F(i))により計算し、さらに１画像分のW(i)の総和WF(i)をｉ毎に各々計算する。
【００２３】
次に、w(i)とWF(i)の統計的類似度Ｃをベクトルの内積を利用して、C=WF×w/(WFD×wD)により計算する。ここで、W=(WF(1)、WF(2)、・・・、WF(n))、w=(w(1)、w(2)、・・・、w(n))、WFD=ベクトルWFの絶対値、wD=ベクトルwの絶対値である。統計的類似度Ｃがある特定の値以上である場合には、該当電子すかしデータが埋め込まれていると判定する。
【００２４】
【特許文献１】特開平１１−５５６３９号公報
【特許文献２】特開平１１−１６４２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、これらの従来技術には、以下のような問題点がある。まず、特開平６−３１５１３１号公報に示される例においては、全てのフレームに電子すかし情報が埋め込まれないので、電子すかしを埋め込まれていないフレームに対しては、違法な複製を防止することは出来ない。また、連続するフレームが静止画であり、連続するフレームに変化が無いことを前提にしているため、動きの激しい動画においては、電子すかしデータを埋め込む領域を特定できないため、電子すかしデータを埋め込むことが出来ない。
【００２６】
次に、特開平５−３０４６６号公報に示される例においては、画像の周波数変換後の周波数領域よりも低い部分に電子すかしデータを埋め込むため、高域通過フィルタを用いて電子すかしデータを除去することが容易に可能である。
【００２７】
また、周波数変換後の周波数成分の強い部分に電子すかしデータを埋め込む例では、前記の問題は発生しないが、どんな場面においても共通な電子すかしデータを埋め込んでいるので、検出効率を向上させるために電子すかしを強く入れると、静止画に近い動きが小さい画面では、電子すかしデータが目立ってしまい画質劣化が生じ、また画質劣化を防ぐ為電子すかしを弱く入れると検出効率が低下するという問題があった。
【００２８】
本発明は、上記問題点に鑑み、画質劣化を招くこと無しに検出効率の高い電子すかしデータ挿入方式を提供することにある。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の電子すかしデータ挿入方式および装置は、ピクチャタイプに加えＤＣＴ係数の発生量から判断する動き量（前フレームとの差分）により得られる適切な強さの電子すかしデータを挿入するので、画質劣化を招くこと無しに検出効率の高い電子すかしデータ挿入方式を実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の電子すかしデータ挿入方式は、前後するピクチャにおけるＤＣＴ（離散コサイン変換）変換後の係数（以下、ＤＣＴ係数）の発生量の差分により、適切な強さの電子すかしデータを挿入することを特徴とする。即ち、前後するピクチャのＤＣＴ係数の発生量の差分を導き、適切な強さの電子すかしデータを挿入することによって、画質劣化を招くこと無しに検出効率の高い電子すかしデータ挿入方式を実現することができる。
【００３１】
具体的には、本発明の電子すかしデータ挿入方式は、動き量判定器と、ピクチャタイプ判定部と、電子すかしデータセレクタと、電子すかしデータテーブルと、電子すかしデータ挿入器とを備えていることを特徴とする。
【００３２】
動き量判定器は、ｔという時間においてＤＣＴ変換されて得たＤＣＴ係数の発生量V(t)とｔ＋１という時間において得られるＤＣＴ係数の発生量V(t+1)の差分を算出し、得られた差分よりピクチャ間の動きの強弱を判断する。
【００３３】
ピクチャタイプ判定部は、ピクチャタイプ、例えばイントラ符号化画像（Intra-Picture。以下Ｉピクチャという）、プレディクティブ符号化画像（Predictive-Picture。以下Ｐピクチャという）、またはバイディレクショナリプレディクティブ符号化画像（Bidirectionally-Predictive-Picture。以下Ｂピクチャという）などのピクチャタイプの中からその一つを決定する。
【００３４】
電子すかしデータセレクタは、電子すかしデータテーブルの中からピクチャタイプ及び動きの大小より得られた判定結果より、それに応じた電子すかしデータを選択して電子すかしデータ挿入器へ出力し、電子すかしデータ挿入器は適応した電子すかしデータを挿入する。
【００３５】
ここで言う動きの大小より得られた判定結果とは、動きの大きい（激しい）場面においては、電子すかしデータを強く挿入しても人間の目にはあまり目立って見えないので強く挿入し、逆に、動きの小さい（静止画に近い）場面では、電子すかしデータが比較的目立ち易いので、電子すかしデータを弱めに挿入するということである。
【００３６】
また、特に動きが小さい場面では、ＰピクチャやＢピクチャのＤＣＴ係数が少なくなることより、両フレームに対する電子すかしデータを強く入れても検出率にあまり反映されないことから、動きの小さい場面では、ＰピクチャとＢピクチャへの電子すかしデータの強度は弱くすることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は、本発明の電子すかしデータ挿入装置の実施の形態を示すシステムブロック図である。
【００３８】
本発明の電子すかしデータ挿入装置は、原画像１０１からｋ×ｋ画素のブロック１０２を取り出してＤＣＴ（離散コサイン変換）を行いＤＣＴ変換後のデータを出力するＤＣＴ変換器１０３と、ＤＣＴ係数の量子化を行う量子化器１０４と、ＤＣＴ係数の発生量より動きの強弱を判定する動き量判定器１０６と、ピクチャタイプを決定するピクチャタイプ決定器１０７と、各ピクチャタイプ及び動きの大きさより適切な値に計算された第１の電子すかしデータから第ｊの電子すかしデータまでｊ×２種類の電子すかしデータを格納する電子すかしデータテーブル１０９と、ピクチャタイプ及び動きの強弱に応じて１種類の電子すかしデータを選択する電子すかしデータセレクタ１０８と、ＤＣＴ変換後のデータに電子すかしデータを挿入する電子すかしデータ挿入器１０５と、電子すかしデータが挿入されたｋ×ｋのブロックに対して逆量子化を行う逆量子化器１１０と、ＩＤＣＴ（逆離散コサイン変換）を行うＩＤＣＴ変換器１１１と、符号化を行うハフマン符号化器１１４とを備えている。
【００３９】
図２は、本発明の電子すかしデータ検出装置の実施の形態を示すシステムブロック図である。
【００４０】
本発明の電子すかしデータ検出装置は、ＭＰＥＧデータの復号化を行う復号器２０２と、ＩＤＣＴ（逆離散コサイン変換）を行うＩＤＣＴ変換器２０３と、ＩＤＣＴ変換器２０３が出力するｋ×ｋ画素分の周波数データから電子すかしデータを抽出し抽出データを抽出データ格納領域２０５の所定の位置に格納する電子すかしデータ抽出器２０４と、抽出したデータを格納する抽出データ格納領域２０５と、電子すかしデータセレクタ２０７により電子すかしデータテーブル２０８から取り出された第ｍ(m=1、2、・・・、j)番目のデータと抽出データとから、抽出データと電子すかしデータの統計的類似度を算出する電子すかしデータ検出器２０６によって構成される。
【００４１】
本発明の電子すかしデータ挿入・検出方式においては、挿入側と検出側で、対応する番号の電子すかしデータテーブル、及び電子すかしデータ位置テーブルの内容は一致しなければならない。すなわち、挿入側と検出側の対応する第ｍ(m=1、2、・・・、j)番目の電子すかしデータテーブルの内容は一致しなければならない。
【００４２】
図３は、本発明における電子すかしデータテーブル１０９の構成及び選択方法を示すチャート図である。
【００４３】
元の電子すかしデータＷより、ピクチャタイプに応じた電子すかしデータの強度を選択(W(I)、W(P)、W(B))する。その後ＤＣＴ係数の発生量より動きの強弱を判定し、動きの強弱に応じて更に電子すかしデータの強度を選択(W(I)、W(I)')する。このようにして各電子すかしデータの強度を６つのパタンでテーブル化し、図１の電子すかしデータテーブル１０９を作成する。
【００４４】
次に、図４および図５を用いて画像データの構造について説明する。ここではＭＰＥＧ標準の画像データについて説明する。ＭＰＥＧ標準の符号化方式による画像データは、図４のような構造を持っている。画像の各フレームまたはフィールドの情報は、ピクチャスタートコード（ＰＳＣ）に続くピクチャ層以下に記述される。
【００４５】
各フレームまたはフィールド情報は、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャの３種類のピクチャ形式で符号化される。図５のようにＰピクチャおよびＢピクチャは、時間的に離れた他の画像を参照画像とし、その画像との差分値のみを画像情報として符号化する。
【００４６】
また、ピクチャはブロックに細分され、ブロック単位でＤＣＴ（離散コサイン変換）を行い、適当な量子化係数で量子化され、ハフマン符号化される。各フレームのフィールド情報は、スライススタートコード（ＳＳＣ）に続くスライス層以下にあるマクロブロック（ＭＢ）層内にあり、輝度情報Ｙを示すブロック層が４つ、色差情報Ｃｂ，Ｃｒを表わすブロック層が２つの計６つのブロック層により表わされる。
【００４７】
ＤＣＴ係数は、図７に示すような数字の順序で走査され、６４個の１次元系列に変換される。図中の１の位置はＤＣＴ変換領域の直流（ＤＣ）成分を表わしており、この位置から右方向にいくほど水平方向のＤＣＴ変換領域が高域になり、下方向にいくほど垂直方向のＤＣＴ変換領域が高域になる。従って、最初左上隅の１の位置から走査を始め２，３，…，６４の順、すなわちＤＣＴ変換領域の低域から高域に斜め方向にジグザグ走査を行う。
【００４８】
次に、図１を用いて電子すかしデータの挿入方式の動作を説明する。
【００４９】
ＤＣＴ変換器１０３は、原画像１０１から８×８画素のサイズのブロックデータ１０２を取り出し、ＤＣＴ変換を行う。次に量子化器１０４はＤＣＴ係数の量子化を行う。動き量判定器１０６は、ＤＣＴ変換器１０３から得たＤＣＴ係数の個数V(t)と予め保持しておいた前フレームのＤＣＴ係数の個数V(t-1)の差分を求め、その値がある閾値を超えていたら動き量が大きい、閾値以下であれば動き量が小さいと判定する。
【００５０】
電子すかしデータセレクタ１０８は、電子すかしデータテーブル１０９から８×８ブロックデータを取り出した位置、ピクチャタイプおよび動き量の大きさに一致する１種類の電子すかしデータW(j)を取り出す。電子すかしデータ挿入器１０５は、量子化器１０４が出力する量子化後のデータに電子すかしデータセレクタ１０８により取り出された電子すかしデータを挿入する。電子すかしデータW(j)は、元となる電子すかしデータをW(e)とするとW(j)=k×W(e)の式で表すことができ、ｋの値は動き量の大きさを踏まえ各ピクチャタイプ毎に与えられる係数である。
【００５１】
その後、逆量子化器１１０で逆量子化を行う。ＩＤＣＴ変換器１１１は、逆量子化器１１０が出力するデータに対してＩＤＣＴ変換を行い、電子すかしデータを挿入した画像格納領域１１２に対して、ＤＣＴ変換器１０３が８×８ブロックデータを取り出した位置と同じ位置１１３にデータを格納する。
【００５２】
上記の動作を１画面全てに対して行い、１画面の全ての領域に８×８のブロックを単位として電子すかしデータを挿入する。また、圧縮データを生成する場合は、電子すかしデータ挿入器１０５の出力データをハフマン符号化器１１４で符号化し、圧縮データ１１５として出力する。
【００５３】
次に、図２を用いて電子すかしデータの検出方式の動作説明を行う。復号化器２０２は、圧縮データ２０１より８×８画素のサイズのブロックデータを取り出して復号化を行い、その後、ＩＤＣＴ変換２０３で、ＩＤＣＴ変換を行う。電子すかしデータ抽出器２０４は、８×８ブロックデータを取り出した位置情報を元に、電子すかしデータテーブル２０８から抽出すべき電子すかしデータの番号を取得するとともに、ＩＤＣＴ変換器２０３が出力するＩＤＣＴ変換後のデータから電子すかしデータを抽出し、抽出データ格納領域２０５に格納する。上記の動作を１画面分の全ての８×８ブロックに対して行う。
【００５４】
１画面分の抽出データが抽出データ格納領域２０５に格納された後、電子すかしデータ検出器２０６は、抽出データ格納領域２０５と電子すかしデータテーブル２０８から電子すかしデータを取り出し、統計的類似度を算出し、検出結果２０９を出力する。
【００５５】
次に、図６を用いて各ピクチャタイプごと
の動作の説明を行う。図５を参照すると、Ｉピクチャに電子すかしデータ埋め込みを行うとＤＣＴ成分はＩからI+W(I)となる。Ｂピクチャに電子すかしデータ埋め込みを行うとＤＣＴ成分はＢからB+W(B)となる。Ｐピクチャに電子すかしデータ埋め込みを行うとＤＣＴ成分はＰからP+W(P)となる。ここでＩはＩピクチャがもつＤＣＴ成分、ＢはＢピクチャが持つＤＣＴ成分、ＰはＰピクチャが持つＤＣＴ成分であり、また、W(I)はＩピクチャに埋め込まれたＤＣＴ成分、W(B)はＢピクチャに埋め込まれたＤＣＴ成分、W(P)はＰピクチャに埋め込まれたＤＣＴ成分である。
【００５６】
図８は、本発明の電子すかしデータ挿入方式および装置の他の実施の形態を示すシステムブロック図である。
【００５７】
この実施の形態は、画像からｋ×ｋ画素のブロックを取り出してＤＣＴ（離散コサイン変換）を行いＤＣＴ変換後のデータを出力するＤＣＴ変換器１０３と、ＤＣＴ係数の量子化を行う量子化器１０４と、ＤＣＴ変換器より得られたＤＣＴ係数の発生量V(t)と予め保持しておいた前フレームのＤＣＴ係数の発生量V(t-1)との差分より動き量の大きさを判定する動き量判定器１０６と、ピクチャタイプを決定するピクチャタイプ決定部１０７と、元の電子すかしデータを格納する元の電子すかしデータ格納手段１２０と、ピクチャタイプに応じて電子すかしデータに対して乗算を行うｊ個の乗算器（第１の乗算機１２１、第２の乗算器１２２、…、第ｊの乗算器１２３）と、第１の電子すかしデータから第ｊの電子すかしデータまでｊ種類の電子すかしデータを格納する電子すかしデータテーブル１０９と、８×８画素のサイズのブロック位置に応じて１種類の電子すかしデータを選択する電子すかしデータセレクタ１０８と、動き量判定器により判定された動きの量に応じて電子すかしデータに対して乗算を行う乗算器１２４と、ＤＣＴ変換後のデータに電子すかしデータを挿入する電子すかしデータ挿入器１０５と、電子すかしデータが挿入されたｋ×ｋのブロックに対して逆量子化を行う逆量子化器１１０と、ＩＤＣＴ（逆離散コサイン変換）を行うＩＤＣＴ変換器１１１とによって構成する。
【００５８】
次に、この電子すかしデータの挿入方式の動作を説明する。ＤＣＴ変換器１０３は、原画像１０１から８×８画素のサイズのブロックデータ１０２を取り出し、ＤＣＴ変換を行う。次に量子化器１０４はＤＣＴ係数の量子化を行う。ｊ個の乗算器１２１〜１２３は、ピクチャタイプに応じて元の電子すかしデータに対して乗算を行い、電子すかしデータテーブル１０９にｊ個の電子すかしデータを格納する。
【００５９】
ここで、ｊ個の乗算器の乗算係数は予め決めておいても良いし、動作の途中で自由に書き換えても良い。勿論、乗算係数が１である場合は、その乗算器は省略してもよいことは言うまでもない。
【００６０】
電子すかしデータセレクタ１０８は、電子すかしデータテーブル１０９から８×８画素のサイズのブロック位置に一致する電子すかしデータを取り出す。乗算器１２４は、取り出した電子すかしデータに対して、動き量判定器１０６によって算出された動きの大きさに応じて選択された電子すかしデータに対して乗算を行う。
【００６１】
乗算器１２４の乗算係数は予め決めておいても良いし、動作の途中で自由に書き換えても良い。勿論、乗算係数が１である場合は、その乗算器は省略してもよいことは言うまでもない。以上によって得られた電子すかしデータは、電子すかしデータ挿入器１０５により、量子化器１０４が出力する量子化後のデータが挿入される。
【００６２】
ＩＤＣＴ変換器１１１は、逆量子化器１１０が出力するデータに対してＩＤＣＴ変換を行い、電子すかしデータを挿入した画像格納領域１１２に対して、ＤＣＴ変換器１０３が８×８ブロックデータを取り出した位置と同じ位置１１３にデータを格納する。上記の動作を１画面全てに対して行い、１画面の全ての領域に８×８のブロックを単位として電子すかしデータを挿入する。
【００６３】
上記の説明においては、ＭＰＥＧ標準の符号化方式を例にして実施例を説明したが、ＤＣＴを用いる他の画像符号化方式、例えばＨ．２６１においても本発明を適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の電子すかしデータ挿入方式の実施の形態を示すシステムブロック図である。
【図２】本発明の電子すかしデータ検出方式の実施の形態を示すシステムブロック図である。
【図３】本発明における電子すかしデータテーブルの構成及び選択方法を示すチャート図である。
【図４】ＭＰＥＧ標準の符号化方式による画像データ構造を示す図である。
【図５】各フレームまたはフィールド情報の符号化を説明するための図である。
【図６】各ピクチャタイプごとの動作を説明するための図である。
【図７】ＤＣＴ変換を説明するための図である。
【図８】本発明の電子すかしデータ挿入方式の他の実施の形態を示すシステムブロック図である。
【図９】従来例を示すブロック図である。
【図１０】他の従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０１  原画像格納領域
１０２  ８×８画素のサイズのブロックデータ
１０３  ＤＣＴ変換器
１０４  量子化器
１０５  電子すかしデータ挿入器
１０６  動き量判定器
１０７  ピクチャタイプ決定部
１０８  電子すかしデータセレクタ
１０９  電子すかしデータテーブル
１１０  逆量子化器
１１１  ＩＤＣＴ変換器
１１２  電子すかしデータの挿入された画像格納領域
１１３  電子すかしデータの挿入された８×８画素のサイズのブロックデータ
１１４  ハフマン符号化器
１１５  圧縮データ
１２０  元の電子すかしデータ格納手段
１２１〜１２４  乗算器
２０１  圧縮データ
２０２  復号化器
２０３  ＩＤＣＴ変換器
２０４  電子すかしデータ抽出器
２０５  抽出データ
２０６  電子すかしデータ検出器
２０７  電子すかしデータセレクタ
２０８  電子すかしデータテーブル
２０９  検出結果
【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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