(57)【要約】【課題】  重要領域情報が追加／削除されても，重要領域以外の部分の付加データを正しくデコードできるようにし，埋め込んだメッセージを正しく抽出できる電子透かし埋め込み装置，電子透かし検証装置，電子透かし埋め込み方法，および電子透かし検証方法を提供する。【解決手段】  入力された画像データを分割した各ブロックが，重要領域に属するか非重要領域に属するかに関する重要領域情報が入力される重要領域情報入力端子２と，ブロック化された単位で，署名データを生成する署名生成部１０１と，重要領域情報に従って，画像データに署名データを埋め込む署名埋め込み部１０２を備え，署名埋め込み部１０２は，重要領域の署名データを重要領域に埋め込まず，重要領域の署名データを周囲の非重要領域に埋め込み，非重要領域には，非重要領域の署名データに加えて，重要領域の署名データを埋め込む。【選択図】  図８
2005045710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子透かし埋め込み装置において，
電子透かしを埋め込むターゲット画像の画像データが入力される画像入力端子と，
前記入力された画像データを，所定サイズのブロックに分割するブロック化部と，
前記各ブロックが，重要領域に属するか非重要領域に属するかに関する重要領域情報が入力される重要領域情報入力端子と，
前記ブロック化された単位で，署名データを生成する署名生成部と，
前記重要領域情報に従って，前記画像データに前記署名データを埋め込む署名埋め込み部と，
前記署名データ埋め込み後の画像データを出力する画像出力端子と，
を備え，
前記署名埋め込み部は，
重要領域の署名データを重要領域に埋め込まず，重要領域の署名データを周囲の非重要領域に埋め込み，非重要領域には，非重要領域の署名データに加えて，重要領域の署名データを埋め込むことを特徴とする，電子透かし埋め込み装置。
【請求項２】
前記非重要領域に埋め込まれる任意のメッセージが入力されるメッセージ入力端子をさらに備えたことを特徴とする，請求項１に記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項３】
前記メッセージを分割し，各分割後のメッセージに，各分割後のメッセージが元のメッセージのどの部分のメッセージであったかを示すヘッダ情報を付加するメッセージ分割部をさらに備えたことを特徴とする，請求項２に記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項４】
電子透かし検証装置において，
電子透かしを検証するターゲット画像の画像データが入力される画像入力端子と，
前記入力された画像データを，所定サイズのブロックに分割するブロック化部と，
前記各ブロックが，重要領域に属するか非重要領域に属するかに関する重要領域情報が入力される重要領域情報入力端子と，
前記ブロック化された単位で，前記重要領域情報に従って，重要領域からは署名データの抽出を行わず，周囲の非重要領域から，前記署名データを抽出する署名抽出部と，
前記ブロック化された単位で，署名データを生成する署名生成部と，
前記署名抽出部が抽出した署名データと，前記署名生成部が生成した署名データとを比較する署名比較部と，
前記署名比較部による比較結果を出力する比較結果出力端子と，
を備えたことを特徴とする，電子透かし検証装置。
【請求項５】
前記入力された画像データに埋め込まれたメッセージを出力するメッセージ出力端子をさらに備えたことを特徴とする，請求項４に記載の電子透かし検証装置。
【請求項６】
前記メッセージに付加されたヘッダ情報を読み取り，前記各メッセージが元のメッセージのどの部分のメッセージであるかを決定し，元のメッセージを結合するメッセージ結合部をさらに備えたことを特徴とする，請求項５に記載の電子透かし検証装置。
【請求項７】
前記署名比較部の比較結果出力が，前記署名抽出部へ入力されることを特徴とする，請求項４〜６のいずれかに記載の電子透かし検証装置。
【請求項８】
前記署名抽出部は，前記署名比較部によって改ざんと判定された重要領域ブロックを，非重要領域ブロックとみなすことを特徴とする，請求項７に記載の電子透かし検証装置。
【請求項９】
前記署名抽出部は，前記署名比較部によって改ざんと判定された非重要領域ブロックを，重要領域ブロックとみなすことを特徴とする，請求項７に記載の電子透かし検証装置。
【請求項１０】
前記署名抽出部は，非重要領域に埋め込まれた重要領域署名フラグから，重要領域情報を推定することを特徴とする，請求項４〜９のいずれかに記載の電子透かし検証装置。
【請求項１１】
電子透かし埋め込み方法であって，
電子透かしを埋め込むターゲット画像の画像データが入力される画像入力工程と，
前記入力された画像データを，所定サイズのブロックに分割するブロック化工程と，
前記各ブロックが，重要領域に属するか非重要領域に属するかに関する重要領域情報が入力される重要領域情報入力工程と，
前記ブロック化された単位で，署名データを生成する署名生成工程と，
前記重要領域情報に従って，前記画像データに前記署名データを埋め込む署名埋め込み工程と，
前記署名データ埋め込み後の画像データを出力する画像出力工程と，
を含み，
前記署名埋め込み工程において，
重要領域の署名データを重要領域に埋め込まず，重要領域の署名データを周囲の非重要領域に埋め込み，非重要領域には，非重要領域の署名データに加えて，重要領域の署名データを埋め込むことを特徴とする，電子透かし埋め込み方法。
【請求項１２】
前記非重要領域に埋め込まれる任意のメッセージが入力されるメッセージ入力工程をさらに含むことを特徴とする，請求項１１に記載の電子透かし埋め込み方法。
【請求項１３】
前記メッセージを分割し，各分割後のメッセージに，各分割後のメッセージが元のメッセージのどの部分のメッセージであったかを示すヘッダ情報を付加するメッセージ分割工程をさらに含むことを特徴とする，請求項１２に記載の電子透かし埋め込み方法。
【請求項１４】
電子透かし検証方法であって，
電子透かしを検証するターゲット画像の画像データが入力される画像入力工程と，
前記入力された画像データを，所定サイズのブロックに分割するブロック化工程と，
前記各ブロックが，重要領域に属するか非重要領域に属するかに関する重要領域情報が入力される重要領域情報入力工程と，
前記ブロック化された単位で，前記重要領域情報に従って，重要領域からは署名データの抽出を行わず，周囲の非重要領域から，前記署名データを抽出する署名抽出工程と，
前記ブロック化された単位で，署名データを生成する署名生成工程と，
前記署名抽出工程において抽出した署名データと，前記署名生成工程において生成した署名データとを比較する署名比較工程と，
前記署名比較工程による比較結果を出力する比較結果出力工程と，
を含むことを特徴とする，電子透かし検証方法。
【請求項１５】
前記入力された画像データに埋め込まれたメッセージを出力するメッセージ出力工程をさらに含むことを特徴とする，請求項１４に記載の電子透かし検証方法。
【請求項１６】
前記メッセージに付加されたヘッダ情報を読み取り，前記各メッセージが元のメッセージのどの部分のメッセージであるかを決定し，元のメッセージを結合するメッセージ結合工程をさらに含むことを特徴とする，請求項１５に記載の電子透かし検証方法。
【請求項１７】
前記署名比較工程の比較結果出力を用いて，前記署名抽出工程を再度行うことを特徴とする，請求項１４〜１６のいずれかに記載の電子透かし検証方法。
【請求項１８】
前記署名抽出工程において，前記署名比較工程において改ざんと判定された重要領域ブロックを，非重要領域ブロックとみなすことを特徴とする，請求項１７に記載の電子透かし検証方法。
【請求項１９】
前記署名抽出工程において，前記署名比較工程において改ざんと判定された非重要領域ブロックを，重要領域ブロックとみなすことを特徴とする，請求項１７に記載の電子透かし検証方法。
【請求項２０】
前記署名抽出工程において，非重要領域に埋め込まれた重要領域署名フラグから，重要領域情報を推定することを特徴とする，請求項１４〜１９のいずれかに記載の電子透かし検証方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，画像に情報を埋め込む電子透かし技術において，画像の一部の領域に対する電子透かし情報の埋め込みを制限することで，特定領域（重要領域）の電子透かし埋め込みによる画質劣化を制限する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年，デジタルコンテンツの違法な複製や改ざん，盗用などの不正利用が問題になっている。これらを防止するために，コンテンツに知覚できない程度の微少な加工を加えながら，電子署名，著作権情報，メッセージなどの付加データを埋め込む電子透かし技術が開発されている。電子透かし技術によって，付加データはコンテンツ自身に統合され，非圧縮時の記憶容量が増えることもなく，画像の改ざん，違法な複製，不正転送の防止などに利用される。
【０００３】
電子透かしの埋め込み方法には，改ざんによって容易に壊れて検出不能となる方法と，改ざんによっても検出不能になりにくい方法などがある。壊れやすい電子透かしは，改ざん検出などに用いられ，壊れにくい電子透かしは，著作権保護などに用いられる。以下では，壊れやすい電子透かしを「フラジャイル電子透かし」，壊れにくい電子透かしを「ロバスト電子透かし」という。
【０００４】
画像の改ざん検出に使われるフラジャイル電子透かしでは，画像に付加データとして電子署名を埋め込み，埋め込み側と検証装置での署名値の不一致で改ざんを検出する。例えば，ビットマップ画像にフラジャイル電子透かしを埋め込む場合，図３２に示したように，ＬＳＢ以外のビットプレーン（厳密に検証する場合は，ＬＳＢ以外のビットブレーンと，ＬＳＢの埋め込みに使用していないすべてのビット）からハッシュ値を計算し，公開鍵暗号方式で暗号化したハッシュ値（電子署名）を付加データとしてＬＳＢに埋め込む。通常，ＬＳＢ内の埋め込み位置は，鍵をシードにした擬似ランダムシーケンスなどを用いてランダマイズされる。
【０００５】
この方式によって画像を検証する場合，図３３に示したように，電子署名の埋め込まれた画像のＬＳＢ部分から，埋め込みと同様の手順で埋め込み位置を決定し，埋め込みデータを取り出す。取り出したデータから，電子透かし埋め込み時に生成されたハッシュ値を解読する。また，ＬＳＢ以外の部分から埋め込み側と同様のアルゴリズムでハッシュ値を計算し，これを，解読したハッシュ値を比較する。比較の結果，ハッシュ値が一致すれば画像に改ざんがないことがわかる。通常，画像データに比べて生成されるハッシュ値のビット長は非常に短い長さとなるが（例えば，ＳＨＡ１というハッシュアルゴリズムの場合，入力されるデータ長にかかわらず出力されるデータは１６０ビット），ハッシュ演算の特性上，画像に対して微少な変化があった場合，生成されるハッシュ値は全く異なった値となるため，ハッシュ値を比較することで１ピクセルでも改ざんされた場合に，改ざんを検出することができる。
【０００６】
また，１個のハッシュ値を計算する範囲を画像全体でなく，画像内のＭ×Ｎピクセルサイズのブロックで区切った範囲とすると，画像の改ざんをＭ×Ｎブロックの単位で検出することができ，画像内の改ざん箇所をブロック単位で特定することができる。
【０００７】
フラジャイル電子透かしでは，ウェーブレット（Ｗａｖｅｌｅｔ）変換や離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｃｏｓｉｎｅ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ：ＤＣＴ），量子化などをした後の周波数空間上の係数に対して，ハッシュ値や署名データを埋め込むものもある。これらの方式も，基本的にはビットマップに対する電子透かしと同様で，ハッシュ値の計算対象や署名データの埋め込み対象が，画像データそのものから周波数変換後の係数に置き換わっただけであり，処理や改ざん検出方法は，ビットマップと同様である。
【０００８】
また，この他にも，ハッシュの計算対象と埋め込み対象の座標を変える方式などもあるが，これらも同様の検出方法を用いている。
【０００９】
しかしながら，従来の電子透かし技術では，付加データ埋め込みのための微少な変更によって，画像全体がわずかに劣化していた。そのため，医療向け画像などの無損失（ロスレス）を要求するような用途では，使用できなかった。
【００１０】
特開２００３−１１５９８９号公報（特許文献１）に示された技術では，画像に重要領域を設定し，その重要領域へは付加データを埋め込まないことで，重要領域をロスレスのまま電子透かしの埋め込みを行っている。この重要領域の設定は，ユーザーが直接設定する他に，新静止画像圧縮標準であるＪＰＥＧ２０００のＲＯＩ（Ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ）機能による重要領域を用いることができる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−１１５９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら，特許文献１に示された技術では，重要領域情報を削除されてしまうと，電子透かしデータを読み込むための同期がとれなくなり，画像全域に埋め込まれた付加データの読み出しが不可能となる場合がある。すなわち，上記技術では，画像の改ざんを検出するための電子署名を，重要領域を含む画像全体から作成し，重要領域を除く部分へ埋め込むことで，重要領域のロスレスを実現している。この場合，重要領域情報が削除されると，電子署名が正しく検出できなくなるため，重要領域だけでなく画像全体が改ざんとなってしまい，また，画像全体に埋め込まれたメッセージを取り出すことができなくなってしまうなどの問題点がある。
【００１３】
また，特許文献１に示された技術では，重要領域情報への付加データの埋め込みを避け，重要領域のための付加データを他の重要領域以外の部分に埋め込む際，（１）重要領域用付加データを重要領域以外へ埋め込む際，重要領域以外のデータ埋め込み形式が変化し，（２）データの埋め込み順序が変化していたため，重要領域情報が削除されると，電子透かし検証時に，重要領域だけでなく重要領域以外の部分の付加データを正しくデコードできなくなり，画像全体が改ざんとなり，また，メッセージの抽出に失敗することがあった。
【００１４】
本発明は，従来技術が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，重要領域情報が追加／削除されても，重要領域以外の部分の付加データを正しくデコードできるようにし，埋め込んだメッセージを正しく抽出できるようにし，また，改ざん検出時には，重要領域情報の改ざん等によって，重要領域となった領域や，重要領域でなくなった領域を，改ざんとして検出し，また，それ以外の部分の改ざん位置を特定することの可能な，新規かつ改良された電子透かし埋め込み装置，電子透かし検証装置，電子透かし埋め込み方法，および電子透かし検証方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，電子透かし埋め込み装置において，電子透かしを埋め込むターゲット画像の画像データが入力される画像入力端子（１）と，入力された画像データを，所定サイズのブロックに分割するブロック化部（１００）と，各ブロックが，重要領域に属するか非重要領域に属するかに関する重要領域情報が入力される重要領域情報入力端子（２）と，ブロック化された単位で，署名データを生成する署名生成部（１０１）と，重要領域情報に従って，画像データに署名データを埋め込む署名埋め込み部（１０２）と，署名データ埋め込み後の画像データを出力する画像出力端子（３）とを備えたことを特徴とする電子透かし埋め込み装置が提供される。
【００１６】
そして，署名埋め込み部（１０２）は，重要領域の署名データを重要領域に埋め込まず，重要領域の署名データを周囲の非重要領域に埋め込み，非重要領域には，非重要領域の署名データに加えて，重要領域の署名データを埋め込むことを特徴とする（請求項１）。
【００１７】
かかる電子透かし埋め込み装置によれば，重要領域の署名データを重要領域に埋め込まないことにより，
（ａ）重要領域に対して，ロスレスのまま，改ざん検証を行える。
また，重要領域の署名データを周囲の非重要領域に埋め込み，さらに，非重要領域には，非重要領域の署名データに加えて，重要領域の署名データを埋め込むことにより，
（ｂ）重要領域情報が削除された場合も，全面改ざんとならずに，重要領域を改ざん領域として検出できる他，他の改ざんブロックの位置を特定できる。
（ｃ）重要領域情報が付与された場合も，全面改ざんとならずに，重要領域となった部分を改ざん領域として検出できる他，他の改ざんブロックの位置を特定できる。
【００１８】
上記本発明の電子透かし埋め込み装置において，以下の応用が可能である。
【００１９】
非重要領域に埋め込まれる任意のメッセージが入力されるメッセージ入力端子（５）をさらに備えるようにしてもよい（請求項２）。これにより，電子透かし検出側において，
（ｄ）重要領域情報の有無にかかわらず，非重要領域に埋め込んだメッセージを正しく抽出できる。
【００２０】
メッセージを分割し，各分割後のメッセージに，各分割後のメッセージが元のメッセージのどの部分のメッセージであったかを示すヘッダ情報を付加するメッセージ分割部（１１０）をさらに備えるようにしてもよい（請求項３）。これにより，電子透かし検出側において，
（ｅ）重要領域情報の有無にかかわらず，全メッセージを正しく抽出できる。
（ｆ）重要領域情報の追加／削除にかかわらず，全メッセージを正しく抽出できる。
【００２１】
上記課題を解決するため，本発明の第２の観点によれば，電子透かし検証装置において，電子透かしを検証するターゲット画像の画像データが入力される画像入力端子（１０）と，入力された画像データを，所定サイズのブロックに分割するブロック化部（２００）と，各ブロックが，重要領域に属するか非重要領域に属するかに関する重要領域情報が入力される重要領域情報入力端子（１１）と，ブロック化された単位で，重要領域情報に従って，重要領域からは署名データの抽出を行わず，周囲の非重要領域から（署名データ埋め込み時と同じ方法によって埋め込み位置を特定し，）署名データを抽出する署名抽出部（２０１）と，ブロック化された単位で，署名データを生成する署名生成部（２０２）と，署名抽出部（２０１）が抽出した署名データと，署名生成部（２０２）が生成した署名データとを比較する署名比較部（２０３）と，署名比較部（２０３）による比較結果を出力する比較結果出力端子（１２）とを備えたことを特徴とする電子透かし検証装置が提供される（請求項４）。
【００２２】
かかる電子透かし検証装置によれば，上記優れた効果を奏する電子透かし埋め込み装置により出力された画像の改ざん検出を行うことができる。
【００２３】
上記本発明の電子透かし検証装置において，以下の応用が可能である。
【００２４】
上記電子透かし埋め込み装置に対応して，入力された画像データに埋め込まれたメッセージを出力するメッセージ出力端子（１３）をさらに備えることができる（請求項５）。また，メッセージに付加されたヘッダ情報を読み取り，各メッセージが元のメッセージのどの部分のメッセージであるかを決定し，元のメッセージを結合するメッセージ結合部（２１０）をさらに備えることもできる（請求項６）。
【００２５】
また，署名比較部（２０３）の比較結果出力が，署名抽出部（２０１）へ入力されるようにしてもよい（請求項７）。かかる構成とすることで，以下のような再検証処理が可能となる。
【００２６】
署名抽出部は，署名比較部によって改ざんと判定された重要領域ブロックを，非重要領域ブロックとみなすようにしてもよい（請求項８）。改ざんと判定された重要領域ブロックを非重要領域ブロックとみなして，署名データの抽出や，メッセージの抽出を行うことで，
（ｇ）重要領域情報が改ざんされ，非重要領域から重要領域へ変更された場合に，改ざんとしてでなく，領域情報の変更として，変更された領域を検出できる。
（ｈ）重要領域情報の追加にかかわらず，全メッセージを正しく抽出できる確率が高くなる。
【００２７】
また，署名抽出部（２０１）は，署名比較部（２０３）によって改ざんと判定された非重要領域ブロックを，重要領域ブロックとみなすようにしてもよい（請求項９）。改ざんと判定された非重要領域ブロックを，重要領域ブロックとみなして，周囲の非重要領域から署名データの抽出を行うことにより，
（ｉ）重要領域情報が改ざんされ，重要領域から非重要領域へ変更された場合に，改ざんとしてでなく，領域情報の変更として，変更された領域を検出できる。
【００２８】
また，署名抽出部（２０１）は，非重要領域に埋め込まれた重要領域署名フラグから，重要領域情報を推定するようにしてもよい（請求項１０）。これにより，
（ｊ）重要領域情報が不要となる。
【００２９】
上記課題を解決するため，本発明の第３の観点によれば，電子透かし埋め込み方法であって，電子透かしを埋め込むターゲット画像の画像データが入力される画像入力工程と，入力された画像データを，所定サイズのブロックに分割するブロック化工程と，各ブロックが，重要領域に属するか非重要領域に属するかに関する重要領域情報が入力される重要領域情報入力工程と，ブロック化された単位で，署名データを生成する署名生成工程と，重要領域情報に従って，画像データに署名データを埋め込む署名埋め込み工程と，署名データ埋め込み後の画像データを出力する画像出力工程とを含むことを特徴とする電子透かし埋め込み方法が提供される。
【００３０】
そして，署名埋め込み工程において，重要領域の署名データを重要領域に埋め込まず，重要領域の署名データを周囲の非重要領域に埋め込み，非重要領域には，非重要領域の署名データに加えて，重要領域の署名データを埋め込むことを特徴とする（請求項１１）。
【００３１】
かかる電子透かし埋め込み方法によれば，重要領域の署名データを重要領域に埋め込まないことにより，
（ａ）重要領域に対して，ロスレスのまま，改ざん検証を行える。
また，重要領域の署名データを周囲の非重要領域に埋め込み，さらに，非重要領域には，非重要領域の署名データに加えて，重要領域の署名データを埋め込むことにより，
（ｂ）重要領域情報が削除された場合も，全面改ざんとならずに，重要領域を改ざん領域として検出できる他，他の改ざんブロックの位置を特定できる。
（ｃ）重要領域情報が付与された場合も，全面改ざんとならずに，重要領域となった部分を改ざん領域として検出できる他，他の改ざんブロックの位置を特定できる。
【００３２】
上記本発明の電子透かし埋め込み方法において，以下の応用が可能である。
【００３３】
非重要領域に埋め込まれる任意のメッセージが入力されるメッセージ入力工程をさらに含むようにしてもよい（請求項１２）。これにより，電子透かし検出側において，
（ｄ）重要領域情報の有無にかかわらず，非重要領域に埋め込んだメッセージを正しく抽出できる。
【００３４】
メッセージを分割し，各分割後のメッセージに，各分割後のメッセージが元のメッセージのどの部分のメッセージであったかを示すヘッダ情報を付加するメッセージ分割工程をさらに含むようにしてもよい（請求項１３）。これにより，電子透かし検出側において，
（ｅ）重要領域情報の有無にかかわらず，全メッセージを正しく抽出できる。
（ｆ）重要領域情報の追加／削除にかかわらず，全メッセージを正しく抽出できる。
【００３５】
上記課題を解決するため，本発明の第４の観点によれば，電子透かし検証方法であって，電子透かしを検証するターゲット画像の画像データが入力される画像入力工程と，入力された画像データを，所定サイズのブロックに分割するブロック化工程と，各ブロックが，重要領域に属するか非重要領域に属するかに関する重要領域情報が入力される重要領域情報入力工程と，ブロック化された単位で，重要領域情報に従って，重要領域からは署名データの抽出を行わず，周囲の非重要領域から，署名データを抽出する署名抽出工程と，ブロック化された単位で，署名データを生成する署名生成工程と，署名抽出工程において抽出した署名データと，署名生成工程において生成した署名データとを比較する署名比較工程と，署名比較工程による比較結果を出力する比較結果出力工程とを含むことを特徴とする，電子透かし検証方法が提供される（請求項１４）。
【００３６】
かかる電子透かし検証方法によれば，上記優れた効果を奏する電子透かし埋め込み方法により出力された画像の改ざん検出を行うことができる。
【００３７】
上記本発明の電子透かし検証方法において，以下の応用が可能である。
【００３８】
上記電子透かし埋め込み方法に対応して，入力された画像データに埋め込まれたメッセージを出力するメッセージ出力工程をさらに含むことができる（請求項１５）。また，メッセージに付加されたヘッダ情報を読み取り，各メッセージが元のメッセージのどの部分のメッセージであるかを決定し，元のメッセージを結合するメッセージ結合工程をさらに含むこともできる（請求項１６）。
【００３９】
また，署名比較工程の比較結果出力を用いて，署名抽出工程を再度行うようにしてもよい（請求項１７）。かかる構成とすることで，以下のような再検証処理が可能となる。
【００４０】
署名抽出工程において，署名比較工程において改ざんと判定された重要領域ブロックを，非重要領域ブロックとみなすようにしてもよい（請求項１８）。改ざんと判定された重要領域ブロックを非重要領域ブロックとみなして，署名データの抽出や，メッセージの抽出を行うことで，
（ｇ）重要領域情報が改ざんされ，非重要領域から重要領域へ変更された場合に，改ざんとしてでなく，領域情報の変更として，変更された領域を検出できる。
（ｈ）重要領域情報の追加にかかわらず，全メッセージを正しく抽出できる確率が高くなる。
【００４１】
また，署名抽出工程において，署名比較工程において改ざんと判定された非重要領域ブロックを，重要領域ブロックとみなすようにしてもよい（請求項１９）。改ざんと判定された非重要領域ブロックを，重要領域ブロックとみなして，周囲の非重要領域から署名データの抽出を行うことにより，
（ｉ）重要領域情報が改ざんされ，重要領域から非重要領域へ変更された場合に，改ざんとしてでなく，領域情報の変更として，変更された領域を検出できる。
【００４２】
また，署名抽出工程において，非重要領域に埋め込まれた重要領域署名フラグから，重要領域情報を推定するようにしてもよい（請求項２０）。これにより，
（ｊ）重要領域情報が不要となる。
【００４３】
なお上記において，構成要素に付随して括弧書きで記した参照符号は，理解を容易にするため，後述の実施形態および図面における対応する構成要素を一例として記したに過ぎず，本発明がこれに限定されるものではない。
【発明の効果】
【００４４】
以上説明したように，本発明によれば，重要領域情報が追加／削除されても，重要領域以外の部分の付加データを正しくデコードできるようにし，埋め込んだメッセージを正しく抽出できる。また，改ざん検出時には，重要領域情報の改ざん等によって，重要領域となった領域や，重要領域でなくなった領域を，改ざんとして検出し，また，それ以外の部分の改ざん位置を特定することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる電子透かし埋め込み装置，電子透かし検証装置，電子透かし埋め込み方法，および電子透かし検証方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４６】
（第１の実施の形態）
本実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置，電子透かし検証装置，電子透かし埋め込み方法，および電子透かし検証方法について説明する。まず，電子透かし埋め込み装置の構成について説明する。
図１は，第１の実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置の構成を示す説明図である。図２は，図１の電子透かし埋め込み装置を，ＪＰＥＧ２０００圧縮器へ適用した場合を示す説明図である。
【００４７】
本実施の形態の電子透かし埋め込み装置は，図１に示したように，画像データを入力するための画像入力端子１と，画像入力端子１から入力された画像データを，ブロックに分割するブロック化部１００と，重要領域情報を入力する重要領域情報入力端子２と，ブロック化された画像データから署名データを生成する署名生成部１０１と，署名生成部１０１から得られる署名データを埋め込む署名埋め込み部１０２と，署名データ埋め込み後の画像データを出力する画像出力端子３を備えて構成される。
【００４８】
また，図１の電子透かし埋め込み装置をＪＰＥＧ２０００圧縮器へ適用した場合，図２に示したように，さらに，カラー画像の場合にカラー空間を変換するカラー変換部５０と，ウェーブレット変換を行うウェーブレット変換部５１と，ウェーブレット係数を量子化する量子化部５２と，電子透かしの埋め込まれた係数と重要領域情報を符号化する符号化部５３を備えて構成される。そして，画像出力端子３は，電子透かしが埋め込まれた画像のビットストリームを出力する。
【００４９】
次いで，電子透かし検証装置の構成について説明する。
図３は，本実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成を示す説明図である。図４は，図３の電子透かし検証装置を，ＪＰＥＧ２０００伸張器へ適用した場合を示す説明図である。
【００５０】
電子透かし検証装置は，図３に示したように，画像データを入力するための画像入力端子１０と，画像入力端子１０から入力された画像データを，ブロックに分割するブロック化部２００と，重要領域情報を入力する重要領域情報入力端子１１と，電子透かし埋め込み装置で埋め込まれた署名を抽出する署名抽出部２０１と，ブロック化された画像データから署名データを生成する署名生成部２０２と，抽出された署名と生成した署名を比較する署名比較部２０３と，比較結果を出力する比較結果出力端子１２を備えて構成される。
【００５１】
また，図３の電子透かし検証装置をＪＰＥＧ２０００伸張器へ適用した場合，図４に示したように，さらに，ＪＰＥＧ２０００ビットストリームを復号し，ウェーブレット係数と重要領域情報を出力する復号部２０４を備えて構成される。
【００５２】
本実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置および電子透かし検証装置は以上のように構成されている。次いで，電子透かし埋め込み装置および電子透かし検証装置の動作について説明する。
【００５３】
まず，電子透かし埋め込み装置の動作について説明する。
電子透かしを埋め込むターゲット画像の画像データを画像入力端子１へ入力する。ピクセルデータへ直接電子透かしを埋め込む場合は，入力データはピクセルデータとなる。また，周波数空間上での電子透かしの場合は，ウェーブレット係数やＤＣＴ係数となる。
【００５４】
画像入力端子１へ入力される画像データは，ブロック化部１００へ渡される。ブロック化部１００では，入力された画像データを，所定サイズ（Ｍ×Ｎサイズとする）のブロックへ分割する。ピクセルデータへの電子透かしの場合は，Ｍ×Ｎピクセルのブロックとなり，また，周波数空間上での電子透かしの場合は，ウェーブレット変換やＤＣＴ後の係数空間上での，Ｍ×Ｎ係数のブロックとなる。このブロックは，ピクセル空間上で同じ位置を示す，異なる周波数の係数群で構成してもよいし，ピクセル空間上で近い位置を示す，同じ周波数の係数群で構成してもよい。
【００５５】
署名生成部１０１は，図５に示したように，ブロック化部１００によってブロック化された単位で，署名データを生成する。署名データは，ブロック係数をＳＨＡ１等のハッシュ関数で得られたハッシュ値や，ハッシュ値をＲＳＡ等で暗号化したもの，ハッシュ値の一部などが用いられる。生成された署名データは，生成元ブロックの改ざんを検証するために用いられる。
【００５６】
図６は，ブロックの署名データ生成の一例を示す説明図である。
署名データは，図６に示したように，複数ブロックをまとめてハッシュ値を求めてブロック数分分割してもよく，また，複数ブロック分のハッシュ値を連結したものでもよい。また，異なる方式や，異なる領域単位で生成した値を結合したものでもよい。
【００５７】
署名埋め込み部１０２は，ブロック化部１００から得られる各ブロックに，署名生成部１０１から得られる署名データを埋め込む。署名データの埋め込みは，図５に示したように，各ブロックから生成した署名データを，生成元のブロックに埋め込んでもよい。この場合，署名データの生成に使用する部分は，署名データ埋め込みに使用できないため，埋め込みに使用する部分以外から，署名データを生成する。また，署名データを生成するブロックと署名データを埋め込むブロックを，異なるブロックとしてもよい。
【００５８】
図７は，埋め込みデータと埋め込まれる位置の関係を示す説明図である。
ブロック内の埋め込み位置は，図７に示したように，疑似ランダムシーケンスや，置換テーブルでスクランブルできる。
【００５９】
図８は，重要領域使用時の重要領域と非重要領域の署名埋め込み関係を示す説明図である。
画像データ内で重要領域として設定する座標情報を，重要領域情報入力端子２へ入力する。重要領域と，重要領域用署名データを埋め込む非重要領域に対する署名埋め込み部１０２の動作は，図８に示したように，以下のようになる。
（１）重要領域の署名データは，重要領域に埋め込まれない。
（２）重要領域の署名データは，周囲の非重要領域に埋め込まれる。
（３）非重要領域には，非重要領域の署名データに加えて，重要領域の署名データを埋め込む。
【００６０】
非重要領域に埋め込む重要領域の署名データは，重要領域ブロック単位に，それぞれ非重要領域ブロックへ埋め込むことができる。その他，全重要領域の署名データすべてを連結し，埋め込む非重要領域分に分割して埋め込むこともできる。
【００６１】
また，重要領域の署名データは，特定の非重要領域のみに埋め込んでもよいし，図９に示すように，重要領域周囲の非重要領域ブロックにのみ埋め込むようにしてもよい。
【００６２】
図１０は，重要領域の署名データを，重要領域周囲の非重要領域ブロックにのみ埋め込む場合の埋め込み処理の一例を示すフローチャートである。この例では，３種類の疑似ランダムシーケンス（または置換テーブル）Ａ，Ｂ，Ｃを用いるものとする。
【００６３】
まず，疑似ランダムシーケンスＡを初期化する（ステップＳ３０１）。そして，疑似ランダムシーケンスＡによって，次に埋め込むブロックを決定する（ステップＳ３０２）。ステップＳ３０２で決定されたブロックが重要領域ブロックであるか，非重要領域ブロックであるかを判断し（ステップＳ３０３），重要領域ブロックである場合には，再びステップＳ３０２に戻る。
【００６４】
ステップＳ３０２で決定されたブロックが非重要領域ブロックである場合には，疑似ランダムシーケンスＢによって，疑似ランダムシーケンスＣを初期化した後（ステップＳ３０４），以下に説明するように，その非重要領域ブロックに，非重要領域の署名データと重要領域の署名データを順に埋め込む。
【００６５】
まず，非重要領域の署名データを埋め込む。まず，疑似ランダムシーケンスＣによって，埋め込み位置を決定する（ステップＳ３０５）。そして，決定された埋め込み位置に，非重要領域の署名データを埋め込む（ステップＳ３０６）。ステップＳ３０５〜Ｓ３０６は，ブロック内への埋め込みが完了するまで繰り返される（ステップＳ３０７）。ブロック内への非重要領域の署名データの埋め込みが完了すると，次に，重要領域の署名データを埋め込む。まず，疑似ランダムシーケンスＣによって，埋め込み位置を決定する（ステップＳ３０８）。そして，決定された埋め込み位置に，重要領域の署名データを埋め込む（ステップＳ３０９）。ステップＳ３０９〜Ｓ３１０は，ブロック内への埋め込みが完了するまで繰り返される（ステップＳ３１１）。
【００６６】
ブロック内に，すべてのデータ埋め込みが完了したかを判断し（ステップＳ３１１），まだ埋め込みデータがある場合には，上記ステップＳ３０１〜Ｓ３１０を繰り返し，すべてのデータ埋め込みが完了した時点で処理を終了する。
【００６７】
図１１は，署名埋め込み位置の概略を示す説明図である。
非重要領域への署名データ埋め込み時，埋め込み順序は，図１１に示したようになる。図１１（ａ）は，重要領域用署名データを埋め込まない場合，図１１（ｂ）は，重要領域用署名データを埋め込む場合を示している。非重要領域用の署名データは，重要領域の有無にかかわらず，位置が変化しないように埋め込まれる。このため，重要領域情報の有無は，非重要領域ブロックの有無に影響しない。なお，埋め込み位置は，図７に示したように，スクランブルされてもよい。
【００６８】
また，厳密に改ざんを検出するために，埋め込み位置以外のすべてから署名データを作る場合は，図１２に示したように，まず，重要領域用署名データを埋め込んでから，非重要領域ブロック用署名データを埋め込む。
【００６９】
図１３は，この場合の電子透かし埋め込み装置を示す説明図である。
切り替え部２０は，図１３に示したように，重要領域用署名データを埋め込むための非重要領域ブロック署名を生成する場合は接点Ｂへ，それ以外の場合は接点Ａへ切り替える。重要領域用署名データを埋め込むための非重要領域ブロック署名を生成する場合は，以下のような処理の流れとなる。
（１）切り替え部２０を接点Ａへ接続する。
（２）署名生成部１０１により，重要領域用の署名データを生成する。
（３）署名埋め込み部１０２により，重要領域用の署名データを，非重要領域ブロックに埋め込む。
（４）切り替え部２０を接点Ｂへ接続する。
（５）署名埋め込み部１０２により，重要領域用署名データを埋め込まれた非重要領域ブロックを，署名生成部１０１へ渡す。
（６）署名生成部１０１では，非重要領域ブロック用署名を生成する。
（７）重要領域用署名データの埋め込まれたブロックに，図１２に示したように，非重要領域ブロック用署名データを埋め込む。
【００７０】
画像出力端子３は，署名データ埋め込み後の画像データを出力する。
【００７１】
以上，電子透かし埋め込み装置の動作について説明した。
次いで，電子透かし検証装置の動作について説明する。
【００７２】
電子透かしを検証するターゲット画像の画像データを画像入力端子１０へ入力する。ピクセルデータへ直接電子透かしが埋め込まれている場合は，入力データはピクセルデータとなる。また，周波数空間上での電子透かしの場合は，ウェーブレット係数やＤＣＴ係数となる。
【００７３】
画像入力端子１０へ入力される画像データは，ブロック化部２００へ渡される。ブロック化部２００では，入力された画像データを，所定サイズ（電子透かし埋め込み側と同様に，Ｍ×Ｎサイズとする）のブロックへ分割する。ピクセルデータへの電子透かしの場合は，Ｍ×Ｎピクセルのブロックとなり，また，周波数空間上での電子透かしの場合は，ウェーブレット変換やＤＣＴ後の係数空間上での，Ｍ×Ｎ係数のブロックとなる。
【００７４】
署名抽出部２０１は，画像データに埋め込まれた署名データを抽出する。抽出には，署名データ埋め込み時と同じ手法により埋め込み位置を決定し，埋め込んだ位置からデータを抽出することで行う。電子透かし埋め込み側で，複数の署名を結合や分割している場合は，その逆処理を行い，元の署名を生成する。電子透かし埋め込み側でハッシュ値等を暗号化している場合，ここで暗号をデコードし，元のデータに戻し，署名比較部２０３へ渡す。抽出時は，重要領域情報入力端子１１から入力される重要領域情報を使用し，重要領域からは署名データの抽出を行わず，そのかわり，非重要領域から，電子透かし埋め込み時と同じ方法によって埋め込み位置を特定し，署名データの抽出を行う。
【００７５】
署名生成部２０２は，ブロック化部２００によってブロック化された単位で，署名データを生成する。生成は，電子透かし埋め込み側と同様の方法により行われる。ただし，電子透かし埋め込み側で暗号化などを使用している場合，ここで暗号化を行う必要はなく，署名抽出部２０１で暗号のデコードを行う。署名生成部２０２は，生成した署名データを署名比較部２０３へ渡す。
【００７６】
署名比較部２０３では，署名抽出部２０１と，署名生成部２０２の署名データを比較する。署名データが一致したブロックは改ざんなし，一致しないブロックは，改ざんありとする。
【００７７】
（Ａ）電子透かし埋め込み側で設定した重要領域情報が設定されない場合
非重要領域ブロックの署名の抽出は，重要領域の設定にかかわらず同じである。従って，重要領域の有無にかかわらず改ざん検出可能となる。
重要領域ブロックとして電子透かし埋め込み処理が行われたブロックの署名データは，非重要領域ブロックへ埋め込まれているが，重要領域情報がないため，重要領域ブロック自身から，署名データの抽出を試みる。しかし，得られる署名データはでたらめな値となるため，重要領域ブロックは，改ざんブロックとして検出される。
【００７８】
（Ｂ）電子透かし埋め込み側で設定していない重要領域情報が設定された場合
非重要領域ブロックの署名の抽出は，重要領域の設定にかかわらず同じである。従って，重要領域の有無にかかわらず改ざん検出可能となる。
重要領域ブロックと設定されたブロックの署名データは，元々非重要領域ブロックとして，ブロック自身に埋め込まれている。しかし，重要領域ブロックとして設定されたため，周囲の非重要領域から署名データの抽出を試みる。しかし，得られる署名データはでたらめな値となるため，重要領域と設定した部分は改ざんブロックとして検出される。
【００７９】
署名比較部２０３による比較結果は，比較結果出力端子１２から出力される。
【００８０】
（第１の実施の形態の効果）
以上説明したように，本実施の形態によれば，以下の効果が得られる。
（ａ）重要領域に対して，ロスレスのまま，改ざん検証を行える。
（ｂ）重要領域情報が削除された場合も，全面改ざんとならずに，重要領域を改ざん領域として検出できる他，他の改ざんブロックの位置を特定できる。
（ｃ）重要領域情報が付与された場合も，全面改ざんとならずに，重要領域となった部分を改ざん領域として検出できる他，他の改ざんブロックの位置を特定できる。
【００８１】
（第２の実施の形態）
図１４は，第２の実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置の構成を示す説明図である。図１３に示した上記第１の実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置に対し，メッセージ入力端子５をさらに備えたことを特徴とする。
【００８２】
図１５は，第２の実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成を示す説明図である。図３に示した上記第１の実施の形態にかかる電子透かし検出装置に対し，メッセージ出力端子１３をさらに備えたことを特徴とする。
【００８３】
次いで，本実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置および電子透かし検証装置の動作について説明する。まず，電子透かし埋め込み装置の動作について説明する。
【００８４】
署名埋め込み部１０２は，メッセージ入力端子５から入力されたメッセージを，各ブロックへ埋め込む。メッセージが埋め込まれたブロックの場合，詳細に改ざんを検出する場合はメッセージを埋め込んでから，メッセージ埋め込み済みのデータから，署名生成部１０１によって署名データを生成する。
【００８５】
図１６，図１７は，メッセージの埋め込み位置を示す説明図である。
メッセージの埋め込み位置は，例えば図１６に示したように，埋め込むメッセージサイズを埋め込む。これにより，メッセージの後に続く重要領域用署名データを取得できるようになる。また，例えば図１７に示したように，メッセージ開始位置のフラグやオフセットを埋め込む方法もある。この場合，非重要領域ブロックが改ざんされ，メッセージのサイズが正しく抽出できなくなった場合でも，重要領域用署名データを正しく抽出することができ，重要領域の改ざん誤検出を低減できる。
【００８６】
この他，メッセージや署名データの埋め込み位置を固定にする方法や，各フィールドで同期フラグの埋め込みを行って，改ざん時のデータ抽出耐性を向上させることができる。
【００８７】
その他の動作は，上記第１の実施の形態の動作と実質的に同様であるため，重複説明を省略する。
次いで，電子透かし検証装置の動作について説明する。
【００８８】
署名抽出部２０１は，電子透かし埋め込み側で埋め込んだメッセージを抽出し，メッセージ出力端子１３から出力する。メッセージや署名データの埋め込み位置の決定は，電子透かし埋め込み側と同様の方法で行う。
その他の動作は，上記第１の実施の形態の動作と実質的に同様であるため，重複説明を省略する。
【００８９】
（Ａ）電子透かし埋め込み側で設定した重要領域情報が設定されない場合
図１６に示したメッセージの埋め込み位置の場合，重要領域の有無にかかわらず，非重要領域のメッセージは正しく抽出できる。重要領域の部分については，メッセージが埋め込まれていないが，でたらめなメッセージが抽出できる場合がある。これは，エラー訂正符号化や，メッセージ自体に電子署名やハッシュ値を持たせることで，破棄できる。
【００９０】
図１７に示したメッセージの埋め込み位置の場合，重要領域の有無にかかわらず，非重要領域のメッセージは正しく抽出できる。また，非重要領域ブロックが改ざんされた場合でも，重要領域用署名データを埋め込んだ部分が改ざんされていなければ，重要領域用署名データを抽出できる。
重要領域の部分については，何も埋め込まれていないが，でたらめなメッセージが抽出できる場合がある。これは，エラー訂正符号化や，メッセージ自体に電子署名やハッシュ値を持たせることで，破棄できる。
【００９１】
（Ｂ）電子透かし埋め込み側で設定していない重要領域情報が設定された場合
図１６，図１７に示したメッセージの埋め込み位置の場合，重要領域の有無にかかわらず，非重要領域のメッセージは正しく抽出できる。新たに設定された重要領域の部分については，検証時に重要領域からメッセージを抽出しないため，メッセージは抽出されない。
【００９２】
（第２の実施の形態の効果）
以上説明したように，本実施の形態によれば，以下の効果が得られる。
（ｄ）重要領域情報の有無にかかわらず，非重要領域に埋め込んだメッセージを正しく抽出できる。
【００９３】
（第３の実施の形態）
図１８は，第３の実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置の構成を示す説明図である。図１４に示した上記第２の実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置に対し，メッセージ分割部１１０をさらに備えたことを特徴とする。
【００９４】
図１９は，第３の実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成を示す説明図である。図１５に示した上記第２の実施の形態にかかる電子透かし検出装置に対し，メッセージ結合部２１０をさらに備えたことを特徴とする。
【００９５】
次いで，本実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置および電子透かし検証装置の動作について説明する。まず，電子透かし埋め込み装置の動作について説明する。
【００９６】
メッセージ分割部１１０は，メッセージ入力端子５から入力されたメッセージを，埋め込み対象ブロック数を上限に分割する。分割時に，各分割後のメッセージが，元のメッセージのどの部分のメッセージであったかを示すアドレス情報を，保存する。アドレス情報は，例えば，メッセージ先頭からのバイト数，分割メッセージのバイト数，分割メッセージの位置を示すインデックスなど，元の位置を復元できるものであればなんでもよい。
【００９７】
図２０は，ブロック単位の埋め込みメッセージ分割方法を示す説明図である。
図２０に示したように，各分割したメッセージの先頭には，ヘッダ情報が付与される。ヘッダ情報には，メッセージの位置を示すアドレス情報を保存する。また，この他，巡回冗長検査（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ：ＣＲＣ）などの誤り検出符号などを保存してもよい。ＣＲＣは，数バイト単位等細かい単位で付与してもよい。また，元のメッセージ自体に，エラー訂正符号化や，繰り返しなどを用いたエラー耐性を持たせてもよい。
【００９８】
その他の動作は，上記第２の実施の形態の動作と実質的に同様であるため，重複説明を省略する。
次いで，本実施の形態にかかる電子透かし検証装置の動作について説明する。
【００９９】
図２１は，メッセージ結合方法を示す説明図である。
メッセージ結合部２１０は，図２１に示したように，抽出したメッセージのヘッダ情報を読み取り，元のメッセージ全体で，どの位置にあるかを決定する。ヘッダに，ＣＲＣ等のエラー検出符号が含まれている場合は，エラーを検出したメッセージを破棄する。
【０１００】
すべてのブロックから抽出されたメッセージを結合し，元のメッセージ全体を構成する。
その他の動作は，上記第２の実施の形態の動作と実質的に同様であるため，重複説明を省略する。
【０１０１】
（Ａ）電子透かし埋め込み側で設定した重要領域情報が設定されない場合
重要領域の有無にかかわらず，非重要領域ブロックのメッセージは正しく抽出できる。元重要領域ブロックについては，メッセージが埋め込まれていないが，でたらめなメッセージが抽出できる場合がある。これは，図２２に示したように，ヘッダにＣＲＣを入れることで破棄したり，メッセージ全体をエラー訂正符号化や，データの繰り返しと多数決処理を行うことで，元のデータを復元できる。
【０１０２】
（Ｂ）電子透かし埋め込み側で設定していない重要領域情報が設定された場合
重要領域の有無にかかわらず，非重要領域ブロックのメッセージは正しく抽出できる。
【０１０３】
新たに設定された重要領域の部分については，メッセージを抽出しないため，メッセージは欠落する。これは，図２２に示したように，メッセージ全体をエラー訂正符号化や，データの繰り返しと多数決処理を行うことで，元のデータを復元できる。
【０１０４】
（第３の実施の形態の効果）
以上説明したように，本実施の形態によれば，以下の効果が得られる。
（ｅ）重要領域情報の有無にかかわらず，全メッセージを正しく抽出できる。
（ｆ）重要領域情報の追加／削除にかかわらず，全メッセージを正しく抽出できる。
【０１０５】
（第４の実施の形態）
図２３，図２４は，第４の実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成を示す説明図である。図２３に示した電子透かし検証装置は，図３に示した上記第１の実施の形態にかかる電子透かし検証装置に対し，署名比較部２０３の比較結果出力を，署名抽出部２０１へ入力する構成としたことを特徴とする。図２４に示した電子透かし検証装置は，図１５に示した上記第２の実施の形態にかかる電子透かし検証装置に対し，署名比較部２０３の比較結果出力を，署名抽出部２０１へ入力する構成としたことを特徴とする。
【０１０６】
本実施の形態にかかる電子透かし検証装置の動作について説明する。
【０１０７】
署名抽出部２０１は，署名比較部２０３によって改ざんと判定された重要領域ブロックを，非重要領域ブロックとみなして署名データの抽出や，メッセージの抽出を行う。
【０１０８】
署名抽出部２０１から得られた署名データと，署名生成部２０２から得られた署名データを比較し，一致した場合は改ざんなしとする。この場合，非重要領域から重要領域へ変わったことを，通知してもよい。
【０１０９】
この他，図２５に示したように，電子透かし埋め込み時に，各ブロックに非重要領域ブロック識別情報を埋め込んでおき，重要領域ブロックからこの情報が抽出できた場合，元々非重要領域ブロックとみなして情報の抽出を行うこともできる。非重要領域ブロック識別情報は，疑似ランダムシーケンスによって得られる値や，固定値，座標から得られる値などを用いることができる。ただし，重要領域の署名データは変更できないため，偶然，非重要領域識別コードと同様の値となっていても，それを避けるようにデータを変更することができない。このため，非重要領域ブロック識別情報だけでは，厳密に，元々非重要領域であったかどうか，判別不可能である。このため，署名データ等の抽出も必要である。ただし，非重要領域ブロック情報が一致しない場合は，署名を抽出する前に，抽出処理を中止することができる。
【０１１０】
その他の動作は，上記第１，第２の実施の形態の動作と実質的に同様であるため，重複説明を省略する。
【０１１１】
（第４の実施の形態の効果）
以上説明したように，本実施の形態によれば，以下の効果が得られる。
（ｇ）重要領域情報が改ざんされ，非重要領域から重要領域へ変更された場合に，改ざんとしてでなく，領域情報の変更として，変更された領域を検出できる。
（ｈ）重要領域情報の追加にかかわらず，全メッセージを正しく抽出できる確率が高くなる。
【０１１２】
（第５の実施の形態）
本実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成は，図２３に示した上記第４の実施の形態にかかる電子透かし検証装置と実質的に同様である。
【０１１３】
本実施の形態にかかる電子透かし検証装置の動作について説明する。
【０１１４】
署名抽出部２０１は，署名比較部２０３によって改ざんと判定された非重要領域ブロックを，重要領域ブロックとみなして，周囲の非重要領域から署名データの抽出を行う。抽出を行う対象ブロックは，重要領域の署名データを埋め込む時に，位置を決定する方法と同様の方法で決定する。例えば，電子透かし埋め込み時に，重要領域の右端に隣接する非重要領域ブロックから，時計回りに重要領域周りの非重要領域に対して順番に署名データを埋め込んでいく場合，隣接する重要領域ブロックとみなしたブロックで重要領域を推定し，推定された重要領域の右端の非重要領域ブロックから時計回りに署名データの抽出を行う。
【０１１５】
署名抽出部２０１から得られた署名データと，署名生成部２０２から得られた署名データを比較し，一致した場合は改ざんなしとする。この場合，重要領域から非重要領域へ変わったことを，通知してもよい。
【０１１６】
この他，図２６に示したように，電子透かし埋め込み時に，各ブロックに重要領域署名データフラグを埋め込んでもよい。この場合，重要領域用署名データがない場合は，重要領域用署名データがないことを示すフラグを，重要領域用署名データがある場合は，重要領域用署名データがあることを示すフラグを保存する。
【０１１７】
非重要領域の改ざんブロックの周囲から，重要領域用署名データがあることを示すフラグとなっているブロックが存在した場合，改ざんブロックを重要領域とみなして，周囲の重要領域用署名のあるブロックの重要領域用署名データを使用して，改ざん検出を行う。
【０１１８】
その他の動作は，上記第４の実施の形態の動作と実質的に同様であるため，重複説明を省略する。
【０１１９】
（第５の実施の形態の効果）
以上説明したように，本実施の形態によれば，以下の効果が得られる。
（ｉ）重要領域情報が改ざんされ，重要領域から非重要領域へ変更された場合に，改ざんとしてでなく，領域情報の変更として，変更された領域を検出できる。
【０１２０】
（第６の実施の形態）
図２７，図２８は，第６の実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成を示す説明図である。本実施の形態にかかる電子透かし検証装置は，図２３，図２４に示した上記第４の実施の形態にかかる電子透かし検証装置に対し，重要領域情報入力端子１１を削除したことを特徴とする。
【０１２１】
本実施の形態にかかる電子透かし検証装置の動作について説明する。
署名抽出部２０１は，重要領域／非重要領域にかかわらず，すべて，非重要領域の方法を用いて署名データの抽出を行う。
【０１２２】
署名比較部２０３によって改ざんとなった情報を，署名抽出部２０１へ渡す。
【０１２３】
図２９は，本実施の形態の動作を示す説明図である。
署名抽出部２０１では，図２９に示したように，改ざんとならなかったブロックに埋め込まれた重要領域署名フラグ（図２６参照）を抽出し，重要領域を推定する。例えば，改ざんブロックが，重要領域署名フラグで重要領域用署名を持っていると示されている領域ブロックに囲まれている場合，その内部に閉じこめられた改ざんブロックを重要領域とみなしてもよい。また，実際は，改ざんなどがあるため，重要領域署名フラグで重要領域用署名を持っていると示されている領域ブロックが，環状に閉じていない場合がある。この場合，想定できるパターンで改ざんブロックと重要領域用署名データを比較し，もっともよく適合するパターンを結果として出力してもよい。
【０１２４】
その他の動作は，上記第１，第２，第３の実施の動作と実質的に同様であるため，重複説明を省略する。
【０１２５】
（第６の実施の形態の効果）
以上説明したように，本実施の形態によれば，以下の効果が得られる。
（ｊ）検出側で，重要領域情報が不要となる。
【０１２６】
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる電子透かし埋め込み装置，電子透かし検証装置，電子透かし埋め込み方法，および電子透かし検証方法の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１２７】
例えば，上記実施の形態では，フラジャイル電子透かしについて説明したが，ロバスト電子透かしにも適用可能である。例えば，図１８，１９に示した上記第３の実施の形態を応用する場合を例に挙げ，図３０，図３１を参照しながら説明すると，図１８に示した署名埋め込み部１０２は，図３０に示したメッセージ埋め込み部３００となり，図１９に示した署名抽出部２０１は，メッセージ抽出部３０１となる。メッセージ埋め込み部３００は，署名データでなく，メッセージのみを埋め込むところが，図１８に示した署名埋め込み部１０２と異なる。また，メッセージ抽出部３０１は，署名データでなく，メッセージのみを抽出するところが，図１９に示した署名抽出部２０１と異なる。ただし，メッセージの埋め込み／抽出方法は上記第３の実施の形態と実質的に同様である。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は，画像に情報を埋め込む電子透かし埋め込み装置，電子透かし検証装置，電子透かし埋め込み方法，および電子透かし検証方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】第１の実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置の構成を示す説明図である。
【図２】図３の電子透かし埋め込み装置を，ＪＰＥＧ２０００圧縮器へ適用した場合を示す説明図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成を示す説明図である。
【図４】図３の電子透かし検証装置を，ＪＰＥＧ２０００伸張器へ適用した場合を示す説明図である。
【図５】重要領域未使用時の署名埋め込み関係を示す説明図である。
【図６】ブロックの署名データ生成の一例を示す説明図である。
【図７】埋め込みデータと埋め込まれる位置の関係を示す説明図である。
【図８】重要領域使用時の重要領域と非重要領域の署名埋め込み関係を示す説明図である。
【図９】重要領域周囲のブロックにのみ重要領域の署名データを埋め込む場合を示す説明図である。
【図１０】埋め込み処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】署名埋め込み位置の概略を示す説明図であり，（ａ）は，重要領域用署名データを埋め込まない場合，（ｂ）は，重要領域用署名データを埋め込む場合を示している。
【図１２】署名データ生成元と埋め込み位置の関係を示す説明図である。
【図１３】電子透かし埋め込み側を示す説明図である。
【図１４】第２の実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置の構成を示す説明図である。
【図１５】第２の実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成を示す説明図である。
【図１６】メッセージの埋め込み位置を示す説明図である。
【図１７】メッセージの埋め込み位置を示す説明図である。
【図１８】第３の実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置の構成を示す説明図である。
【図１９】第３の実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成を示す説明図である。
【図２０】ブロック単位の埋め込みメッセージ分割方法を示す説明図である。
【図２１】メッセージ結合方法を示す説明図である。
【図２２】メッセージのデータ処理を示す説明図である。
【図２３】第４の実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成を示す説明図である。
【図２４】第４の実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成を示す説明図である。
【図２５】非重要領域識別情報を埋め込む場合を示す説明図である。
【図２６】非重要領域署名データフラグを埋め込む場合を示す説明図である。
【図２７】第６の実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成を示す説明図である。
【図２８】第６の実施の形態にかかる電子透かし検証装置の構成を示す説明図である。
【図２９】第６の実施の形態の動作を示す説明図である。
【図３０】第３の実施の形態をロバスト電子透かしに適用した場合の電子透かし埋め込み装置の説明図である。
【図３１】第３の実施の形態をロバスト電子透かしに適用した場合の電子透かし検証装置の説明図である。
【図３２】ビットマップへのフラジャイル電子透かし埋め込み時の動作を示す説明図である。
【図３３】ビットマップへのフラジャイル電子透かし検証時の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１  画像データ入力端子
２  重要領域情報入力端子
３  埋め込み後画像データ出力端子
５  メッセージ入力端子
１２  比較結果出力端子
１３  メッセージ出力端子
２０  切り替え部
５０  カラー変換部
５１  ウェーブレット変換部
５２  量子化部
５３  符号化部
１００  ブロック化部
１０１  署名生成部
１１０  メッセージ分割部
１０２  署名埋め込み部
２０２  署名生成部
２０３  署名比較部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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