(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを構成する画素データ群に対して所定の演算を施す演算手段と、上記演算手段の演算により得られる値が特定の値となるように上記画素データ群を構成する画素データの信号レベルを調整する調整手段とを備え、上記調整手段が上記画素データの信号レベルを調整して、上記演算手段の演算により得られる値が特定の値となるようにすることで、画像データに他の情報を付加する情報付加装置であって、
上記調整手段は、上記画素データ群のうち、第１の画素データ群の信号レベルに上記演算手段による演算を施した結果得られる値と上記第１の画素データ群と異なる第２の画素データ群の信号レベルに上記演算手段による演算を施した結果得られる値とのいずれか一方又は双方が離散値となるように、上記第１の画素データ群を構成する画素データおよび上記第２の画素データ群のいずれか一方又は双方を構成する画素データの信号レベルを調整することを特徴とする情報付加装置。
【請求項２】
上記調整手段は、上記演算手段の演算により得られる値が一の系列をとる離散値又は他の系列をとる離散値となるように、上記第１の画素データ群および上記第２の画素データ群のいずれか一方又は双方を構成する画素データの信号レベルを調整することを特徴とする請求項１記載の情報付加装置。
【請求項３】
上記演算手段は、上記第１の画素データ群および上記第２の画素データ群のいずれか一方又は双方を構成する画素データの信号レベルの累積値を算出することを特徴とする請求項１記載の情報付加装置。
【請求項４】
上記演算手段は、上記第１の画素データ群および上記第２の画素データ群のいずれか一方又は双方を構成する画素データの平均値を算出することを特徴とする請求項１記載の情報付加装置。
【請求項５】
上記演算手段は、上記第１の画素データ群を構成する画素データのうち或る画素データの信号レベルとこの画素データに隣接する画素データの信号レベルとの差の累積値、および、上記第２の画素データ群を構成する画素データのうち或る画素データの信号レベルとこの画素データに隣接する画素データの信号レベルとの差の累積値の、いずれか一方又は双方を算出することを特徴とする請求項１記載の情報付加装置。
【請求項６】
上記演算手段は、上記第１の画素データ群を構成する画素データのうち或る画素データの信号レベルとこの画素データに隣接する画素データの信号レベルとの差の平均値、および、上記第２の画素データ群を構成する画素データのうち或る画素データの信号レベルとこの画素データに隣接する画素データの信号レベルとの差の平均値の、いずれか一方又は双方を算出することを特徴とする請求項１記載の情報付加装置。
【請求項７】
上記画素データ群は、上記画像データを複数の画素データからなるブロックに分割した画素ブロックであり、
上記調整手段は、上記画素ブロックを構成する画素データの信号レベルの平均値に対して上記演算手段による演算を施した値が特定の値になるように、上記画素ブロックを構成する画素データの信号レベルを調整することを特徴とする請求項１記載の情報付加装置。
【請求項８】
画像データを構成する画素データ群に対して所定の演算を施す演算手段と、上記演算手段の演算により得られる値が特定の値となっているか否かを判別する判別手段とを備え、上記判別手段が上記演算手段の演算により得られる値が特定の値となっているか否かを判断することで、画像データに付加された他の情報を識別する付加情報識別装置であって、
上記判別手段は、上記画素データ群のうち、第１の画素データ群の信号レベルに上記演算手段による演算施した結果得られる値と上記第１の画素データ群と異なる第２の画素データ群の信号レベルに上記演算手段による演算を施した結果得られる値とのいずれか一方又は双方が離散値となっているか否かを判断することを特徴とする付加情報識別装置。
【請求項９】
上記判別手段は、上記演算手段の演算により得られる値が一の系列の離散値又は他の系列の離散値となっているか否かを判別することを特徴とする請求項８記載の付加情報識別装置。
【請求項１０】
上記演算手段は、上記第１の画素データ群および上記第２の画素データ群の何れか一方又は双方を構成する画素データの信号レベルの累積値を算出することを特徴とする請求項８記載の付加情報識別装置。
【請求項１１】
上記演算手段は、上記第１の画素データ群および上記第２の画素データ群の何れか一方又は双方を構成する画素データの平均値を算出することを特徴とする請求項８記載の付加情報識別装置。
【請求項１２】
上記演算手段は、上記第１の画素データ群を構成する画素データのうち或る画素データの信号レベルとこの画素データに隣接する画素データの信号レベルとの差の累積値、および、上記第２の画素データ群を構成する画素データのうち或る画素データの信号レベルとこの画素データに隣接する画素データの信号レベルとの差の累積値の、いずれか一方又は双方を算出することを特徴とする請求項８記載の付加情報識別装置。
【請求項１３】
上記演算手段は、上記第１の画素データ群を構成する画素データのうち或る画素データの信号レベルとこの画素データに隣接する画素データの信号レベルとの差の平均値、および、上記第２の画素データ群を構成する画素データのうち或る画素データの信号レベルとこの画素データに隣接する画素データの信号レベルとの差の平均値の、いずれか一方又は双方を算出することを特徴とする請求項８記載の付加情報識別装置。
【請求項１４】
上記画素データ群は、上記画像データを複数の画素データからなるブロックに分割した画素ブロックであり、
上記判別手段は、上記画素ブロックを構成する画素データの信号レベルの平均値に対して上記演算手段による演算を施した値が特定の値となっているか否かを判別することを特徴とする請求項８記載の付加情報識別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データに他の情報を付加する情報付加装置及び付加情報識別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネットの普及やオーディオビジュアル機器のディジタル化にともない、ディジタルデータの不正コピーが問題となってきている。
【０００３】
こうしたディジタルデータの不正コピーを防止する方法として、ディジタルデータの中に不正コピーを防止するためのデータ等の付加情報を埋め込む方法が検討されている。
【０００４】
例えば、画像データに付加情報を埋め込む方法としては、ノイズレベルにスペクトラム拡散した付加情報を画像データに重畳する方法や、画像データを離散コサイン変換する際の係数の最小ビット（ＬＳＢ：Least Significant Bit）を操作して付加情報を埋め込む方法、画像データの波形や画素等の標本値の中で目につきにくい箇所に処理を施して付加情報を埋め込む方法等が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、付加情報をスペクトラム拡散して画像データに重畳する方法では、データの圧縮処理やノイズリダクション処理を経ても除去されない程度に付加情報のノイズレベルを大きくして画像データに重畳すると、画質の劣化が増加してしまうとの問題点を有していた。
【０００６】
また、画像データを離散コサイン変換する際の係数の最小ビットを操作して付加情報を埋め込む方法では、ディジタルデータをアナログ信号に変換して伝送する場合、変換の過程において付加情報が除去されてしまうとの問題を有していた。
【０００７】
また、画像データの波形や画素等の標本値の中で目につきにくい箇所に処理を施して付加情報を埋め込む方法では、画像データの波形や画素等の標本値の中で目につきにくい箇所を選択する作業に手間がかかるとの問題点を有していた。
【０００８】
そこで、本発明は、簡便な方法で画質の劣化を抑えながら画像データに他の情報を適切に付加することができるとともに、画像データをアナログ信号として伝送する場合でも付加情報が除去されない情報付加装置、情報付加方法を提供し、また、この情報付加装置、情報付加方法により画像データに付加された情報を適切に識別する付加情報識別装置、付加情報識別方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画像データを構成する画素データ群に対して所定の演算を施す演算手段と、上記演算手段の演算により得られる値が特定の値となるように上記画素データ群を構成する画素データの信号レベルを調整する調整手段とを備え、上記調整手段が上記画素データの信号レベルを調整して、上記演算手段の演算により得られる値が特定の値となるようにすることで、画像データに他の情報を付加する情報付加装置であって、上記調整手段は、上記画素データ群のうち、第１の画素データ群の信号レベルに上記演算手段による演算を施した結果得られる値と上記第１の画素データ群と異なる第２の画素データ群の信号レベルに上記演算手段による演算を施した結果得られる値とのいずれか一方又は双方が離散値となるように、上記第１の画素データ群を構成する画素データおよび上記第２の画素データ群のいずれか一方又は双方を構成する画素データの信号レベルを調整することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、画像データを構成する画素データ群に対して所定の演算を施す演算手段と、上記演算手段の演算により得られる値が特定の値となっているか否かを判別する判別手段とを備え、上記判別手段が上記演算手段の演算により得られる値が特定の値となっているか否かを判断することで、画像データに付加された他の情報を識別する付加情報識別装置であって、上記判別手段は、上記画素データ群のうち、第１の画素データ群の信号レベルに上記演算手段による演算施した結果得られる値と上記第１の画素データ群と異なる第２の画素データ群の信号レベルに上記演算手段による演算を施した結果得られる値とのいずれか一方又は双方が離散値となっているか否かを判断することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
本発明に係る情報付加方法は、画像データに不正コピーを防止するための情報や著作権を管理するための情報等の画像情報以外の情報を付加する方法であり、画像データを構成する画素データの信号レベルを調整することによって、画像データにこれらの情報を付加するようにしている。
【００１７】
すなわち、この情報付加方法は、画素データの信号レベルを調整して、これら画素データに対して所定の演算を施して得られた値が特定の値となるようにすることで、画像データに画像情報以外の情報を付加するようにしている。
【００１８】
以下、まず、画像データを構成する各画素データの輝度信号レベルの水平方向の累積値が離散値、すなわち一定の値の整数倍となるように、画素データの輝度信号レベルを調整することにより、画像データに情報を付加する方法について説明する。
【００１９】
この情報付加方法による画像データに対する情報の付加は、図１にブロック図で示すような情報付加装置１０を用いて行われる。
【００２０】
この情報付加装置１０は、入力された画像データを一時的に記憶しておく記憶部１１と、入力された画像データを構成する各画素データの輝度信号レベルの水平方向の累積値を算出する演算部１２と、演算部１２により求められた各画素データの輝度信号レベルの水平方向の累積値と設定された離散値との差分を検出する差分検出部１３と、差分検出部１３により求められた値に基づいて、画素データの輝度信号レベルを調整する信号レベル調整部１４とを備えている。
【００２１】
画像データ供給源１５から供給された画像データは、記憶部１１及び演算部１２に入力される。
【００２２】
記憶部１１は、この入力された画像データを一時的に記憶しておく。
【００２３】
一方、演算部１２は、この入力された画像データを構成する各画素データの輝度信号レベルの水平方向の累積値を算出する。例えば、図２に示すように、水平方向に７２０画素、垂直方向に４８０画素の画像を構成する画像データが入力されたとき、演算部１２は、以下に示す計算式に従って、画素データの輝度信号レベルの水平方向の累積値を算出する。
【００２４】
すなわち、画像を構成する画素のうち左上端に位置する画素を基準にして、水平方向にｉ番目、垂直方向にｊ番目に位置する画素の輝度信号レベルをｙ（ｉ，ｊ）としたときに、左上端に位置する画素から垂直方向にｊ番目の画素の輝度信号レベルの水平方向の累積値Ｙｊは、次式の数１により求められる。
【００２５】
【数１】
0003959789.tif 000002
【００２６】
演算部１２は、この計算式に従って、画素データの輝度信号レベルの水平方向の累積値を算出し、演算結果を差分検出部１３に供給する。
【００２７】
差分検出部１３は、演算部１２から供給された演算結果と、設定された離散値との差分を検出する。具体的には、この差分検出部１３は、画素データの輝度信号レベルの水平方向の累積値Ｙｊを設定された離散値の離散ステップ数ｔで割り算して、割り切れなくなった余りｋを求める（但し、ｋ＞ｔ／２のときは、ｋ＝ｋ−ｔとする。）。
【００２８】
例えば、図３に示すように、離散値を最低量子化レベルの８倍に設定し、離散ステップ数を８とすると、画像データの輝度信号レベルの水平方向の累積値と、この累積値に最寄りの離散値とのレベルの差として最大４デジット分のレベルの差が、差分検出部１３により検出される。この差分検出部１３により検出された差分の情報は、信号レベル調整部１４に供給される。
【００２９】
信号レベル調整部１４は、記憶部１１に記憶されている画像データを読み出して、画像データ差分検出部１３により供給された差分の情報に基づいて、この画像データを構成する画素データの輝度信号レベルを調整する。例えば、先に図２に示したように、水平方向の画素数が７２０の画像において、画像データの輝度信号レベルの水平方向の累積値と、この累積値に最寄りの離散値とのレベルの差が４デジット分であるとの情報が差分検出部１３より供給されると、信号レベル調整部１４は、まず、７２０の画素から輝度信号レベルを調整する４の画素をランダムに選択する。そして、信号レベル調整部１４は、この選択された画素の輝度信号レベルに対して、それぞれ１デジット分のレベルを加算または減算して、画像データの輝度信号レベルの水平方向の累積値を、図４に示すように、最寄りの離散値に一致させる処理を行う。
【００３０】
この情報付加装置１０は、以上説明したような処理を各水平ラインに対して繰り返し行う。例えば、先に図２に示したように、垂直方向の画素数が４８０の画像に対しては、以上のような処理を４８０回繰り返して行い、それぞれの画素の輝度信号レベルの水平方向の累積値をそれぞれ最寄りの離散値に一致させる。
【００３１】
この情報付加装置１０は、このように、画像データを構成する画素データの輝度信号レベルの水平方向の累積値が離散値となるように、画素データの輝度信号レベルを調整することにより、画像データに他の情報を付加するようにしている。すなわち、この情報付加装置１０から出力される画像データは、画素データの輝度信号レベルの水平方向の累積値が離散値となっているということで、データ有りとの情報が付加されている。
【００３２】
この情報付加装置１０から出力される画像データは、例えば圧縮器１６により圧縮されて、ＤＶＤ等の記録媒体１７に記録され、または、圧縮器１６により圧縮されてインターネット等のネットワークに伝送される。
【００３３】
以上のように構成される情報付加装置１０は、図５にフローチャートで示す手順に従って処理がなされる。すなわち、まず、ステップＳ２１において、演算部１２により、入力された画像データを構成する画素データの輝度信号レベルの水平方向の累積値Ｙｊを求める演算処理がなされる。そして、この演算結果が差分検出部１３に供給されて、次のステップＳ２２に進む。
【００３４】
ステップＳ２２においては、差分検出部１３により、演算部１２から供給された演算結果と、設定された離散値との差分ｋを検出する処理がなされる。そして、この差分ｋについての情報が信号レベル調整部１４に供給されて、次のステップＳ２３に進む。
【００３５】
ステップＳ２３においては、信号レベル調整部１４により、記憶部１１に記憶されている画像データが読み出され、累積値を求めた水平方向に並ぶ複数の画素の中からｋ個の画素がランダムに選択され、この選択された画素の輝度信号レベルに対し、それぞれ１デジット分の信号レベルが加算または減算される。
【００３６】
この信号付加装置１０は、以上のような処理を画像の各水平ラインに対して繰り返し行い、各画素データの輝度信号レベルの水平方向の累積値が離散値となっているということで、データ有りとの情報を付加するようにしている。
【００３７】
以上説明したように、この情報付加装置１０及びこれを用いた情報付加方法は、画像データを構成する画素データの信号レベルをわずかに変化させるだけで、情報の付加が行えるので、画質の劣化を最小限に抑えることができる。また、この情報付加装置１０及びこれを用いた情報付加方法は、画素データの信号レベル自体を変化させることにより情報を付加するようにしているので、この情報付加装置１０により情報が付加された画像データは、アナログ信号に変換して伝送する場合でも、変換の過程において付加情報が除去されてしまう可能性が低い。
【００３８】
さらに、この情報付加装置１０及びこれを用いた情報付加方法は、画素データの信号レベルの累積値が離散値となっているということで、情報を付加するようにしているので、画像データの一面にノイズがのったり、セットアップ等が調整されて絶対レベルが変化した場合であっても、累積値の相対値をみることにより情報有り無しの判断が可能で、信頼性が向上する。
【００３９】
なお、以上は画素データの信号レベルの水平方向の累積値が離散値となるように、画素データの信号レベルを調整する例について説明したが、この情報付加装置１０は、水平方向の累積値に加えて、垂直方向の累積値も離散値となるように、画素データの信号レベルを調整するようにしてもよい。この場合、水平方向の累積値を離散値にするために離散値との差分の信号レベルを加算または減算する画素と、垂直方向の累積値を離散値にするために離散値との差分の信号レベルを加算または減算する画素とが重ならないように、これらの画素を選択する。
【００４０】
例えば、図６に示すように、水平方向の累積値を離散値にするために離散値との差分の信号レベルを加算または減算する画素と、垂直方向の累積値を離散値にするために離散値との差分の信号レベルを加算または減算する画素とを、それぞれ水平方向及び垂直方向に一つおきに配置して、これらが重ならないようにすればよい。
【００４１】
また、図７に示すように、水平方向の累積値を離散値にするために離散値との差分の信号レベルを加算または減算する画素は、その左端側が画像の上端側から下端側にかけて一画素づつ減少するように配置し、垂直方向の累積値を離散値にするために離散値との差分の信号レベルを加算または減算する画素は、その上端側が画像の左端側から右端側にかけて一画素づつ減少するように配置して、これらが重ならないようにしてもよい。なお、この場合、調整する信号レベルの値が大きくなりすぎないように、加減算の符号を１回おきに反転させることが望ましい。
【００４２】
この情報付加装置１０は、このように画素データの信号レベルの水平方向の累積値に加えて、垂直方向の累積値も離散値となるように、画素データの輝度信号レベルを調整することにより、例えばＣＧＭＳ（Copy Generation Management System）情報等の２ビット相当の情報を画像データに付加することができる。
【００４３】
このＣＧＭＳ情報は不正コピーを制限するための情報であって、２ビットのデータからなり、図８に示すように、コピー禁止、１世代のみコピー可、コピーフリーの３態様の情報を指定することができる。
【００４４】
また、この情報付加装置１０は、離散値のとる値の系列を互いにずらして複数設け、画素データの輝度信号のレベルをいずれかの系列の離散値と一致するように調整することにより、付加する情報の情報量をさらに増やすことができる。例えば、図９に示すように、互いに半分ずらして設定された２つの値系列を設けて、画素データの輝度信号のレベルの累積値をいずれかの系列の離散値と一致するように調整するようにして、画素データの輝度信号のレベルの累積値が一方の系列の離散値と一致していれば１、他方の系列の離散値と一致していれば０、いずれの系列の離散値とも一致していなければ情報無しと判断するようにすれば、水平方向の累積値及び垂直方向の累積値で９値、すなわち３ビットの情報を付加することができる。
【００４５】
さらに画像データが動画を構成する場合は、複数のフレームで情報を判断するようにすることにより、さらに情報量を増やすことができる。
【００４６】
また、以上は、離散値を最低量子化レベルの８倍に設定した例について説明したが、離散値は、最低量子化レベルよりも十分に大きな値であって、通常の画像データとの区別ができる値であればどのような値に設定してもよい。
【００４７】
さらに、以上は、画素データの信号レベルの累積値を離散値に一致させる例について説明したが、画素データの信号レベルの累積値を一致させる対象となる値は、離散値に限定されるものではなく、識別可能な特定の値であれば、いずれの値であっても構わない。
【００４８】
また、以上は、画素データの信号レベルの水平方向または垂直方向の累積値を所定の値に一致させる例について説明したが、累積値のとり方はこの例に限定されるものではなく、一定の法則に従って定められたとり方であれば、どのような取り方をしてもよく、画像データの中からいくつかの画素データを一定の法則に従って選択し、この選択された画素データの信号レベルの累積値を求めるようにしても構わない。
【００４９】
また、以上は、画素データの信号レベルの累積値を所定の値に一致させる例について説明したが、各画素データの信号レベルの平均値、または隣接する画素データの信号レベルの差分の累積値または平均値を所定の値に一致させることにより、情報を付加するようにしてもよい。
【００５０】
また、以上は、画素データの輝度信号レベルを調整して情報を付加する例について説明したが、情報を付加するために調整する信号としては、輝度信号の他にＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの信号や色差信号等、いずれの信号を用いても構わない。また、これらの信号のうち、いくつかの信号を用いて情報を付加するようにすれば、付加する情報量を増やすことができるとともに、情報の信頼性を向上させることができる。
【００５１】
次に、画像データを複数の画素データからなるブロック（以下、画素ブロックという。）に分割し、これら画素ブロックを構成する画素データの輝度信号レベルの画素ブロック毎の平均値の水平方向の累積値が離散値となるように、画素ブロックを構成する画素データの輝度信号レベルを調整することにより、画像データに情報を付加する方法について説明する。
【００５２】
この情報付加方法による画像データに対する情報の付加は、図１０にブロック図で示すような情報付加装置３０を用いて行われる。
【００５３】
この情報付加装置３０は、先に図１で示した情報付加装置１０と基本構成を同じくし、入力された画像データを一時的に記憶しておく記憶部３１と、入力された画像データを構成する画素データに対し所定の演算を施す演算部３２と、演算部３２により求められた演算結果と設定された離散値との差分を検出する差分検出部３３と、差分検出部３３により求められた値に基づいて、画素データの輝度信号レベルを調整する信号レベル調整部３４とを備えている。
【００５４】
画像データ供給源３８から供給された画像データは、記憶部３１及び演算部３２に入力される。
【００５５】
記憶部３１は、この入力された画像データを一時的に記憶しておく。
【００５６】
一方、演算部３２は、画素ブロック平均値算出器３５と、画素ブロック平均値記憶部３６と、画素ブロック平均値累積器３７とを備え、画素ブロックを構成する画素データの輝度信号レベルの画素ブロック毎の平均値の水平方向の累積値を算出する。
【００５７】
演算部３２は、例えば水平方向に７２０画素、垂直方向に４８０画素の画像を構成する画像データが入力されたとき、この画像データを例えば図１１に示すように、８×８画素からなるブロックを１画素ブロックとして、水平方向に９０ブロック、垂直方向に６０ブロックの画素ブロックに分割する。
【００５８】
そして、画素ブロック平均値算出器３５により、これら画素ブロックを構成する画素データの輝度信号レベルの画素ブロック毎の平均値が算出される。
【００５９】
画素ブロック平均値算出器３５により算出された平均値は、画素ブロック平均値記憶部３６に供給され、画素ブロックの代表値として画素ブロック平均値記憶部３６により記憶される。
【００６０】
水平方向に並ぶそれぞれの画素ブロックの代表値が画素ブロック平均値記憶部３６に供給されると、画素ブロック平均値累積器３７は、これらの代表値を画素ブロック平均値記憶部３６から読み出して、以下に示す計算式に従って、画素ブロックの代表値の水平方向の累積値を求める。
【００６１】
すなわち、先に図１１に示したように、水平方向に９０ブロック、垂直方向に６０ブロックの画素ブロックに分割された画像データに演算処理を施す場合において、これら画素ブロックのうち左上端に位置する画素ブロックを基準にして、水平方向にｍ番目、垂直方向にｎ番目に位置する画素ブロックの代表値をｓ（ｍ，ｎ）としたときに、左上端に位置する画素ブロックから垂直方向にｎ番目の画素ブロックの代表値の水平方向の累積値Ｓｎは、次式の数２により求められる。
【００６２】
【数２】
0003959789.tif 000003
【００６３】
画素ブロック平均値累積器３７は、この計算式に従って、画素ブロックの代表値の水平方向の累積値を求め、演算結果を差分検出部３３に供給する。
【００６４】
差分検出部３３は、画素ブロック平均値累積器３７から供給された演算結果と、設定された離散値との差分を検出する。具体的には、この差分検出部３３は、画素ブロックの代表値の水平方向の累積値Ｓｎを設定された離散値の離散ステップ数ｔで割り算して、割り切れなくなった余りｋを求める（但し、ｋ＞ｔ／２のときは、ｋ＝ｋ−ｔとする。）。
【００６５】
例えば、先に図３で示したように、離散値を最低量子化レベルの８倍に設定し、離散ステップ数を８とすると、画素ブロックの代表値の水平方向の累積値と、この累積値に最寄りの離散値とのレベルの差として最大４デジット分のレベルの差が、差分検出部３３により検出される。この差分検出部３３により検出された差分の情報は、信号レベル調節部３４に供給される。
【００６６】
信号レベル調整部３４は、記憶部３１に記憶されている画像データを読み出して、画像データ差分検出部３３により供給された差分の情報に基づいて、この画像データを構成する画素データの輝度信号レベルを調整する。
【００６７】
すなわち、信号レベル調整部３４は、まず、画像データ差分検出部３３より差分の情報が供給されると、この差分を水平方向の画素ブロック数で割り算して、各画素ブロックにおいて調整する信号レベルの値を求める。そして、この信号レベルの値に画素ブロックを構成する画素の数を乗算して、各画素ブロックの中から信号レベルを調整する画素の数を求める。そして、画素ブロックの中から信号レベルを調整する画素をランダムに選択し、この選択された画素の輝度信号レベルに対して、それぞれ１デジット分のレベルを加算または減算して、画素ブロックの代表値の水平方向の累積値を最寄りの離散値に一致させる処理を行う。なお、ここで、各画素ブロックにおいて調整する信号レベルの値に画素ブロックを構成する画素の数を乗算した値が整数にならないときは、水平方向に並ぶ画素ブロックの中から演算結果が整数になる数の画素ブロックを選択して、この選択された画素ブロックを構成する画素データの信号レベルを調整するようにすればよい。
【００６８】
この情報付加装置３０は、以上説明したような処理を各水平ラインに対して繰り返し行う。例えば、先に図１１に示したように、垂直方向の画素ブロック数が６０の画像に対しては、以上のような処理を６０回繰り返して行い、それぞれの画素ブロックの代表値の水平方向の累積値をそれぞれ最寄りの離散値に一致させる。
【００６９】
この情報付加装置３０は、このように、画像データを構成する画素ブロックの代表値の水平方向の累積値が離散値となるように、それぞれの画素ブロックを構成する画素データの輝度信号レベルを調整することにより、画像データに他の情報を付加するようにしている。すなわち、この情報付加装置３０から出力される画像データは、画素ブロックの代表値の水平方向の累積値が離散値となっているということで、データ有りとの情報が付加されている。
【００７０】
この情報付加装置３０から出力される画像データは、例えば圧縮器３９により圧縮されて、ＤＶＤ等の記録媒体４０に記録され、または、圧縮器３９により圧縮されてインターネット等のネットワークに伝送される。
【００７１】
以上のように構成される情報付加装置３０は、図１２にフローチャートで示す手順に従って処理がなされる。すなわち、まず、ステップＳ４１において、画素ブロック平均値算出器３５により、画素ブロックを構成する画素データの輝度信号レベルの平均値（代表値ｓ（ｍ，ｎ））を求める演算処理がなされ、この演算結果が画素ブロック平均値記憶部３６に記憶される。そして、水平方向に並ぶ各画素ブロックの代表値が画素ブロック平均値記憶部３６に供給されると、次のステップＳ４２に進む。
【００７２】
ステップＳ４２においては、画素ブロック平均値累積器３７により、水平方向に並ぶ各画素ブロックの代表値が画素ブロック平均値記憶部３６から読み出され、これらの累積値Ｓｎを算出する演算処理がなされ、次のステップＳ４３に進む。
【００７３】
ステップＳ４３においては、差分検出部３３により、画素ブロック平均値累積器３７から供給された累積値Ｓｎと、設定された離散値との差分ｋを検出する処理がなされる。そして、この差分ｋについての情報が信号レベル調整部３４に供給されて、次のステップＳ４４に進む。
【００７４】
ステップＳ４４においては、信号レベル調整部３４により、累積値Ｓｎと設定された離散値との差分ｋを画素ブロック数で割り算し、各画素ブロックにおいて調整する信号レベルの値を求め、さらにこの信号レベルの値に画素ブロックを構成する画素の数を乗算して、各画素ブロックの中から信号レベルを調整する画素の数ｒを求めて、次のステップＳ４５に進む。
【００７５】
ステップＳ４５においては、信号レベル調整部３４により、記憶部３１に記憶されている画像データが読み出され、この画像データの画素ブロックの中からｒ個の画素がランダムに選択され、この選択された画素の輝度信号レベルに対して、それぞれ１デジット分のレベルが加算または減算される。
【００７６】
この信号付加装置３０は、以上のような処理を画像の各水平ラインに対して繰り返し行い、画像データを構成する画素ブロックの代表値の水平方向の累積値が離散値となっているということで、データ有りとの情報を付加するようにしている。
【００７７】
以上説明したように、この情報付加装置３０及びこれを用いた情報付加方法は、画像データを構成する画素データの信号レベルをわずかに変化させるだけで、情報の付加が行えるので、画質の劣化を最小限に抑えることができる。また、この情報付加装置３０及びこれを用いた情報付加方法は、画素データの信号レベル自体を変化させることにより情報を付加するようにしているので、この情報付加装置３０により情報が付加された画像データは、アナログ信号に変換して伝送する場合でも、変換の過程において付加情報が除去されてしまう可能性が低い。
【００７８】
さらに、この情報付加装置３０及びこれを用いた情報付加方法は、画素ブロックの代表値の累積値が離散値となっているということで、情報を付加するようにしているので、画像データの一面にノイズがのったり、セットアップ等が調整されて絶対レベルが変化した場合であっても、累積値の相対値をみることにより情報有り無しの判断が可能で、信頼性が向上する。
【００７９】
なお、以上は画素ブロックの代表値の水平方向の累積値が離散値となるように、画素データの信号レベルを調整する例について説明したが、この情報付加装置３０は、画素ブロックの代表値の水平方向の累積値に加えて、垂直方向の累積値も離散値となるように、画素データの信号レベルを調整するようにしてもよい。この場合、水平方向に代表値を累積する画素ブロックと、垂直方向に代表値を累積する画素ブロックとが重ならないように、これらの画素ブロックを選択する。
【００８０】
例えば、先に図６に示したような方法で、水平方向に代表値を累積する画素ブロックと、垂直方向に代表値を累積する画素ブロックとを、それぞれ水平方向及び垂直方向に一つおきに配置して、これらが重ならないようにすればよい。
【００８１】
また、先に図７に示したような方法で、水平方向に代表値を累積する画素ブロックは、その左端側が画像の上端側から下端側にかけて一画素ブロックづつ減少するように配置し、垂直方向に代表値を累積する画素ブロックは、その上端側が画像の左端側から右端側にかけて一画素ブロックづつ減少するように配置して、これらが重ならないようにしてもよい。
【００８２】
この情報付加装置３０は、このように画素ブロックの代表値の水平方向の累積値に加えて、垂直方向の累積値も離散値となるように、画素データの輝度信号レベルを調整することにより、例えばＣＧＭＳ（Copy Generation Management System）情報等の２ビット相当の情報を画像データに付加することができる。
【００８３】
また、この情報付加装置３０は、離散値のとる値の系列を互いにずらして複数設け、画素データの輝度信号のレベルをいずれかの系列の離散値と一致するように調整することにより、付加する情報の情報量をさらに増やすことができる。
【００８４】
さらに画像データが動画を構成する場合は、複数のフレームで情報を判断するようにすることにより、さらに情報量を増やすことができる。
【００８５】
また、以上は、離散値を最低量子化レベルの８倍に設定した例について説明したが、離散値は、最低量子化レベルよりも十分に大きな値であって、通常の画像データとの区別ができる値であればどのような値に設定してもよい。
【００８６】
さらに、以上は、画素ブロックの代表値の累積値を離散値に一致させる例について説明したが、画素ブロックの代表値の累積値を一致させる対象となる値は、離散値に限定されるものではなく、識別可能な特定の値であれば、いずれの値であっても構わない。
【００８７】
また、以上は、画素ブロックの代表値の水平方向または垂直方向の累積値を所定の値に一致させる例について説明したが、累積値のとり方はこの例に限定されるものではなく、一定の法則に従って定められたとり方であれば、どのような取り方をしてもよく、画像データを構成する画素ブロックのうちいくつかの画素ブロックを一定の法則に従って選択し、この選択された画素ブロックの代表値の累積値を求めるようにしても構わない。
【００８８】
また、以上は、８×８画素からなるブロックを１画素ブロックとした例について説明したが、画素ブロックの設定の仕方は、この例に限定されるものではなく、例えば円状のブロックや楕円状のブロック等、どのような設定の仕方をしても構わない。また、複数の設定の仕方を組み合わせて用いるようにしてもよい。このように構成すれば、画像データの一部に拡大や縮小等の操作が行われても、付加した情報が取り除かれる可能性が低くなる。
【００８９】
また、以上は、画素ブロックの代表値の累積値を所定の値に一致させる例について説明したが、各画素データの代表値の平均値、または隣接する画素ブロックの代表値との差分の累積値または平均値を所定の値に一致させることにより、情報を付加するようにしてもよい。
【００９０】
また、以上は、画素ブロックを構成する画素データの輝度信号レベルを調整して情報を付加する例について説明したが、情報を付加するために調整する信号としては、輝度信号の他にＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの信号や色差信号等、いずれの信号を用いても構わない。また、これらの信号のうち、いくつかの信号を用いて情報を付加するようにすれば、付加する情報量を増やすことができるとともに、情報の信頼性を向上させることができる。
【００９１】
次に、画素ブロックの代表値の累積値が離散値となっているということで、データ有りとの情報が付加された画像データから、この付加情報を識別する付加情報識別方法について説明する。
【００９２】
この付加情報識別方法による付加情報の識別は、図１３にブロック図で示すような付加情報識別装置５０を用いて行われる。
【００９３】
この付加情報識別装置５０は、入力されたアナログ信号をディジタルの画像データに変換するＡ／Ｄ変換部５１と、Ａ／Ｄ変換部５１によりディジタルに変換された画像データを構成する画素データに対し所定の演算を施す演算部５２と、演算部５２により求められた演算結果から、画像データに付加された付加データを識別する付加データ識別部５３とを備えている。
【００９４】
記録媒体４０に記録された画像データは、再生装置５７で再生されてアナログ信号として出力される。そして、このアナログ信号が、付加情報識別装置５０に入力される。
【００９５】
付加情報装置に入力されたアナログ信号は、まずＡ／Ｄ変換部５１に供給される。Ａ／Ｄ変換部５１は、この入力されたアナログ信号をディジタルの画像データに変換して、演算部５２及び後述する記録装置５８の記録部５９に供給する。
【００９６】
演算部５２は、上述した情報付加装置３０の演算部３２と同様に、画素ブロック平均値算出器５４と、画素ブロック平均値記憶部５５と、画素ブロック平均値累積器５６とを備え、画素ブロックを構成する画素データの輝度信号レベルの画素ブロック毎の平均値の水平方向の累積値を算出する。
【００９７】
演算部５２は、例えば水平方向に７２０画素、垂直方向に４８０画素の画像を構成する画像データが入力されたとき、この画像データを例えば先に図１１に示したように、８×８画素からなるブロックを１画素ブロックとして、水平方向に９０ブロック、垂直方向に６０ブロックの画素ブロックに分割する。
【００９８】
そして、画素ブロック平均値算出器５４により、これら画素ブロックを構成する画素データの輝度信号レベルの画素ブロック毎の平均値が算出される。
【００９９】
画素ブロック平均値算出器５４により算出された平均値は、画素ブロック平均値記憶部５５に供給され、画素ブロックの代表値として画素ブロック平均値記憶部５５により記憶される。
【０１００】
水平方向に並ぶそれぞれの画素ブロックの代表値が画素ブロック平均値記憶部５５に供給されると、画素ブロック平均値累積器５６は、これらの代表値を画素ブロック平均値記憶部５５から読み出して、上述した式２に示す計算式に従って、画素ブロックの代表値の水平方向の累積値を求め、演算結果を付加情報識別部５３に供給する。
【０１０１】
付加情報識別部５３は、画素ブロック平均値累積器５６から供給された演算結果が離散値となっているか否かを判断して、付加情報を識別する。そして、付加情報識別部５３は、識別した付加情報を、例えば図１３に付加情報識別装置５０とあわせて示す記録装置５８に供給する。
【０１０２】
記録装置５８は、入力された画像データを記録する記録部５９と、この記録部による記録動作等を制御する制御部６０とを備えている。
【０１０３】
記録部５９には、付加情報識別装置５０のＡ／Ｄ変換部５１によりディジタルデータに変換された画像データが入力される。一方、制御部６０には、付加情報識別装置５０の付加情報識別部５３により識別された付加情報が入力される。
【０１０４】
そして、制御部６０は、この入力された付加情報に基づいて、記録部５９による記録動作等を制限する。例えば、付加情報識別部５３からＣＧＭＳ情報の１１という情報が供給されると、制御部６０はこの情報に従って、記録部５９による記録を禁止する制御を行う。また、付加情報識別部５３からＣＧＭＳ情報の１０という情報が供給されると、制御部６０はこの情報に従って、記録部５９に画像データを記録させるとともに、ＣＧＭＳ情報を１０から１１に書き換えて、磁界の記録を制限するようにする。
【０１０５】
以上のように構成される付加情報識別装置５０及びこれを用いた付加情報識別方法は、画像データを構成する画素データの信号レベルを検出することで、付加情報の識別を行うようにしているので、簡便かつ適切に付加情報の識別を行うことができる。
【０１０６】
なお、以上は画素ブロックの代表値の水平方向の累積値が離散値となっているか否かを検出する付加情報識別装置５０について説明したが、この付加情報識別装置５０は、入力される画像データに情報を付加した方法に従い、画素ブロックの代表値の水平方向の累積値に加えて、垂直方向の累積値も離散値となっているか否かを検出するようにしてもよい。
【０１０７】
この情報付加装置５０は、このように画素ブロックの代表値の水平方向の累積値に加えて、垂直方向の累積値も離散値となっているか否かを判断することにより、２ビット相当の情報を識別することができる。
【０１０８】
また、この情報付加装置５０は、離散値のとる値の系列を互いにずらして複数設け、画素データの輝度信号のレベルがいずれの系列の離散値と一致するかを識別することにより、さらに情報量の多い付加情報を識別することができる。
【０１０９】
さらに動画を構成する画像データの付加情報を識別する場合には、複数のフレーム毎に付加情報を判断するようにすることにより、さらに情報量の多い付加情報を識別することができる。
【０１１０】
また、以上は、画素ブロックの代表値の累積値が離散値となっているかを判断する例について説明したが、画素ブロックの代表値の累積値がどのような値になっているかを判断するときの対象となる値は、離散値に限定されるものではなく、入力される画像データに情報を付加した方法に従い、いずれの値を用いることもできる。
【０１１１】
また、以上は、画素ブロックの代表値の水平方向または垂直方向の累積値が所定の値となっているか否かを判断する例について説明したが、累積値のとり方はこの例に限定されるものではなく、入力される画像データに情報を付加した方法に従って累積値をとるようにすればよい。
【０１１２】
また、画素ブロックの設定の仕方は、入力される画像データに情報を付加した方法に従ったかたちで、どのような設定の仕方も可能である。また、複数の設定の仕方を組み合わせて用いるようにしてもよい。このように構成すれば、画像データの一部に拡大や縮小等の操作が行われても、付加した情報が取り除かれる可能性が低くなる。
【０１１３】
また、以上は、画素ブロックの代表値の累積値が所定の値と一致するか否かを判断する例について説明したが、入力される画像データに情報を付加した方法に従って、各画素データの代表値の平均値、または隣接する画素ブロックの代表値との差分の累積値または平均値が所定の値と一致するか否かを判断することにより、付加情報を識別するようにしてもよい。
【０１１４】
また、以上は、画素データの輝度信号レベルを検出することで付加情報を識別する例について説明したが、付加情報を識別するために用いる信号としては、入力される画像データに情報を付加した方法に従って、輝度信号の他にＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれの信号や色差信号等、いずれの信号を用いても構わない。また、これらの信号のうち、いくつかの信号を用いて情報を付加するようにすれば、付加する情報量を増やすことができるとともに、情報の信頼性を向上させることができる。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明に係る画像データにおける情報付加方法及び情報付加装置は、画像データを構成する画素データの信号レベルをわずかに変化させるだけで、情報の付加が行えるので、画質の劣化を最小限に抑えることができる。
【０１１６】
また、この情報付加方法及び情報付加装置は、画素データの信号レベル自体を変化させることにより情報を付加するようにしているので、この情報付加方法及び情報付加装置により付加される情報は、アナログ信号に変換して伝送する画像データに対して付加される場合であっても、変換の過程において除去されてしまう可能性が低い。
【０１１７】
また、本発明に係る画像データにおける付加情報識別方法及び付加情報識別装置は、画像データを構成する画素データの信号レベルを検出することで、付加情報の識別を行うようにしているので、簡便かつ適切に付加情報の識別を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る情報付加装置を示すブロック図である。
【図２】上記情報付加装置に入力される画像データにより構成される画像の一例を示す図である。
【図３】画素データの信号レベルの累積値を示す図である。
【図４】画素データの信号レベルの累積値を最寄りの離散値に一致させた状態を示す図である。
【図５】本発明に係る情報付加装置の処理フローチャートである。
【図６】画素データの累積の仕方の一例を示す図である。
【図７】画素データの累積の仕方の他の例を示す図である。
【図８】ＣＧＭＳ情報の内容を示す図である。
【図９】画素データの信号レベルの累積値を示す図である。
【図１０】本発明に係る他の情報付加装置を示すブロック図である。
【図１１】画素ブロックの設定の仕方の一例を示す図である。
【図１２】上記情報付加装置の処理フローチャートである。
【図１３】本発明に係る情報識別装置を用いた記録システムのブロック図である。
【符号の説明】
１０，３０  情報付加装置、１２，３２  演算部、１３，３３  差分検出部、１４，３４  信号レベル調整部、５０  付加情報識別装置、５２  演算部、５３付加情報識別部
【図１】
0003959789.tif 000004
【図２】
0003959789.tif 000005
【図３】
0003959789.tif 000006
【図４】
0003959789.tif 000007
【図５】
0003959789.tif 000008
【図６】
0003959789.tif 000009
【図７】
0003959789.tif 000010
【図８】
0003959789.tif 000011
【図９】
0003959789.tif 000012
【図１０】
0003959789.tif 000013
【図１１】
0003959789.tif 000014
【図１２】
0003959789.tif 000015
【図１３】
0003959789.tif 000016