JP5963636B2 - Digital watermark detection apparatus, digital watermark detection method, and digital watermark detection program - Google Patents
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Description
本発明は、映像フレーム中に電子透かしが含まれていることを検出する電子透かし検出装置、電子透かし検出方法及び電子透かし検出プログラムに関する。 The present invention relates to a digital watermark detection apparatus, a digital watermark detection method, and a digital watermark detection program for detecting that a digital watermark is included in a video frame.
従来、電子透かしを検出する方法として、例えば特許文献1に示されているものがあった。このような従来の検出処理では、フレーム画像と検出パターンとの相関値を計算する際に、画像領域の各画素毎に所定の時間における画素値の平均値を算出し、その平均値を画像領域の各画素の画素値から減算する時間DC成分除去処理と、画像領域毎に各時刻における画素値の平均値を算出し、その平均値を画像領域の各画素の画素値から減算する空間DC成分除去処理と、画像領域の所定の時間における動き量を検出し、動き量が所定の閾値より大きい場合は空間DC成分除去によるDC成分除去を行い、所定の閾値より大きくない場合は時間DC成分除去によるDC成分除去を行う、というDC除去切替を行うものであった。
Conventionally, as a method for detecting a digital watermark, for example, there is one disclosed in
透かし検出におけるDC成分除去の目的は元画像信号の影響を除去することであり、理想的には、除去対象のDC成分としては元画像信号の輝度値そのものであることが望ましいが、それを推定する一手段として、特許文献1に示されたような従来の方法では同一フレームの一定領域内にある画素ブロックの平均値(空間DC成分除去)もしくは一定時間長内でのフレーム画素平均値(時間DC成分除去)を用いていた。
The purpose of removing the DC component in watermark detection is to remove the influence of the original image signal. Ideally, the DC component to be removed is preferably the luminance value itself of the original image signal, but this is estimated. As a means to do this, in the conventional method as disclosed in
しかしながら、画素ブロックの平均値や一定時間長内でのフレーム画素平均値は、一定の時間的もしくは空間的な広がりを持つ画素群より平均値を計算したものをDC成分として用いており、輝度値の変動が時間的もしくは空間的に分散するので、推定したい元画像信号の輝度値とかけ離れてしまう可能性がある。すなわち、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去することが困難である、という問題点があった。 However, the average value of the pixel block and the average value of the frame pixel within a certain time length are obtained by calculating the average value from a pixel group having a certain temporal or spatial spread as the DC component, and the luminance value Fluctuations are temporally or spatially dispersed, and may be far from the luminance value of the original image signal to be estimated. That is, there is a problem that it is difficult to efficiently remove the influence of the original image signal from the pixel luminance value.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去し、透かし信号の検出精度を向上させることのできる電子透かし検出装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an electronic watermark detection apparatus that can efficiently remove the influence of an original image signal from a pixel luminance value and improve the detection accuracy of a watermark signal. The purpose is to obtain.
この発明に係る電子透かし検出装置は、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離手段と、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択手段と、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択手段で選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算手段と、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成手段と、埋込対象画素領域に属する全画素に対して、差分計算手段で計算された輝度差分値と、検出パターン生成手段で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出手段と、相関値算出手段により算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は、電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定手段とを備えたものである。 The digital watermark detection apparatus according to the present invention separates the detection target video into an embedding target pixel area that is a pixel area in which the digital watermark is embedded and an embedding prohibited pixel area that is a pixel area in which the digital watermark is not embedded. Area separation means, and for each pixel belonging to the embedding target pixel area, pixel selection means for selecting a pixel belonging to an embedding prohibited pixel area in which luminance fluctuation from the pixel is estimated to be small in the original image signal; For each pixel belonging to the embedding target pixel area, a difference calculating means for calculating a luminance difference value from the pixel selected by the pixel selecting means, and an electron that changes in the time direction for each of the plurality of image areas based on the key information Detection pattern generation means for generating a watermark detection pattern, brightness difference values calculated by the difference calculation means for all pixels belonging to the embedding target pixel area, and detection pattern generation means The correlation value calculating means for calculating the correlation value with the detected detection pattern of the digital watermark, and comparing the correlation value calculated by the correlation value calculation means with a preset threshold value, the digital watermark is detected in the detection target video. It is determined whether or not it is included, and when it is determined that it is included, it includes watermark determination means for outputting detected bit information of the digital watermark.
この発明の電子透かし検出装置は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択してその輝度差分値を求め、この差分値と電子透かしの検出パターンとの相関値に基づいて電子透かしが含まれているかを判定するようにしたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。 The digital watermark detection apparatus according to the present invention selects, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel belonging to the embedding prohibited pixel area in which the luminance fluctuation from the pixel is estimated to be small in the original image signal. Since the luminance difference value is obtained and it is determined whether the digital watermark is included based on the correlation value between the difference value and the detection pattern of the digital watermark, the influence of the original image signal is efficiently determined from the pixel luminance value. And the detection accuracy of the watermark signal can be improved.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による電子透かし検出装置を示す構成図である。
図1に示す電子透かし検出装置100は、領域分離手段101、画素選択手段102、差分計算手段103、検出パターン生成手段104、相関値算出手段105、透かし判定手段106を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a digital watermark detection apparatus according to
The digital
領域分離手段101は、映像フレームを、電子透かしを埋め込む画素で構成される埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素で構成される埋込禁止画素領域とに分離する手段である。画素選択手段102は、埋込対象画素領域に属する各画素(画素Aとする)に対して、原画像信号において画素Aからの輝度変動が小さいことが推定される画素Bを埋込禁止画素領域の中から選択する手段である。差分計算手段103は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素Aと画素Bの輝度差分値を計算する手段である。検出パターン生成手段104は、電子透かし検出装置100に与えられる鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる手段である。相関値算出手段105は、埋込対象画素領域に属する全画素に対して、差分計算手段103で計算された輝度差分値と、検出パターン生成手段104で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する手段である。透かし判定手段106は、相関値算出手段105より出力される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する手段である。
The
また、電子透かし検出装置100は、コンピュータを用いて実現され、領域分離手段101〜透かし判定手段106は、それぞれの手段に対応したソフトウェアと、これらソフトウェアを実行するためのCPUやメモリといったハードウェアから構成されている。
The digital
次に、実施の形態1の電子透かし検出装置100の動作について説明する。
図2は、電子透かし検出装置100の動作を示すフローチャートである。
まず、電子透かし検出装置100は、複数のフレーム画像で構成される映像信号を入力として受け取り、フレーム画像単位で領域分離手段101に画像信号Iを入力する。これにより、領域分離手段101は、画像信号Iの各画素に対して、画質劣化が視認されやすいか否かを判定し、視認されやすいと判定された場合には当該画素について埋込対象/禁止画素フラグとして0を出力し(これは埋込対象画素であることを示す)、逆に視認されやすいと判定されなかった場合には当該画素について埋込対象/禁止画素フラグとして1を出力する(これは埋込禁止画素であることを示す)(領域分離処理:ステップST1)。なお、実際の出力先となる画素選択手段102に対しては、埋込対象/禁止画素フラグは、該当の画素座標と組み合わせた情報として出力される。
Next, the operation of the digital
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the digital
First, the digital
画質劣化が視認されやすいか否かを判定する基準として、具体的には、例えば所定の画素値の変化に注目し、画面の動きが少なくかつ平坦な領域では輝度変化を加えた場合の視認性が増大することから、一例として、下記式
K=|F(x−2,y,t)−F(x,y,t)|+|F(x−1,y,t)−F(x,y,t)|+|F(x,y,t)−F(x,y,t−1)|+|F(x+1,y,t)−F(x,y,t)|+|F(x+2,y,t)−F(x,y,t)|
によって得られる値Kが予め設定された閾値ThK以下であれば動きが少なくかつ平坦な領域であるとして埋込対象/禁止画素フラグとして1を出力する。
逆に前記値Kが前記閾値ThKより大きければ動きが少なくないかもしくは平坦ではない領域であるとして埋込対象/禁止画素フラグとして0を出力する。
Specifically, as a criterion for determining whether image quality deterioration is likely to be visually recognized, for example, attention is paid to a change in a predetermined pixel value, and visibility when a change in luminance is applied in a flat area with little screen movement As an example, the following formula K = | F (x−2, y, t) −F (x, y, t) | + | F (x−1, y, t) −F (x , Y, t) | + | F (x, y, t) −F (x, y, t−1) | + | F (x + 1, y, t) −F (x, y, t) | + | F (x + 2, y, t) −F (x, y, t) |
If the value K obtained by the above is equal to or less than a preset threshold value ThK, 1 is output as an embedding target / prohibited pixel flag as a flat region with little motion.
Conversely, if the value K is larger than the threshold value ThK, 0 is output as an embedding target / prohibited pixel flag on the assumption that the movement is not small or is not flat.
画素選択手段102は、領域分離手段101より各画素の埋込対象/禁止画素フラグを受け取り、フラグが0である画素(画素Aとする)を対象に、その周辺画素を探索し、埋込対象/禁止画素フラグが1である画素のうち最も近い距離にある画素を探索する(画素選択処理:ステップST2)。
The
図3に探索の様子を示す。図3の矩形は各画素を表し、白色の矩形は埋込対象画素、すなわち埋込対象/禁止画素フラグが0である画素を示し、斜線の矩形は埋込禁止画素、すなわち埋込対象/禁止画素フラグが1である画素を示す。埋込対象画素領域にある画素Aを基準として、埋込禁止画素領域にある画素の中で画素Aの最近傍にある画素Bを探索する。 FIG. 3 shows the state of the search. The rectangle in FIG. 3 represents each pixel, the white rectangle indicates an embedding target pixel, that is, a pixel whose embedding target / prohibited pixel flag is 0, and the hatched rectangle indicates an embedding prohibited pixel, that is, an embedding prohibited / prohibited pixel A pixel having a pixel flag of 1 is indicated. With reference to the pixel A in the embedding target pixel area, the pixel B nearest to the pixel A is searched for among the pixels in the embedding prohibited pixel area.
具体的な探索方法としては、例えば最初に画素Aに隣接する画素(図3の画素S1)の埋込対象/禁止画素フラグを順次チェックし、フラグが1の画素があればその画素を最近傍画素として探索を終了する。フラグが1の画素がなければ、隣接画素領域のさらに1画素外側にある画素領域(図3の画素S2)に探索領域を広げて、同様に埋込対象/禁止画素フラグが1の画素があるかを順次チェックする。このようにして、埋込対象/禁止画素フラグが1の画素が見つかるまで、探索領域を1画素ずつ外側に広げていく処理を繰り返す。 As a specific search method, for example, first, the embedding target / prohibited pixel flag of the pixel adjacent to the pixel A (pixel S1 in FIG. 3) is sequentially checked. The search ends as a pixel. If there is no pixel whose flag is 1, the search area is expanded to a pixel area (pixel S2 in FIG. 3) that is one pixel outside of the adjacent pixel area, and similarly, there is a pixel whose embedding target / prohibited pixel flag is 1. Check sequentially. In this manner, the process of expanding the search region by one pixel outward is repeated until a pixel having an embedding target / prohibited pixel flag of 1 is found.
最終的に、画素選択手段102は、画素Aの座標および画素値、および、探索結果として得られた埋込禁止画素Bの画素値を差分計算手段103に出力する。
一般的に、画素同士が近くにあればあるほど原画像信号において輝度変動が小さい傾向が画素全体としてみられるため、埋込対象画素から見て最近傍にある埋込禁止画素を探索するのは原画像信号において輝度変動が小さいことが推定される画素を探索する方法として有効である。しかしながら、画素選択手段102における埋込禁止領域画素の探索方法は必ずしも埋込対象領域画素の最近傍にあるものを探索することに限らず、原画像信号において画素Aからの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止領域画素を探索する方法であれば、最近傍以外の探索方法でも良い。
Finally, the
In general, the closer the pixels are to each other, the smaller the luminance variation in the original image signal tends to be seen as a whole pixel, so searching for the nearest embedding prohibited pixel when viewed from the embedding target pixel is This is effective as a method for searching for a pixel estimated to have a small luminance variation in the original image signal. However, the search method of the embedding prohibited area pixel in the
差分計算手段103は、画素選択手段102で出力された画素Aと画素Bの各画素値の差分を計算し、画素Aの座標と共に相関値算出手段105に出力する(差分計算処理:ステップST3)。
The
検出パターン生成手段104は、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる(検出パターン生成処理:ステップST4)。図4にその内部構成を示す。
図4の検出パターン生成手段104は、時刻情報に応じて検出パターンを生成して相関値算出手段105に出力する機能を備えており、番号生成手段1041、検出波形生成手段1042から構成されている。番号生成手段1041は、鍵情報である乱数初期値、および、時刻情報を参照し、例えば特許文献1に示される透かしの埋込処理における透かし波形番号生成と同じ方法を用いて、所定の時刻毎に、図5に示す画像フレームをメッシュ状に分割した領域(以後ブロックセットと呼ぶ)毎に割り当てる透かし波形番号を出力する。検出波形生成手段1042は、各ブロックセットの各画素に対して透かし波形番号によって決定される透かし波形を生成し出力する。具体的には、検出波形生成手段1042は、例えば図6に図示する透かし波形番号に対応する位相の異なる透かし波形の正相波形と逆相波形を生成する機能を備えており、ブロックセット中の左上と右下のブロック(図5のX1とX4)内の画素に対しては正相波形を、右上と左下のブロック(図5のX2とX3)内の画素に対しては逆相波形を検出パターンとして出力する。
The detection pattern generation means 104 generates a digital watermark detection pattern that changes in the time direction for each of a plurality of image areas based on the key information (detection pattern generation processing: step ST4). FIG. 4 shows its internal configuration.
The detection
相関値算出手段105は、差分計算手段103で算出された埋込対象領域内の画素Aに対応する差分値と、検出パターン生成手段104より出力された検出パターンで画素Aと同一座標の波形パターン値との相関について、埋込対象画素領域内の全画素を対象とした積算相関値としてブロックセット毎に算出する(相関値算出処理:ステップST5)。なお、積算相関値は単一の画像フレームに関してのみ積算を行うのではなく複数の画像フレームに対してまとめて積算しても良い。 The correlation value calculation means 105 is a waveform pattern having the same coordinates as the pixel A in the difference value corresponding to the pixel A in the embedding target area calculated by the difference calculation means 103 and the detection pattern output from the detection pattern generation means 104. The correlation with the value is calculated for each block set as an integrated correlation value for all the pixels in the embedding target pixel region (correlation value calculation process: step ST5). Note that the integrated correlation value may be integrated for a plurality of image frames instead of only for a single image frame.
透かし判定手段106は、相関値算出手段105より出力された積算相関値と、予め設定された閾値を比較することによって、電子透かしが入力画像I中に含まれているかを判定する(透かし判定処理:ステップST6)。
図7に透かし判定手段106における判定の様子を示す。相関値算出手段105より出力された積算相関値は、[−1,+1]の範囲を取り得る実数値であるが、これに対し、正の実数値を持つ閾値Tを予め設定する。もし積算相関値が閾値+Tより大きければビット情報「0」が検出されたと判定し、閾値−Tより小さければビット情報が「1」が検出されたと判定して、検出ビット情報として出力する。また、積算相関値が閾値+Tより大きくなくかつ閾値−Tより小さくない場合は、ビット情報が未検出であると判定し、未検出ビット情報として出力する。
The
FIG. 7 shows a state of determination by the watermark determination means 106. The integrated correlation value output from the correlation value calculation means 105 is a real value that can take a range of [−1, +1]. On the other hand, a threshold T having a positive real value is set in advance. If the integrated correlation value is larger than the threshold value + T, it is determined that bit information “0” has been detected, and if it is smaller than the threshold value −T, it is determined that bit information “1” has been detected, and the detected bit information is output. When the integrated correlation value is not larger than the threshold value + T and smaller than the threshold value −T, it is determined that the bit information is not detected, and is output as undetected bit information.
このように、実施の形態1では、近傍の埋込禁止画素との差分を抽出することで、時間的な画素の平均値を減算する「時間DC成分除去」、あるいは画像領域内の平均値を減算する「空間DC成分除去」と比べて、より局所的に画素輝度成分の比較を行っている。そのため、画像フレーム内の画素全体としてみた場合、元映像信号の影響をより効率的に除去できることになり、相対的に残存する透かし信号の影響が元映像信号の影響を上回りやすくなるため、透かし信号の検出の精度が向上する。 As described above, in the first embodiment, by extracting a difference from neighboring embedding prohibited pixels, “temporal DC component removal” that subtracts a temporal average value of pixels, or an average value in an image region is obtained. Compared with “spatial DC component removal” to be subtracted, pixel luminance components are compared more locally. Therefore, when viewed as the whole pixel in the image frame, the influence of the original video signal can be more efficiently removed, and the influence of the relatively remaining watermark signal is more likely to exceed the influence of the original video signal. The accuracy of detection is improved.
以上説明したように、実施の形態1の電子透かし検出装置によれば、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離手段と、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択手段と、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択手段で選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算手段と、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成手段と、埋込対象画素領域に属する全画素に対して、差分計算手段で計算された輝度差分値と、検出パターン生成手段で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出手段と、相関値算出手段により算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定手段とを備えたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。 As described above, according to the digital watermark detection apparatus of the first embodiment, the detection target video is an embedding target pixel area that is a pixel area in which the digital watermark is embedded and a pixel area in which the digital watermark is not embedded. An area separating unit that separates into an embedding prohibited pixel area and an embedding prohibited pixel area in which, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, the luminance variation from the pixel is estimated to be small in the original image signal A pixel selecting unit that selects a pixel, a difference calculating unit that calculates a luminance difference value between each pixel belonging to the embedding target pixel region and the pixel selected by the pixel selecting unit, and a plurality of images based on the key information Detection pattern generation means for generating a detection pattern of a digital watermark that changes in the time direction for each region, and a luminance difference value calculated by the difference calculation means for all pixels belonging to the embedding target pixel area Correlation value calculation means for calculating a correlation value with the detection pattern of the digital watermark generated by the detection pattern generation means, and comparing the correlation value calculated by the correlation value calculation means with a preset threshold value Is included in the detection target video, and when it is determined to be included, a watermark determination unit that outputs detection bit information of the digital watermark is provided. The influence of the signal can be removed, and the detection accuracy of the watermark signal can be improved.
また、実施の形態1の電子透かし検出装置によれば、画素選択手段は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、埋込禁止画素領域の中で各画素の最近傍にある画素を選択するようにしたので、輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止領域の属する画素を効率的に選択することができる。 In addition, according to the digital watermark detection apparatus of the first embodiment, the pixel selecting unit determines, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel nearest to each pixel in the embedding prohibited pixel area. Since the selection is made, it is possible to efficiently select the pixel to which the embedding prohibited region estimated to have a small luminance variation belongs.
また、実施の形態1の電子透かし検出方法によれば、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、埋込対象画素に属する全画素に対して、差分計算ステップで計算された輝度差分値と、検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを備えたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。 Further, according to the digital watermark detection method of the first embodiment, the detection target video is embedded in a pixel area to be embedded, which is a pixel area in which the digital watermark is embedded, and an embedding prohibited pixel, which is a pixel area in which the digital watermark is not embedded. A region separation step for separating the region into pixels, and for each pixel belonging to the embedding target pixel region, a pixel belonging to an embedding prohibited pixel region in which luminance fluctuation from the pixel is estimated to be small in the original image signal is selected. A pixel selection step, a difference calculation step for calculating a luminance difference value from the pixel selected in the pixel selection step for each pixel belonging to the embedding target pixel region, and a time for each of the plurality of image regions based on the key information A detection pattern generation step for generating a detection pattern of a digital watermark that changes in direction, and a luminance difference calculated in a difference calculation step for all pixels belonging to the embedding target pixel A correlation value calculation step for calculating a correlation value between the value and the detection pattern of the digital watermark generated in the detection pattern generation step, and comparing the correlation value calculated in the correlation value calculation step with a preset threshold value And a watermark determination step for outputting the detected bit information of the digital watermark when it is determined that the digital watermark is included in the detection target video. In addition, the influence of the original image signal can be removed, and the detection accuracy of the watermark signal can be improved.
また、実施の形態1の電子透かし検出プログラムによれば、検出対象映像に所定の電子透かしが含まれているかを判定するコンピュータに、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、埋込対象画素に属する全画素に対して、差分計算ステップで計算された輝度差分値と、検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを実行させるようにしたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去し、透かし信号の検出精度を向上させることのできる電子透かし検出方法をコンピュータで実行させることができる。 Further, according to the digital watermark detection program of the first embodiment, the detection target video is embedded in the computer that determines whether the detection target video includes a predetermined digital watermark, which is an area of a pixel in which the digital watermark is embedded. An area separation step for separating the target pixel area from an embedding prohibited pixel area that is a pixel area in which the digital watermark is not embedded, and the luminance from the pixel in the original image signal for each pixel belonging to the embedding target pixel area The pixel selection step for selecting a pixel belonging to the embedding prohibited pixel region estimated to have a small variation, and the luminance difference value between the pixel selected in the pixel selection step for each pixel belonging to the embedding target pixel region A difference calculation step to be calculated, and a detection pattern generation step for generating a detection pattern of a digital watermark that changes in the time direction for each of a plurality of image areas based on the key information. And a correlation value calculation that calculates a correlation value between the luminance difference value calculated in the difference calculation step and the detection pattern of the digital watermark generated in the detection pattern generation step for all pixels belonging to the embedding target pixel When it is determined that the digital watermark is included in the detection target video by comparing the step and the correlation value calculated in the correlation value calculation step with a preset threshold value, The watermark determination step for outputting the detection bit information of the digital watermark is executed, so that the influence of the original image signal can be efficiently removed from the pixel luminance value and the detection accuracy of the watermark signal can be improved. The detection method can be executed on a computer.
実施の形態2.
実施の形態2は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択手段での選択基準が一定水準を満たす画素Aのみを限定して抽出するようにしたものである。
In the second embodiment, for each pixel belonging to the embedding target pixel region, only the pixel A that satisfies a certain level of selection criteria in the pixel selection means is extracted.
図8は、実施の形態2の電子透かし検出装置を示す構成図である。図示の電子透かし検出装置100aは、領域分離手段101、画素選択手段102、差分計算手段103、検出パターン生成手段104、相関値算出手段105、透かし判定手段106、画素限定手段107を備えている。実施の形態2の電子透かし検出装置100aでは、画素選択手段102の出力が画素限定手段107に入力され、差分計算手段103が画素限定手段107の出力を入力するよう構成されている以外、領域分離手段101〜透かし判定手段106における基本的な構成は実施の形態1と同様である。また、画素限定手段107は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択手段102での選択基準が一定水準を満たす画素Aのみを限定して抽出する手段である。
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating the digital watermark detection apparatus according to the second embodiment. The illustrated digital
次に、実施の形態2の電子透かし検出装置の動作について説明する。
図9は、実施に形態2の電子透かし検出装置100aの動作を示すフローチャートである。ここで、領域分離手段101、画素選択手段102、検出パターン生成手段104、相関値算出手段105、透かし判定手段106による領域分離処理(ステップST1)〜透かし判定処理(ステップST6)については、基本的に実施の形態1と同様である。ただし、画素選択手段102はデータの出力先を画素限定手段107とし、座標Aの座標値だけでなく座標Bの座標値も画素限定手段107に出力する。
Next, the operation of the digital watermark detection apparatus according to the second embodiment will be described.
FIG. 9 is a flowchart illustrating the operation of the digital
画素限定手段107は、画素選択手段102より受け取った画素Aの座標と画素値および埋込禁止画素Bの座標と画素値を用いて、画素選択手段102での選択基準が一定水準を満たすかどうかの判断基準として、例えば、画素Aの座標と画素Bの座標を比較し、それが隣接位置にあるかどうかを判定する(画素限定処理;ステップST7)。これは例えば図10にある画素Aと画素Bの関係に相当する。同様に、埋込禁止画素領域の画素が隣接する関係にある埋込対象画素領域の画素として、図10に示す画素A’(複数)が存在する。これらの画素Aもしくは画素A’について、各画素の座標と画素値および対応する埋込禁止画素の画素値を差分計算手段103に出力する。
The
なお、画素限定手段107における判断基準としては、必ずしも画素Aと画素Bが隣接位置にあることのみに限らず、例えば画素Aと画素Bが予め設定された距離閾値以下の距離にある場合としても良い。さらに、画素Aと画素Bとの距離を用いる手法に限らず、画素選択手段102での選択基準が一定水準を満たすと判断できる手法であれば良い。
Note that the determination criterion in the
差分計算手段103は、画素限定手段107で抽出された画素Aと、対応する画素Bの各画素値の差分を計算し、画素Aの座標と共に相関値算出手段105に出力する(差分計算処理:ステップST3)。相関値算出手段105は、差分計算手段103で算出された埋込対象領域内の画素Aに対応する差分値と、検出パターン生成手段104より出力された検出パターンで画素Aと同一座標の波形パターン値との相関について、画素限定手段107で抽出された埋込対象画素領域内の画素を対象とした積算相関値としてブロックセット毎に算出する(相関値算出処理:ステップST5)。なお、積算相関値は単一の画像フレームに関してのみ積算を行うのではなく複数の画像フレームに対してまとめて積算しても良い。また、ステップST4の検出パターン生成処理とステップST6の透かし判定処理は実施の形態1と同様である。
The
このように、実施の形態2では、実施の形態1のように埋込対象画素の全体を相関値計算の対象にするのではなく、埋込禁止画素と隣接もしくは一定距離内にある埋込対象画素のみに限定することで、輝度値差分より近接した座標同士から得られるもののみに相関値対象を限定することになり、相関値計算において元画像信号の影響をより受けにくくなる。 As described above, in the second embodiment, the entire embedding target pixel is not subjected to correlation value calculation as in the first embodiment, but is embedded in an embedding prohibited pixel adjacent to or within a certain distance from the embedding prohibited pixel. By limiting to pixels only, the correlation value target is limited to only those obtained from coordinates closer to each other than the luminance value difference, and the influence of the original image signal is less affected by the correlation value calculation.
以上説明したように、実施の形態2の電子透かし検出装置によれば、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離手段と、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択手段と、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択手段での選択基準が一定水準を満たす画素のみを限定して抽出する画素限定手段と、画素限定手段から出力される画素に対して、画素選択手段で選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算手段と、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成手段と、画素限定手段より抽出された画素に対して、差分計算手段で計算された輝度差分値と、検出パターン生成手段で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出手段と、相関値算出手段により算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定手段とを備えたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。 As described above, according to the digital watermark detection apparatus of the second embodiment, the detection target video is an embedding target pixel region that is a pixel region in which the digital watermark is embedded and a pixel region in which the digital watermark is not embedded. An area separating unit that separates into an embedding prohibited pixel area and an embedding prohibited pixel area in which, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, the luminance variation from the pixel is estimated to be small in the original image signal Pixel selecting means for selecting pixels, pixel limiting means for limiting and extracting only pixels satisfying a certain level of selection criteria in the pixel selecting means for each pixel belonging to the embedding target pixel area, and pixel limiting means A difference calculation unit that calculates a luminance difference value between the pixel output from the pixel selected by the pixel selection unit and a digital watermark that changes in a time direction for each of a plurality of image areas based on the key information. A detection pattern generation unit that generates an outgoing pattern, a luminance difference value calculated by the difference calculation unit for a pixel extracted by the pixel limitation unit, and a detection pattern of the digital watermark generated by the detection pattern generation unit Correlation value calculating means for calculating a correlation value, and determining whether the digital watermark is included in the detection target video by comparing the correlation value calculated by the correlation value calculating means with a preset threshold If it is determined that the signal is detected, a watermark determination unit that outputs digital watermark detection bit information is provided, so that the influence of the original image signal can be efficiently removed from the pixel luminance value, and the detection accuracy of the watermark signal Can be improved.
また、実施の形態2の電子透かし検出装置によれば、画素選択手段は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、埋込禁止画素領域の中で各画素の最近傍にある画素を選択するようにしたので、輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止領域の属する画素を効率的に選択することができる。 In addition, according to the digital watermark detection apparatus of the second embodiment, the pixel selecting unit determines, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel nearest to each pixel in the embedding prohibited pixel area. Since the selection is made, it is possible to efficiently select the pixel to which the embedding prohibited region estimated to have a small luminance variation belongs.
また、実施の形態2の電子透かし検出装置によれば、画素限定手段は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、各画素と画素選択手段で選択した画素とが隣接するもののみを限定して抽出するようにしたので、相関値計算において元画像信号の影響をより受けにくくすることができる。 In addition, according to the digital watermark detection apparatus of the second embodiment, the pixel limiting unit only detects a pixel in which each pixel and the pixel selected by the pixel selection unit are adjacent to each pixel belonging to the embedding target pixel region. Since extraction is performed in a limited manner, the influence of the original image signal can be made less susceptible to correlation value calculation.
また、実施の形態2の電子透かし検出装置によれば、画素限定手段は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、各画素と画素選択手段で選択した画素とがある一定距離内にあるもののみを限定して抽出するようにしたので、相関値計算において元画像信号の影響をより受けにくくすることができる。 In addition, according to the digital watermark detection apparatus of the second embodiment, the pixel limiting unit has a certain distance between each pixel belonging to the embedding target pixel region and the pixel selected by the pixel selection unit. Since only certain ones are extracted, the influence of the original image signal can be made less susceptible to correlation value calculation.
また、実施の形態2の電子透かし検出方法によれば、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、埋込対象画素に属する全画素に対して、差分計算ステップで計算された輝度差分値と、検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを備えたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。 In addition, according to the digital watermark detection method of the second embodiment, the detection target image is embedded in a pixel area to be embedded, which is a pixel area in which the digital watermark is embedded, and an embedding prohibited pixel, which is a pixel area in which the digital watermark is not embedded. A region separation step for separating the region into pixels, and for each pixel belonging to the embedding target pixel region, a pixel belonging to an embedding prohibited pixel region in which luminance fluctuation from the pixel is estimated to be small in the original image signal is selected. A pixel selection step, a difference calculation step for calculating a luminance difference value from the pixel selected in the pixel selection step for each pixel belonging to the embedding target pixel region, and a time for each of the plurality of image regions based on the key information A detection pattern generation step for generating a detection pattern of a digital watermark that changes in direction, and a luminance difference calculated in a difference calculation step for all pixels belonging to the embedding target pixel A correlation value calculation step for calculating a correlation value between the value and the detection pattern of the digital watermark generated in the detection pattern generation step, and comparing the correlation value calculated in the correlation value calculation step with a preset threshold value And a watermark determination step for outputting the detected bit information of the digital watermark when it is determined that the digital watermark is included in the detection target video. In addition, the influence of the original image signal can be removed, and the detection accuracy of the watermark signal can be improved.
また、実施の形態2の電子透かし検出プログラムによれば、検出対象映像に所定の電子透かしが含まれているかを判定するコンピュータに、検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において画素からの輝度変動が小さいことが推定される埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、埋込対象画素に属する全画素に対して、差分計算ステップで計算された輝度差分値と、検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを実行させるようにしたので、画素輝度値から効率的に原画像信号の影響を除去し、透かし信号の検出精度を向上させることのできる電子透かし検出方法をコンピュータで実行させることができる。 Further, according to the digital watermark detection program of the second embodiment, the detection target video is embedded in the computer that determines whether the detection target video includes a predetermined digital watermark, which is an area of a pixel in which the digital watermark is embedded. An area separation step for separating the target pixel area from an embedding prohibited pixel area that is a pixel area in which the digital watermark is not embedded, and the luminance from the pixel in the original image signal for each pixel belonging to the embedding target pixel area The pixel selection step for selecting a pixel belonging to the embedding prohibited pixel region estimated to have a small variation, and the luminance difference value between the pixel selected in the pixel selection step for each pixel belonging to the embedding target pixel region A difference calculation step to be calculated, and a detection pattern generation step for generating a detection pattern of a digital watermark that changes in the time direction for each of a plurality of image areas based on the key information. And a correlation value calculation that calculates a correlation value between the luminance difference value calculated in the difference calculation step and the detection pattern of the digital watermark generated in the detection pattern generation step for all pixels belonging to the embedding target pixel When it is determined that the digital watermark is included in the detection target video by comparing the step and the correlation value calculated in the correlation value calculation step with a preset threshold value, The watermark determination step for outputting the detection bit information of the digital watermark is executed, so that the influence of the original image signal can be efficiently removed from the pixel luminance value and the detection accuracy of the watermark signal can be improved. The detection method can be executed on a computer.
実施の形態3.
実施の形態3は、相関値計算対象となる輝度差分値に対し、画素Aと画素Bの距離に応じた重み係数を乗じるようにしたものである。図面上の構成は図8に示した実施の形態2と同様であるため、図8を用いて説明する。
Embodiment 3 FIG.
In the third embodiment, the luminance difference value that is a correlation value calculation target is multiplied by a weighting coefficient corresponding to the distance between the pixel A and the pixel B. Since the configuration on the drawing is the same as that of the second embodiment shown in FIG. 8, description will be made with reference to FIG.
実施の形態3における差分計算手段103は、実施の形態2の差分計算手段103の機能に加えて、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、これらの画素と画素選択手段102で選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じるよう構成されている。その他の構成は実施の形態2と同様であるため、ここでの説明は省略する。
In addition to the function of the
次に、実施の形態3の電子透かし検出装置の動作について説明する。
実施の形態3における画素限定手段107は、実施の形態2と同様の処理を行うが、座標Aだけでなく座標Bの座標値も差分計算手段103に出力する。差分計算手段103は、画素限定手段107より受け取った画素Aおよび画素Bの座標より画素間距離を算出する。一方、画素Aと画素Bの画素値の差分を算出し、画素Aと画素Bの距離に応じた重み係数として、例えば前記算出した画素値差分に前記画素間距離の逆数を乗じる。画素間距離が近ければ近いほど重み係数としては大きくなり、遠ければ遠いほど重み係数としては小さくなる。
一般的な傾向として、画素間距離が近いほど原画像信号の輝度変動は小さくなるため、画素間距離の近さに応じた重みを乗じることで、相関値計算においてより効果的に原画像信号の影響を弱めることが可能となる。
Next, the operation of the digital watermark detection apparatus according to the third embodiment will be described.
The
As a general tendency, the luminance variation of the original image signal becomes smaller as the distance between the pixels is shorter. Therefore, by multiplying the weight according to the proximity of the distance between the pixels, the original image signal is more effectively used in the correlation value calculation. It becomes possible to weaken the influence.
これ以外の動作は実施の形態2と同様であるため、ここでの説明は省略する。 Since other operations are the same as those in the second embodiment, description thereof is omitted here.
以上説明したように、実施の形態3の電子透かし検出装置によれば、差分計算手段は、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、これらの画素と画素選択手段で選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じるようにしたので、画素輝度値からより効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。 As described above, according to the digital watermark detection apparatus of the third embodiment, the difference calculation means calculates the difference between these pixels and the pixel selected by the pixel selection means for each pixel belonging to the embedding target pixel area. Since the luminance difference value is multiplied by the weighting coefficient corresponding to the distance, the influence of the original image signal can be more efficiently removed from the pixel luminance value, and the watermark signal detection accuracy can be improved.
また、実施の形態3の電子透かし検出方法によれば、差分計算ステップは、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素と画素選択ステップで選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じるようにしたので、画素輝度値からより効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることができる。 In addition, according to the digital watermark detection method of the third embodiment, the difference calculation step includes, for each pixel belonging to the embedding target pixel region, a weighting factor corresponding to the distance between the pixel and the pixel selected in the pixel selection step. Therefore, the influence of the original image signal can be more efficiently removed from the pixel luminance value, and the detection accuracy of the watermark signal can be improved.
また、実施の形態3の電子透かし検出プログラムによれば、差分計算ステップは、埋込対象画素領域に属する各画素に対して、画素と画素選択ステップで選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じるようにしたので、画素輝度値からより効率的に原画像信号の影響を除去することができ、透かし信号の検出精度を向上させることのできる電子透かし検出方法をコンピュータで実行させることができる。 In addition, according to the digital watermark detection program of the third embodiment, the difference calculation step includes, for each pixel belonging to the embedding target pixel region, a weighting factor corresponding to the distance between the pixel and the pixel selected in the pixel selection step. Since the luminance difference value is multiplied by the digital watermark detection method, the influence of the original image signal can be more efficiently removed from the pixel luminance value, and the watermark signal detection accuracy can be improved by a computer. Can be made.
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
100,100a 電子透かし検出装置、101 領域分離手段、102 画素選択手段、103 差分計算手段、104 検出パターン生成手段、105 相関値算出手段、106 透かし判定手段、107 画素限定手段、1041 番号生成手段、1042 検出波形生成手段。 100, 100a Digital watermark detection apparatus, 101 area separation means, 102 pixel selection means, 103 difference calculation means, 104 detection pattern generation means, 105 correlation value calculation means, 106 watermark determination means, 107 pixel limitation means, 1041 number generation means, 1042 Detection waveform generation means.
Claims (13)
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において前記画素からの輝度変動が小さいことが推定される前記埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択手段と、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素選択手段で選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算手段と、
鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成手段と、
前記埋込対象画素領域に属する全画素に対して、前記差分計算手段で計算された輝度差分値と、前記検出パターン生成手段で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出手段と、
前記相関値算出手段により算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが前記検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定手段とを備えることを特徴とする電子透かし検出装置。 A region separating means for separating the detection target video into an embedding target pixel region that is a region of a pixel in which a digital watermark is embedded, and an embedding prohibited pixel region that is a region of a pixel in which the digital watermark is not embedded;
Pixel selecting means for selecting, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel belonging to the embedding prohibited pixel area that is estimated to have a small luminance variation from the pixel in the original image signal;
Difference calculation means for calculating a luminance difference value between each pixel belonging to the embedding target pixel area and the pixel selected by the pixel selection means;
A detection pattern generating means for generating a detection pattern of a digital watermark that changes in the time direction for each of a plurality of image areas based on key information;
Correlation value for calculating the correlation value between the luminance difference value calculated by the difference calculation means and the detection pattern of the digital watermark generated by the detection pattern generation means for all pixels belonging to the embedding target pixel area A calculation means;
By comparing the correlation value calculated by the correlation value calculating means with a preset threshold value, it is determined whether the digital watermark is included in the detection target video. An electronic watermark detection apparatus comprising: watermark determination means for outputting watermark detection bit information.
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、埋込禁止画素領域の中で前記画素の最近傍にある画素を選択することを特徴とする請求項1記載の電子透かし検出装置。 Pixel selection means
2. The digital watermark detection apparatus according to claim 1, wherein, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel nearest to the pixel in the embedding prohibited pixel area is selected.
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において前記画素からの輝度変動が小さいことが推定される前記埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択手段と、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素選択手段での選択基準が一定水準を満たす画素のみを限定して抽出する画素限定手段と、
前記画素限定手段から出力される画素に対して、前記画素選択手段で選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算手段と、
鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成手段と、
前記画素限定手段より抽出された画素に対して、前記差分計算手段で計算された輝度差分値と、前記検出パターン生成手段で生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出手段と、
前記相関値算出手段により算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが前記検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定手段とを備えることを特徴とする電子透かし検出装置。 A region separating means for separating the detection target video into an embedding target pixel region that is a region of a pixel in which a digital watermark is embedded, and an embedding prohibited pixel region that is a region of a pixel in which the digital watermark is not embedded;
Pixel selecting means for selecting, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel belonging to the embedding prohibited pixel area that is estimated to have a small luminance variation from the pixel in the original image signal;
For each pixel belonging to the embedding target pixel area, pixel limiting means for limiting and extracting only pixels that satisfy a certain level of selection criteria in the pixel selecting means;
A difference calculating means for calculating a luminance difference value between the pixel output from the pixel limiting means and the pixel selected by the pixel selecting means;
A detection pattern generating means for generating a detection pattern of a digital watermark that changes in the time direction for each of a plurality of image areas based on key information;
Correlation value calculation for calculating a correlation value between the luminance difference value calculated by the difference calculation unit and the detection pattern of the digital watermark generated by the detection pattern generation unit for the pixel extracted by the pixel limiting unit Means,
By comparing the correlation value calculated by the correlation value calculating means with a preset threshold value, it is determined whether the digital watermark is included in the detection target video. An electronic watermark detection apparatus comprising: watermark determination means for outputting watermark detection bit information.
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、埋込禁止画素領域の中で前記画素の最近傍にある画素を選択することを特徴とする請求項3記載の電子透かし検出装置。 Pixel selection means
4. The digital watermark detection apparatus according to claim 3, wherein for each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel nearest to the pixel in the embedding prohibited pixel area is selected.
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、当該画素と画素選択手段で選択した画素とが隣接するもののみを限定して抽出することを特徴とする請求項3記載の電子透かし検出装置。 Pixel limiting means
4. The digital watermark detection apparatus according to claim 3, wherein, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, only the pixels adjacent to the pixel selected by the pixel selection means are extracted.
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素と画素選択手段で選択した画素とがある一定距離内にあるもののみを限定して抽出することを特徴とする請求項3記載の電子透かし検出装置。 Pixel limiting means
4. The electron according to claim 3, wherein, for each pixel belonging to the embedding target pixel region, only those pixels within a certain distance from the pixel and the pixel selected by the pixel selection means are extracted. Watermark detection device.
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素と画素選択手段で選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じることを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項記載の電子透かし検出装置。 The difference calculation means is
7. The luminance difference value is multiplied by a weighting coefficient corresponding to a distance between the pixel and a pixel selected by a pixel selection unit for each pixel belonging to the embedding target pixel region. The electronic watermark detection apparatus according to any one of the above.
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において前記画素からの輝度変動が小さいことが推定される前記埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、
鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、
前記埋込対象画素に属する全画素に対して、前記差分計算ステップで計算された輝度差分値と、前記検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、
前記相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが前記検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを備えることを特徴とする電子透かし検出方法。 An area separation step of separating the detection target video into an embedding target pixel area that is an area of a pixel in which a digital watermark is embedded, and an embedding prohibited pixel area that is an area of a pixel in which the electronic watermark is not embedded;
A pixel selection step of selecting, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel belonging to the embedding prohibited pixel area that is estimated to have a small luminance variation from the pixel in the original image signal;
A difference calculation step for calculating a luminance difference value with respect to each pixel belonging to the embedding target pixel region with the pixel selected in the pixel selection step;
A detection pattern generation step for generating a detection pattern of a digital watermark that changes in the time direction for each of a plurality of image regions based on key information;
Correlation value calculation for calculating a correlation value between the luminance difference value calculated in the difference calculation step and the detection pattern of the digital watermark generated in the detection pattern generation step for all pixels belonging to the embedding target pixel Steps,
It is determined whether a digital watermark is included in the detection target video by comparing the correlation value calculated in the correlation value calculating step with a preset threshold value. And a watermark determination step of outputting watermark detection bit information.
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において前記画素からの輝度変動が小さいことが推定される前記埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素選択ステップでの選択基準が一定水準を満たす画素のみを限定して抽出する画素限定ステップと、
前記画素限定ステップで抽出される画素に対して、前記画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、
鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、
前記画素限定ステップで抽出された画素に対して、前記差分計算ステップで計算された輝度差分値と、前記検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、
前記相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが前記検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを備えることを特徴とする電子透かし検出方法。 An area separation step of separating the detection target video into an embedding target pixel area that is an area of a pixel in which a digital watermark is embedded, and an embedding prohibited pixel area that is an area of a pixel in which the electronic watermark is not embedded;
A pixel selection step of selecting, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel belonging to the embedding prohibited pixel area that is estimated to have a small luminance variation from the pixel in the original image signal;
For each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel limiting step for limiting and extracting only pixels satisfying a selection standard in the pixel selection step;
A difference calculating step for calculating a luminance difference value between the pixel extracted in the pixel limiting step and the pixel selected in the pixel selecting step;
A detection pattern generation step for generating a detection pattern of a digital watermark that changes in the time direction for each of a plurality of image regions based on key information;
Correlation value calculation for calculating the correlation value between the luminance difference value calculated in the difference calculation step and the detection pattern of the digital watermark generated in the detection pattern generation step for the pixels extracted in the pixel limiting step Steps,
It is determined whether a digital watermark is included in the detection target video by comparing the correlation value calculated in the correlation value calculating step with a preset threshold value. And a watermark determination step of outputting watermark detection bit information.
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素と画素選択ステップで選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じることを特徴とする請求項8または請求項9記載の電子透かし検出方法。 The difference calculation step is
10. The luminance difference value is multiplied by a weighting coefficient corresponding to the distance between the pixel and the pixel selected in the pixel selection step for each pixel belonging to the embedding target pixel region. Digital watermark detection method.
前記検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、前記電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において前記画素からの輝度変動が小さいことが推定される前記埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、
鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、
前記埋込対象画素に属する全画素に対して、前記差分計算ステップで計算された輝度差分値と、前記検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、
前記相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが前記検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを実行させるための電子透かし検出プログラム。 A computer that determines whether the detection target video includes a predetermined digital watermark,
A region separation step of separating the detection target image into an embedding target pixel region that is a region of a pixel in which a digital watermark is embedded and an embedding prohibited pixel region that is a region of a pixel in which the digital watermark is not embedded;
A pixel selection step of selecting, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel belonging to the embedding prohibited pixel area that is estimated to have a small luminance variation from the pixel in the original image signal;
A difference calculation step for calculating a luminance difference value with respect to each pixel belonging to the embedding target pixel region with the pixel selected in the pixel selection step;
A detection pattern generation step for generating a detection pattern of a digital watermark that changes in the time direction for each of a plurality of image regions based on key information;
Correlation value calculation for calculating a correlation value between the luminance difference value calculated in the difference calculation step and the detection pattern of the digital watermark generated in the detection pattern generation step for all pixels belonging to the embedding target pixel Steps,
It is determined whether a digital watermark is included in the detection target video by comparing the correlation value calculated in the correlation value calculating step with a preset threshold value. An electronic watermark detection program for executing a watermark determination step for outputting watermark detection bit information.
前記検出対象映像を、電子透かしを埋め込む画素の領域である埋込対象画素領域と、前記電子透かしを埋め込まない画素の領域である埋込禁止画素領域とに分離する領域分離ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、原画像信号において前記画素からの輝度変動が小さいことが推定される前記埋込禁止画素領域に属する画素を選択する画素選択ステップと、
前記埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素選択ステップでの選択基準が一定水準を満たす画素のみを限定して抽出する画素限定ステップと、
前記画素限定ステップで抽出される画素に対して、前記画素選択ステップで選択した画素との輝度差分値を計算する差分計算ステップと、
鍵情報に基づいて複数の画像領域毎に時間方向に変化する電子透かしの検出パターンを発生させる検出パターン生成ステップと、
前記画素限定ステップで抽出された画素に対して、前記差分計算ステップで計算された輝度差分値と、前記検出パターン生成ステップで生成された電子透かしの検出パターンとの相関値を計算する相関値算出ステップと、
前記相関値算出ステップにより算出される相関値と予め設定された閾値とを比較することで電子透かしが前記検出対象映像中に含まれているかを判定し、含まれていると判定した場合は電子透かしの検出ビット情報を出力する透かし判定ステップとを実行させるための電子透かし検出プログラム。 A computer that determines whether the detection target video includes a predetermined digital watermark,
A region separation step of separating the detection target image into an embedding target pixel region that is a region of a pixel in which a digital watermark is embedded and an embedding prohibited pixel region that is a region of a pixel in which the digital watermark is not embedded;
A pixel selection step of selecting, for each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel belonging to the embedding prohibited pixel area that is estimated to have a small luminance variation from the pixel in the original image signal;
For each pixel belonging to the embedding target pixel area, a pixel limiting step for limiting and extracting only pixels satisfying a selection standard in the pixel selection step;
A difference calculating step for calculating a luminance difference value between the pixel extracted in the pixel limiting step and the pixel selected in the pixel selecting step;
A detection pattern generation step for generating a detection pattern of a digital watermark that changes in the time direction for each of a plurality of image regions based on key information;
Correlation value calculation for calculating the correlation value between the luminance difference value calculated in the difference calculation step and the detection pattern of the digital watermark generated in the detection pattern generation step for the pixels extracted in the pixel limiting step Steps,
It is determined whether a digital watermark is included in the detection target video by comparing the correlation value calculated in the correlation value calculating step with a preset threshold value. An electronic watermark detection program for executing a watermark determination step for outputting watermark detection bit information.
埋込対象画素領域に属する各画素に対して、前記画素と画素選択ステップで選択した画素との距離に応じた重み係数を輝度差分値に乗じることを特徴とする請求項11または請求項12記載の電子透かし検出プログラム。 The difference calculation step is
13. The luminance difference value is multiplied by a weight coefficient corresponding to the distance between the pixel and the pixel selected in the pixel selection step for each pixel belonging to the embedding target pixel region. Digital watermark detection program.
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