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JP2001111808A - 電子すかしデータ挿入方式及び装置 - Google Patents

電子すかしデータ挿入方式及び装置

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Publication number
JP2001111808A
JP2001111808A JP28485499A JP28485499A JP2001111808A JP 2001111808 A JP2001111808 A JP 2001111808A JP 28485499 A JP28485499 A JP 28485499A JP 28485499 A JP28485499 A JP 28485499A JP 2001111808 A JP2001111808 A JP 2001111808A
Authority
JP
Japan
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watermark data
electronic watermark
data
dct
motion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP28485499A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Tanaka
信行 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP28485499A priority Critical patent/JP2001111808A/ja
Priority to US09/678,451 priority patent/US6915000B1/en
Priority to EP20000121261 priority patent/EP1091317B1/en
Priority to KR10-2000-0058357A priority patent/KR100385407B1/ko
Publication of JP2001111808A publication Critical patent/JP2001111808A/ja
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N21/80Generation or processing of content or additional data by content creator independently of the distribution process; Content per se
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    • G06T1/00General purpose image data processing
    • G06T1/0021Image watermarking
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画質劣化を招くこと無しに検出効率の高い電
子すかしデータ挿入方式を実現する。 【解決手段】 DCT変換器103は、原画像101から8×8
画素のサイズのブロックデータ102を取り出し、DCT
変換を行う。量子化器104はDCT係数の量子化を行
う。動き量判定器106は、DCT変換器103から得たDC
T係数の個数V(t)と予め保持しておいた前フレームのD
CT係数の個数V(t-1)の差分を求め、その値がある閾値
を超えていたら動き量が大きい、閾値以下であれば動き
量が小さいと判定する。電子すかしデータ挿入器105
は、電子すかしデータテーブル109から8×8ブロックデ
ータを取り出した位置、ピクチャタイプおよび動き量の
大きさに一致する電子すかしデータW(j)を取り出し、量
子化器104が出力する量子化後のデータに電子すかしデ
ータを挿入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル画像の処
理技術に関し、特にデジタル画像に特殊な情報を持つ識
別データ(電子すかしデータ)を埋め込む技術に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、デジタル画像の違法な複製が問題
となっている。違法な複製を防止するために、デジタル
画像データを暗号化し、正当な暗号解読キーを持つ再生
システムのみが、暗号化されたデジタル画像データを再
生できるシステムが考えられている。
【0003】しかし、ひとたび暗号を解読されてしまう
と、以降の複製を防止することは出来ない。そこで、デ
ジタル画像の不正な使用、及び複製を防止するために、
デジタル画像そのものに特殊な情報(以下この情報のこ
とを電子すかしデータと呼ぶ)を埋め込む方法が考えら
れている。
【0004】このような、デジタル画像に対する電子す
かしデータとして、可視な電子すかしデータ、及び不可
視な電子すかしデータの2種類が考えられている。可視
な電子すかしデータは、画像に対して特殊な文字、ある
いは記号等を合成して視覚的に感知できるようにしたも
のであり、画質の劣化を招くが、デジタル画像の使用者
に対して、不正な流量の防止を視覚的に訴える効果があ
る。
【0005】可視な電子すかしデータの埋め込みの一例
が、特開平8−241403号公報に示されている。こ
の方法においては、元になる画像に対して可視な電子す
かしデータを合成する際、電子すかしデータの不透明な
部分に対応する画素の輝度のみを変化させ、色成分は変
化させないようにして電子すかしデータを原画像に合成
している。その際、画素の輝度成分を変化させるスケー
リング値は、色成分、乱数、電子すかしデータの画素の
値等によって決定されている。
【0006】また、不可視な電子すかしデータは、画質
を劣化させないように配慮して電子すかしデータを画像
に埋め込むものであり、画質の劣化がほとんど無いため
視覚的には感知できないことが特徴である。しかし、こ
の電子すかしデータとして著作者の識別が可能な特殊な
情報を埋め込んでおけば、違法な複製が行われた後で
も、この電子すかしデータを検出することにより著作者
を特定することが可能である。
【0007】また、複製不可情報を埋め込んでおけば、
例えば再生装置がその複製不可情報を検出した際に、使
用者に複製禁止データであることを通知したり、再生装
置内の複製防止機構を動作させて、VTR等への複製を
制限することが可能である。
【0008】不可視な電子すかしデータの、デジタル画
像への埋め込み方法については従来より種々の方法が提
案されている。
【0009】例えば、画素データのLSB等の画質への
影響の少ない部分に電子すかしデータとして特殊な情報
を埋め込む方法がある。しかしこの方法の場合、画像か
ら電子すかしデータが取り除かれてしまうおそれがあ
る。例えば、低域通過フィルタを用いれば画素のLSB
の情報は失われることになり、また、画像圧縮処理はこ
のような画質に影響の少ない部分の情報量を落とすこと
によりデータ量の削減をはかっているので、画像処理に
より電子すかしデータが失われることになる。従って、
電子すかしデータの再検出が困難となるという問題があ
った。
【0010】また他の例として、特開平6−31513
1号公報には、連続するフレームの画像の相関を利用し
て、再生時に周辺の領域で置き換えても画像の劣化を生
じない領域を検出し、変換対象領域のレベルを変換して
特定の情報を埋め込む方法が示されている。図9は、上
記公報記載の電子すかしデータ挿入及び検出方式を示し
ている。この方法においては、再生時に、信号欠落部分
と変換情報を用いて識別データを埋め込んだ領域を特定
し、その部分を補正する事によって画像を復元してい
る。
【0011】また他の例として、特開平5−30466
号公報には、映像信号を周波数変換し、周波数変換後の
映像信号の周波数帯域よりも低い周波数信号を持つ情報
を埋め込む方法が示されている。図10は、上記公報記
載の電子すかし検出方式を示している。この方法におい
ては、高域通過フィルタを用いてもとの映像信号を取り
出し、低域通過フィルタを用いて埋め込まれた識別デー
タを取り出している。
【0012】また、画像を周波数変換する他の例とし
て、画像を周波数変換し、周波数変換後の映像信号の周
波数成分が強い領域に電子すかしデータを埋め込む方法
が提案されている(日経エレクトロニクス 1996.
4.22(no.660)13ページ)。
【0013】この方法においては、周波数成分が強い領
域に電子すかしデータを埋め込むので、圧縮処理やフィ
ルタリング等の画像処理に対しても電子すかしデータが
失われることはない。さらに、電子すかしデータとして
正規分布に従う乱数を採用することで、電子すかしデー
タ同士の干渉を防ぎ、画像全体に大きな影響を及ぼすこ
となく電子すかしデータを破壊することを困難にしてい
る。
【0014】この方法における電子すかしデータの埋め
込みは以下の方法で行われる。まず、元の画像をDCT
(離散コサイン変換)などを用いて周波数成分に変換
し、周波数領域で高い値を示すデータをn個選び、f
(1)、f(2)、・・・、f(n)とし、電子すかしデータw
(1)、w(2)、・・・、w(n)を平均0、分散1である正規
分布より選び、F(i)=f(i)+α×|f(i)|×w(i)を各iにつ
いて計算する。ここでαはスケーリング要素である。そ
して、f(i)の代わりにF(i)で置き換えた周波数成分をI
DCT(逆離散コサイン変換)して電子すかしデータが
埋め込まれた画像を得る。
【0015】また、電子すかしデータの検出は以下の方
法で行われる。なお、この検出方法においては、元の画
像及び電子すかしデータ候補w(i)(但しi=1、2、・・
・、n)が既知でなければならない。
【0016】まず、DCT等を用いて電子すかしデータ
入り画像を周波数成分に変換し、周波数領域において、
電子すかしデータを埋め込んだf(1)、f(2)、・・・、f
(n)に対応する要素の値をF(1)、F(2)、・・・、F(n)と
する。f(i)及びF(i)により、電子すかしデータW(i)をW
(i)=(F(i)-f(i))/f(i)により計算して抽出する。
【0017】次に、w(i)とW(i)の統計的類似度Cをベク
トルの内積を利用して、C=W×w/(WD×wD)により計算す
る。ここで、W=(W(1)、W(2)、・・・、W(n))、w=(w
(1)、w(2)、・・・、w(n))、WD=ベクトルWの絶対値、wD
=ベクトルwの絶対値である。統計的類似度Cがある特定
の値以上である場合には、該当電子すかしデータが埋め
込まれていると判定する。
【0018】従って、この方法を用いて電子すかしデー
タを画像に埋め込んでおけば、原画像を所有している著
作者が、違法な複製と思われるデジタル画像データに対
して検出処理を行う場合に有効である。しかしながら、
この方法は、原画像が必要であるため、違法な複製と思
われる画像データに対して原画像を所有している著作者
が検出処理を行う場合には可能であるが、各端末の再生
装置では、原画像が無いために電子すかしデータの検出
処理を行うことが出来ない。
【0019】そこで上記の方法を端末処理、特にMPE
Gシステム向けに改良した方法が提案されている。この
方法においては、元の画像を8ピクセル×8ピクセルの
ブロックに分割し、このブロックを処理単位として、電
子すかしデータの埋め込み、及び抽出処理を行う。
【0020】電子すかしデータの埋め込み処理は、ま
ず、MPEG符号化処理の、離散コサイン変換が終わっ
た後の周波数領域でAC成分の周波数成分の低いものか
ら順に、f(1)、f(2)、・・・、f(n)とし、電子すかしデ
ータw(1)、w(2)、・・・w(n)を平均0、分散1である正
規分布より選び、F(i)=f(i)+α×avg(f(i))×w(i)を各
iについて計算する。ここで、αはスケーリング要素で
あり、avg(f(i))はf(i)の近傍3点の絶対値の平均を取
った部分平均である。そして、f(i)をF(i)に置き換えて
MPEG符号化処理の後続の処理を行う。
【0021】また、電子すかしデータの検出は以下の方
法で行われる。なお、この検出方法においては、元の画
像は必要ではなく、データ候補w(i)(但しi=1、2、・・
・、n)が既知であればよい。
【0022】MPEG伸張処理の逆量子化が終わった後
のブロックの周波数領域において、周波数成分の低いも
のから順に、F(1)、F(2)、・・・、F(n)とする。F(i)の
近傍3点の絶対値の平均値を部分平均avg(F(i))とし
て、電子すかしデータW(i)をW(i)=F(i)/avg(F(i))によ
り計算し、さらに1画像分のW(i)の総和WF(i)をi毎に
各々計算する。
【0023】次に、w(i)とWF(i)の統計的類似度Cをベ
クトルの内積を利用して、C=WF×w/(WFD×wD)により計
算する。ここで、W=(WF(1)、WF(2)、・・・、WF(n))、w
=(w(1)、w(2)、・・・、w(n))、WFD=ベクトルWFの絶対
値、wD=ベクトルwの絶対値である。統計的類似度Cがあ
る特定の値以上である場合には、該当電子すかしデータ
が埋め込まれていると判定する。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術には、以下のような問題点がある。まず、特
開平6−315131号公報に示される例においては、
全てのフレームに電子すかし情報が埋め込まれないの
で、電子すかしを埋め込まれていないフレームに対して
は、違法な複製を防止することは出来ない。また、連続
するフレームが静止画であり、連続するフレームに変化
が無いことを前提にしているため、動きの激しい動画に
おいては、電子すかしデータを埋め込む領域を特定でき
ないため、電子すかしデータを埋め込むことが出来な
い。
【0025】次に、特開平5−30466号公報に示さ
れる例においては、画像の周波数変換後の周波数領域よ
りも低い部分に電子すかしデータを埋め込むため、高域
通過フィルタを用いて電子すかしデータを除去すること
が容易に可能である。
【0026】また、周波数変換後の周波数成分の強い部
分に電子すかしデータを埋め込む例では、前記の問題は
発生しないが、どんな場面においても共通な電子すかし
データを埋め込んでいるので、検出効率を向上させるた
めに電子すかしを強く入れると、静止画に近い動きが小
さい画面では、電子すかしデータが目立ってしまい画質
劣化が生じ、また画質劣化を防ぐ為電子すかしを弱く入
れると検出効率が低下するという問題があった。
【0027】本発明は、上記問題点に鑑み、画質劣化を
招くこと無しに検出効率の高い電子すかしデータ挿入方
式を提供することにある。
【0028】
【課題を解決するための手段】本発明の電子すかしデー
タ挿入方式は、前後するピクチャにおけるDCT(離散
コサイン変換)変換後の係数(以下、DCT係数)の発
生量の差分により、適切な強さの電子すかしデータを挿
入することを特徴とする。即ち、前後するピクチャのD
CT係数の発生量の差分を導き、適切な強さの電子すか
しデータを挿入することによって、画質劣化を招くこと
無しに検出効率の高い電子すかしデータ挿入方式を実現
することができる。
【0029】具体的には、本発明の電子すかしデータ挿
入方式は、動き量判定器と、ピクチャタイプ判定部と、
電子すかしデータセレクタと、電子すかしデータテーブ
ルと、電子すかしデータ挿入器とを備えていることを特
徴とする。
【0030】動き量判定器は、tという時間においてD
CT変換されて得たDCT係数の発生量V(t)とt+1と
いう時間において得られるDCT係数の発生量V(t+1)の
差分を算出し、得られた差分よりピクチャ間の動きの強
弱を判断する。
【0031】ピクチャタイプ判定部は、ピクチャタイ
プ、例えばイントラ符号化画像(Intra-Picture。以下
Iピクチャという)、プレディクティブ符号化画像(Pr
edictive-Picture。以下Pピクチャという)、またはバ
イディレクショナリプレディクティブ符号化画像(Bidi
rectionally-Predictive-Picture。以下Bピクチャとい
う)などのピクチャタイプの中からその一つを決定す
る。
【0032】電子すかしデータセレクタは、電子すかし
データテーブルの中からピクチャタイプ及び動きの大小
より得られた判定結果より、それに応じた電子すかしデ
ータを選択して電子すかしデータ挿入器へ出力し、電子
すかしデータ挿入器は適応した電子すかしデータを挿入
する。
【0033】ここで言う動きの大小より得られた判定結
果とは、動きの大きい(激しい)場面においては、電子
すかしデータを強く挿入しても人間の目にはあまり目立
って見えないので強く挿入し、逆に、動きの小さい(静
止画に近い)場面では、電子すかしデータが比較的目立
ち易いので、電子すかしデータを弱めに挿入するという
ことである。
【0034】また、特に動きが小さい場面では、Pピク
チャやBピクチャのDCT係数が少なくなることより、
両フレームに対する電子すかしデータを強く入れても検
出率にあまり反映されないことから、動きの小さい場面
では、PピクチャとBピクチャへの電子すかしデータの
強度は弱くすることが望ましい。
【0035】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の電子すかしデー
タ挿入装置の実施の形態を示すシステムブロック図であ
る。
【0036】本発明の電子すかしデータ挿入装置は、原
画像101からk×k画素のブロック102を取り出し
てDCT(離散コサイン変換)を行いDCT変換後のデ
ータを出力するDCT変換器103と、DCT係数の量
子化を行う量子化器104と、DCT係数の発生量より
動きの強弱を判定する動き量判定器106と、ピクチャ
タイプを決定するピクチャタイプ決定器107と、各ピ
クチャタイプ及び動きの大きさより適切な値に計算され
た第1の電子すかしデータから第jの電子すかしデータ
までj×2種類の電子すかしデータを格納する電子すか
しデータテーブル109と、ピクチャタイプ及び動きの
強弱に応じて1種類の電子すかしデータを選択する電子
すかしデータセレクタ108と、DCT変換後のデータ
に電子すかしデータを挿入する電子すかしデータ挿入器
105と、電子すかしデータが挿入されたk×kのブロ
ックに対して逆量子化を行う逆量子化器110と、ID
CT(逆離散コサイン変換)を行うIDCT変換器11
1と、符号化を行うハフマン符号化器114とを備えて
いる。
【0037】図2は、本発明の電子すかしデータ検出装
置の実施の形態を示すシステムブロック図である。
【0038】本発明の電子すかしデータ検出装置は、M
PEGデータの復号化を行う復号器202と、IDCT
(逆離散コサイン変換)を行うIDCT変換器203
と、IDCT変換器203が出力するk×k画素分の周
波数データから電子すかしデータを抽出し抽出データを
抽出データ格納領域205の所定の位置に格納する電子
すかしデータ抽出器204と、抽出したデータを格納す
る抽出データ格納領域205と、電子すかしデータセレ
クタ207により電子すかしデータテーブル208から
取り出された第m(m=1、2、・・・、j)番目のデータと
抽出データとから、抽出データと電子すかしデータの統
計的類似度を算出する電子すかしデータ検出器206に
よって構成される。
【0039】本発明の電子すかしデータ挿入・検出方式
においては、挿入側と検出側で、対応する番号の電子す
かしデータテーブル、及び電子すかしデータ位置テーブ
ルの内容は一致しなければならない。すなわち、挿入側
と検出側の対応する第m(m=1、2、・・・、j)番目の電
子すかしデータテーブルの内容は一致しなければならな
い。
【0040】図3は、本発明における電子すかしデータ
テーブル109の構成及び選択方法を示すチャート図で
ある。
【0041】元の電子すかしデータWより、ピクチャタ
イプに応じた電子すかしデータの強度を選択(W(I)、W
(P)、W(B))する。その後DCT係数の発生量より動きの
強弱を判定し、動きの強弱に応じて更に電子すかしデー
タの強度を選択(W(I)、W(I)')する。このようにして各
電子すかしデータの強度を6つのパタンでテーブル化
し、図1の電子すかしデータテーブル109を作成す
る。
【0042】次に、図4および図5を用いて画像データ
の構造について説明する。ここではMPEG標準の画像
データについて説明する。MPEG標準の符号化方式に
よる画像データは、図4のような構造を持っている。画
像の各フレームまたはフィールドの情報は、ピクチャス
タートコード(PSC)に続くピクチャ層以下に記述さ
れる。
【0043】各フレームまたはフィールド情報は、Iピ
クチャ、Pピクチャ、Bピクチャの3種類のピクチャ形
式で符号化される。図5のようにPピクチャおよびBピ
クチャは、時間的に離れた他の画像を参照画像とし、そ
の画像との差分値のみを画像情報として符号化する。
【0044】また、ピクチャはブロックに細分され、ブ
ロック単位でDCT(離散コサイン変換)を行い、適当
な量子化係数で量子化され、ハフマン符号化される。各
フレームのフィールド情報は、スライススタートコード
(SSC)に続くスライス層以下にあるマクロブロック
(MB)層内にあり、輝度情報Yを示すブロック層が4
つ、色差情報Cb,Crを表わすブロック層が2つの計
6つのブロック層により表わされる。
【0045】DCT係数は、図7に示すような数字の順
序で走査され、64個の1次元系列に変換される。図中
の1の位置はDCT変換領域の直流(DC)成分を表わ
しており、この位置から右方向にいくほど水平方向のD
CT変換領域が高域になり、下方向にいくほど垂直方向
のDCT変換領域が高域になる。従って、最初左上隅の
1の位置から走査を始め2,3,…,64の順、すなわ
ちDCT変換領域の低域から高域に斜め方向にジグザグ
走査を行う。
【0046】次に、図1を用いて電子すかしデータの挿
入方式の動作を説明する。
【0047】DCT変換器103は、原画像101から
8×8画素のサイズのブロックデータ102を取り出
し、DCT変換を行う。次に量子化器104はDCT係
数の量子化を行う。動き量判定器106は、DCT変換
器103から得たDCT係数の個数V(t)と予め保持して
おいた前フレームのDCT係数の個数V(t-1)の差分を求
め、その値がある閾値を超えていたら動き量が大きい、
閾値以下であれば動き量が小さいと判定する。
【0048】電子すかしデータ挿入器105は、電子す
かしデータテーブル109から8×8ブロックデータを
取り出した位置、ピクチャタイプおよび動き量の大きさ
に一致する電子すかしデータW(j)を取り出し、量子化器
104が出力する量子化後のデータに電子すかしデータ
を挿入する。電子すかしデータW(j)は、元となる電子す
かしデータをW(e)とするとW(j)=k×W(e)の式で表すこと
ができ、kの値は動き量の大きさを踏まえ各ピクチャタ
イプ毎に与えられる係数である。
【0049】その後、逆量子化器110で逆量子化を行
う。IDCT変換器111は、逆量子化器110が出力
するデータに対してIDCT変換を行い、電子すかしデ
ータを挿入した画像格納領域112に対して、DCT変
換器103が8×8ブロックデータを取り出した位置と
同じ位置113にデータを格納する。
【0050】上記の動作を1画面全てに対して行い、1
画面の全ての領域に8×8のブロックを単位として電子
すかしデータを挿入する。また、圧縮データを生成する
場合は、電子すかしデータ挿入器105の出力データを
ハフマン符号化器114で符号化し、圧縮データ115
として出力する。
【0051】次に、図2を用いて電子すかしデータの検
出方式の動作説明を行う。復号化器202は、圧縮デー
タ201より8×8画素のサイズのブロックデータを取
り出して復号化を行い、その後、IDCT変換203
で、IDCT変換を行う。電子すかしデータ抽出器20
4は、8×8ブロックデータを取り出した位置情報を元
に、電子すかしデータテーブル208から抽出すべき電
子すかしデータの番号を取得するとともに、IDCT変
換器203が出力するIDCT変換後のデータから電子
すかしデータを抽出し、抽出データ格納領域205に格
納する。上記の動作を1画面分の全ての8×8ブロック
に対して行う。
【0052】1画面分の抽出データが抽出データ格納領
域205に格納された後、電子すかしデータ検出器20
6は、抽出データ格納領域205と電子すかしデータテ
ーブル208から電子すかしデータを取り出し、統計的
類似度を算出し、検出結果209を出力する。
【0053】次に、図6を用いて各ピクチャタイプごと
の動作の説明を行う。図5を参照すると、Iピクチャに
電子すかしデータ埋め込みを行うとDCT成分はIから
I+W(I)となる。Bピクチャに電子すかしデータ埋め込み
を行うとDCT成分はBからB+W(B)となる。Pピクチャ
に電子すかしデータ埋め込みを行うとDCT成分はPか
らP+W(P)となる。ここでIはIピクチャがもつDCT成
分、BはBピクチャが持つDCT成分、PはPピクチャ
が持つDCT成分であり、また、W(I)はIピクチャに埋
め込まれたDCT成分、W(B)はBピクチャに埋め込まれ
たDCT成分、W(P)はPピクチャに埋め込まれたDCT
成分である。
【0054】図8は、本発明の電子すかしデータ挿入方
式および装置の他の実施の形態を示すシステムブロック
図である。
【0055】この実施の形態は、画像からk×k画素の
ブロックを取り出してDCT(離散コサイン変換)を行
いDCT変換後のデータを出力するDCT変換器103
と、DCT係数の量子化を行う量子化器104と、DC
T変換器より得られたDCT係数の発生量V(t)と予め保
持しておいた前フレームのDCT係数の発生量V(t-1)と
の差分より動き量の大きさを判定する動き量判定器10
6と、ピクチャタイプを決定するピクチャタイプ決定部
107と、元の電子すかしデータを格納する元の電子す
かしデータ格納手段120と、ピクチャタイプに応じて
電子すかしデータに対して乗算を行うj個の乗算器(第
1の乗算機121、第2の乗算器122、…、第jの乗
算器123)と、第1の電子すかしデータから第jの電
子すかしデータまでj種類の電子すかしデータを格納す
る電子すかしデータテーブル109と、8×8画素のサ
イズのブロック位置に応じて1種類の電子すかしデータ
を選択する電子すかしデータセレクタ108と、動き量
判定器により判定された動きの量に応じて電子すかしデ
ータに対して乗算を行う乗算器124と、DCT変換後
のデータに電子すかしデータを挿入する電子すかしデー
タ挿入器105と、電子すかしデータが挿入されたk×
kのブロックに対して逆量子化を行う逆量子化器110
と、IDCT(逆離散コサイン変換)を行うIDCT変
換器111とによって構成する。
【0056】次に、この電子すかしデータの挿入方式の
動作を説明する。DCT変換器103は、原画像101
から8×8画素のサイズのブロックデータ102を取り
出し、DCT変換を行う。次に量子化器104はDCT
係数の量子化を行う。j個の乗算器121〜123は、
ピクチャタイプに応じて元の電子すかしデータに対して
乗算を行い、電子すかしデータテーブル109にj個の
電子すかしデータを格納する。
【0057】ここで、j個の乗算器の乗算係数は予め決
めておいても良いし、動作の途中で自由に書き換えても
良い。勿論、乗算係数が1である場合は、その乗算器は
省略してもよいことは言うまでもない。
【0058】電子すかしデータセレクタ108は、電子
すかしデータテーブル109から8×8画素のサイズの
ブロック位置に一致する電子すかしデータを取り出す。
乗算器124は、取り出した電子すかしデータに対し
て、動き量判定器106によって算出された動きの大き
さに応じて選択された電子すかしデータに対して乗算を
行う。
【0059】乗算器124の乗算係数は予め決めておい
ても良いし、動作の途中で自由に書き換えても良い。勿
論、乗算係数が1である場合は、その乗算器は省略して
もよいことは言うまでもない。以上によって得られた電
子すかしデータは、電子すかしデータ挿入器105によ
り、量子化器104が出力する量子化後のデータが挿入
される。
【0060】IDCT変換器111は、逆量子化器11
0が出力するデータに対してIDCT変換を行い、電子
すかしデータを挿入した画像格納領域112に対して、
DCT変換器103が8×8ブロックデータを取り出し
た位置と同じ位置113にデータを格納する。上記の動
作を1画面全てに対して行い、1画面の全ての領域に8
×8のブロックを単位として電子すかしデータを挿入す
る。
【0061】上記の説明においては、MPEG標準の符
号化方式を例にして実施例を説明したが、DCTを用い
る他の画像符号化方式、例えばH.261においても本
発明を適用できることは勿論である。
【0062】
【発明の効果】本発明の電子すかしデータ挿入方式およ
び装置は、ピクチャタイプに加えDCT係数の発生量か
ら判断する動き量(前フレームとの差分)により得られ
る適切な強さの電子すかしデータを挿入するので、画質
劣化を招くこと無しに検出効率の高い電子すかしデータ
挿入方式を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子すかしデータ挿入方式の実施の形
態を示すシステムブロック図である。
【図2】本発明の電子すかしデータ検出方式の実施の形
態を示すシステムブロック図である。
【図3】本発明における電子すかしデータテーブルの構
成及び選択方法を示すチャート図である。
【図4】MPEG標準の符号化方式による画像データ構
造を示す図である。
【図5】各フレームまたはフィールド情報の符号化を説
明するための図である。
【図6】各ピクチャタイプごとの動作を説明するための
図である。
【図7】DCT変換を説明するための図である。
【図8】本発明の電子すかしデータ挿入方式の他の実施
の形態を示すシステムブロック図である。
【図9】従来例を示すブロック図である。
【図10】他の従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
101 原画像格納領域 102 8×8画素のサイズのブロックデータ 103 DCT変換器 104 量子化器 105 電子すかしデータ挿入器 106 動き量判定器 107 ピクチャタイプ決定部 108 電子すかしデータセレクタ 109 電子すかしデータテーブル 110 逆量子化器 111 IDCT変換器 112 電子すかしデータの挿入された画像格納領域 113 電子すかしデータの挿入された8×8画素のサ
イズのブロックデータ 114 ハフマン符号化器 115 圧縮データ 120 元の電子すかしデータ格納手段 121〜124 乗算器 201 圧縮データ 202 復号化器 203 IDCT変換器 204 電子すかしデータ抽出器 205 抽出データ 206 電子すかしデータ検出器 207 電子すかしデータセレクタ 208 電子すかしデータテーブル 209 検出結果
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B057 AA11 BA29 CA16 CB16 CC03 CE08 CG01 CH11 DA08 5C053 FA13 FA21 GA11 GB05 GB37 JA21 KA12 KA21 KA24 KA25 LA06 5C059 KK43 MA00 MA05 MA14 MA23 MC11 MC26 MD02 NN23 NN28 NN37 RC35 TA00 TA58 TB04 TC13 TC24 TD05 TD12 UA02 UA05 UA39 5C076 AA14 BA02 BA06 CA08

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原画像からk×k画素のブロックを取り
    出してDCT(離散コサイン変換)を行いDCT変換後
    のデータを出力するDCT変換手段と、該DCT変換器
    から出力されるDCT係数の量子化を行う量子化手段
    と、前記DCT係数の発生量から動きの大きさを判定す
    る動き量判定手段と、ピクチャタイプを決定するピクチ
    ャタイプ決定手段と、前記ピクチャタイプ毎に第1の電
    子すかしデータから第jの電子すかしデータ及び前記動
    きの大きさを踏まえたj×2種類の電子すかしデータを
    格納する電子すかしデータテーブルと、前記ピクチャタ
    イプ及び前記動きの大きさに応じて1種類の前記電子す
    かしデータを選択する電子すかしデータ選択手段と、前
    記DCT変換後のデータに前記選択した電子すかしデー
    タを挿入する電子すかしデータ挿入手段とを備え、 前後するフレームのDCT係数の差分を取ることによ
    り、動き量の大きさを判断し、動きの大きさに応じて適
    切な強さの電子すかしデータを挿入することを特徴とす
    る電子すかしデータ挿入方式。
  2. 【請求項2】 原画像からk×k画素のブロックを取り
    出してDCT(離散コサイン変換)を行いDCT変換後
    のデータを出力するDCT変換手段と、該DCT変換器
    から出力されるDCT係数の量子化を行う量子化手段
    と、前記DCT係数の発生量から動きの大きさを判定す
    る動き量判定手段と、ピクチャタイプを決定するピクチ
    ャタイプ決定手段と、元の電子すかしデータを格納する
    元の電子すかしデータ格納手段と、前記ピクチャタイプ
    に応じて前記元の電子すかしデータに対して乗算を行う
    j個の第1の乗算器と、前記j個の乗算器の出力である
    第1の電子すかしデータから第jの電子すかしデータま
    でのj種類の電子すかしデータを格納する電子すかしデ
    ータテーブルと、前記j種類の電子すかしデータから1
    種類の電子すかしデータを選択する電子すかしデータ選
    択手段と、前記DCT係数の差分より得られた動き量の
    大きさによって前記選択された電子すかしデータに乗算
    を行う第2の乗算器と、前記DCT変換後のデータに前
    記第2の乗算器で乗算された電子すかしデータを挿入す
    る電子すかしデータ挿入手段とを備え、 前後するフレームのDCT係数の差分を取ることによ
    り、動き量の大きさを判断し、動きの大きさに応じて適
    切な強さの電子すかしデータを挿入することを特徴とす
    る電子すかしデータ挿入方式。
  3. 【請求項3】 原画像からk×k画素のブロックを取り
    出してDCT(離散コサイン変換)を行いDCT変換後
    のデータを出力するDCT変換器と、該DCT変換器か
    ら出力されるDCT係数の量子化を行う量子化器と、前
    記DCT係数の発生量から動きの大きさを判定する動き
    量判定器と、ピクチャタイプを決定するピクチャタイプ
    決定器と、前記ピクチャタイプ毎に第1の電子すかしデ
    ータから第jの電子すかしデータ及び前記動きの大きさ
    を踏まえたj×2種類の電子すかしデータを格納する電
    子すかしデータテーブルと、前記ピクチャタイプ及び前
    記動きの大きさに応じて1種類の前記電子すかしデータ
    を選択する電子すかしデータセレクタと、前記DCT変
    換後のデータに前記選択した電子すかしデータを挿入す
    る電子すかしデータ挿入器と、前記電子すかしデータが
    挿入されたk×k画素のブロックに対して逆量子化を行
    う逆量子化器と、逆量子化された前記電子すかしデータ
    が挿入されたk×k画素のブロックに対してIDCT
    (逆離散コサイン変換)を行うIDCT変換器とを備え
    たことを特徴とする電子すかしデータ挿入装置。
  4. 【請求項4】 原画像からk×k画素のブロックを取り
    出してDCT(離散コサイン変換)を行いDCT変換後
    のデータを出力するDCT変換器と、該DCT変換器か
    ら出力されるDCT係数の量子化を行う量子化器と、前
    記DCT係数の発生量から動きの大きさを判定する動き
    量判定器と、ピクチャタイプを決定するピクチャタイプ
    決定器と、前記ピクチャタイプ毎に第1の電子すかしデ
    ータから第jの電子すかしデータ及び前記動きの大きさ
    を踏まえたj×2種類の電子すかしデータを格納する電
    子すかしデータテーブルと、前記ピクチャタイプ及び前
    記動きの大きさに応じて1種類の前記電子すかしデータ
    を選択する電子すかしデータセレクタと、前記DCT変
    換後のデータに前記選択した電子すかしデータを挿入す
    る電子すかしデータ挿入器と、前記電子すかしデータ挿
    入後のデータを符号化するハフマン符号化器とを備えた
    ことを特徴とする電子すかしデータ挿入装置。
  5. 【請求項5】 原画像からk×k画素のブロックを取り
    出してDCT(離散コサイン変換)を行いDCT変換後
    のデータを出力するDCT変換器と、該DCT変換器か
    ら出力されるDCT係数の量子化を行う量子化器と、前
    記DCT係数の発生量から動きの大きさを判定する動き
    量判定器と、ピクチャタイプを決定するピクチャタイプ
    決定器と、元の電子すかしデータを格納する元の電子す
    かしデータ格納手段と、前記ピクチャタイプに応じて前
    記元の電子すかしデータに対して乗算を行うj個の第1
    の乗算器と、前記j個の乗算器の出力である第1の電子
    すかしデータから第jの電子すかしデータまでのj種類
    の電子すかしデータを格納する電子すかしデータテーブ
    ルと、前記j種類の電子すかしデータから1種類の電子
    すかしデータを選択する電子すかしデータセレクタと、
    前記DCT係数の差分より得られた動き量の大きさによ
    って前記選択された電子すかしデータに乗算を行う第2
    の乗算器と、前記DCT変換後のデータに前記第2の乗
    算器で乗算された電子すかしデータを挿入する電子すか
    しデータ挿入器と、該電子すかしデータが挿入されたk
    ×kのブロックに対して逆量子化を行う逆量子化器と、
    IDCT(逆離散コサイン変換)を行うIDCT変換器
    とを備えたことを特徴とする電子すかしデータ挿入装
    置。
  6. 【請求項6】 前記第1及び第2の乗算器は、乗算係数
    が1である場合は、当該乗算器は省略されることを特徴
    とする請求項5記載の電子すかしデータ挿入装置。
  7. 【請求項7】 請求項4記載の電子すかしデータ挿入装
    置で符号化されたk×k画素のサイズのブロックデータ
    を取り出して復号化する復号化器と、該復号化されたブ
    ロックデータをIDCT変換するIDCT変換器と、前
    記k×k画素のサイズのブロックデータを取り出した位
    置情報を元に抽出すべき電子すかしデータの番号を取得
    するとともに、前記IDCT変換器が出力するIDCT
    変換後のデータから電子すかしデータを抽出する電子す
    かしデータ抽出器と、該電子すかしデータ抽出器で抽出
    されたデータを格納する抽出データ格納手段と、1画面
    分の抽出データが前記抽出データ格納手段に格納された
    後、前記抽出データ格納手段と前記電子すかしデータテ
    ーブルから対応位置の電子すかしデータを取り出して統
    計的類似度を算出し、算出結果を出力する電子すかしデ
    ータ検出器とを備えたことを特徴とする電子すかしデー
    タ検出装置。
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