專利名稱：電子水印嵌入裝置及其嵌入方法和記錄媒體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過電子水印向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中嵌入信息的一種嵌入裝置及其關(guān)聯(lián)技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，作為電子化的聲音或圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字內(nèi)容正在增加。由于能夠簡單地復(fù)制與原版完全相同的數(shù)字內(nèi)容，所以內(nèi)容的著作權(quán)的保護(hù)是重要的課題。非法復(fù)制、分發(fā)的內(nèi)容與原版沒有區(qū)別，所以難以出示主張內(nèi)容的著作權(quán)的證據(jù)，正在研究著作權(quán)保護(hù)的方法。
作為數(shù)字內(nèi)容的著作權(quán)保護(hù)的方法，正在利用著“電子水印”。所謂電子水印，是指向聲音或圖像×數(shù)據(jù)中嵌入數(shù)據(jù)而不會(huì)被視聽者察覺的技術(shù)。
作為現(xiàn)有的電子水印嵌入裝置，可以舉出日本國特開平11-346302號(hào)公報(bào)記載的技術(shù)。
以下，用圖9來詳細(xì)說明該現(xiàn)有技術(shù)。圖9是現(xiàn)有的電子水印嵌入裝置的方框圖。
在圖9中，范疇分類部904計(jì)算輸入圖像的特征量，根據(jù)得到的特征量來求圖像所屬的范疇，將范疇索引輸出到存儲(chǔ)裝置902。
對范疇分類部904輸出的每個(gè)范疇索引，存儲(chǔ)裝置902具有電子水印特性表。該特性表匯總了電子水印強(qiáng)度、畫質(zhì)惡化度、以及耐性評價(jià)值，存儲(chǔ)裝置902根據(jù)輸入的范疇索引來選擇適當(dāng)?shù)奶匦员怼?br>
然后，存儲(chǔ)裝置902用選擇出的特性表，對電子水印強(qiáng)度計(jì)算部901輸出的電子水印強(qiáng)度，求畫質(zhì)惡化度和耐性評價(jià)值，將它們輸出到電子水印強(qiáng)度計(jì)算部901。
電子水印強(qiáng)度計(jì)算部901將各種值的電子水印強(qiáng)度輸出到存儲(chǔ)裝置902。然后，電子水印強(qiáng)度計(jì)算部901參照從存儲(chǔ)裝置902得到的畫質(zhì)惡化度和耐性評價(jià)值，決定最佳電子水印強(qiáng)度，輸出到電子水印插入部903。
電子水印插入部903將嵌入數(shù)據(jù)變換為電子水印，根據(jù)最佳電子水印強(qiáng)度，向圖像中插入電子水印，輸出插入了電子水印的圖像。
首先，在現(xiàn)有技術(shù)中，根據(jù)視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像本身來計(jì)算特征量，以與算出的特征量對應(yīng)的嵌入強(qiáng)度向輸入圖像中嵌入電子水印，輸出嵌入了電子水印的圖像。
因此，不能避免特征量及嵌入強(qiáng)度的計(jì)算、電子水印的插入所帶來的時(shí)間上的延遲。特別是，在將運(yùn)動(dòng)圖像作為輸入圖像的情況下，該延遲至少為1個(gè)重現(xiàn)單位(1幀或1場)以上。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1目的在于提供一種能夠抑制輸出圖像相對于輸入圖像的延遲的技術(shù)。
其次，在現(xiàn)有技術(shù)中，即使對單調(diào)的圖像—典型的是整個(gè)圖像接近為單一黑色的圖像—也進(jìn)行電子水印嵌入。在這種情況下，嵌入的電子水印的圖案容易顯露出現(xiàn)，電子水印的解析變得容易，并且畫質(zhì)惡化明顯。
本發(fā)明的第2目的在于提供一種能夠使電子水印的解析變得困難并且抑制畫質(zhì)惡化的技術(shù)。
此外，在現(xiàn)有技術(shù)中，根據(jù)整個(gè)輸入圖像來計(jì)算單一的特征量，解析電子水印的嵌入。
因此，在著眼于圖像的一部分的情況下，電子水印嵌入造成的像素值的變化量發(fā)生偏倚，在進(jìn)行從圖像中剪切一部分的操作的情況下，耐性會(huì)減弱。例如，在以圖像的邊緣部分為中心向自然圖像加入了字幕所得的圖像中嵌入電子水印的方式中，電子水印被強(qiáng)烈地嵌入到字幕部分中。在此情況下，如果切除字幕部分，則耐性會(huì)減弱。
本發(fā)明的第3目的在于提供一種圖像內(nèi)的嵌入造成的像素值的變化量的偏倚少、能夠增強(qiáng)耐性的技術(shù)。
再者，在現(xiàn)有技術(shù)中，即使對運(yùn)動(dòng)圖像中變化少的連續(xù)圖像，也對每個(gè)圖像變化嵌入信息來進(jìn)行嵌入。
因此，畫質(zhì)的惡化容易理解。例如，在靜止圖像那樣變化少的圖像連續(xù)的情況下，如果對每個(gè)圖像變化嵌入信息來進(jìn)行嵌入，則由于圖像本身幾乎不變化，所以電子水印嵌入造成的變化容易被察覺，運(yùn)動(dòng)圖像有時(shí)看起來閃爍。
本發(fā)明的第4目的在于提供一種能夠抑制變化少的圖像中的畫質(zhì)惡化的技術(shù)。
在第1發(fā)明的電子水印嵌入裝置中，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中嵌入電子水印，并且包括電子水印嵌入部，向要嵌入電子水印的圖像中，根據(jù)在時(shí)間軸上位于該圖像以前的其他圖像來嵌入電子水印。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于根據(jù)時(shí)間上在前面的圖像來嵌入電子水印，所以能夠抑制輸出圖像相對于輸入圖像的延遲。
在第2發(fā)明的電子水印嵌入裝置中，其他圖像是在時(shí)間軸上位于要嵌入電子水印圖像的前一個(gè)場或幀的圖像。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于根據(jù)離當(dāng)前幀的圖像最近的圖像—前一個(gè)的幀圖像、或離當(dāng)前場的圖像最近的圖像—前一個(gè)的場圖像來嵌入電子水印，所以能夠抑制輸出圖像相對于輸入圖像的延遲，并且抑制畫質(zhì)惡化。
在第3發(fā)明的電子水印嵌入裝置中，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中選擇性地嵌入電子水印，并且包括參數(shù)計(jì)算部，計(jì)算表示圖像復(fù)雜度的參數(shù)；以及電子水印嵌入部，只在參數(shù)計(jì)算部算出的參數(shù)滿足表示該圖像復(fù)雜的一定條件的情況下，才向要進(jìn)行嵌入的圖像中嵌入電子水印。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，根據(jù)將圖像復(fù)雜度數(shù)值化所得的參數(shù)，不向單調(diào)的圖像中嵌入電子水印，從而能夠使電子水印的解析變得困難，并且能夠抑制畫質(zhì)惡化。
在第4發(fā)明的電子水印嵌入裝置中，電子水印嵌入部向要嵌入電子水印的圖像中，根據(jù)在時(shí)間軸上位于該圖像以前的其他圖像來嵌入電子水印。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使電子水印的解析變得困難，并且抑制畫質(zhì)惡化，此外，由于根據(jù)時(shí)間上在前面的圖像來嵌入電子水印，所以能夠抑制輸出圖像相對于輸入圖像的延遲。
在第5發(fā)明的電子水印嵌入裝置中，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中嵌入電子水印，并且包括區(qū)域分割部，將要嵌入電子水印的圖像分割為多個(gè)部分區(qū)域；以及電子水印嵌入部，向區(qū)域分割部分割出的多個(gè)部分區(qū)域中嵌入電子水印。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于將圖像分割為多個(gè)區(qū)域，向分割出的區(qū)域分別嵌入電子水印，所以能夠減少圖像內(nèi)的嵌入造成的變化量的偏倚，提高耐性。
在第6發(fā)明的電子水印嵌入裝置中，電子水印嵌入部對要嵌入電子水印的圖像，根據(jù)在時(shí)間軸上位于該圖像以前的其他圖像的對應(yīng)的部分區(qū)域，向區(qū)域分割部分割出的多個(gè)部分區(qū)域中嵌入電子水印。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠消除圖像內(nèi)的嵌入造成的變化量的偏倚，增強(qiáng)耐性，此外，由于根據(jù)時(shí)間上在前面的圖像來嵌入電子水印，所以能夠抑制輸出圖像相對于輸入圖像的延遲。
在第7發(fā)明的電子水印嵌入裝置中，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中嵌入電子水印，包括電子水印嵌入部，向要嵌入電子水印的圖像中，根據(jù)從該圖像或在時(shí)間軸上位于該圖像以前的圖像中選擇的2個(gè)圖像的差分來嵌入電子水印。
在該結(jié)構(gòu)中，由于采用該2個(gè)圖像的差分，所以能夠抑制變化少的圖像中的畫質(zhì)惡化。此外，作為該2個(gè)圖像，通過選擇在時(shí)間軸上位于要嵌入電子水印的圖像以前的圖像，能夠抑制輸出的延遲。
在第8發(fā)明的電子水印嵌入裝置中，2個(gè)圖像是要嵌入電子水印的圖像、和在時(shí)間軸上位于該圖像的前一個(gè)圖像。
在該結(jié)構(gòu)中，能夠抑制變化少的圖像中的畫質(zhì)惡化，此外，通過采用要嵌入電子水印的圖像、和時(shí)間軸上該圖像的前一個(gè)圖像之間的差分，能夠高精度地判別變化少的圖像。
圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的電子水印嵌入裝置的方框圖。
圖2是圖1的電子水印嵌入裝置的流程圖。
圖3是本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)的電子水印嵌入裝置的方框圖。
圖4是圖3的電子水印嵌入裝置的流程圖。
圖5是本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)的電子水印嵌入裝置的方框圖。
圖6是圖5的電子水印嵌入裝置的流程圖。
圖7是本發(fā)明的第4實(shí)施形態(tài)的電子水印嵌入裝置的方框圖。
圖8是圖7的電子水印嵌入裝置的流程圖。
圖9是現(xiàn)有的電子水印嵌入裝置的方框圖。
具體實(shí)施例方式
在說明具體結(jié)構(gòu)之前，首先說明本發(fā)明的重要概念。
本說明書中所說的“特征量”，是指根據(jù)由多個(gè)像素構(gòu)成的一定區(qū)域(例如，整個(gè)1幀、整個(gè)1場、或者將它們分割為有限個(gè)所得的部分區(qū)域)的各像素值而運(yùn)算出的值，表示該一定區(qū)域的圖像的特性。
具體地說，作為該特征量，在該一定區(qū)域，有亮度值的總和、亮度分量的平均值、水平方向相鄰像素的差分絕對值的總和、垂直方向相鄰像素的差分絕對值的總和、或者它們中的1個(gè)或多個(gè)的組合等。作為本發(fā)明的特征量，可以采用這些特征量中的任一種特征量。
此外，本說明書中所說的“嵌入強(qiáng)度”，是表示上述一定區(qū)域中嵌入的電子水印的強(qiáng)度的指標(biāo)。
電子水印的嵌入造成的畫質(zhì)的惡化、和電子水印的耐性(對圖像實(shí)施例如圖像壓縮、噪聲附加、模擬錄像機(jī)復(fù)制等處理后，電子水印仍殘留的程度)處于折衷的關(guān)系。該嵌入強(qiáng)度是調(diào)整畫質(zhì)的惡化和電子水印的耐性之間的關(guān)系的參數(shù)。
其中，有下述關(guān)系如果增大嵌入強(qiáng)度的值，則嵌入了電子水印的圖像的畫質(zhì)惡化增大，但是對圖像處理的耐性提高。相反，如果減小嵌入強(qiáng)度的值，則能夠抑制畫質(zhì)惡化，但是耐性會(huì)降低。
(第1實(shí)施形態(tài))以下，參照附圖來說明本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)。
圖1是本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的電子水印嵌入裝置的方框圖。
如圖1所示，該電子水印嵌入裝置包括特征量計(jì)算部101、特征量保持部102、嵌入強(qiáng)度計(jì)算部103、嵌入強(qiáng)度保持部104、以及電子水印嵌入部105。
特征量計(jì)算部101根據(jù)視頻輸入信號(hào)來計(jì)算要嵌入電子水印的圖像的特征量，算出的特征量被保持到由存儲(chǔ)器或硬盤等構(gòu)成的特征量保持部102中。
嵌入強(qiáng)度計(jì)算部103根據(jù)特征量保持部102中保持的特征量來計(jì)算嵌入強(qiáng)度，該嵌入強(qiáng)度被保持到嵌入強(qiáng)度保持部104中。
電子水印嵌入部105根據(jù)嵌入強(qiáng)度保持部104中保持的嵌入強(qiáng)度，向要嵌入電子水印的圖像中嵌入電子水印。
以下，用圖1及圖2來說明本形態(tài)的電子水印嵌入處理的各過程。圖2是圖1的電子水印嵌入裝置的流程圖。
首先，電子水印嵌入部105以嵌入強(qiáng)度Q向視頻輸入信號(hào)的要進(jìn)行嵌入的圖像中嵌入給定的嵌入信息作為電子水印，輸出嵌入了電子水印的視頻信號(hào)(步驟201)。
這里，嵌入強(qiáng)度Q由嵌入強(qiáng)度計(jì)算部103更新，在更新前，為預(yù)先設(shè)定的初值。
此外，在本形態(tài)中，在步驟201時(shí)，在嵌入強(qiáng)度Q中保存有根據(jù)1幀前的圖像算出的嵌入強(qiáng)度。
接著，特征量計(jì)算部101根據(jù)輸入的視頻信號(hào)來計(jì)算特征量(步驟202)，特征量保持部102保持特征量計(jì)算部101算出的特征量(步驟203)。在本形態(tài)中，作為特征量，采用亮度值的總和。
接著，在步驟204中，特征量計(jì)算部101判定1幀的步驟201～步驟203的處理是否已結(jié)束，在已結(jié)束的情況下，嵌入強(qiáng)度計(jì)算部103根據(jù)特征量保持部102保持的特征量來計(jì)算嵌入強(qiáng)度(步驟205)。
在本形態(tài)中，用以1幀的亮度值的總和為變量的函數(shù)來計(jì)算嵌入強(qiáng)度，但是這不過是一例。此外，在步驟204中，在1幀的處理未結(jié)束的情況下，重復(fù)步驟201至步驟203的處理。
接著，在步驟206中，嵌入強(qiáng)度保持部104保持嵌入強(qiáng)度計(jì)算部103算出的強(qiáng)度作為嵌入強(qiáng)度Q。
接著，在步驟207中，電子水印嵌入部105判定視頻信號(hào)輸入是否已結(jié)束，在已結(jié)束的情況下結(jié)束處理，否則返回到步驟201繼續(xù)進(jìn)行處理。
如上所述，根據(jù)本形態(tài)的電子水印嵌入裝置，用1幀前的圖像的特征量來計(jì)算嵌入強(qiáng)度并保持。此外，用保持的1幀前的嵌入強(qiáng)度來進(jìn)行電子水印的嵌入。
由此，能夠抑制已嵌入電子水印的輸出視頻信號(hào)相對于輸入視頻信號(hào)的延遲。
其中，在本形態(tài)中，作為電子水印的嵌入所用的嵌入強(qiáng)度，采用了根據(jù)1幀前的圖像算出的強(qiáng)度，但是只要是根據(jù)當(dāng)前幀以前的幀算出的強(qiáng)度，就能夠得到與上述相同的效果。不過，采用根據(jù)離當(dāng)前幀最近的圖像——前一個(gè)幀的圖像算出的強(qiáng)度的方法能夠抑制畫質(zhì)惡化。
此外，在上述說明中，采用了幀圖像，但是也可以采用場圖像。在此情況下，用根據(jù)當(dāng)前場以前的場算出的強(qiáng)度也能夠得到與上述相同的效果。
此外，在本形態(tài)中，作為特征量，采用了亮度值的總和，但是也可以采用亮度分量的平均值、或者水平及垂直方向相鄰像素的差分絕對值的總和、或者它們多個(gè)的組合。再者，如果根據(jù)人的視覺特性進(jìn)行計(jì)算并實(shí)施，則具有難以察覺畫質(zhì)惡化、能夠增大嵌入強(qiáng)度的效果?？傊?，特征量并不限于本形態(tài)。
此外，在本形態(tài)中，在計(jì)算嵌入強(qiáng)度時(shí)，采用了以亮度值的總和為變量的函數(shù)，但是只要是以特征量為變量的函數(shù)即可，可以任意選擇。
(第2實(shí)施形態(tài))以下，參照附圖來說明本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)。
在本形態(tài)中，與第1實(shí)施形態(tài)不同，不是向所有要進(jìn)行嵌入的圖像中嵌入電子水印，而是只向滿足一定條件的圖像(非單調(diào)的圖像)選擇性地嵌入電子水印。
圖3是本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)的電子水印嵌入裝置的方框圖。
如圖3所示，該電子水印嵌入裝置包括特征量計(jì)算部101、特征量保持部102、嵌入強(qiáng)度計(jì)算部103、單色參數(shù)計(jì)算部304、嵌入判定部306、以及電子水印嵌入部305。
作為參數(shù)計(jì)算部的單色參數(shù)計(jì)算部304計(jì)算表示圖像復(fù)雜度的參數(shù)。
嵌入判定部306判定單色參數(shù)計(jì)算部304算出的參數(shù)是否滿足表示該圖像很復(fù)雜的一定條件。
電子水印嵌入部305只向該判定的結(jié)果是滿足一定條件的圖像中嵌入電子水印。
以下，用圖3及圖4來說明本形態(tài)的電子水印嵌入處理的各過程。圖4是圖3的電子水印嵌入裝置的流程圖。
首先，特征量計(jì)算部101根據(jù)視頻輸入信號(hào)的要進(jìn)行嵌入的圖像來計(jì)算特征量(步驟401)，特征量保持部102保持特征量計(jì)算部101算出的特征量(步驟402)。在本形態(tài)中，作為特征量，采用水平及垂直方向相鄰像素的差分絕對值的總和、以及亮度值的總和。
接著，在步驟403中，特征量計(jì)算部101判定1幀的步驟401～步驟402的處理是否已結(jié)束，在已結(jié)束的情況下，嵌入強(qiáng)度計(jì)算部103根據(jù)特征量保持部102保持的特征量來計(jì)算嵌入強(qiáng)度(步驟404)。在本形態(tài)中，用以1幀的亮度值的總和為變量的函數(shù)來計(jì)算嵌入強(qiáng)度。此外，在步驟403中，在1幀的處理未結(jié)束的情況下，重復(fù)步驟401至步驟403的處理。
接著，在步驟405中，單色參數(shù)計(jì)算部304根據(jù)特征量保持部102保持的特征量來計(jì)算單色參數(shù)。這里，單色參數(shù)是圖像復(fù)雜度的數(shù)值化形式。在本形態(tài)中，用以1幀的水平及垂直方向相鄰像素的差分絕對值的總和為變量的增函數(shù)來計(jì)算單色參數(shù)。
接著，在步驟406中，嵌入判定部306判定單色參數(shù)計(jì)算部304算出的單色參數(shù)是否在閾值以上，在閾值以上的情況下進(jìn)至步驟407，否則不嵌入電子水印，返回到步驟401。
這里，隨著水平及垂直方向相鄰像素的差分絕對值的總和增大，圖像的邊緣增多，圖像的復(fù)雜度增加。在本形態(tài)中，決定閾值，使得在單色參數(shù)低于閾值的情況下，圖像接近單色。
接著，在步驟407中，電子水印嵌入部305以嵌入強(qiáng)度計(jì)算部103算出的嵌入強(qiáng)度，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中嵌入給定的嵌入信息作為電子水印，輸出嵌入了電子水印的視頻信號(hào)。
接著，在步驟408中，電子水印嵌入部305判定視頻信號(hào)輸入是否已結(jié)束，在已結(jié)束的情況下結(jié)束處理，否則返回到步驟401繼續(xù)進(jìn)行處理。
如上所述，根據(jù)本形態(tài)的電子水印嵌入裝置，根據(jù)圖像的特征量來計(jì)算單色參數(shù)，根據(jù)單色參數(shù)，使得不向接近單色的圖像嵌入電子水印。
由此，能夠使電子水印的解析變得困難，并且抑制畫質(zhì)惡化。
其中，在本形態(tài)中，以幀圖像為單位來計(jì)算單色參數(shù)，但是也可以以場圖像為單位來計(jì)算單色參數(shù)。
此外，在本形態(tài)中，采用了當(dāng)前幀或當(dāng)前場中的嵌入判定結(jié)果，但是如果采用前面幀或前面場中的判定結(jié)果，則能得到進(jìn)一步抑制嵌入了電子水印的輸出視頻信號(hào)相對于輸入視頻信號(hào)的延遲的效果。
此外，在本形態(tài)中，作為特征量，采用了亮度值的總和、以及水平及垂直方向相鄰像素的差分絕對值的總和，但是也可以采用亮度分量的平均值、或者它們多個(gè)的組合。總之，特征量并不限于本形態(tài)，但是單色參數(shù)的計(jì)算所用的特征量必須是圖像復(fù)雜度的數(shù)值化形式。
此外，在本形態(tài)中，在計(jì)算單色參數(shù)時(shí)，采用了以水平及垂直方向相鄰像素的差分絕對值的總和為變量的增函數(shù)，但是只要是以表示圖像復(fù)雜度的特征量為變量的函數(shù)即可，可以任意選擇。
(第3實(shí)施形態(tài))以下，參照附圖來說明本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)。在本形態(tài)中，不是像第1、第2實(shí)施形態(tài)那樣，對要進(jìn)行嵌入的整個(gè)圖像進(jìn)行嵌入處理，而是將該圖像分割為部分區(qū)域，向部分區(qū)域中嵌入電子水印。
圖5是本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)的電子水印嵌入裝置的方框圖。
如圖5所示，該電子水印嵌入裝置包括區(qū)域分割部504、特征量計(jì)算部501、特征量保持部502、嵌入強(qiáng)度計(jì)算部503、電子水印嵌入部505。
區(qū)域分割部504將要嵌入電子水印的圖像分割為多個(gè)部分區(qū)域。
此外，特征量計(jì)算部501對區(qū)域分割部504分割出的多個(gè)部分區(qū)域分別計(jì)算特征量，特征量保持部502也與此相應(yīng)保持各部分區(qū)域的特征量。再者，嵌入強(qiáng)度計(jì)算部503也對每個(gè)部分區(qū)域計(jì)算嵌入強(qiáng)度。
此外，電子水印嵌入部505向區(qū)域分割部504分割出的多個(gè)部分區(qū)域中分別嵌入電子水印。
以下，用圖5及圖6來說明本形態(tài)的電子水印嵌入處理的各過程。圖6是圖5的電子水印嵌入裝置的流程圖。
首先，區(qū)域分割部504將視頻輸入信號(hào)的要進(jìn)行嵌入的圖像(在本形態(tài)中，是幀圖像)分割為多個(gè)部分區(qū)域(1個(gè)部分區(qū)域由多個(gè)像素構(gòu)成)(步驟601)。在本形態(tài)中，將幀圖像分割為水平方向二等分、垂直方向二等分的4個(gè)區(qū)域，但是也可以根據(jù)其他分割要領(lǐng)。
接著，對分割出的部分區(qū)域中的1個(gè)部分區(qū)域，特征量計(jì)算部501計(jì)算特征量(步驟602)，特征量保持部502保持特征量計(jì)算部501算出的特征量(步驟603)。在本形態(tài)中，作為特征量，采用亮度值的總和。
接著，在步驟604中，特征量計(jì)算部501對該部分區(qū)域判定步驟602～步驟603的處理是否已結(jié)束，在已結(jié)束的情況下，嵌入強(qiáng)度計(jì)算部503根據(jù)特征量保持部502保持的該部分區(qū)域的特征量來計(jì)算嵌入強(qiáng)度(步驟605)。在本形態(tài)中，用以1個(gè)區(qū)域的亮度值的總和為變量的函數(shù)來計(jì)算嵌入強(qiáng)度。此外，在步驟604中，在1個(gè)區(qū)域的處理未結(jié)束的情況下，重復(fù)步驟602～步驟604的處理。
接著，在步驟606中，電子水印嵌入部505以嵌入強(qiáng)度計(jì)算部503算出的嵌入強(qiáng)度，向該部分區(qū)域中嵌入給定的嵌入信息作為電子水印，輸出向該部分區(qū)域中嵌入了電子水印的視頻信號(hào)(步驟606)。
接著，在步驟607中，特征量計(jì)算部501對1幀的所有部分區(qū)域判定步驟602～步驟606的處理是否已結(jié)束，在已結(jié)束的情況下，進(jìn)至步驟608，否則，重復(fù)步驟602～步驟607的處理。
接著，在步驟608中，電子水印嵌入部503判定視頻信號(hào)輸入是否已結(jié)束，在已結(jié)束的情況下結(jié)束處理，否則返回到步驟601繼續(xù)進(jìn)行處理。
如上所述，根據(jù)本形態(tài)的電子水印嵌入裝置，將輸入的視頻信號(hào)以幀圖像為單位分割為4個(gè)區(qū)域，對分割出的區(qū)域分別計(jì)算嵌入強(qiáng)度。
由此，能夠消除圖像內(nèi)的嵌入造成的變化量的偏倚，增強(qiáng)耐性。
其中，在本形態(tài)中，在幀圖像內(nèi)分割為區(qū)域，但是也可以在場圖像內(nèi)進(jìn)行分割。
此外，在本形態(tài)中，在將幀圖像分割為區(qū)域時(shí)，分割為水平方向二等分、垂直方向二等分的4個(gè)區(qū)域，但是分割數(shù)并不限于本形態(tài)。
此外，在本形態(tài)中，將當(dāng)前幀分割為多個(gè)部分區(qū)域，對每個(gè)區(qū)域分別計(jì)算嵌入強(qiáng)度，對當(dāng)前幀進(jìn)行電子水印的嵌入，但是也可以采用前面幀的、位置對應(yīng)的區(qū)域中的嵌入強(qiáng)度。這樣，能夠抑制時(shí)間上的延遲。
此外，在本形態(tài)中，作為特征量，采用了亮度值的總和，但是也可以采用亮度分量的平均值、水平及垂直方向相鄰像素的差分絕對值的總和、或者它們多個(gè)的組合?？傊卣髁坎⒉幌抻诒拘螒B(tài)。
此外，在本形態(tài)中，在計(jì)算嵌入強(qiáng)度時(shí)，采用了以亮度值的總和為變量的函數(shù)，但是只要是以特征量為變量的函數(shù)即可，可以任意選擇。
其中，在分割出的各部分區(qū)域的數(shù)目足夠多(例如，8個(gè)以上等)的情況下，即使在分割出的各部分區(qū)域的一部分上，公用嵌入的電子水印的信息或強(qiáng)度等，或者在一部分上，省略電子水印的嵌入，在使用上也是足夠的，這種情況也包含在本發(fā)明中。
(第4實(shí)施形態(tài))以下，參照附圖來說明本發(fā)明的第4實(shí)施形態(tài)。在本形態(tài)中，向要嵌入電子水印的圖像中，根據(jù)從該圖像或在時(shí)間軸上位于該圖像以前的圖像中選擇的2個(gè)圖像的差分來嵌入電子水印。
作為這2個(gè)圖像，最好選擇當(dāng)前幀的圖像、和其前一個(gè)幀的圖像。這是因?yàn)槟軌蛞种谱兓俚膱D像中的畫質(zhì)惡化。
然而，即使將當(dāng)前幀以前的圖像(例如，前一個(gè)幀的圖像)、和比其更前的圖像作為該2個(gè)圖像來選擇，在實(shí)用上也是足夠的，并且能夠抑制時(shí)間上的延遲，即使這樣，也包含在本發(fā)明中。
圖7是本發(fā)明的第4實(shí)施形態(tài)的電子水印嵌入裝置的方框圖。
如圖7所示，該電子水印嵌入裝置包括特征量計(jì)算部101、特征量保持部702、嵌入強(qiáng)度計(jì)算部103、差分計(jì)算部704、嵌入?yún)?shù)變更部706、以及電子水印嵌入部705。
為了與差分對應(yīng)，特征量保持部702具有保持如上所述選擇的、2個(gè)圖像中的特征量的差分值的區(qū)域，這2個(gè)圖像中的特征量是特征量計(jì)算部101算出的。
差分計(jì)算部704計(jì)算特征量保持部702保持的、2個(gè)圖像的特征量的差分值。
嵌入?yún)?shù)變更部706對該差分值和閾值進(jìn)行大小比較，在低于閾值的情況下，變更嵌入電子水印時(shí)使用的嵌入?yún)?shù)。
電子水印嵌入部705向要進(jìn)行嵌入的圖像中，反映嵌入強(qiáng)度計(jì)算部103算出的嵌入強(qiáng)度、和嵌入?yún)?shù)變更部706決定的嵌入?yún)?shù)來嵌入電子水印。
以下，用圖7及圖8來說明本形態(tài)的電子水印嵌入處理的各過程。圖8是圖7的電子水印嵌入裝置的流程圖。
首先，特征量計(jì)算部101根據(jù)視頻輸入信號(hào)的要進(jìn)行嵌入的圖像來計(jì)算特征量(步驟801)，特征量保持部702保持特征量計(jì)算部101算出的特征量(步驟802)。在本形態(tài)中，采用亮度值的總和。
接著，在步驟803中，特征量計(jì)算部101判定1幀的步驟801～步驟802的處理是否已結(jié)束，在已結(jié)束的情況下，嵌入強(qiáng)度計(jì)算部103根據(jù)特征量保持部702保持的特征量來計(jì)算嵌入強(qiáng)度(步驟804)。在本形態(tài)中，用將1幀的亮度值的總和作為變量的函數(shù)來計(jì)算嵌入強(qiáng)度。此外，在步驟803中，在1幀的處理未結(jié)束的情況下，重復(fù)步驟801～步驟803的處理。
接著，在步驟805中，差分計(jì)算部704計(jì)算特征量保持部702保持的、特征量的差分值。
接著，在步驟806中，嵌入?yún)?shù)變更部706判定差分值是否在閾值以下，在閾值以下的情況下，變更嵌入電子水印時(shí)使用的嵌入?yún)?shù)。
這里，越是活動(dòng)圖像，則上述差分值越大。在本形態(tài)中，決定閾值，使得在差分值在閾值以下的情況下，不能察覺前面幀和當(dāng)前幀的圖像的差別。此外，在本形態(tài)中，將變更的嵌入?yún)?shù)作為重復(fù)幀數(shù)，但是這不過是例示。
該重復(fù)幀數(shù)是相同信息被連續(xù)嵌入的幀的數(shù)目。例如，如果重復(fù)幀數(shù)為“2”，則向時(shí)間軸上連續(xù)的2個(gè)幀嵌入相同的信息。換言之，每隔2個(gè)幀嵌入不同的信息。
然后，對靜止圖像那樣的、變化少的圖像，通過增大該重復(fù)幀數(shù)(例如，“300”等)，能夠抑制畫質(zhì)惡化(閃爍感)。
這里，作為重復(fù)幀數(shù)，預(yù)先設(shè)定了普通值(小值)，在步驟806中差分值在閾值以下的情況下，為了抑制畫質(zhì)惡化，增大重復(fù)幀數(shù)，否則，重復(fù)幀數(shù)選擇普通值。
接著，在步驟807中，電子水印嵌入部705向視頻輸入信號(hào)的要進(jìn)行嵌入的圖像中，用嵌入強(qiáng)度計(jì)算部103算出的嵌入強(qiáng)度，而且根據(jù)嵌入?yún)?shù)變更部706決定的嵌入?yún)?shù)，來嵌入給定的嵌入信息作為電子水印，輸出嵌入了電子水印的視頻信號(hào)。
接著，在步驟808中，電子水印嵌入部705判定視頻信號(hào)輸入是否已結(jié)束，在已結(jié)束的情況下結(jié)束處理，否則，重復(fù)步驟801～步驟808的處理。
如上所述，根據(jù)本形態(tài)的電子水印嵌入裝置，根據(jù)如上所述選擇的、由2個(gè)圖像算出的特征量的差分值，來變更電子水印嵌入所用的嵌入?yún)?shù)——重復(fù)幀數(shù)，從而能夠抑制變化少的圖像中的畫質(zhì)惡化。
例如，在將每幀不同的信息作為電子水印來嵌入的情況下，在有運(yùn)動(dòng)的圖像×中不能察覺的畫質(zhì)惡化，在運(yùn)動(dòng)少的圖像×中有時(shí)也能夠察覺。在運(yùn)動(dòng)少的圖像×的情況下，增大重復(fù)幀數(shù)，來抑制視在的畫質(zhì)惡化。
其中，以幀圖像為單位來計(jì)算差分值，但是也可以以場圖像為單位來計(jì)算差分值。
此外，也可以不采用當(dāng)前幀或當(dāng)前場中的嵌入?yún)?shù)，而采用前面幀或前面場中的嵌入?yún)?shù)。這樣，能夠抑制時(shí)間上的延遲。
此外，在本形態(tài)中，作為特征量，采用了亮度值的總和，但是也可以采用亮度分量的平均值、水平及垂直方向相鄰像素的差分絕對值的總和、或者它們多個(gè)的組合。再者，在計(jì)算特征量的差分值時(shí)，特征量的組合的數(shù)目越多，則可靠性越高。總之，特征量并不限于本形態(tài)。
此外，在本形態(tài)中，在計(jì)算嵌入強(qiáng)度時(shí)，采用了以亮度值的總和為變量的函數(shù)，但是只要是以特征量為變量的函數(shù)即可，可以任意選擇。
此外，在本形態(tài)中，通過使判斷是否變更嵌入?yún)?shù)所用的閾值為0，能夠判別完全沒有運(yùn)動(dòng)的圖像×、即靜止圖像×。
以上，對第1～第4實(shí)施形態(tài)進(jìn)行了說明。其中，典型地，第1～第4實(shí)施形態(tài)的電子水印嵌入裝置實(shí)現(xiàn)的各功能由保存有規(guī)定的程序數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置(ROM、RAM、硬盤等)、和執(zhí)行該程序數(shù)據(jù)的CPU(中央處理單元)來實(shí)現(xiàn)。在此情況下，各程序數(shù)據(jù)可以經(jīng)CD-ROM或軟盤等記錄媒體來導(dǎo)入，也可以一開始就被寫入到ROM等中。
根據(jù)本發(fā)明，以根據(jù)時(shí)間上在前面的幀圖像、或時(shí)間上在前面的場圖像算出的嵌入強(qiáng)度，來進(jìn)行電子水印的嵌入，從而能夠抑制輸出圖像相對于輸入圖像的延遲。
此外，根據(jù)將圖像復(fù)雜度數(shù)值化所得的參數(shù)，不向單調(diào)的圖像中嵌入電子水印，從而能夠使電子水印的解析變得困難，并且抑制畫質(zhì)惡化。
此外，將圖像分割為多個(gè)區(qū)域，對分割出的區(qū)域分別計(jì)算嵌入強(qiáng)度，從而能夠消除圖像內(nèi)的嵌入造成的變化量的偏倚，增強(qiáng)耐性。
此外，從要進(jìn)行嵌入的圖像或時(shí)間上在該圖像以前的圖像中選擇2個(gè)圖像，根據(jù)由該2個(gè)圖像算出的差分來嵌入電子水印，從而能夠抑制變化少的圖像中的畫質(zhì)惡化。
權(quán)利要求
1.一種電子水印嵌入裝置，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中嵌入電子水印，包括電子水印嵌入部，向要嵌入電子水印的圖像中，根據(jù)在時(shí)間軸上位于該圖像以前的其他圖像來嵌入電子水印。
2.如權(quán)利要求1所述的電子水印嵌入裝置，其中，其他圖像是在時(shí)間軸上位于要嵌入電子水印的圖像的前一個(gè)場或幀的圖像。
3.如權(quán)利要求1所述的電子水印嵌入裝置，包括特征量計(jì)算部，根據(jù)視頻輸入信號(hào)來計(jì)算要嵌入電子水印的圖像的特征量；以及嵌入強(qiáng)度計(jì)算部，根據(jù)上述特征量計(jì)算部算出的特征量來計(jì)算嵌入強(qiáng)度；上述電子水印嵌入部根據(jù)上述嵌入強(qiáng)度計(jì)算部算出的嵌入強(qiáng)度，向要嵌入電子水印的圖像中嵌入電子水印。
4.一種電子水印嵌入裝置，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中選擇性地嵌入電子水印，包括參數(shù)計(jì)算部，計(jì)算表示圖像復(fù)雜度的參數(shù)；以及電子水印嵌入部，只在上述參數(shù)計(jì)算部算出的參數(shù)滿足表示該圖像復(fù)雜的一定條件的情況下，才向要進(jìn)行嵌入的圖像中嵌入電子水印。
5.如權(quán)利要求4所述的電子水印嵌入裝置，其中，上述電子水印嵌入部向要嵌入電子水印的圖像中，根據(jù)在時(shí)間軸上位于該圖像以前的其他圖像來嵌入電子水印。
6.一種電子水印嵌入裝置，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中嵌入電子水印，包括區(qū)域分割部，將要嵌入電子水印的圖像分割為多個(gè)部分區(qū)域；以及電子水印嵌入部，向上述區(qū)域分割部分割出的多個(gè)部分區(qū)域中嵌入電子水印。
7.如權(quán)利要求6所述的電子水印嵌入裝置，其中，上述電子水印嵌入部向上述區(qū)域分割部分割出的多個(gè)部分區(qū)域中分別嵌入不同的電子水印。
8.如權(quán)利要求6所述的電子水印嵌入裝置，其中，上述電子水印嵌入部根據(jù)上述區(qū)域分割部分割出的部分區(qū)域的特征量向該分割區(qū)域中嵌入電子水印。
9.如權(quán)利要求6所述的電子水印嵌入裝置，其中，上述電子水印嵌入部對要嵌入電子水印的圖像，根據(jù)在時(shí)間軸上位于該圖像以前的其他圖像的對應(yīng)的部分區(qū)域，向上述區(qū)域分割部分割出的多個(gè)部分區(qū)域中嵌入電子水印。
10.一種電子水印嵌入裝置，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中嵌入電子水印，包括電子水印嵌入部，向要嵌入電子水印的圖像中，根據(jù)從該圖像或在時(shí)間軸上位于該圖像以前的圖像中選擇的2個(gè)圖像的差分來嵌入電子水印。
11.如權(quán)利要求10所述的電子水印嵌入裝置，其中，2個(gè)圖像是要嵌入電子水印的圖像、和時(shí)間軸上位于該圖像的前一個(gè)圖像。
12.一種電子水印嵌入方法，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中嵌入電子水印，其中，向要嵌入電子水印的圖像中，根據(jù)在時(shí)間軸上位于該圖像以前的其他圖像來嵌入電子水印。
13.如權(quán)利要求12所述的電子水印嵌入方法，其中，其他圖像是在時(shí)間軸上位于要嵌入電子水印的圖像的前一個(gè)場或幀的圖像。
14.如權(quán)利要求12所述的電子水印嵌入方法，包含下述步驟根據(jù)視頻輸入信號(hào)來計(jì)算要嵌入電子水印的圖像的特征量；根據(jù)算出的特征量來計(jì)算嵌入強(qiáng)度；以及根據(jù)算出的嵌入強(qiáng)度，向要嵌入電子水印的圖像中嵌入電子水印。
15.一種電子水印嵌入方法，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中選擇性地嵌入電子水印，包含下述步驟計(jì)算表示圖像復(fù)雜度的參數(shù)；以及只在算出的參數(shù)滿足表示該圖像復(fù)雜的一定條件的情況下，才向要進(jìn)行嵌入的圖像中嵌入電子水印。
16.如權(quán)利要求15所述的電子水印嵌入方法，其中，向要嵌入電子水印的圖像中，根據(jù)在時(shí)間軸上位于該圖像以前的其他圖像來嵌入電子水印。
17.一種電子水印嵌入方法，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中嵌入電子水印，包含下述步驟將要嵌入電子水印的圖像分割為多個(gè)部分區(qū)域；以及向分割出的多個(gè)部分區(qū)域中嵌入電子水印。
18.如權(quán)利要求17所述的電子水印嵌入方法，其中，向分割出的多個(gè)部分區(qū)域中分別嵌入不同的電子水印。
19.如權(quán)利要求17所述的電子水印嵌入方法，其中，根據(jù)分割出的部分區(qū)域的特征量向該分割區(qū)域中嵌入電子水印。
20.如權(quán)利要求17所述的電子水印嵌入方法，其中，對要嵌入電子水印的圖像，根據(jù)在時(shí)間軸上位于該圖像以前的其他圖像的對應(yīng)的部分區(qū)域，向分割出的多個(gè)部分區(qū)域中嵌入電子水印。
21.一種電子水印嵌入方法，向視頻輸入信號(hào)的要嵌入電子水印的圖像中嵌入電子水印，其中，向要嵌入電子水印的圖像中，根據(jù)從該圖像或在時(shí)間軸上位于該圖像以前的圖像中選擇的2個(gè)圖像的差分來嵌入電子水印。
22.如權(quán)利要求21所述的電子水印嵌入方法，其中，2個(gè)圖像是要嵌入電子水印的圖像、和在時(shí)間軸上位于該圖像的前一個(gè)圖像。
23.一種記錄媒體，記錄有可由計(jì)算機(jī)讀取的基于權(quán)利要求12所述的電子水印嵌入方法的程序。
全文摘要
一種電子水印嵌入裝置及其嵌入方法和記錄媒體，根據(jù)視頻輸入信號(hào)來計(jì)算特征量并保持。根據(jù)保持的特征量來計(jì)算嵌入強(qiáng)度并保持。以保持的前面幀或前面場的嵌入強(qiáng)度，向視頻輸入信號(hào)中嵌入嵌入信息作為電子水印，輸出嵌入了電子水印的視頻輸出信號(hào)。由于根據(jù)時(shí)間上在前面的圖像來嵌入電子水印，所以能夠抑制輸出圖像相對于輸入圖像的延遲。
文檔編號(hào)H04N7/081GK1458790SQ0312362
公開日2003年11月26日 申請日期2003年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月13日
發(fā)明者乘富賢一, 井上尚, 桂卓史, 岡田孝文 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社