專(zhuān)利名稱(chēng)：信息處理設(shè)備、方法及其存儲(chǔ)介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于保護(hù)數(shù)字信息的版權(quán)、防止對(duì)其的偽造和非法復(fù)制的信息處理設(shè)備、用于它的方法和存儲(chǔ)有這種方法的存儲(chǔ)介質(zhì)。
隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)形成顯著發(fā)展，各種數(shù)字信息(例如文本數(shù)據(jù)、圖象數(shù)據(jù)、聲頻數(shù)據(jù)等)在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)上得到處理。
在此環(huán)境中，用戶能夠方便地處理數(shù)字信息并還能夠方便地再現(xiàn)與原件一樣的信息。
因此，為了保護(hù)這種數(shù)字信息的版權(quán)，開(kāi)發(fā)了一種在數(shù)字信息本身中嵌入與數(shù)字信息有關(guān)的版權(quán)信息或用戶信息以作為數(shù)字水印信息的技術(shù)。
這種數(shù)字水印技術(shù)是把預(yù)定的處理用于諸如圖象數(shù)據(jù)或聲頻數(shù)據(jù)的數(shù)字信息上，并把一定的信息嵌入這種數(shù)字信息，從而對(duì)用戶來(lái)說(shuō)是不可見(jiàn)的。
數(shù)字信息的版權(quán)擁有者可通過(guò)從數(shù)字信息提取數(shù)字水印信息，來(lái)獲得數(shù)字信息的版權(quán)信息或用戶信息，并能夠跟蹤非法復(fù)制。
為了嵌入數(shù)字水印信息，已知的有以下兩種方法第一種方法包括在數(shù)字信息的空間區(qū)中嵌入，而第二種方法包括在數(shù)字信息的頻率區(qū)中嵌入。
然而，還沒(méi)有建立一種有效地確定把數(shù)字水印信息嵌入數(shù)字信息或從數(shù)字信息提取出來(lái)的方法的技術(shù)。
考慮到上述情況，本發(fā)明的主要目的，是提供一種有效地控制把數(shù)字水印信息嵌入數(shù)字信息或用于提取這種數(shù)字水印信息的方法的技術(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是使得在上述數(shù)字信息具有不同種類(lèi)的成分的情況下能夠?qū)?shù)字水印信息和代表數(shù)字水印信息的嵌入方法(或用于檢測(cè)這種信息的方法)的信息進(jìn)行分別的管理。
上述目的，根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例，是借助能夠把數(shù)字水印信息嵌入數(shù)字信息的信息處理設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的，包括輸入裝置，用于輸入包括多種信號(hào)分量的數(shù)字信息；以及控制裝置，用于根據(jù)包含在所述多種信號(hào)分量中的第二種信號(hào)分量，控制把數(shù)字水印信息嵌入包含在所述多種信號(hào)分量中的第一種信號(hào)分量中的方法。
根據(jù)本發(fā)明的另一最佳實(shí)施例，提供了一種信息處理設(shè)備，它能夠把數(shù)字水印信息嵌入數(shù)字信息，包括輸入裝置，用于輸入包括多種信號(hào)分量的數(shù)字信息；以及控制裝置，用于根據(jù)包含在所述多種信號(hào)分量中的一個(gè)第二種信號(hào)分量，控制是否把數(shù)字水印信息嵌入包含在所述多種信號(hào)分量中的一個(gè)第一種信號(hào)分量中。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)最佳實(shí)施例，提供了一種信息處理設(shè)備，包括輸入裝置，用于輸入其中嵌入有數(shù)字水印信息的數(shù)字信息，其中所述數(shù)字信息是由多種信號(hào)分量組成的；以及鑒別裝置，用于根據(jù)包含在所述數(shù)字信息中的不同于第一種的一個(gè)第二種信號(hào)分量，鑒別數(shù)字水印信息嵌入所述第一種信號(hào)分量中的方法。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)最佳實(shí)施例，提供了一種信息處理設(shè)備，包括輸入裝置，用于輸入其中嵌入有數(shù)字水印信息的數(shù)字信息，其中所述數(shù)字信息由多種信號(hào)分量組成；以及鑒別裝置，用于根據(jù)所述數(shù)字信息中包含的不同于第一種的一個(gè)第二種信號(hào)分量，鑒別在所述第一種信號(hào)分量中是否嵌入了數(shù)字水印信息。
從以下結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其他目的和特征將變得完全顯而易見(jiàn)。


圖1是框圖，顯示了第一實(shí)施例的信息處理設(shè)備100的配置；
圖2顯示了第一實(shí)施例中的小波變換單元102的配置；圖3顯示了小波變換處理產(chǎn)生的子頻帶；圖4顯示了小波變換區(qū)中的樹(shù)結(jié)構(gòu)；圖5是框圖，顯示了第一實(shí)施例中的數(shù)字水印嵌入單元103的配置。
圖6是流程圖，顯示了第一實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入單元103的功能；圖7A、7B和7C顯示了一個(gè)具體塊的嵌入圖案的例子；圖8是框圖，顯示了第一實(shí)施例的信息處理設(shè)備800的配置；圖9是框圖，顯示了第一實(shí)施例的數(shù)字水印提取電路803的配置；圖10是框圖，顯示了第二實(shí)施例中的數(shù)字水印嵌入單元1000的配置；圖11是流程圖，顯示了第二實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入單元1000的功能；圖12是框圖，顯示了第二實(shí)施例的數(shù)字水印提取單元1200的配置；圖13是框圖，顯示了第三實(shí)施例的信息處理設(shè)備1300的配置；圖14是框圖，顯示了第三實(shí)施例中的數(shù)字水印嵌入單元1303的配置；且圖15是流程圖，顯示了第三實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入單元的功能。
以下描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例(第一實(shí)施例)(1)信息處理設(shè)備100圖1是框圖，顯示了第一實(shí)施例的信息處理設(shè)備100的配置。信息處理設(shè)備100用于把預(yù)定的數(shù)字水印信息嵌入圖象數(shù)據(jù)中。在第一實(shí)施例中，信息處理設(shè)備100帶有圖象拍攝裝置，諸如數(shù)字?jǐn)z象機(jī)、攝象機(jī)整合的數(shù)字錄相機(jī)或掃描儀。
首先將簡(jiǎn)要描述信息處理設(shè)備100中執(zhí)行的處理。
參見(jiàn)圖1，進(jìn)入一個(gè)輸入單元101的是具有預(yù)定數(shù)目的每象素位數(shù)的多值圖象數(shù)據(jù)106，數(shù)字水印信息107，以及嵌入數(shù)字水印信息107所需的嵌入?yún)?shù)信息108。
多值圖象數(shù)據(jù)106是一個(gè)圖象攝取單元112所取得的靜止圖象數(shù)據(jù)或運(yùn)動(dòng)圖象數(shù)據(jù)。在運(yùn)動(dòng)圖象數(shù)據(jù)的情況下，該數(shù)據(jù)以預(yù)定的圖象幀數(shù)為單位被提供給輸入單元。圖象攝取單元112帶有至少一個(gè)透鏡和至少一個(gè)圖象攝取裝置。利用這些透鏡和圖象攝取裝置，它將一個(gè)物體的光學(xué)圖象轉(zhuǎn)換成預(yù)定的電信號(hào)并把這種電信號(hào)提供給輸入單元101以作為多值圖象數(shù)據(jù)。
數(shù)字水印信息107包含版權(quán)信息、用戶的個(gè)人信息(例如姓名、年齡、電話號(hào)、電子郵件地址等)、與多值圖象數(shù)據(jù)106有關(guān)的信息(例如圖象拍攝的地點(diǎn)、日期和時(shí)間、用戶的具體評(píng)論等)、與信息處理設(shè)備100有關(guān)的信息(例如制造者名稱(chēng)、型號(hào)名稱(chēng)等)、包括預(yù)定的標(biāo)志(例如徽章、標(biāo)記、印章等)的圖象信息以及兩維信息中的至少一種用于檢測(cè)偽造。這種信息或預(yù)先存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)字水印產(chǎn)生單元114中，或由用戶設(shè)定在數(shù)字水印產(chǎn)生單元114中。數(shù)字水印信息107的內(nèi)容是根據(jù)諸如保護(hù)版權(quán)、檢測(cè)偽造或跟蹤非法復(fù)制的目的而選擇的。
進(jìn)入輸入單元101的多值圖象數(shù)據(jù)106被提供給小波變換單元102。進(jìn)入輸入單元101的數(shù)字水印信息107和嵌入?yún)?shù)信息108被提供給一個(gè)數(shù)字水印嵌入單元103。
小波變換單元102對(duì)從輸入單元101提供的多值圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定的變換處理。小波變換單元102的詳細(xì)功能將在后面描述。
從小波變換單元102輸出的系數(shù)信息(各個(gè)信息是由頻率分析產(chǎn)生的值)被提供給數(shù)字水印嵌入單元103。
數(shù)字水印嵌入單元103，利用嵌入?yún)?shù)信息108，把數(shù)字水印信息107嵌入從小波變換單元102輸出的系數(shù)信息。數(shù)字水印嵌入單元103的詳細(xì)功能將在后面描述。
數(shù)字水印嵌入單元103向一個(gè)小波逆變換單元104提供其中嵌入有數(shù)字水印信息107的系數(shù)信息。另外，數(shù)字水印嵌入單元103向一個(gè)輸出單元10提供從系數(shù)信息提取數(shù)字水印信息107所需的提取參數(shù)信息109。
小波逆變換單元104對(duì)從數(shù)字水印嵌入單元103提供來(lái)的系數(shù)信息執(zhí)行與小波變換單元102的處理相應(yīng)的一種處理，并向輸出單元105提供如此產(chǎn)生的合成圖象數(shù)據(jù)110。
輸出單元105向外界輸出其中嵌入有數(shù)字水印信息107以及從合成圖象數(shù)據(jù)110提取數(shù)字水印信息107所需的提取參數(shù)信息109的合成圖象數(shù)據(jù)110。
輸出單元105可以例如通過(guò)根據(jù)IEEE 1394標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)數(shù)字接口執(zhí)行向總線型發(fā)送信道的輸出。
參見(jiàn)圖1，信息處理設(shè)備100帶有用于控制設(shè)備100中的各種處理單元的功能的控制單元111和存儲(chǔ)可由控制單元111讀取的程序碼的記錄介質(zhì)113。具體地，記錄介質(zhì)113存儲(chǔ)用于控制數(shù)字水印嵌入單元103的功能并實(shí)現(xiàn)第一實(shí)施例的功能的程序碼。
以下將對(duì)信息處理設(shè)備100中設(shè)置的各種處理單元執(zhí)行的處理進(jìn)行詳細(xì)描述。
(2)小波變換單元102首先結(jié)合圖2和3詳細(xì)描述小波變換單元102的功能。圖2是框圖，顯示了小波變換單元102的配置，且圖3顯示了小波變換處理產(chǎn)生的子頻帶的概念。
參見(jiàn)圖2，小波變換單元102中的一個(gè)分塊電路202把進(jìn)入的圖象幀的多值圖象數(shù)據(jù)106分成至少一個(gè)具有預(yù)定尺寸的塊(或區(qū))。該預(yù)定尺寸是通過(guò)把一個(gè)圖象幀的多值圖象數(shù)據(jù)106沿著橫向方向以Wb象素為單位進(jìn)行分割并沿著縱向方向以Hb象素進(jìn)行分割(其中Wb和Hb都是正整數(shù))而確定的。
小波變換單元102依次對(duì)分塊電路202的輸出進(jìn)行小波變換，從而把圖象數(shù)據(jù)分解成預(yù)定數(shù)目的頻帶(以下稱(chēng)為子頻帶)。
更具體地說(shuō)，小波變換單元102把上述塊的水平分量輸入一個(gè)低通濾波器L1和一個(gè)高通濾波器H1，且這些濾波器的輸出受到一個(gè)副取樣電路201的副取樣。
低通濾波器L1和副取樣電路201的處理的結(jié)果r(n)由以下的公式(1)表示，而高通濾波器H1和副取樣電路201的處理結(jié)果d(n)由公式(2)表示r(n)＝＜＜(x(2n)+x(2n+1))/2＞＞(1)d(n)＝x(2n+2)-x(2n+3)+＜＜(-r(n)+r(n+2)+2)/4＞＞ (2)其中＜＜x＞＞表示不超過(guò)x的最大整數(shù)。
隨后，小波變換單元102把在高通濾波器H1和副取樣電路201中依次處理過(guò)的多值圖象數(shù)據(jù)106的縱向分量輸入一個(gè)低通濾波器L2和一個(gè)高通濾波器H2，且這些濾波器的輸出受到副取樣電路201的副取樣。
另外，小波變換單元102把由低通濾波器L1和副取樣電路201依次處理過(guò)的多值圖象數(shù)據(jù)106的縱向分量輸入一個(gè)低通濾波器L3和一個(gè)高通濾波器H3，且這些濾波器的輸出受到副取樣電路201的副取樣。
上述處理是作為一個(gè)步驟進(jìn)行的，且小波變換單元102對(duì)其水平分量和縱向分量已經(jīng)經(jīng)過(guò)了低通濾波器的塊再次執(zhí)行與上述步驟類(lèi)似的處理。
通過(guò)執(zhí)行N步的這種處理(N是一個(gè)正整數(shù))小波變換單元102能夠把預(yù)定尺寸的至少一個(gè)塊分解成多個(gè)子頻帶。本實(shí)施例的小波變換單元102對(duì)多值圖象數(shù)據(jù)106執(zhí)行三個(gè)步驟的處理。
受到小波變換單元102的小波變換的塊的尺寸(塊尺寸沿著水平方向是Wb個(gè)象素且沿著縱向方向是Hb個(gè)象素)，以及從這種塊產(chǎn)生的多個(gè)副頻帶(LL、LH3、HL3、HH3、LH2、HL2、HH2、LH1、HL1、HH1)被顯示在圖3中。圖3中的各個(gè)子頻帶包含與原來(lái)的圖象的空間位置相應(yīng)的變換系數(shù)信息(包括預(yù)定的頻率分量的數(shù)據(jù))。
在本實(shí)施例中，在包含在子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息中，與同原來(lái)的圖象相同的空間位置相應(yīng)的一組系數(shù)信息被稱(chēng)為一個(gè)樹(shù)。圖4顯示了小波變換區(qū)中的樹(shù)結(jié)構(gòu)。
小波變換單元102執(zhí)行對(duì)各個(gè)塊的小波變換，且隨后向數(shù)字水印嵌入單元103提供與預(yù)定的空間位置對(duì)應(yīng)的多個(gè)樹(shù)。
(3)數(shù)字水印嵌入單元103以下結(jié)合圖5和6描述數(shù)字水印嵌入單元103的詳細(xì)功能。圖5是框圖，顯示了第一實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入單元103的配置，且圖6是顯示其功能的流程圖。
已經(jīng)知道，在對(duì)通常的自然圖象進(jìn)行小波變換的情況下，最小范圍的子頻帶(LL)包含非常大的信息量的信號(hào)，而其他子頻帶包含局部或低信息量的信號(hào)，諸如圖象的邊緣部分或構(gòu)造區(qū)。
在把信號(hào)處理用于包含在低子頻帶中的系數(shù)信息的情況下，對(duì)原來(lái)的圖象信號(hào)的影響(例如圖象質(zhì)量的惡化)通常增大。因此，為了使在數(shù)字水印信息嵌入圖象數(shù)據(jù)的過(guò)程中對(duì)原來(lái)圖象信號(hào)的影響最小，可以設(shè)想的是執(zhí)行嵌入包含在較高子頻帶中的系數(shù)信息。
然而，在試圖從受到這種嵌入處理的圖象數(shù)據(jù)除去數(shù)字水印信息時(shí)，用戶能夠通過(guò)用零替換包含在假定包含嵌入的數(shù)字水印信息的較高子頻帶中的所有系數(shù)信息，而除去或擦除數(shù)字水印信息。另外，在此情況下，由于只有包含在較高子頻帶中的系數(shù)信息改變了，用戶能夠消除數(shù)字水印信息而幾乎不使原來(lái)的圖象發(fā)生惡化。
在本實(shí)施例中，由用戶為了只消除或擦除包含在圖象數(shù)據(jù)中的數(shù)字水印信息而幾乎不產(chǎn)生視覺(jué)上的惡化而對(duì)這種圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行的預(yù)定信號(hào)處理，被稱(chēng)為“攻擊”。
考慮到對(duì)用戶對(duì)合成圖象進(jìn)行的攻擊的抵抗，所希望的是把數(shù)字水印信息不僅嵌入到較高子頻帶中，而且還嵌入到較低子頻帶中。
然而，由于對(duì)原來(lái)圖象信號(hào)影響與對(duì)攻擊的抵抗之間的關(guān)系，隨著其中嵌入有數(shù)字水印信息的頻帶變低，對(duì)原來(lái)圖象信號(hào)的影響變得不那么可忽略了。
考慮到這種傾向，本實(shí)施例提供了一種用于嵌入數(shù)字水印信息107從而增大對(duì)用戶的攻擊的抵抗并同時(shí)使對(duì)原來(lái)圖象信號(hào)的影響盡可能地小的一種處理。
在步驟S601，一個(gè)分離電路501依次輸入包含在受到小波變換單元102的小波變換的至少一個(gè)塊(或區(qū))中的每一個(gè)中的多個(gè)樹(shù)(每一個(gè)樹(shù)由與各個(gè)塊的預(yù)定空間位置相應(yīng)的一組多個(gè)系數(shù)信息構(gòu)成)。
在步驟S602，分離電路501為從小波變換單元102提供的每一個(gè)樹(shù)把構(gòu)成這種樹(shù)的系數(shù)信息分離成包含在最小范圍子頻帶(LL)中的系數(shù)信息和包含在最小的一個(gè)以外的子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息。
分離電路501把包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息送到切換電路503并把包含在其他子頻帶中的系數(shù)信息送到鑒別電路502。
在步驟S603，鑒別電路502執(zhí)行對(duì)從分離電路501提供的多個(gè)系數(shù)信息進(jìn)行的預(yù)定操作，并判定是否把數(shù)字水印信息嵌入包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息。
這種預(yù)定操作的一個(gè)例子包括計(jì)算系數(shù)信息的絕對(duì)值的和并將該和與一個(gè)預(yù)定的閾值進(jìn)行比較。這種處理將在下面得到詳細(xì)描述。
如上所述，在把小波變換用于自然圖象的情況下，與圖象的邊緣和構(gòu)造區(qū)相應(yīng)的信號(hào)局部地出現(xiàn)在最小范圍子頻帶之外的子頻帶中。
在各個(gè)樹(shù)中，包含在最小范圍子頻帶以外的子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息的絕對(duì)值的和預(yù)測(cè)將在圖象的邊緣部分或構(gòu)造區(qū)中增大。
因此，其中包含在最小的一個(gè)以外的子頻帶中的系數(shù)信息的絕對(duì)值的和增大的樹(shù)，對(duì)應(yīng)于圖象的邊緣部分和構(gòu)造區(qū)中呈現(xiàn)大的變化的一個(gè)部分，即圖象的空間區(qū)中有大變化的一個(gè)部分。
第一實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入單元103，利用“人的視覺(jué)不容易在空間區(qū)域中具有大的變化的一個(gè)部分中感覺(jué)出一個(gè)小的變化”這樣一種性質(zhì)，把數(shù)字水印信息嵌入圖象。因此，數(shù)字水印信息變得使人眼難于感受到。
在步驟S604鑒別電路502把各個(gè)樹(shù)中的絕對(duì)值之和與一個(gè)預(yù)定的閾值進(jìn)行比較并為嵌入而選擇包含在超過(guò)了閾值的一個(gè)樹(shù)的最小范圍子頻帶中包含的系數(shù)信息。這種選擇的結(jié)果被提供給切換電路503、505以控制各種單元的功能。
該預(yù)定閾值是嵌入?yún)?shù)信息108的閾值并變成用于確定能夠被嵌入的數(shù)字水印信息的信息量的一個(gè)參數(shù)。更具體地說(shuō)，隨著上述閾值的增大，選定的樹(shù)的數(shù)目變得更少且可嵌入的信息量變得更少，而隨著閾值的減小，選定的樹(shù)的數(shù)目增大且可嵌入的信息量增大。
在第一實(shí)施例中，控制單元111還能夠根據(jù)各個(gè)塊(或區(qū))的圖象數(shù)據(jù)的特性，自適應(yīng)地改變將要用于鑒別電路502中的閾值。因而控制單元111能夠可變地控制嵌入信息量。
用在鑒別電路502中的預(yù)定閾值，作為從合成圖象110提取數(shù)字水印信息107所需的提取參數(shù)信息109，而被提供給外界。
通過(guò)把上述信息選定的樹(shù)的最小范圍子頻帶中包含的系數(shù)信息選擇為嵌入的對(duì)象，可以嵌入數(shù)字水印信息從而增強(qiáng)對(duì)用戶的攻擊的抵抗力并最大程度地減小對(duì)原來(lái)圖象信號(hào)的影響。
在被鑒別為鑒別電路502進(jìn)行的嵌入的對(duì)象的樹(shù)中，包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息通過(guò)切換電路503而被提供給一個(gè)量化電路504。另一方面，在被鑒別為不是鑒別電路502進(jìn)行的嵌入的對(duì)象的樹(shù)中，包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息被提供給切換電路505。切換電路503根據(jù)鑒別電路502進(jìn)行的鑒別的結(jié)果而受到控制。
在步驟S605，量化電路504執(zhí)行把數(shù)字水印信息依次嵌入包含在鑒別電路502選定的多個(gè)樹(shù)的最小范圍子頻帶中包含的系數(shù)信息的處理。更具體地說(shuō)，量化電路504通過(guò)例如量化而執(zhí)行嵌入。
以下描述量化電路504的處理。
在本實(shí)施例中，量化意味著把連續(xù)的值近似成線性或非線性的離散值，或者把離散值近似成不同寬度的線性或非線性的離散值的處理。通過(guò)這種量化而近似的離散值被稱(chēng)為量化表示值。另外，離散值的距離或彼此相鄰的量化表示值的距離，被稱(chēng)為量化間隔。
本實(shí)施例的量化電路504根據(jù)以下的嵌入規(guī)則執(zhí)行構(gòu)成數(shù)字水印信息107的1位信息(即“0”或“1”)至包含在樹(shù)的最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息中的嵌入。
(1)在數(shù)字水印信息的位為“0”的情況下，它被量化成最近偶數(shù)指標(biāo)的量化表示值；
(2)在數(shù)字水印信息的位為“1”的情況下，它被量化成最接近的奇數(shù)指標(biāo)的量化表示值；其中指標(biāo)意味著用量化間隔除量化表示值而獲得的商。
量化間隔的幅度是嵌入?yún)?shù)信息108之一，并對(duì)應(yīng)于嵌入的強(qiáng)度。換言之，量化間隔的增大使得能夠提高對(duì)合成圖象的攻擊的抵抗。另外，根據(jù)圖象質(zhì)量惡化與對(duì)攻擊的抵抗之間的關(guān)系，量化間隔的減小使得能夠壓縮合成圖象的質(zhì)量的惡化。
在第一實(shí)施例中，控制單元111能夠根據(jù)圖象塊的各個(gè)塊的特性任意地設(shè)定量化電路504使用的量化間隔的值。上述的值，作為從合成圖象110提取數(shù)字水印信息107所需的提取參數(shù)信息109之一，而被提供給外界。
在量化電路504中受到嵌入處理的系數(shù)信息被提供給切換電路505，后者向一個(gè)重組電路506提供從切換電路503或從量化電路504提供的系數(shù)信息。切換電路505的功能受到鑒別電路502的控制。
在步驟S606，重組電路506合成包含在與各個(gè)樹(shù)相應(yīng)的最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息(從切換電路505提供)與包含在最小的一個(gè)以外的子頻帶中的系數(shù)信息(從分離電路501提供)，以重組圖4所示的樹(shù)結(jié)構(gòu)。重組電路506的輸出，作為數(shù)字水印嵌入單元103的輸出，被提供給各個(gè)塊的一個(gè)小波逆變換單元104。
因此，數(shù)字水印信息，通過(guò)對(duì)所有樹(shù)執(zhí)行上述處理(步驟S607)，可被嵌入包含在塊的最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息。因而可以增大對(duì)用戶的攻擊的抵抗，同時(shí)盡可能地減小對(duì)原來(lái)圖象信號(hào)的影響。
在第一實(shí)施例中，分離電路501把構(gòu)成各個(gè)樹(shù)的系數(shù)信息分解成包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息和包含在其他子頻帶中的系數(shù)信息，但這種形式不是限定性的。例如，分離可以是分成包含在至少一個(gè)預(yù)定的子頻帶中的系數(shù)信息和包含在其他子頻帶中的系數(shù)信息。在此情況下，量化電路504，根據(jù)鑒別電路502的鑒別結(jié)果，可把數(shù)字水印信息107嵌入包含在上述至少一個(gè)預(yù)定子頻帶中的系數(shù)信息。
在第一實(shí)施例中，如上所述，在多值圖象數(shù)據(jù)107中，確定數(shù)字水印信息107(即包含在各個(gè)樹(shù)的最小范圍子頻帶以外的子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息)的嵌入位置的信息，不同于其中將要嵌入數(shù)字水印信息107的信息(即包含在各個(gè)樹(shù)中的最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息。
另外，在第一實(shí)施例中，可以獨(dú)立地設(shè)定用于確定數(shù)字水印信息107的信息量的參數(shù)信息(即用于鑒別電路501中的預(yù)定閾值的)和用于確定對(duì)攻擊的抵抗水平或圖象質(zhì)量惡化水平的參數(shù)信息(即用于量化電路504中的量化間隔的幅度)。
進(jìn)一步地，在第一實(shí)施例中，由于數(shù)字水印信息107被嵌入在包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息中，該數(shù)字水印信息即使在受到攻擊的情況下也不能在沒(méi)有顯著的圖象質(zhì)量惡化的情況下被除去或擦除。
在第一實(shí)施例中，數(shù)字水印嵌入單元103根據(jù)包含在各個(gè)樹(shù)中除了最小范圍子頻帶的所有子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息的絕對(duì)值的和，確定數(shù)字水印信息107的嵌入位置，但這種形式不是限定性的。
例如，可以根據(jù)包含在除了最小范圍子頻帶的一部分子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息的絕對(duì)值，確定嵌入位置。
進(jìn)一步地，還可以對(duì)包含在最小范圍子頻帶以外的子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息的絕對(duì)值就這些子頻帶分別進(jìn)行自適應(yīng)加權(quán)(即形成與各個(gè)子頻帶相應(yīng)的系數(shù)信息的絕對(duì)值與一個(gè)預(yù)定值的積)，并根據(jù)如此加權(quán)的值的和來(lái)確定嵌入位置。
在此情況下，還可以利用受到小波變換的自然圖象的一般特性(即包含在較低子頻帶中的系數(shù)信息的絕對(duì)值大于包含在較高子頻帶中的)，執(zhí)行對(duì)較低子頻帶的較小加權(quán)和對(duì)較高子頻帶的較大加權(quán)。
因而可以考慮包含在高子頻帶中的系數(shù)信息并確定最適當(dāng)?shù)那度胛恢谩Ａ硗?，根?jù)加權(quán)方法，嵌入位置可被如此地確定，即減小圖象質(zhì)量惡化。
另外，在第一實(shí)施例中，數(shù)字水印嵌入單元103被這樣構(gòu)成，即把數(shù)字水印信息107嵌入各個(gè)樹(shù)的最小范圍子頻帶，但嵌入位置不限于最小范圍子頻帶。也可以采用這樣的控制，即在低和中子頻帶中的至少一個(gè)中執(zhí)行嵌入。
在此情況下，鑒別電路502，根據(jù)上述的預(yù)定子頻帶以外的子頻帶的系數(shù)信息，確定是否把數(shù)字水印信息107的一部分嵌入上述預(yù)定子頻帶的系數(shù)信息。以此方式，可以嵌入較大信息量的數(shù)字水印信息，從而減小圖象質(zhì)量惡化。
進(jìn)一步地，第一實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入單元103把數(shù)字水印信息107嵌入上述閾值被超過(guò)的所有樹(shù)的最小范圍子頻帶的系數(shù)信息中，但嵌入也可以在某些預(yù)定的樹(shù)而不是所有樹(shù)中進(jìn)行。
例如，可以可變地控制預(yù)定樹(shù)的嵌入圖案，如圖7A至7C所示。圖7A顯示了構(gòu)成嵌入的對(duì)象的樹(shù)701和一個(gè)可嵌入?yún)^(qū)702，而圖7B和7C顯示了嵌入的圖案的例子。
在此情況下，嵌入圖案例如根據(jù)數(shù)字水印信息107的信息量、可嵌入的樹(shù)的數(shù)目、包含在預(yù)定子頻帶中的預(yù)定系數(shù)信息的幅度、用于檢測(cè)偽造的兩維信息的配置等，而被可變地設(shè)定。嵌入圖案信息，作為提取參數(shù)信息109，而被提供給輸出單元105。
(4)信息處理設(shè)備800圖8是框圖，顯示了第一實(shí)施例的用于提取信息處理設(shè)備100嵌入的數(shù)字水印信息的信息處理設(shè)備800的配置。信息處理設(shè)備800由例如個(gè)人計(jì)算機(jī)構(gòu)成。
首先，將簡(jiǎn)要地描述信息處理設(shè)備800執(zhí)行的處理。
參見(jiàn)圖8，一個(gè)輸入單元801接收從圖1顯示的信息處理設(shè)備100輸出的合成圖象數(shù)據(jù)110，以及提取嵌入在合成圖象數(shù)據(jù)110的數(shù)字水印信息107所需的提取參數(shù)信息109。
進(jìn)入輸入單元801的合成圖象數(shù)據(jù)110(包含嵌入的數(shù)字水印信息107)被提供給一個(gè)小波變換單元802。另外，進(jìn)入輸入單元801的提取參數(shù)信息109也被提供給數(shù)字水印提取單元803。
小波變換單元802對(duì)從輸入單元801提供的合成圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行與上述小波變換單元102執(zhí)行的類(lèi)似的處理。
從小波變換單元802輸出的系數(shù)信息(各個(gè)系數(shù)信息都是通過(guò)頻率分析產(chǎn)生的)被提供給數(shù)字水印提取單元803。
利用提取參數(shù)信息109，數(shù)字水印提取單元803提取嵌入從小波變換單元802輸出的系數(shù)信息中的數(shù)字水印信息107。數(shù)字水印提取單元803的功能將在下面詳細(xì)描述。
在數(shù)字水印提取單元803中提取的數(shù)字水印信息107被提供給一個(gè)顯示單元705。另外，數(shù)字水印信息107提取之后的系數(shù)信息被提供給一個(gè)小波逆變換單元804，后者執(zhí)行與上述小波逆變換單元104執(zhí)行的處理類(lèi)似的處理。
在小波逆變換單元804中被變換成原來(lái)圖象數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，被提供給顯示單元805。
顯示單元805能夠合成圖象數(shù)據(jù)和已經(jīng)被嵌入其中的可顯示的數(shù)字水印信息107，并把這些數(shù)據(jù)可視地顯示在同一圖象屏幕上。在數(shù)字水印提取單元803中的提取處理不能檢測(cè)適當(dāng)?shù)臄?shù)字水印信息107或者檢測(cè)到合成圖象數(shù)據(jù)110的偽造時(shí)，由一個(gè)控制單元806產(chǎn)生的一個(gè)警報(bào)信號(hào)可與圖象數(shù)據(jù)相迭加地得到顯示。
信息處理設(shè)備800除了顯示單元之外還可以帶有打印單元。在此情況下，打印單元把圖象數(shù)據(jù)和嵌入其中的數(shù)字水印信息107合成并打印在同一圖象場(chǎng)中。另外，在檢測(cè)到偽造的情況下，打印單元把圖象數(shù)據(jù)和控制單元806產(chǎn)生的警報(bào)信號(hào)合成并打印在同一圖象場(chǎng)中。
參見(jiàn)圖8，信息處理設(shè)備800帶有用于控制各種處理單元的功能的控制單元806和用于存儲(chǔ)可由控制單元806讀取的程序碼的記錄介質(zhì)807。具體地，記錄介質(zhì)807存儲(chǔ)通過(guò)控制數(shù)字水印提取單元803的功能而實(shí)現(xiàn)第一實(shí)施例的功能的程序碼。
(5)數(shù)字水印提取單元803以下結(jié)合圖9描述數(shù)字水印提取單元803的詳細(xì)功能。
首先，通過(guò)分割成一或多個(gè)塊并執(zhí)行各個(gè)塊的小波變換而獲得合成圖象數(shù)據(jù)110被從小波變換單元802提供給一個(gè)分離電路901。
分離電路901在包含在各個(gè)塊的多個(gè)樹(shù)的每一個(gè)中把構(gòu)成這種樹(shù)的系數(shù)信息分離成包含在最小范圍子頻帶(LL)中的系數(shù)信息和包含在其他子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息。
分離電路901把包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息送到一個(gè)切換電路903并把最小范圍子頻帶以外的子頻帶中包含的系數(shù)信息送到一個(gè)鑒別電路902。
鑒別電路902為各個(gè)樹(shù)執(zhí)對(duì)從分離電路901送來(lái)的多個(gè)系數(shù)信息執(zhí)行預(yù)定的操作，從而鑒別包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息是否包含數(shù)字水印信息107。
在第一實(shí)施例中，鑒別電路902執(zhí)行與提供在數(shù)字水印嵌入單元103中的鑒別電路502相應(yīng)的操作。更具體地說(shuō)，對(duì)于每一個(gè)樹(shù)，它計(jì)算包含在最小范圍子頻帶以外的子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息的絕對(duì)值之和，并將這種操作的結(jié)果與一個(gè)預(yù)定閾值(包含在提取參數(shù)信息109中)相比較。
鑒別電路902把各個(gè)樹(shù)中的絕對(duì)值之和與預(yù)定閾值相比較，并判定數(shù)字水印信息107被嵌入在其中這種閾值被超過(guò)的樹(shù)的最小范圍子頻帶中包含的系數(shù)信息中。鑒別的結(jié)果被提供給一個(gè)切換電路903且其功能得到控制。
在數(shù)字水印信息107按照一種預(yù)定的嵌入圖案被嵌入的情況下，鑒別電路902利用包含在提取參數(shù)信息109中的嵌入?yún)?shù)信息指定嵌入圖案，并按照指定的結(jié)果控制切換電路903。
包含在其中閾值被超過(guò)的一個(gè)樹(shù)中的最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息，通過(guò)切換電路903，被提供給一個(gè)位判定電路904。另一方面，包含在其中閾值未被超過(guò)的樹(shù)中的最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息，通過(guò)切換電路903，被提供給一個(gè)重組電路905。
位判定電路904對(duì)通過(guò)切換電路903提供的系數(shù)信息(包含在最小范圍子頻帶中)執(zhí)行一種計(jì)算，且根據(jù)該計(jì)算的結(jié)果，檢測(cè)構(gòu)成數(shù)字水印信息107的1位信息。
更具體地說(shuō)，位判定電路904用相應(yīng)的量化間隔除輸入的系數(shù)信息，以確定一個(gè)量化指標(biāo)，并根據(jù)以下的規(guī)則用如此確定的量化指標(biāo)來(lái)判定嵌入的位信息(1)如果量化指標(biāo)是偶數(shù)，嵌入信息為“0”；(2)如果量化指標(biāo)是奇數(shù)，嵌入信息是“1”。
通過(guò)對(duì)其中閾值被超過(guò)的樹(shù)進(jìn)行上述操作，位判定電路904能夠提取構(gòu)成數(shù)字水印信息107的所有位串。
位判定電路904向控制單元806提供從各個(gè)塊提取的數(shù)字水印信息。在嵌入各個(gè)塊的數(shù)字水印信息包含用于檢測(cè)偽造的兩維信息的情況下，位判定電路904利用這種數(shù)字水印信息判定合成圖象數(shù)據(jù)110的偽造。判定的結(jié)果被提供給控制單元806，并在需要時(shí)被顯示在顯示單元805上。
用于檢測(cè)合成圖象數(shù)據(jù)110的偽造的方法不限于上述處理。例如，數(shù)字水印提取單元803也能夠通過(guò)預(yù)先保持嵌入合成圖象數(shù)據(jù)110中的數(shù)字水印信息107并將其與位判定電路904的提取結(jié)果進(jìn)行比較而檢測(cè)偽造。
位判定電路904中在提取了數(shù)字水印信息107之后的系數(shù)信息被提供給重組電路905。
重組電路905，通過(guò)合成包含在與各個(gè)樹(shù)相應(yīng)的最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息(從切換電路903或位判定電路904提供)和包含在最小范圍子頻帶以外的子頻帶中的系數(shù)信息(從分離電路901提供)，而重組圖4顯示的樹(shù)結(jié)構(gòu)。重組電路905對(duì)于各個(gè)塊的輸出，作為數(shù)字水印提取單元903的輸出，被提供給小波逆變換單元804。
在第一實(shí)施例中，在例如圖象數(shù)據(jù)的情況下，如上所述，確定數(shù)字水印信息(即包含在最小范圍子頻帶以外的子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息)的嵌入位置的信息不同于其中嵌入有數(shù)字水印信息本身的信息(即包含在各個(gè)樹(shù)中的最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息)。利用這種多個(gè)不同信息的嵌入處理使得能夠增大嵌入處理的自由度。另外，它使得可以在保持用于確定嵌入位置的信息的特征的情況下嵌入數(shù)字水印信息。
如在第一實(shí)施例中，可以獨(dú)立地設(shè)定確定數(shù)字水印信息的信息量的參數(shù)信息(即將要用于鑒別電路502中的預(yù)定閾值)和確定對(duì)攻擊的抵抗程度或圖象質(zhì)量惡化的程度的參數(shù)信息(即將要用于量化電路504中的量化間隔的幅度)。因而可以任意地選擇預(yù)定信息量的數(shù)字水印信息的抵抗與合成圖象的質(zhì)量之間的平衡。
(第二實(shí)施例)第一實(shí)施例提供了一種配置，它在強(qiáng)調(diào)了提高包含嵌入的數(shù)字水印信息的合成圖象對(duì)攻擊的抵抗的前提下，根據(jù)包含在最小范圍子頻帶以外的子頻帶中的系數(shù)信息來(lái)確定數(shù)字水印信息的嵌入位置，并把數(shù)字水印信息107嵌入包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息。
相比之下，為了減小合成圖象的圖象質(zhì)量惡化并保持原來(lái)的圖象的較高的質(zhì)量，第二實(shí)施例提供了一種配置，它利用包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息來(lái)確定數(shù)字水印信息的嵌入位置，并把數(shù)字水印信息嵌入包含在最小范圍子頻帶以外的子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息中。
以下結(jié)合圖1和10描述第二實(shí)施例的信息處理設(shè)備的配置。在第二實(shí)施例中，圖1中顯示的數(shù)字水印嵌入單元103具有與第一實(shí)施例中的不同的配置。因而在第二實(shí)施例中，將只對(duì)與第一實(shí)施例中不同的處理單元(即數(shù)字水印嵌入單元)進(jìn)行描述，而不再描述與第一實(shí)施例中相同的那些處理單元。
(1)數(shù)字水印嵌入單元1000圖10是框圖，顯示了第二實(shí)施例中的數(shù)字水印嵌入單元1000的詳細(xì)配置，且圖11是顯示其功能的流程圖。
在步驟S1101，一個(gè)分離電路1001依次輸入包含在小波變換單元102中受到小波變換的一或多個(gè)塊(或區(qū))中的每一個(gè)中的多個(gè)樹(shù)(各個(gè)樹(shù)由與多個(gè)子頻帶相應(yīng)的一組多個(gè)系數(shù)信息構(gòu)成)。
在步驟S1102，分離電路1001分離電路1001把構(gòu)成各個(gè)樹(shù)的多個(gè)系數(shù)信息分離成包含在最小范圍子頻帶(LL)中的系數(shù)信息和包含在最小范圍子頻帶以外的子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息。
隨后分離電路1001把包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息送到鑒別電路1002并把包含在其他子頻帶中的多個(gè)系數(shù)信息送到一個(gè)量化電路1003。
在步驟S1003，鑒別電路1002利用包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息鑒別是否嵌入數(shù)字水印信息107，并把水印信息嵌入不包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息。
更具體地說(shuō)，鑒別電路1002通過(guò)產(chǎn)生包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息的直方圖并根據(jù)這種直方圖來(lái)分割這些系數(shù)，而確定數(shù)字水印信息的嵌入位置。鑒別電路1002的功能將在下面詳細(xì)描述。
包含在各個(gè)樹(shù)的最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息將用x_i包括，其中i是分配給包含在最小范圍子頻帶中的各個(gè)系數(shù)信息的一個(gè)自然數(shù)。
對(duì)于這種系數(shù)信息x_i，設(shè)定了一個(gè)從a_j至a_j+L的預(yù)定范圍，其中a_j+L是大于包含在最小范圍子頻帶中的所有系數(shù)信息的最小值但小于其最大值的一個(gè)系數(shù)信息，而L是表示該范圍的寬度的一個(gè)自然數(shù)，且j是在該范圍中依次給出的一個(gè)自然數(shù)。另外，a_j和a_j+L滿足關(guān)系a_(j+1)＝a_j+L+1。
在第二實(shí)施例中，表示上述預(yù)定范圍的信息(即a_j和a_j+L)是包含在嵌入?yún)?shù)信息108中的信息之一。限定上述預(yù)定范圍的值L是影響將要被嵌入的系數(shù)信息x_i的數(shù)目并確定可嵌入的數(shù)字水印信息的信息量的一個(gè)參數(shù)。
在步驟S1104，鑒別電路1102只注意滿足條件a_j＜x_i＜a_j+L的x_i。隨后，它選擇與借助上述條件選定的至少一個(gè)系數(shù)信息x_i相應(yīng)的一個(gè)樹(shù)，并識(shí)別構(gòu)成各個(gè)樹(shù)且不包含在最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息(即x_i以外的多個(gè)系數(shù)信息)，作為嵌入的對(duì)象。
這種識(shí)別的結(jié)果，即指定用于嵌入的樹(shù)的信息，被提供給一個(gè)量化電路1003。另外，在鑒別電路1002中采用的預(yù)定范圍也被提供給外界，作為從合成圖象110提取數(shù)字水印信息107所需的提取參數(shù)信息109之一。
在第二實(shí)施例中，控制單元111還能夠根據(jù)圖象數(shù)據(jù)或塊的特征，自適應(yīng)地改變鑒別電路1002所要采用的預(yù)定范圍。因此，控制單元111能夠可變地控制可嵌入的信息量。
在一個(gè)步驟S1105，量化電路903把由至少一個(gè)位組成的、構(gòu)成數(shù)字水印信息107的一個(gè)位串嵌入包含在被識(shí)別為嵌入對(duì)象的樹(shù)中包含的一或多個(gè)系數(shù)信息(即各個(gè)樹(shù)中除了x_i以外的系數(shù)信息)中。
量化電路1003，用與第一實(shí)施例中的量化電路504采用的方法類(lèi)似的方法，即采用量化方法，把1位信息嵌入構(gòu)成嵌入對(duì)象的系數(shù)信息中。
通過(guò)量化方法控制嵌入過(guò)程的量化間隔的幅度是嵌入?yún)?shù)信息108之一。量化間隔的這種幅度是包括圖象質(zhì)量的一個(gè)參數(shù)，合成圖象的質(zhì)量的惡化可通過(guò)減小量化間隔的幅度而得到抑制。量化間隔的幅度的這種減小，按照?qǐng)D象質(zhì)量與抵抗力之間的關(guān)系，降低了抵抗力。
在第二實(shí)施例中，控制單元111能夠根據(jù)圖象數(shù)據(jù)或塊的特征，任意地設(shè)定將要在量化電路1003中采用的量化間隔。量化電路1003中采用的量化間隔的值被提供給外界，作為從合成圖象數(shù)據(jù)110提取數(shù)字水印信息107所需的提取參數(shù)信息109之一。
量化電路1003，根據(jù)一個(gè)預(yù)定的方法，從包含在一個(gè)樹(shù)中的一或多個(gè)系數(shù)信息選擇其中實(shí)際嵌入了水印信息的系數(shù)信息。例如，根據(jù)設(shè)置在量化電路1003中的一個(gè)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的輸出n-其中n是隨機(jī)數(shù)發(fā)生器輸出的一個(gè)隨機(jī)自然數(shù)，1位信息可被嵌入到各個(gè)樹(shù)中包含的一或多個(gè)系數(shù)信息的絕對(duì)值中第n大的一個(gè)中。
另外，作為這些預(yù)定方法的另一個(gè)例子，可以把該1位信息嵌入包含在預(yù)定的較高子頻帶中包含的多個(gè)系數(shù)信息的每一個(gè)中。
在量化電路1003中受到嵌入處理的系數(shù)信息被提供給重組電路1004。
在步驟S1106，重組電路1004合成包含在與各個(gè)樹(shù)相應(yīng)的最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息(從分離電路1001提供)和包含在最小范圍子頻帶以外的子頻帶中的系數(shù)信息(從量化電路1003提供)，以重組圖4顯示的樹(shù)結(jié)構(gòu)。重組電路1004的輸出，作為各個(gè)塊的數(shù)字水印嵌入單元1000的輸出，被提供給一個(gè)小波逆變換單元104。
通過(guò)對(duì)所有樹(shù)執(zhí)行上述處理，數(shù)字水印信息107可被嵌入在各個(gè)樹(shù)的最小范圍子頻帶以外的子頻帶中包含的系數(shù)信息中(步驟S1107)。因而可以盡可能地減小原來(lái)的圖象的圖象質(zhì)量惡化并提高對(duì)用戶的攻擊的抵抗力。
在第二實(shí)施例中，如上所述，例如在多值圖象數(shù)據(jù)106中，確定數(shù)字水印信息107的嵌入位置的信息(即各樹(shù)的最小范圍子頻帶中包含的系數(shù)信息)不同于其中嵌入有數(shù)字水印信息107本身的信息(即各樹(shù)中最小范圍子頻帶以外的子頻帶中包含的多個(gè)系數(shù)信息)。
另外，在第二實(shí)施例中，可以獨(dú)立地設(shè)定確定數(shù)字水印信息107的信息量的參數(shù)信息(即鑒別電路1002中采用的預(yù)定范圍)和確定對(duì)攻擊的抵抗力或圖象質(zhì)量惡化程度的參數(shù)信息(即量化電路1003中采用的量化間隔的幅度)。
因而第二實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入單元1000如此地進(jìn)行控制，以選擇各樹(shù)中的最小范圍子頻帶以外的子頻帶中包含的所有系數(shù)信息，作為嵌入的對(duì)象，但這種形式不是限定性的。也可以把中和高范圍子頻帶中包含的多個(gè)子頻帶選擇為嵌入的對(duì)象。
另外，第二實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入單元1000如此進(jìn)行控制，以把數(shù)字水印信息嵌入到被識(shí)別為嵌入的對(duì)象的所有樹(shù)中，但也可以象在第一實(shí)施例中那樣在預(yù)定的樹(shù)而不是所有樹(shù)中執(zhí)行嵌入。
例如，如與第一實(shí)施例有關(guān)的圖7A至7C所示，可以在預(yù)定塊中的可嵌入?yún)^(qū)中自適應(yīng)地改變嵌入圖案。
在此情況下，嵌入圖案，按照數(shù)字水印信息107的信息量、其中可以嵌入的樹(shù)的數(shù)目、在其中可進(jìn)行嵌入的樹(shù)中包含的預(yù)定子頻帶中的預(yù)定系數(shù)信息的幅度、構(gòu)成嵌入的對(duì)象的子頻帶中包含的系數(shù)信息的幅度、用于檢測(cè)偽造的兩維信息的結(jié)構(gòu)等，而得到可變的選擇。嵌入圖案信息，作為提取參數(shù)信息109之一，而被提供給輸出單元105。
以下結(jié)合圖8和13描述第二實(shí)施例的信息處理設(shè)備的配置。在第二實(shí)施例中，圖8顯示的數(shù)字水印嵌入單元803具有不同于第一實(shí)施例中的數(shù)字水印嵌入單元的配置。因而在第二實(shí)施例中，只對(duì)不同于第一實(shí)施例的處理單元(即數(shù)字水印嵌入單元)進(jìn)行描述，而不再描述與第一實(shí)施例中的相同的處理單元。
(2)數(shù)字水印提取單元1200圖13是框圖，顯示了第二實(shí)施例中的數(shù)字水印提取單元1200的詳細(xì)配置。
參見(jiàn)圖13，通過(guò)分成一或多個(gè)塊并通過(guò)對(duì)各個(gè)塊進(jìn)行小波變換而獲得的合成圖象數(shù)據(jù)110被從小波變換單元802提供給一個(gè)分離電路1201。
分離電路1201，對(duì)于各個(gè)塊中包含的多個(gè)樹(shù)中的每一個(gè)，把構(gòu)成樹(shù)的系數(shù)信息分離成最小范圍子頻帶(LL)中包含的系數(shù)信息和最小范圍子頻帶以外的子頻帶中包含的多個(gè)系數(shù)信息。
分離電路1201把最小范圍子頻帶中包含的系數(shù)信息送到一個(gè)鑒別電路1202，并把其他子頻帶中包含的系數(shù)信息送到一個(gè)位判定電路1203。
鑒別電路1202利用表示提取參數(shù)信息109中包含的一個(gè)預(yù)定范圍的信息，鑒別各樹(shù)的最小范圍子頻帶中包含的系數(shù)信息是否處于上述預(yù)定范圍內(nèi)。鑒別電路1202判定數(shù)字水印信息107是包含在不處于最小范圍子頻帶中的系數(shù)信息中，并被包含在其中上述系數(shù)信息處于該預(yù)定范圍內(nèi)的樹(shù)中。
根據(jù)判定的這種結(jié)果，鑒別電路1202控制一個(gè)位判定電路1203的功能。
位判定電路1203，利用提取參數(shù)信息109中包含的量化間隔的幅度，對(duì)從分離電路1201提供的系數(shù)信息(最小范圍子頻帶以外的子頻帶中包含的多個(gè)系數(shù)信息)進(jìn)行一種操作，并根據(jù)這種操作的結(jié)果檢測(cè)構(gòu)成數(shù)字水印信息107的n位信息。
更具體地說(shuō)，位判定電路1203，通過(guò)用相應(yīng)的量化間隔除輸入的多個(gè)系數(shù)信息，而確定量化指標(biāo)。利用如此確定的量化間隔，位判定電路1203根據(jù)以下規(guī)則判定嵌入的位信息(1)如果量化指標(biāo)是一個(gè)偶數(shù)，嵌入信息是“0”；(2)如果量化指標(biāo)是奇數(shù)，嵌入信息是“1”。
通過(guò)對(duì)上述預(yù)定范圍中包含的樹(shù)依次進(jìn)行上述操作，位判定電路1203能夠提取構(gòu)成數(shù)字水印信息107的所有位串。
位判定電路1203向控制單元806提供從各個(gè)塊提取的數(shù)字水印信息。在嵌入各個(gè)塊的數(shù)字水印信息包含用于檢測(cè)偽造的兩維信息的情況下，位判定電路1203利用這種數(shù)字水印信息判定合成圖象數(shù)據(jù)110的偽造。判定的結(jié)果被提供給控制單元806并在需要時(shí)被顯示在顯示單元805上。
然而，檢測(cè)合成圖象數(shù)據(jù)110的偽造的方法不限于上述方法。也可以例如借助這樣的配置來(lái)檢測(cè)偽造，在這種配置中數(shù)字水印提取單元1200預(yù)先保持了嵌入合成圖象數(shù)據(jù)110的數(shù)字水印信息并將其與位判定電路1203進(jìn)行的提取的結(jié)果進(jìn)行比較。
位判定電路1203從其提取數(shù)字水印信息的各個(gè)樹(shù)的系數(shù)信息，被提供給一個(gè)重組電路1204。
重組電路1204，通過(guò)合成與各樹(shù)相應(yīng)的最小范圍子頻帶中包含的系數(shù)信息(從分離電路1201提供)和最小范圍子頻帶以外的子頻帶中包含的系數(shù)信息(從位判定電路1203提供)，而重組圖4顯示的樹(shù)結(jié)構(gòu)。重組電路1204的輸出，作為數(shù)字水印提取單元1200為各塊的輸出，被提供給小波逆變換單元804。
在第二實(shí)施例中，在例如圖象數(shù)據(jù)的情況下，如上所述，確定數(shù)字水印信息的嵌入位置的信息(即最小范圍子頻帶中包含的系數(shù)信息)不同于其中嵌入有數(shù)字水印信息本身的信息(即最小范圍子頻帶以外的子頻帶中包含的多個(gè)系數(shù)信息)。利用這種多個(gè)不同信息的嵌入處理使得能夠增大嵌入處理的自由度。另外，它使得可以在保持用于確定嵌入位置的信息的特征的情況下嵌入數(shù)字水印信息。
另外在第二實(shí)施例中，可以獨(dú)立地設(shè)定確定數(shù)字水印信息的信息量的參數(shù)信息(即將要用于鑒別電路1002中的預(yù)定閾值)和確定對(duì)攻擊的抵抗或圖象質(zhì)量惡化的程度的參數(shù)信息(即將要用于量化電路1003中的量化間隔的幅度)。因而可以任意地選擇預(yù)定信息量的數(shù)字水印信息的抵抗與合成圖象的質(zhì)量之間的平衡。
(第三實(shí)施例)第一和第二實(shí)施例已經(jīng)公布了用于把一個(gè)圖象場(chǎng)的多值圖象數(shù)據(jù)106分成一或多個(gè)塊(對(duì)于預(yù)定尺寸的區(qū)域)、對(duì)各個(gè)塊進(jìn)行小波變換、并把數(shù)字水印信息107在小波變換的區(qū)域中嵌入塊中包含的預(yù)定系數(shù)信息中的配置。
相比之下，第三實(shí)施例提供了一種配置，用于把一個(gè)圖象場(chǎng)的多值彩色圖象數(shù)據(jù)分成一或多種的信息信號(hào)，并把數(shù)字水印信息嵌入至少一個(gè)這種信息信號(hào)中。
(1)信息處理設(shè)備1300圖13是框圖，顯示了第三實(shí)施例的信息處理設(shè)備1300的配置，它適合于把預(yù)定數(shù)字水印信息1307嵌入多值彩色圖象數(shù)據(jù)1306。在第三實(shí)施例中，信息處理設(shè)備1300帶有諸如數(shù)字?jǐn)z象機(jī)、攝象機(jī)整合的錄相機(jī)或掃描儀的圖象攝取裝置。
首先簡(jiǎn)要描述信息處理設(shè)備1300的功能。
參見(jiàn)圖13，輸入單元1301接收的數(shù)據(jù)包括多值彩色圖象數(shù)據(jù)1306，而多值彩色圖象數(shù)據(jù)1306包括各個(gè)象素的紅、綠和藍(lán)分量、數(shù)字水印信息1307、以及嵌入數(shù)字水印信息1307所需的嵌入?yún)?shù)信息1308。
多值彩色圖象數(shù)據(jù)1306是圖象攝取單元1312拍攝的靜止圖象數(shù)據(jù)或運(yùn)動(dòng)圖象數(shù)據(jù)。在運(yùn)動(dòng)圖象數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)據(jù)以預(yù)定數(shù)目的圖象場(chǎng)為單位被提供給輸入單元1312。圖象攝取單元1312帶有至少一個(gè)透鏡和至少一個(gè)圖象攝取元件，利用這些把物的光學(xué)圖象轉(zhuǎn)換成包括紅、綠和藍(lán)分量的的多個(gè)電信號(hào)，并把這種電信號(hào)作為多值彩色圖象數(shù)據(jù)提供給輸入單元1301。
數(shù)字水印信息1307包含版權(quán)信息、用戶的個(gè)人信息(例如姓名、年齡、電話號(hào)或電子郵件地址)、多值彩色圖象數(shù)據(jù)的信息(例如圖象拍攝地點(diǎn)、日期和時(shí)間以及用戶的具體評(píng)論)、有關(guān)信息處理設(shè)備1300的信息(例如制造者名稱(chēng)或型號(hào)名稱(chēng))、包括預(yù)定的標(biāo)志(例如徽章、標(biāo)記、印章等)的圖象信息以及用于檢測(cè)偽造的兩維信息(例如點(diǎn)對(duì)稱(chēng)或線對(duì)稱(chēng)標(biāo)志)中的至少一種。這種信息或存儲(chǔ)在一個(gè)數(shù)字水印產(chǎn)生單元1314中，或由用戶生成在數(shù)字水印產(chǎn)生單元1314中。
進(jìn)入輸入單元1301的多值彩色圖象數(shù)據(jù)1306被提供給一個(gè)圖象轉(zhuǎn)換單元1302。另外，進(jìn)入輸入單元1301的數(shù)字水印信息1307和嵌入?yún)?shù)信息1308被提供給一個(gè)數(shù)字水印嵌入單元1303。
圖象轉(zhuǎn)換單元1302把輸入單元1301提供的多值彩色圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成由一個(gè)亮度信號(hào)分量和兩個(gè)色差信號(hào)分量組成的多個(gè)信號(hào)分量。
更具體地說(shuō)，圖象轉(zhuǎn)換單元1302，根據(jù)以下公式，把其各個(gè)象素由紅、綠和藍(lán)分量組成的多值彩色圖象數(shù)據(jù)1306轉(zhuǎn)換成一個(gè)亮度信號(hào)分量和兩個(gè)色差信號(hào)分量Y＝0.2988×R+0.5869×G+0.1143×BCr＝0.713×(R-Y)Cb＝0.564×(B-Y)其中Y是表示亮度信號(hào)分量的幅度的值；Cr和Cb是表示色差信號(hào)分量的幅度的值；R是表示紅分量的幅度的值；G是綠分量的幅度的值；且B是表示藍(lán)分量的幅度的值。
另外，圖象轉(zhuǎn)換單元1302在需要時(shí)對(duì)色差信號(hào)分量Cr、Cb進(jìn)行取樣，從而實(shí)現(xiàn)以N個(gè)象素為單位對(duì)色差信號(hào)分量Cr、Cb的轉(zhuǎn)換(N是大于1的整數(shù))。
從圖象轉(zhuǎn)換單元1302輸出的多個(gè)信號(hào)分量(亮度信號(hào)分量Y和兩個(gè)色差信號(hào)分量Cr、Cb)被提供給數(shù)字水印嵌入單元1303。
數(shù)字水印嵌入單元1303，利用嵌入?yún)?shù)信息1308，把數(shù)字水印信息1307嵌入從圖象轉(zhuǎn)換單元102輸出的至少一個(gè)信號(hào)分量。數(shù)字水印嵌入單元1303的詳細(xì)功能在下面描述。
數(shù)字水印嵌入單元1303向一個(gè)圖象逆轉(zhuǎn)換單元1304提供其一部分包含嵌入的數(shù)字水印信息1307的多個(gè)信號(hào)分量。數(shù)字水印嵌入單元1303還向一個(gè)輸出單元1305提供從上述信號(hào)分量提取數(shù)字水印信息1307所需的提取參數(shù)信息1309。
圖象逆轉(zhuǎn)換單元1304對(duì)從數(shù)字水印嵌入單元1303提供的多個(gè)信號(hào)分量執(zhí)行與圖象轉(zhuǎn)換單元1302的轉(zhuǎn)換處理相應(yīng)的處理，并把所產(chǎn)生的合成圖象數(shù)據(jù)1310送到輸出單元1305。
輸出單元1305向外界輸出包含嵌入的數(shù)字水印信息1307的合成圖象數(shù)據(jù)1310和從合成圖象數(shù)據(jù)1310提取數(shù)字水印信息1307所需的提取參數(shù)信息1309。
輸出單元1305可例如通過(guò)一個(gè)基于IEEE 1394標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字接口執(zhí)行至一個(gè)總線型發(fā)送信道或通過(guò)一個(gè)紅外通信方法的無(wú)線接口而至一個(gè)無(wú)線發(fā)送信道的輸出。
參見(jiàn)圖13，信息處理設(shè)備1300帶有用于控制設(shè)置在該設(shè)備中的各種處理單元的功能的控制單元1311和用于存儲(chǔ)可由控制單元1311讀取的程序碼的記錄介質(zhì)1313。
(2)數(shù)字水印嵌入單元1303以下結(jié)合圖14和15描述數(shù)字水印嵌入單元1303的詳細(xì)功能。圖14是顯示第三實(shí)施例的數(shù)字水印嵌入單元1303的配置的框圖，且圖15是顯示其功能的流程圖。
在自然圖象中，色差信號(hào)分量與亮度信號(hào)分量相比通常具有較大的冗余。圖象質(zhì)量，即使在包括特定的位串的數(shù)字水印信息被嵌入這種色差信號(hào)分量的冗余位置時(shí)，也不會(huì)在視覺(jué)上受到太大的影響。
因而在第三實(shí)施例中，數(shù)字水印嵌入單元1303，利用亮度信號(hào)分量Y，確定其中將要嵌入數(shù)字水印信息1307的空間區(qū)域，并將數(shù)字水印信息1307嵌入與如此確定的空間區(qū)域相應(yīng)的兩個(gè)色差信號(hào)分量Cr、Cb中。
在步驟S1501，在從圖象轉(zhuǎn)換單元1302提供的多個(gè)信號(hào)分量中，亮度信號(hào)分量Y被提供給一個(gè)鑒別電路1401，而兩個(gè)色差信號(hào)分量Cr、Cb被提供給一個(gè)切換電路1402。
在步驟S1502和步驟S1503，鑒別電路1401鑒別一個(gè)象素的亮度信號(hào)分量Y是否超過(guò)了一個(gè)預(yù)定的閾值，并把與超過(guò)該閾值的亮度信號(hào)分量Y相應(yīng)的色差信號(hào)分量識(shí)別為嵌入的對(duì)象。也可采用一種處理，其中鑒別電路1401鑒別亮度信號(hào)分量Y是否處于一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)并把該預(yù)定范圍內(nèi)與亮度信號(hào)分量Y相應(yīng)的色差信號(hào)分量識(shí)別為嵌入的對(duì)象。
上述預(yù)定閾值或范圍被提供給鑒別電路1401，作為嵌入?yún)?shù)信息1308之一，并是確定數(shù)字水印信息1307的信息量的一個(gè)參數(shù)信息。另外，用于鑒別電路1401中的該預(yù)定閾值或范圍被提供給外界，作為從合成圖象數(shù)據(jù)1310提取數(shù)字水印信息1307所需的提取參數(shù)信息1309之一。
第三實(shí)施例的控制單元1313能夠根據(jù)圖象數(shù)據(jù)的特征隨意地設(shè)定該預(yù)定閾值或范圍。
鑒別電路1401的鑒別結(jié)果被提供給切換電路1404、1402，并控制其功能。在鑒別電路1401中得到處理的亮度信號(hào)分量Y被提供給圖象逆轉(zhuǎn)換單元1304。
切換電路1402把與識(shí)別為嵌入的對(duì)象的亮度信號(hào)分量Y相應(yīng)的色差信號(hào)分量Cr、Cb送到量化電路1403，并把其他的色差信號(hào)分量Cr、Cb送到一個(gè)切換電路1404。
量化電路1403被適當(dāng)?shù)貥?gòu)成，以在步驟S1504把一位的數(shù)字水印信息1307嵌入一個(gè)單元的色差信號(hào)分量，從而把至少一位的數(shù)字水印信息1307嵌入整個(gè)的色差信號(hào)分量Cr、Cb中。
更具體地說(shuō)，量化電路1403，用與在第一實(shí)施例中量化電路504采用的方法類(lèi)似的方法即通過(guò)量化，把1位的信息嵌入構(gòu)成嵌入的對(duì)象的色差信號(hào)分量Cr、Cb中。
控制量化電路1403的嵌入處理的量化間隔的幅度是嵌入?yún)?shù)信息1308中包含的信息之一。該量化間隔的幅度是影響圖象質(zhì)量的一個(gè)參數(shù)，且量化間隔形成減小使得能夠抑制合成圖象數(shù)據(jù)1310的惡化。然而，量化間隔的減小，因?yàn)閳D象質(zhì)量與抵抗力之間的關(guān)系，降低了抵抗力。
在第三實(shí)施例中，控制單元1313也能夠根據(jù)圖象數(shù)據(jù)的特性任意地設(shè)定將要被量化電路1403采用的量化間隔的值。另外，量化電路1403中采用的量化間隔被提供給外界，作為從合成圖象數(shù)據(jù)1310提取數(shù)字水印信息1307所需的提取參數(shù)信息109之一。
通過(guò)對(duì)所有亮度信號(hào)分量Y執(zhí)行上述處理，可以把至少1位的數(shù)字水印信息107嵌入所有色差信號(hào)分量Cr、Cb((步驟S1505)。
在量化電路1403中受到嵌入處理的色差信號(hào)分量Cr、Cb被提供給圖象逆轉(zhuǎn)換單元1304。
在第三實(shí)施例中，如上所述，例如在圖象數(shù)據(jù)的情況下，確定嵌入位置的信息(即亮度信號(hào)分量Y)不同于其中嵌入有數(shù)字水印信息本身的信息(即色差信號(hào)分量Cr、Cb)。采用有這種多種信息的嵌入處理，使得可以增大嵌入處理的自由度。另外，可以在保持用于確定嵌入方法和位置的信息的特征的情況下嵌入數(shù)字水印信息。
另外，在第三實(shí)施例中，可以獨(dú)立地設(shè)定確定數(shù)字水印信息的信息量的參數(shù)信息(即將要用于鑒別電路1402中的預(yù)定閾值)和確定對(duì)攻擊的抵抗或圖象質(zhì)量惡化的程度的參數(shù)信息(即將要用于量化電路1403中的量化間隔的幅度)。因而可以任意地選擇預(yù)定信息量的數(shù)字水印信息的抵抗與合成圖象的質(zhì)量之間的平衡。
另外在第三實(shí)施例中，由于數(shù)字水印信息1307被嵌入色差信號(hào)分量Cr、Cb中，嵌入能夠在幾乎不造成原來(lái)的圖象的視覺(jué)惡化的情況下得到實(shí)現(xiàn)。
在第三實(shí)施例中，描述了一種配置，其中量化電路1403直接對(duì)亮度信號(hào)分量Y和色差信號(hào)分量Cr、Cb進(jìn)行操作，以把數(shù)字水印信息1307嵌入色差信號(hào)分量Cr、Cb的空域，但這種配置不是限定性的。
例如，可以提供帶有正交變換電路的圖象轉(zhuǎn)換單元1302，并對(duì)亮度信號(hào)分量Y和色差信號(hào)分量Cr、Cb進(jìn)行諸如離散余弦變換或小波變換的正交變換。在此情況下，量化電路1403可根據(jù)正交變換的亮度信號(hào)分量Y把數(shù)字水印信息1307嵌入色差信號(hào)分量Cr、Cb的預(yù)定頻率范圍。
另外在第三實(shí)施例中，數(shù)字水印嵌入單元1303把與超過(guò)上述預(yù)定閾值的亮度信號(hào)分量Y相應(yīng)的所有色差信號(hào)分量Cr、Cb都識(shí)別為嵌入的對(duì)象，但嵌入也可以象第一實(shí)施例中那樣在與一個(gè)預(yù)定亮度信號(hào)分量Y相應(yīng)的色差信號(hào)分量Cr、Cb中進(jìn)行。
還可以如圖7A至7C中顯示的那樣在可嵌入范圍中可變地控制嵌入圖案。
上述嵌入圖案是根據(jù)例如數(shù)字水印信息1307的信息量、可嵌入的樹(shù)的數(shù)目、預(yù)定子頻帶中包含的預(yù)定系數(shù)信息的幅度、用于檢測(cè)偽造的兩維信息的配置等，而可變地設(shè)定的。該嵌入圖案信息作為提取參數(shù)信息1309之一而被提供給輸出單元1305。
另外，第三實(shí)施例根據(jù)亮度信號(hào)分量Y執(zhí)行確定嵌入位置和把數(shù)字水印信息1307嵌入與這種嵌入位置相應(yīng)的色差信號(hào)分量Cr、Cb的處理，但這種處理不是限制性的。
例如，也可以根據(jù)色差信號(hào)分量Cr、Cb而確定嵌入位置并把數(shù)字水印信息1307嵌入與這種嵌入位置相應(yīng)的亮度信號(hào)分量Y。這種處理使得對(duì)攻擊的抵抗力得到改善，雖然與原來(lái)的圖象相比合成圖象數(shù)據(jù)1310的質(zhì)量受到了一定的惡化。
另外，第三實(shí)施例把從圖象攝取單元1312提供的紅、綠和藍(lán)分量R、G、B轉(zhuǎn)換成亮度信號(hào)分量Y和色差信號(hào)分量Cr、Cb，但這種形式不是限定性的。
例如，也可以把數(shù)字水印信息1307在不轉(zhuǎn)換成亮度信號(hào)分量Y和色差信號(hào)分量Cr、Cb的情況下嵌入到紅、綠和藍(lán)分量R、G、B中的至少一個(gè)中。在此情況下，可以例如根據(jù)紅分量R的嵌入位置確定嵌入位置并把數(shù)字水印信息1307嵌入與此位置相應(yīng)的綠分量G和藍(lán)分量B中。
在第三實(shí)施例中，沒(méi)有說(shuō)明用于提取嵌入在合成圖象數(shù)據(jù)1310中的數(shù)字水印信息1307的信息處理設(shè)備，但這種設(shè)備可以按照例如與第一和第二實(shí)施例中顯示的信息處理設(shè)備800類(lèi)似的方式構(gòu)成。
在此情況下，數(shù)字水印提取單元803分離亮度信號(hào)分量Y和色差信號(hào)分量Cr、Cb，并利用亮度信號(hào)分量Y和提取參數(shù)信息1309，鑒別其中嵌入有數(shù)字水印信息1307的色差信號(hào)分量Cr、Cb。隨后，利用這種鑒別的結(jié)果，數(shù)字水印提取單元803從色差信號(hào)分量Cr、Cb提取數(shù)字水印信息1307。
在第一實(shí)施例中，也可以根據(jù)提取的數(shù)字水印信息1307，檢測(cè)是否已經(jīng)偽造了合成圖象數(shù)據(jù)1310。
(其他實(shí)施例)前述實(shí)施例也可以以以下形式實(shí)現(xiàn)。
例如，可以為前述實(shí)施例的系統(tǒng)或設(shè)備的控制單元111、806、1311(包括微計(jì)算機(jī))提供記錄實(shí)現(xiàn)前述實(shí)施例的功能的軟件的程序碼的記錄介質(zhì)113、807、1313。
前述實(shí)施例也可以借助這樣的配置實(shí)現(xiàn)，即在該配置中，前述實(shí)施例的系統(tǒng)或設(shè)備的控制單元111、806、1311讀出存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)113、807、1313中的程序碼，并控制設(shè)備或系統(tǒng)的功能從而實(shí)現(xiàn)前述實(shí)施例的功能。
更具體地說(shuō)，存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)圖6顯示的第一實(shí)施例、圖11中顯示的第二實(shí)施例或圖15中顯示的第三實(shí)施例的功能和處理的程序碼的記錄介質(zhì)113或1313被提供給圖1或13中顯示的控制單元111或1311。控制單元111或1311本身讀取存儲(chǔ)在這種記錄介質(zhì)113或1313中的程序碼并控制圖1或13中顯示的信息處理設(shè)備100或1300的各種處理電路，從而實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能。
在此情況下，從記錄介質(zhì)113或1313讀取的程序碼本身實(shí)現(xiàn)了上述實(shí)施例的功能，且存儲(chǔ)程序碼的這種記錄介質(zhì)構(gòu)成了本發(fā)明的一部分。
用于提供程序碼的記錄介質(zhì)113、807或1313可以是例如軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)、磁光盤(pán)、CD-ROM、CR-R、磁帶、非易失存儲(chǔ)卡或ROM。
本發(fā)明還包括一種情況一其中控制單元111、806或1311上運(yùn)行的操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件在從記錄介質(zhì)113、807或1313讀取的程序碼的指令下控制上述實(shí)施例的系統(tǒng)或設(shè)備的功能，從而實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能。
本發(fā)明進(jìn)一步包括一種情況一其中從記錄介質(zhì)113、807或1313讀取的程序碼被一次性地存儲(chǔ)在設(shè)置在與控制單元111、806或1311相連的一個(gè)功能擴(kuò)展板或功能擴(kuò)展單元中的一個(gè)存儲(chǔ)器中，且設(shè)置在功能擴(kuò)展板或功能擴(kuò)展單元中的一個(gè)控制單元在程序碼的指令之下控制前述實(shí)施例的系統(tǒng)或設(shè)備的功能，從而實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的功能。
在不脫離本發(fā)明的精神或主要特征的前提下，本發(fā)明可以以各種形式實(shí)施。
在第一和第二實(shí)施例中，多值圖象數(shù)據(jù)10受到小波變換且數(shù)字水印信息107被嵌入從其獲得的系數(shù)信息中，但這種控制不是限定性的。
例如，也可以通過(guò)諸如離散余弦變換的正交變換來(lái)變換多值圖象數(shù)據(jù)106，隨后，根據(jù)從其獲得的預(yù)定系數(shù)信息，選擇與這種預(yù)定的系數(shù)信息不同的系數(shù)信息并把數(shù)字水印信息107嵌入如此選定的系數(shù)信息中。
另外，在第一和第二實(shí)施例中，多值圖象數(shù)據(jù)106被分成一或多個(gè)塊且數(shù)字水印信息107被嵌入各個(gè)塊中，但這種控制不限制性的。
例如，也可以根據(jù)包含在一個(gè)預(yù)定塊中的系數(shù)信息，選擇不同于該預(yù)定塊的塊，并把數(shù)字水印信息107只嵌入到如此選定的塊中。
另外，在第一至第三實(shí)施例中，嵌入位置是由構(gòu)成圖象數(shù)據(jù)的預(yù)定的信號(hào)分量確定的，且數(shù)字水印信息被嵌入不同于該信號(hào)分量的信號(hào)分量中，但這種控制不是限制性的，且一種類(lèi)似的處理可被提供給聲頻數(shù)據(jù)或文本數(shù)據(jù)。
例如，在聲頻數(shù)據(jù)的情況下，可以根據(jù)一個(gè)中等范圍的頻率分量來(lái)確定嵌入位置并把數(shù)字水印信息嵌入到低或高范圍頻率分量中。
進(jìn)一步地，第一至第三實(shí)施例的信息處理設(shè)備800或1300已經(jīng)通過(guò)與圖象攝取單元112或1312相集成的配置而得到了描述，但這種配置不是限制性的。也可以給信息處理設(shè)備100、1300的輸入單元101、1301提供一個(gè)外部終端并輸入由一個(gè)外部圖象攝取單元112或1312拍攝的靜止或運(yùn)動(dòng)圖象。
因此，上述實(shí)施例在所有的方面都只是例子，且絕對(duì)不應(yīng)該得到限制性的理解。
如上所述，本發(fā)明使得能夠?qū)η度霐?shù)字信息或從數(shù)字信息提取的數(shù)字水印信息的方法進(jìn)行有效控制。它也使得能夠利用數(shù)字信息具有不同種類(lèi)的成分這一事實(shí)來(lái)分別地管理數(shù)字水印信息和表示這種數(shù)字水印信息的嵌入(或提取)方法的信息。
進(jìn)一步地，在由多個(gè)信號(hào)分量構(gòu)成的信息數(shù)據(jù)中，本發(fā)明把數(shù)字水印信息嵌入不同于用于確定數(shù)字水印信息的嵌入位置的信號(hào)分量的信號(hào)分量中，從而增大了嵌入處理的自由度并因而實(shí)現(xiàn)了具有較高抵抗力或較小惡化的嵌入處理。
本發(fā)明還使得能夠在不擦除或夸大確定嵌入位置的信息的特征的情況下嵌入數(shù)字水印信息。
在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍的前提下，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修正。
權(quán)利要求
1.一種能夠把數(shù)字水印信息嵌入數(shù)字信息中的信息處理設(shè)備，包括輸入裝置，用于輸入包括多種信號(hào)分量的數(shù)字信息；以及控制裝置，用于根據(jù)包含在所述多種信號(hào)分量中的第二種信號(hào)分量，控制把數(shù)字水印信息嵌入包含在所述多種信號(hào)分量中的第一種信號(hào)分量中的方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的信息處理設(shè)備，其中所述控制裝置不是根據(jù)所述第一種信號(hào)分量而是根據(jù)所述第二種信號(hào)分量控制用于把數(shù)字水印信息嵌入所述第一種信號(hào)分量中的方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的信息處理設(shè)備，其中所述多種信號(hào)分量是彼此不同的頻率分量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的信息處理設(shè)備，其中所述多種信號(hào)分量是一個(gè)亮度分量和色差分量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的信息處理設(shè)備，其中所述多種信號(hào)分量是彼此不同的彩色分量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的信息處理設(shè)備，其中所述多種彩色分量包括紅、綠和藍(lán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的信息處理設(shè)備，其中所述控制裝置根據(jù)所述第二種信號(hào)分量控制數(shù)字水印信息嵌入所述多種信號(hào)分量中包含的第一種信號(hào)分量中的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的信息處理設(shè)備，其中所述控制裝置，根據(jù)所述第二種信號(hào)分量，控制數(shù)字水印信息嵌入所述多種信號(hào)分量中包含的一個(gè)第一種信號(hào)分量中的圖案。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的信息處理設(shè)備，其中所述控制裝置，根據(jù)所述第二種信號(hào)分量中包含的多個(gè)系數(shù)，控制數(shù)字水印信息嵌入所述多種信號(hào)分量中包含的一個(gè)第一種信號(hào)分量中的方法。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的信息處理設(shè)備，其中由所述輸入裝置輸入的數(shù)字信息是通過(guò)對(duì)圖象信息施加小波變換而獲得的信息。
11.一種能夠把數(shù)字水印信息嵌入數(shù)字信息中的信息處理方法，包括一個(gè)輸入步驟，用于輸入包括多種信號(hào)分量的數(shù)字信息；以及一個(gè)控制步驟，用于根據(jù)包含在所述多種信號(hào)分量中的一個(gè)第二種信號(hào)分量，控制用于把數(shù)字水印信息嵌入所述多種信號(hào)分量中包含的一個(gè)第一種信號(hào)分量中的方法。
12.一種存儲(chǔ)能夠把數(shù)字水印信息嵌入數(shù)字信息中的信息處理方法的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述方法包括一個(gè)輸入步驟，用于輸入包括多種信號(hào)分量的數(shù)字信息；以及一個(gè)控制步驟，用于根據(jù)包含在所述多種信號(hào)分量中的一個(gè)第二種信號(hào)分量，控制用于把數(shù)字水印信息嵌入所述多種信號(hào)分量中包含的一個(gè)第一種信號(hào)分量中的嵌入方法。
13.一種能夠把數(shù)字水印信息嵌入數(shù)字信息中的信息處理設(shè)備，包括一個(gè)輸入裝置，用于輸入包括多種信號(hào)分量的數(shù)字信息；以及一個(gè)控制裝置，用于根據(jù)包含在所述多種信號(hào)分量中的一個(gè)第二種信號(hào)分量，控制是否把數(shù)字水印信息嵌入所述多種信號(hào)分量中包含的一個(gè)第一種信號(hào)分量中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的信息處理設(shè)備，其中所述控制裝置，不是根據(jù)所述第一種信號(hào)分量而是根據(jù)所述第二種信號(hào)分量，控制是否把數(shù)字水印信息嵌入到所述第一種信號(hào)分量中。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的信息處理設(shè)備，其中所述多種信號(hào)分量是彼此不同的頻率分量。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的信息處理設(shè)備，其中由所述輸入裝置輸入的數(shù)字信息是通過(guò)對(duì)圖象信息進(jìn)行小波變換而獲得的信息。
17.一種能夠把數(shù)字水印信息嵌入到數(shù)字信息中的信息處理方法，包括一個(gè)輸入步驟，用于輸入包括多種信號(hào)分量的數(shù)字信息；以及一個(gè)控制步驟，用于根據(jù)所述多種信號(hào)分量中包含的一個(gè)第二種信號(hào)分量，控制是否把數(shù)字水印信息嵌入到所述多種信號(hào)分量中包含的一個(gè)第一種信號(hào)分量中。
18.存儲(chǔ)能夠把數(shù)字水印信息嵌入到數(shù)字信息中的信息處理方法的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述方法包括一個(gè)輸入步驟，用于輸入包括多種信號(hào)分量的數(shù)字信息；以及一個(gè)控制步驟，用于根據(jù)所述多種信號(hào)分量中包含的一個(gè)第二種信號(hào)分量，控制是否把數(shù)字水印信息嵌入到所述多種信號(hào)分量中包含的一個(gè)第一種信號(hào)分量中。
19.一種信息處理設(shè)備，包括輸入裝置，用于輸入其中嵌入有數(shù)字水印信息的數(shù)字信息，其中所述數(shù)字信息由多種信號(hào)分量組成；以及鑒別裝置，用于根據(jù)所述數(shù)字信息中包含的不同于一個(gè)第一種信號(hào)分量的一個(gè)第二種信號(hào)分量，鑒別數(shù)字水印信息嵌入所述第一種信號(hào)分量中的方法。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的信息處理設(shè)備，進(jìn)一步包括用于從所述第一種信號(hào)分量檢測(cè)數(shù)字水印信息的檢測(cè)裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的信息處理設(shè)備，其中所述多種信號(hào)分量是彼此不同的頻率分量。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的信息處理設(shè)備，其中所述多種信號(hào)分量是亮度分量和色差分量。
23.根據(jù)權(quán)利要求19的信息處理設(shè)備，其中所述多種信號(hào)分量是彼此不同的彩色分量。
24.一種信息處理方法，包括一個(gè)輸入步驟，用于輸入其中嵌入有數(shù)字水印信息的數(shù)字信息，其中所述數(shù)字信息是由多種信號(hào)分量構(gòu)成的；以及一個(gè)鑒別步驟，用于根據(jù)所述數(shù)字信息中包含的且不同于一個(gè)第一種信號(hào)分量的一個(gè)第二種信號(hào)分量，來(lái)鑒別數(shù)字水印信息嵌入所述第一種信號(hào)分量中的方法。
25.用于存儲(chǔ)一種信息處理方法的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述方法包括一個(gè)輸入步驟，用于輸入其中嵌入有數(shù)字水印信息的數(shù)字信息，其中所述數(shù)字信息是由多種信號(hào)分量構(gòu)成的；以及一個(gè)鑒別步驟，用于根據(jù)所述數(shù)字信息中包含的且不同于一個(gè)第一種信號(hào)分量的一個(gè)第二種信號(hào)分量，來(lái)鑒別數(shù)字水印信息嵌入所述第一種信號(hào)分量中的方法。
26.一種信息處理設(shè)備，包括輸入裝置，用于輸入其中嵌入有數(shù)字水印信息的數(shù)字信息，其中所述數(shù)字信息是由多種信號(hào)分量組成的；以及鑒別裝置，用于根據(jù)包含在所述數(shù)字信息中的不同于一個(gè)第一種信號(hào)分量的一個(gè)第二種信號(hào)分量，來(lái)鑒別是否把數(shù)字水印信息嵌入在所述第一種信號(hào)分量中。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的信息處理設(shè)備，進(jìn)一步包括用于從所述第一種信號(hào)分量檢測(cè)數(shù)字水印信息的檢測(cè)裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的信息處理設(shè)備，其中所述多種信號(hào)分量是彼此不同的頻率分量。
29.根據(jù)權(quán)利要求26的信息處理設(shè)備，其中所述多種信號(hào)分量是亮度分量和色差分量。
30.根據(jù)權(quán)利要求26的信息處理設(shè)備，其中所述多種信號(hào)分量是彼此不同的彩色分量。
31.一種信息處理方法，包括一個(gè)輸入步驟，用于輸入其中嵌入有數(shù)字水印信息的數(shù)字信息，其中所述數(shù)字信息是由多種信號(hào)分量組成的；以及一個(gè)鑒別步驟，用于根據(jù)所述數(shù)字信息中包含的不同于一個(gè)第一種信號(hào)分量的一個(gè)第二種信號(hào)分量，來(lái)鑒別是否把數(shù)字水印信息嵌入在所述第一種信號(hào)分量中。
32.存儲(chǔ)一種信息處理方法的一種存儲(chǔ)介質(zhì)，所述方法包括一個(gè)輸入步驟，用于輸入其中嵌入有數(shù)字水印信息的數(shù)字信息，其中所述數(shù)字信息是由多種信號(hào)分量組成的；以及一個(gè)鑒別步驟，用于根據(jù)所述數(shù)字信息中包含的不同于一個(gè)第一種信號(hào)分量的一個(gè)第二種信號(hào)分量，來(lái)鑒別是否把數(shù)字水印信息嵌入在所述第一種信號(hào)分量中。
全文摘要
本發(fā)明有效地控制用于把數(shù)字水印信息嵌入到數(shù)字信息中或檢測(cè)這種數(shù)字水印信息的方法。在數(shù)字信息具有多種分量的情況下,本發(fā)明能夠?qū)?shù)字水印信息和表示其嵌入方法的信息進(jìn)行分別的管理。在用于實(shí)現(xiàn)這些目的的一種配置中,提供了用于輸入由多種信號(hào)分量組成的數(shù)字信息的輸入裝置,以及用于根據(jù)多種信號(hào)分量中包含的一個(gè)第二種信號(hào)分量來(lái)控制將數(shù)字水印信息嵌入多種信號(hào)分量中包含的一個(gè)第一種信號(hào)分量中的方法的控制裝置。
文檔編號(hào)H04N1/32GK1244676SQ9910890
公開(kāi)日2000年2月16日 申請(qǐng)日期1999年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月24日
發(fā)明者林淳一, 巖村惠市 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社