專利名稱：電子水印嵌入裝置、電子水印檢測裝置及其方法和程序的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在圖像和視頻等內容中，不被人知覺地嵌入其它輔助信息、并且讀出該輔助信息的電子水印技術。今天，電子水印技術被用于內容的著作權保護/管理系統(tǒng)，和與內容有關的服務提供系統(tǒng)等。
背景技術：
在進行圖像、視頻和音頻這樣的內容的流通時，為了進行內容識別/管理、著作權保護/管理、提供關聯(lián)信息等目的，有利用在內容中不被知覺地嵌入其它信息的電子水印技術的方法。尤其在掃描或照相輸入印刷物等，并從輸入圖像中檢測出電子水印來提供關聯(lián)信息的利用方法(參照非專利文獻1等)的情況下，為了在移動電話等計算機資源缺乏的終端內檢測出電子水印，需要能夠快速處理的檢測方法。
另外，即使利用框線等進行攝影角度的幾何變換的校正，或者利用事先求出的偏差系數(shù)進行鏡頭偏差等的校正(參照非專利文獻1等)，也會因校正的精度而產(chǎn)生些許誤差，所以導致在電子水印檢測對象圖像上殘留有些許的幾何偏差。以往，作為對這樣的幾何偏差具有容忍性的電子水印技術，有專利文獻1所述的方法。
可是，在現(xiàn)有技術中，沒有一面能夠容許些許的幾何變形，一面能夠在終端內進行快速的檢測處理的電子水印嵌入方法及檢測方法。
非專利文獻1中村、片山、宮地、山下、山室「カメラ付き攜帶電話を用いたサ一ビス仲介のための電子透かし検出方式」情報科學技術フオ一ラムFIT2003、N-020、2003年9月專利文獻1特開2000-287073號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明就是針對這些問題點而提出的，本發(fā)明的目的在于，提供一種在現(xiàn)有技術中做不到的、對些許的幾何變形具有容忍性而且即使在移動電話等計算機資源有限的環(huán)境下也能夠進行快速的檢測處理的電子水印嵌入技術及電子水印檢測技術。
上述問題，通過下述電子水印嵌入裝置來解決。該電子水印嵌入裝置具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；電子水印信息擴展單元，其通過擴展所輸入的電子水印信息，生成長度與所分割的像素塊數(shù)相對應的嵌入序列；塊單位嵌入單元，其根據(jù)與一個像素塊在所述圖像中的位置相對應的嵌入序列的項值，從預先確定的多個頻率中選擇至少一個頻率，按照嵌入強度值放大與所選擇的頻率對應的波形圖案的振幅，將振幅放大后的波形圖案重疊到所述一個像素塊上；圖像輸出單元，其輸出通過所述塊單位嵌入單元向各像素塊重疊了波形圖案的圖像。
根據(jù)本發(fā)明，能夠得到針對每個像素塊將水印信息作為特定的頻率的波形圖案重疊在原圖像上的電子水印嵌入圖像。在這樣的電子水印嵌入圖像中，在檢測電子水印信息時，由于即使電子水印檢測對象圖像發(fā)生些許幾何變形使得像素塊的切取位置發(fā)生些許偏移，也能夠穩(wěn)定地進行頻率能量的大小的檢測，所以可以對些許的幾何變形進行具有容忍性的快速的檢測處理。
所述電子水印嵌入裝置的所述塊單位嵌入單元可以構成為，對所述嵌入序列的項值進行量化，根據(jù)該量化的值，選擇所述至少一個頻率。
另外所述塊單位嵌入單元也可以構成為，根據(jù)所述嵌入序列的項值的符號，選擇所述至少一個頻率，對與所選擇的頻率對應的所述波形圖案的振幅，除了按照所述嵌入強度值進行放大外，還利用所述嵌入序列的項值的絕對值進行放大，將振幅放大后的波形圖案重疊到所述一個像素塊上。在這樣重疊了波形圖案而得到的電子水印嵌入圖像中，能夠提高檢測電子水印時的檢測性能。
另外，上述問題也可以通過下述電子水印檢測裝置來解決。該電子水印檢測入裝置具有塊分割單元，其將在每個像素塊上重疊了波形圖案的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，確定在與+號和-號對應的兩種頻率的能量中具有較大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的符號，求出與該符號對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對與所述塊單位檢測單元所得到的所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
在重疊了波形圖案的電子水印嵌入圖像中，在檢測電子水印時，由于即使電子水印檢測對象圖像發(fā)生些許幾何變形使得像素塊的切取位置發(fā)生些許偏移，也能夠穩(wěn)定地進行頻率能量的大小的檢測，所以根據(jù)本發(fā)明，能夠實現(xiàn)對些許的幾何變形具有容忍性的檢測處理的電子水印檢測裝置。而且，在由各像素塊確定檢測信息時，無需對像素塊整體進行頻率轉換，僅需計算特定的頻率的能量，所以能夠快速地進行處理。
所述塊單位檢測單元也可以通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣中的元素的值，求出檢測值矩陣，所述水印信息解擴單元從該檢測值矩陣中得到所述檢測值的列。
另外，所述塊單位檢測單元也可以構成為，對于所述一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值。
另外，所述塊單位檢測單元也可以構成為，對于所述一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量差的絕對值，確定兩種頻率的能量中具有較大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的符號，求出將該符號賦予所述差的絕對值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值。
而且，所述塊單位檢測單元也可以構成為，對于所述一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值。
另外，所述水印信息解擴單元也可以構成為對所述檢測值的列進行解擴，取得表示電子水印的有無的指標值和通過解擴得到的信息，在表示電子水印有無的指標值小于預先確定的閾值的情況下，輸出表示不能檢測電子水印的信息的信息，在大于等于閾值的情況下，輸出通過所述解擴得到的信息作為被檢測出的所述電子水印信息。在這里，電子水印有無的指標值是指例如與解擴計算中的各比特對應的相關值的絕對值和。
通過進行基于這樣的水印信息解擴單元的處理，提高成功進行檢測時的檢測電子水印信息的可靠性，在不能進行檢測的情況下，不會將錯誤的信息作為正確的檢測信息進行輸出，可以可靠地輸出表示不能檢測的信息。
另外，上述問題可以通過下述電子水印檢測裝置來解決。一種電子水印檢測裝置，其從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個分割區(qū)域，在各分割區(qū)域中，取得由位于與該分割區(qū)域的端部距離預定尺寸的內側的區(qū)域形成的像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對與所述塊單位檢測單元所得到的所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
在重疊了波形圖案的電子水印嵌入圖像中，在進行電子水印信息檢測時，由于即使像素塊的切取位置發(fā)生些許偏移，也能夠穩(wěn)定地進行頻率能量的大小的檢測，所以根據(jù)本發(fā)明，能夠實現(xiàn)對些許的幾何變形具有容忍性的檢測處理的電子水印檢測裝置。而且，在由各像素塊確定檢測信息時，無需對像素塊整體進行頻率轉換，而僅需計算特定的頻率的能量，所以能夠快速地進行處理。而且，由于取得由與分割區(qū)域的端部距離預定尺寸的內側的區(qū)域形成的像素塊，所以即使像素塊的切取位置發(fā)生些許偏移，也能夠降低像素塊跨越原有的像素塊的邊界的概率，不含有重疊了其它頻率圖案的像素，所以針對些許的幾何變形有更強的容忍性。
上述的電子水印檢測裝置也可以構成為具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，對于與+號和-號對應的兩種頻率中的各頻率，將與頻率對應的定向卷積(directional convolution)算子應用于所述一個像素塊中的各像素，求出所得到的值的絕對值的相加值，求出與+號對應的頻率所對應的絕對值的相加值減去與-號對應的頻率所對應的絕對值的相加值而得到的值，作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對與所述塊單位檢測單元所得到的所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
如上所述，通過利用了卷積算子的運算來確定能量值，與按照定義式求出頻率能量的情況相比，能夠降低計算量，實現(xiàn)更快速的檢測處理。
上述電子水印檢測裝置也可以具有圖像尺寸轉換單元，該圖像尺寸轉換單元將所輸入的圖像轉換為預先確定的尺寸的圖像，并得到轉換圖像將轉換圖像分割為多個像素塊。
通過進行圖像尺寸轉換處理，輸入圖像越大，計算量就越減少，能夠實現(xiàn)更快速的檢測處理。另外，在利用卷積運算求頻率能量的情況下，由于通過對圖像尺寸進行轉換(歸一化)來確定頻率圖案的波長，所以能夠使用考慮了歸一化后的波長的算子，能夠以更高的精度測量頻率能量，進一步提高容忍性。
另外，本發(fā)明的電子水印檢測裝置也可以構成為具有預處理濾波處理單元，其對所輸入的圖像實施減少低頻成分的預處理濾波處理，得到濾波處理完成圖像；塊分割單元，其將濾波處理完成圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對與所述塊單位檢測單元所得到的所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
像這樣通過實施減少低頻成分的預處理濾波處理，來減輕原圖像數(shù)據(jù)的圖像對頻率圖案的影響，能夠提高將電子水印看成信號、將原圖像看成噪音時的S/N比(信噪比)。由此，能夠實現(xiàn)進一步提高了容忍性的檢測。
而且，上述的電子水印檢測裝置中的塊單位檢測單元也可以對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值。
另外，上述的課題也可以通過下述一種電子水印檢測裝置而得以解決。該電子水印檢測裝置從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值，通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣中的元素的值，來求出檢測值矩陣；水印信息解擴單元，其生成將所述檢測值矩陣的元素的排列旋轉0度、90度、180度、270度而得到的4個矩陣，反轉由旋轉90度、270度而得到的各矩陣所有元素值的符號，輸出在對從4個矩陣分別得出的檢測值的列進行解擴而得到的信息組中的可靠性最高的信息作為檢測電子水印信息。
在重疊了波形圖案的電子水印嵌入圖像中，在進行電子水印信息檢測時，由于即使像素塊的切取位置發(fā)生些許偏移，也能夠穩(wěn)定地進行頻率能量的大小的檢測，所以根據(jù)本發(fā)明，能夠實現(xiàn)對些許的幾何變形具有容忍性的檢測處理的電子水印檢測裝置。而且，在由各像素塊確定檢測信息時，無需對像素塊整體進行頻率轉換，僅需計算特定的頻率的能量，所以能夠快速地進行處理。另外，根據(jù)本發(fā)明，以90度為單位對檢測值矩陣的配置進行旋轉，在旋轉了90度、270度時，生成反轉檢測值的符號而得到的矩陣組，分別對它們進行解擴處理，輸出可靠性最高的檢測水印信息，所以，可以實現(xiàn)一邊對應以90度為單位的圖像的旋轉一邊可快速地進行處理的水印的檢測。
另外，本發(fā)明的電子水印檢測裝置也可以構成為具有各頻率濾波處理完成圖像組生成單元，其對所輸入的圖像實施基于與+號和-號對應的兩種頻率所對應的卷積算子的卷積處理，得到與各頻率對應的濾波處理完成圖像組；搜索位置設定單元，其設定預先確定的搜索范圍內的一個坐標；塊切取位置響應值計算單元，其對與所述各頻率對應的濾波處理完成圖像組中的各圖像進行將所述一個坐標視為塊切取位置的塊分割，從與各頻率對應的各圖像中取得與同一塊位置對應的像素塊組，對于與該一個塊位置對應的所述像素塊組中的各像素塊，計算像素塊中的全部像素的像素值的絕對值的和，得到像素絕對值和組，對全部塊位置進行求出像素絕對值和組中的最大值來作為最大絕對值和的處理，輸出得到的最大絕對值和的總和，作為塊切取位置響應值；塊切取位置檢測單元，其通過所述塊切取位置響應值計算單元，針對所述搜索位置信息單元所設定的所述搜索范圍的各坐標求出塊切取位置響應值，檢測出與各坐標對應的塊切取位置響應值中的與最大的塊切取位置響應值對應的坐標作為塊切取位置；檢測值矩陣構成單元，其根據(jù)所述塊切取位置所表示的坐標，將所輸入的圖像分割為多個像素塊，對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值，通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣的元素的值來求出檢測值矩陣；水印信息解擴單元，其通過對從所述檢測值矩陣中得到的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入在所述圖像中的電子水印信息。
根據(jù)本發(fā)明，由于在對發(fā)生了些許幾何變形的檢測對象圖像進行檢測時，高效地搜索出檢測增益高的塊切取位置，所以通過從所檢測出的塊切取位置生成檢測值矩陣而得到檢測水印信息，能夠實現(xiàn)對些許的幾何變形有更高的容忍度的水印檢測。
而且，也可以在求與頻率對應的檢測值時，對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供對些許的幾何變形具有容忍性，而且即使在在移動電話等計算機資源有限的環(huán)境下也能夠進行快速的檢測處理的電子水印嵌入技術及電子水印檢測技術。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施例的電子水印嵌入裝置10的結構圖。
圖2是表示電子水印嵌入裝置10的處理流程的圖。
圖3是表示塊分割部12的處理流程的圖。
圖4是用于說明塊分割部12的處理的圖。
圖5是水印信息擴展部13的結構圖。
圖6是表示水印信息擴展部13的處理流程的圖。
圖7是塊單位嵌入部14的結構圖。
圖8是表示塊單位嵌入部14的處理流程的圖。
圖9是用于說明嵌入項選定部19的處理的圖。
圖10是頻率選定部20的結構圖。
圖11是表示頻率選定部20的處理流程的圖。
圖12是表示符號對應頻率數(shù)據(jù)庫24的內容的圖。
圖13是頻率圖案重疊部21的結構圖。
圖14是表示頻率圖案重疊部21的處理流程的圖。
圖15是用于說明波形圖案重疊部26的處理的圖。
圖16是表示原圖像和已嵌入電子水印的圖像的映像的圖。
圖17是本發(fā)明的第1實施例的電子水印檢測裝置30的結構圖。
圖18是表示電子水印檢測裝置30的處理流程的圖。
圖19是塊單位檢測部33的結構圖。
圖20是表示塊單位檢測部33的處理流程的圖。
圖21是表示電子水印檢測對象圖像和與其對應的檢測值矩陣的例子的圖。
圖22是水印信息解擴部34的結構圖。
圖23是表示水印信息解擴部34的處理流程的圖。
圖24是用于說明一維化處理部38的處理的圖。
圖25是表示本發(fā)明的第2實施例的電子水印嵌入裝置10內的塊單位嵌入部50的結構圖。
圖26是表示塊單位嵌入部50的處理流程的圖。
圖27是頻率選定部52的結構圖。
圖28是表示頻率選定部52的處理流程的圖。
圖29是頻率圖案重疊部53的結構圖。
圖30是表示頻率圖案重疊部53的處理流程的圖。
圖31是用于說明波形圖案重疊部58的處理的圖。
圖32是表示本發(fā)明的第2實施例的電子水印檢測裝置30中的塊單位檢測部60的結構圖。
圖33是表示塊單位檢測部60的處理流程的圖。
圖34是表示電子水印檢測對象圖像和與其對應的檢測值矩陣的例子的圖。
圖35是表示本發(fā)明的第3實施例的塊單位嵌入部70的結構圖。
圖36是表示塊單位嵌入部70的處理流程的圖。
圖37是頻率選定部72的結構圖。
圖38是表示頻率選定部72的處理流程的圖。
圖39是說明嵌入序列項量化部74進行的處理的圖。
圖40是表示量化值對應頻率數(shù)據(jù)庫76的內容的圖。
圖41是表示本發(fā)明的第3實施例的塊單位檢測部80的結構圖。
圖42是表示塊單位檢測部80的處理流程的圖。
圖43是表示本發(fā)明的第4實施例的塊單位檢測部90的結構圖。
圖44是表示塊單位檢測部90的處理流程的圖。
圖45是表示塊單位檢測部90的處理流程的其它例子的圖。
圖46是表示本發(fā)明的第5實施例的電子水印檢測裝置內的塊分割部100的結構圖。
圖47是表示塊分割部100的處理流程的圖。
圖48是用于說明塊分割部100的處理的圖。
圖49是用于說明第5實施例的效果的圖。
圖50是本發(fā)明的第6實施例的電子水印檢測裝置內的塊單位檢測部中的頻率對應檢測值確定部110的結構圖。
圖51是表示頻率對應檢測值確定部110的處理流程的圖。
圖52是用于說明頻率對應檢測值確定部110的處理的圖。
圖53是本發(fā)明的第7實施例的電子水印檢測裝置30的結構圖。
圖54是表示本發(fā)明的第7實施例的電子水印檢測裝置30的處理流程的圖。
圖55是用于說明第7實施例的效果的圖。
圖56是本發(fā)明的第8實施例的電子水印檢測裝置30的結構圖。
圖57是表示本發(fā)明的第8實施例的電子水印檢測裝置30的處理流程的圖。
圖58是用于說明預處理濾波處理的圖。
圖59是用于說明剪切處理的圖。
圖60是表示本發(fā)明的第9實施例的電子水印檢測裝置內的水印信息解擴部130的結構圖。
圖61是表示水印信息解擴部130的處理流程的圖。
圖62是用于說明每90度的一維化處理部131的處理的圖(1)。
圖63是用于說明每90度的一維化處理部131的處理的圖(2)。
圖64是本發(fā)明的第10實施例的電子水印檢測裝置30的結構圖。
圖65是表示本發(fā)明的第10實施例的電子水印檢測裝置30的處理流程的圖。
圖66是檢測值矩陣生成部140的結構圖。
圖67是表示檢測值矩陣生成部140的處理流程的圖。
圖68是用于說明與各頻率對應的濾波處理完成圖像組生成部141的處理的圖。
圖69是塊切取位置檢測部142的結構的結構圖。
圖70是表示塊切取位置檢測部142的處理流程的圖。
圖71是用于對搜索位置信息進行說明的圖。
圖72是塊切取位置響應值計算部146的結構圖。
圖73是表示塊切取位置響應值計算部146的處理流程的圖。
圖74是用于說明塊分割部150的處理的圖。
圖75是用于說明像素絕對值和計算部151的處理的圖。
圖76是用于說明塊切取位置響應值計算部146的作用效果的圖。
圖77是檢測值矩陣構成部143的結構圖。
圖78是表示檢測值矩陣構成部143的處理流程的圖。
圖79是用于說明檢測值矩陣構成部143的處理流程的圖。
圖80是表示本發(fā)明的第11實施例的電子水印檢測裝置的水印信息解擴部160的結構圖。
圖81是表示水印信息解擴部160的處理流程的圖。
圖82是用于說明第11實施例的效果的圖。
符號說明10電子水印嵌入裝置；11、31圖像輸入部；12、32、100、150、155塊分割部；13水印信息擴展部；14、50、70塊單位嵌入部；15圖像輸出部；16糾錯/檢錯編碼部；17、39、162偽隨機數(shù)生成部；18嵌入序列生成部；19、51、71嵌入項選定部；20、52、72頻率選定部；21、53、73頻率圖案重疊部；22、54嵌入序列項符號取得部；23、55、75選定部；24、37、93、144符號對應頻率數(shù)據(jù)庫；25、57波形圖案生成部；26、58波形圖案重疊部；33、60、80、90塊單位檢測部；34、130、160水印信息解擴部；35、61、81、91、110頻率對應檢測值確定部；36、62、82、92檢測值矩陣設定部；38、161一維化處理部；40、133、163解擴部；41、134、164糾錯/檢錯解碼部；74嵌入序列項量化部；76、83量化值對應頻率數(shù)據(jù)庫；101區(qū)域分割部；102像素塊切取部；111卷積運算部；112卷積結果絕對值相加部；113檢測值確定部；120圖像尺寸規(guī)一化部；121預處理濾波處理部；131每90度一維化處理部；135檢測水印信息選定部；140檢測值矩陣生成部；141各頻率對應濾波處理完成圖像生成部；142、148塊切取位置檢測部；143檢測值矩陣構成部；145搜索位置設定部；146塊切取位置響應值計算部；147塊切取位置響應值緩存器；151、156像素絕對值和計算部；152最大值絕對值和判定部；153最大值絕對值和相加部；157最大能量頻率判定部；158檢測值矩陣元素值設定部。
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實施例。
在第1實施例中，首先對電子水印的嵌入技術進行說明，然后對電子水印的檢測技術進行說明。
(電子水印的嵌入)圖1示出了本發(fā)明的第1實施例的電子水印嵌入裝置10的結構。圖2的流程圖示出了電子水印嵌入裝置10的處理流程。
如圖1所示，第1實施例的電子水印嵌入裝置10具有圖像輸入部11、塊分割部12、水印信息擴展部13、塊單位嵌入部14、和圖像輸出部15。參照圖2的流程圖，對這種結構的電子水印嵌入裝置10的動作進行說明。
首先，輸入原圖像、嵌入強度值、和水印信息(步驟1)。原圖像例如通過照相機等圖像輸入部11輸入。嵌入強度值是用于指定將電子水印的圖案以何種強度重疊到圖像上的參數(shù)(其值越大嵌入后的畫質越劣化，但電子水印的檢測越穩(wěn)定)，被輸入給塊單位嵌入部14。水印信息是嵌入到原圖像中的信息，被輸入給水印信息擴展部13。
由圖像輸入部11所輸入的原圖像被提交給塊分割部12，塊分割部12將原圖像分割為像素塊(步驟2)。水印信息擴展部13通過擴展所輸入的水印信息，生成嵌入序列(步驟3)。
塊單位嵌入部14中被輸入由塊分割部12所分割的像素塊，和由水印信息擴展部13所生成的嵌入序列，根據(jù)與塊位置相對應的嵌入序列的值的符號，針對每個像素塊從預先確定的多個頻率組中選擇一個頻率，并按照嵌入強度值放大所選擇的頻率的波形的振幅，重疊到像素塊上，得到嵌入完成塊(步驟4)。
當在塊單位嵌入部14中結束了針對所有的像素塊的頻率嵌入處理時(步驟5的“是”)，圖像輸出部15輸出被嵌入了頻率波形的所有像素塊，作為電子水印嵌入圖像(步驟6)。
下面，更加詳細地說明各部的處理。
圖3示出了電子水印嵌入裝置10的塊分割部12的處理流程。當塊分割部10接收到原圖像時(步驟11)，將原圖像分割為預先確定的塊數(shù)的像素塊(步驟12)，依次輸出像素塊(步驟13)。在步驟12的對像素塊的分割處理中，例如如圖4所示，將原圖像分割為(m個×n個)像素塊。并且，對輸出的像素塊賦予該像素塊在原圖像上的塊位置信息。
圖5示出了水印信息擴展部13的結構，圖6示出了其處理流程。水印信息擴展部13具有糾錯/檢錯編碼部16、偽隨機數(shù)生成器17、和嵌入序列生成部18。
如圖6所示，首先輸入水印信息(步驟21)，在糾錯/檢錯編碼部16中進行水印信息的糾錯/檢錯編碼(步驟22)。作為糾錯/檢錯編碼方法，可以采用BCH編碼和Reed Solomon編碼等任意方法。然后，嵌入序列生成部18利用由偽隨機數(shù)生成器17生成的偽隨機數(shù)列，將被糾錯/檢錯編碼過的水印信息擴展為長度為m×n(與塊分割部12所分割的像素塊的總塊數(shù)相當)的序列的嵌入序列(步驟23)，輸出該嵌入序列(步驟24)。而且，也可以將偽隨機數(shù)生成器17中的偽隨機數(shù)生成的初始值作為從外部作為水印的密鑰參數(shù)而輸入的參數(shù)。這樣，可以得到如下的效果利用不同的密鑰參數(shù)實現(xiàn)獨立的電子水印嵌入，或者使嵌入算法的推測變得困難等。
嵌入序列生成部18中的水印信息的具體的擴展方法的例子((A)～(C))如下所示(A)在設被糾錯/檢錯編碼過的水印信息(設為S比特)為{wi}(i＝0～S-1)，設偽隨機數(shù)列為{ri}(i＝0～mn-1(像素塊的總數(shù)))時，如下求出嵌入序列{ei}(i＝0～mn-1)。
ei＝ri×wi％s(i＝0～mn-1)其中wi為等于1或-1(如果被糾錯/檢錯編碼過的水印信息的第i個比特值是1則為1，是0則為-1)、ri為等于1或-1的隨機數(shù)列。另外x％y表示將x除以y時的余數(shù)。
(B)在將被糾錯/檢錯編碼過的水印信息(設為S比特)設為{wi}(i＝0～S-1)，將生成兩種偽隨機數(shù)列分別設為{r1i}(i＝0～mn-1)、{r2i}(i＝0～mn-1)時，首先利用{r1i}生成用于置換的數(shù)組。例如如下確定表示0123...mn-1P0P1P2P3...Pmn-1]]>的數(shù)組{pi}(i＝0～mn-1)。其中假定r1i隨機地取大于等于0～mn-1的值。
For(i＝0；i＜mn-1；i++){Pi＝i；}For(i＝0；i＜mn-1；i++){r＝r1i％mn；a＝pi；pi＝pr；pr＝a；}下面，如下求出嵌入序列{ei}(i＝0～mn-1)。
ei＝r2pi×wpi％S(i＝0～mn-1)其中wi為等于1或-1(如果被糾錯/檢錯編碼過的水印信息的第i個比特值是1則為1，是0則為-1)、r2i為等于1或-1的隨機數(shù)列。另外x％y表示將x除以y時的余數(shù)。如上所述，{r1i}是用于生成{pi}的偽隨機數(shù)列，{r2i}是用于進行{wi}的擴展的偽隨機數(shù)列。
(C)在將被糾錯/檢錯編碼過的水印信息(設為S比特)設為{wi}(i＝0～S-1)，將偽隨機數(shù)列設為{ri}(i＝0～mn-1)時，如下求出嵌入序列{ei}(i＝0～mn-1)。
ei＝∑k＝0～s-1(r(i+k)％mn×wk)(i＝0～mn-1)其中設wi為等于1或-1(如果被糾錯/檢錯編碼過的水印信息的第i個比特值是1則為1，是0則為-1)、ri為等于1或-1的隨機數(shù)列。另外x％y表示將x除以y時的余數(shù)。
而且，在上述例中使用了2值化隨機數(shù)序列進行擴展，但也可以利用其它的隨機數(shù)序列，例如服從高斯分布的隨機數(shù)序列等進行擴展。
下面，對本實施例的電子水印嵌入裝置10的塊單位嵌入部14進行說明。圖7示出了塊單位嵌入部14的結構，圖8示出了其處理流程。如圖7所示，塊單位嵌入部14具有嵌入項選定部19、頻率選定部20和頻率圖案重疊部21。下面，對包含各部分動作的塊單位嵌入部14的動作進行詳細說明。
如圖8所示，當像素塊、嵌入序列、嵌入強度值被輸入到塊單位嵌入部14時(步驟31)，嵌入項選定部19根據(jù)像素塊的位置信息選定嵌入序列中的一項(步驟32)。例如如圖9所示，在像素塊信息是(m0、n0)的情況下，選擇i＝m0+n0×m(m是x方向總塊數(shù))的嵌入序列的項ei等，選定與塊位置一一對應的嵌入序列的項。
然后，頻率選定部20根據(jù)嵌入序列的項的符號，選定頻率(步驟33)。并且，頻率圖案重疊部21生成與所選定的頻率對應的2維波形圖案，使振幅放大嵌入強度值倍之后重疊到相應的像素塊上，得到嵌入完成塊(步驟34)，并將其輸出(步驟35)。塊單位嵌入部14對全部像素塊進行上述的處理。
下面，對塊單位嵌入部14的頻率選定部20和頻率圖案重疊部21的處理進行更詳細的說明。
首先，對頻率選定部20進行詳細說明。
圖10示出了頻率選定部20的結構，圖11示出了處理流程。如圖10所示，頻率選定部20具有嵌入序列項符號取得部22、選定部23和符號對應頻率數(shù)據(jù)庫24。
如圖11所示，頻率選定部20將來自嵌入項選定部19的嵌入序列項值作為輸入(步驟41)，嵌入序列項符號取得部22得到嵌入序列項值的符號(步驟42)。作為符號可以取(+、-、0)的三個值。然后，選定部23從符號對應頻率數(shù)據(jù)庫24中檢索出與嵌入序列項值符號對應的頻率，作為選定的頻率進行輸出(步驟43)。符號對應頻率數(shù)據(jù)庫24的結構如圖12所示。在符號對應頻率數(shù)據(jù)庫24中針對嵌入序列項符號取得部22的各個輸出，記錄/存儲有對應的頻率。與一個符號對應的頻率可以不只一個，而可以如圖12的符號“-”的情況那樣，對應多個頻率的組。
而且，在本申請說明書整體和權利要求的范圍中，“頻率”一詞的含義，除去特別加以區(qū)別的情況，不僅指單一的頻率，還如上述的符號“-”的情況那樣，指包含與一個符號(或者是0、或者是后述的量化值)對應的多個頻率的情況。
另外，在這里頻率是指表示2維波形圖案的2維頻率，表示以原圖像的像素尺寸為基準的相對頻率。其利用像素尺寸進行歸一化，使得例如針對X×Y像素的原圖像在x方向上表示2維波長的波形的頻率，和針對2X×2Y像素的原圖像在x方向上表示2維波長的波形的頻率具有相同的值。
下面，對塊單位嵌入部14的頻率圖案重疊部21進行詳細說明。
圖13示出了頻率圖案重疊部21的結構，圖14示出了其處理流程。如圖13所示，塊單位嵌入部14的頻率圖案重疊部21具有波形圖案生成部25和波形圖案重疊部26。
如圖14所示，像素塊、由頻率選定部20選定的頻率、和嵌入強度值被輸入到頻率圖案重疊部21(步驟51)，波形圖案生成部25生成與所選定的頻率對應的波形圖案(步驟52)。并且，波形圖案重疊部26如圖15所示，按照嵌入強度值的值放大波形圖案的振幅，并將所放大的波形圖案重疊到像素塊上(步驟53)，輸出已嵌入波形圖案的嵌入完成塊(步驟54)。
波形圖案生成部25生成的波形圖案是與像素塊同樣大小的2維圖案。另外，在被選定的頻率為多個的情況下，將各個波形圖案相加，并將振幅進行歸一化，使得所得到的圖案的能量與頻率為一個時的能量相同，并將其作為波形圖案。如果用公式表示波形圖案重疊部26的重疊處理，則在設{Iij}像素塊(0＜＝i＜X、0＜＝j＜Y∶X×Y是塊的像素尺寸){Wij}波形圖案(0＜＝i＜X、0＜＝j＜Y)s嵌入強度值時，嵌入完成塊的各像素值是I’ij＝Iij+s×Wij(0＜＝i＜X、0＜＝j＜Y)。
另外，在將波形圖案重疊到圖像上時，不僅使用嵌入強度值，還可以如特開2003-78756號公報所記載的方法那樣，進行如下的適當?shù)闹丿B測量圖像的局部復雜度，如果像素塊的重疊對應部位是視覺上不醒目的部分，則加強波形的振幅，相反如果是視覺上醒目的部分，則減弱波形的振幅，來進行重疊。
如上，在塊單位嵌入部14中依次生成像素塊，在得到關于原圖像中的全部塊的已嵌入像素塊之后，在圖像輸出部15中，重新構成將已嵌入像素塊組分別配置到原來的像素塊位置上而得到的圖像，并將其作為電子水印嵌入圖像進行輸出。
圖16示出了說明原圖像和電子水印嵌入圖像的映像的圖。電子水印嵌入圖像中，重疊在每塊上的波形圖案是獨立的形狀。并且，在圖16中為了進行說明特別強調了波形圖案，但實際上是作為幾乎在視覺上無法感知的程度的振幅來進行重疊。
(電子水印的檢測)將如上所述得到的電子水印嵌入圖像例如如非專利文獻1所述的方法那樣打印到紙介質上，利用照相機輸入所打印的圖像，利用框線等進行幾何變換的校正而得到圖像，下面，對將上述所得到的圖像作為電子水印檢測對象來嘗試進行檢測的情況進行說明。而且，利用照相機輸入被打印到紙介質上的圖像只不過是圖像輸入的一例，當然也可以不經(jīng)過紙介質而將圖像作為電子數(shù)據(jù)輸入。
在如上所述取得電子水印嵌入圖像的情況下，電子水印檢測對象圖像由于幾何轉換校正精度導致的誤差，與原來的電子水印嵌入圖像相比較，受到些許的幾何變形、例如平行移動、線性/非線性變形等的影響。第1實施例的電子水印檢測裝置可以一邊容許這樣的些許的幾何變形，一邊快速地檢測電子水印。下面，對第1實施例的電子水印檢測裝置進行說明。
圖17示出了本發(fā)明的第1實施例的電子水印檢測裝置30的結構，圖18示出了電子水印檢測裝置30的處理流程。
如圖17所示，電子水印檢測裝置30具有圖像輸入部31、塊分割部32、塊單位檢測部33、和水印信息解擴部34。如圖18所示，電子水印檢測裝置30通過圖像輸入部31取得電子水印檢測對象圖像(步驟61)。然后，塊分割部32將電子水印檢測對象圖像分割為像素塊(步驟62)。各像素塊被輸入到塊單位檢測部33中，塊單位檢測部33對某一個像素塊，從兩個頻率中確定具有較大能量的那一個頻率(步驟63)，將與所確定的頻率對應的符號賦予1所得的值作為來自相應像素塊的檢測值，并將其代入到檢測值矩陣的與塊位置對應的元素中(步驟64)。通過對全部像素塊進行該處理得到檢測值矩陣(步驟65的“是”)。水印信息解擴部34將對上述檢測值矩陣的元素進行解擴而得到的信息作為水印信息而輸出(步驟66)。
下面，對電子水印檢測裝置30的各構成部分進行詳細說明。
由于電子水印檢測裝置30的塊分割部32的處理內容與電子水印嵌入裝置10的塊分割部12完全相同，因此從電子水印檢測裝置30的塊單位檢測部33開始進行說明。
圖19示出了塊單位檢測部33的結構，圖20示出了其處理流程。如圖19所示，塊單位檢測部33具有頻率對應檢測值確定部35、檢測值矩陣設定部36、和符號對應頻率數(shù)據(jù)庫37。而且，符號對應頻率數(shù)據(jù)庫37與電子水印嵌入裝置10的符號對應頻率數(shù)據(jù)庫24相同。
如圖20所示，從塊分割部32向塊單位檢測部33輸入某像素塊(步驟71)，頻率對應檢測值確定部35針對所輸入的像素塊，按每個頻率求出符號對應頻率數(shù)據(jù)庫37內的與各符號對應的頻率的能量，即功率譜。此時，在一個符號對應多個頻率的情況下，求出各個頻率的能量的和。
而且，在本申請說明書整體和權利要求的范圍中，“頻率的能量”一詞的含義不僅指單一的頻率的能量，還如上述情況那樣，包含各個頻率的能量的和的情況。
對這樣得到的2個(與+、-號對應)頻率的能量的大小進行比較，求出具有更大能量的頻率(步驟72)，從符號對應頻率數(shù)據(jù)庫37內確定與該頻率對應的符號(+、0或-)，并將該符號賦予1所得的值作為檢測值進行輸出(步驟73)。不過如本實施例那樣，在0和+或者-號一起與頻率相對應的情況下，不選擇0而是選擇+或者-的任意一個作為與頻率對應的符號。
并且，檢測值矩陣設定部36將與相應像素塊的位置信息對應的檢測值矩陣的元素設定為上述的檢測值(步驟74)。即，在步驟74中，針對作為n行m列矩陣的檢測值矩陣D＝{dij}，將與當前處理中的像素塊的位置信息(m0、n0)對應的元素dm0n0的值設定為檢測值。
通過在塊單位檢測部33中對全部像素塊重復進行上述處理，確定檢測值矩陣的全部元素。圖21示出了電子水印檢測對象圖像和最終的檢測值矩陣的例子。如果嵌入時所重疊的頻率圖案具有充分大的能量，則對應的1或者-1的值被設為檢測值矩陣的各元素。
下面對電子水印檢測裝置30的水印信息解擴部34進行詳細說明。
圖22示出了水印信息解擴部34的結構，圖23示出了其處理流程。如圖22所示，水印信息解擴部34具有一維化處理部38、偽隨機數(shù)生成器39、解擴部40、糾錯/檢錯解碼部41。
如圖23所示，向水印信息解擴部34中輸入由塊單位檢測部33得到的檢測值矩陣(步驟81)，一維化處理部38將檢測值矩陣轉換為長度為m×n的一維序列的檢測對象序列，得到檢測對象序列(步驟82)。該轉換步驟與電子水印嵌入裝置10的嵌入項選定部19基于同樣的規(guī)則。例如，在嵌入項選定部19以前述的規(guī)則選定嵌入項的情況下，一維化處理部38如圖24所示，設定檢測值矩陣的(m0、n0)元素作為檢測對象序列的項di(i＝m0+n0×m(m是x方向總塊數(shù)))。
然后解擴部40利用由偽隨機數(shù)生成器39生成的偽隨機數(shù)列對檢測對象序列進行解擴，得到解碼對象信息(步驟83)。偽隨機數(shù)生成器39與電子水印嵌入裝置10的偽隨機數(shù)生成器17相同。而且，在嵌入時將偽隨機數(shù)生成的初始值作為水印的密鑰參數(shù)，作為從外部輸入的參數(shù)的情況下，將同樣的初始值賦予給偽隨機數(shù)生成器39，得到與嵌入時的偽隨機數(shù)列相同的偽隨機數(shù)列。
最后，糾錯/檢錯解碼部41對解碼對象信息進行糾錯/檢錯解碼，得到檢測水印信息(步驟84)。此時，在檢測出解碼對象信息中的錯誤的情況下，如果能糾正，則進行糾正，并作為檢測水印信息進行輸出，在檢測出不能進行糾正的錯誤的情況下，輸出不能檢測出電子水印。
作為上述的步驟83的具體的解擴方法，對應于嵌入時的擴展方法可以使用如下的方法(下面的(A)～(C)分別對應嵌入時的擴展方法(A)～(C))(A)在檢測對象序列為{di}(i＝0～mn-1)，將偽隨機數(shù)列設為{ri}(i＝0～mn-1)時，如下求出解碼對象信息(設為S比特){ck}(k＝0～S-1)。而且，Cork是指解碼對象信息的第k個比特的相關值。求出Cork＝∑(i＝0～mn-1)∩(i％S＝k)(di×ri)(k＝0～S-1)如下所示來確定比特值Cork＞＝0→ck＝“1”Cork＜0→ck＝“0”其中ri是等于1或-1的隨機數(shù)列。另外x％y表示將x除以y時的余數(shù)。另外，∑(i＝0～mn-1)∩(i％S＝k)是表示在i除以S的余數(shù)為k時，對i求總和。
(B)在檢測對象序列為{di}(i＝0～mn-1)，生成兩種偽隨機數(shù)列并分別設為{r1i}(i＝0～mn-1)、{r2i}(i＝0～mn-1)時，如下求出解碼對象信息(設為S比特){ck}(k＝0～S-1)。首先利用{r1i}與嵌入時同樣地生成用于置換的數(shù)組{pi}。然后，求出Cork＝∑(i＝0～mn-1)∩(pi％S＝k)(dpi×r2pi)(k＝0～S-1)如下所示來確定比特值Cork＞＝0→ck＝“1”
Cork＜0→ck＝“0”其中r2i是等于1或-1的隨機數(shù)列。另外x％y表示將x除以y時的余數(shù)。
(C)在檢測對象序列為{di}(i＝0～mn-1)，將偽隨機數(shù)列設為{ri}(i＝0～mn-1)時，如下求出解碼對象信息(設為S比特){ck}(k＝0～S-1)。求出Cork＝∑(i＝0～mn-1)(di×r(i+k)％mn)(k＝0～S-1)如下所示來確定比特值Cork＞＝0→ck＝“1”Cork＜0→ck＝“0”其中ri是等于1或-1的隨機數(shù)列。另外x％y表示將x除以y時的余數(shù)。
(第1實施例的效果)根據(jù)本實施例，針對每個像素塊，將水印信息作為特定頻率的波形圖案重疊在原圖像上，所以在檢測時，即使電子水印檢測對象圖像發(fā)生些許幾何變形而使像素塊的切取位置發(fā)生些許偏移，也因2個頻率當中的具有較大能量的頻率穩(wěn)定在某種程度，所以能夠進行穩(wěn)定的檢測。
另外，在檢測處理中，由于僅對每個小塊進行幾個頻率的功率譜的計算，不需要進行大規(guī)模的2維正交轉換等需要大計算量的處理，因此能夠實現(xiàn)快速的檢測處理。
下面，對本發(fā)明的第2實施例進行說明。
在第1實施例和第2實施例中，電子水印嵌入裝置10的將嵌入序列嵌入到像素塊中的方法不同。另外，對應于嵌入方法的不同，電子水印檢測裝置30的水印信息檢測方法不同。更具體地講，在第1實施例和第2實施例中，塊單位嵌入部的處理和塊單位檢測部的處理不同。除了下面說明的第1實施例和第2實施例中的不同部分之外，其它都與第1實施例相同。
(電子水印的嵌入)
圖25示出了本發(fā)明的第2實施例的電子水印嵌入裝置10內的塊單位嵌入部50的結構，圖26示出了其處理流程。
如圖25所示，塊單位嵌入部50具有嵌入項選定部51、頻率選定部52和頻率圖案重疊部53。
如圖26所示，塊單位嵌入部50與第1實施例相同地，以像素塊、嵌入序列、嵌入強度值為輸入(步驟91)，嵌入項選定部51根據(jù)像素塊的位置信息選定嵌入序列中的一項(步驟92)。例如與第1實施例相同，如圖9所示，在像素塊位置信息是(m0、n0)的情況下，選擇i＝m0+n0×m(m是x方向總塊數(shù))的嵌入序列的項ei等，選定與塊位置一一對應的嵌入序列的項。
然后，頻率選定部52根據(jù)嵌入序列的項的符號，選定頻率(步驟93)。并且，頻率圖案重疊部53生成與所選定的頻率對應的2維波形圖案，利用嵌入序列的項值的絕對值、和嵌入強度值放大振幅并重疊到相應的像素塊上，得到嵌入完成塊(步驟94)，并將其輸出(步驟95)。
下面，對頻率選定部52和頻率圖案重疊部53的處理進行詳細的說明。
圖27示出了頻率選定部52的結構，圖28示出了其處理流程。如圖27所示，頻率選定部52具有嵌入序列項符號取得部54、選定部55和符號對應頻率數(shù)據(jù)庫56。
如圖28所示，當向頻率選定部52輸入嵌入序列項值時(步驟101)，嵌入序列項符號取得部54得到嵌入序列項值的符號(步驟102)。作為符號可以取(+、-、0)的三個值。然后，選定部55從符號對應頻率數(shù)據(jù)庫56中檢索出與嵌入序列項值符號對應的頻率，作為所選定的頻率進行輸出(步驟103)。符號對應頻率數(shù)據(jù)庫56的結構與圖12所示的相同。
下面，圖29示出了頻率圖案重疊部53的結構，圖30示出了頻率圖案重疊部53的處理流程。如圖29所示，頻率圖案重疊部53具有波形圖案生成部57和波形圖案重疊部58。
如圖30所示，頻率圖案重疊部53被輸入像素塊、所選定的頻率、嵌入強度值、嵌入序列項值(步驟111)，波形圖案生成部57生成與所選定的頻率對應的波形圖案(步驟112)。假設波形圖案是與像素塊相同大小的2維圖案。另外，在所選定的頻率為多個的情況下，將各個波形圖案相加，對振幅進行歸一化，使得得到的圖案的能量與頻率為一個時的能量相同，并將其作為波形圖案。然后，波形圖案重疊部58如圖31所示，利用嵌入序列項值的絕對值和嵌入強度值放大波形圖案的振幅，并將所放大的波形圖案重疊到像素塊上。如果用公式表示該處理，則在設{Iij}像素塊(0＜＝i＜X、0＜＝j＜Y∶X×Y是塊的像素尺寸){Wij}波形圖案(0＜＝i＜X、0＜＝j＜Y)s嵌入強度值ek嵌入序列項值時，嵌入完成塊的各像素值是I’ij＝Iij+|ek|×s×Wij(0＜＝i＜X、0＜＝j＜Y)。
其中|·|是表示絕對值的符號。
另外，與第1實施例相同，在將波形圖案重疊到圖像上時，不僅用嵌入強度值，還可以如特開2003-78756號公報所記載的方法那樣，進行如下的適當?shù)闹丿B測量圖像的局部復雜度，如果像素塊的重疊對應部位是視覺上不醒目的部分，則加強波形的振幅，相反如果是視覺上醒目的部分，則減弱波形的振幅，來進行重疊。
(電子水印的檢測)下面，對本發(fā)明的第2實施例的電子水印檢測裝置30的塊單位檢測部60進行說明。
圖32示出了塊單位檢測部60的結構，圖33示出了其處理流程。如圖32所示，塊單位檢測部60具有頻率對應檢測值確定部61、檢測值矩陣設定部62和符號對應頻率數(shù)據(jù)庫63。而且，符號對應頻率數(shù)據(jù)庫63與電子水印嵌入裝置10的符號對應頻率數(shù)據(jù)庫56相同。
如圖33所示，從塊分割部32向塊單位檢測部60輸入像素塊(步驟121)，頻率對應檢測值確定部61針對所輸入的像素塊，按每個頻率求出符號對應頻率數(shù)據(jù)庫63內的與各符號對應的頻率的能量，即功率譜。此時，在一個符號對應多個頻率的情況下，求出各個頻率的能量的和。求出這樣得到的2個(與+、-號對應)頻率的能量中的具有更大的能量的頻率(步驟122)，從符號對應頻率數(shù)據(jù)庫63中確定與該頻率對應的符號(0、+或-)，并將該符號與上述能量相乘所得的值作為檢測值進行輸出(步驟123)。只不過如本實施例那樣，在0和+或者-號一起與頻率相對應的情況下，不選擇0而是選擇+或者-的任意一個作為與頻率對應的符號。
然后，檢測值矩陣確定部62針對作為n行m列的矩陣的檢測值矩陣D＝{dij}，將與當前處理中的像素塊的位置信息(m0、n0)對應的元素dm0n0的值設定成檢測值(步驟124)。
通過對全部像素塊重復進行上述處理，確定檢測值矩陣的全部元素。圖34示出了電子水印檢測對象圖像和最終的檢測值矩陣的例子。與重疊在對應的像素塊上的頻率圖案對應地確定檢測值矩陣的各元素的符號，其絕對值與該頻率的能量即波形振幅對應。
進行該處理之后，與第1實施例同樣地，通過以檢測值矩陣為基礎進行解擴處理得到檢測水印信息。
(第2實施例的效果)根據(jù)本實施例，與第1實施例相比，由于將擴展水印信息而得到的嵌入序列的值直接與頻率圖案的振幅相乘并重疊到像素塊上，且在檢測時也利用頻率能量即振幅，所以能夠改善檢測時的解擴運算即相關運算的動作，提高畫質/檢測性能。
下面，對本發(fā)明的第3實施例進行說明。
在第3實施例和第1、第2實施例中，電子水印嵌入裝置10的將嵌入序列嵌入到像素塊的方法不同。另外，對應于嵌入方法的不同，電子水印檢測裝置30的水印信息檢測方法不同。更具體地講，在第3實施例和第1、第2實施例中，塊單位嵌入部的處理和塊單位檢測部的處理不同。除了下面說明的第3實施例和第1、第2實施例中的不同部分之外，其它都與第1實施例相同。
(電子水印的嵌入)圖35示出了第3實施例的塊單位嵌入部70的結構，圖36示出了其處理流程。如圖35所示，塊單位嵌入部70具有嵌入項選定部71、頻率選定部72和頻率圖案重疊部73。下面包括各部的動作，對第3實施例的塊單位嵌入部70的動作進行詳細說明。
如圖36所示，當像素塊、嵌入序列、嵌入強度值被輸入到塊單位嵌入部70時(步驟131)，嵌入項選定部71與第1實施例相同地根據(jù)像素塊的位置信息選定嵌入序列中的一項(步驟132)。
然后，頻率選定部72根據(jù)嵌入序列的項的值，選定頻率(步驟133)。并且，頻率圖案重疊部73生成與選定的頻率對應的2維波形圖案，使振幅放大嵌入強度值倍之后重疊到相應的像素塊上，得到嵌入完成塊(步驟134)，并將其輸出(步驟135)。塊單位嵌入部70對所有像素塊進行上述處理。
下面，對塊單位嵌入部70的頻率選定部72和頻率圖案重疊部73的處理進行更詳細的說明。
首先，對頻率選定部72進行詳細說明。
圖37示出了頻率選定部72的結構，圖38示出了其處理流程。如圖37所示，頻率選定部72具有嵌入序列項量化部74和選定部75和量化對應頻率數(shù)據(jù)庫76。
如圖38所示，頻率選定部72以來自嵌入項選定部71的嵌入序列項值為輸入(步驟141)，嵌入序列項量化部74對嵌入序列項值進行量化，得到量化嵌入序列項值(步驟142)。然后，選定部75從量化對應頻率數(shù)據(jù)庫76中檢索出與量化嵌入序列項值對應的頻率，得到所選定的頻率(步驟143)，并將其輸出(步驟144)。
作為嵌入序列項量化部74的量化方法，有圖39所示的方法。圖39所示(a)～(c)的量化分別通過以下的計算進行(a)二值化設x為嵌入序列項值時，如下進行二值化x＜0→-1x＞＝0→1(b)三值化設x為嵌入序列項值時，如下進行三值化x＜0→-lx＝0→0x＞0→1(c)n值化設x為嵌入序列項值時，如下進行n值化x＜-nq/2→n/2 ( 表示不超過x的最大整數(shù))x＞(n/2-1)q→n/2-1而且，也可以不像(c)那樣進行等幅量化，而進行不等幅量化。
圖40示出了在上述的步驟143中選定部75參照的量化值對應頻率數(shù)據(jù)庫76的結構。而且該例是上述的三值化的情況的例子。如圖40所示，量化對應頻率數(shù)據(jù)庫76記錄/存儲與嵌入序列項量化部74的各個的輸出對應的頻率。此時，一個量化值對應的頻率可以不是一個，如圖40的量化值0的情況那樣，也可以對應多個頻率的組。而且，在這里頻率指的是表示2維波形圖案的2維頻率，表示以原圖像的像素尺寸為基準的相對的頻率。利用像素尺寸進行歸一化，使得例如X×Y像素的原圖像在X方向上表示2維波長的波形的頻率，和2X×2Y像素的原圖像在x方向上表示2維波長的頻率具有相同的值。
關于塊單位嵌入部70的頻率圖案重疊部73，與第1實施例或者第2實施例相同。即按照嵌入強度值放大所選擇的頻率圖案的振幅，或者在量化為二值化、三值化的情況下用嵌入序列項值的絕對值和嵌入強度值進行放大。
(電子水印的檢測)圖41示出了第3實施例的塊單位檢測部80的結構，圖42示出了其處理流程。如圖41所示，第3實施例的塊單位檢測部80具有頻率對應檢測值確定部81、檢測值矩陣設定部82和量化值對應頻率數(shù)據(jù)庫83。而且，量化值對應頻率數(shù)據(jù)庫83與第3實施例的電子水印嵌入裝置10的量化值對應頻率數(shù)據(jù)庫76相同。
如圖42所示，從塊分割部32向塊單位檢測部80輸入某像素塊(步驟151)，頻率對應檢測值確定部81針對相應的像素塊，按每個頻率求出量化值對應頻率數(shù)據(jù)庫83內的與各量化值對應的頻率的能量，即功率譜。此時，在一個量化值對應多個頻率的情況下，求出與該量化值對應的各個頻率的能量的和。求出具有這樣得到的各頻率的能量中的最大能量的頻率(步驟152)。從量化值對應頻率數(shù)據(jù)庫83中確定與具有最大能量的頻率對應的量化值，并作為與相應的像素塊對應的檢測值進行輸出(步驟153)。然后，檢測值矩陣確定部82將與相應像素塊的位置信息對應的元素設定為上述檢測值(步驟154)。即在步驟154中，針對作為n行m列的矩陣的檢測值矩陣D＝{dij}，將與當前處理中的像素塊的位置信息(m0、n0)對應的元素dm0n0的值設定為檢測值。
通過在塊單位檢測部80中對全部像素塊重復進行上述處理，確定檢測值矩陣的全部元素。電子水印檢測對象圖像和最終的檢測值矩陣的例子與圖21所示的相同。
第3實施例的電子水印檢測裝置30的其它的結構與第1或者第2實施例中說明的結構相同。
(第3實施例的效果)根據(jù)本實施例，由于針對每個像素塊將水印信息作為特定的頻率的波形圖案重疊到原圖像上，所以在檢測時，即使電子水印檢測對象圖像發(fā)生些許幾何變形使得像素塊的切取位置發(fā)生些許偏移，也因多個頻率中的具有較大能量的頻率穩(wěn)定在某種程度，所以能夠進行穩(wěn)定的檢測。
另外，在檢測處理中，由于僅對每個小塊進行幾個頻率的功率譜的計算，所以不需要進行大規(guī)模的2維正交轉換等需要大計算量的處理，從而能夠實現(xiàn)快速的檢測處理。
而且，第2實施例的電子水印檢測裝置，對于利用了在第3實施例中作為例子示出的2值化量化、3值化量化的電子水印嵌入圖像，也能夠進行檢測處理。此時，尤其是在根據(jù)圖像的局部復雜度使嵌入強度值適當變化來進行嵌入時等檢測穩(wěn)定的塊、和因與原來的原圖像圖案的干涉而導致檢測不穩(wěn)定的塊混合在一起的情況下，進行更加側重于來自穩(wěn)定的塊的檢測值的檢測，所以能比第3實施例的檢測更加提高檢測性能。
下面，對本發(fā)明的第4實施例進行說明。第4實施例涉及對以在第1或者第2實施例中說明的方法嵌入的電子水印進行的檢測。在本發(fā)明的第4實施例中，除了下面說明的部分之外，其它都與在第1或第2實施例中說明的結構相同。
圖43示出了本發(fā)明的第4實施例的塊單位檢測部90的結構，圖44示出了其處理流程。如圖43所示，塊單位檢測部90具有頻率對應檢測值確定部91、檢測值矩陣設定部92、和符號對應頻率數(shù)據(jù)庫93。塊單位檢測部90以像素塊為輸入(步驟161)，頻率對應檢測值確定部91求出與電子水印嵌入裝置10內的符號對應頻率數(shù)據(jù)庫相同的符號頻率數(shù)據(jù)庫93內的與各符號對應的頻率的能量，即功率譜(步驟162)。此時，在一個符號對應多個頻率的情況下，求出各個頻率的能量的和。對于這樣得到的2個(與+、-號對應)頻率的能量，從與+符號對應的頻率的能量值中減去與-號對應的頻率的能量值，并將減法運算的結果作為檢測值進行輸出(步驟163)。
然后，檢測值矩陣確定部92針對作為n行m列的矩陣的檢測值矩陣D＝{dij}，將與當前處理中的像素塊的位置信息(m0、n0)對應的元素dm0n0的值設定成檢測值(步驟164)。
通過對全部像素塊重復進行上述處理，確定檢測值矩陣的全部元素。電子水印檢測對象圖像和最終的檢測值矩陣的例子與圖34所示的示例相同。與重疊在對應的像素塊上的頻率圖案對應地確定檢測值矩陣的各元素的符號，其絕對值與從該頻率的能量中減去另一個頻率的能量所得的值對應。
而且，也可以取代上述處理，如圖45所示，對2個(與+、-號對應)頻率的能量的大小進行比較，求出較大能量與較小能量的差的絕對值(步驟173)，從符號對應頻率數(shù)據(jù)庫37中確定與具有較大能量的頻率對應的符號(+或-)，并將該符號與上述頻率能量的差相乘所得的值作為檢測值進行輸出(步驟174)。
(第4實施例的效果)根據(jù)本實施例，與第1、第2實施例相比，通過利用用于嵌入的兩個頻率能量的差作為檢測值的確定方法，得到如下的效果。
在原來的原圖像的圖樣上，具有與用于嵌入的兩個頻率中的一個頻率對應的頻率圖案相當?shù)牟糠?，在該部分作為電子水印而重疊的頻率的波形圖案是與圖樣不同的圖案的情況下，在第2實施例的情況下，由于用較大的絕對值來設定與嵌入符號相反的符號以作為檢測值，所以在進行解擴時成為大的噪音，但在本實施例中，由于是兩個頻率能量的差的絕對值，所以能夠相對地減少噪音的能量，從而實現(xiàn)更加穩(wěn)定的電子水印檢測。
下面，對本發(fā)明的第5實施例進行說明。下面，以與第1～第4的實施例不同的部分為中心進行說明。即，在本發(fā)明的第5實施例中，除了下面說明的部分之外，其它都可以適當?shù)厥褂迷诘?～第4實施例中說明的結構。
圖46示出了本發(fā)明的第5實施例的電子水印檢測裝置內的塊分割部100的結構，圖47示出了其處理流程。如圖46所示，塊分割部100具有區(qū)域分割部101和像素塊切取部102。
參照圖47說明塊分割部100的處理流程。從電子水印檢測裝置10內的圖像輸入部輸入檢測對象圖像(步驟181)，區(qū)域分割部101將檢測對象圖像分割為預先確定的數(shù)目(m個×n個)的分割區(qū)域(步驟182)。然后，如圖48所示，像素塊切取部102從分割區(qū)域的上下左右的端部預定預先確定的余量，例如在上下左右都預留出分割區(qū)域的邊的長度的1/10作為余量，從除去了余量的分割區(qū)域的中心切取像素塊(步驟183)，依次輸出像素塊(步驟184)。對所輸出的像素塊賦予了該像素塊在檢測對象圖像上的位置信息，準確地說是在分割區(qū)域的檢測對象圖像上的位置信息。
(第5實施例的效果)參照圖49說明第5實施例的效果。如圖49所示，根據(jù)本實施例，檢測時的像素塊成為比分割區(qū)域更靠里的區(qū)域。由此即使電子水印檢測對象圖像發(fā)生些許幾何變形使得像素塊的切取位置發(fā)生些許偏移，也能夠降低像素塊跨越原有的像素塊的邊界的概率。即由于不包含重疊了其它頻率圖案的像素，所以與第1～第4的實施例相比，針對些許的幾何變形能夠進行更加穩(wěn)定的檢測。
另外，由于像素塊的尺寸與第1～第4的實施例相比變小，所以能夠降低檢測處理的計算量，實現(xiàn)更加快速的檢測處理。
下面，對本發(fā)明的第6實施例進行說明。下面，以與第1～第5的實施例不同的部分為中心進行說明。即，在本發(fā)明的第6實施例中，除了下面說明的部分之外，其它都可以適當?shù)厥褂迷诘?～第5實施例中說明的結構。
圖50示出了本發(fā)明的第6實施例的電子水印檢測裝置內的塊單位檢測部中的頻率對應檢測值確定部110的結構，圖51示出了其處理流程。
如圖50所示，第6實施例的頻率對應檢測值確定部110具有卷積運算部111、卷積結果絕對值相加部112、檢測值確定部113。另外，頻率對應檢測值確定部110具有與登錄在量化值對應頻率數(shù)據(jù)庫(或者符號對應頻率數(shù)據(jù)庫)中的各頻率對應的卷積算子。下面，參照圖51，對處理流程進行說明。
頻率對應檢測值確定部110以來自電子水印檢測裝置內的塊分割部的像素塊為輸入(步驟191)，首先將各頻率用能量緩沖區(qū)Efk初始化為0(步驟192)。然后，卷積運算部111對像素塊中的各像素施加與各頻率對應的卷積算子，得到卷積結果值(步驟193)。在圖52中示出了卷積算子的例子。
并且，卷積結果絕對值相加部112針對著眼的像素，加上與各頻率用能量緩沖器對應的卷積結果值的絕對值(步驟194)。對像素塊中的所有像素進行該處理(步驟195)。檢測值確定部113根據(jù)其結果選出與取得最大值的能量緩沖器對應的頻率，參照量化值對應頻率數(shù)據(jù)庫(或者符號對應頻率數(shù)據(jù)庫)確定并輸出與該頻率對應的檢測值(步驟196)。
而且，對于某像素塊，可以將針對各頻率求得的上述絕對值的相加值作為例如與第4實施例的各頻率對應的能量值來使用。因此，在第4實施例中，從與+符號對應的頻率的能量值中減去與-號對應的頻率的能量值，在本實施例中，相當于從與+符號對應的頻率所對應的絕對值的相加值中減去與-號對應的頻率所對應的絕對值的相加值。
(第6實施例的效果)根據(jù)本實施例，如圖52所示，對應于各頻率，通過施加比較小的卷積算子來求出頻率能量相當值。這正好相當于進行與頻率對應的方向微分處理。通常在按照定義式求出頻率能量的情況下，必須進行ei0的計算，即三角函數(shù)等一般需要相當?shù)挠嬎懔康奶幚?，但根?jù)本實施例，由于僅需進行單純的基于整數(shù)值的卷積計算，所以可以減輕計算量，與按照定義式求出頻率能量的情況相比能夠實現(xiàn)更快速的檢測處理。
下面，對本發(fā)明的第7實施例進行說明。下面，以與第1～第6的實施例不同的部分為中心進行說明。即，在本發(fā)明的第7實施例中，除了下面說明的部分之外，其它都可以適當?shù)厥褂迷诘?～第6實施例中說明了的結構。
圖53示出了本發(fā)明的第7實施例的電子水印檢測裝置30的結構，圖54示出了其處理流程。在本實施例中，在圖像輸入部31和塊分割部32之間，具有圖像尺寸歸一化部120。參照圖54對第7實施例的電子水印檢測裝置10的處理流程進行說明。
如圖54所示，電子水印檢測裝置30在輸入檢測對象圖像之后(步驟201)，對檢測對象圖像進行擴大/縮小轉換使其成為預先確定的像素數(shù)的圖像尺寸，輸出將圖像尺寸歸一化了的尺寸歸一化檢測對象圖像，然后作為塊分割部32的輸入。此后的處理與第1實施例相同。
(第7實施例的效果)根據(jù)本實施例，在將檢測對象圖像的尺寸歸一化之后進行實際的電子水印檢測處理。一般地，只要歸一化之后的圖像尺寸不特別地大，與圖像的擴大/縮小處理相比其后的電子水印檢測處理更需要計算量。只要歸一化尺寸是大于等于不會使檢測出現(xiàn)問題的尺寸(頻率圖案不被破壞的尺寸)，在計算處理上就沒有問題，所以對輸入一般是進行縮小處理(因為在需要進行擴大的情況下頻率圖案已被破壞不能進行檢測)。因此，通過進行歸一化處理，如果輸入圖像較大則其越大，計算量減少得就越多，與未進行歸一化的情況相比能夠實現(xiàn)更快速的檢測處理。
而且，如在第6實施例中所說明的那樣，在利用卷積運算求頻率能量的情況下，通過將圖像尺寸歸一化來確定頻率圖案的波長，由此可以如圖55所示不是將卷積算子作為單純的方向微分，而是作為考慮了歸一化之后的波長的算子，能夠實現(xiàn)更高精度的頻率能量的測量，所以能夠實現(xiàn)更穩(wěn)定的檢測。
下面，對于本發(fā)明的第8實施例，以與第1～第7的實施例不同的部分為中心進行說明。即，在本發(fā)明的第8實施例中，除了下面說明的部分之外，其它都可以適當?shù)厥褂玫?～第7實施例的結構。在下面的說明中對將本實施例適用于第7實施例的情況進行說明。
圖56示出了本發(fā)明的第8實施例的電子水印檢測裝置30的結構，圖57示出了其處理流程。如圖56所示，在本實施例的電子水印檢測裝置30中，在圖像尺寸歸一化部120和塊分割部32之間，具有預處理濾波處理部121。
在本實施例中，如圖57所示，預處理濾波處理部121對圖像尺寸歸一化部120所輸出的尺寸歸一化檢測對象圖像實施預處理濾波處理(步驟213)，塊分割部32對濾波處理過的尺寸歸一化檢測對象圖像進行塊分割(步驟214)。
優(yōu)選使用能夠使用于嵌入的頻率圖案的頻率通過的帶通濾波器作為用于預處理濾波處理的濾波器。通過帶通濾波器的帶寬限制處理，例如如圖58所示降低了低頻成分。由于原圖像數(shù)據(jù)的圖樣的頻率多為低頻成分，所以能夠降低原圖像數(shù)據(jù)的圖樣對頻率圖案的影響。而且也可以使用對圖像信號數(shù)據(jù)的波形進行微分的微分電路作為預處理濾波處理部。
除了過濾處理，還進行削波處理，由此能夠進一步改善檢測性能。削波處理是指例如如圖59所示，對濾波處理完成圖像的信號波形中的超過預先確定的上限值和下限值的信號部分實施圓滑處理。結果，振幅微弱的信號相對地變強。因此，能夠將濾波處理過的信號的電平抑制在設定值以內，能夠提高頻率圖案的檢測靈敏度。
而且，在將本實施例應用于第1～第6實施例的情況下，省略尺寸歸一化處理部，只要根據(jù)輸入的圖像尺寸相對地確定預處理濾波處理部的帶通濾波器的通過帶寬即可。
(第8實施例的效果)根據(jù)本實施例，通過將檢測對象圖像的尺寸歸一化，對尺寸歸一化檢測對象圖像實施預處理濾波，能夠如上所述減輕原圖像數(shù)據(jù)的圖樣對頻率圖案的影響，提高將電子水印看成信號、將原圖像看成噪音時的S/N比。由此，能夠實現(xiàn)更穩(wěn)定的檢測。
下面，對于本發(fā)明的第9實施例，以與第1～第8的實施例不同的部分為中心進行說明。即，在本發(fā)明的第9實施例中，除了下面說明的部分之外，其它都可以適當?shù)厥褂迷诘?～第8實施例中說明的結構。
在下面的說明中，假設塊分割數(shù)縱橫均為n個，利用的頻率僅為兩種，頻率圖案如圖16那樣假設將一種頻率圖案旋轉90度之后形成另一種頻率圖案。并且，在進行尺寸歸一化處理時，也假定進行具有使被分割的塊成為正方形的縱橫比的歸一化尺寸的指定。
在本發(fā)明的第9實施例中，電子水印檢測裝置的水印信息解擴部130具有本實施例特有的功能。圖60示出了本實施例的水印信息解擴部130的結構，圖61示出了其處理流程。
如圖60所示，本實施例的水印信息解擴部130具有每90度一維化處理部131來取代一維化處理部38，另外，在還具有檢測水印信息選定部135這點上，與圖22所示的第1實施例的水印信息解擴部34等不同。參照圖61，說明本實施例的水印信息解擴部130的處理流程。
水印信息解擴部130以檢測值矩陣為輸入(步驟121)，每90度一維化處理部131如圖62所示分別根據(jù)將檢測值矩陣旋轉0度、90度、180度、270度而得到的矩陣，與第1實施例相同地生成檢測對象序列，將4個檢測對象序列作為檢測對象序列組進行輸出(步驟222)。此時，對于根據(jù)旋轉了90度、270度的檢測值矩陣而得到的檢測對象序列，將通過一維化處理而得到的檢測對象序列的各項的值轉換成不同于與該值對應的頻率圖案的另一種頻率圖案所對應的值。例如，如第1實施例那樣在檢測值的符號與頻率對應的情況下，使檢測值序列的所有項的符號反轉。而且，對于根據(jù)旋轉了0度、180度的檢測值矩陣而得到的檢測對象序列，不特別加以變更。
轉換上述檢測對象序列的項的值的理由如下。如圖63所示，如果將電子水印嵌入圖像作為圖像而旋轉90度并輸入給電子水印檢測裝置30的情況所對應的檢測值矩陣、與根據(jù)未旋轉的圖像而得到的檢測值矩陣相比較，則成為各元素的配置旋轉90度，且各元素的符號反轉的形狀。
首先，配置旋轉90度的理由是通過將圖像旋轉90度，塊的配置也旋轉90度。其次將元素值的符號反轉的理由是由于圖像旋轉90度，重疊在各塊上的頻率圖案也旋轉90度，由此可將其看作不是用于嵌入的頻率圖案的另一種頻率圖案。在基于旋轉90度的電子水印檢測對象圖像來嘗試進行檢測時，如果像上述處理那樣準備好旋轉了-90度、即270度的檢測值矩陣，則該旋轉270度并將符號反轉的檢測值矩陣與根據(jù)未旋轉的電子水印檢測對象圖像而得到的檢測值矩陣一致。
然后，在圖61的步驟223中，解擴部133對檢測對象序列組的各檢測對象序列分別進行解擴，生成4個解碼對象信息，并將其作為解碼對象信息組輸出。
然后糾錯/檢錯解碼部134對解碼對象信息組的各解碼對象信息分別進行糾錯/檢錯解碼處理(步驟224)。并且，如果對4個解碼對象信息進行解碼而得到的結果中存在可以糾正的錯誤，則檢測水印信息選定部135進行錯誤糾正并作為檢測水印信息進行輸出，在對4個解碼對象信息都檢測出不能進行糾正的錯誤的情況下，則輸出表示不能檢測電子水印的信息(步驟225)。
(第9實施例的效果)
根據(jù)本實施例，通過將檢測值矩陣的值按照90度進行旋轉，和(針對90度旋轉、270度旋轉)進行符號反轉，即使在對電子水印檢測對象圖像實施了基于90度的旋轉的情況下，也能進行電子水印的檢測。
在單純地將輸入圖像按照90度進行旋轉而嘗試進行4次檢測的情況下，必須完整地進行4次包含圖像的塊分割、塊內頻率能量測定處理的重復處理，但根據(jù)本實施例，僅需進行1次用于求出檢測值矩陣的圖像的塊分割、塊內頻率能量測定處理，然后只進行檢測值矩陣的操作。一般地，圖像處理的計算由于樣本數(shù)量巨大，所以與樣本數(shù)量相對少的矩陣處理等計算處理相比計算量大(例如只要想象一下電子水印檢測對象圖像是256×256像素，檢測值矩陣是16×16矩陣的情況等即可明白)。由此，能夠通過有效的處理實現(xiàn)與圖像的按照90度旋轉對應的電子水印檢測。
而且，雖然在本實施例中僅示出了按照90度進行旋轉的情況，但根據(jù)同樣的處理，也可以簡單地對應除了圖像的按照90度旋轉以外還進行鏡像轉換(如映在鏡中的像那樣左右反轉)的情況。具體地說，包含將檢測值矩陣的元素的配置進行鏡像轉換來將各元素值的符號反轉的情況，只要進行旋轉角度4種×鏡像轉換有無兩種共8種的檢查即可。另外，雖然示出了對應于頻率圖案互相旋轉90度的兩種例子，但對此也可以通過在求檢測值矩陣時，合起來測量各個頻率圖案旋轉90度的情況下的頻率能量，從而應對更多的頻率圖案的情況。
而且，如第1～第6實施例那樣，即使在沒有進行檢測對象圖像的尺寸歸一化處理的情況下，或者在塊分割數(shù)是像m×n那樣縱橫不同的情況下，如果在進行90度、270度旋轉對應處理時使塊分割的方式為n×m，則也能得到與本實施例相同的效果。
下面，對于本發(fā)明的第10實施例，以與第1～第9的實施例不同的部分為中心進行說明。即，在本發(fā)明的第10實施例中，除了下面說明的部分之外，其它都可以適當?shù)厥褂迷诘?～第9實施例中說明的結構。
圖64示出了本發(fā)明的第10實施例的電子水印檢測裝置30的結構，圖65示出了其處理流程。如圖64所示，本實施例的電子水印檢測裝置30具有檢測值矩陣生成部140來取代圖56所示的電子水印檢測裝置中的塊分割部32和塊單位檢測部33。在本實施例中，圖像輸入部31、圖像尺寸歸一化部120、預處理濾波處理部121、水印信息解擴部34可以使用與第8或者第9實施例的對應部分相同的單元。
如圖65的流程圖所示，在本實施例中，在預處理濾波處理部121中生成濾波處理過的尺寸歸一化檢測對象圖像之后(步驟233)，在檢測值矩陣生成部140中對濾波處理過的尺寸歸一化檢測對象圖像實施與預先確定的頻率對應的濾波，生成與各頻率對應的濾波處理完成圖像組(步驟234)。并且，利用與各頻率對應的濾波處理完成圖像組進行塊切取位置的檢測(步驟235)，輸出與檢測出的塊切取位置對應的檢測值矩陣(步驟236)。最后在水印信息解擴部中得到檢測水印信息(步驟237)。
圖66示出本發(fā)明的第10實施例的檢測值矩陣生成部140的結構，圖67示出其處理流程。
如圖66所示，第10實施例的檢測值矩陣生成部140具有與各頻率對應的濾波處理完成圖像組生成部141、塊切取位置檢測部142、檢測值矩陣構成部143、符號對應頻率數(shù)據(jù)庫144。符號對應頻率數(shù)據(jù)庫144與第1實施例的符號對應頻率數(shù)據(jù)庫相同，但在本實施例中，存儲有與符號對應的f0、f1的頻率。利用圖67說明處理流程。
檢測值矩陣生成部140以濾波處理過的尺寸歸一化檢測對象圖像為輸入(步驟241)，與各頻率對應的濾波處理完成圖像組生成部141利用與預先確定的頻率對應的卷積算子來對濾波處理過的尺寸歸一化圖像數(shù)據(jù)進行卷積運算，生成具有頻率的種類那么多的數(shù)量的濾波處理完成圖像，將這些作為與各頻率對應的濾波處理完成圖像組進行輸出(步驟242)。
然后，塊切取位置檢測部142進行塊切取位置的搜索，檢測出塊切取位置(步驟243)。并且，檢測值矩陣構成部143構成并輸出與檢測出的塊切取位置對應的檢測值矩陣(步驟244)。下面對各部的處理進行更詳細的說明。
圖68是用于說明與各頻率對應的濾波處理完成圖像組生成部141的處理的圖。由于在本實施例中預先確定的頻率是f0、f1兩種，所以根據(jù)濾波處理過的尺寸歸一化檢測對象圖像生成2個濾波處理完成圖像。即如圖68所示，通過利用與各個頻率對應的卷積算子，一邊對濾波處理過的尺寸歸一化檢測對象圖像的各像素依次掃描一邊進行卷積運算，生成2個與2個頻率對應的濾波處理完成圖像。此時，如圖68所示，在與卷積算子對應的頻率和嵌入時的頻率圖案一致的濾波處理完成圖像的塊區(qū)域中，出現(xiàn)具有大的絕對值的值，在不一致的情況下出現(xiàn)具有小的絕對值的值(在圖中，明表示+的大的絕對值的值，暗表示-的大的絕對值的值)。由于可以認為卷積運算進行部分的相關運算，因此如果考慮到為相同圖案時取具有大的絕對值的相關值，為不同圖案時取具有小的絕對值的相關值的情況，則這是很清楚的。將這些2個濾波處理完成圖像作為與各頻率對應的濾波處理完成圖像組進行輸出。而且，在進行卷積運算時，在圖像的端點等不能參照像素值的情況下，將像素值假設為0來進行運算等，利用與情況相應的適當?shù)姆椒ㄟM行計算。
下面對塊切取位置檢測部142進行更詳細的說明。圖69示出了塊切取位置檢測部142的結構，圖70示出了其處理流程。
如圖69所示，塊切取位置檢測部142具有搜索位置設定部145、塊切取位置響應值計算部146、塊切取位置響應值緩沖器147和塊切取位置確定部148。下面參照圖70說明處理流程。
塊切取位置檢測部142以與各頻率對應的濾波處理完成圖像組為輸入(步驟251)，搜索位置設定部145生成預先設定的搜索范圍中的搜索位置信息(ox、oy)(步驟252)。然后，塊切取位置響應值計算部146求出將搜索位置信息所表示的坐標假定為塊切取位置時的塊切取位置響應值(步驟253)。
使所求出的塊切取位置響應值與對應的搜索位置信息成為一組并存儲到塊切取位置響應值緩沖器中(步驟254)。對被包含在預先確定的搜索范圍內的全部搜索位置進行該處理(步驟255)。最后，塊切取位置確定部148將具有最大的塊切取位置響應值的搜索位置信息作為檢測出的塊切取位置信息進行輸出(步驟256)。
圖71示出了上述的搜索位置信息的例子。搜索范圍是具有某種大小的以濾波處理過的尺寸歸一化檢測對象圖像的左上端點(由于與各頻率對應的濾波處理完成圖像組的各圖像也是同樣大小，所以也是它們的左上端點)為中心的附近區(qū)域，依次選擇被包含在該附近區(qū)域的坐標(ox、oy)作為搜索位置信息。例如在設濾波處理過的尺寸歸一化檢測對象圖像的左上端點坐標為(0、0)的情況下，搜索位置(ox、oy)被選擇作為包含在以使得SΩRT(Oo2+oy2)＜r成立的原點為中心的、半徑為r的圓內的區(qū)域中的坐標點(SQRT(·)表示平方根)。即使在輸入時的電子水印檢測對象圖像與原來的電子水印嵌入圖像發(fā)生些許位置偏差的情況下，如果在附近區(qū)域內有正確的塊切取位置，則當搜索位置與正確的塊切取位置一致時，如果使用使塊切取位置響應值成為比其它搜索位置大的值的響應值算出方法，則能夠檢測出正確的塊切取位置。第10實施例的塊切取位置檢測部142的切取位置響應值計算部146基于這種想法構成。下面，對切取位置響應值計算部146進行說明。
圖72示出了本發(fā)明的第10實施例的塊切取位置響應值計算部146的結構，圖73示出了其處理流程。如圖72所示，切取位置響應值計算部146具有塊分割部150、像素絕對值和計算部151、最大絕對值和判定部152、最大絕對值和相加部153。參照圖73對切取位置響應值計算部146的處理流程進行說明。
切取位置響應值計算部146以與各頻率對應的濾波處理完成圖像組和搜索位置信息為輸入(步驟261)。另外，預先對最大絕對值和相加部153的值進行初始化(步驟262)。
塊分割部150對與各頻率對應的濾波處理完成圖像組中的各濾波處理完成圖像進行將搜索位置信息所表示的坐標作為塊切取位置的情況下的塊分割，依次取得與在相同塊位置的各濾波處理完成圖像對應的像素塊組(步驟263)。然后，像素絕對值和計算部151針對與在相同塊位置的各濾波處理完成圖像對應的像素塊組中的各像素塊，計算像素塊中的像素值的絕對值的和，得到與各像素塊對應的像素絕對值和組(步驟264)。
然后，最大絕對值和判定部152在與各像素塊對應的像素絕對值和組中選擇取最大值的那一個，并取得該值作為最大絕對值和(步驟265)。最后，最大絕對值和相加部153在初始值為0的S上加上最大絕對值和(步驟266)。對通過塊分割取得的所有與各濾波處理完成圖像對應的像素塊組重復進行從所述像素絕對值和計算部151到最大絕對值和判定部152的處理(步驟267)，將作為其結果而得到的S作為切取位置響應值而進行輸出(步驟268)。
圖74是用于說明上述塊分割部150的處理的圖。塊分割部150以與各頻率對應的濾波處理完成圖像組和搜索位置信息為輸入，對與各頻率對應的濾波處理完成圖像組中的各濾波處理完成圖像進行將搜索位置信息所表示的坐標作為塊切取位置的情況下的塊分割，依次輸出與在相同塊位置的各濾波處理完成圖像對應的像素塊組。像素塊的尺寸與將各濾波處理完成圖像(全部具有相同尺寸)用預先確定的塊個數(shù)進行分割的情況相當。在根據(jù)搜索位置信息所表示的坐標進行塊分割時，在參照圖像尺寸外的像素的情況下，設相應像素值為0等，利用適當?shù)姆椒嫵上袼貕K。
圖75是說明上述的像素絕對值和計算部151的處理的圖。如上所述，像素絕對值和計算部151以與各濾波處理完成圖像對應的像素塊組為輸入，對于各個像素塊，計算包含于其中的像素值的絕對值的總和，將結果作為與各像素塊對應的像素絕對值和組進行輸出。該處理相當于在各像素塊生成時計算對應的頻率的能量。
下面對在搜索位置信息所表示的坐標是正確的塊切取位置的情況下通過具有上述結構的切取位置響應值計算部146輸出大的值的理由進行說明。在如圖74那樣進行塊切取的情況下，在搜索位置信息較大地偏離塊分割位置的情況下，切取得到的各像素塊偏離電子水印嵌入時的塊分割的位置，所以在像素塊中包含在嵌入時所重疊的頻率圖案以外的像素區(qū)域。因此，所重疊的頻率的能量的值與正確地進行了塊切取的情況相比較小。另外，如果搜索位置和塊分割位置沒有大的偏離，則各塊值中具有最大能量的頻率與嵌入時所重疊的頻率圖案所對應的頻率相同(取決于重疊頻率圖案在像素塊中占有的面積)。
由此，如果偏離量小于等于塊的縱橫尺寸的一半，則在搜索位置信息所表示的坐標是大致正確的塊切取位置的情況下，各像素塊的最大頻率能量值即最大絕對值和成為大的值，結果作為最大絕對值和的總和的塊切取位置響應值也成為大的值。在這里，稱為“大致”正確的情況的理由是，如圖76所示，在檢測對象圖像中，在不是單純的平行移動，而是產(chǎn)生了些許的擴大/縮小的情況下，并不是在正確的塊切取位置得到最大的切取位置響應值，但即使在那種情況下，在對塊整體來進行評價時，也存在在能取得最大頻率能量的切取位置得到最大的切取位置響應值的情況。即使在這種情況下，如果擴大/縮小的程度很小，那么在各像素塊中具有最大的能量的頻率也與嵌入時所重疊的頻率圖案所對應的頻率大致一致，所以能夠利用水印信息解擴部得到正確的檢測水印信息。同時，由于在對像素塊整體進行評價時搜索塊切取位置，以得到最大的頻率能量，所以使得嵌入時的頻率圖案的檢測增益最高，與不進行搜索的情況相比更能提高容忍性。
下面對第10實施例的檢測值矩陣生成部140的檢測值矩陣構成部143進行更詳細的說明。圖77示出了檢測值矩陣構成部143的結構，圖78示出了其處理流程。
如圖77所示，檢測值矩陣構成部143具有塊分割部155、像素絕對值和計算部156、最大能量頻率判定部157、檢測值矩陣元素值設定部158。參照圖78和圖79對檢測值矩陣構成部143的處理流程進行說明。
檢測值矩陣構成部143以與各頻率對應的濾波處理完成圖像組和由塊切取位置檢測部142確定的塊切取位置信息為輸入(步驟281)。塊分割部155對與各頻率對應的濾波處理完成圖像組中的各濾波處理完成圖像進行將塊切取位置信息所表示的坐標作為塊切取位置的情況下的塊分割，依次生成與在相同塊位置的各濾波處理完成圖像對應的像素塊組(步驟282)。
然后，像素絕對值和計算部156輸入與各濾波處理完成圖像對應的像素塊組，針對各個像素塊，計算包含于其中的像素值的絕對值的總和，將結果作為與各像素塊對應的像素絕對值和組進行輸出(步驟283)。而且，檢測值矩陣構成部143內的塊分割部155和像素絕對值和計算部156的處理與切取位置響應值計算部146的塊分割部150和像素絕對值和計算部151完全相同。
然后，最大能量頻率判定部157判定與各像素塊對應的像素絕對值和組之中取最大值時的像素塊是從與哪一個頻率對應的濾波處理完成圖像中得到的塊(步驟284)，將對應的頻率作為具有最大能量的頻率進行輸出。最后，在檢測值矩陣元素值設定部158中，根據(jù)符號對應頻率數(shù)據(jù)庫144確定與具有最大能量的頻率對應的符號(-或者+)，設定-1或者+1作為與塊位置相當?shù)臋z測值矩陣的元素值(步驟285)。而且，這些是在這部分與第1實施例相同的情況，但也可以使之與其它實施例相同。另外，也可以將在最大像素絕對值上附加該符號的值作為檢測值矩陣的元素值。
對所有塊位置重復進行從所述像素絕對值和計算部156到檢測值矩陣元素值設定部158的處理(步驟286)，將其結果作為檢測值矩陣進行輸出(步驟287)。
利用圖79更具體地說明檢測值矩陣構成部143的處理流程。圖79示出了利用了頻率f0和f1兩種頻率的方法。以與塊切取位置信息對應的坐標為塊切取位置分別對與各頻率對應的濾波處理完成圖像組中的濾波處理完成圖像進行塊分割，生成與各濾波處理完成圖像對應的像素塊組，在每個塊位置，求出像素塊組中的各像素塊的像素值的絕對值和，判定取最大像素絕對值和的像素塊是從與哪一個頻率對應的濾波處理完成圖像中得到的塊，得到與各濾波處理完成圖像對應的頻率作為最大能量頻率。然后從符號對應頻率數(shù)據(jù)庫中確定與最大能量頻率對應的符號，并設定值(-1或者1)作為與檢測值矩陣的塊位置對應的元素值。
(第10實施例的效果)根據(jù)本實施例，即使檢測對象圖像從原來的電子水印嵌入圖像的狀態(tài)偏離些許位置，處于受到擴大/縮小的影響的狀態(tài)下，基于在實施例中說明的理由，也能夠更穩(wěn)定地得到正確的檢測水印信息。
另外，在本實施例中，雖然對與第1、第2實施例相同地使用符號對應頻率數(shù)據(jù)庫進行電子水印的嵌入、檢測的情況進行了說明，但也同樣可以應用于如第3實施例那樣，使用量化值對應頻率數(shù)據(jù)庫進行電子水印的嵌入、檢測的情況。
另外，根據(jù)本實施例，即使檢測對象圖像從原來的電子水印嵌入圖像的狀態(tài)偏離些許位置，在受到擴大/縮小的影響的狀態(tài)下進行檢測時，與進行一邊打亂輸入圖像一邊每次對塊分割所得到的塊測量各頻率能量的處理的單純的方法相比，由于僅進行一次與各頻率的能量測量相當?shù)臑V波處理即可，在搜索塊切取位置時僅需重復進行與搜索位置對應的塊分割并計算該塊中的像素值的絕對值和的處理，所以能夠以高效的處理來實現(xiàn)電子水印檢測。
下面，對于本發(fā)明的第11實施例，以與第1～第10的實施例不同的部分為中心進行說明。即，在本發(fā)明的第11實施例中，除了下面說明的部分之外，其它都可以適當?shù)厥褂迷诘?～第10實施例的結構。
圖80示出了本發(fā)明的第11實施例的電子水印檢測裝置的水印信息解擴部160的結構，圖81示出了其處理流程。如圖80所示，第11實施例的水印信息解擴部160與第1實施例等中的水印信息解擴部結構相同，但解擴部163和糾錯/檢錯解碼部164的處理內容不同。參照圖81說明處理流程。
水印信息解擴部160以檢測值矩陣為輸入(步驟291)，在一維化處理部161中將檢測值矩陣轉換為長度為m×n的一維序列的檢測對象序列(步驟292)。該轉換步驟基于與電子水印嵌入裝置的嵌入項選定部同樣的規(guī)則。例如，如果應用和前述的嵌入項選定部相同的規(guī)則，則如圖24所示，設定檢測值矩陣的(m0、n0)元素作為檢測對象序列的項di(i＝m0+n0×m(m是x方向總塊數(shù)))。
然后解擴部163利用偽隨機數(shù)列對檢測對象序列進行解擴，得到解碼對象信息。使用與電子水印嵌入裝置相同的偽隨機數(shù)生成器162生成偽隨機數(shù)列。
作為具體的解擴方法，對應于嵌入時的擴展方法可以使用如下的方法(下面的(A)～(C)分別對應嵌入時的擴展方法(A)～(C))(A)在檢測對象序列為{di}(i＝0～mn-1)，設偽隨機數(shù)列為{ri}(i＝0～mn-1)時，如下求出解碼對象信息(設為S比特){ck}(k＝0～S-1)。求出Cork＝(∑(i＝0～mn-1)∩(i％S＝k)(di×ri))/SQRT(∑(i＝0～mn-1)∩(i％S＝k)di2)(k＝0～S-1)如下確定比特值Cork＞＝0→ck＝“1”Cork＜0→ck＝“0”其中設ri是等于1或-1的隨機數(shù)列。另外x％y表示將x除以y時的余數(shù)，SQRT(·)表示平方根。
(B)在檢測對象序列為{di}(i＝0～mn-1)，生成兩種偽隨機數(shù)列且分別設為{r1i}(i＝0～mn-1)、{r2i}(i＝0～mn-1)時，如下求出解碼對象信息(設為S比特){ck}(k＝0～S-1)。首先利用{r1i}與嵌入時同樣地生成用于置換的數(shù)組{pi}。然后，求出Cork＝(∑(i＝0～mn-1)∩(pi％S＝k)(dpi×r2pi))/SQRT(∑(i＝0～mn-1)∩(i％S＝k)dpi2)(k＝0～S-1)如下確定比特值Cork＞＝0→ck＝“1”Cork＜0→ck＝“0”其中r2i是等于1或-1的隨機數(shù)列。另外x％y表示將x除以y時的余數(shù)。SQRT(·)表示平方根。
(C)在檢測對象序列為{di}(i＝0～mn-1)，將偽隨機數(shù)列設為{ri}(i＝0～mn-1)時，如下求出解碼對象信息(設為S比特){ck}(k＝0～S-1)。求出Cork＝(∑(i＝0～mn-1)(di×r(i+k)％mn))/SQRT(∑(i＝0～mn-1)di2)(k＝0～S-1)如下確定比特值
Cork＞＝0→ck＝“1”Cork＜0→ck＝“0”其中ri是等于1或-1的隨機數(shù)列。另外x％y表示將x除以y時的余數(shù)，SQRT(·)表示平方根。
另外，在解擴部163中，和解碼對象信息一起生成電子水印有無指標值(步驟293)。這是表示通過解擴得到的解碼對象信息的檢測信號強度的指標值，在上述的(A)、(B)、(C)的例子中，例如如下地算出電子水印有無指標值E。
E＝∑(k＝0～S-1)|Cork|最后，在糾錯/檢錯解碼部164中，判斷電子水印有無指標值是否大于等于預先確定的閾值(步驟294)，在電子水印有無指標值為小于預先確定的閾值的值的情況下，輸出表示不能檢測電子水印的信息(步驟296)。在電子水印有無指標值為大于等于預先確定的閾值的值的情況下，對解碼對象信息進行糾錯/檢錯解碼，得到檢測水印信息(步驟295)。此時，在檢測出解碼對象信息中的錯誤的情況下，如果可以糾正，則進行糾正并作為檢測水印信息輸出，在檢測出不能進行糾正的錯誤的情況下，輸出表示不能檢測電子水印的信息。
(第11實施例的效果)根據(jù)本實施例，在嘗試從未嵌入有電子水印、或者偏差大到不能檢測出電子水印信號的程度的檢測對象圖像中檢測出電子水印的情況下，能夠避免誤將錯誤的檢測水印信息判定為“正確”的檢測，能夠實現(xiàn)檢測水印信息的可靠性的提高。
利用圖82對本實施例的電子水印有無指標值的例子有效地工作的理由進行說明。圖82的(1)示出了能夠正確地進行電子水印的檢測的情況下的Cork的取值。(2)示出了因給出了未嵌入有電子水印、或者偏差大到不能檢測出電子水印信號的程度的檢測對象圖像的情況等，從而不能夠正確地進行電子水印的檢測的情況下的Cork的取值。如圖82(1)所示，在能夠正確地進行檢測的情況下，用于嵌入的隨機數(shù)列和從檢測對象圖像中得到的檢測對象序列之間的相關值高，所以各Cork的絕對值成為大的值，相反在不能夠正確地進行檢測的情況下，各Cork的絕對值成為小的值。另外，在本實施例的上述解擴的例子(A)、(B)、(C)中，由于總是在把檢測對象序列的規(guī)范(norm)歸一化之后計算與隨機數(shù)列的相關，所以即使在不同的檢測對象圖像、嵌入不同的水印信息的情況下也能進行相同尺度的評價。如上所述，如圖82的右側所示，作為Cork的絕對值和的電子水印有無指標值E在(1)的情況下成為大的值，(2)的情況成為小的值。因此，可以利用預先確定的閾值α，判定能否正確地進行電子水印檢測。另外，在利用糾錯碼對檢測水印信息的一部分進行糾錯時，一般在糾錯碼中產(chǎn)生超過糾正能力的錯誤的情況下，有發(fā)生誤糾正(糾正為錯誤的符號)的危險，但像本實施例這樣通過與電子水印有無指標值的閾值判定組合在一起進行，能夠避免誤糾正的問題。
而且，在本實施例中，以如下的形式進行處理，即首先對電子水印有無指標值進行閾值判定，在小于閾值的情況下輸出表示不能檢測電子水印的信息并結束處理，在大于等于閾值的情況下進行糾錯/檢錯解碼，在為可糾正的錯誤的情況下進行糾正并輸出檢測水印信息，結束處理，在檢測出不能糾正的錯誤的情況下輸出表示不能檢測電子水印的信息并結束處理，并且以電子水印有無指標值的閾值判定->基于糾錯/檢錯解碼處理的錯誤判定這樣的流程來進行處理，但也可以按相反順序進行。具體地講，也可以通過如下的流程進行處理，即首先通過糾錯/檢錯解碼處理，在檢測出不能糾正的錯誤的情況下輸出表示不能檢測電子水印的信息并結束處理，在為可糾正的錯誤的情況下進行糾正并生成檢測水印信息，然后對電子水印有無指標值進行閾值判定，在小于閾值的情況下輸出表示不能檢測電子水印的信息并結束處理，在大于等于閾值的情況下輸出前面求出的檢測水印信息并結束處理。
而且，在本實施例中說明的裝置也可以通過將用于實現(xiàn)相應裝置的功能的程序加載到計算機上來實現(xiàn)。該程序可以存儲在CD-ROM、存儲器等存儲介質上進行發(fā)布，也可以通過網(wǎng)絡進行發(fā)布。
而且，本發(fā)明不限于上述的實施方式，在權利要求的范圍內可以進行各種變更、應用。
權利要求
1.一種電子水印嵌入裝置，在圖像中嵌入電子水印信息，其特征在于，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；電子水印信息擴展單元，其通過擴展所輸入的電子水印信息，取得長度與所分割的像素塊數(shù)相對應的嵌入序列；塊單位嵌入單元，其根據(jù)與一個像素塊在所述圖像中的位置相對應的嵌入序列的項值，從預先確定的多個頻率中選擇至少一個頻率，按照嵌入強度值放大與所選擇的頻率對應的波形圖案的振幅，將振幅放大后的波形圖案重疊到所述一個像素塊上；圖像輸出單元，其輸出通過所述塊單位嵌入單元向各像素塊重疊了波形圖案的圖像。
2.根據(jù)權利要求1所述的電子水印嵌入裝置，所述塊單位嵌入單元對所述嵌入序列的項值進行量化，根據(jù)該量化的值，選擇所述至少一個頻率。
3.根據(jù)權利要求1所述的電子水印嵌入裝置，所述塊單位嵌入單元根據(jù)所述嵌入序列的項值的符號，選擇所述至少一個頻率。
4.根據(jù)權利要求3所述的電子水印嵌入裝置，所述塊單位嵌入單元對與所述選擇的頻率對應的所述波形圖案的振幅，除了按照所述嵌入強度值進行放大外，還利用所述嵌入序列的項值的絕對值進行放大。
5.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，確定在與+號和-號對應的兩種頻率的能量中具有較大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的符號，求出與該符號對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測部所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
6.根據(jù)權利要求5所述的電子水印檢測裝置，其中，與所述符號對應的值是1或者-1。
7.根據(jù)權利要求5所述的電子水印檢測裝置，其中，與所述符號對應的值是將該符號賦予所述較大能量的值而得到的值。
8.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測部，其對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測單元所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
9.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量差的絕對值，確定兩種頻率的能量中具有較大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的符號，求出將該符號賦予所述差的絕對值而得到的值，作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測單元所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
10.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大的能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測單元所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
11.根據(jù)權利要求5～10中任意一項所述的電子水印檢測裝置，其中，所述塊單位檢測單元通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像中的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣中的元素的值，求出檢測值矩陣，所述水印信息解擴單元從該檢測值矩陣中得到所述檢測值的列。
12.根據(jù)權利要求5～11中任意一項所述的電子水印檢測裝置，其中，所述水印信息解擴單元對所述檢測值的列進行解擴，取得表示電子水印的有無的指標值和通過解擴得到的信息，在表示電子水印有無的指標值小于預先確定的閾值的情況下，輸出表示不能檢測電子水印的信息，在大于等于閾值的情況下，輸出通過所述解擴得到的信息作為檢測出的所述電子水印信息。
13.一種在圖像中嵌入電子水印信息的電子水印嵌入裝置中的電子水印嵌入方法，其特征在于，具有塊分割步驟，將所輸入的圖像分割為多個像素塊；電子水印信息擴展步驟，通過擴展所輸入的電子水印信息，取得長度與所分割的像素塊數(shù)對應的嵌入序列；塊單位嵌入步驟，根據(jù)與一個像素塊在所述圖像中的位置相對應的嵌入序列的項值，從預先確定的多個頻率中選擇至少一個頻率，按照嵌入強度值放大與所選擇的頻率對應的波形圖案的振幅，將振幅放大后的波形圖案重疊到所述一個像素塊上；圖像輸出步驟，通過重復所述塊單位嵌入步驟，在各像素塊上重疊波形圖案，輸出對各像素塊重疊了波形圖案后的圖像。
14.根據(jù)權利要求13所述的電子水印嵌入方法，其中，所述塊單位嵌入步驟具有如下的步驟對對所述嵌入序列的項值進行量化，根據(jù)該量化的值，選擇所述至少一個頻率。
15.根據(jù)權利要求13所述的電子水印嵌入方法，其中，所述塊單位嵌入步驟具有如下的步驟根據(jù)所述嵌入序列的項值的符號，選擇所述至少一個頻率。
16.根據(jù)權利要求15所述的電子水印嵌入方法，其中，所述塊單位嵌入步驟具有如下的步驟對與所述選擇的頻率對應的所述波形圖案的振幅，除了按照所述嵌入強度值進行放大外，還利用所述嵌入序列的項值的絕對值進行放大。
17.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有塊分割步驟，將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，確定在與+號和-號對應的兩種頻率的能量中具有較大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的符號，求出與該符號對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復進行所述塊單位檢測步驟而得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
18.根據(jù)權利要求17所述的電子水印檢測方法，其中，與所述符號對應的值是1或者-1。
19.根據(jù)權利要求17所述的電子水印檢測方法，其中，與所述符號對應的值是將該符號賦予所述較大能量的值而得到的值。
20.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有塊分割步驟，將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復所述塊單位檢測步驟而得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
21.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有塊分割步驟，將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量差的絕對值，確定在兩種頻率的能量中具有較大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的符號，求出將該符號賦予所述差的絕對值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復所述塊單位檢測步驟而得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
22.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有塊分割步驟，將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復所述塊單位檢測步驟而得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
23.根據(jù)權利要求17～22中任意一項所述的電子水印檢測方法，其中，所述塊單位檢測步驟具有如下的步驟通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像中的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣中的元素的值，求出檢測值矩陣，所述水印信息解擴步驟具有如下的步驟從該檢測值矩陣中得到所述檢測值的列。
24.根據(jù)權利要求17～23中任意一項所述的電子水印檢測方法，其中，所述水印信息解擴步驟具有如下的步驟對所述檢測值的列進行解擴，取得表示電子水印的有無的指標值和通過解擴得到的信息，在表示電子水印有無的指標值小于預先確定的閾值的情況下，輸出表示不能檢測電子水印的信息，在大于等于閾值的情況下，輸出通過所述解擴得到的信息作為所檢測出的所述電子水印信息。
25.一種使計算機執(zhí)行權利要求13～16中任意一項所述的電子水印嵌入方法的各步驟的程序。
26.一種存儲了權利要求25所述的程序的計算機可讀存儲介質。
27.一種使計算機執(zhí)行權利要求17～24中任意一項所述的電子水印檢測方法的各步驟的程序。
28.一種存儲了權利要求27所述的程序的計算機可讀存儲介質。
29.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個分割區(qū)域，在各分割區(qū)域中，取得由位于與該分割區(qū)域的端部距離預定尺寸的內側的區(qū)域形成的像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測單元所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
30.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個分割區(qū)域，在各分割區(qū)域中，取得由位于與該分割區(qū)域的端部距離預定尺寸的內側的區(qū)域形成的像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測單元所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
31.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，對于與+號和-號對應的兩種頻率中的各頻率，將與頻率對應的定向卷積算子應用于所述一個像素塊中的各像素，求出所得到的值的絕對值的相加值，求出與+號對應的頻率所對應的絕對值的相加值減去與-號對應的頻率所對應的絕對值的相加值而得到的值，作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測單元所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
32.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測單元所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息，所述塊單位檢測單元在確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率時，對于所述多個頻率中的各頻率，將與頻率對應的定向卷積算子應用于所述一個像素塊中的各像素，求出所得到的值的絕對值的相加值，確定與所述多個頻率對應的相加值中的最大相加值所對應的頻率，作為所述具有最大能量的頻率。
33.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有圖像尺寸轉換單元，其將所輸入的圖像轉換為預先確定的尺寸的圖像，得到轉換圖像；塊分割單元，其將所述轉換圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測單元所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
34.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有圖像尺寸轉換單元，其將所輸入的圖像轉換為預先確定的尺寸的圖像，得到轉換圖像；塊分割單元，其將所述轉換圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，對于與+號和-號對應的兩種頻率中的各頻率，將適合于所述轉換圖像的尺寸并且與頻率對應的定向卷積算子應用于所述一個像素塊中的各像素，求出所得到的值的絕對值的相加值，求出與+號對應的頻率所對應的絕對值的相加值減去與-號對應的頻率所對應的絕對值的相加值而得到的值，作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測單元所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
35.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有圖像尺寸轉換單元，其將所輸入的圖像轉換為預先確定的尺寸的圖像，得到轉換圖像；塊分割單元，其將所述轉換圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測單元所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
36.根據(jù)權利要求35所述的電子水印檢測裝置，其中，所述塊單位檢測單元在確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率時，對于所述多個頻率中的各頻率，將與頻率對應并且適合于所述轉換圖像的尺寸的定向卷積算子應用于所述一個像素塊中的各像素，求出所得到的值的絕對值的相加值，確定與所述多個頻率對應的相加值中的最大相加值所對應的頻率，作為所述具有最大能量的頻率。
37.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有預處理濾波處理單元，其對所輸入的圖像實施減少低頻成分的預處理濾波處理，得到濾波處理完成圖像；塊分割單元，其將濾波處理完成圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測單元所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
38.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有預處理濾波處理單元，其對所輸入的圖像實施減少低頻成分的預處理濾波處理，得到濾波處理完成圖像；塊分割單元，其將濾波處理完成圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴單元，其通過對所述塊單位檢測單元所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
39.根據(jù)權利要求37或37所述的電子水印檢測裝置，還具有圖像尺寸轉換單元，該圖像尺寸轉換單元在實施所述預處理濾波處理之前將所輸入的圖像轉換為預先確定的尺寸的圖像，得到轉換圖像，所述預處理濾波處理單元對所述轉換圖像實施預處理濾波處理，得到濾波處理完成圖像。
40.根據(jù)權利要求37～39中任意一項所述的電子水印檢測裝置，所述預處理濾波處理單元還進行削波處理，使所述濾波處理完成圖像的波形的振幅大小處于預先確定的值以內。
41.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有塊分割步驟，將所輸入的圖像分割為多個分割區(qū)域，在各分割區(qū)域中，取得由位于與該分割區(qū)域的端部距離預定尺寸的內側的區(qū)域形成的像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，求出與+號和與-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復所述塊單位檢測步驟而得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
42.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有塊分割步驟，將所輸入的圖像分割為多個分割區(qū)域，在各分割區(qū)域中，取得由位于與該分割區(qū)域的端部距離預定尺寸的內側的區(qū)域形成的像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復所述塊單位檢測步驟而得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
43.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有塊分割步驟，將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，對于與+號和-號對應的兩種頻率中的各頻率，將與頻率對應的定向卷積算子應用于所述一個像素塊中的各像素，求出所得到的值的絕對值的相加值，求出與+號對應的頻率所對應的絕對值的相加值減去與-號對應的頻率所對應的絕對值的相加值而得到的值，作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復所述塊單位檢測步驟而得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
44.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有塊分割步驟，將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復所述塊單位檢測步驟而得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息，所述塊單位檢測步驟在確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率時，對于所述多個頻率中的各頻率，將與頻率對應的定向卷積算子應用于所述一個像素塊中的各像素，求出所得到的值的絕對值的相加值，確定與所述多個頻率對應的相加值中的最大相加值所對應的頻率，作為所述具有最大能量的頻率。
45.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有圖像尺寸轉換步驟，將所輸入的圖像轉換為預先確定的尺寸的圖像，得到轉換圖像；塊分割步驟，將所述轉換圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復所述塊單位檢測步驟而得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
46.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有圖像尺寸轉換步驟，將所輸入的圖像轉換為預先確定的尺寸的圖像，得到轉換圖像；塊分割步驟，將所述轉換圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，對于與+號和-號對應的兩種頻率中的各頻率，將適合于所述轉換圖像的尺寸并且與頻率對應的定向卷積算子應用于所述一個像素塊中的各像素，求出所得到的值的絕對值的相加值，求出與+號對應的頻率所對應的絕對值的相加值減去與-號對應的頻率所對應的絕對值的相加值而得到的值，作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復所述塊單位檢測步驟而得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
47.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有圖像尺寸轉換步驟，將所輸入的圖像轉換為預先確定的尺寸的圖像，得到轉換圖像；塊分割步驟，將所述轉換圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復所述塊單位檢測步驟而得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
48.根據(jù)權利要求47所述的電子水印檢測方法，所述塊單位檢測步驟具有如下的步驟在確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率時，對于所述多個頻率中的各頻率，將與頻率對應并且適合于所述轉換圖像的尺寸的定向卷積算子應用于所述一個像素塊中的各像素，求出所得到的值的絕對值的相加值，確定與所述多個頻率對應的相加值中的最大相加值所對應的頻率，作為所述具有最大能量的頻率。
49.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有預處理濾波處理步驟，對所輸入的圖像實施減少低頻成分的預處理濾波處理，得到濾波處理完成圖像；塊分割步驟，將濾波處理完成圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復所述塊單位檢測步驟而得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
50.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有預處理濾波處理步驟，對所輸入的圖像實施減少低頻成分的預處理濾波處理，得到濾波處理完成圖像；塊分割步驟，將濾波處理完成圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值；水印信息解擴步驟，通過對重復所述塊單位檢測步驟所得到的與所述多個像素塊對應的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入到所述圖像中的電子水印信息。
51.根據(jù)權利要求49或50所述的電子水印檢測方法，還具有圖像尺寸轉換步驟，在實施所述預處理濾波處理之前，將所輸入的圖像轉換為預先確定的尺寸的圖像，得到轉換圖像，在所述預處理濾波處理步驟中，對所述轉換圖像實施預處理濾波處理，得到濾波處理完成圖像。
52.根據(jù)權利要求49～51中任意一項所述的電子水印檢測方法，所述預處理濾波處理步驟包含削波處理步驟，使所述濾波處理完成圖像的波形的振幅大小處于預先確定的值以內。
53.一種使計算機執(zhí)行權利要求41～52中任意一項所述的電子水印檢測方法的各步驟的程序。
54.一種存儲了權利要求53所述的程序的計算機可讀存儲介質。
55.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值，通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像中的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣中的元素的值，來求出檢測值矩陣；水印信息解擴單元，其生成將所述檢測值矩陣的元素排列旋轉0度、90度、180度、270度而得到的4個矩陣，反轉由旋轉90度、270度而得到的各矩陣的所有元素值的符號，輸出對從4個矩陣分別得到的檢測值的列進行解擴而得到的信息組中的可靠性最高的信息，作為檢測電子水印信息。
56.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測單元，其對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值，通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣中的元素的值，來求出檢測值矩陣；水印信息解擴單元，其生成將所述檢測值矩陣的元素排列旋轉0度、90度、180度、270度而得到的4個矩陣，反轉由旋轉90度、270度而得到的各矩陣的所有元素值的符號，輸出對從4個矩陣分別得到的檢測值的列進行解擴而得到的信息組中的可靠性最高的信息，作為檢測電子水印信息。
57.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有各頻率濾波處理完成圖像組生成單元，其對所輸入的圖像實施基于與+號和-號對應的兩種頻率所對應的各卷積算子的卷積處理，得到與各頻率對應的濾波處理完成圖像組；搜索位置設定單元，其設定預先確定的搜索范圍內的一個坐標；塊切取位置響應值計算單元，其對與所述各頻率對應的濾波處理完成圖像組中的各圖像進行將所述一個坐標視為塊切取位置的塊分割，從與各頻率對應的各圖像中取得與同一塊位置對應的像素塊組，對于與該一個塊位置對應的所述像素塊組中的各像素塊，求出像素塊中的全部像素的像素值的絕對值之和，得到像素絕對值和組，對全部塊位置進行求出像素絕對值和組中的最大值作為最大絕對值和的處理，輸出所得到的最大絕對值和的總和，作為塊切取位置響應值；塊切取位置檢測單元，其通過所述塊切取位置響應值計算單元，針對所述搜索位置設定單元所設定的所述搜索范圍的各坐標求出塊切取位置響應值，檢測出與各坐標對應的塊切取位置響應值中的最大塊切取位置響應值所對應的坐標作為塊切取位置；檢測值矩陣構成單元，其根據(jù)所述塊切取位置所表示的坐標，將所輸入的圖像分割為多個像素塊，對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值，通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像中的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣中的元素的值，來求出檢測值矩陣；水印信息解擴單元，其通過對從所述檢測值矩陣中得到的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入在所述圖像中的電子水印信息。
58.一種電子水印檢測裝置，從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息，其特征在于，具有各頻率濾波處理完成圖像組生成單元，其對所輸入的圖像實施基于與預先確定的多個頻率對應的各卷積算子的卷積處理，得到與各頻率對應的濾波處理完成圖像組；搜索位置設定單元，其設定預先確定的搜索范圍內的一個坐標；塊切取位置響應值計算單元，其對與所述各頻率對應的濾波處理完成圖像組中的各圖像進行將所述一個坐標視為塊切取位置的塊分割，從與各頻率對應的各圖像中取得與同一塊位置對應的像素塊組，對于與該一個塊位置對應的所述像素塊組中的各像素塊，求出像素塊中的全部像素的像素值的絕對值的和，得到像素絕對值和組，對全部塊位置進行求出像素絕對值和組中的最大值作為最大絕對值和的處理，輸出所得到的最大絕對值和的總和，作為塊切取位置響應值；塊切取位置檢測單元，其通過所述塊切取位置響應值計算單元，針對所述搜索位置信息單元所設定的所述搜索范圍的各坐標求出塊切取位置響應值，檢測出與各坐標對應的塊切取位置響應值中的最大塊切取位置響應值所對應的坐標作為塊切取位置；檢測值矩陣構成單元，其根據(jù)所述塊切取位置所表示的坐標，將所輸入的圖像分割為多個像素塊，對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值，通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像中的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣中的元素的值，來求出檢測值矩陣；水印信息解擴單元，其通過對從所述檢測值矩陣中得到的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入在所述圖像中的電子水印信息。
59.根據(jù)權利要求55～58中任意一項所述的電子水印檢測裝置，具有圖像尺寸轉換單元，其將所輸入的圖像轉換為預先確定的尺寸的圖像，得到轉換圖像；預處理濾波處理單元，其對所述轉換圖像實施減少低頻成分的預處理濾波處理，得到濾波處理完成圖像，所述各頻率濾波處理完成圖像組生成單元輸入該濾波處理完成圖像。
60.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有塊分割步驟，將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值，通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像中的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣中的元素的值，來求出檢測值矩陣；水印信息解擴步驟，生成將所述檢測值矩陣的元素排列旋轉0度、90度、180度、270度而得到的4個矩陣，反轉由旋轉90度、270度而得到的各矩陣的所有元素值的符號，輸出對從4個矩陣分別得到的檢測值的列進行解擴而得到的信息組中的可靠性最高的信息，作為檢測電子水印信息。
61.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有塊分割步驟，將所輸入的圖像分割為多個像素塊；塊單位檢測步驟，對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值，通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像中的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣中的元素的值，來求出檢測值矩陣；水印信息解擴步驟，生成將所述檢測值矩陣的元素排列旋轉0度、90度、180度、270度而得到的4個矩陣，反轉由旋轉90度、270度而得到的各矩陣的所有元素值的符號，輸出對從4個矩陣分別得到的檢測值的列進行解擴而得到的信息組中的可靠性最高的信息作為檢測電子水印信息。
62.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印檢測裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有各頻率濾波處理完成圖像組生成步驟，對所輸入的圖像實施基于與+號和-號對應的兩種頻率所對應的各卷積算子的卷積處理，得到與各頻率對應的濾波處理完成圖像組；搜索位置設定步驟，設定預先確定的搜索范圍內的一個坐標；塊切取位置響應值計算步驟，對與所述各頻率對應的濾波處理完成圖像組中的各圖像進行將所述一個坐標視為塊切取位置的塊分割，從與各頻率對應的各圖像中取得與同一塊位置對應的像素塊組，對于與該一個塊位置對應的所述像素塊組中的各像素塊，求出像素塊中的全部像素的像素值的絕對值之和，得到像素絕對值和組，對全部塊位置進行求出像素絕對值和組中的最大值作為最大絕對值和的處理，輸出所得到的最大絕對值和的總和，作為塊切取位置響應值；塊切取位置檢測步驟，通過所述塊切取位置響應值計算步驟的處理，針對所述搜索范圍的各坐標求出塊切取位置響應值，檢測出與各坐標對應的塊切取位置響應值中的最大的塊切取位置響應值所對應的坐標作為塊切取位置；檢測值矩陣構成步驟，根據(jù)所述塊切取位置所表示的坐標，將所輸入的圖像分割為多個像素塊，對于一個像素塊，求出與+號和-號對應的兩種頻率的能量值，求出與+號對應的頻率的能量值減去與-號對應的頻率的能量值而得到的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值，通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣中的元素的值，來求出檢測值矩陣；水印信息解擴步驟，通過對從所述檢測值矩陣中得到的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入在所述圖像中的電子水印信息。
63.一種從對于每個像素塊重疊了波形圖案的圖像中檢測電子水印信息的電子水印裝置中的電子水印檢測方法，其特征在于，具有各頻率濾波處理完成圖像組生成步驟，對所輸入的圖像實施基于與預先確定的多個頻率對應的各卷積算子的卷積處理，得到與各頻率對應的濾波處理完成圖像組；搜索位置設定步驟，設定預先確定的搜索范圍內的一個坐標；塊切取位置響應值計算步驟，對與所述各頻率對應的濾波處理完成圖像組中的各圖像進行將所述一個坐標視為塊切取位置的塊分割，從與各頻率對應的各圖像中取得與同一塊位置對應的像素塊組，對于與該一個塊位置對應的所述像素塊組中的各像素塊，求出像素塊中的全部像素的像素值的絕對值之和，得到像素絕對值和組，對全部塊位置進行求出像素絕對值和組中的最大值作為最大絕對值和的處理，輸出所得到的最大絕對值和的總和，作為塊切取位置響應值；塊切取位置檢測步驟，通過塊切取位置響應值計算步驟的處理，針對所述搜索范圍的各坐標求出塊切取位置響應值，檢測出與各坐標對應的塊切取位置響應值中的最大的塊切取位置響應值所對應的坐標作為塊切取位置；檢測值矩陣構成步驟，根據(jù)所述塊切取位置所表示的坐標，將所輸入的圖像分割為多個像素塊，對于一個像素塊，確定在預先確定的多個頻率中具有最大能量的頻率，求出與所確定的頻率對應的值作為與所述一個像素塊對應的檢測值，通過將與各像素塊對應的檢測值作為與所述圖像的所述多個像素塊的配置同樣地進行元素配置的矩陣中的元素的值，來求出檢測值矩陣；水印信息解擴步驟，通過對從所述檢測值矩陣中得到的檢測值的列進行解擴，檢測出被嵌入在所述圖像中的電子水印信息。
64.根據(jù)權利要求60～63中任意一項所述的電子水印檢測方法，具有圖像尺寸轉換步驟，將所輸入的圖像轉換為預先確定的尺寸的圖像，得到轉換圖像；預處理濾波處理步驟，對所述轉換圖像實施減少低頻成分的預處理濾波處理，得到濾波處理完成圖像，在所述各頻率濾波處理完成圖像組生成步驟中，輸入該濾波處理完成圖像。
65.一種使計算機執(zhí)行權利要求60～64中任意一項所述的電子水印檢測方法的各步驟的程序。
66.一種存儲了權利要求65所述的程序的計算機可讀存儲介質。
全文摘要
本發(fā)明的電子水印嵌入裝置，具有塊分割單元，其將所輸入的圖像分割為多個像素塊；電子水印信息擴展單元，其通過擴展所輸入的電子水印信息，生成長度與所分割的像素塊數(shù)相對應的嵌入序列；塊單位嵌入單元，其根據(jù)與一個像素塊在所述圖像中的位置對應的嵌入序列的項值，從預先確定的多個頻率組中選擇至少一個頻率，按照嵌入強度值放大與所選擇的頻率對應的波形圖案的振幅，將振幅放大后的波形圖案重疊到所述像素塊上；圖像輸出單元，其輸出通過所述塊單位嵌入單元向各像素塊重疊了波形圖案的圖像。
文檔編號H04N1/40GK1765115SQ200580000070
公開日2006年4月26日 申請日期2005年1月31日 優(yōu)先權日2004年2月2日
發(fā)明者中村高雄, 片山淳, 山室雅司 申請人:日本電信電話株式會社