[发明专利]电子水印插入装置及电子水印插入方法

说明书

本发明一般涉及一种电子水印插入装置及其方法。具体涉及一种能够实时地在诸如静止图象和/或运动图象等类型的输入图象数据中插入任意电子水印信息的电子水印插入装置和方法。

目前随着对诸如音频信息、视频信息和图象等类型的电子处理数据版权保护需求的不断增长，水印技术受到了越来越多的关注。而将电子水印信息插入到图象数据中后，一般将很难看出来，使其在保护版权的同时也不至破坏被叠印图象数据的图象质量。

到目前为止，已提出了多种水印技术，例如在日本专利申请未决公开No.Hei 10-155151中所提出的方法。即，此专利申请介绍了一种用于将电子水印插入到压缩编码图象数据中的电子水印插入装置。图5所示为一种包含由上述日本专利申请中所提出的电子水印插入装置20的图象数据处理装置的方框图。该种数据处理装置20由用于输入原始图象数据的输入电路21、用于将真实空间域(real spatial region)(时间域)原始图象数据变换为空间频域原始图象数据的离散余弦变换器22、以及用于将保存在电子水印存储器24中的任意电子水印信息嵌入到所变换图象的特征部分(featured portion)中的电子水印混合器23组成。此种图象数据处理装置另外包括用于将其中嵌入有电子水印信息的空间频域图象数据反变换为原始图象数据的反离散余弦变换器25，以及用于输出反变换所得图象数据的输出电路26。该种图象数据处理装置输出由来自输出电路26的数字图象数据构成的复制数据。

图6所示的电子水印检测装置能够检测出任意图象数据中是否插入有电子水印。此种电子水印检测装置由用于输入所要检测的图象数据的输入电路、用于将此输入图象数据变换为空间频域图象数据的离散余弦变换器32、用于检测变换所得的空间频域数据与电子水印存储器34中所存储的电子水印信息之间的相对关系(relative relation)的相关关系检测器33、以及用于在其上显示检测结果的显示单元35组成。

一般来说，在包含有电子水印插入装置的数据处理装置中，原始图象数据被细分为显示屏上的多个分别由纵向和横向上一定数目的象素构成的图象块(block)。另外，对这些细分的图象块分别进行离散余弦变换可以将原始图象数据变换到空间频域。在空间频域中，可以产生对应于信号强度的混合比率(mixing ratio)，随后将先前存储在电子水印插入装置中的任意电子水印信息叠印到所输入的原始图象数据上。此后，将图象上叠印有电子水印信息的区域量化，以按照可变长度编码技术来进行编码，由此来对该图象数据进行压缩。随后，再将压缩所得的具有电子水印信息的图象数据传送出去。

在上述常规类型的电子水印插入装置中，时间域的输入图象数据先被变换为空间频域的图象数据，再在变换所得的空间频域输入图象数据上叠印任意的电子水印信息，而此后，再将叠印有电子水印的空间频域图象数据将反变换为时间域的图象数据。在此情况中，为了能够以较高的速度在图象数据上叠印电子水印信息，需要配备离散余弦变换电路和反离散余弦变换电路，因此整个电路的规模将增大许多。由于这一原因，在该类电子水印插入装置中将会出现电路规模过大的问题。

例如，离散余弦变换运算对应于诸如混合有乘法和加法的重复性计算。为了执行一次离散余弦变换，所需要进行的重复操作次数为(图象块总数据数×log₂总数据数)²。同样，对于反离散余弦变换也将需要执行类似的计算。现在假设一个图象块中纵向/横向总象素数等于88，则对于每个图象块上述计算将必须执行576次。

在此情况中，例如，采用NTSC TV系统的电视接收机的电视屏幕的分辨率为720象素×480象素，而一个图象块的大小为8列×8行。因此，一屏(screen)由5,400个图象块构成。其结果是，在向NTSCTV系统的输入图象数据中嵌入电子水印信息时，将需要执行3,110,400(即5,400×576)次离散余弦变换运算。类似地，也将必须执行3,110,400次反离散余弦变换。在此种NTSC TV系统中，为了显示一帧图象，由于后续的处理操作需要在16毫秒内完成，所以为了能够实时地嵌入电子水印信息，相应地其所需电路的规模将相应增大。在这些处理运算中，将进行上述离散余弦变换/反离散余弦变换，计算空间频域内信号的强度，以及将电子水印信息叠印到输入图象数据上。

提出本发明的初衷正是考虑到了上述问题，因此，本发明的一个目的是提供一种能够在电视接收机或诸如此类装置的输入图象数据中插入电子水印信息、同时电路结构仍不复杂的简单电子水印插入装置。