专利名称：信息埋入装置、编码装置、更改检测装置及其方法
技术领域：
本发明涉及信息埋入装置、更改检测装置及其它们的关联技术。本发明特别涉及在对数字图像信号进行图像压缩时，将用于判定图像压缩数据是否被更改的特征信息作为电子水印进行埋入、检测的技术。
背景技术：
近年来，从防范等安全上的观点来看，监视系统的需求在扩大。特别是在监视用记录装置领域中，用户强烈要求可以长时间录像并提高图像质量。
因此，对数字化的图像数据进行图像压缩，原有数字本身记录的数字盘记录器迅速普及。
使用市场销售的图像处理软件，来更改(例如，编辑、加工等)数字数据是容易的。
再有，以上的说明以监视记录装置和数字盘记录器作为例子，但本发明不限定于这些用途，可广泛应用于实施图像处理的技术。
需要确立可判定是否在数字图像上实施了更改的更改检测技术。以往，作为其对策之一，在已知的技术中有电子认证技术。
图13表示现有的电子认证的过程概要。在图13中，发送装置获得在原件的数字图像中采用的散列函数的散列值。而且，发送装置根据该散列值来压缩数字图像，生成提要(digest)。
接着，发送装置将该提要用发送方的密钥进行加密。然后，发送装置将原件的数字图像和加密后的摘要双方的数据通过网络发送到接收装置。
接收装置通过网络接收这两方的数据。接收装置根据散列值来压缩接收的数字图像，形成第1提要。此外，接收装置对接收到的提要根据发送方的公开密钥进行解码，形成第2提要。
然后，接收装置比较第1提要和第2提要，如果它们相同，则判定为没有更改，而如果不同，则判定为更改。
可是，在上述电子认证中，发送装置需要将原件的数字图像和加密的提要两种数据发送到接收装置。
在存在大量数字图像时，对数字图像和提要的对应关系进行管理的数据管理装置事实上必不可少。
以往，已知使用电子水印来取代这样的数据管理装置的方法。电子水印是在数字图像数据的内部埋入数字信息，以使人眼不能识别的技术。
已经提出了使用这样的电子水印技术的更改检测方法。例如，(日本)专利文献(特开平10-164549号公报)公开了图像认证系统。
以下，参照图14来简单地说明该系统。数字照相机等中拍摄的对象的图像数据D(参照图14(a))被分割成用于生成散列值的图像区域D1、以及埋入生成的散列值H的图像区域D2(参照图14(b))。
提要计算部(未图示)根据图像区域D1的数据来计算散列值H，对每个数字照相机用不同的密钥进行加密等后，将散列值H埋入在图像区域D2中。
另一方面，如图14(c)所示，验证装置根据图像区域D1的数据来生成第1散列值H1。
此外，验证装置从图像区域D2中提取埋入的散列值H2，对提取出的第2散列值H2使用公开密钥进行解码。
然后，验证装置通过比较第1散列值H1和第2散列值H2，来判定图像数据D是否被更改。
此外，专利文件2(特开平11-341268号公报)的技术对压缩数字图像进行部分解码，根据数据块的系数来判定是否埋入散列值，同时根据所有的数据块来计算散列值。
接着，该技术再次对压缩数字图像进行部分解码，将应埋入块的系数的1位和散列值的1位进行置换并埋入水印位。
但是，专利文件1的技术在像素空间中进行处理。因此，在像素空间中，如果进行图像数据变化的处理(例如，图像编码率等)，则在其处理前后，第1散列值H1和第2散列值H2可能成为完全不同的值，所以不可能进行基于散列值比较的验证。因此，该技术不能应用于图像压缩的数字图像的更改检测。
而专利文献2的技术为了埋入散列值，以对图像压缩数据进行两次解码作为前提。而且，在该技术中，必须对通常使用的量化表的变量值至少变更一部分系数。因此，用于更改检测的处理非常复杂。
而且，在这些现有技术中，不能区别故意的更改(例如，将图像的一部分进行顶替的变更)和没有恶意而一般进行的不可逆的图像处理的变更。
发明内容
本发明的第一目的在于，提供以简易的步骤可进行图像压缩数据的更改检测的技术。
本发明的第二目的在于，提供与图像编码有亲和性的技术。
本发明的第三目的在于，提供即使对图像压缩数据不完全解码，也可检测更改的技术。
本发明的第四目的在于，提供可以区分故意的更改和不可逆的图像处理的技术。
第1发明的信息埋入装置包括特征信息计算部，在对数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及信息埋入部，在对数字图像信号变频获得的频率系数中，将特征信息埋入在与第1频率区域不同的属于第2频率区域的频率系数中，并输出埋入数据。
第2发明的信息埋入装置包括变频部，对数字图像信号进行变频并输出频率系数；特征信息计算部，在变频部输出的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及信息埋入部，在变频部输出的频率系数中，将特征信息埋入在与第1频率区域不同的属于第2频率区域的频率系数中，并输出埋入数据。
第3发明的信息埋入装置包括变频部，对数字图像信号进行变频并输出频率系数；量化部，对变频部输出的频率系数进行量化并输出量子数据；特征信息计算部，在量化部输出的量子数据中，根据属于第1频率区域的量子数据来计算特征信息；以及信息埋入部，在量化部输出的量子数据中，将特征信息埋入在与第1频率区域不同的属于第2频率区域的量子数据中，并输出埋入数据。
根据这些结构，在图像压缩处理的中途，埋入特征信息。即，不需要重复进行解码，可按更简易的步骤进行图像压缩数据的更改检测。
此外，不是在像素空间中，而是在特定的频率区域中埋入特征信息，所以即使进行像素空间中的图像处理，也不损失特征信息。
而且，在图像压缩处理中，可以不困难地进行插入特征信息的埋入处理，所以图像压缩处理和特征信息的埋入处理具有良好的亲和性。
在第4发明的信息埋入装置中，还包括图像编码部，对信息埋入部输出的埋入数据进行编码，并生成图像压缩数据。
这里，图像编码处理一般具有可逆性。根据该结构，在图像编码处理之前，埋入特征信息。因此，在压缩后，埋入的特征信息也不缺少。
在第5发明的信息埋入装置中，变频是离散子波变换、子带分割、离散余弦变换、或傅立叶变换的其中之一。
根据该结构，可获得表示所有图像数据的频率分量，即使在仅更改一部分图像数据的情况下，也容易检测更改。
在第6发明的信息埋入装置中，特征信息是可固有地表现成为基础值的信息。
根据该结构，基础的值和特征信息具有固有的关系，所以特征信息成为更改判定的明确指标。
在第7发明的信息埋入装置中，特征信息是成为基础值的散列值。
根据该结构，可将广泛使用的散列值用作特征信息，安装是容易的。
在第8发明的信息埋入装置中，第1频率区域和第2频率区域是频率比最高频率区域低的区域。
这里，频率比最高频率区域低的区域，特别是低频区域的频率系数在不可逆的图像处理中难以变化。根据该结构，在难以变化的区域中，埋入特征信息，所以容易区别图像的更改和不可逆的图像处理。
第16发明的更改检测装置包括特征信息计算部，在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算第1特征信息；特征信息提取部，在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于与第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数来提取第2特征信息；以及更改判定部，比较第1特征信息和第2特征信息并判定有无更改。
根据该结构，在图像压缩数据的解码处理中途，可进行特征信息的提取和更改判定。
第31发明的更改检测装置包括特征信息计算部，在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据第1频率区域的系数来计算第1特征信息；特征信息提取部，在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于与第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数来提取第2特征信息，和在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于与第1频率区域和第2频率区域不同的第3频率区域的频率系数来提取第3特征信息；以及更改判定部，在第1特征信息和第2特征信息及第3特征信息中，比较任何两个以上的特征信息，并判定有无更改；第2频率区域具有比第1频率区域高的频率；第3频率区域具有比第2频率区域高的频率；更改判定部在第1特征信息和第2特征信息一致，并且第1特征信息和第3特征信息不一致时，判定为没有更改，并且进行了图像处理。
根据该结构，由于可能有第1特征信息和第2特征信息一致，并且第1特征信息和第3特征信息不一致的情况，所以可以区别故意的更改和图像处理造成的图像变化。
图1是本发明第1实施方式的信息埋入装置的方框图。
图2(a)是本发明的离散子波变换的说明图(原图像)。
图2(b)是本发明的离散子波变换的说明图(频率系数)。
图3(a)是本发明的离散余弦变换的说明图(原图像)。
图3(b)是本发明的离散余弦变换的说明图(频率系数)。
图4是本发明的埋入处理的说明图(位面)。
图5是本发明第1实施方式的信息埋入装置的流程图。
图6是本发明第2实施方式的更改检测装置的方框图。
图7是本发明第2实施方式的更改检测装置的流程图。
图8是本发明第3实施方式的信息埋入装置的方框图。
图9是本发明第3实施方式的信息埋入装置的流程图。
图10是本发明第4实施方式的更改检测装置的方框图。
图11是本发明第4实施方式的更改检测装置的流程图。
图12是使用本发明的记录媒体的系统构成的例示图。
下面，参照图2，说明作为变频使用离散子波变换的情况。图2(a)表示原图像，图2(b)表示离散子波变换后的频率系数。
在图2(b)中，右侧或下侧的频率高，左侧或上侧的频率低。频率分量HH1属于最高频率区域，频率分量LL2属于最低频率区域。而频率分量HL2、LH2、HH2属于中低频率区域。
再有，在图2(b)中，表示基于二次子波变换的频率系数，但也可以使用三次等其他次数。
如上所述，特征信息计算部103从量化部102量化的多个频率分量中选择第1频率区域。这里，在本方式中，将最低频率区域(频率分量LL2)选择为第1频率区域。
因此，特征信息计算部103根据频率分量LL2的系数数据，通过规定的运算来计算特征信息。
在本方式中，将中低频率区域(频率分量HL2、LH2、HH2)选择为第2频率区域，按规定的规则，将特征信息(散列值H)埋入在频率分量HL2、LH2、HH2中。
这里，低频区域的频率系数在不可逆的图像处理中难以变化。在通过图像处理难以变化的区域中，埋入特征信息，所以可以保护特征信息不欠缺。
下面，参照图3，说明作为变频使用离散余弦变换(DCT)的情况。
作为图像的编码方式，在使用'EG或MPEG的情况下，最好使用离散余弦变换(DCT)。这是因为用于DCT/IDCT(Inverse DCT)的变换元件大多安装完成，所以可以转用现有的电路或元件，可以防止规模扩大。
而且，图3(a)表示原图像，图3(b)表示图3(a)中矩形所示的块(8×8像素)变换后的DCT系数。
在图3(b)中，横轴i或纵轴j越靠近‘7’频率越高，横轴i或纵轴j越靠近‘0’频率越低。(i，j)＝(0，0)的系数是直流(DC)系数，除此以外，都是交流(AC)系数。系数(7，7)属于最高频率区域，系数(0，0)属于最低频率区域。
在使用离散余弦变换的情况下，在所有的块(8×8像素)中，可选择作为第1频率区域的除了DC系数以外的63个AC系数，作为第2频率系数的DC系数。或者，使用作为第1频率区域的DC系数，也可使用作为第2频率区域的AC系数中DC系数附近的频率区域。
再有，埋入方法本身可以使用公知的技术，也可以使用图4所示的位面。
图4是本发明第1实施方式的位面和特征信息的关系图。图2(b)所示的频率系数LL2、...、HH1对于平行于图2(b)纸面的x y平面，具有高度分量z。
如图4所示，该高度分量z用n(例如，n＝8等)位表现时，将LSB(或MSB)分配给第1张位面P1，同样地，将MSB(或LSB)分配给第n张位面Pn。
这样，可以将特征信息埋入在对应的位面中。无论如何，都包含在本方式中。
然后，位面的使用方式各种各样，例如，可从MSB的位面(用作第1频率系数)求出特征信息，将特征信息埋入在MSB的下一个位面(用作第2频率系数)中。
以下，参照图5来说明本发明第1实施方式的信息埋入装置的工作。图5是本发明第1实施方式的信息埋入装置的流程图。
首先，在步骤1中，变频部101对输入的数字图像信号进行变频。
接着，在步骤2中，量化部102对变频部101输出的频率系数按照规定的规则以量化步长进行量化处理。
接着，在步骤3中，特征信息计算部103根据第1频率区域的系数来计算特征信息(散列值H)。
接着，在步骤4中，信息埋入部104将特征信息计算部103算出的特征信息(散列值H)按规定的规则操作埋入在与第1频率区域不同区域的第2频率区域中的系数中。
接着，在步骤5中，图像编码部105对表示多个频率分量的频率系数进行编码并生成图像压缩数据。
如以上那样，本发明第1实施方式的信息埋入装置根据将数字图像信号变频后的频率系数直接计算散列值，根据规定的规则来操作频率系数，从而将散列值埋入在频率系数中。
由此，可在图像编码的过程中进行埋入，所以可用更简易的步骤进行图像压缩数据的更改检测，与图像编码具有亲和性。
再有，从多个频率分量中选择频率区域的方法，除了本实施方式中说明的组合方式以外，只要选择第1频率区域和第2频率区域不同的组合，就不限定于此。例如，可进行以下组合作为第1频率区域，选择LL2，作为第2频率系数，选择HH2。即，不必从多个频率分量中选择所有分量。
(第2实施方式)图6是本发明第2实施方式的更改检测装置的方框图。本方式的更改检测装置300是与实施方式1的信息埋入装置对应的装置，第1特征信息和第2特征信息是成为基础值的散列值。
如图6所示，本方式的更改检测装置300包括图像解码部301、特征信息计算部302、特征信息提取部303和更改判定部304。
图像解码部301对图像压缩数据进行解码并输出频率系数(量子数据)。即，如果可充分输出频率系数，则图像解码部301不必包括解量化部和可变长度解码部等。
该频率系数是在对图像压缩数据进行解码过程中输出的量化过的频率分量数据。
第1频率区域和第2频率区域是频率比最高频率区域低的区域，最好为中低频率区域。
特征信息计算部302根据图像解码部输出的频率系数(量子数据)来计算第1特征信息，并将其输出到更改判定部304。
特征信息提取部303根据图像解码部输出的频率系数(量子数据)来计算第2特征信息，并将其输出到更改判定部304。
更改判定部304比较第1特征信息和第2特征信息并判定有无更改。更具体地说，更改判定部304比较第1特征信息和第2特征信息，在一致的情况下，判定为没有更改。
再有，更改判定部304的判定结果被存储在位于本方式的更改检测装置300外部的主存储器400后，显示在受显示控制部401控制的显示器402上。
以下，参照图7来说明本发明第2实施方式的更改检测装置的工作。图7是本发明第2实施方式的更改检测装置的流程图。
首先，在步骤11中，图像解码部301对图像压缩数据进行规定的解码处理，将量子数据输出到特征信息计算部302和特征信息提取部303。
接着，在步骤12中，特征信息计算部302根据量子数据中属于第1频率区域的分量，计算第1特征信息。
再有，作为特征信息，假设为由第1频率区域全体的系数数据计算出的散列值H1。
接着，在步骤13中，特征信息提取部303从量子数据中属于第2频率区域的分量中提取第2特征信息。
接着，在步骤14中，更改检测装置304比较特征信息计算部302计算出的第1特征信息和特征信息提取部303提取出的第2特征信息，在这些特征信息一致的情况下，判定为对象的图像压缩数据没有改变。
另一方面，更改判定部304在第1特征信息和第2特征信息不一致的情况下，判定为图像压缩数据被更改。
更改判定部304的判定结果被临时存储在存储器400中后，经由显示控制部401显示在显示器402上。
如以上那样，根据本发明第2实施方式的更改检测装置，可根据对图像压缩数据进行规定的解码处理过程中输出的频率分量直接进行更改判定。
由此，可用更简易的步骤进行图像压缩数据的更改检测，而且可进行更改检测而不进行完全的解码。
(第3实施方式)图8是本发明第3实施方式的信息埋入装置的方框图。如图8所示，本方式的信息埋入装置包括变频部101、量化部102、特征信息计算部103、信息埋入部701和图像编码部105。
再有，变频部101、量化部102、特征信息计算部103和图像编码部105有与上述第1实施方式相同的结构，所以在以下其结构中附以同一标号并省略其说明，以与第1实施方式的不同点为中心进行说明。
信息埋入部701将特征信息埋入在属于第2频率区域的量子数据和属于第3频率区域的量子数据两者中，并输出埋入数据。
第1频率区域、第2频率区域和第3频率区域是相互不同的区域，设第1频率区域和第2频率区域为低频率区域，第3频率区域为高频率区域。
在本方式中，在图2(b)中，将最低频率区域(频率分量LL2)选择为第1频率区域。
此外，将中低频率区域(频率分量HL2、LH2、HH2)选择为第2频率区域，将高频率区域(频率分量HL1、LH1、HH1)选择为第3频率区域。
这里，高频率区域的频率分量HL1、LH1、HH1对于图像压缩等的图像处理的耐性低。这里所谓的耐性是图像处理后信息不欠缺的程度。
图13是现有的电子认证系统的概略图。
图14(a)是现有的图像认证系统的工作说明图。
图14(b)是现有的图像认证系统的工作说明图。
图14(c)是现有的图像认证系统的工作说明图。
具体实施例方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)图1是本发明第1实施方式的信息埋入装置的方框图。如图1所示，本方式的信息埋入装置包括变频部101、量化部102、特征信息计算部103、信息埋入部104和图像编码部105。该信息埋入装置包括图像编码部105，所以也是编码装置。
变频部101对数字图像信号进行变频并输出频率系数(系数数据)。
变频部101中的变频可以进行离散子波变换、子带分割、离散余弦变换、或傅立叶变换的其中之一。
量化部102对变频部101输出的系数数据进行量化并输出量子数据(量化后的频率系数)。
只要是将频率系数置换为固定位数的数据的操作，量化部102中的量化处理可任意地选择。例如，可汇总多个频率系数进行矢量化。
特征信息计算部103在量化部102输出的量子数据中，根据属于第1频率区域的量子数据来计算特征信息。
特征信息计算部103计算的特征信息是可以固有地表现成为基础的值的信息，在本方式中，设为成为基础的值的散列值。
在本方式中，以特征信息作为散列值，但并不限定于此。例如，对于频率系数值的一个变更，也可以是改变为所有不同值的特征信息。
信息埋入部104在量化部102输出的量子数据中，将特征信息埋入在属于与第1频率区域不同的第2频率区域的量子数据中，并输出埋入数据。
第1频率区域和第2频率区域是频率比最高频率区域低的最低频率区域或中低频率区域。有关第1频率区域和第2频率区域后面将详述。
图像编码部105对信息埋入部104输出的埋入数据进行编码并生成图像压缩数据。
中低频率区域的频率分量HL2、LH2、HH3的耐性高。而且，最低频率区域的频率分量LL2的耐性最高。
这里，对于图像数据，如果实施不可逆的图像处理等，则第3频率区域(耐性低的高频率区域)的频率分量变化，而第1频率区域(中低频率区域)的频率分量和第2频率区域(最低频率区域)的频率分量一般不变化。
另一方面，如果对图像数据施加故意的更改(例如，替换图像中的人物图像的脸部等)，则所有频率区域的频率分量变化。即，此时，第1频率区域的频率分量和第2频率区域的频率分量也变化。
根据以上情况，如果在耐性高的频率区域(第1、第2频率区域)中有变化，则可以判定为故意的更改。
此外，在耐性高的频率区域中没有变化，仅在耐性低的频率区域(第3频率区域)中有变化时，判定为对于图像数据没有进行故意的更改，而实施了不可逆的图像处理。
因此，在本方式中，如以下那样。特征信息计算部103根据第1频率区域的频率分量LL2的量子数据来计算特征信息(散列值H)。
信息埋入部701将该特征信息(散列值H)埋入在第2频率区域的频率分量(HL2、LH2、HH2)和第3频率区域的频率分量(HL1、LH1、HH1)中。有关该埋入，与第1实施方式同样。
以下，使用图9来说明本发明第3实施方式的信息埋入装置的工作。图9是本发明第3实施方式的信息埋入装置的流程图。
首先，在步骤21中，变频部101对输入的数字图像信号进行变频。
接着，在步骤22中，量化部102对变频部101输出的频率系数按照规定的规则以量化步长进行量化并输出量子数据。
接着，在步骤23中，特征信息计算部103根据第1频率区域的频率分量LL2的量子数据来计算特征信息(散列值H)。
接着，在从步骤24至步骤25中，信息埋入部701将该特征信息(散列值H)埋入在第2频率区域的频率分量(HL2、LH2、HH2)和第3频率区域的频率分量(HL1、LH1、HH1)中。
接着，在步骤26中，图像编码部105根据埋入了特征信息的多个频率分量进行编码处理并生成图像压缩数据。
如以上那样，本发明第3实施方式的信息埋入装置根据对数字图像信号变频后的频率系数直接计算散列值，根据规定的规则来操作频率系数，从而将散列值埋入在频率系数中。
由此，可以在图像编码的中途埋入特征信息，所以可用更简易的步骤进行图像压缩数据的更改，与图像编码的亲和性高。
再有，从多个频率分量中选择频率区域的组合不限定于本方式说明的组合，第1频率区域和第2频率区域可相互不同。
最好第1频率区域为最低频率分量或中低域频率分量。第2频率区域为最低频率分量或中低域频率分量。第3频率区域为除了最低频率分量以外的中高域频率分量。
(第4实施方式)图10是本发明第4实施方式的更改检测装置的方框图。本方式的更改检测装置500是与实施方式3的信息埋入装置对应的装置，第1特征信息、第2特征信息和第3特征信息是成为基础值的散列值。
以下，对与第2实施方式相同的构成部件附以同一标号并省略说明，以与第2实施方式的不同点为中心进行说明。
如图10所示，本方式的更改检测装置500包括图像解码部301、特征信息计算部302、特征信息提取部901、902和更改判定部903。
在图10中，图像解码部301对图像压缩数据进行解码并输出频率系数。
特征信息计算部302根据图像解码部301输出的频率系数来计算第1特征信息。
特征信息提取部901根据图像解码部301输出的频率系数来计算第2特征信息，特征信息提取部902根据图像解码部输出的频率系数来计算第3特征信息。
更改判定部903在第1特征信息、第2特征信息和第3特征信息中，比较任何两个以上的特征信息，判定有无更改。
更改判定部903在第1特征信息和第2特征信息一致时，或第1特征信息和第3特征信息一致时，判定为图像压缩数据未被更改。
如第3实施方式的说明中所述，第2频率区域具有比第1频率区域高的频率，第3频率区域具有比第2频率区域高的频率。
而且，更改判定部903在第1特征信息和第2特征信息一致，并且第1特征信息和第3特征信息不一致时，判定为没有进行更改，而进行了图像处理。
而且，本方式的更改检测装置与第3实施方式的信息埋入装置相对应，所以与第3实施方式同样，如下确定频率区域。
第1频率区域和第2频率区域及第3频率区域是相互不同的区域，设第1频率区域和第2频率区域为低频率区域，第3频率区域为高频率区域。
在本方式中，在图2(b)中，将最低频率区域(频率分量LL2)选择为第1频率区域。
此外，将中低频率区域(频率分量HL2、LH2、HH2)选择为第2频率区域，将高频率区域(频率分量HL1、LH1、HH1)选择为第3频率区域。
第1特征信息是特征信息计算部302根据第1频率区域(频率分量LL2)计算的散列值H1。
第2特征信息是特征信息提取部901根据第2频率区域(频率分量HL2、LH2、HH2)计算的散列值H2。
第3特征信息是特征信息提取部902根据第3频率区域(频率分量HL1、LH1、HH1)计算的散列值H3。
下面，使用图11来说明本发明第4实施方式的更改检测装置的工作。图11是本发明第4实施方式的更改检测装置的流程图。
首先，在步骤31中，图像解码部301对图像压缩数据进行解码并输出量化过的频率系数(量子数据)。
接着，在步骤32中，特征信息计算部302根据量子数据中属于第1频率区域的分量，计算第1特征信息(散列值H1)。
接着，在步骤33中，特征信息提取部901根据量子数据中属于第2频率区域的分量，计算第2特征信息(散列值H2)。
接着，在步骤34中，特征信息提取部902根据量子数据中属于第3频率区域的分量，计算第3特征信息(散列值H3)。
接着，在步骤35中，更改判定部903比较这三个特征信息(散列值H1、H2、H3)，在一致的情况下，判定为对象的图像压缩数据没有被更改。
这里，如第3实施方式的说明中所述，如果在耐性高的频率区域(第1、第2频率区域)中有变化，则可以判定为故意的更改。
在耐性高的频率区域中没有变化，仅在耐性低的频率区域(第3频率区域)中有变化时，判定为对于图像数据没有进行故意的更改，而实施了不可逆的图像处理等。
换句话说，如下那样。
(a)如果H2＝H3＝H1，则判定为没有更改。
(b)如果H2＝H1并且H3≠H1，则判定为图像数据通过图像处理而不是故意的更改被变更。
(c)如果H2≠H1并且H3≠H1，则判定为图像数据被故意地更改。
如以上那样，本发明第4实施方式的更改检测装置不仅在图像的高频分量中，而且在不可逆的图像处理中不大变化的低频分量的频率系数中也埋入散列值。由此，可区分图像的更改行为和不可逆的图像处理。
重复说明以下方面。例如，在改变图像的一部分的更改行为中，从低域到高域的所有频率系数变化的可能性高，所以散列值H1、H2、H3都变化。这种情况下，判定为更改。
但是，在实施了图像压缩等图像处理的情况下，高频分量的频率系数变化，而低频分量的频率系数不大变化，所以散列值H1和散列值H2相同，判定为没有更改。
此外，在散列值H1和散列值H2一致，散列值H1和散列值H3不同的情况下，可以预想实施了不可逆图像处理的可能性更高。因此，可以区别图像的更改行为和不可逆的图像处理。
(记录媒体)如图12所示，将第1实施方式至第4实施方式中所述的信息埋入装置、编码装置、更改检测装置中的各构成部件作为程序来构筑，安装在计算机600中，或通过网络700从连接到服务器800的存储装置801中使该程序流通也可以。
在该程序中，变频部101、量化部102、特征信息计算部103、302、信息埋入部104、701、图像编码部105、特征信息提取部303、901、902、更改判定部304、903的全部或一部分部件可作为处理或程序模块等来安装。
该程序一般被存储在CD-ROM或软盘等存储媒体407中，通过驱动器408、接口406被安装在硬盘409等存储装置中。
然后，CPU403通过总线405，对ROM404、主存储器400、硬盘409等进行存取，同时执行该程序，可实现上述实施方式的信息埋入装置、编码装置和更改检测装置。
根据本发明，在图像压缩数据的处理过程中，可以埋入更改检测使用的信息(散列值)，所以可用更简易的步骤进行图像压缩数据的更改检测。
而且，与图像编码具有亲和性。而且，不需要图像压缩数据的完全解码，就可以进行更改检测的验证。
此外，可以区别图像的更改行为和不可逆的图像处理。
权利要求
1.一种信息埋入装置，包括特征信息计算部，在对数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及信息埋入部，在对数字图像信号变频获得的频率系数中，将所述特征信息埋入在与所述第1频率区域不同的属于第2频率区域的频率系数中，并输出埋入数据。
2.一种信息埋入装置，包括变频部，对数字图像信号进行变频并输出频率系数；特征信息计算部，在所述变频部输出的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及信息埋入部，在所述变频部输出的频率系数中，将所述特征信息埋入在与所述第1频率区域不同的属于第2频率区域的频率系数中，并输出埋入数据。
3.一种信息埋入装置，包括变频部，对数字图像信号进行变频并输出频率系数；量化部，对所述变频部输出的频率系数进行量化并输出量子数据；特征信息计算部，在所述量化部输出的量子数据中，根据属于第1频率区域的量子数据来计算特征信息；以及信息埋入部，在所述量化部输出的量子数据中，将所述特征信息埋入在与所述第1频率区域不同的属于第2频率区域的量子数据中，并输出埋入数据。
4.如权利要求1所述的信息埋入装置，其中，还包括图像编码部，对所述信息埋入部输出的埋入数据进行编码，并生成图像压缩数据。
5.如权利要求1所述的信息埋入装置，其中，所述变频是离散子波变换、子带分割、离散余弦变换、或傅立叶变换的其中之一。
6.如权利要求1所述的信息埋入装置，其中，所述特征信息是可固有地表现成为基础值的信息。
7.如权利要求1所述的信息埋入装置，其中，所述特征信息是成为基础值的散列值。
8.如权利要求1所述的信息埋入装置，其中，所述第1频率区域和所述第2频率区域是频率比最高频率区域低的区域。
9.一种信息埋入装置，包括特征信息计算部，在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及信息埋入部，在将数字图像信号变频获得的频率系数中属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数、以及将数字图像信号变频获得的频率系数中属于与所述第1频率区域和所述第2频率区域不同的第3频率区域的频率系数两者中，埋入所述特征信息，输出埋入数据。
10.一种信息埋入装置，包括变频部，将数字图像信号进行变频并输出频率系数；特征信息计算部，在所述变频部输出的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及信息埋入部，在所述变频部输出的频率系数中属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数、以及所述变频部输出的频率系数中属于与所述第1频率区域和所述第2频率区域不同的第3频率区域的频率系数两者中，埋入所述特征信息，输出埋入数据。
11.一种信息埋入装置，包括变频部，将数字图像信号进行变频并输出频率系数；量化部，将所述变频部输出的频率系数进行量化并输出量子数据；特征信息计算部，在所述量化部输出的量子数据中，根据属于第1频率区域的量子数据来计算特征信息；以及信息埋入部，在所述量化部输出的量子数据中属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的量子数据、以及所述量化部输出的量子数据中属于与所述第1频率区域和所述第2频率区域不同的第3频率区域的量子数据两者中，埋入所述特征信息，输出埋入数据。
12.如权利要求9所述的信息埋入装置，其中，还包括将所述信息埋入部输出的埋入数据进行编码并生成图像压缩数据的图像编码部。
13.如权利要求9所述的信息埋入装置，其中，所述第1频率区域是频率比最高频率区域低的区域。
14.如权利要求9所述的信息埋入装置，其中，所述第2频率区域是频率比最高频率区域低的区域。
15.如权利要求9所述的信息埋入装置，其中，所述第3频率区域是频率比最低频率区域高的区域。
16.一种更改检测装置，包括特征信息计算部，在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算第1特征信息；特征信息提取部，在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数来提取第2特征信息；以及更改判定部，比较所述第1特征信息和所述第2特征信息并判定有无更改。
17.如权利要求16所述的更改检测装置，其中，还包括对图像压缩数据进行解码并输出频率系数的图像解码部；所述特征信息计算部根据所述图像解码部输出的频率系数来计算所述第1特征信息；所述特征信息提取部根据所述图像解码部输出的频率系数来计算所述第2特征信息。
18.如权利要求16所述的更改检测装置，其中，所述更改判定部比较所述第1特征信息和所述第2特征信息，在一致的情况下，判定为没有更改。
19.如权利要求16所述的更改检测装置，其中，所述特征信息是可固有地表现成为基础值的信息。
20.如权利要求17所述的更改检测装置，其中，所述特征信息是成为基础值的散列值。
21.如权利要求17所述的更改检测装置，其中，所述频率系数是在所述图像解码部对图像压缩数据进行解码过程中输出的被量化的频率分量的数据。
22.如权利要求16所述的更改检测装置，其中，所述第1频率区域和所述第2频率区域是频率比最高频率区域低的区域。
23.一种更改检测装置，包括特征信息计算部，在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算第1特征信息；特征信息提取部，在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数来提取第2特征信息，以及在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于与第1频率区域和第2频率区域不同的第3频率区域的频率系数来提取第3特征信息；以及更改判定部，在所述第1特征信息、所述第2特征信息和所述第3特征信息中，比较任何两个以上的特征信息，判定有无更改。
24.如权利要求23所述的更改检测装置，其中，还包括对图像压缩数据进行解码并输出频率系数的图像解码部；所述特征信息计算部根据所述图像解码部输出的频率系数来计算第1特征信息；所述特征信息提取部根据所述图像解码部输出的频率系数来计算第2特征信息和第3特征信息。
25.如权利要求23所述的更改检测装置，其中，所述更改判定部比较所述第1特征信息和所述第2特征信息，在一致的情况下，判定为没有更改。
26.如权利要求23所述的更改检测装置，其中，所述更改判定部比较所述第1特征信息和所述第3特征信息，在一致的情况下，判定为所述图像压缩数据没有更改。
27.如权利要求23所述的更改检测装置，其中，所述更改判定部使用所述第1特征信息和所述第2特征信息的比较结果、以及所述第1特征信息和所述第3特征信息的比较结果，来判定有无更改。
28.如权利要求23所述的更改检测装置，其中，所述第1频率区域是频率比最高频率区域低的区域。
29.如权利要求23所述的更改检测装置，其中，所述第2频率区域是频率比最高频率区域低的区域。
30.如权利要求23所述的更改检测装置，其中，所述第3频率区域是频率比最低频率区域高的区域。
31.如权利要求23所述的更改检测装置，其中，所述第2频率区域具有比所述第1频率区域高的频率；所述第3频率区域具有比所述第2频率区域高的频率；所述更改判定部在所述第1特征信息和所述第2特征信息一致，并且所述第1特征信息和所述第3特征信息不一致时，判定为没有更改，并且进行了图像处理。
32.一种编码装置，包括变频部，将数字图像信号变频并输出频率系数；量化部，对所述变频部输出的频率系数进行量化并输出量子数据；特征信息计算部，在所述量化部输出的量子数据中，根据属于第1频率区域的量子数据来计算特征信息；信息埋入部，在所述量化部输出的量子数据中，将所述特征信息埋入在属于与所述第1频率区域不同第2频率区域中的量子数据中，并输出埋入数据；以及图像编码部，对所述信息埋入部输出的埋入数据进行编码并生成图像压缩数据。
33.一种信息埋入数据，包括以下步骤在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及在将数字图像信号变频获得的频率系数中，将所述特征信息埋入在属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域中的频率系数中，并输出埋入数据。
34.一种信息埋入方法，包括以下步骤将数字图像信号变频并输出频率系数；在输出的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及在输出的频率系数中，将所述特征信息埋入在属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域中的频率系数中，并输出埋入数据。
35.一种信息埋入方法，包括以下步骤将数字图像信号变频并输出频率系数；对输出的频率系数进行量化并输出量子数据；在输出的量子数据中，根据属于第1频率区域的量子数据来计算特征信息；以及在输出的量子数据中，将所述特征信息埋入在属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的量子数据中，并输出埋入数据。
36.如权利要求33所述的信息埋入方法，其中，所述变频是离散子波变换、子带分割、离散余弦变换、或傅立叶变换的其中之一。
37.如权利要求33所述的信息埋入方法，其中，所述特征信息是成为基础值的散列值。
38.一种信息埋入方法，包括以下步骤在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及在将数字图像信号变频获得的频率系数中属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数、以及将数字图像信号变频获得的频率系数中属于与所述第1频率区域和所述第2频率区域不同的第3频率区域的频率系数两者中，埋入所述特征信息，并输出埋入数据。
39.一种信息埋入方法，包括以下步骤将数字图像信号变频并输出频率系数；在输出的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及在输出的频率系数中属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数、以及输出的频率系数中属于与所述第1频率区域和所述第2频率区域不同的第3频率区域的频率系数两者中，埋入所述特征信息，并输出埋入数据。
40.一种信息埋入方法，包括以下步骤将数字图像信号变频并输出频率系数；对输出的频率系数进行量化并输出量子数据；在所述量子数据中，根据属于第1频率区域的量子数据来计算特征信息；以及在所述量子数据中属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的量子数据、以及所述量子数据中属于与所述第1频率区域和所述第2频率区域不同的第3频率区域的量子数据两者中，埋入所述特征信息，并输出埋入数据。
41.一种更改检测方法，包括以下步骤在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算第1特征信息；在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数来提取第2特征信息；以及比较所述第1特征信息和所述第2特征信息来判定有无更改。
42.如权利要求41所述的更改检测方法，其中，比较所述第1特征信息和所述第2特征信息，在一致的情况下，判定为没有更改。
43.如权利要求41所述的更改检测方法，其中，所述特征信息是成为基础值的散列值。
44.一种更改检测方法，包括以下步骤在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算第1特征信息；在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数来提取第2特征信息；在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于与所述第1频率区域和所述第2频率区域不同的第3频率区域的频率系数来提取第3特征信息；以及在所述第1特征信息和所述第2特征信息及所述第3特征信息中，比较任何两个以上的特征信息，判定有无更改。
45.如权利要求44所述的更改检测方法，其中，比较所述第1特征信息和所述第2特征信息，在一致的情况下，判定为没有更改。
46.如权利要求44所述的更改检测方法，其中，比较所述第1特征信息和所述第3特征信息，在一致的情况下，判定为没有更改。
47.如权利要求44所述的更改检测方法，其中，使用所述第1特征信息和所述第2特征信息的比较结果，以及所述第1特征信息和所述第3特征信息的比较结果，来判定有无更改。
48.如权利要求44所述的更改检测方法，其中，所述第2频率区域具有比所述第1频率区域高的频率；所述第3频率区域具有比所述第2频率区域高的频率；在所述第1特征信息和所述第2特征信息一致，并且所述第1特征信息和所述第3特征信息不一致时，判定为没有更改，并且进行了图像处理。
49.一种记录媒体，记录了信息埋入程序，该程序包括以下步骤在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及在将数字图像信号变频获得的频率系数中，将所述特征信息埋入在属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数中，并输出埋入数据。
50.一种记录媒体，记录了信息埋入程序，该程序包括以下步骤将数字图像信号变频并输出频率系数；在输出的在输出的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及在输出的频率系数中，将所述特征信息埋入在属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域中的频率系数中，并输出埋入数据。
51.一种记录媒体，记录了信息埋入程序，该程序包括以下步骤将数字图像信号变频并输出频率系数；对输出的频率系数进行量化并输出量子数据；在输出的量子数据中，根据属于第1频率区域的量子数据来计算特征信息；以及在输出的量子数据中，将所述特征信息埋入在属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的量子数据中，并输出埋入数据。
52.一种记录媒体，记录了信息埋入程序，该程序包括以下步骤在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及在将数字图像信号变频获得的频率系数中属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数、以及将数字图像信号变频获得的频率系数中属于与所述第1频率区域和所述第2频率区域不同的第3频率区域的频率系数两者中，埋入所述特征信息，并输出埋入数据。
53.一种记录媒体，记录了信息埋入程序，该程序包括以下步骤将数字图像信号变频并输出频率系数；在输出的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算特征信息；以及在输出的频率系数中属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数、以及输出的频率系数中属于与所述第1频率区域和所述第2频率区域不同的第3频率区域的频率系数两者中，埋入所述特征信息，并输出埋入数据。
54.一种记录媒体，记录了信息埋入程序，该程序包括以下步骤将数字图像信号变频并输出频率系数；对输出的频率系数进行量化并输出量子数据；在所述量子数据中，根据属于第1频率区域的量子数据来计算特征信息；以及在所述量子数据中属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的量子数据、以及所述量子数据中属于与所述第1频率区域和所述第2频率区域不同的第3频率区域的量子数据两者中，埋入所述特征信息，并输出埋入数据。
55.一种记录媒体，记录了更改检测方法，该程序包括以下步骤在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算第1特征信息；在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数来提取第2特征信息；比较所述第1特征信息和所述第2特征信息并判定有无更改。
56.一种记录媒体，记录了更改检测方法，该程序包括以下步骤在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于第1频率区域的系数来计算第1特征信息；在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于与所述第1频率区域不同的第2频率区域的频率系数来提取第2特征信息，和在将数字图像信号变频获得的频率系数中，根据属于与所述第1频率区域和所述第2频率区域不同的第3频率区域的频率系数来提取第3特征信息；以及在所述第1特征信息和所述第2特征信息及所述第3特征信息中，比较任何两个以上的特征信息，并判定有无更改。
全文摘要
一种信息埋入装置。将数字图像信号变频并分解为多个频率分量。计算从多个频率分量中选择出的第1频率区域中的系数的特征信息。通过按规定的规则来操作从与第1频率区域不同的区域中选择出的第2频率区域的系数，来埋入特征信息。将表示多个频率分量的频率系数进行规定的编码处理并生成图像压缩数据。
文档编号G06T1/00GK1487725SQ0312753
公开日2004年4月7日 申请日期2003年8月6日 优先权日2002年8月9日
发明者井上尚 申请人:松下电器产业株式会社