Codificador y decodificador para marca de agua electrónica.

Codificador para formar información de marca de agua electrónica que detecta manipulación indebida en un contenido digital incrustando una marca de agua electrónica y limita una parte de dicha manipulación indebida basándose en dicha marca de agua electrónica incrustada en dicho contenido digital

, comprendiendo dicho codificador:

medios para dividir un contenido digital objeto en múltiples bloques de píxeles, de manera que bloques no de borde se solapan a bloques contiguos en los lados superior, inferior, izquierdo y derecho, siendo cada bloque del mismo tamaño;

medios para formar una marca de agua electrónica basándose en la información de píxel de la totalidad de los bloques;

medios para incrustar dicha marca de agua electrónica en píxeles seleccionados de dichos bloques de píxeles, estando ubicados dichos píxeles seleccionados en una zona intercambiable de cada bloque mediante lo cual se forma dicha marca de agua electrónica de modo que se permite la detección de un intercambio entre dichos bloques como manipulación indebida, siendo la zona intercambiable del primer bloque el primer bloque completo y siendo una zona intercambiable de un bloque subsiguiente partes del bloque a excepción de zonas de solapamiento con bloques en los que dicha marca de agua electrónica ya se ha incrustado y en una zona de frontera en la que una diferencia entre píxeles contiguos es grande, y estando dichos medios para incrustar dispuestos para saltar algunas de una pluralidad de posibles posiciones de píxel para aplicar una marca de agua electrónica de modo que se evita que dicho contenido digital se deteriore; y

medios para establecer posiciones de salto y cambiar el grado de salto realizado por dichos medios para incrustar.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E02257213.

Solicitante: RICOH COMPANY, LTD..

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 3-6, NAKAMAGOME 1-CHOME, OHTA-KU TOKYO 143-8555 JAPON.

Inventor/es: WATANABE, TOSHIO, NAGAO, SEIJI, WATANABE, KAZUMITSU, NISHIMURA,T.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > COMPUTO; CALCULO; CONTEO > TRATAMIENTO O GENERACION DE DATOS DE IMAGEN, EN GENERAL... > G06T1/00 (Tratamiento de datos de imagen, de aplicación general)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE IMAGENES, p. ej. TELEVISION > Sistemas de televisión (detalles H04N 3/00, H04N... > H04N7/08 (Sistemas para la transmisión simultánea o secuencial de más de una señal de televisión, p. ej. señales de información adicional, señales que ocupan total o parcialmente la misma banda de frecuencia)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE IMAGENES, p. ej. TELEVISION > Exploración, transmisión o reproducción de documentos... > H04N1/387 (Composición, reposicion u otra modificacion de las originales)
  • SECCION G — FISICA > ENSEÑANZA; CRIPTOGRAFIA; PRESENTACION; PUBLICIDAD;... > APARATOS DE CIFRAR O DESCIFRAR PARA LA CRIPTOGRAFIA... > G09C5/00 (Aparatos o métodos de cifrado no previstos en los otros grupos de esta subclase, p. ej. que comprenden la disimulación o la deformación de datos gráficos tales como dibujos, mensajes escritos o impresos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION DE IMAGENES, p. ej. TELEVISION > Sistemas de televisión (detalles H04N 3/00, H04N... > H04N7/081 (señales de información adicional que están transmitidas por una sub-portadora)

PDF original: ES-2460265_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Codificador y decodificador para marca de agua electrónica La presente invención se refiere a un método y a un aparato de codificación para generar información de marca de agua electrónica y de incrustación una marca de agua electrónica en un contenido digital, a un método y a un aparato para leer y decodificar la marca de agua electrónica incrustada de modo que se detecte una manipulación indebida, a un programa para codificar y decodificar y a un medio de grabación para grabar este programa de modo que se lea por un aparato de procesamiento de información.

La información de un contenido digital es fácil de copiar en un aparato de procesamiento de información tal como un ordenador sin deterioro. Además, la información del contenido digital es fácil de manipular indebidamente mediante reescritura y similares. Además, la información del contenido digital es fácil de transmitir en una línea de comunicación. Como resultado, la información del contenido digital se copia ilegalmente mediante un proceso u operación sencilla y después se vuelve a utilizar sin permiso. Asimismo, puesto que es fácil de manipular indebidamente en parte la información del contenido digital, especialmente información de imagen representada mediante una cámara digital, la información no se utiliza como prueba fotográfica como se usa una fotografía tomada por una cámara de película de plata.

Como métodos para evitar la manipulación indebida se conocen métodos tales como marca de agua electrónica y ocultación de datos. La marca de agua electrónica es un método para añadir información, que es difícil de reconocer visualmente cuando se reproduce la información normalmente, en un contenido digital tal como información de imagen digital.

Esta tecnología de marca de agua electrónica se divide generalmente en dos categorías. La primera categoría es tecnología que incrusta directamente datos de marca de agua electrónica en un valor muestreado de datos de contenido. La tecnología de la segunda categoría incrusta datos de marca de agua electrónica en una componente de frecuencia. Con la tecnología para incrustar los datos de marca de agua electrónica en el valor muestreado de los datos de contenido, aunque los datos de marca de agua electrónica incrustados tienden a perderse cuando se procesan o comprimen los datos de contenido, la incrustación es sencilla. Por otro lado, con la tecnología para incrustar los datos de marca de agua electrónica en la componente de frecuencia, aunque la marca de agua electrónica es robusta frente al procesamiento y compresión de los datos de contenido, el procesamiento para incrustar y extraer los datos de marca de agua electrónica es complicado.

Como las tecnologías para incrustar los datos de marca de agua electrónica en el valor muestreado de los datos de contenido se conocen un método para dispersar e incrustar de manera uniforme los datos de marca de agua electrónica en toda la imagen y un método para insertar la marca de agua electrónica sólo en una parte notable.

Como la tecnología para incrustar los datos de marca de agua electrónica en la componente de frecuencia se conoce un método para añadir los datos de marca de agua electrónica a datos en el dominio de la frecuencia aplicando una transformada de frecuencia tal como la transformada rápida de Fourier (FFT) , la transformada de coseno discreta (DCT) y la transformada de ondícula (wavelet) , a un contenido digital. Cuando la marca de agua electrónica que va a añadirse es una cantidad tan pequeña que los datos no cambian en gran medida los datos originales, los datos se decodifican mediante transformada de frecuencia inversa de manera que una imagen original no se deteriora visualmente y, simultáneamente, los datos se transmiten mientras la información de marca de agua electrónica está visualmente oculta.

Aunque se utiliza un ordenador o un escáner para incrustar la marca de agua electrónica en un contenido digital, son necesarios los datos originales o un contenido objeto para incrustar la marca de agua electrónica. Por tanto, la incrustación de la marca de agua electrónica en el contenido digital utilizando un ordenador o un escáner es un procesamiento secundario que permite la manipulación indebida antes de crear el contenido digital en el que se incrusta la marca de agua electrónica.

Sin embargo, cuando se utiliza una imagen binaria tal como una imagen binaria en blanco y negro como la información de imagen en la que se incrusta la marca de agua electrónica, la International Telecommunication Union (ITU-T) recomienda un método de compresión de imagen sin pérdidas (tal como MH, MR y MMR que son normas G3 y G4 de la International Telecommunication Union (ITU-T) ) que puede restaurar la imagen original sin generar una pérdida, y se utiliza generalmente este método de compresión de imagen. Una tecnología de compresión de imagen con pérdidas, que puede perder información detallada, suele utilizarse para una imagen de múltiples valores tal como una imagen en color y una imagen en escala de grises mientras se pone énfasis en la compresión de datos para el almacenamiento en lugar de evitar un deterioro mayor o menor de la calidad de imagen. La tecnología de compresión de imagen tal como JPEG y MPEG que utiliza transformada de frecuencia basada en la transformada de coseno discreta (DCT) corresponde a esta tecnología.

Por tanto, puesto que la marca de agua electrónica incrustada se deteriora a medida que la compresión de imagen deteriora la calidad de imagen, en una aplicación que evita la manipulación indebida de la imagen de múltiples valores, disminuye la capacidad para detectar una manipulación indebida en una imagen y, por consiguiente, existe el problema de que no existe una función suficiente para evitar la manipulación indebida.

La presente invención pretende solucionar los problemas de la técnica anterior. La presente invención proporciona un método de codificación y un codificador, un método de decodificación y un decodificador, y programas de codificación y de decodificación según se definen en las reivindicaciones adjuntas. Con la presente invención es posible incrustar una marca de agua electrónica en un contenido digital, por ejemplo una imagen de múltiples valores y una imagen binaria representada mediante cámara digital, de modo que se permite la detección de manipulación indebida de un contenido de imagen manipulado indebidamente por un tercero aunque la manipulación indebida sea mínima. Realizaciones de la presente invención pueden proporcionar una imagen representada que puede utilizarse como prueba fotográfica, por ejemplo. Realizaciones de la presente invención pueden almacenar y recuperar tanto la información de marca de agua electrónica como la información manipulada indebidamente prácticamente sin pérdidas incluso aunque no se aplique compresión, se aplique compresión de imagen sin pérdidas o compresión con pérdidas a una imagen objeto.

En algunas realizaciones de la presente invención, el codificador para marca de agua electrónica comprende además medios para cambiar de manera arbitraria el tamaño de los múltiples bloques divididos y las zonas de solapamiento entre los bloques en lugar de los medios para dividir el contenido digital en múltiples bloques, de modo que se forma una marca de agua electrónica que detecta un intercambio entre los bloques como manipulación indebida, y los bloques se dividen en un tamaño arbitrario.

En algunas realizaciones de la presente invención, puesto que los medios para formar independientemente información de marca de agua electrónica en los bloques forman la información de marca de agua electrónica por medio de una función hash (aleatorización) que utiliza una pluralidad de datos... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Codificador para formar información de marca de agua electrónica que detecta manipulación indebida en un contenido digital incrustando una marca de agua electrónica y limita una parte de dicha manipulación indebida basándose en dicha marca de agua electrónica incrustada en dicho contenido digital, comprendiendo dicho codificador:

medios para dividir un contenido digital objeto en múltiples bloques de píxeles, de manera que bloques no de borde se solapan a bloques contiguos en los lados superior, inferior, izquierdo y derecho, siendo cada bloque del mismo tamaño;

medios para formar una marca de agua electrónica basándose en la información de píxel de la totalidad de los bloques;

medios para incrustar dicha marca de agua electrónica en píxeles seleccionados de dichos bloques de píxeles, estando ubicados dichos píxeles seleccionados en una zona intercambiable de cada bloque mediante lo cual se forma dicha marca de agua electrónica de modo que se permite la detección de un intercambio entre dichos bloques como manipulación indebida, siendo la zona intercambiable del primer bloque el primer bloque completo y siendo una zona intercambiable de un bloque subsiguiente partes del bloque a excepción de zonas de solapamiento con bloques en los que dicha marca de agua electrónica ya se ha incrustado y en una zona de frontera en la que una diferencia entre píxeles contiguos es grande, y estando dichos medios para incrustar dispuestos para saltar algunas de una pluralidad de posibles posiciones de píxel para aplicar una marca de agua electrónica de modo que se evita que dicho contenido digital se deteriore; y

medios para establecer posiciones de salto y cambiar el grado de salto realizado por dichos medios para incrustar.

2. Codificador según la reivindicación 1, que comprende además medios para cambiar de manera arbitraria el tamaño de los múltiples bloques divididos y las zonas de solapamiento entre bloques.

3. Codificador según la reivindicación 1 ó 2, en el que dichos medios para formar una información de marca de agua electrónica en dichos bloques están dispuestos para formar dicha marca de agua electrónica por medio de una función hash que utiliza al menos uno de: una pluralidad de datos de un contenido digital incrustado con una marca de agua electrónica inmediatamente antes, una clave secreta, la fecha de ejecución del proceso y un número de producción de aparato, como datos semilla.

4. Codificador según la reivindicación 3, en el que el número de píxeles sucesivos en zonas individuales del contenido digital incrustado con la marca de agua digital inmediatamente antes se utiliza como dichos datos semilla para la función hash.

5. Codificador según la reivindicación 4, en el que la paridad de un valor de píxel de píxeles individuales en una imagen de múltiples valores del contenido digital se pone en correspondencia utilizando la paridad de un número entero del resultado de dicha función hash utilizada para dichos medios para formar información de marca de agua electrónica.

6. Codificador según la reivindicación 3, en el que la paridad del número de píxeles sucesivos en zonas individuales en una imagen binaria del contenido digital se pone en correspondencia utilizando la paridad de un número entero del resultado de dicha función hash utilizada para dichos medios para formar información de marca de agua electrónica.

7. Codificador según la reivindicación 3, en el que se forman zonas basándose en un umbral para valores de píxel de píxeles individuales en una imagen de múltiples valores del contenido digital, y la paridad del número de píxeles sucesivos en las zonas individuales se pone en correspondencia utilizando la paridad de un número entero del resultado de dicha función hash utilizada para dichos medios para formar información de marca de agua electrónica.

8. Codificador según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además medios para cambiar de manera arbitraria las posiciones para saltar dicha marca de agua electrónica.

9. Codificador según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además medios para grabar información que indica que dicha marca de agua electrónica está incrustada en una cabecera de archivo de dicho contenido digital cuando se crea dicho contenido digital con dicha marca de agua electrónica incrustada y para grabar dicho contenido en un medio de grabación.

10. Cámara digital que incluye un codificador para formar una marca de agua electrónica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, medios de formación de imágenes para representar un objeto como contenido digital y medios para grabar contenido digital en el que está incrustada dicha marca de agua electrónica en un medio de grabación.

11. Método de codificación para la aplicación de marcas de agua electrónicas que permite la detección de manipulación indebida en un contenido digital incrustando una marca de agua electrónica y limita una parte de dicha manipulación indebida basándose en dicha marca de agua electrónica incrustada en dicho contenido digital, comprendiendo dicho método las etapas de:

dividir un contenido digital objeto en múltiples bloques de píxeles (S3) de manera que una zona de al menos un bloque se solapa a bloques contiguos en los lados superior, inferior, izquierdo y derecho, siendo cada bloque del mismo tamaño; y

formar una marca de agua electrónica (S7) basándose en la información de píxel de la totalidad de los bloques de modo que se permite la detección de un intercambio entre dichos bloques como manipulación indebida;

asociar la marca de agua electrónica en los bloques individuales unas con otras por medio de la zona de solapamiento entre dichos bloques; e:

incrustando dicha marca de agua electrónica (S11) en píxeles seleccionados de dichos bloques de dicho contenido digital mientras se saltan algunas de una pluralidad de posibles posiciones de píxel para aplicar una marca de agua electrónica de modo que se evita que dicho contenido digital se deteriore, estando ubicados dichos píxeles seleccionados en una zona intercambiable de cada bloque de modo que se permite la detección de un intercambio entre dichos bloques como manipulación indebida, siendo la zona intercambiable del primer bloque el primer bloque completo y siendo una zona intercambiable de un bloque subsiguiente partes del bloque a excepción de zonas de solapamiento con bloques precedentes, y en una zona de frontera en la que una diferencia entre píxeles contiguos es grande; y

estableciendo las posiciones de salto (S10) y cambiando el grado de salto realizado en dicha etapa de incrustación.

12. Método de codificación según la reivindicación 11, que comprende además la etapa de cambiar de manera arbitraria el tamaño de los múltiples bloques divididos y la zona de solapamiento entre los bloques de modo que se dividen dichos bloques en tamaños arbitrarios cuando dicho contenido digital se divide en múltiples bloques.

13. Método de codificación según la reivindicación 11 ó 12, en el que la marca de agua electrónica se forma en dichos bloques por medio de una función hash y al menos uno de: una pluralidad de datos de un contenido digital incrustado con una marca de agua electrónica inmediatamente antes, una clave secreta, los datos de ejecución del proceso y un número de producción de aparato se usan como datos semilla.

14. Método de codificación según la reivindicación 11 ó 12, en el que el número de píxeles sucesivos en zonas individuales del contenido digital incrustado con una marca de agua digital inmediatamente antes se utiliza como dichos datos semilla para la función hash.

15. Método de codificación según la reivindicación 13, en el que la paridad de un valor de píxel de píxeles individuales en una imagen de múltiples valores del contenido digital se pone en correspondencia utilizando la paridad de un número entero del resultado de dicha función hash utilizada para formar dicha marca de agua electrónica.

16. Método de codificación según la reivindicación 13, en el que la paridad del número de píxeles sucesivos en zonas individuales en una imagen binaria del contenido digital se pone en correspondencia utilizando la paridad de un número entero del resultado de dicha función hash utilizada para formar dicha marca de agua electrónica.

17. Método de codificación según la reivindicación 13, 14, 15 ó 16, en el que se forman zonas basándose en un umbral para valores de píxel de píxeles individuales en una imagen de múltiples valores del contenido digital, y la paridad del número de píxeles sucesivos en las zonas individuales se pone en correspondencia utilizando la paridad de un número entero del resultado de dicha función hash utilizada para formar dicha marca de agua electrónica.

18. Método de codificación según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, en el que las posiciones que

se saltan pueden intercambiarse de manera arbitraria para proporcionar un intervalo seleccionable de manera arbitraria de deterioro de dicho contenido digital.

19. Método de codificación según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18, en el que se graba información que indica que está incrustada una marca de agua electrónica en una cabecera de archivo del contenido digital cuando se crea dicho contenido digital con la marca de agua electrónica incrustada y después se graba el contenido digital en un medio de grabación.

20. Decodificador para leer y decodificar una marca de agua electrónica incrustada en contenido digital mediante un codificador para marca de agua electrónica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, comprendiendo el decodificador:

medios para dividir un contenido digital objeto en múltiples bloques de píxeles, de manera que dicho bloque se solapa a bloques contiguos en los lados superior, inferior, izquierdo y derecho, siendo cada bloque del mismo tamaño;

medios para formar una marca de agua electrónica basándose en información de píxel de la totalidad de los bloques;

medios para asociar dicha marca de agua electrónica en píxeles seleccionados de dichos bloques de píxeles, estando ubicados dichos píxeles seleccionados en una zona intercambiable de cada bloque, siendo la zona intercambiable del primer bloque el primer bloque completo y siendo una zona intercambiable de un bloque subsiguiente partes del bloque a excepción de zonas de solapamiento con bloques precedentes y en una zona de frontera en la que una diferencia entre píxeles contiguos es grande, y estando dichos medios para asociar dispuestos para saltar alguna de una pluralidad de posibles posiciones de píxel para aplicar una marca de agua electrónica de modo que se evita que dicho contenido digital se deteriore;

medios para establecer posiciones de salto y cambiar el grado de salto realizado por dichos medios para asociar;

medios para comparar dicha marca de agua electrónica con valores de dichos píxeles asociados; y

medios para detectar la existencia de una parte manipulada indebidamente en dicho contenido digital basándose en el resultado de dichos medios de comparación.

21. Decodificador según la reivindicación 22, que comprende además medios para mostrar un bloque que incluye dicha parte manipulada indebidamente detectada por dichos medios para detectar la existencia de una parte manipulada indebidamente en el contenido digital como un patrón de inversión de color, un patrón de relleno en negro, un patrón de relleno en blanco, un patrón de relleno en color distinto de los rellenos en negro y en blanco y similares, de modo que se identifique visualmente la parte manipulada indebidamente.

22. Método de decodificación para leer y decodificar una marca de agua electrónica incrustada en un contenido digital mediante un método de codificación para la aplicación de marcas de agua electrónicas según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19, comprendiendo dicho método las etapas de:

dividir un contenido digital objeto en múltiples bloques de píxeles (S23) de manera que una zona de al menos un bloque se solapa a bloques contiguos en los lados superior, inferior, izquierdo y derecho, siendo cada bloque del mismo tamaño; y

formar una marca de agua electrónica (S27) basándose en información de píxel de la totalidad de los bloques;

asociar la marca de agua electrónica en los bloques individuales unas con otras por medio de la zona de solapamiento entre dichos bloques; y:

asociando dicha marca de agua electrónica con píxeles seleccionados de dichos bloques de dicho contenido digital mientras se saltan algunas de una pluralidad de posibles posiciones de píxel para aplicar una marca de agua electrónica de modo que se evita que dicho contenido digital se deteriore, estando ubicados dichos píxeles seleccionados en una zona intercambiable de cada bloque, siendo la zona intercambiable del primer bloque el primer bloque completo y siendo una zona intercambiable de un bloque subsiguiente partes del bloque a excepción de zonas de solapamiento con bloques precedentes, y en una zona de frontera en la que una diferencia entre píxeles contiguos es grande;

estableciendo las posiciones de salto (S30) y cambiando el grado de salto realizado en dicha etapa de incrustación;

leyendo la información de marca de agua electrónica individualmente para los múltiples bloques divididos; y

detectando la existencia de una parte manipulada indebidamente en dicho contenido digital comparando la información de marca de agua electrónica leída con la marca de agua electrónica asociada (S32) .

23. Método de decodificación para marca de agua electrónica según la reivindicación 22, que comprende además la etapa de mostrar un bloque que incluye dicha parte manipulada indebidamente detectada basándose en la lectura y decodificación de la información de marca de agua electrónica en dicho contenido digital como un patrón de inversión de color, un patrón de relleno en negro, un patrón de relleno en blanco, un relleno en color distinto de los rellenos en negro y en blanco, o similares, de modo que se identifique visualmente la parte manipulada indebidamente.

24. Programa de codificación para la aplicación de marcas de agua electrónicas, comprendiendo el programa medios de código que, cuando se ejecutan mediante un aparato de procesamiento de información, ordenan al aparato de procesamiento de información que efectúe un método según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 19.

25. Programa de decodificación para la aplicación de marcas de agua electrónicas, comprendiendo el programa medios de código que, cuando se ejecutan mediante un aparato de procesamiento de información, ordenan al aparato de procesamiento de información que efectúe un método según una cualquiera de las reivindicaciones 22 ó 23.

26. Medio de grabación que tiene grabado en el mismo un programa para la aplicación de marcas de agua electrónicas según una cualquiera de las reivindicaciones 24 ó 25 de modo que puedan leerse para funcionar en un aparato de procesamiento de información.