DE10195850B4 - Verfahren zum Integrieren eines Wasserzeichens in ein komprimiertes Bild - Google Patents

Verfahren zum Integrieren eines Wasserzeichens in ein komprimiertes Bild Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zum Integrieren wenigstens eines Teils eines Wasserzeichens in wenigstens einen Teil eines komprimierten Bildes, umfassend:
Kodieren des wenigstens einen Teils des Wasserzeichens;
Komprimieren des wenigstens einen Teils des Bildes; und
Kombinieren des codierten wenigstens einen Teils des Wasserzeichens und des wenigstens einen Teils des komprimierten Bildes,
wobei die Bytes des wenigstens einen Wasserzeichenteils an ausgewählten Byteorten in den wenigstens einen komprimierten Bildteil eingefügt werden, wobei
die Byteorte in dem wenigstens einen komprimierten Bildteil in Übereinstimmung mit einer Pseudo-Zufallszahlerzeugungstechnik ausgewählt sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Wasserzeichenherstellung und insbesondere auf das Integrieren oder Einbetten eines Wasserzeichens in ein Bild, wie beispielsweise ein komprimiertes digitales Bild.
  • Das Management von Informationen wird mit dem Fortschritt der Informationstechnologie, insbesondere im Bereich der digitalen Bildverarbeitung, ein zunehmend schwierigeres Problem. Die Identifikation des Eigentums und/oder anderer Rechte bezüglich eines Bildes erhält dann, wenn das Bild über ein Netzwerk, wie beispielsweise ein öffentliches Netzwerk, übermittelt wird, eine große Aufmerksamkeit. Darüber hinaus werden die Informationsverwaltung und die sichere Bewegung von Bilddaten komplexe Aufgaben, insbesondere im Lichte der schnellen Entwicklung einer Vielzahl von Technologien. Die "digitale Wasserzeichenherstellung" kann eine mögliche Lösung für dieses Problem zur Verfügung stellen.
  • Die Einbettung eines digitalen Wasserzeichens in komprimierte Bilddaten ist beispielsweise in der GB 2326048 A beschrieben.
    •
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Prozeß oder eine Technik zum Codieren digitaler Wasserzeichen zur Verfügung zu stellen, der bzw. die unbeeinflußt oder zumindest im wesentlichen unbeeinflußt von dem Prozeß der Bildkompressions/Dekompression ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1, ein Verfahren gemäß Patentanspruch 6 sowie einen Gegenstand gemäß Patentanspruch 13.
  • Der als die Erfindung angesehene Gegenstand wird insbesondere aufgezeigt und klar beansprucht in dem abschließenden Teil der Spezifikation. Die Erfindung kann jedoch sowohl hinsichtlich des Aufbaus als auch des Betriebsverfahrens zu sammen mit ihren Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am besten unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung verstanden werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in welchen:
  • 1 eine schematische Darstellung ist, die eine Beispielanwendung einer Ausführungsform eines Verfahrens des Integrierens eines Wasserzeichens in ein komprimiertes Bild gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
  • 2 eine Ablaufdiagramm ist, das eine Ausführungsform eines Verfahrens des Integrierens eines Wasserzeichens in ein komprimiertes Bild gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
  • 3 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Wiederherstellen des integrierten Wasserzeichens aus dem komprimierten Bild veranschaulicht, insbesondere für das in 2 veranschaulichte Ausführungsbeispiel.
    •
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung werden zahlreiche spezielle Details angegeben, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu erreichen. Für Fachleute ist es jedoch klar, daß die vorliegende Erfindung auch ohne diese speziellen Details ausgeführt werden kann. An anderen Stellen werden gut bekannte Verfahren, Prozeduren, Komponenten und Schaltungen nicht im Detail beschrieben, um die vorliegende Erfindung nicht zu verdecken.
  • Einige Teile der folgenden detaillierten Beschreibung werden anhand von Algorithmen und symbolischen Darstellungen von Operationen an Datenbits oder binären digitalen Signalen in einem Computerspeicher präsentiert. Diese algorithmischen Beschreibungen und Darstellungen sind die von den Fachleuten auf dem Gebiet der Datenverarbeitung verwendeten Techniken, um anderen Fachleuten das Wesen ihrer Arbeit zu übermitteln. Unter einem Algorithmus wird hier und im allgemeinen eine in sich konsistente Sequenz von Schritten oder Operationen verstanden, die zu einem gewünschten Ergebnis führen. Diese umfassen physikalische Manipulationen physikalischer Größen. Üblicherweise, jedoch nicht notwendigerweise, neben diese Größen die Form elektrischer oder magnetischer Signale an, die gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen oder auf andere Weise bearbeitet werden können. Gelegentlich hat es sich, hauptsächlich aus Gründen der allgemeinen Verwendung, als geeignet erwiesen, auf diese Signale als Bits, Werte, Elemente, Symbole, Zeichen, Terme, Zahlen oder dergleichen Bezug zu nehmen. Es ist jedoch klar, daß all diese und ähnliche Begriffe den richtigen physikalischen Größen zugeordnet sein sollen und bloß auf diese Größen angewendete geeignete Bezeichnungen darstellen. Solange in den nachfolgenden Erörterungen nichts Gegenteiliges ausgesagt wird, ist es in der gesamten Beschreibung klar, daß sich Erörterungen, die Begriffe wie beispielsweise "Verarbeitung" oder "Berechnung" oder "Bestimmung" oder dergleichen benutzen, sich auf die Aktion und Prozesse eines Computers oder Rechnersystems oder einer ähnlichen elektronischen Recheneinrichtung beziehen, die als physikalische, wie beispielsweise elektronische, Größen dargestellte Daten in den Registern und/oder Speichern des Rechnersystems in andere Daten manipulieren und transformieren, die als physikalische Größen in den Speichern, Registern oder anderen derartigen Informationsspeicher-, Übertragungs-, Wiedergewinnungs- oder Anzeigeeinrichtungen des Rechnersystems dargestellt werden.
  • Operationen, wie beispielsweise die Bildgewinnung, -codierung, -bearbeitung, -übertragung, -wiedergewinnung oder -speicherung, schliefen insbesondere die sorgfältige Behandlung von Rauschen ein, das in einem oder mehreren Bildern vorhanden sein kann und welches als wahrnehmbar störende Artefakte erscheinen kann. Der Einfluß dieses Rauschens kann durch Reduzieren des Einflusses an der Quelle reduziert werden. Jedoch kann es sein, daß dies nicht immer möglich ist, und darüber hinaus kann in Bildern, die digital aufgenommen sein können, gelegentlich ein Restrauschen selbst nach der Anwendung von Rauschreduktionstechniken verbleiben. Es sind Techniken und Prozesse verfügbar zum Reduzieren des Einflusses räumlichen Rauschens auf Standbilder und Digitalkameras und sowohl räumlichen als auch hochfrequenten Rauschens in Videobildaufnahmesystemen. Jedoch wird ein anderes Gebiet der Bilddarstellung als "digitale Wasserzeichenherstellung" bezeichnet, bei welchem spezielle Signalinformationen typischerweise als "Rauschen" codiert werden können. Ein digitales Wasserzeichen kann ein spezielle codiertes Symbol oder eine Signatur sein, die zum Zwecke der Bildauthentisierung oder -verifikation oder einfach zum codieren geheimer Informationen in ein oder mehrere Bilder in das Bild gebracht wird.
  • Digitale Wasserzeichen, wie beispielsweise Logos oder Signaturen, können in das Bild auf vielfältige Weise eingeführt werden. Beispielsweise kann, obwohl die Erfindung in ihrem Umfang diesbezüglich nicht eingeschränkt ist, das Wasserzeichen selbst ein 32×32-Bildblock eines Logos oder einer Signatur sein, der verschlüsselt werden kann oder alternativ in der zur Verfügung gestellten Form benutzt werden kann. Diese Wasserzeichensignalinformationen oder ein Teil des Wasserzeichens können in das Bild oder einen Teil desselben kombiniert werden, nachdem das Bild oder der Bildteil komprimiert worden ist. Dies kann implementiert werden, indem die Wasserzeichenpixelsignalwerte zwischen ausgewählten Pixelwerten oder zwischen ausgewählten Pixelorten unter Verwendung einer geeigneten Technik oder eines geeigneten Prozesses eingefügt werden. Folglich können bei diesem Beispiel die Signalinformationen wiederholt in das komprimierte Bild oder einen Teil des Bildes eingestreut werden. Insbesondere können bei einem derartigen Ausführungsbeispiel das Wasserzeichen oder ein Teil davon codiert werden, das Bild oder ein Teil davon komprimiert werden und das codierte Wasserzeichen und das komprimierte Bild, oder Teile davon, dann auf diese Weise beispielsweise kombiniert werden.
  • Typischerweise durchläuft das Bild, nachdem es von einer Bildaufnahmeeinrichtung, wie beispielsweise einem Abbilder, aufgenommen worden ist, eine Bildverarbeitung, üblicherweise gefolgt von einer Kompression vor der Speicherung und/oder Übertragung. Um das Bild wiederzugewinnen und anzuzeigen, wird typischerweise ein entsprechender Dekompressionsprozeß oder eine Dekompressionstechnik angewendet. Üblicherweise sind machbare Bildkompressions/Dekompressionsprozesse oder -techniken von Natur aus "verlustbehaftet", d.h., die Pixelsignalwerte des dekomprimierten Bildes entsprechen nicht exakt dem ursprünglichen Bild. Wenn das digitale Wasserzeichen in Form eines pseudo-zufälligen Rauschens in dem Bild kodiert ist, zerstört die Kompression und Dekompression üblicherweise die codierten Wasserzeichensignalinformationen, und somit ist das Wasserzeichen für eine gewünschte Identifikation und/oder Authentisierung nicht wiederherstellbar.
  • Bei einer Ausführungsform eines Verfahrens des Integrierens eines Wasserzeichens in ein komprimiertes Bild werden somit kodierte Wasserzeichensignalinformationen in ein komprimiertes Bild integriert. Selbstverständlich können, wie zuvor angedeutet wurde, die Wasserzeichensignalinformationen alternativ nicht codiert werden. Darüber hinaus können bei einem speziellen Ausführungsbeispiel einige relevante Signalinformationen außerdem in dem Kopfteil zur Verfügung gestellt werden, obwohl die Erfindung diesbezüglich in ihrem Umfang nicht eingeschränkt ist. Die codierten Wasserzeichensignalinformationen werden folglich in den komprimierten Daten des komprimierten Bildes oder eines ausgewählten Abschnitts davon kombiniert, wie beispielsweise durch wiederholtes Einstreuen der Wasserzeichensignalinformationen in die komprimierten Bilddaten. Die Wasserzeichensignalinformationen können dann aus dem komprimierten Bild entweder vor der Dekompression des komprimierten Bildes oder alternativ während des Dekompressionsprozesses decodiert werden, was von der speziellen Integrationsmethodik abhängt, die während der Integration der Wasserzeichensignalinformationen in das komprimierte Bild angewendet worden sind. Die decodierten Wasserzeichensignalinformationen können dann mit dem dekomprimierten Bild auf eine nicht-wahrnehmbare oder kaum erfaßbare Weise gemischt werden, wenn es gewünscht wird, wie es beispielsweise in der zuvor erwähnten gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung beschrieben ist, obwohl die Erfindung diesbezüglich in ihrem Umfang nicht eingeschränkt ist. Beispielsweise könnte dies auch nicht ausgeführt werden.
  • Die Verschlüsselung von Wasserzeichensignalinformationen kann ausgeführt werden, indem die Informationen in der Raumdomäne oder der Transformationsdomäne codiert werden. Bild- oder Raumdomänencodierung kann beliebige Bits der Verschlüsselung mit einem nicht-verschlüsselnden Schlüssel umfassen, der ähnlich dem ist, was bei der 128-Bit-Verschlüsselung für Internet-Anwendungen und die Bildübertragung beispielsweise angewendet worden ist. Siehe beispielsweise "A method for obtaining digital signatures and public key cryptosystem", ACM Commun. 1978, Band 21, Seiten 120–126; "Evaluation of selective encryption techniques for secure transmission of MPEG-compressed bit-streams", Alattar et al., Proc. ISCAS, Seiten 340–343, Band 14, 1999, oder "Combining data compression and encryption", C. Finnila, IEEE WESCON/94, Seiten 404–409, obwohl diese bloß als Beispiele angegeben sind. Alternativ kann die Transformationsdomänencodierung unter Verwendung eines einer Reihe von Wegen ausgeführt werden, wie beispielsweise mit der Fourier-Transformations-Codierung, Wavelet-Transformations-Codierung, Walsh-Hadamard-Transformations-Codierung, etc. Für einen Fachmann ist es jedoch klar, daß dies nur Beispiele der Bilddomänencodierung und Frequenzdomänencodierung sind und daß die Erfindung in ihrem Umfang nicht auf eine spezielle Lösung eingeschränkt ist. Es kann eine beliebige einer Reihe von gegenwärtig bekannten oder später entwickelten Lösungen benutzt werden.
  • Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel des Integrierens eines Wasserzeichens in ein komprimiertes Bild kann ein Prozeß der vorliegenden Erfindung das folgende umfassen. Für ein als Datei von Pixelsignalwerten beispielsweise gespeichertes Bild wird die komprimierte Bilddatei als C(F) dargestellt. B sei ein 32×32-Block, der die Wasserzeichensignalinformationen bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel darstellt. Selbstverständlich ist die Erfindung in ihrem Umfang nicht auf ein Wasserzeichen oder Wasserzeichensignalinformationen irgendeiner speziellen Größe oder Form eingeschränkt. Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel ist die Wasserzeichensignalinformation B verschlüsselt. E(B) soll den Bitstrom des verschlüsselten Blocks B darstellen. Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel wird E(B) in eine Reihe oder Sequenz von Gruppierungen von Bits, hier 8-Bit-"Bytes", unterteilt, welche die codierten Wasserzeichensignalwerte darstellen. Beispielsweise E(B) = N0N1N2N3 ... Nm [1]wobei jedes Ni ein Byte in dem verschlüsselten Block E(B) darstellt. Folglich ist E(B) die binäre digitale Signaldarstellung oder die Bits für den verschlüsselten Block. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das Unterteilen des Wasserzeichen in Bytes eingeschränkt. Beispielsweise könnte bei einem alternativen Ausführungsbeispiel die Wasserzeichensignalinformation in Gruppierungen von Bits unterteilt werden, die statt dessen 4-Bit-Tetraden aufweisen. Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel können die Wasserzeichensignalinformationen E(B) dann in die komprimierte Datei C(F) unter Verwendung der im folgenden beschriebenen Lösung eingeschlossen oder kombiniert werden.
  • Hierbei werden die Bytes des verschlüsselten Wasserzeichenblocks E(B) über die komprimierte Bilddatei zwischen ausgewählten Byteorten in dem komprimierten Bild verteilt. In gleicher Weise werden bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel die Byteorte in Übereinstimmung mit einer Pseudo-Zufallszahlerzeugungstechnik ausgewählt. Es kann eine beliebige eine Reihe von Pseudo-Zufallszahlerzeugungstechniken benutzt werden, und die Erfindung ist in ihrem Umfang nicht auf irgendeinen speziellen Prozeß beschränkt. Jedoch wird bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel ein anfänglicher "Startwert" (seed) des Pseudo-Zufallsprozesses im wesentlichen in Übereinstimmung mit der folgenden Relation [2] ausgewählt: Q ← ⌊[size[E(B)]+ size[C(F)]]/1024⌋ wobei "size[]" die Größe der Datei bezeichnet, in Bytes bei diesem Ausführungsbeispiel. Um die nächste Pseudo-Zufallszahl zu erzeugen, wende die Pseudo-Zufallszahlerzeugungstechnik unter Verwendung des Startwerts an, der gleich dem existierenden Wert von Q ist. Jetzt soll Q die neu erzeugte Pseudo-Zufallszahl darstellen.
  • Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel werden die codierten Wasserzeichensignalinformationen mit den Signalinformationen der komprimierten Datei auf die folgende Weise kombiniert. In der komprimierten Datei C(F) sei Byte Ni von E(B) zwischen den Bytes BQ und BQ+1 der komprimierten Bilddatei C(F) eingefügt, und i variiere von 0 bis m. Ein Pixel P(m,n) kann in BP abgebildet werden, wobei P = n·c + n ist, wobei c die Anzahl der Pixel in jeder Zeile ist, r die Anzahl der Zeilen ist, m in Einerschritten von 0 bis r – 1 läuft und n in Einerschritten von 0 bis c – 1 läuft. Durch diese Technik kann Q auf einen Pixelort BQ abgebildet werden, obwohl selbstverständlich irgendeine einer Reihe weiterer Techniken zum Herstellen einer Zuweisung zwischen Zahlen und Pixelorten benutzt werden kann. Folglich wird nach dem Einfügen des ersten Bytes N0 des verschlüsselten Wasserzeichens E(B) bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel beispielsweise die gleiche Pseudo-Zufallszahlerzeugungstechnik, die den vorhandenen Wert von Q als Startwert nutzt, verwendet, um den nächsten Byteort zum Einfügen des nächsten Bytes N1 zu erzeugen. Dies ist schematisch in 1 veranschaulicht.
  • 2 ist ein Ablaufdiagramm, das das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel veranschaulicht, obwohl wiederum dies nur ein Beispiel für eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist. Die Erfindung ist in ihrem Umfang nicht auf das bloße Implementieren dieses speziellen Ablaufdiagramms eingeschränkt. Beispielsweise wird, wie es in 2 veranschaulicht ist, im Block 110 das Bild komprimiert, und im Block 120 wird das Wasserzeichen codiert, bei diesem Ausführungsbeispiel verschlüsselt; jedoch ist die Erfindung in ihrem Umfang nicht auf diese ausgeführte Reihenfolge dieser Operationen beschränkt. Darüber hinaus könnte, wie zuvor be schrieben, das Wasserzeichen sogar nicht kodiert oder verschlüsselt sein. Im Block 130 wird, wie veranschaulicht, der anfängliche Startwert Q ausgewählt, und ein Zähler i wird auf Null gesetzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der anfängliche Startwert gemäß der zuvor angegebenen Relation [2] ausgewählt, obwohl die Erfindung wiederum in ihrem Umfang nicht auf diesen anfänglichen Startwert oder auf die Verwendung eines Zählers oder eines Zählers, der mit Null beginnt, eingeschränkt ist. Im Block 140 wird eine Pseudo-Zufallszahlerzeugungstechnik auf den anfänglichen Startwert angewendet, und Q wird durch den auf diese Weise erzeugten Wert ersetzt. Wie zuvor beschrieben, wird das Byte Ni dann im Block 150 in die komprimierte Bilddatei C(F) zwischen den Bytes BQ und BQ+1 von C (F) eingefügt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird dieser Prozeß fortgesetzt, bis das vollständige codierte Wasserzeichen in das komprimierte Bild hineinkombiniert worden ist, obwohl dies bei alternativen Ausführungsbeispielen auch nicht der Fall sein könnte. Ein Aspekt dieses speziellen Ausführungsbeispiels ist die sichere Übertragung von Informationen, obwohl die Erfindung in ihrem Umfang diesbezüglich nicht eingeschränkt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise ist dann, wenn sowohl der Sender als auch der Empfänger mit der Lösung vertraut sind, die benutzt wird, um das Wasserzeichen in das komprimierte Bild zu integrieren, dann irgendein Dritter, der das Bild abfängt, grundsätzlich nicht in der Lage, das Wasserzeichen zu extrahieren oder wiederherzustellen, und folglich nicht in der Lage, auf die auf diese Weise übermittelten Informationen zuzugreifen. In gleicher Weise kann es für den Empfänger möglich sein, mitzuteilen, ob das Bild abgefangen worden ist und ob irgendeine Verfälschung auftrat.
  • Für eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Integrieren eines Wasserzeichens in ein komprimiertes Bild gibt es eine entsprechende Ausführungsform eines Verfahrens zum Wiederherstellen eines Wasserzeichens oder codierten Wasserzeichens aus einem komprimierten Bild gemäß der vorliegenden Erfindung. Für das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel beispielsweise umfaßt eine entsprechende Ausführungsform des Wiederherstellens eines Wasserzeichens oder eines codierten Wasserzeichens aus einem komprimierten Bild: das Bestimmen der Orte der Gruppierungen von Bits, wie beispielsweise bei dieser Ausführungsform Bytes, in der kombinierten Datei des komprimierten Bildes und des verschlüsselten Wasserzeichens CE(F), die den Gruppierungen von Bits, hier Bytes, Ni des codierten Wasserzeichen E(B) bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel entsprechen; das Extrahieren der Bytes für das codierte Wasserzeichen aus diesem jeweiligen Byteorten in der Datei CE(F); und das Bilden des codierten Wasserzeichens aus den extrahierten Pixelsignalwerten. Es sei angemerkt, daß selbstverständlich das extrahierte und gebildete Wasserzeichen ein Wasserzeichenteilabschnitt und das komprimierte Bild einer komprimierter Bildteil sein kann. Somit kann das codierte Wasserzeichen, ob es nun ein Teilabschnitt ist oder nicht, decodiert und mit dem dekomprimierten Bild, ob es nun ein Teilabschnitt ist oder nicht, gemischt werden, wenn dies gewünscht wird, indem beispielsweise eine Technik oder eine Lösung verwendet wird, wie diejenige, die in der gleichzeitig eingereichten oben erwähnten Patentanmeldung beschrieben ist, obwohl, wie zuvor gesagt, die Erfindung in ihrem Umfang diesbezüglich nicht eingeschränkt ist. Beispielsweise könnte das decodierte Wasserzeichen überhaupt nicht mit dem dekomprimierten Bild gemischt werden, oder es könnte alternativ unter Verwendung einer anderen Technik als die in der zuvor erwähnten Patentanmeldung beschriebene gemischt werden.
  • Bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel hat infolge der Lösung, bei welcher die Bytes von E(B) eingefügt worden sind, die kombinierte Datei des komprimierten Bildes und des codierten Wasserzeichens, dargestellt durch CE(F), eine Größe, beispielsweise in Bytes, die gleich der Summe der jeweiligen Größen von C(F) und E(B) ist, wiederum bei diesem Ausführungsbeispiel in Bytes. Folglich können die Orte der speziellen Bytes in der komprimierten Bilddatei wiederhergestellt werden. Insbesondere ergibt sich der Startwert für den zuvor beschriebenen Zufallsprozeß aus der folgenden Relation [3]: Q ← ⌊size[CE(F)]/1024⌋
  • Es sei angemerkt, daß, obwohl irgendeine Pseudo-Zufallszahlerzeugungstechnik benutzt werden könnte, dieselbe Pseudo-Zufallszahlerzeugungstechnik für die Codierung und Decodierung bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel verwendet werden muß. Folglich wird der Pseudo-Zufallsprozeß auf den Startwert angewendet, und diese Zahl wird mit Q bezeichnet. Ein Byte Ni ist in dem komprimierten Bild gleich nach BQ in CE (F) angeordnet, und folglich kann es extrahiert werden. Nachdem sämtliche Bytes Ni des verschlüsselten Wasserzeichens E(B) extrahiert worden sind, können sie verkettet werden, um E(B) zur Verfügung zu stellen. Dieses spezielle Ausführungsbeispiel wird durch das Ablaufdiagramm in 3 veranschaulicht, obwohl selbstverständlich die Erfindung in ihrem Umfang diesbezüglich nicht eingeschränkt ist.
  • Dieses spezielle Ausführungsbeispiel eines Verfahrens des Integrierens eines Wasserzeichens in ein komprimiertes Bild und dieses Ausführungsbeispiel des Wiederherstellens eines codierten Wasserzeichens aus einem komprimierten Bild stellen eine Reihe von Vorteilen zur Verfügung. Sie gestatten eine sichere Bilddatendarstellung und eine sichere Bewegung von Signalinformationen, wie zuvor beschrieben. In gleicher Weise können, wie zuvor angedeutet wurde, die Wasserzeichen entweder in der Bild- oder der Frequenzdomäne codiert und verschlüsselt werden, was eine zusätzliche Ebene der Sicherheit für dieses spezielle Ausführungsbeispiel liefert. Eine zusätzliche Ebene der Sicherheit kann gewonnen werden, indem die in den Bildkopfteil gebrachten Daten verschlüsselt werden, obwohl die Erfindung in ihrem Umfang diesbezüglich nicht eingeschränkt ist. In gleicher Weise kann eine doppelte Ebene der Verschlüsselung zur Verfügung gestellt werden bei diesem speziellen Ausführungsbeispiel, weil anfänglich die wasserzeichenpixelsignalwerte verschlüsselt werden können und dann die Auswahl der Pixelorte von dem Startwert und der benutzten Pseudo-Zufallszahlerzeugung abhängen. In gleicher Weise ist ein weiterer Vorteil dieses speziellen Ausführungsbeispiels die relative Leichtigkeit, gemessen in der Berechnungskomplexität, beim Extrahieren des Wasserzeichens aus dem Bild und beim Überprüfen der Authentizität. In gleicher weise ist es infolge der Natur dieses speziellen Ausführungsbeispiels relativ leicht, die Wasserzeichensignalinformationen vor der Kompression und Dekompression für eine Bildübertragung/Wiederherstellung zu beseitigen.
  • Es ist selbstverständlich klar, daß, obwohl gerade ein spezielles Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, die Erfindung in ihrem Umfang nicht auf eine spezielle Ausführungsform oder Implementierung eingeschränkt ist. Beispielsweise könnte eine Ausführungsform in Hardware sein, während eine andere Ausführungsform in Software ist. In gleicher Weise könnte eine Ausführungsform in Firmware oder irgendeiner Kombination von Hardware, Software oder Firmware ausgeführt sein. Ebenso könnte ein Ausführungsbeispiel einen Gegenstand umfassen, wie beispielsweise ein Speichermedium, obwohl die Erfindung in ihrem Umfang diesbezüglich nicht beschränkt ist. Ein solches Speichermedium, wie beispielsweise eine CD-ROM oder eine Platte könnte Befehle speichern, welche, wenn sie von einem System, wie beispielsweise einem Computersystem oder einer Plattform oder einem Bildverarbeitungssystem, ausgeführt werden, zu einem Verfahren des Anreicherns (upscaling) eines Farbbildes in Übereinstimmung mit der Erfindung führen, wie beispielsweise das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel.
  • Während bestimmte Merkmale der Erfindung hier veranschaulichend beschrieben worden sind, kommen Fachleuten viele Modifikationen, Ersetzungen, Änderungen und Äquivalente in den Sinn. Es ist folglich klar, daß die beigefügten Ansprüche sämtliche derartigen Modifikationen und Änderungen abdecken sollen, soweit sie im wahren Geist der Erfindung liegen.

Claims (15)

  1. Ein Verfahren zum Integrieren wenigstens eines Teils eines Wasserzeichens in wenigstens einen Teil eines komprimierten Bildes, umfassend: Kodieren des wenigstens einen Teils des Wasserzeichens; Komprimieren des wenigstens einen Teils des Bildes; und Kombinieren des codierten wenigstens einen Teils des Wasserzeichens und des wenigstens einen Teils des komprimierten Bildes, wobei die Bytes des wenigstens einen Wasserzeichenteils an ausgewählten Byteorten in den wenigstens einen komprimierten Bildteil eingefügt werden, wobei die Byteorte in dem wenigstens einen komprimierten Bildteil in Übereinstimmung mit einer Pseudo-Zufallszahlerzeugungstechnik ausgewählt sind.
  2. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Codieren des wenigstens einen Wasserzeichenteils das Verschlüsseln des wenigstens einen Wasserzeichenteils umfaßt.
  3. Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Kombinieren des verschlüsselten wenigstens einen Wasserzeichenteils und des wenigstens einen komprimierten Bildteils das Unterteilen des verschlüsselten wenigstens einen Wasserzeichenteils in Bytes und das Verteilen der Bytes über den wenigstens einen komprimierten Bildteil umfaßt.
  4. Das Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verteilen der Bytes des verschlüsselten wenigstens einen Wasserzeichenteils über den wenigstens einen komprimierten Bildteil das intermittierende Einfügen der Bytes des wenigstens einen Wasserzeichenteils zwischen ausgewählte Byteorte in dem wenigstens einen komprimierten Bildteil umfaßt.
  5. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der anfängliche Startwert (Seed) Q der Pseudo-Zufallszahlenerzeugungstechnik im wesentlichen in Übereinstimmung mit der folgenden Relation ausgewählt ist: Q ← ⌊[size[C(F)] + size[E(B)]⌋/1024⌋wobei C(F) das komprimierte Bild ist, E(B) das verschlüsselte Wasserzeichen und size(*) sich auf die Anzahl der Bytes in * bezieht.
  6. Ein Verfahren zum Integrieren eines Wasserzeichens in ein komprimiertes Bild, umfassend: Unterteilen des Wasserzeichen oder eines Teils davon in Gruppierungen von Bits; Komprimieren des Bildes oder eines Teils davon; und intermittierendes Einfügen der Wasserzeichenbitgruppen in das komprimierte Bild oder den Teil davon an ausgewählten Byteorten, wobei die jeweiligen ausgewählten Byteorte in dem komprimierten Bild oder einem Teil davon in Übereinstimmung mit einer Pseudo-Zufallszahlerzeugungstechnik ausgewählt werden.
  7. Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Gruppierungen von Bits 4-Bit-Tetraden sind.
  8. Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Gruppierungen von Bits Bytes sind.
  9. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei das intermittierende Einfügen der Bytes des Wasserzeichens oder eines Teils davon über das komprimierte Bild oder einen Teil davon das Einfügen der entsprechenden Bytes des Wasserzeichens oder eines Teils davon zwischen jeweils ausgewählten Byteorten in dem komprimierten Bild oder einem Teil davon umfaßt.
  10. Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei der anfängliche Startwert Q der Pseudo-Zufallszahlerzeugungstechnik im wesentlichen in Übereinstimmung mit der folgenden Relation ausgewählt wird: Q ← ⌊[size[C(F)] + size[E(B)]⌋/1024⌋wobei C/(F) das komprimierte Bild ist, E(B) das verschlüsselte Wasserzeichen ist und size(*) sich auf die Anzahl der Bytes in * bezieht.
  11. Das Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Wasserzeichen ein codiertes Wasserzeichen ist.
  12. Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei das codierte Wasserzeichen ein verschlüsseltes Wasserzeichen umfaßt.
  13. Ein Gegenstand, aufweisend: ein Speichermedium, auf dem Befehle zum Integrieren eines Wasserzeichens oder eines Teils davon in ein komprimiertes Bild oder einen Teil davon gespeichert sind, wobei die Befehle, wenn sie von einem System ausgeführt werden, dazu führen: daß das Wasserzeichen oder ein Teil davon in Gruppierungen von Bits unterteilt wird; das Bild oder ein Teil davon komprimiert wird; und die Wasserzeichenbitgruppen über das komprimierte Bild oder den Teil davon intermittierend an ausgewählten Byteorten eingefügt werden wobei die jeweiligen ausgewählten Byteorte in dem komprimierten Bild oder einem Teil davon in Übereinstimmung mit einer Pseudo-Zufallszahlerzeugungstechnik ausgewählt werden.
  14. Der Gegenstand nach Anspruch 13, wobei die Befehle, wenn sie ausgeführt werden, ferner dazu führen: daß das Wasserzeichen oder der Teil davon in die Größe eines Bytes aufweisende Gruppierungen von Bits unterteilt werden.
  15. Der Gegenstand nach Anspruch 14, wobei die Befehle, wenn sie ausgeführt werden, ferner zu einem intermittierenden Einfügen der Bytes des Wasserzeichens oder des Teils davon in das komprimierte Bild oder einen Teil davon durch Einfügen der entsprechenden Bytes des Wasserzeichens oder des Teils davon zwischen entsprechende ausgewählte Byteorte in dem komprimierten Bild oder dem Teil davon führen.
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