1. 電子情報通信工学特別演習 I
色覚モデルに基づく電子透かし
○●研究科
○●工学専攻
aru

2. はじめに
・古くから「透かし」技術は紙幣などに使われているが，
インターネットの普及によってデジタルコンテンツにも
「透かし」を入れる必要性が出てきた．
(2005年に施行された”e-文書法”により文書の電子化が加速)
・電子透かし(Digital Watermarking)
署名情報をコンテンツに埋め込む

3. 画像への電子透かし
・画素置換法
1 画像データを1画素あたり8ビットで表現した場合，
画像を8枚のビットプレーンに分ける(深度 8)．
2 下位のビットプレーンに情報を埋め込む．

4. 画像への電子透かし
・電子透かし情報の埋め込み例
データ「01100011」を埋め込む場合
画素値 透かし情報 変更後の値 埋め込み規則
153 0 154 偶数化
240 1 241 奇数化
220 1 221 奇数化
255 0 254 偶数化
133 0 134 偶数化
98 0 98 そのまま
100 1 101 奇数化
201 1 201 そのまま

5. 色彩透かし
・色空間の視覚特性を考慮した電子透かし
「人間の階調識別能力」
・色相
・彩度
・輝度
色差や彩度に対する人間の階調識別能力は低い．
色覚モデルに基づいた色彩透かし

6. 色覚モデル
人間の視覚特性
・視細胞にはR,G,Bの各三色の光に感応する
三本の錐状体がある．
・三色の電気信号を輝度信号，色差信号に
変換して組織に伝達する．
色覚モデル
・色覚モデルでは人工的に各信号の
変換組織(V1,V2,V3組織)を内挿する．

7. 色空間
・色を数値(チャンネル)の組み合わせによって表現
「一般的な色空間」
・RGB (RGGB)
・CMY (CMYK)
・HSV
「CIE1976色空間」
・L*a*b* (CIE LAB)
→ 輝度と色差で色を数値化する

8. L*a*b*色空間
L : 輝度指数
a : 知覚色差 (r - g)
b : 知覚色差 (y - b)
a , bが共に0の位置を原点
(無彩色)

9. 色覚モデルによる電子透かし
・RGB三次元空間内にある二次元平面上の色で元画像を量子化．
→ V1,V2組織を元画像，V3組織は署名パターンを扱う
・元画像データをL*a*b*色空間に変換．a，b成分をr-g，y-b組織へ伝達．
最終的にCrg，Cybの色差信号を出力．
・色覚モデルによって，署名パターンの埋め込まれた画素の色の変化
を検出し，これをL組織に伝達．
→ 輝度値を増幅させ，署名パターンだけを浮かび上がらせる．

10. 色覚モデルによる電子透かし
Original image Signature image
Embedded image

11. 色覚モデルによる電子透かし
・署名パターンの復元
色覚モデルのL信号を増幅させることによって，
署名パターンを浮かび上がらせる．
人間の眼は色の変化に比べて
輝度の変化には敏感

12. まとめ
・色覚モデルに基づき、デジタルカラー画像に二値の
署名パターンを透かしとして埋め込む色彩透かしを提案
人間の視覚特性を利用
→ 画質の劣化をなるべく知覚させない
（人間の眼は色の変化には鈍感）
署名パターンの復元
→ 色覚モデルにおけるL信号を増幅させる
（輝度値を増幅させる）

13. 課題等
・人間の視覚特性(色差の識別)を考慮している
・色空間に束縛
L*a*b*色空間は扱いが難しい
・計算量の問題
二次元平面への量子化，色差判定処理
・圧縮への耐性
JPEG圧縮などの有歪圧縮方式へ圧縮する場合