JP2000217088A - デ―タ重畳方法、デ―タ伝送方法及びそのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像データの圧縮や画像の一部利用などの処
理を行っても、重畳されているデータを識別することが
可能なデータ重畳技術を提供すること。 【解決手段】 １フレーム毎に画像信号のエンファシス
のレベルを、重畳するデータに応じて変化させる。又、
１フレーム毎に画像信号の垂直方向又は水平方向のエン
ファシスのレベルを重畳するデータに応じて変化させ
る。受信側では、１フレーム毎のエンファシスのレベル
を検出し、検出したレベルから重畳されているデータを
デコードする。又、１フレーム毎に垂直方向及び水平方
向のエンファシスのレベルを検出し、いずれの方向のエ
ンファシスのレベルが強いかを検出する。そして、検出
結果より、重畳されているデータをデコードする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像にデータを重畳
するいわゆる電子すかしの技術に関し、特に画像信号の
エンファシスを用いてデータを重畳する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル技術の発展に伴い、画
像データもディジタル化されることが多くなった。ディ
ジタルデータはデータの劣化がないと言う優れた特徴を
持ち、データを複製する際にもデータの劣化が起きず、
オリジナルとほぼ同じデータが得られる。

【０００３】従って、ディジタル化された画像データに
おいては、複製された画像データも同様な品質を持つた
め著作権等の問題が起きており、そのオリジナルのデー
タの出所を明にする必要があった。そこで、提案された
のが電子すかしと言う技術である。この電子すかしは、
画像データに出所を明示するデータ等を画像に影響を与
えないように重畳する技術である。これらの電子すかし
の技術としては、スペクトラム拡散、ウェーブレット変
換等を利用した技術が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
技術は１画像に多くのデータを重畳することを狙ったも
のである。その為、技術的に複雑であり、データをデコ
ード、エンコードする装置も複雑で高価なものとなって
しまい、１画像あたりに重畳するデータが少ない場合に
はコストが合わない。

【０００５】また、ディジタルデータは圧縮されること
が多いが、圧縮されることによって重畳されたデータも
変化してしまい、重畳されたデータを識別することが困
難となる場合も多かった。特に、画像データにおいて
は、前述の圧縮に加え、拡大・縮小と言う処理も加わる
ため、特に重畳されたデータを識別することが困難をと
なる。

【０００６】更に、上述の技術では、画像データをディ
ジタルからアナログに、またはアナログからディジタル
に変換した場合も、重畳されたデータが変化してしま
い、識別することが困難であった。そこで、本発明の目
的は上記問題点を解決し、１画像あたりに重畳するデー
タが少ない場合に従来技術と比べて簡易なやり方でかつ
画像の画質に影響を与えずに画像にデータを重畳する技
術を提供することにある。

【０００７】また、データを圧縮する場合や、データを
ディジタルからアナログに、またはアナログからディジ
タルに変換した場合であっても重畳されたデータを正し
く識別することが可能なデータ重畳技術を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、画像信号中にデータを重畳するデータ重畳方法で
あって、画像信号のエンファシス上にデータを重畳する
ことを特徴とする。また、上記目的を達成する本発明
は、画像信号中にデータを重畳してデータを伝送するデ
ータ伝送方法であって、１フレーム毎に画像信号のエン
ファシスのレベルを、重畳するデータに応じて変化させ
るステップと、データが重畳された画像信号を伝送する
ステップと、画像信号を受信し、１フレーム毎のエンフ
ァシスのレベルを検出し、検出したレベルから重畳され
ているデータをデコードするステップとを有することを
特徴とする。

【０００９】尚、前記レベル差を検出するステップにお
いて、画像信号に対してフーリエ変換を行い、フーリエ
変換された信号を用いてエンファシスのレベル差を検出
することも可能である。また、上記目的を達成する本発
明は、画像信号中にデータを重畳してデータを伝送する
データ伝送方法であって、１フレーム毎に画像信号のエ
ンファシスのレベルを、重畳するデータに応じて変化さ
せるステップと、データが重畳された画像信号を伝送す
るステップと、画像信号を受信し、現フレームと前フレ
ームとのエンファシスのレベル差を検出するステップ
と、前記レベル差の変化から重畳されているデータをデ
コードするステップとを有することを特徴とする。

【００１０】尚、前記レベル差を検出するステップにお
いて、画像信号に対してフーリエ変換を行い、フーリエ
変換された信号を用いてエンファシスのレベル差を検出
することも可能である。また、上記目的を達成する本発
明は、画像信号中にデータを重畳してデータを伝送する
データ伝送方法であって、１フレーム毎に、重畳するデ
ータに応じて、画像信号中の垂直方向又は水平方向のい
ずれか一方のエンファシスのレベルを変化させるステッ
プと、データが重畳された画像信号を伝送するステップ
と、画像信号を受信し、１フレーム毎に垂直方向及び水
平方向のエンファシスのレベルを比較し、いずれかの方
向のエンファシスのレベルが変化しているかを判断して
データをデコードするステップとを有することを特徴と
する。

【００１１】尚、前記レベル差を検出するステップにお
いて、画像信号に対してフーリエ変換を行い、フーリエ
変換された信号により、垂直方向及び水平方向のエンフ
ァシスのレベル差を検出することも可能である。上記目
的を達成する本発明は、データ伝送システムであって、
１フレーム毎に画像信号のエンファシスのレベルを、重
畳するデータに応じて変化させるエンコーダと、画像信
号を受信し、１フレーム毎のエンファシスのレベルを検
出し、検出したレベルから重畳されているデータをデコ
ードするデコーダとを有することを特徴とする。

【００１２】尚、上記エンコーダは、画像信号のエンフ
ァシスのレベルを加算するレベル加算手段と、画像信号
に基づいて、１フレームに同期した同期信号を出力する
同期手段と、前記同期信号に同期し、重畳するデータに
応じて画像信号の前記レベル加算手段への入力を制御す
る入力制御手段とから構成することができる。また、上
記デコーダは、画像信号の輪郭部分のみを抽出し、輪郭
を示す輪郭信号を出力する輪郭抽出手段と、画像信号と
前記輪郭信号とを乗算する乗算手段と、前記乗算手段の
出力信号のレベルを検出し、この検出値と予め設定され
ている閾値とを比較し、この比較結果に基づいて重畳さ
れているデータをデコードする手段とから構成すること
ができる。

【００１３】また、上記デコーダは、画像信号の輪郭部
分のみを抽出し、輪郭を示す第１の輪郭信号を出力する
第１の輪郭抽出手段と、画像信号と前記第１の輪郭信号
とを乗算する第１の乗算手段と、画像信号を１フレーム
時間遅延させる遅延手段と、前記フレーム遅延された画
像信号の輪郭部分のみを抽出し、輪郭を示す第２の輪郭
信号を出力する第２の輪郭抽出手段と、前記フレーム遅
延された画像信号と前記第２の輪郭信号とを乗算する第
２の乗算手段と、前記第１の乗算手段の出力と前記第２
の乗算手段の出力との差分を検出する差分検出手段と、
前記差分の変化に基づいて、重畳されているデータを識
別するデータ識別手段とから構成することができる。

【００１４】また、上記デコーダは、画像信号に対して
フーリエ変換を行うフーリエ変換手段と、前記フーリエ
変換手段の出力信号の所定周波数のレベルを検出し、こ
の検出値と予め設定されている閾値とを比較し、この比
較結果に基づいて重畳されているデータをデコードする
手段とから構成することができる。また、上記デコーダ
は、画像信号に対してフーリエ変換を行う第１のフーリ
エ変換手段と、前記フーリエ変換手段の出力を１フレー
ム時間遅延させる遅延手段と、前記遅延手段からの画像
信号に対してフーリエ変換を行う第２のフーリエ変換手
段と、前記第１のフーリエ変換手段の出力と前記第２の
フーリエ変換手段の出力との差分を検出する差分検出手
段と、前記差分の変化に基づいて、重畳されているデー
タを識別するデータ識別手段とから構成することが可能
である。

【００１５】上記目的を達成する本発明は、データ伝送
システムであって、１フレーム毎に画像信号の垂直方向
又は水平方向のいずれか一方のみのエンファシスのレベ
ルを、重畳するデータに応じて変化させるエンコーダ
と、画像信号を受信し、１フレーム毎に垂直向及び水平
方向のエンファシスのレベルを検出し、垂直方向及び水
平方向のいずれかのエンファシスのレベルが変化されて
いるかを検出し、検出結果から重畳されているデータを
識別するデコーダとを有することを特徴とする。

【００１６】尚、上記エンコーダは、垂直方向のエンフ
ァシスのレベルを変化させる第１のレベル加算手段と、
水平方向のエンファシスのレベルを変化させる第２のレ
ベル加算手段と、重畳するデータに応じて、前記第１及
び第２のレベル加算手段のいずれか一方に画像信号を入
力させる切り替え手段とから構成することができる。ま
た、上記デコーダは、画像信号の輪郭部分のみを抽出
し、輪郭を示す輪郭信号を出力する輪郭抽出手段と、画
像信号と前記輪郭信号とを乗算する乗算手段と、前記乗
算手段の出力信号から水平方向のエンファシスのレベル
を検出する検出手段と、前記乗算手段の出力信号から垂
直方向のエンファシスのレベルを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、垂直方向及び水平
方向のいずれかのエンファシスのレベルが変化されてい
るかを判断し、重畳されているデータを識別する識別手
段とから構成することができる。

【００１７】また、上記デコーダは、画像信号の水平方
向に対してフーリエ変換を行う第１のフーリエ変換手段
と、画像信号の垂直方向に対してフーリエ変換を行う第
２のフーリエ変換手段と、前記第１のフーリエ変換手段
の出力と第２のフーリエ変換手段の出力との差分を算出
する差分算出回路と、前記差分算出回路の差分に基づい
て、垂直方向及び水平方向のいずれかのエンファシスの
レベルが変化されているかを判断し、重畳されているデ
ータを識別する識別手段とから構成することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
まず、本発明の方法についての実施の形態を説明する。
エンファシスは、画像信号の周波数のある部分（例え
ば、画像のエッジ部分）を強調するものである。しか
し、そのエンファシスのレベルが、例えばフレーム毎に
変化しても人の目には感知することは出来ない。また、
エンファシスは、データの圧縮や、アナログ―ディジタ
ルの変換または、逆の変換が行われても変化を受けにく
い。そこで、本発明は、そのエンファシスの特徴に着目
し、画像信号のエンファシスにデータを重畳することを
特徴とする。

【００１９】本発明の実施の形態では、画像のエッジ部
分に付加されたエンファシスにデータを１フレーム毎に
重畳する例について説明する。尚、ここで重畳されるデ
ータは、ディジタルのビット列、例えば" １０１０…"
のようなものである。エンファシスにデータを重畳する
エンコード方法として、以下の方法が考えられる。 （１） 第１のエンコード方法として、データに対応さ
せて１フレーム中のエンファシスのレベルを変化させる
方法がある。例えば重畳するデータが" １" の場合、１
フレーム中のエンファシスのレベルをある所定値だけ上
げる。一方、重畳するデータが" ０" の場合にはエンフ
ァシスのレベルを変化させず、元のレベルを維持する。
この処理をフレーム単位で行う。すなわち、１フレーム
におけるエンファシスのレベルによって、１ビットのデ
ータを重畳するのである。図１は第１のエンコード方法
の概念図であり、図１中、画像の輪郭の太線部分が、エ
ンファシスのレベルが上がっていることを示している。 （２） 第２のエンコード方法として、データに対応さ
せて、１フレーム中の垂直方向又は水平方向のみのエン
ファシスのレベルを変化させる方法がある。例えば重畳
するデータが" １" の場合、垂直方向のエンファシスの
レベルをある所定値だけ上げ、水平方向のエンファシス
のレベルはそのまま維持する。一方、重畳するデータ
が" ０" の場合には、水平方向のエンファシスのレベル
をある所定値だけ上げ、垂直方向のエンファシスのレベ
ルはそのまま維持する。この処理をフレーム単位で行
う。すなわち、１フレームにおけるエンファシスの垂直
方向又は水平方向のレベルによって、１ビットのデータ
を重畳するのである。図２は第２の方法の概念図であ
り、図２中、画像の輪郭の太線部分が、エンファシスの
レベルが上がっていることを示している。

【００２０】次に第１のエンコード方法又は第２のエン
コード方法によって、データが重畳された画像信号から
データをデコードする方法について説明する。まず、第
１のエンコード方法によってエンコードされた画像信号
をデコードする方法は、以下の方法が考えられる。 （１） 第１のデコード方法では、データを重畳する前
のエンファシスのレベルは、連続するフレーム間では殆
どレベルが変わらないことを利用する。すなわち、単純
に１フレーム毎にエンファシスのレベルを検出し、レベ
ルを所定の閾値と比較することによりデータをデコード
する。例えば、検出されたエンファシスのレベルがある
所定の閾値よりも高い場合にはデータが" １" であると
判断する。一方、検出されたエンファシスのレベルがあ
る所定の閾値よりも低い場合にはデータが" ０" である
と判断する。 （２） 第２のデコード方法は、フレーム間のエンファ
シスの差分を取る方法である。例えば、前後フレームの
エンファシスの差分を取る。そして、差分が０であれば
同一データが連続していると判断し、そして、差分がプ
ラス・マイナス方向にあればその時点でデータを判断す
る。例えば、データが" １１１０００１…" の場合、デ
ータ" １１１" では差分が０であり、この時点ではデー
タが" １"であるか" ０" であるかは判別できない。同
じデータが連続していることが解るのみである。しか
し、データが" １" から" ０" というように異なるデー
タに変化した時、差分は０以外の数値となる。例えばデ
ータ" １" から" ０" に変化した場合、エンファシスの
レベルがＨｉｇｈからＬｏｗに変化するので、差分はマ
イナスの値となる（現フレームのエンファシスのレベル
から前フレームのエンファシスのレベルを引く場合）。
従って、差分がマイナスに変化した場合はデータが"
１" から" ０" に変化した場合であるので、連続したデ
ータは" １" であることが解る。一方、データ" ０" か
ら" １" に変化した場合、エンファシスのレベルがＬｏ
ｗからＨｉｇｈに変化するので、差分はプラスの値とな
る（現フレームのエンファシスのレベルから前フレーム
のエンファシスのレベルを引く場合）。従って、差分が
プラスに変化した場合はデータが" ０から" １変化した
場合であるので、連続したデータは" ０" であることが
解る。

【００２１】( ３) 第３のデコード方法は、第１及び第
２のデコード方法の応用であって、デコードにフーリエ
変換を用いることを特徴とする。通常の画像の周波数成
分はほぼ等しいので、データが重畳された画像信号をフ
ーリエ変換すると、データが重畳されている部分の周波
数成分のレベルが高くなる。これを利用し、データが重
畳されている部分のレベル検出を容易にする。

【００２２】後の処理は既に説明した第１及び第２のデ
コード方法と同じである。すなわち、第１のデコード方
法に相当するものとしては、１フレーム毎に画像信号を
画面全体（垂直方向及び水平方向）に対してフーリエ変
換し、その信号のレベルを検出して、このレベルを所定
の閾値と比較することによりデータをデコードする。ま
た、第２のデコードに相当するものとして、フーリエ変
換された前フレームの信号とフーリエ変換された現フレ
ームの信号との差分をとり、その差分によって信号をデ
コードする。

【００２３】次に、第２のエンコード方法によってデー
タが重畳された画像信号をデコードする方法を説明す
る。第２のエンコード方法に対応するデコード方法とし
ては、１フレーム毎に垂直方向のエンファシスのレベル
と水平方向のエンファシスのレベルを検出する。そし
て、どちらかのエンファシスのレベルが高いかを検出
し、データをデーコードする。尚、このとき、上述した
フーリエ変換を用いても良い。すなわち画像信号に対し
て水平方向と垂直方向とを別々にフーリエ変換し、垂直
方向の信号レベルと水平方向の信号レベルを検出し、ど
ちらかの信号レベルが高いかによって重畳されているデ
ータをデコードするこの時の比較する信号として、垂直
方向及び水平方向の平均レベルや、垂直方向及び水平方
向の総加算レベルを用いることができる。

【００２４】次に上述のデータ伝送方法を実現するシス
テムの発明の実施の形態を説明する。まず、第１のエン
コード方法によるエンコーダを説明する。図３は本実施
の形態におけるエンコーダのブロック図である。図３
中、１はエンファシスが付加された画像信号が入力され
る入力端子、２はデータ信号が入力される入力端子であ
る。

【００２５】３は垂直・水平ディジタルフィルタであ
る。この垂直・水平ディジタルフィルタ３は画像信号の
うちエッジ部分のエンファシスのレベルを、重畳される
データに基づいて制御するフィルタである。４は同期回
路である。この同期回路４は、画像信号に基づいて１フ
レーム毎の同期信号を出力する回路である。

【００２６】５はバイパス制御回路である。このバイパ
ス制御回路４は、同期回路４からの同期信号と入力され
るデータ信号とに基づいて、垂直・水平ディジタルフィ
ルタ３を制御する。すなわち、同期信号によりフレーム
の区切りを知り、データ信号が" １" の場合には画像信
号を垂直・水平ディジタルフィルタ３によって処理さ
せ、データ信号が" ０" の場合には画像信号を垂直・水
平ディジタルフィルタ３からバイパスさせる。

【００２７】ここで、垂直・水平ディジタルフィルタ３
について更に詳細に説明する。図４垂直・水平ディジタ
ルフィルタ３のブロック図である。垂直・水平ディジタ
ルフィルタ３は、図４に示される如く５タップのディジ
タルフィルタが直列に接続されて構成されており、前段
のディジタルフィルタが垂直用であり、後段のディジタ
ルフィルタが水平用である。

【００２８】垂直用ディジタルフィルタのタップＴ１〜
Ｔ５のタップ係数は、―１／８、０、９／８、０、―１
／８であり、各遅延回路３１〜３４は入力された画像信
号を１ライン遅延して出力する。そして、遅延された画
像信号が各タップＴ１〜Ｔ５に入力される。水平用ディ
ジタルフィルタの各タップＴ１〜Ｔ５のタップ係数は、
―１／８、０、９／８、０、―１／８であり、各遅延回
路３５〜３８は入力された画像信号を１画素遅延させて
出力する。そして、各遅延回路Ｄ１〜Ｄ５によって遅延
された画像信号が各タップＴ１〜Ｔ５に入力される。

【００２９】このように前段のディジタルフィルタで垂
直方向のエンファシスがレベルアップされ、後段のディ
ジタルフィルタで水平方向のエンファシスがレベルアッ
プされる。また、スイッチ３０はバイパス制御回路５の
制御信号に基づきスイッチを切り替えてディジタルフィ
ルタをバイパスする。

【００３０】続いて、第１のエンコード方法によって、
画像信号に重畳されたデータをデコードするデコーダに
ついて説明する。まず、第１のデコード方法に対応する
デコーダについて説明する。図５はデコーダのブロック
図である。図５中、５１はデータが重畳された画像信号
が入力される入力端子である。

【００３１】５２は輪郭抽出回路である。この輪郭抽出
回路５２は入力された画像信号のうち画像の輪郭（エッ
ジ部分）を示す信号を出力する。５３は乗算器である。
この乗算器５３は、輪郭抽出回路５２の出力と画像信号
とを乗算するものである。すなわち、エッジ部分を示す
信号と入力端子５１からの画像信号とを乗算する。その
結果、乗算器５３からはエンファシスが付加されたエッ
ジ部分の信号のみが出力される。

【００３２】５４はレベル検出回路である。このレベル
検出回路５４は、乗算器５３の出力信号のレベルを検出
し、レベルがある閾値以上ならばデータ信号" １" を出
力する。また、レベルが前記閾値以下ならばデータ信
号" ０" を出力する。続いて、上記の如く構成されたシ
ステムの動作を説明する。まず、入力端子１より画像信
号が入力される。一方、入力端子２からはビットデー
タ" １００１１００１０…" が入力される。

【００３３】同期回路回路４では、入力端子１から入力
された画像信号に基づいてフレーム毎の同期信号をバイ
パス制御回路５に出力する。バイパス制御回路５は、入
力端子２から入力されたビットデータに基づいて、バイ
パス制御信号を出力する。そのタイミングは、同期信号
に基づいて１フレームの先頭タイミングで出力される。
例えば、データが" １" ならば、画像信号を垂直・水平
ディジタルフィルタ３で処理させる制御信号をフレーム
の先頭タイミングで出力し、データが" ０" ならば、画
像信号を垂直・水平ディジタルフィルタ３からバイパス
させる制御信号をフレームの先頭タイミングで出力す
る。

【００３４】垂直・水平ディジタルフィルタ３では、バ
イパス制御信号が処理を示しているならば、入力された
画像信号のエンファシスのレベルを加算（上げる）する
処理を行う。また、バイパス制御信号がバイパスを示し
ているならば、スイッチ３０によりディジタルフィルタ
をバイパスさせて出力する。そして、垂直・水平ディジ
タルフィルタ３からはデータが重畳された画像信号が出
力される。

【００３５】一方、データが重畳された画像信号を受信
したデコーダでは、画像信号が輪郭抽出回路５２に入力
される。そして、輪郭抽出回路５２によって輪郭部分の
みを示す信号が出力される。乗算器５３では画像信号と
輪郭抽出回路５２の出力とが乗算されてエンファシスが
付加されているエッジ部分の信号が出力される。乗算器
５３の出力はレベル検出回路５４に入力され、エンファ
シスのレベルが検出される。検出されたエンファシスの
レベルは、設定されている閾値と比較される。ここで、
レベル検出回路５４に設定される閾値は、エンファシス
のレベルと垂直・水平ディジタルフィルタ３によって加
算されるレベルとが加算された値よりも多少低い値とす
る。そして、検出されたエンファシスのレベルが閾値よ
りも高い場合は、データ信号" １" を出力し、検出され
たエンファシスのレベルが閾値よりも低い場合は、デー
タ信号" ０" を出力する。

【００３６】次に、第２のデコード方法に対応するデコ
ーダについて説明する。図６はデコーダのブロック図で
ある。図６中、６１はデータが重畳された画像信号が入
力される入力端子である。６２は第１の輪郭抽出回路で
あり、６３は第２の輪郭抽出回路である。これらの輪郭
抽出回路６２、６３は入力された画像信号のうち画像の
輪郭（エッジ部分）を示す信号を出力する。

【００３７】６４はフレーム遅延回路であり、入力され
た画像信号を１フレーム分遅延させるものである。６５
は第１の乗算器、６６は第２の乗算器である。これらの
乗算器６５、６６は、輪郭抽出回路６２、６３の出力と
画像信号とを乗算するものである。すなわち、エッジ部
分を示す信号と入力端子２からの画像信号とを乗算す
る。その結果、乗算器６５、６６からはエンファシスが
付加されたエッジ部分の信号が出力される。

【００３８】６７は差分検出回路である。この差分検出
回路６７は、乗算器６５、６６の信号の差分（乗算器６
５の出力―乗算器６６の出力）を求めて出力する。６８
はデータ識別回路である。このデータ識別回路６８は、
差分検出回路６７の出力（差分）から重畳されているデ
ータを識別する。すなわち、差分が０であれば同一デー
タが連続していると判断し、そして、差分がプラス・マ
イナス方向に変化した時点でデータを判断する。例え
ば、データが" １１１０００１…" の場合、データ" １
１１" では差分が０であり、この時点ではデータが"
１" であるか" ０" であるかは判別できない。同じデー
タが連続していることが解るのみである。しかし、デー
タが" １" から" ０" というように異なるデータに変化
した時、差分は０以外の数値となる。例えばデータ"
１" から" ０" に変化した場合、差分はマイナスの値と
なる。差分がマイナスに変化した場合はデータが" １"
から" ０" に変化した場合であるので、連続したデータ
は" １" であることが解る。一方、データ" ０" から"
１" に変化した場合、差分はプラスの値となる。従っ
て、差分がプラスに変化した場合はデータが" ０" か
ら" １" に変化した場合であるので、連続したデータ
は" ０" であることが解る。

【００３９】次に、第２のエンコード方法及びデコード
方法に対応するエンコーダ及びデコーダについて説明す
る。図７は第２のエンコード方法に対応するエンコーダ
のブロック図である。図７中、７１はエンファシスが付
加された画像信号が入力される入力端子、7２はデータ
信号が入力される入力端子である。

【００４０】７３は垂直ディジタルフィルタである。こ
の垂直ディジタルフィルタ７３は画像信号のエンファシ
スのうち、垂直方向のエンファシスのレベルを上げるフ
ィルタである。垂直ディジタルフィルタ７３の詳細なブ
ロック図を図８に示す。垂直用ディジタルフィルタ７３
のタップＴ１〜Ｔ５のタップ係数は、―１／８、０、９
／８、０、―１／８であり、各遅延回路１００〜１０４
は入力された画像信号を１ライン遅延して出力する。遅
延された画像信号が各タップＴ１〜Ｔ５に入力され、、
各タップでタップ係数が乗算される。そして、各タップ
の出力が加算器１０５で加算されて出力される。

【００４１】７４は水平ディジタルフィルタである。こ
の水平ディジタルフィルタ７４は画像信号のエンファシ
スのうち、水平方向のエンファシスのレベルを上げるフ
ィルタである。水平ディジタルフィルタ７４の詳細なブ
ロック図を図９に示す。水平用ディジタルフィルタ７４
のタップＴ１〜Ｔ５のタップ係数は、―１／８、０、９
／８、０、―１／８であり、各遅延回路１１０〜１１４
は入力された画像信号を１画素遅延して出力する。遅延
された画像信号が各タップＴ１〜Ｔ５に入力され、、各
タップでタップ係数が乗算される。そして、各タップの
出力が加算器１１５で加算されて出力される。

【００４２】７５は同期回路である。この同期回路７５
は、画像信号に基づいて１フレーム毎の同期信号を出力
する回路である。７６はスイッチ制御回路である。この
スイッチ制御回路７６は、同期回路７５からの同期信号
と入力されるデータ信号とに基づいて、画像信号の垂直
ディジタルフィルタ７３と水平ディジタルフィルタ７４
への入力を制御する。すなわち、同期信号によりフレー
ムの区切りを知り、データ信号が" １" の場合には画像
信号を垂直ディジタルフィルタ７３に入力させ、データ
信号が" ０" の場合には画像信号を水平ディジタルフィ
ルタ７４に入力させる。

【００４３】続いて、デコーダについて説明する。図１
０はデコーダのブロック図である。図１０中、８１はデ
ータが重畳された画像信号が入力される入力端子であ
る。８２は輪郭抽出回路である。この輪郭抽出回路８２
は入力された画像信号のうち画像の輪郭（エッジ部分）
を示す信号を出力する。

【００４４】８３は乗算器である。この乗算器８３は、
輪郭抽出回路８２の出力と画像信号とを乗算するもので
ある。すなわち、エッジ部分を示す信号と入力端子８１
からの画像信号とを乗算する。その結果、乗算器８３か
らはエンファシスが付加されたエッジ部分の信号が出力
される。８４は５画素抽出回路である。この５画素抽出
回路８４は、乗算器８３の出力から水平方向に連続した
５画素の信号を抽出し、各信号のエンファシスのレベル
を検出する。そして、５画素のエンファシスのレベル
が、全て所定の閾値以上ならば、後述するカウンタ８７
にカウンタパルスを出力する。一方、一つでもエンファ
シスのレベルが閾値以下ならばカウンタパルスは出力し
ない。

【００４５】８５は５ライン抽出回路である。この５ラ
イン抽出回路８５は、乗算器８３の出力から垂直方向に
連続した５画素の信号を抽出し、各信号のエンファシス
のレベルを検出する。そして、５画素のエンファシスの
レベルが、全て所定の閾値以上ならば、後述するカウン
タ８８にカウンタパルスを出力する。一方、一つでもエ
ンファシスのレベルが閾値以下ならばカウンタパルスは
出力しない。

【００４６】８６は同期回路である。この同期回路８６
は、画像信号に基づいて１フレーム毎の同期信号を出力
する回路である。８７は第１のカウンタである。カウン
タ８７は、５画素抽出回路８４の１カウンタパルスによ
りカウンタを１カウントアップする。そして、同期回路
８６からの同期信号により、カウンタ値を出力すると共
にリセットする。

【００４７】８８は第２のカウンタである。カウンタ８
８は、５ライン抽出回路８５の１カウンタパルスにより
カウンタを１カウントアップする。そして、同期回路８
６からの同期信号により、カウンタ値を出力すると共に
カウンタ値をゼロにリセットする。８９は比較回路であ
る。この比較回路８９はカウンタ８７、８８のカウンタ
値を比較する。そして、比較結果に応じてデータ信号を
出力する。すなわち、カウンタ８７のカウンタ値の方が
大きい場合、横方向のエンファシスのレベルが高いと判
断し、データ信号" ０" を出力する。また、カウンタ８
８のカウンタ値の方が大きい場合、縦方向のエンファシ
スのレベルが高いと判断し、データ信号" １" を出力す
る。

【００４８】続いて、上記の如く構成されたシステムの
動作を説明する。まず、入力端子７１より画像信号が入
力される。一方、入力端子７２からはビットデータ" １
００１１００１０…" が入力される。同期回路回路７５
では、入力端子７１から入力された画像信号に基づいて
フレーム毎の同期信号をスイッチ制御回路７６に出力す
る。

【００４９】スイッチ制御回路７６は、入力端子７２か
ら入力されたビットデータに基づいて、スイッチ７７を
切り替える。そのタイミングは、同期信号に基づいて１
フレームの先頭タイミングで出力される。例えば、デー
タが" １" ならば、スイッチ７７を垂直ディジタルフィ
ルタ７３側に切り替え、画像信号を垂直ディジタルフィ
ルタ７３に入力させる。データが" ０" ならば、スイッ
チ７７を水平ディジタルフィルタ７４側に切り替え、画
像信号を水平ディジタルフィルタ７４に入力させる。

【００５０】垂直ディジタルフィルタ７３及び垂直ディ
ジタルフィルタ７４では、入力された画像信号のエンフ
ァシスのレベルを加算（上げる）する処理を行う。そし
て、垂直ディジタルフィルタ７３及び垂直ディジタルフ
ィルタ７４からはデータが重畳された画像信号が出力さ
れる。一方、データが重畳された画像信号を受信したデ
コーダでは、画像信号が輪郭抽出回路８２に入力され
る。そして、輪郭抽出回路８２によって輪郭部分のみを
示す信号が出力される。乗算器８３では画像信号と輪郭
抽出回路８２の出力とが乗算されてエンファシスが付加
されているエッジ部分の信号が出力される。

【００５１】乗算器８３の出力は５画素抽出回路８４に
入力され、水平方向に連続した５画素のエンファシスの
レベルが検出される。５画素ともにエンファシスのレベ
ルが所定の閾値以上ならばカウンタパルスをカウンタ８
７に出力する。同様に、乗算器８３の出力は５ライン抽
出回路８５にも入力され、垂直方向に連続した５画素の
エンファシスのレベルが検出される。５画素ともにエン
ファシスのレベルが所定の閾値以上ならばカウンタパル
スをカウンタ８８に出力する。これらの処理を１フレー
ムについて行う。

【００５２】カウンタ８７及びカウンタ８８では、カウ
ンタパルスを受け、カウント値を一つずつカウントアッ
プしていく。そして、同期回路８６からの同期信号でカ
ウント値を比較回路８９に出力し、カウント値をゼロに
戻す。比較回路では、カウント値を比較し、カウント値
の大きい方に対応するデータ信号出力する。例えば、カ
ウンタ８７のカウンタ値の方が大きい場合、横方向のエ
ンファシスのレベルが高いと判断し、データ信号" ０"
を出力する。また、カウンタ８８のカウンタ値の方が大
きい場合、縦方向のエンファシスのレベルが高いと判断
し、データ信号" １" を出力する。

【００５３】次に、フーリエ変換を用いたデコードにつ
いて説明する。尚、フーリエ変換を用いたデコーダは、
フーリエ変換を用いることが上述したデコーダと異な
る。従ってその他の部分については詳細な説明は省略す
る。まず、第１のエンコード方法に対して１フレーム毎
に信号レベルを検出してデコードするデコーダについて
説明する。

【００５４】図１１はデコーダのブロック図である。図
１１中、９１はデータが重畳された画像信号が入力され
る入力端子である。９２は入力された画像信号に対して
フーリエ変換を行うＦＦＴ（Fast FourierTransform）
回路である。９３はレベル検出回路である。このレベル
検出回路９３は、ＦＦＴ回路９２の出力信号のうち、エ
ンファシスの周波数に相当する部分のレベルを検出し、
レベルがある閾値以上ならばデータ信号" １" を出力す
る。また、レベルが前記閾値以下ならばデータ信号"
０" を出力する。設定される閾値は、通常の画像信号が
フーリエ変換された時の信号レベルより多少低い値とす
る。

【００５５】続いて、フレーム差分を用いてデコードす
るデコーダについて説明する。図１２中、１００はデー
タが重畳された画像信号が入力される入力端子である。
１０１は第１のＦＦＴ回路であり、１０２は第２のＦＦ
Ｔ回路である。これらのＦＦＴ回路１０１，１０２は入
力された画像信号に対して、垂直方向及び水平方向にフ
ーリエ変換を行う回路である。尚、ＦＦＴ回路１０２に
は、後述するフレーム遅延回路１０３により１フレーム
遅延された画像信号が入力される。

【００５６】１０３はフレーム遅延回路であり、入力さ
れた画像信号を１フレーム分遅延させるものである。１
０４は差分検出回路である。この差分検出回路１０４
は、ＦＦＴ回路１０１の出力とＦＦＴ回路１０２の出力
（ＦＦＴ回路１０１―ＦＦＴ回路１０２の出力）との差
分を算出して出力する。尚、現フレームのレベルと前フ
レームレベルとは通常ほぼ同じであるので、その差分は
強められたエンファシスの周波数成分が出力されること
になる。

【００５７】１０５はデータ識別回路である。このデー
タ識別回路１０５は、差分検出回路１０４の出力（差
分）から重畳されているデータを識別する。すなわち、
差分が０であれば同一データが連続していると判断し、
そして、差分がプラス・マイナス方向に変化した時点で
データを判断する。例えば、データが" １１１０００１
…" の場合、データ" １１１" では差分が０であり、こ
の時点ではデータが" １" であるか" ０" であるかは判
別できない。同じデータが連続していることが解るのみ
である。しかし、データが" １" から" ０" というよう
に異なるデータに変化した時、差分は０以外の数値とな
る。例えばデータ" １" から" ０" に変化した場合、差
分はマイナスの値となる。差分がマイナスに変化した場
合はデータが" １" から" ０" に変化した場合であるの
で、連続したデータは" １" であることが解る。一方、
データ" ０" から" １" に変化した場合、差分はプラス
の値となる。従って、差分がプラスに変化した場合はデ
ータが" ０" から" １" に変化した場合であるので、連
続したデータは" ０" であることが解る。

【００５８】次に、第２のエンコーダ方法によってエン
コードされたデータをデコードするデコーダについて説
明する。図１３はデコーダのブロック図である。図１３
中、２００はデータが重畳された画像信号が入力される
入力端子である。

【００５９】２０１は第１のＦＦＴ回路である。このＦ
ＦＴ回路２０１は入力された画像信号の水平方向に対し
てフーリエ変換を行う回路である。そして、水平ライン
の平均レベルを算出して出力する。２０２は第２のＦＦ
Ｔ回路である。このＦＦＴ回路２０２は入力された画像
信号の垂直方向に対してフーリエ変換を行う回路であ
る。そして、垂直ラインの平均レベルを算出して出力す
る。

【００６０】２０３は差分検出回路である。この差分検
出回路２０３は、ＦＦＴ回路２０１の出力とＦＦＴ回路
２０２の出力（ＦＦＴ回路２０１―ＦＦＴ回路２０２の
出力）との差分を算出して出力する。尚、同一フレーム
内では信号レベルは通常ほぼ同じであるので、その差分
は強められたエンファシスの周波数成分が出力されるこ
とになる。

【００６１】２０４はデータ識別回路である。このデー
タ識別回路２０４は差分検出回路２０４の差分出力を受
けて、差分がプラスの場合には水平方向のエンファシス
のレベルが上げられており、重畳されているデータは"
０" と判断してデータ信号"０" を出力する。また、差
分がマイナスの場合には垂直方向のエンファシスのレベ
ルが上げられており、重畳されているデータは" １" と
判断してデータ信号"１" を出力する。

【００６２】尚、本デコーダでは、レベル検出に信号の
平均レベルを用いたが、信号レベルの総加算したもので
も良い。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、簡易な方法により画像
の品質を劣化させることなく、画像にデータを重畳させ
ることができる。また、本発明によれば、データの圧
縮、アナログ―ディジタル変換や、ディジタル―アナロ
グ変換にも耐えうるデータの重畳技術を提供することが
可能である。

【００６４】更に、本発明によれば、画像の一部利用な
どの処理を行っても、重畳されているデータを識別する
ことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明のデータ重畳方法を説明する為の
図である。

【図２】図２は本発明のデータ重畳方法を説明する為の
図である。

【図３】図３は本実施の形態におけるエンコーダのブロ
ック図である。

【図４】図４垂直・水平ディジタルフィルタ３のブロッ
ク図である。

【図５】図５はデコーダのブロック図である。

【図６】図６はデコーダのブロック図である。

【図７】図７は第２のエンコード方法に対応するエンコ
ーダのブロック図である。

【図８】図８は垂直ディジタルフィルタ７３のブロック
図である。

【図９】図９は水平ディジタルフィルタ７４のブロック
図である。

【図１０】図１０は第２のデコード方法に対応するデコ
ーダのブロック図である。

【図１１】図１１はデコーダのブロック図である。

【図１２】図１２はデコーダのブロック図である。

【図１３】図１１はデコーダのブロック図である。

【符号の説明】 ３ 垂直・水平
ディジタルフィルタ ４，７５，８０ 同期回路 ５ バイパス制
御回路 ５２，６２，６３，８２ 輪郭抽出回
路 ５３，６５，６６，８３ 乗算器 ５４ レベル検出
回路 ６４ フレーム遅
延回路 ６７，１０４，２０３ 差分検出回
路 ６８，１０５，２０４ データ識別
回路 ７３ 垂直ディジ
タルフィルタ ７４ 水平ディジ
タルフィルタ ７６ スイッチ制
御回路 ８４ ５画素抽出
回路 ８５ ５ライン抽
出回路 ８７，８８ カウンタ ８９ 比較回路 ９２，１０１，１０２，２０１，２０２ ＦＦＴ回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 武史 東京都台東区西浅草１丁目１−１ 株式会 社次世代情報放送システム研究所内 Ｆターム(参考） 5C063 AB03 AB05 CA14 CA23 CA40 5C076 AA40 5K028 EE03 SS04 SS14

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像信号中にデータを重畳するデータ重
   畳方法であって、 画像信号のエンファシス上にデータを重畳することを特
   徴とするデータ重畳方法。
2. 【請求項２】 画像信号中にデータを重畳してデータを
   伝送するデータ伝送方法であって、 １フレーム毎に画像信号のエンファシスのレベルを、重
   畳するデータに応じて変化させるステップと、 データが重畳された画像信号を伝送するステップと、 画像信号を受信し、１フレーム毎のエンファシスのレベ
   ルを検出し、検出したレベルから重畳されているデータ
   をデコードするステップとを有することを特徴とするデ
   ータ伝送方法。
3. 【請求項３】 前記レベル差を検出するステップにおい
   て、画像信号に対してフーリエ変換を行い、フーリエ変
   換された信号を用いてエンファシスのレベル差を検出す
   ることを特徴とする請求項２のデータ伝送方法。
4. 【請求項４】 画像信号中にデータを重畳してデータを
   伝送するデータ伝送方法であって、 １フレーム毎に画像信号のエンファシスのレベルを、重
   畳するデータに応じて変化させるステップと、 データが重畳された画像信号を伝送するステップと、 画像信号を受信し、現フレームと前フレームとのエンフ
   ァシスのレベル差を検出するステップと、 前記レベル差の変化から重畳されているデータをデコー
   ドするステップとを有することを特徴とするデータ伝送
   方法。
5. 【請求項５】 前記レベル差を検出するステップにおい
   て、画像信号に対してフーリエ変換を行い、フーリエ変
   換された信号を用いてエンファシスのレベル差を検出す
   ることを特徴とする請求項４のデータ伝送方法。
6. 【請求項６】 画像信号中にデータを重畳してデータを
   伝送するデータ伝送方法であって、 １フレーム毎に、重畳するデータに応じて、画像信号中
   の垂直方向又は水平方向のいずれか一方のエンファシス
   のレベルを変化させるステップと、 データが重畳された画像信号を伝送するステップと、 画像信号を受信し、１フレーム毎に垂直方向及び水平方
   向のエンファシスのレベルを比較し、いずれかの方向の
   エンファシスのレベルが変化しているかを判断してデー
   タをデコードするステップとを有することを特徴とする
   データ伝送方法。
7. 【請求項７】 前記レベル差を検出するステップにおい
   て、画像信号に対してフーリエ変換を行い、フーリエ変
   換された信号により、垂直方向及び水平方向のエンファ
   シスのレベル差を検出することを特徴とする請求項６の
   データ伝送方法。
8. 【請求項８】 データ伝送システムであって、 １フレーム毎に画像信号のエンファシスのレベルを、重
   畳するデータに応じて変化させるエンコーダと、 画像信号を受信し、１フレーム毎のエンファシスのレベ
   ルを検出し、検出したレベルから重畳されているデータ
   をデコードするデコーダとを有することを特徴とするデ
   ータ伝送システム。
9. 【請求項９】 前記エンコーダは、 画像信号のエンファシスのレベルを加算するレベル加算
   手段と、 画像信号に基づいて、１フレームに同期した同期信号を
   出力する同期手段と、 前記同期信号に同期し、重畳するデータに応じて画像信
   号の前記レベル加算手段への入力を制御する入力制御手
   段とを有することを特徴とする請求項８のデータ伝送シ
   ステム。
10. 【請求項１０】 前記デコーダは、 画像信号の輪郭部分のみを抽出し、輪郭を示す輪郭信号
    を出力する輪郭抽出手段と、 画像信号と前記輪郭信号とを乗算する乗算手段と、 前記乗算手段の出力信号のレベルを検出し、この検出値
    と予め設定されている閾値とを比較し、この比較結果に
    基づいて重畳されているデータをデコードする手段とを
    有することを特徴とする請求項８のデータ伝送システ
    ム。
11. 【請求項１１】 前記デコーダは、 画像信号の輪郭部分のみを抽出し、輪郭を示す第１の輪
    郭信号を出力する第１の輪郭抽出手段と、 画像信号と前記第１の輪郭信号とを乗算する第１の乗算
    手段と、 画像信号を１フレーム時間遅延させる遅延手段と、 前記フレーム遅延された画像信号の輪郭部分のみを抽出
    し、輪郭を示す第２の輪郭信号を出力する第２の輪郭抽
    出手段と、 前記フレーム遅延された画像信号と前記第２の輪郭信号
    とを乗算する第２の乗算手段と、 前記第１の乗算手段の出力と前記第２の乗算手段の出力
    との差分を検出する差分検出手段と、 前記差分の変化に基づいて、重畳されているデータを識
    別するデータ識別手段とを有することを特徴とする請求
    項８のデータ伝送システム。
12. 【請求項１２】 前記デコーダは、 画像信号に対してフーリエ変換を行うフーリエ変換手段
    と、 前記フーリエ変換手段の出力信号の所定周波数のレベル
    を検出し、この検出値と予め設定されている閾値とを比
    較し、この比較結果に基づいて重畳されているデータを
    デコードする手段とを有することを特徴とする請求項８
    のデータ伝送システム。
13. 【請求項１３】 前記デコーダは、 画像信号に対してフーリエ変換を行う第１のフーリエ変
    換手段と、 前記フーリエ変換手段の出力を１フレーム時間遅延させ
    る遅延手段と、 前記遅延手段からの画像信号に対してフーリエ変換を行
    う第２のフーリエ変換手段と、 前記第１のフーリエ変換手段の出力と前記第２のフーリ
    エ変換手段の出力との差分を検出する差分検出手段と、 前記差分の変化に基づいて、重畳されているデータを識
    別するデータ識別手段とを有することを特徴とする請求
    項８のデータ伝送システム。
14. 【請求項１４】 データ伝送システムであって、 １フレーム毎に画像信号の垂直方向又は水平方向のいず
    れか一方のみのエンファシスのレベルを、重畳するデー
    タに応じて変化させるエンコーダと、 画像信号を受信し、１フレーム毎に垂直向及び水平方向
    のエンファシスのレベルを検出し、垂直方向及び水平方
    向のいずれかのエンファシスのレベルが変化されている
    かを検出し、検出結果から重畳されているデータを識別
    するデコーダとを有することを特徴とするデータ伝送シ
    ステム。
15. 【請求項１５】 前記エンコーダは、 垂直方向のエンファシスのレベルを変化させる第１のレ
    ベル加算手段と、 水平方向のエンファシスのレベルを変化させる第２のレ
    ベル加算手段と、 重畳するデータに応じて、前記第１及び第２のレベル加
    算手段のいずれか一方に画像信号を入力させる切り替え
    手段とを有することを特徴とする請求項１４のデータ伝
    送システム。
16. 【請求項１６】 前記デコーダは、 画像信号の輪郭部分のみを抽出し、輪郭を示す輪郭信号
    を出力する輪郭抽出手段と、 画像信号と前記輪郭信号とを乗算する乗算手段と、 前記乗算手段の出力信号から水平方向のエンファシスの
    レベルを検出する検出手段と、 前記乗算手段の出力信号から垂直方向のエンファシスの
    レベルを検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて、垂直方向及び水平
    方向のいずれかのエンファシスのレベルが変化されてい
    るかを判断し、重畳されているデータを識別する識別手
    段とを有することを特徴とする請求項１４のデータ伝送
    システム。
17. 【請求項１７】 前記デコーダは、 画像信号の水平方向に対してフーリエ変換を行う第１の
    フーリエ変換手段と、 画像信号の垂直方向に対してフーリエ変換を行う第２の
    フーリエ変換手段と、 前記第１のフーリエ変換手段の出力と第２のフーリエ変
    換手段の出力との差分を算出する差分算出回路と、 前記差分算出回路の差分に基づいて、垂直方向及び水平
    方向のいずれかのエンファシスのレベルが変化されてい
    るかを判断し、重畳されているデータを識別する識別手
    段とを有することを特徴とする請求項１４のデータ伝送
    システム。