JP2000324482A - データ処理装置およびデータ処理方法、並びに画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 データどうしの差分を、ビット量を増加させ
ずに、高速に求める。 【解決手段】 Ｎビットで表される処理対象画素、また
はそれに隣接する参照画素は、演算器２１または２２に
それぞれ供給される。演算器２１には、さらに、ビット
数Ｎで表される数＋１（ビット最大値２^N）が供給さ
れ、そこでは、処理対象画素とビット最大値とが加算さ
れ、その加算値が、演算器２２に出力される。演算器２
２では、演算器２１の出力から、参照画素が減算され、
その減算値が、ＡＮＤゲート２３に供給される。ＡＮＤ
ゲート２３には、さらに、ビット最大値−１が供給さ
れ、そこでは、演算器２２の出力と、ビット最大値−１
とのビットごとの論理積が演算されることで、演算器２
２の出力の下位Ｎビットが抽出される。この演算器２２
の出力の下位Ｎビットが、処理対象画素から参照画素を
減算した減算値に相当する差分データとして出力され
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、データ処理装置お
よびデータ処理方法、並びに画像処理装置および画像処
理方法に関し、特に、例えば、データどうしの差分を求
める処理や、その差分を元のデータに復元する処理を、
ビット数を増加させずに高速で行うことができるように
するデータ処理装置およびデータ処理方法、並びに画像
処理装置および画像処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、従来より、画像の画質の劣化を
極力抑えて、高圧縮率で符号化する方法の１つとして、
予測符号化がある。予測符号化は、符号化対象の画素
（画素値）を、他の画素を参照することで予測し、その
予測結果の、真値（符号化対象の画素）に対する予測誤
差を符号化するものであり、符号化対象の画素をＡと、
参照される画素（参照画素）をＢと、予測誤差をＣと、
それぞれ表すと、予測誤差Ｃは、式Ｃ＝Ａ−Ｂで表され
る。

【０００３】ここで、符号化対象の画像が静止画であれ
ば、例えば、符号化対象の画素Ａと同一フレーム（また
はフィールド）にある、その画素Ａの近傍の画素を、参
照画素Ｂとして用いることができる。また、符号化対象
の画像が動画であれば、例えば、符号化対象の画素Ａの
フレームに近接するフレームにある画素を、参照画素Ｂ
として用いることができる。例えば、動画の符号化方式
であるＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）方式
では、符号化対象の画素Ａのフレームに近接するフレー
ムが動き補償され、その動き補償後の画素が、参照画素
Ｂとして用いられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、いま、符号
化対象の画像を構成する画素が、Ｎビットで表されると
すると、画像どうしの単純な差分である予測誤差は、最
大でＮ＋１ビットで表される値になる（例えば、画素
が、０乃至２５５の範囲の８ビットで表されるとする
と、そのような画素どうしの単純な差分は、−２５５乃
至＋２５５の範囲の値となり、その表現に、９ビットが
必要となる）。この場合、予測誤差のビット数が、元の
画素のビット数よりも増加することになり、却って、デ
ータ量が増加することがある。

【０００５】そこで、例えば、図１に示すように差分を
表現することにより、上述したようなビット数の増加を
防止する方法が考えられる。

【０００６】即ち、符号化対象の画素Ａが、参照画素Ｂ
以下である場合には、符号化対象の画素Ａから参照画素
Ｂを減算し、その減算値を、そのまま予測誤差Ｃとす
る。具体的には、例えば、符号化対象の画素Ａが２００
で、参照画素Ｂが１０である場合には、図１（Ａ）に示
すように、２００−１０＝１９０が、予測誤差Ｃとされ
る。

【０００７】一方、符号化対象の画素Ａが、参照画素Ｂ
より大きい場合には、図１（Ｂ）に示すように、符号化
対象の画素Ａから参照画素Ｂを減算し、その減算値に、
ある値を加算し、その加算結果を、予測誤差Ｃとする。
即ち、画素がＮビットで表現されるとすると、符号化対
象の画素Ａから参照画素Ｂを減算して得られる減算値
に、２^Nを加算し、その加算結果を、予測誤差Ｃとす
る。具体的には、例えば、画素が８ビットで表され、符
号化対象の画素Ａが１０で、参照画素Ｂが２００である
場合には、図１（Ｂ）に示すように、１０−２００＋２
⁸＝６６が、予測誤差Ｃとされる。

【０００８】以上のように予測誤差Ｃを求めることで、
その予測誤差Ｃのビット数は、元の画素のビット数と変
わらない（元の画素がＮビットで表現されるものであれ
ば、予測誤差もＮビットで表現することができる）。

【０００９】また、以上のようにして予測誤差Ｃを求め
た場合には、その予測誤差は、次のようにして、元の画
素（符号化対象の画素）Ａに復元することができる。

【００１０】即ち、まず、予測誤差Ｃを参照画素Ｂと加
算し、その加算値を求める。そして、いま、画素がＮビ
ットで表されるとすると、その加算値が２^N−１以下で
ある場合には、その加算値が、そのまま、元の画素Ａの
復元結果となる。

【００１１】一方、予測誤差Ｃとを参照画素Ｂとの加算
値が２^N−１より大きい場合には、その加算値から、２^N
を減算する。この場合、その減算値が、元の画素Ａの復
元結果となる。

【００１２】以上のようにすることで、あるデータと、
他のデータとの差分を、そのビット数を増加させずに表
現することができ、さらに、その差分を、元のデータに
復元することができる。

【００１３】しかしながら、上述の方法で差分を求める
場合には、あるデータと、他のデータとの大小関係を判
断し、その判断結果によって、処理の分岐を行う必要が
ある。また、その差分を復元する場合にも、そのような
大小関係の判断と処理の分岐が必要となる。

【００１４】そして、判断および処理の分岐は、処理を
行う上で、算術演算や論理演算に比較して時間を要する
から、判断および処理の分岐を行わずに、上述のような
表現の差分を求めることができるのが望ましい。

【００１５】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、データどうしの差分を求める処理や、そ
の差分を元のデータに復元する処理を、ビット数を増加
させずに、かつ高速で行うことができるようにするもの
である。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のデータ
処理装置は、第１のデータと、２^Nとを加算し、その加
算値を求める加算手段と、加算値から、第２のデータを
減算し、その減算値を求める減算手段と、減算値の下位
Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビットを、第１のデータ
と第２のデータとの差分に相当する差分データとして出
力する抽出手段とを含むことを特徴とする。

【００１７】請求項５に記載のデータ処理方法は、第１
のデータと、２^Nとを加算し、その加算値を求める加算
ステップと、加算値から、第２のデータを減算し、その
減算値を求める減算ステップと、減算値の下位Ｎビット
を抽出し、その下位Ｎビットを、第１のデータと第２の
データとの差分に相当する差分データとして出力する抽
出ステップとを含むことを特徴とする。

【００１８】請求項６に記載のデータ処理装置は、第１
のデータと第２のデータとの差分に相当する差分データ
を、第２のデータと加算し、その加算値を求める加算手
段と、加算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビッ
トを、第１のデータを復元した復元結果として出力する
抽出手段とを含むことを特徴とする。

【００１９】請求項１０に記載のデータ処理方法は、第
１のデータと第２のデータとの差分に相当する差分デー
タを、第２のデータと加算し、その加算値を求める加算
ステップと、加算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位
Ｎビットを、第１のデータを復元した復元結果として出
力する抽出ステップとを含むことを特徴とする。

【００２０】請求項１１に記載のデータ処理装置は、第
１のデータと、２^Nとを加算し、その加算値である第１
の加算値を求める第１の加算手段と、第１の加算値か
ら、第２のデータを減算し、その減算値を求める減算手
段と、減算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビッ
トを、第１のデータと第２のデータとの差分に相当する
差分データとして出力する第１の抽出手段と、差分デー
タを、第２のデータと加算し、その加算値である第２の
加算値を求める第２の加算手段と、第２の加算値の下位
Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビットを、第１のデータ
を復元した復元結果として出力する第２の抽出手段とを
含むことを特徴とする。

【００２１】請求項１２に記載のデータ処理方法は、第
１のデータと、２^Nとを加算し、その加算値である第１
の加算値を求める第１の加算ステップと、第１の加算値
から、第２のデータを減算し、その減算値を求める減算
ステップと、減算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位
Ｎビットを、第１のデータと第２のデータとの差分に相
当する差分データとして出力する第１の抽出ステップ
と、差分データを、第２のデータと加算し、その加算値
である第２の加算値を求める第２の加算ステップと、第
２の加算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビット
を、第１のデータを復元した復元結果として出力する第
２の抽出ステップとを含むことを特徴とする。

【００２２】請求項１３に記載の画像処理装置は、画像
を構成する一部の画素を選択する選択手段と、選択され
た画素を、情報に対応する値と加算し、その加算値を求
める加算手段と、加算値の下位Ｎビットを抽出し、その
下位Ｎビットを、選択された画素に対して情報を埋め込
んだ埋め込み結果として出力する抽出手段とを含むこと
を特徴とする。

【００２３】請求項１４に記載の画像処理方法は、画像
を構成する一部の画素を選択する選択ステップと、選択
された画素を、情報に対応する値と加算し、その加算値
を求める加算ステップと、加算値の下位Ｎビットを抽出
し、その下位Ｎビットを、選択された画素に対して情報
を埋め込んだ埋め込み結果として出力する抽出ステップ
とを含むことを特徴とする。

【００２４】請求項１５に記載の画像処理装置は、埋め
込み画像を構成する一部の画素を選択する選択手段と、
選択された画素を、所定の値と加算し、その加算値を求
める加算手段と、加算値の下位Ｎビットを抽出する抽出
手段と、選択された画素と、その画素の周辺画素との第
１の相関を演算するとともに、加算値の下位Ｎビット
と、周辺画素との第２の相関を演算する相関演算手段
と、第１および第２の相関に基づいて、選択された画素
を復号するとともに、その画素に埋め込まれた情報を復
号する復号手段とを含むことを特徴とする。

【００２５】請求項１６に記載の画像処理方法は、埋め
込み画像を構成する一部の画素を選択する選択ステップ
と、選択された画素を、所定の値と加算し、その加算値
を求める加算ステップと、加算値の下位Ｎビットを抽出
する抽出ステップと、選択された画素と、その画素の周
辺画素との第１の相関を演算するとともに、加算値の下
位Ｎビットと、周辺画素との第２の相関を演算する相関
演算ステップと、第１および第２の相関に基づいて、選
択された画素を復号するとともに、その画素に埋め込ま
れた情報を復号する復号ステップとを含むことを特徴と
する。

【００２６】請求項１７に記載の画像処理装置は、画像
を構成する一部の画素を選択する第１の選択手段と、第
１の選択手段で選択された画素を、所定の情報に対応す
る値と加算し、その加算値である第１の加算値を求める
第１の加算手段と、第１の加算値の下位Ｎビットを抽出
し、その下位Ｎビットを、第１の選択手段で選択された
画素に対して情報を埋め込んだ埋め込み結果として出力
する第１の抽出手段と、情報を埋め込んだ画素で構成さ
れる埋め込み画像を構成する画素である埋め込み画素の
一部を選択する第２の選択手段と、第２の選択手段で選
択された埋め込み画素を、所定の値と加算し、その加算
値である第２の加算値を求める第２の加算手段と、第２
の加算値の下位Ｎビットを抽出する第２の抽出手段と、
第２の選択手段で選択された埋め込み画素と、その埋め
込み画素の周辺画素との第１の相関を演算するととも
に、第２の加算値の下位Ｎビットと、周辺画素との第２
の相関を演算する相関演算手段と、第１および第２の相
関に基づいて、第２の選択手段で選択された埋め込み画
素を復号するとともに、その埋め込み画素に埋め込まれ
た情報を復号する復号手段とを含むことを特徴とする。

【００２７】請求項１８に記載の画像処理方法は、画像
を構成する一部の画素を選択する第１の選択ステップ
と、第１の選択ステップで選択された画素を、所定の情
報に対応する値と加算し、その加算値である第１の加算
値を求める第１の加算ステップと、第１の加算値の下位
Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビットを、第１の選択ス
テップで選択された画素に対して情報を埋め込んだ埋め
込み結果として出力する第１の抽出ステップと、情報を
埋め込んだ画素で構成される埋め込み画像を構成する画
素である埋め込み画素の一部を選択する第２の選択ステ
ップと、第２の選択ステップで選択された埋め込み画素
を、所定の値と加算し、その加算値である第２の加算値
を求める第２の加算ステップと、第２の加算値の下位Ｎ
ビットを抽出する第２の抽出ステップと、第２の選択ス
テップで選択された埋め込み画素と、その埋め込み画素
の周辺画素との第１の相関を演算するとともに、第２の
加算値の下位Ｎビットと、周辺画素との第２の相関を演
算する相関演算ステップと、第１および第２の相関に基
づいて、第２の選択ステップで選択された埋め込み画素
を復号するとともに、その埋め込み画素に埋め込まれた
情報を復号する復号ステップとを含むことを特徴とす
る。

【００２８】請求項１に記載のデータ処理装置および請
求項５に記載のデータ処理方法においては、第１のデー
タと、２^Nとが加算され、その加算値から、第２のデー
タが減算される。そして、その減算値の下位Ｎビットが
抽出され、第１のデータと第２のデータとの差分に相当
する差分データとして出力される。

【００２９】請求項６に記載のデータ処理装置および請
求項１０に記載のデータ処理方法においては、第１のデ
ータと第２のデータとの差分に相当する差分データが、
第２のデータと加算され、その加算値の下位Ｎビットが
抽出されて、第１のデータを復元した復元結果として出
力される。

【００３０】請求項１１に記載のデータ処理装置および
請求項１２に記載のデータ処理方法においては、第１の
データと、２^Nとが加算され、その加算値である第１の
加算値から、第２のデータが減算される。さらに、その
減算値の下位Ｎビットが抽出され、第１のデータと第２
のデータとの差分に相当する差分データとして出力され
る。そして、差分データが、第２のデータと加算され、
その加算値である第２の加算値の下位Ｎビットが抽出さ
れて、第１のデータを復元した復元結果として出力され
る。

【００３１】請求項１３に記載の画像処理装置および請
求項１４に記載の画像処理方法においては、画像を構成
する一部の画素が選択され、その選択された画素が、情
報に対応する値と加算される。そして、その加算値の下
位Ｎビットが抽出され、選択された画素に対して情報を
埋め込んだ埋め込み結果として出力される。

【００３２】請求項１５に記載の画像処理装置および請
求項１６に記載の画像処理方法においては、埋め込み画
像を構成する一部の画素が選択され、その選択された画
素が、所定の値と加算されて、その加算値の下位Ｎビッ
トが抽出される。さらに、選択された画素と、その画素
の周辺画素との第１の相関が演算されるとともに、加算
値の下位Ｎビットと、周辺画素との第２の相関が演算さ
れ、第１および第２の相関に基づいて、選択された画素
が復号されるとともに、その画素に埋め込まれた情報が
復号される。

【００３３】請求項１７に記載の画像処理装置および請
求項１８に記載の画像処理方法においては、画像を構成
する一部の画素が選択され、その選択された画素が、所
定の情報に対応する値と加算される。さらに、その加算
値である第１の加算値の下位Ｎビットが抽出され、選択
された画素に対して情報を埋め込んだ埋め込み結果とし
て出力される。また、情報を埋め込んだ画素で構成され
る埋め込み画像を構成する画素である埋め込み画素の一
部が選択され、その選択された埋め込み画素が、所定の
値と加算される。さらに、その加算値である第２の加算
値の下位Ｎビットが抽出され、選択された埋め込み画素
と、その埋め込み画素の周辺画素との第１の相関が演算
されるとともに、第２の加算値の下位Ｎビットと、周辺
画素との第２の相関が演算される。そして、第１および
第２の相関に基づいて、選択された埋め込み画素が復号
されるとともに、その埋め込み画素に埋め込まれた情報
が復号される。

【００３４】

【発明の実施の形態】図２は、本発明を適用した画像伝
送システム（システムとは、複数の装置が論理的に集合
した物をいい、各構成の装置が同一筐体中にあるか否か
は問わない）の一実施の形態の構成例を示している。

【００３５】伝送すべき画像データは、エンコーダ１に
入力されるようになっている。ここで、本実施の形態で
は、画素（画素値）が、例えば、８ビットで表される
（８ビットが割り当てられている）画像データが、エン
コーダ１に入力されるものとする。また、８ビットで
は、例えば、０乃至２５５の範囲の他、−１２８乃至＋
１２７等の２５６の任意の範囲の値を表すことができる
が、ここでは、画素は、例えば、０乃至２５５の範囲の
値をとるものとする。

【００３６】エンコーダ１では、画像データが符号化さ
れることにより符号化データとされて出力される。この
符号化データは、例えば、光ディスクや、光磁気ディス
ク、磁気ディスク、磁気テープ、相変化ディスク、半導
体メモリ等の記録媒体２に供給されて記録される。ある
いは、また、例えば、インターネットや、公衆回線、Ｃ
ＡＴＶ（Cable Television）網、衛星回線等の伝送媒体
３を介して伝送される。

【００３７】以上のようにして記録媒体２に記録された
符号化データは、そこから再生されて、デコーダ４に供
給される。あるいは、また、伝送媒体３を介して伝送さ
れてくる符号化データが、デコーダ４に供給される。

【００３８】デコーダ４では、そこに供給される符号化
データが復号され、これにより、元の画像データ（復号
画像）とされる。この復号画像は、例えば、図示せぬモ
ニタ等に供給されて表示される。

【００３９】次に、図３は、図２のエンコーダ１の構成
例を示している。

【００４０】画像データは、例えば、１フレーム単位
で、ブロック化部１１に供給されるようになっており、
ブロック化部１１は、１フレームの画像データを、例え
ば、８×８画素等の所定の大きさのブロックに分割し、
各ブロックをメモリ１２および差分計算部１３に供給す
る。メモリ１２では、ブロック化部１１から供給される
画素が、ブロック単位で、順次記憶される。

【００４１】差分計算部１３は、ブロック化部１１から
供給されるブロック単位の各画素を、順次、処理対象画
素として、その処理対象画素と空間的に同一位置にあ
る、１フレーム前の画素を、参照画素として、メモリ１
２から読み出す。そして、差分計算部１３は、処理対象
画素と参照画素との差分に相当する、前述の図１で説明
したような表現のデータ（以下、適宜、差分データとい
う）を求め、符号化部１４に出力する。

【００４２】符号化部１４では、差分計算部１３からの
差分データが、ブロック単位で、所定の符号化方式にし
たがって符号化される。即ち、符号化部１４は、差分デ
ータを、例えば、ハフマンコーディング、あるいはラン
レングス等で符号化する。

【００４３】符号化部１４による符号化の結果得られる
符号化データは、フレーム化部１５に供給される。フレ
ーム化部１５では、符号化部１４からのブロック単位の
符号化データが、フレームごとに統合されて出力され
る。

【００４４】次に、図４は、図３の差分計算部１３の構
成例を示している。

【００４５】ブロック化部１１から供給される処理対象
画素は、演算器２１に供給されるようになっており、ま
た、メモリ１２から読み出される参照画素は、演算器２
２に供給されるようになっている。

【００４６】演算器２１には、上述したように、処理対
象画素が供給される他、処理対象画素に割り当てられて
いるビット数Ｎで表される最大の数＋１（＝２^N）（以
下、適宜、ビット最大値という）も供給されるようにな
っている。即ち、本実施の形態では、処理対象画素のビ
ット数Ｎは８ビットであるから、演算器２１には、（２
⁸−１）＋１＝２５６が供給されるようになっている。
そして、演算器２１は、処理対象画素を、ビット最大値
と加算し、その加算値を、演算器２２に出力するように
なっている。

【００４７】演算器２２は、演算器２１の出力から、参
照画素を減算し、その減算値を、ＡＮＤゲート２３の一
方の入力端子に供給するようになっている。

【００４８】ＡＮＤゲート２３の他方の入力端子には、
ビット最大値−１（従って、Ｎビットで表される数の最
大値（＝２^N-1））が、演算器２２の出力の下位Ｎビッ
トを除くビットをマスクするためのマスク値として供給
されるようになっている。そして、ＡＮＤゲート２３
は、演算器２２の出力と、マスク値とのビットごとの論
理積を演算することにより、演算器２２の出力の下位Ｎ
ビットを抽出し、その下位Ｎビットを、処理対象画素に
対する差分データ（予測誤差）として出力するようにな
っている。ここで、本実施の形態では、処理対象画素の
ビット数Ｎは８ビットであるから、ＡＮＤゲート２３に
は、２５５がマスク値として供給されるようになってお
り、従って、ＡＮＤゲート２３では、演算器２２の出力
の下位８ビットが、差分データとして出力されるように
なっている。

【００４９】次に、図５のフローチャートを参照して、
図４の差分計算部１３において行われる、処理対象画素
に対する差分データを求める差分計算処理について説明
する。

【００５０】差分計算部１３では、まず最初に、ステッ
プＳ１において、演算器２１が、処理対象画素とビット
最大値２５６（＝２⁸）とを加算し、その加算値を、演
算器２２に出力する。そして、ステップＳ２に進み、演
算器２２において、演算器２１からの加算値から、参照
画素が減算され、その減算値が、ＡＮＤゲート２３に出
力される。ＡＮＤゲート２３では、ステップＳ３におい
て、演算器２２からの減算値が、マスク値（２５５）に
よってマスクされ（減算値とマスク値との、ビットごと
の論理積が演算され）、これにより、演算器２２が出力
する減算値の下位Ｎビットが抽出される。この下位Ｎビ
ットは、処理対象画素に対する差分データとして出力さ
れ、差分計算処理を終了する。

【００５１】なお、差分計算処理は、差分計算部１３
に、画素が供給されるごとに、その画素を、処理対象画
素として行われる。

【００５２】以上の差分計算処理によれば、処理対象画
素をdataと、参照画素をrefと、差分データをdiffと、
それぞれ表すとき、式diff＝（２^N＋data−ref）＆（２
^N−１）にしたがって、Ｎビットの差分データdiffが求
められることになる（＆は、ビットごとの論理積を表
す）。従って、判断や処理の分岐を行うことなく、差分
データdiffを求めることができる。即ち、ビット数が増
加しない差分データを、高速に求めることができる。

【００５３】ここで、８ビットの画素を対象に、単純な
差分をとった結果と、図５の差分計算処理によって差分
データを求めた結果とを、図６に示す。

【００５４】図６では、４×４画素のブロックが構成さ
れており、図６（Ａ）は、処理対象画素のブロックを、
図６（Ｂ）は、参照画素のブロックを、それぞれ示して
いる。そして、図６（Ｃ）は、図６（Ａ）の処理対象画
素から、図６（Ｂ）の参照画素を減算した、単純な差分
を表しており、図６（Ｄ）は、図５の差分計算処理によ
って求めた差分データを示している。図６（Ｃ）では、
負の値の画素が生じており、その表現には、処理対象画
素のビット数より１ビット多い９ビットが必要となる。
これに対して、図６（Ｄ）に示した差分データには、負
の値が生じておらず、処理対象画素と同一ビット数であ
る８ビットで表すことができる。

【００５５】なお、図４および図５の実施の形態では、
処理対象画素に対して、ビット最大値を加算した後に、
参照画素を減算するようにしたが、処理対象画素から参
照画素を減算した後に、ビット最大値を加算するように
してもよい。

【００５６】次に、図７は、エンコーダ１が図３に示し
たように構成される場合の、図２のデコーダ４の構成例
を示している。

【００５７】符号化データは、ブロック分解部３１に供
給されるようになっており、ブロック分解部３１では、
フレーム単位の符号化データが、ブロック単位に分解さ
れ、復号部３２に供給される。復号部３２では、ブロッ
ク単位の符号化データが復号される。即ち、復号部３２
では、例えば、符号化部１４における場合と逆の逆の処
理が行われることにより復号され、その復号の結果得ら
れる差分データが、差分復元部３３に供給される。

【００５８】差分復元部３３では、メモリ３４に記憶さ
れている、既に復元された画素が読み出される。即ち、
差分復元部３３では、復号部３２からの差分データを求
めるときに参照画素として用いられた画素が読み出され
る。そして、差分復元部３３では、その参照画素と、復
号部３２からの差分データとを加算する処理に相当する
差分復元処理が行われ、これにより、元の画素が復元さ
れる。

【００５９】この復元された画素は、メモリ３４に供給
され、以降の差分データを復元するときに参照画素とし
て用いるのに記憶されるとともに、フレーム化部３５に
供給される。フレーム化部３５では、差分復元部３３か
らの画素が、フレームごとに統合され、これにより復号
画像が構成されて出力される。

【００６０】次に、図８は、図７の差分復元部３３の構
成例を示している。

【００６１】復号部３２から供給される差分データ、お
よびメモリ３４から供給される参照画素は、演算器４１
に供給されるようになっている。演算器４１は、それら
の差分データと参照画素とを加算し、ＡＮＤゲート４２
の一方の入力端子に供給するようになっている。

【００６２】ＡＮＤゲート４２の他方の入力端子には、
ビット最大値−１（従って、Ｎビットで表される数の最
大値（＝２^N−１））が、演算器４１の出力の下位Ｎビ
ットを除くビットをマスクするためのマスク値として供
給されるようになっている。そして、ＡＮＤゲート４２
は、演算器４１の出力と、マスク値とのビットごとの論
理積を演算することにより、演算器４１の出力の下位Ｎ
ビットを抽出し、その下位Ｎビットを、差分データを復
元した復元画素として出力するようになっている。ここ
で、本実施の形態では、上述したように、ビット最大値
は２５６（＝２ ⁸）であるから、ＡＮＤゲート４２に
は、２５５がマスク値として供給されるようになってお
り、その結果、ＡＮＤゲート４２では、演算器４１の出
力の下位８ビットが、復元画素として出力されるように
なっている。

【００６３】次に、図９のフローチャートを参照して、
図８の差分復元部３３において行われる、差分データか
ら元の画素（復元画素）を復元する差分復元処理につい
て説明する。

【００６４】差分復元部３３では、まず最初に、ステッ
プＳ１１において、演算器４１が、差分データと、参照
画素とを加算し、その加算値を、ＡＮＤゲート４２に供
給する。ＡＮＤゲート４２では、演算器４１からの加算
値が、マスク値によってマスクされ（加算値とマスク値
との、ビットごとの論理積が演算され）、これにより、
演算器４１が出力する加算値の下位Ｎビットが抽出され
る。この下位Ｎビットは、差分データを元の画素に復元
した復元画素として出力され、差分復元処理を終了す
る。

【００６５】なお、差分復元処理は、差分復元部３３
に、差分データが供給されるごとに、その差分データを
対象に行われる。

【００６６】以上の差分復元処理によれば、元の画素を
dataと、参照画素をrefと、差分データをdiffと、それ
ぞれ表すとき、式data＝（diff＋ref）＆（２^N−１）に
したがって、Ｎビットの元の画素dataが復元されること
になる。従って、判断や処理の分岐を行うことなく、ビ
ット数が増加していない差分データdiffを、元の画素da
taに、高速に復元することができる。

【００６７】次に、上述したように、図５で説明した差
分計算処理によれば、あるデータａについて、他のデー
タｂとの差分（ａ−ｂ）に相当する、ビット数の増加し
ない差分データｃを高速に求めることができ、さらに、
図９で説明した差分復元処理によれば、その差分データ
ｃを、高速に、元のデータａに復元することができる。
この場合、差分復元処理は、差分（ａ−ｂ）について、
データｂを加算する処理に相当する。従って、いま、ａ
−ｂをｘとおくと、差分復元処理では、データｘとデー
タｂとの加算値に相当するデータａを、ビット数を増加
させずに、高速に求めることができることになり、ま
た、差分計算処理では、その加算値に相当するデータａ
から、元のデータｘを、高速に求めることができること
になる。即ち、差分計算処理と差分復元処理によれば、
２つのデータの加算または減算に相当する処理と、その
処理の結果得られた値を元の値に復元する処理とを、ビ
ット数を増加させずに、高速に行うことができる。

【００６８】そこで、次に、このような高速な加算また
は減算と、その結果得られるデータを元に戻す処理を利
用して行うことが可能な技術を、例えば、埋め込み符号
化／復号を例にして説明する。

【００６９】まず、埋め込み符号化／復号の原理につい
て説明する。

【００７０】一般に、情報と呼ばれるものは、エネルギ
（エントロピー）の偏り（普遍性）を有し、この偏り
が、情報（価値ある情報）として認識される。即ち、例
えば、ある風景を撮影して得られる画像が、そのような
風景の画像であると認識されるのは、画像（画像を構成
する各画素の画素値など）が、その風景に対応したエネ
ルギの偏りを有するからであり、エネルギの偏りがない
画像は、雑音等にすぎず、情報としての利用価値はな
い。

【００７１】従って、価値ある情報に対して、何らかの
操作を施し、その情報が有する本来のエネルギの偏り
を、いわば破壊した場合でも、その破壊されたエネルギ
の偏りを元に戻すことで、何らかの操作が施された情報
も、元の情報に戻すことができる。即ち、情報を符号化
して得られる符号化データは、その情報が有する本来の
エネルギの偏りを利用して、元の情報に復号することが
できる。

【００７２】ここで、情報が有するエネルギ（の偏り）
を表すものとしては、例えば、相関性がある。

【００７３】情報の相関性とは、その情報の構成要素
（例えば、画像であれば、その画像を構成する画素やラ
インなど）どうしの相関（例えば、自己相関や、ある構
成要素と他の構成要素との距離など）を意味する。

【００７４】即ち、例えば、いま、図１０に示すような
Ｈライン（水平走査線）でなる画像があった場合に、そ
の上から１行目のライン（第１ライン）と、他のライン
との相関は、一般に、図１１（Ａ）に示すように、第１
ラインとの距離が近いライン（図１０における画面の上
の行のライン）ほど大きくなり、第１ラインとの距離が
遠いライン（図１０における画面の下の行のライン）ほ
ど小さくなる（第１ラインから近いほど相関が大きくな
り、遠いほど相関が小さくなるという相関の偏りがあ
る）。

【００７５】そこで、いま、図１０の画像において、第
１ラインから近い第Ｍラインと、第１ラインから遠い第
Ｎラインとを入れ替え（１＜Ｍ＜Ｎ≦Ｈ）、その入れ替
え後の画像について、第１ラインと、他のラインとの相
関を計算すると、それは、例えば、図１１（Ｂ）に示す
ようになる。

【００７６】即ち、入れ替え後の画像では、第１ライン
から近い第Ｍライン（入れ替え前の第Ｎライン）との相
関が小さくなり、第１ラインから遠い第Ｎライン（入れ
替え前の第Ｍライン）との相関が大きくなる。

【００７７】従って、図１１（Ｂ）では、第１ラインか
ら近いほど相関が大きくなり、遠いほど相関が小さくな
るという相関の偏りが破壊されている。しかしながら、
画像については、一般に、第１ラインから近いほど相関
が大きくなり、遠いほど相関が小さくなるという相関の
偏りを利用することにより、破壊された相関の偏りを、
元に戻すことができる。即ち、図１１（Ｂ）において、
第１ラインから近い第Ｍラインとの相関が小さく、第１
ラインから遠い第Ｎラインとの相関が大きいのは、画像
が有する本来の相関の偏りからすれば、明らかに不自然
であり（おかしく）、第Ｍラインと第Ｎラインとは入れ
替えるべきである。そして、図１１（Ｂ）における第Ｍ
ラインと第Ｎラインとを入れ替えることで、図１１
（Ａ）に示すような相関、即ち、元の画像を復号するこ
とができる。

【００７８】ここで、図１０および図１１で説明した場
合においては、埋め込み符号化では、ラインの入れ替え
が、画像の符号化を行うこととなり、その符号化に際
し、例えば、何ライン目を移動するかや、どのラインど
うしを入れ替えるかなどが、埋め込むべき情報（以下、
付加情報という）にしたがって決定されることになる。
一方、埋め込み復号では、符号化後の画像、即ち、ライ
ンの入れ替えられた画像を、その相関を利用して、ライ
ンを元の位置に入れ替えることにより、元の画像に戻す
ことが、画像を復号することとなり、その復号に際し、
例えば、何ライン目を移動したかや、どのラインどうし
を入れ替えたかなどを検出することが、画像に埋め込ま
れた付加情報を復号することになる。

【００７９】次に、図１２は、以上のようにして画像に
付加情報を埋め込む埋め込み符号化を行う埋め込み符号
化器として機能する図２のエンコーダ１のハードウェア
構成例を示している。

【００８０】埋め込み符号化すべき画像は、フレームメ
モリ５１に供給されるようになされており、フレームメ
モリ５１は、その画像を、例えば、フレーム単位で一時
記憶するようになされている。

【００８１】ＣＰＵ（Central Processing Unit）５２
は、プログラムメモリ５３に記憶されたプログラムを実
行することで、埋め込み符号化処理を行うようになされ
ている。即ち、ＣＰＵ３２は、付加情報データベース５
５から供給される付加情報を、例えば、１ビット単位で
受信し、その１ビットごとの付加情報を、フレームメモ
リ５１に記憶された画像に埋め込むようになされてい
る。具体的には、ＣＰＵ５２は、フレームメモリ５１に
記憶された画像を構成する一部の画素を選択し、その選
択した画素に対して、付加情報に対応した処理であっ
て、画像の相関性を利用して元に戻すことができるもの
を施すことにより、画素に、付加情報を埋め込むように
なされている。

【００８２】プログラムメモリ５３は、例えば、ＲＯＭ
（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memor
y）などで構成され、ＣＰＵ５２に、埋め込み符号化処
理を行わせるためのコンピュータプログラムを記憶して
いる。

【００８３】出力Ｉ／Ｆ（Interface）５４は、フレー
ムメモリ５１から、付加情報の埋め込まれた画像を読み
出し、符号化データとして出力するようになされてい
る。付加情報データベース５５は、画像に埋め込む付加
情報を記憶している。

【００８４】なお、フレームメモリ５１は、複数のフレ
ームを記憶することのできるように、複数バンクで構成
されており、バンク切り替えを行うことで、フレームメ
モリ５１では、そこに供給される画像の記憶、ＣＰＵ５
２による埋め込み符号化処理の対象となっている画像の
記憶、および埋め込み符号化処理後の画像（符号化デー
タ）の出力を、同時に行うことができるようになされて
いる。これにより、埋め込み符号化対象の画像が、動画
であっても、符号化データのリアルタイム出力を行うこ
とができるようになされている。

【００８５】次に、図１３は、図１２のＣＰＵ５２がプ
ログラムメモリ５３に記憶されたプログラムを実行する
ことにより実現される図１２の埋め込み符号化器として
のエンコーダ１の機能的構成例を示している。

【００８６】画素選択部６１は、フレームメモリ５１に
記憶された画像を構成する画素を順次読み出し、そのう
ちの一部を、埋め込み符号化の対象とする処理対象画素
として選択し、埋め込み部６２に供給するようになって
いる。また、画素選択部６１は、フレームメモリ５１か
ら読み出した画素のうち、処理対象画素として選択しな
かったものを、記憶部６４に供給し、対応するアドレス
に記憶させるようになっている。

【００８７】埋め込み部６２には、上述したように、画
素選択部６１から処理対象画素が供給される他、付加情
報変換部６３から、付加情報を変換した変換結果とし
て、例えば、０または２^N-1（本実施の形態では、Ｎ＝
８であるから、２^N-1＝２⁷）が供給されるようになって
いる。埋め込み部６２は、図８に示した差分復元部３３
を構成する演算器４１またはＡＮＤゲート４２とそれぞ
れ同様に構成される演算器７１またはＡＮＤゲート７２
で構成されており、従って、画素選択部６１からの処理
対象画素に対して、付加情報変換部６３からの付加情報
の変換結果を加算した加算値に相当する値を、図８の差
分復元部３３における場合と同様にして高速に演算し、
その演算結果を、処理対象画素に、付加情報を埋め込ん
だ埋め込み結果として出力するようになっている。この
埋め込み結果は、記憶部６４に供給され、対応するアド
レスに記憶されるようになっている。

【００８８】付加情報変換部６３には、付加情報データ
ベース５５から、付加情報が、例えば、１ビット単位で
供給されるようになっており、付加情報変換部６３は、
その１ビットの付加情報を、０または２^N-1に変換し、
埋め込み部６２に供給するようになっている。記憶部６
４は、画素選択部６１からの画素、および埋め込み部６
２からの付加情報が埋め込まれた画素を一時記憶し、例
えば、１フレーム分の画素を記憶すると、その１フレー
ム分の画素を、符号化データとして出力するようになっ
ている。

【００８９】次に、図１４のフローチャートを参照し
て、図１３のエンコーダ１において行われる埋め込み符
号化処理について説明する。

【００９０】フレームメモリ５１には、埋め込み符号化
の対象とする画像が、１フレーム単位で供給されて記憶
される。

【００９１】一方、付加情報変換部６３は、付加情報デ
ータベース５５から、付加情報を１ビットずつ読み出す
ようになっており、付加情報変換部６３が、１ビットの
付加情報を読み出すと、ステップＳ２１において、画素
選択部６１は、その１ビットの付加情報を埋め込む処理
の対象とする画素（処理対象画素）を、フレームメモリ
５１に記憶された画像から選択し、埋め込み部６２に供
給する。なお、ステップＳ２１で処理対象画素として選
択されたなかった画素は、画素選択部６１において、フ
レームメモリ５１から読み出され、記憶部６４に供給さ
れて記憶されるようになっている。

【００９２】ここで、本実施の形態では、例えば、図１
５に示すように、フレームメモリ５１に記憶された画像
から、五の目格子状に、画素が選択されるようになされ
ている。即ち、画素選択部６１では、図１５において、
斜線を付していない画素が、例えば、ラインスキャン順
に、順次、処理対象画素として選択されるようになされ
ている。なお、図１５におけるｐ（ｘ，ｙ）は、左から
ｘ番目の、上からｙ番目の画素（画素値）を表してい
る。

【００９３】その後、付加情報変換部６３は、ステップ
Ｓ２２において、付加情報データベース５５から読み出
した１ビットの付加情報を変換する。即ち、付加情報変
換部６３は、付加情報が０または１のとき、その付加情
報を、それぞれ０または２^{N- 1}に変換する。この付加情
報の変換結果は、埋め込み部６２に供給される。

【００９４】埋め込み部６２では、ステップＳ２３にお
いて、画素選択部６１からの処理対象画素に、付加情報
変換部６３からの付加情報の変換結果としての０または
２^{N- 1}を加算した加算値に相当する値が求められること
で、処理対象画素に、付加情報が埋め込まれる。

【００９５】即ち、埋め込み部６２では、演算器７１に
おいて、画素選択部６１からの処理対象画素に、付加情
報変換部６３からの付加情報の変換結果が加算され、そ
の加算値が、ＡＮＤゲート７２に供給される。ＡＮＤゲ
ート７２では、演算器７１からの加算値の、下位Ｎビッ
ト以外がマスクされ、これにより、処理対象画素に、付
加情報の変換結果としての０または２^N-1を加算した加
算値に相当する値が出力される。

【００９６】ＡＮＤゲート７２の出力としての、付加情
報が埋め込まれた処理対象画素は、ステップＳ２４にお
いて、記憶部６４に供給されて記憶される。そして、ス
テップＳ２１に戻り、以下、同様の処理を繰り返す。

【００９７】以上の埋め込み符号化処理によれば、処理
対象画素に対して、例えば、８ビットが割り当てられて
いる場合には、それに、０または２⁷が加算された加算
値に相当する値が、付加情報の埋め込み結果として出力
されることになる。

【００９８】なお、埋め込み符号化処理は、画素が、例
えば、ＹＵＶなどで表現されている場合には、輝度成分
Ｙ、または色成分Ｕ，Ｖのいずれに対して行っても良
い。また、埋め込み符号化処理は、画素が、例えば、Ｒ
ＧＢで表現されている場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれに
対して行っても良い。

【００９９】さらに、フレームメモリ５１に記憶され
た、ある１フレームの画像について埋め込み符号化処理
が行われた後は、記憶部６４からは、その埋め込み符号
化処理が行われた１フレームの画像（付加情報が埋め込
まれた画像）が、符号化データとして読み出され、フレ
ームメモリ５１に記憶された、次の１フレームの画像を
対象に、埋め込み符号化処理が続行される。

【０１００】以上のように、フレームメモリ５１に記憶
された画像を構成する一部の画素を選択し、その選択し
た画素に対して、付加情報に対応した値を加算すること
で、画素に、付加情報を埋め込むことにより、画像の画
質の劣化を極力なくし、かつデータ量を増加せずに、画
像に付加情報を埋め込むことが可能となる。

【０１０１】即ち、付加情報が埋め込まれた画素は、画
像の相関性、即ち、ここでは、後述するような、付加情
報が埋め込まれなかった画素との間の相関を利用するこ
とにより、オーバヘッドなしで、元の画素と付加情報に
復号（戻す）ことが可能である。従って、その結果得ら
れる復号画像（再生画像）には、基本的に、付加情報を
埋め込むことによる画質の劣化は生じない。

【０１０２】次に、図１６は、図１２の埋め込み符号化
器としてのエンコーダ１が出力する符号化データを、画
像の相関性を利用して元の画像と付加情報に復号する埋
め込み復号器として機能する図２のデコーダの構成例を
示している。

【０１０３】符号化データ、即ち、付加情報が埋め込ま
れた画像（以下、適宜、埋め込み画像という）は、フレ
ームメモリ８１に供給されるようになされており、フレ
ームメモリ８１は、埋め込み画像を、例えば、フレーム
単位で一時記憶するようになされている。なお、フレー
ムメモリ８１も、図１２のフレームメモリ５１と同様に
構成され、バンク切り替えを行うことにより、埋め込み
画像が、動画であっても、そのリアルタイム処理が可能
となっている。

【０１０４】出力Ｉ／Ｆ８２は、フレームメモリ８１か
ら、ＣＰＵ８３による埋め込み復号処理の結果得られる
画像（復号画像）を読み出して出力するようになされて
いる。

【０１０５】ＣＰＵ８３は、プログラムメモリ８４に記
憶されたプログラムを実行することで、埋め込み復号処
理を行うようになされている。即ち、ＣＰＵ８３は、フ
レームメモリ８１に記憶された埋め込み画像を、画像の
相関性を利用して元の画像と付加情報に復号するように
なされている。具体的には、ＣＰＵ８３は、埋め込み画
像を構成する一部の画素を、処理対象画素として選択
し、図１７に示すように、その処理対象画素に対して、
図１２のＣＰＵ５２が施した処理と逆の処理を施すこと
で、その画素値を変更する。さらに、図１７に示すよう
に、ＣＰＵ８３は、画素値の変更前の処理対象画素Ｐ₁
と、その周辺画素（図１７の実施の形態では、左右に隣
接する画素）との相関値Ｒ₁（第１の相関）を演算する
とともに、画素値の変更された処理対象画素Ｐ₂と、そ
の画素の周辺画素との相関値Ｒ₂（第２の相関）を演算
し、その相関値Ｒ₁とＲ₂とを比較する。そして、ＣＰＵ
８３は、その比較結果に基づいて、画素値の変更前また
は変更後の処理対象画素のうちのいずれか一方を、復号
結果とするとともに、その処理対象画素に埋め込まれた
付加情報（ここでは、１ビットの１または０のうちのい
ずれか一方）を復号する。

【０１０６】プログラムメモリ８３は、例えば、図１２
のプログラムメモリ５３と同様に構成され、ＣＰＵ５３
に、埋め込み復号化処理を行わせるためのコンピュータ
プログラムを記憶している。

【０１０７】次に、図１８は、図１６のＣＰＵ８３がプ
ログラムメモリ８４に記憶されたプログラムを実行する
ことにより実現される埋め込み復号処理を行う図２のデ
コーダ２の機能的構成例を示している。

【０１０８】フレームメモリ８１に記憶された符号化デ
ータは、前処理部９１および相関算出部９２に供給され
るようになっている。

【０１０９】前処理部９１は、図４に示した差分計算部
１３を構成する演算器２１，２２、またはＡＮＤゲート
２３とそれぞれ同様に構成される演算器１０１，１０
２、またはＡＮＤゲート１０３で構成されている。ま
た、演算器１０２には、参照画素ではなく、２^N-1が供
給されるようになっている。従って、前処理部９１は、
符号化データから、２^N-1を減算した減算値に相当する
値（差分データ）を、図４の差分計算部１３における場
合と同様にして高速に演算し、その演算結果を、相関算
出部９２に供給するようになっている。

【０１１０】相関算出部９２は、そこに供給される符号
化データ（付加情報が埋め込まれた画像を構成する画
素）のうち、エンコーダ１において付加情報が埋め込ま
れた画素を、処理対象画素として選択するようになって
いる。さらに、相関算出部９２は、処理対象画素と、そ
の処理対象画素についての前処理部９１における演算結
果それぞれについて、後述するような相関値を演算し、
データ復元部９３に供給するようになっている。なお、
相関算出部９２では、処理対象画素として選択しなかっ
た画素は、そのまま、データ復元部９３を介して、復号
された画素として出力されるようになっている。

【０１１１】データ復元部９３は、相関算出部９２から
供給される相関値に基づいて、付加情報が埋め込まれた
画素を、元の付加情報と画素に復元して出力するように
なっている。

【０１１２】次に、図１９のフローチャートを参照し
て、埋め込み復号器としての図１８のデコーダ４におい
て行われる埋め込み復号処理について説明する。

【０１１３】フレームメモリ８１では、そこに供給され
る符号化データとしての埋め込み画像が、例えば、１フ
レーム単位で順次記憶される。そして、フレームメモリ
８１に記憶された埋め込み画像を構成する画素が、例え
ば、ラインスキャン順に順次読み出され、前処理部９１
および相関算出部９２に供給される。

【０１１４】相関算出部９２は、フレームメモリ８１か
ら埋め込み画像を構成する画素を受信すると、ステップ
Ｓ３１において、その中から、埋め込み復号を行う処理
の対象とする画素（処理対象画素）を選択する。

【０１１５】ここで、相関算出部９２では、図１５に示
したように、図１３の画素選択部６１と同様に、フレー
ムメモリ８１に記憶された埋め込み画像から、五の目格
子状に、画素が選択されるようになされている。即ち、
相関選択部９２では、ステップＳ３１の処理が行われる
ごとに、図１５において、斜線を付していない画素が、
例えば、ラインスキャン順に、順次、処理対象画素とし
て選択されるようになされている。

【０１１６】その後、ステップＳ３２に進み、前処理部
９１は、その後段の相関算出部９２で相関の算出を行う
ための前処理として、そこに供給される埋め込み画像を
構成する画素から、２^N-1を減算した減算値に相当する
値を演算する。

【０１１７】即ち、演算器１０１には、埋め込み画像を
構成する画素と、ビット最大値２^Nが供給されるように
なっており、演算器１０１は、それらを加算して、その
加算値を、演算器１０２に出力する。

【０１１８】演算器１０２では、演算器１０１の出力か
ら、２^N-1が減算され、その減算値が、ＡＮＤゲート１
０３の一方の入力端子に供給される。

【０１１９】ＡＮＤゲート２３の他方の入力端子には、
ビット最大値−１（＝２^N-1）が、演算器１０２の出力
の下位Ｎビットを除くビットをマスクするためのマスク
値として供給されるようになっている。そして、ＡＮＤ
ゲート２３では、演算器１０２の出力と、マスク値との
ビットごとの論理積が演算されることにより、演算器１
０２の出力の下位Ｎビットが抽出され、埋め込み画像を
構成する画素から、２ ^N-1を減算した減算値に相当する
値として、相関算出部９２に供給される。

【０１２０】従って、上述したように、画素に対して、
８ビットが割り当てられている場合においては、ステッ
プＳ３２では、埋め込み画像を構成する画素から、２⁷
を減算した減算値に相当する値が求められる。

【０１２１】なお、この減算（に相当する演算）は、画
素値が、例えば、ＹＵＶなどで表現されている場合に
は、輝度成分Ｙ、または色成分Ｕ，Ｖのいずれに対して
行っても良い。また、減算は、画素値が、例えば、ＲＧ
Ｂで表現されている場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれに対
して行っても良い。但し、ステップＳ３２における減算
は、図１４のステップＳ２３における加算が行われたも
のと同一のものに対して行う必要がある。即ち、画素値
が、例えば、ＹＵＶなどで表現されており、図１４のス
テップＳ２３における付加情報の埋め込みが、ＹＵＶの
うちの、例えば、Ｙ成分に対してのみ行われた場合に
は、ステップＳ３２における減算は、やはり、Ｙ成分に
対してのみ行う必要がある。

【０１２２】ステップＳ３２の処理後は、ステップＳ３
３に進み、相関演算部９２において、処理対象画素（ス
テップＳ３１で選択された画素）（以下、適宜、第１の
画素という）Ｐ₁と、その画素から２⁷を減算した減算値
に相当する値（ステップＳ３２において前処理部９１に
よって求められた値）（以下、適宜、第２の画素とい
う）Ｐ₂のそれぞれについて、処理対象画素の周辺画素
としての、例えば、その左右に隣接する画素との間の相
関値が演算される。

【０１２３】即ち、ステップＳ３３では、例えば、処理
対象画素そのものである第１の画素Ｐ₁と、その左右の
画素それぞれの画素との差分の絶対値が演算され、その
２つの絶対値の加算値が、第１の画素Ｐ₁についての相
関値Ｒ₁として求められる。さらに、ステップＳ３３で
は、処理対象画素から２⁷を減算した減算値に相当する
第２の画素Ｐ₂についても、処理対象画素の左右の画素
それぞれの画素との差分の絶対値どうしの加算値が演算
され、それが、第２の画素Ｐ₂の相関値Ｒ₂として求めら
れる。

【０１２４】なお、ステップＳ３２において、処理対象
画素について得られる第１の画素Ｐ ₁または第２の画素
Ｐ₂それぞれとの間の相関を求めるのに用いる画素は、
処理対象画素の左右に隣接する画素に限定されるもので
はなく、上下に隣接する画素であっても良いし、時間的
に隣接する画素であっても良い。また、必ずしも、空間
的または時間的に隣接する画素である必要もない。但
し、処理対象画素について得られる第１の画素Ｐ₁また
は第２の画素Ｐ₂それぞれとの相関を求めるにあたって
は、図１５において、斜線を付した画素、即ち、付加情
報が埋め込まれていない画素を用いるのが望ましい。こ
れは、付加情報が埋め込まれた画素を用いて相関を求め
ても、元の画像についての相関を得ることができず、従
って、画像の相関性を利用することができないため、付
加情報が埋め込まれた画素から、元の画素および付加情
報を、正確に復号するのが困難となるからである。ま
た、画像の相関性を利用して、付加情報が埋め込まれた
画素を復号する以上、相関値を求めるのに用いる画素
は、付加情報が埋め込まれた画素との空間的または時間
的距離が近いものであるのが望ましい。

【０１２５】第１の画素Ｐ₁についての相関値Ｒ₁、およ
び第２の画素Ｐ₂についての相関値Ｒ₂が算出されると、
それらの相関値Ｒ₁およびＲ₂は、データ復元部９３に供
給される。そして、データ復元部９３では、ステップＳ
３４において、相関算出部９２からの相関値Ｒ₁とＲ₂と
が比較される。

【０１２６】ステップＳ３４において、相関値Ｒ₁が、
相関値Ｒ₂より大きい（以上である）と判定された場
合、ステップＳ３５に進み、データ復元部９３におい
て、付加情報の復号結果として、０が出力される。さら
に、ステップＳ３５では、処理対象画素の復号結果とし
て、第１の画素Ｐ₁が出力され、ステップＳ３１に戻
る。

【０１２７】即ち、第１の画素Ｐ₁についての相関値Ｒ₁
の方が、第２の画素Ｐ₂についての相関値Ｒ₂より大きい
ということは、処理対象画素の復号結果としては、画素
Ｐ₂よりも、画素Ｐ₁の方が確からしいこととなるので、
処理対象画素の復号結果は、その確からしい画素Ｐ₁と
される。さらに、画素Ｐ₁は、処理対象画素そのもので
あるから、図１４のステップＳ２３で０が加算されたも
のと考えられる。そして、図１４の埋め込み符号化処理
では、付加情報が０の場合には、０を加算することとし
ているから、第１の画素Ｐ₁についての相関値Ｒ₁の方が
大きく、画素Ｐ ₁が、処理対象画素として確からしい場
合には、そこに埋め込まれた付加情報は０ということに
なる。

【０１２８】一方、ステップＳ３４において、相関値Ｒ
₂が、相関値Ｒ₁より大きい（以上である）と判定された
場合、ステップＳ３６に進み、データ復元部９３におい
て、付加情報の復号結果として、１が出力される。さら
に、ステップＳ３６では、処理対象画素の復号結果とし
て、第２の画素Ｐ₂が出力され、ステップＳ３１に戻
る。

【０１２９】即ち、第２の画素Ｐ₂についての相関値Ｒ₂
の方が、第１の画素Ｐ₁についての相関値Ｒ₁より大きい
ということは、処理対象画素の復号結果としては、画素
Ｐ₁よりも、画素Ｐ₂の方が確からしいこととなるので、
処理対象画素の復号結果は、その確からしい画素Ｐ₂と
される。さらに、画素Ｐ₂は、ステップＳ３２で、画素
Ｐ₁から２⁷が減算されたものであるから、図１４のステ
ップＳ２３で、元の画素に２⁷が加算されたものである
と考えられる。そして、図１４の埋め込み符号化処理で
は、付加情報が１の場合には、２⁷を加算することとし
ているから、第２の画素Ｐ₂についての相関値Ｒ₂の方が
大きく、画素Ｐ₂が、処理対象画素の復号結果として確
からしい場合には、そこに埋め込まれた付加情報は１と
いうことになる。

【０１３０】ここで、上述のようにして求められる相関
値Ｒ₁とＲ₂との差分が小さい場合には、画素Ｐ₁とＰ₂の
うちのいずれが、処理対象画素の復号結果として確から
しいかは、一概にはいえない。そこで、このような場合
には、処理対象画素の左右に隣接する画素だけでなく、
他の画素をも用いて、画素Ｐ₁，Ｐ₂それぞれについての
相関値を求め、その相関値を比較することで、画素
Ｐ₁，Ｐ₂のうちのいずれが、処理対象画素の復号結果と
して確からしいかを決定することができる。

【０１３１】以上のように、付加情報が埋め込まれた画
像である符号化データを、画像の相関性を利用して、元
の画像と付加情報に復号するようにしたので、その復号
のためのオーバヘッドがなくても、符号化データを、元
の画像と付加情報に復号することができる。従って、そ
の復号画像（再生画像）には、基本的に、付加情報を埋
め込むことによる画質の劣化は生じない。

【０１３２】なお、上述の場合には、処理対象画素と、
他の画素との相関値として、それらの画素の差分の絶対
値を用いるようにしたが、相関値は、これに限定される
ものではない。

【０１３３】また、本実施の形態では、図１５に示した
ように、画像から、五の目格子状に、画素を選択し、そ
の画素に、付加情報を埋め込むようにしたが、付加情報
を埋め込む画素の選択パターンは、これに限定されるも
のではない。但し、付加情報を埋め込んだ画素の復号に
あたっては、上述したように、付加情報が埋め込まれて
いない画素を用いて相関を求めるのが望ましく、また、
画素どうしの相関は、基本的に、それらの間の空間的ま
たは時間的距離が離れるほど小さくなっていく。従っ
て、正確な復号を行う観点からは、付加情報を埋め込む
画素は、空間的または時間的に、いわゆる疎らになるよ
うに選択するのが望ましい。一方、多くの付加情報を埋
め込む観点、即ち、圧縮率の観点からは、付加情報を埋
め込む画素は、ある程度多くする必要がある。従って、
付加情報を埋め込む画素は、復号の正確さと、圧縮率と
をバランスさせて選択するのが望ましい。

【０１３４】さらに、本実施の形態では、処理対象画素
として選択された１画素に、１ビットの付加情報を埋め
込むようにしたが、１画素に、２ビット以上の付加情報
を埋め込むようにすることも可能である。例えば、１画
素に、２ビットの付加情報を埋め込む場合には、その２
ビットの付加情報にしたがって、例えば、０，２^N×１
／２²，２^N×２／２²，２^N×３／２²のうちのいずれか
を、画素に加算するようにすれば良い。即ち、この場
合、例えば、画素に８ビットが割り当てられており、処
理対象画素が１００であるときには、図２０に示すよう
に、処理対象画素に対し、付加情報に対応して、０，６
４，１２８，１９２のうちのいずれかを加算した値が求
められ、これにより、１００，１６４，２２８，３６の
うちのいずれかとされることになる。なお、処理対象画
素に付加情報を埋め込むために加算する値は、上述のよ
うに、２^Nを等分した値に限定されるものではない。ま
た、上述のように、処理対象画素に対し、０，６４，１
２８，１９２のいずれかを加算して付加情報を埋め込む
場合には、その復号は、付加情報が埋め込まれた画素か
ら０，６４，１２８，１９２をそれぞれ減算し、それら
の減算結果それぞれについて、上述のような相関値を求
め、それらの相関値を比較することで行うことが可能で
ある。

【０１３５】さらに、本実施の形態では、画素に、０ま
たは２⁷のうちのいずれかを加算することで、付加情報
を埋め込むようにしたが、画素に加算する値は、０また
は２ ⁷に限定されるものではない。但し、その２つの加
算結果どうしが、あまり異なったものとならない場合に
は、図１９のステップＳ３３で求められる相関値Ｒ₁と
Ｒ₂も、あまり異なったものとならなくなる。これは、
画素および付加情報の復号結果の精度を劣化させること
となるから、付加情報にしたがって、画素に加算する値
は、その加算結果が、できるだけ異なる値となるものが
望ましい。

【０１３６】さらに、付加情報として用いる情報は、特
に限定されるものではなく、例えば、画像や、音声、テ
キスト、コンピュータプログラム、その他のデータを付
加情報として用いることが可能である。なお、埋め込み
符号化対象の画像データの一部を付加情報とし、残り
を、フレームメモリ５１への供給対象とすれば、その残
りの部分に、付加情報とされた画像の一部分が埋め込ま
れるから、画像の圧縮が実現されることになる。

【０１３７】また、本実施の形態では、ＣＰＵ５２また
は８３に、コンピュータプログラムを実行させること
で、埋め込み符号化処理または埋め込み復号処理をそれ
ぞれ行うようにしたが、これらの処理は、それ専用のハ
ードウェアによって行うことも可能である。

【０１３８】さらに、本実施の形態では、ＣＰＵ５２ま
たは８３に実行させるコンピュータプログラムを、プロ
グラムメモリ５３または８４にそれぞれ記憶させておく
ようにしたが、このコンピュータプログラムは、例え
ば、磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク、光磁気デ
ィスク、相変化ディスクなどの記録媒体や、インターネ
ット、地上波、衛星回線、公衆網、ＣＡＴＶ（Cable Te
levision）網などの伝送媒体を介して提供するようにす
ることが可能である。

【０１３９】次に、上述の場合においては、画像を構成
する画素を所定のパターンで選択し、その画素に、付加
情報に対応する値を加算することで、付加情報の埋め込
みを行うとともに、付加情報が埋め込まれた画素を、相
関値を利用して、元の付加情報と画素に復号するように
したが、埋め込み符号化／復号は、その他、例えば、画
像を構成する画素を、その度数分布に基づいて選択し、
その選択した画素を、付加情報にしたがって変更するこ
とで、付加情報を埋め込むとともに、付加情報が埋め込
まれた画素を、画素の度数分布に基づいて、元の付加情
報と画素に復号することによって行うことも可能であ
る。

【０１４０】そこで、図２１は、そのような埋め込み符
号化を行う埋め込み符号化器の構成例を示している。

【０１４１】埋め込み符号化すべき画像データは、フレ
ームメモリ１３１に供給されるようになされており、フ
レームメモリ１３１は、そこに供給される画像を、例え
ば、フレーム単位で一時記憶するようになされている。

【０１４２】なお、フレームメモリ１３１も、図１２の
フレームメモリ５１と同様に、複数バンクで構成されて
おり、バンク切り替えを行うことで、そこに供給される
画像が、動画であっても、符号化データのリアルタイム
出力を行うことができるようになされている。

【０１４３】付加情報データベース１３２は、画像に埋
め込むべき付加情報を記憶しており、メモリ１３４は、
付加情報データベース１３２から供給される付加情報を
一時記憶して、画素値変更部１４３に供給するようにな
っている。出力バッファ１３５は、画素値変更部１４３
の出力を一時記憶して、符号化データとして出力するよ
うになっている。

【０１４４】度数分布算出部１４１は、フレームメモリ
１３１に記憶された符号化対象の画像の画素値の度数分
布を、例えば、１フレーム単位で求め、変更対象画素値
／変更値決定部１４２に供給するようになされている。
変更対象画素値／変更値決定部１４２は、度数分布算出
部１４１から供給される画素値の度数分布に基づき、フ
レームメモリ１３１に記憶された符号化対象の画像を構
成する画素値の中から、付加情報にしたがって変更する
画素値（以下、適宜、変更対象画素値という）を決定す
るとともに、その変更対象画素値を変更する値（以下、
適宜、変更値という）を決定し、画素値変更部１４３に
供給するようになされている。

【０１４５】画素値変更部１４３は、フレームメモリ１
３１に記憶された符号化対象のフレームを構成する画素
値を、所定の順序としての、例えば、ラインスキャン順
に読み出し、その読み出した画素値が、変更対象画素値
に一致しない場合には、そのまま出力バッファ１３５に
供給して対応するアドレスに記憶させるようになされて
いる。また、画素値変更部１４３は、読み出した画素値
が、変更対象画素値に一致する場合には、メモリ１３４
に記憶された付加情報を読み出し、その付加情報にした
がって、変更対象画素値を変更値に変更するか、または
そのままとし、出力バッファ１３５に供給して、対応す
るアドレスに記憶させるようになされている。

【０１４６】次に、図２２のフローチャートを参照し
て、図２１の埋め込み符号化器において行われる埋め込
み符号化処理について説明する。

【０１４７】フレームメモリ１３１には、そこに供給さ
れる画像データが、１フレーム単位で、順次記憶され
る。また、付加情報データベース１３２からは、そこに
記憶されている付加情報が読み出され、メモリ１３４
に、順次供給されて記憶される。

【０１４８】一方、度数分布算出部１４１では、ステッ
プＳ４１において、フレームメモリ１３１に記憶された
符号化対象の１フレームを構成する画素値が読み出さ
れ、その度数分布が算出される。

【０１４９】ここで、図２３に、実際の画像の画素値の
度数分布を示す。なお、図２３は、それぞれ８ビットが
割り当てられたＲＧＢコンポーネント信号で構成される
１フレームの画像のＲコンポーネントの度数分布を示し
ている。Ｒコンポーネントには、ここでは、上述したよ
うに、８ビットが割り当てられおり、従って、０乃至２
５５の範囲の画素値をとり得るが、図２３では、２５０
以上の画素値となる画素は存在していない。さらに、図
２３から明らかなように、一般に、画像には、各画素値
（ここでは、０乃至２５５それぞれの値）が、同じよう
な数だけ存在するのではなく、多数存在する画素値もあ
れば、まったく存在しない画素値もある。しかしなが
ら、画素値の度数分布の変化は、一般に連続している。

【０１５０】度数分布算出部１４１で求められた画素値
の度数分布は、変更対象画素値／変更値決定部１４２に
供給される。変更対象画素値／変更値決定部１４２は、
画素値の度数分布を受信すると、ステップＳ４２に進
み、その度数分布に基づき、フレームメモリ１３１に記
憶された符号化対象の画像を構成する画素値の中から、
変更対象画素値とするものを決定するとともに、その変
更対象画素値を変更する値である変更値を決定する。即
ち、変更対象画素値／変更値決定部１４２は、例えば、
度数分布から、最も度数の高い画素値を検出し、それ
を、変更対象画素値として決定する。さらに、変更対象
画素値／変更値決定部１４２は、度数分布から、度数が
０になっている画素値を検出し、それを、変更値として
決定する（度数が０になっている画素値が複数ある場合
には、例えば、そのうちの１つを選択して、変更値とし
て決定する）。

【０１５１】ここで、本実施の形態では、変更対象画素
値に、付加情報が埋め込まれる。そこで、埋め込むこと
のできる付加情報のデータ量を多くするために、最も度
数の高い画素値を、変更対象画素値とするようにしてい
る。従って、変更対象画素値とする画素値は、度数の最
も高いものに限定されるものではない。

【０１５２】変更対象画素値／変更値決定部１４２にお
いて、変更対象画素値および変更値が決定されると、そ
の変更対象画素値および変更値は、画素値変更部１４３
に供給される。

【０１５３】画素値変更部１４３は、変更対象画素値お
よび変更値を受信すると、ステップＳ４３において、フ
レームメモリ１３１に記憶された符号化対象のフレーム
を構成する最も左上の画素値を読み出し、ステップＳ４
４に進む。ステップＳ４４では、画素値変更部１４３に
おいて、ステップＳ４３で読み出された画素値が変更対
象画素値である（に一致する）かどうかが判定され、変
更対象画素値でないと判定された場合、ステップＳ４５
乃至Ｓ４７をスキップして、ステップＳ４８に進み、そ
の画素値が、そのまま出力バッファ１３５に供給され
て、対応するアドレスに書き込まれる。

【０１５４】また、ステップＳ４４において、ステップ
Ｓ４３で読み出された画素値が変更対象画素値であると
判定された場合、ステップＳ４５に進み、画素値変更部
１４３は、メモリ１３４から付加情報を読み出し、ステ
ップＳ４６に進む。ここで、ステップＳ４５では、付加
情報が、例えば、１ビット単位で読み出されるものとす
る。

【０１５５】ステップＳ４６では、画素値変更部１３４
において、ステップＳ４５で読み出された１ビットの付
加情報が０または１のうちのいずれであるかが判定され
る。ステップＳ４６において、付加情報が、０または１
のうちの、例えば、０であると判定された場合、ステッ
プＳ４７をスキップして、ステップＳ４８に進み、画素
値変更部３４において、変更対象画素値が、そのまま出
力バッファ１３５に供給されて、対応するアドレスに書
き込まれる。即ち、０である付加情報は、変更対象画素
値を変更しないことで、その変更対象画素値を有する画
素に埋め込まれる。

【０１５６】また、ステップＳ４６において、付加情報
が、０または１のうちの、例えば、１であると判定され
た場合、ステップＳ４７に進み、画素値変更部１４３に
おいて、変更対象画素値が変更値に変更され、ステップ
Ｓ４８に進む。ステップＳ４８では、画素値変更部１３
４において、ステップＳ４７で変更された変更値が、出
力バッファ１３５に供給されて、対応するアドレスに書
き込まれる。即ち、１である付加情報は、変更対象画素
値を変更値に変更することで、その変更対象画素値を有
していた画素に埋め込まれる。

【０１５７】ステップＳ４８の処理後は、ステップＳ４
９に進み、いま符号化対象とされているフレームの画素
の読み出しがすべて終了したかどうかが判定される。ス
テップＳ４９において、いま符号化対象とされているフ
レームの画素すべての読み出しが、まだ終了していない
と判定された場合、ステップＳ４３に戻り、画素値変更
部１４３において、ラインスキャン順に、次に処理すべ
き画素値が、フレームメモリ１３１から読み出され、以
下、同様の処理が繰り返される。

【０１５８】また、ステップＳ４９において、いま符号
化対象とされているフレームの画素すべての読み出しが
終了したと判定された場合、ステップＳ５０に進み、出
力バッファ１３５に記憶されている、付加情報が埋め込
まれたフレームが、符号化データとして読み出されて出
力される。そして、ステップＳ５１に進み、フレームメ
モリ１３１に、次に処理すべきフレームが記憶されてい
るかどうかが判定され、記憶されていると判定された場
合、ステップＳ４１に戻り、そのフレームを符号化対象
として、同様の処理が繰り返される。

【０１５９】また、ステップＳ５１において、フレーム
メモリ１３１に、次に処理すべきフレームが記憶されて
いないと判定された場合、埋め込み符号化処理を終了す
る。

【０１６０】以上のような埋め込み符号化処理によれ
ば、ある１フレームの画像は、次のような符号化データ
に符号化される。

【０１６１】即ち、例えば、符号化対象のフレームに、
図２４（Ａ）において・で示すように、変更対象画素値
が分布しているとすると、各変更対象画素値のうち、ラ
インスキャン順で、０の付加情報に対応する位置にある
ものは、そのままとされ、１の付加情報に対応する位置
にあるものは、図２４（Ｂ）において×で示すように、
図２４（Ａ）のフレームには存在しない画素値である変
更値に変更される。

【０１６２】以上のように、フレームメモリ１３１に記
憶された画像を構成する画素値のうち、度数の最も高い
画素値である変更対象画素値を、付加情報にしたがっ
て、その画像に存在しない画素値である変更値に変更す
ることにより、付加情報を埋め込む場合には、画像の連
続性（画像を構成する画素値の度数分布の連続性）を利
用して、変更値を、元の変更対象画素値に変更すること
で、元の画像を復号することができるとともに、付加情
報を復号することができる。従って、画像の画質の劣化
を極力なくし、かつデータ量を増加せずに、画像に付加
情報を埋め込むことができる。

【０１６３】即ち、変更値は、画像の連続性、つまり、
ここでは、画像を構成する画素値の度数分布の連続性を
利用することにより、オーバヘッドなしで、元の画素値
（変更対象画素値）に復号する（戻す）こができ、さら
に、変更値と変更対象画素値を検出することで、付加情
報を復号することができる。従って、その結果得られる
復号画像（再生画像）には、基本的に、付加情報を埋め
込むことによる画質の劣化は生じない。

【０１６４】なお、符号化対象のフレームに、存在しな
い画素値がない場合には、変更対象画素値を変更する
と、その変更後の画素値と、符号化対象のフレームに最
初から存在する画素値とを区別することが困難となる。
そこで、図２２の埋め込み符号化処理のステップＳ４１
において、度数分布を算出した後に、その度数分布か
ら、フレームに、存在しない画素値がないことが判明し
た場合には、そのフレームには付加情報を埋め込まず、
次のフレームを、符号化対象として、埋め込み符号化処
理を行うのが望ましい。

【０１６５】次に、図２５は、図２１の埋め込み符号化
器が出力する符号化データとしての付加情報が埋め込ま
れた画像（埋め込み画像）を、画像の連続性を利用して
元の画像と付加情報に復号する埋め込み復号器の構成例
を示している。

【０１６６】符号化データ、即ち、埋め込み画像は、入
力バッファ１５１に供給されるようになっており、入力
バッファ１５１は、埋め込み画像を、例えば、フレーム
単位で一時記憶するようになされている。なお、入力バ
ッファ１５１も、図２１のフレームメモリ１３１と同様
に構成され、バンク切り替えを行うことにより、埋め込
み画像が、動画であっても、そのリアルタイム処理が可
能となっている。

【０１６７】フレームメモリ１５４は、画素値変更部１
６３において復号された画像を、例えば、１フレーム単
位で記憶して出力するようになされている。メモリ１５
５は、画素値変更部１６３で復号された付加情報を一時
記憶して出力するようになされている。

【０１６８】度数分布算出部１６１は、入力バッファ１
５１に記憶された復号対象の埋め込み画像のフレームを
構成する画素値を読み出し、その度数分布を求めて、変
更対象画素値／変更値決定部１６２に供給するようにな
されている。変更対象画素値／変更値決定部１６２は、
度数分布算出部１６１からの画素値の度数分布に基づ
き、埋め込み画像を構成する画素値の中から、埋め込み
符号化器において変更対象画素値または変更値それぞれ
に決定された画素を求め（決定し）、画素値変更部１６
３に供給するようになされている。画素値変更部１６３
は、変更対象画素値／変更値決定部１６２の出力から、
変更対象画素値および変更値を認識し、入力バッファ１
５１に記憶された復号対象の埋め込み画像のフレームの
中の変更対象画素値および変更値を検出することで、そ
の埋め込み画像に埋め込まれた付加情報を復号して、メ
モリ１５５に供給するようになされている。さらに、画
素値変更部１６３は、埋め込み画像の中の変更値を変更
対象画素値に変更することで、その埋め込み画像を、元
の画像に復号し、フレームメモリ１５４に供給するよう
になされている。

【０１６９】次に、図２６のフローチャートを参照し
て、図２５の埋め込み復号器において行われる埋め込み
復号処理について説明する。

【０１７０】入力バッファ１５１では、そこに供給され
る埋め込み画像（符号化データ）が、例えば、１フレー
ム単位で順次記憶される。

【０１７１】一方、度数分布算出部１６１では、ステッ
プＳ６１において、入力バッファ１５１に記憶された復
号対象の埋め込み画像のフレームが読み出され、そのフ
レームを構成する画素値の度数分布が求められる。この
度数分布は、変更対象画素値／変更値決定部１６２に供
給される。

【０１７２】変更対象画素値／変更値決定部１６２は、
度数分布算出部１６１から度数分布を受信すると、ステ
ップＳ６２において、その度数分布に基づいて、図２１
の埋め込み符号化器（変更対象画素値／変更値決定部１
４２）において決定された変更対象画素値および変更値
を求める。

【０１７３】即ち、埋め込み画像に符号化された元の画
像を構成する画素値が、例えば、図２７（Ａ）に示すよ
うな連続した度数分布を有していたとすると、図２１の
埋め込み符号化器では、度数の最も高い画素値Ｐ₁が変
更対象画素値として決定される。なお、図２７では、画
素値のとりうる範囲が、０乃至ＭＡＸとされており、ま
た、元の画像（図２７（Ａ））は、画素値Ｐ_min以下の
画素および画素値Ｐ_max以上の画素が存在しないものと
なっている（０＜Ｐ_min＜Ｐ_max＜ＭＡＸ）。

【０１７４】さらに、この場合、埋め込み符号化器にお
いて、画素値Ｐ_min以下の、元の画像に存在しないある
画素値Ｐ₂が変更値として決定され、埋め込み符号化が
行われたとすると、その結果得られる埋め込み画像の画
素値の度数分布は、例えば、図２７（Ｂ）に示すような
ものとなる。即ち、変更対象画素値Ｐ₁の度数は、それ
に近い画素値（例えば、両隣の画素値）の度数に比較し
て極端に低くなり、変更値Ｐ₂の度数は、逆に、それに
近い画素値の度数に比較して極端に高くなる。

【０１７５】その結果、例えば、画素値の小さいものか
ら、画素値ｎの度数と画素値ｎ＋１の度数との差分（＝
画素値ｎの度数−画素値ｎ＋１の度数）（以下、適宜、
度数差分という）を求めていくと、その度数差分は、変
更対象画素値Ｐ₁の付近（ｎ＝Ｐ₁のときと、ｎ＋１＝Ｐ
₁のとき）において、極端に大きくなった後、極端に小
さくなる（不連続になる）。また、度数差分は、変更値
Ｐ₂の付近（ｎ＝Ｐ₂のときと、ｎ＋１＝Ｐ₂のとき）に
おいて、極端に小さくなった後、極端に大きくなる（不
連続になる）。

【０１７６】従って、埋め込み符号化器において決定さ
れた変更対象画素値および変更値は、度数差分をサーチ
していくことで求めることができ、変更対象画素値／変
更値決定部１６２では、そのようにして、埋め込み画像
の画素値の度数分布に基づき、図２１の埋め込み符号化
器において決定された変更対象画素値および変更値を求
めるようになされている。

【０１７７】図２６に戻り、ステップＳ６２において、
変更対象画素値／変更値決定部１６２は、埋め込み符号
化器において決定された変更対象画素値および変更値を
求めると、それらを、画素値変更部１６３に出力し、ス
テップＳ６３に進む。

【０１７８】ステップＳ６３では、画素値変更部１６３
において、入力バッファ１５１に記憶された復号対象の
埋め込み画像のフレームを構成する最も左上の画素値が
読み出され、ステップＳ６４に進み、その画素値が判定
される。ステップＳ６４において、読み出された画素値
が、変更対象画素値および変更値のいずれでもないと判
定された場合、画素値変更部１６４は、ステップＳ６８
に進み、その画素値を、フレームメモリ１５４に供給
し、対応するアドレスに記憶させる。ここで、変更対象
画素値および変更値のいずれでもない画素には、付加情
報は埋め込まれていないから、その復号は行われない
（することができない）（する必要がない）。

【０１７９】また、ステップＳ６４において、読み出さ
れた画素値が、変更対象画素値であると判定された場
合、ステップＳ６５に進み、画素値変更部１６３は、メ
モリ１５５に、付加情報の復号結果として、０または１
のうちの、変更対象画素値に対応する０を供給して記憶
させる。そして、ステップＳ６８に進み、画素値変更部
１６３は、変更対象画素値を、そのまま、フレームメモ
リ１５４に供給し、対応するアドレスに記憶させる。

【０１８０】さらに、ステップＳ６４において、読み出
された画素値が、変更値であると判定された場合、ステ
ップＳ６６に進み、画素値変更部１６３は、変更値を、
変更対象画素値に変更し、これにより、元の画素値に復
号して、ステップＳ６７に進む。ステップＳ６７では、
画素値変更部１６３において、メモリ１５５に対して、
付加情報の復号結果として、０または１のうちの、変更
値に対応する１が供給されて書き込まれる。そして、ス
テップＳ６８に進み、画素値変更部１６３は、変更対象
画素値（ステップＳ６６において、変更値を変更したも
の）を、フレームメモリ１５４に供給し、対応するアド
レスに記憶させる。

【０１８１】ステップＳ６８の処理後は、ステップＳ６
９に進み、いま復号対象とされている埋め込み画像のフ
レームの画素の読み出しがすべて終了したかどうかが判
定される。ステップＳ６９において、いま復号対象とさ
れている埋め込み画像のフレームの画素すべての読み出
しが、まだ終了していないと判定された場合、ステップ
Ｓ６３に戻り、画素値変更部１６３において、ラインス
キャン順に、次に処理すべき画素値が、入力バッファ１
５１から読み出され、以下、同様の処理が繰り返され
る。

【０１８２】また、ステップＳ６９において、いま復号
対象とされている埋め込み画像の画素すべての読み出し
が終了したと判定された場合、フレームメモリ１５４ま
たはメモリ１５５にそれぞれ記憶された１フレームの復
号画像または付加情報が読み出されて出力される。そし
て、ステップＳ７０に進み、入力バッファ１５１に、次
に処理すべき埋め込み画像のフレームが記憶されている
かどうかが判定され、記憶されていると判定された場
合、ステップＳ６１に戻り、そのフレームを復号対象と
して、同様の処理が繰り返される。

【０１８３】また、ステップＳ７０において、入力バッ
ファ１５１に、次に処理すべき埋め込み画像のフレーム
が記憶されていないと判定された場合、埋め込み復号処
理を終了する。

【０１８４】以上のように、付加情報が埋め込まれた画
像である符号化データを、画像の連続性を利用して、元
の画像と付加情報に復号するようにしたので、その復号
のためのオーバヘッドがなくても、符号化データを、元
の画像と付加情報に復号することができる。従って、そ
の復号画像には、基本的に、付加情報を埋め込むことに
よる画質の劣化は生じない。

【０１８５】なお、本実施の形態では、図２１の埋め込
み符号化処理において、付加情報にしたがい、変更対象
画素値を、そのままとする（変更対象画素値に変更す
る）か、または変更値に変更するようにしたが、符号化
対象の画像に、存在しない画素値が２以上ある場合に
は、例えば、そのうちの２つを第１の変更値と第２の変
更値とし、付加情報にしたがい、変更対象画素値を、第
１の変更値に変更するか、または第２の変更値に変更す
るようにすることが可能である。ここで、変更対象画素
値を、そのままとするか、または変更値に変更する場合
には、符号化対象の画像に、存在しない画素値が１つあ
れば良いが、変更対象画素値を、第１または第２の変更
値に変更する場合には、符号化対象の画像に、存在しな
い画素値が２以上ある必要がある。しかしながら、変更
対象画素値を、第１または第２の変更値に変更する場合
には、埋め込み画像には、変更対象画素値が存在しなく
なるので、埋め込み復号器６において、埋め込み画像の
度数分布から、より精度良く、変更対象画素値を求める
ことが可能となる。

【０１８６】さらに、符号化対象の画像に、存在しない
画素値が複数ある場合には、その複数の画素値をすべて
変更値とし、付加情報にしたがい、変更対象画素値を、
複数の変更値のうちのいずれかに変更するようにするこ
とが可能である。この場合、１画素に、２ビット以上の
付加情報を埋め込むことが可能となる。

【０１８７】また、本実施の形態では、埋め込み符号化
処理において、符号化対象の画像の画素値を、ラインス
キャン順に処理するようにしたが、その処理の順番は、
ラインスキャン順に限定されるものではない。但し、埋
め込み符号化器と埋め込み復号器において、同一の順番
で処理が行われるように設定しておく必要がある。

【０１８８】さらに、本実施の形態では、フレーム単位
で度数分布を求めるようにしたが、度数分布は、その
他、例えば、１フレームを幾つかのブロックに分けて、
そのブロック単位で求めても良いし、複数フレーム単位
で求めても良い。

【０１８９】また、本実施の形態では、図２５の埋め込
み復号器において、図２１の埋め込み符号化器で決定さ
れた変更対象画素値および変更値を求めるようにした
が、変更対象画素値および変更値は、僅かな量のデータ
であり、埋め込み画像に、オーバーヘッドとして含める
ようにしても良い。

【０１９０】さらに、埋め込み符号化の対象とする画像
が、例えば、ＲＧＢコンポーネント信号で構成されるカ
ラー画像などである場合には、ＲＧＢそれぞれについ
て、埋め込み符号化処理を施すことが可能である。

【０１９１】次に、図２１に示した埋め込み符号化器
を、図３に示した符号化部１４に用いることで、画素値
そのものを用いて埋め込み符号化を行う場合に比較し
て、より効果的な埋め込み符号化行うことが可能とな
る。

【０１９２】即ち、例えば、いま、図３の差分計算部１
３において、画像を構成する画素について、その隣接す
る画素（例えば、左隣の画素）との差分に相当する差分
データを演算するものとすると、隣接する画素どうしの
差は、一般に小さいことから、差分データは、特定の値
に集中する。具体的には、図２８（Ａ）は、ある１フレ
ームの画像の画素値の度数分布を示しているが、この画
像について差分データを演算すると、その差分データの
度数分布は、図２８（Ｂ）に示すようになる。また、図
２９（Ａ）は、他の１フレームの画像の画素値の度数分
布を示しているが、この画像について差分データを演算
すると、その差分データの度数分布は、図２９（Ｂ）に
示すようになる。なお、図２８および図２９における画
素値には８ビットが割り当てられている。

【０１９３】いずれにしても、隣接する画素どうしにつ
いては、一般に、その画素値が近いことから、それらの
間の差は、一般に小さくなり、その結果、差分データ
は、０や２５５（＝２⁸−１）付近に集中する。

【０１９４】従って、差分データに付加情報を埋め込む
場合には、変更対象画素値とされる最も度数の高い差分
データの数は、画素値そのものに付加情報を埋め込む場
合に比較して、膨大な個数となり（図２８および図２９
の実施の形態では、差分データの度数分布において最も
高い度数は、画素値の度数分布において最も高い度数の
１０倍近くになっている）、その結果、そのような膨大
な数の差分データに対して、多数の付加情報を埋め込む
ことが可能となる。

【０１９５】ここで、以上のように、図２１に示した埋
め込み符号化器を、図３に示した符号化部１４に用いた
場合には、それにより得られる符号化データ（埋め込み
画像）は、図２５に示した埋め込み復号器を、図７に示
した復号部３２に用いることで、元の画素と付加情報に
復号することができる。

【０１９６】なお、本実施の形態では、図３の符号化部
１４に、ハフマンコーディングやランレングス等による
符号化を行わせるようにしたが、これは、次のような理
由による。即ち、差分データは、図２８（Ｂ）および図
２９（Ｂ）に示したように、０付近および２５５付近に
集中し、その他の値となることは少ない。従って、０付
近および２５５付近の差分データには、少ないビット数
を割り当てるとともに、その他の値の差分データには、
ある程度のビット数を割り当てるようなハフマンコーデ
ィング等を行うことで、その結果得られる符号化データ
全体のデータ量を削減することができる。そして、その
場合でも、符号化データは、元の画像に復号することが
できる。

【０１９７】但し、図３の符号化部１４には、ハフマン
コーディングやランレングス等による符号化以外の、例
えば、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）方
式による符号化等を行わせるようにすることも可能であ
る。ここで、ＡＤＲＣ方式による符号化では、ブロック
の画素（ここでは、差分データ）の最大値ＭＡＸと最小
値ＭＩＮが検出され、ＤＲ＝ＭＡＸ−ＭＩＮが、ブロッ
クの局所的なダイナミックレンジとして求められる。そ
して、ブロックの各画素から、最小値ＭＩＮが減算さ
れ、その減算値が、ＤＲ／２^Kで除算（ＤＲ／２^Kを量子
化ステップ幅として量子化）されることにより、Ｋビッ
トのデータに量子化される。なお、このＫビットのデー
タの復号は、次のようにして行うことができる。即ち、
ＡＤＲＣ方式による復号では、Ｋビットのデータが、Ｄ
Ｒ／２^Kを量子化ステップ幅として逆量子化される。そ
して、その逆量子化結果に、ブロックの最小値ＭＩＮが
加算され、その加算値が、復号結果として出力される。

【０１９８】

【発明の効果】請求項１に記載のデータ処理装置および
請求項５に記載のデータ処理方法によれば、第１のデー
タと、２^Nとが加算され、その加算値から、第２のデー
タが減算される。そして、その減算値の下位Ｎビットが
抽出され、第１のデータと第２のデータとの差分に相当
する差分データとして出力される。従って、ビット数を
増加させることなく、第１のデータと第２のデータとの
差分を表現する差分データを高速に求めることが可能と
なる。

【０１９９】請求項６に記載のデータ処理装置および請
求項１０に記載のデータ処理方法によれば、第１のデー
タと第２のデータとの差分に相当する差分データが、第
２のデータと加算され、その加算値の下位Ｎビットが抽
出されて、第１のデータを復元した復元結果として出力
される。従って、第１のデータと第２のデータとの差分
を表現する差分データから、元の第１のデータを高速に
求めることが可能となる。

【０２００】請求項１１に記載のデータ処理装置および
請求項１２に記載のデータ処理方法によれば、第１のデ
ータと、２^Nとが加算され、その加算値である第１の加
算値から、第２のデータが減算される。さらに、その減
算値の下位Ｎビットが抽出され、第１のデータと第２の
データとの差分に相当する差分データとして出力され
る。そして、差分データが、第２のデータと加算され、
その加算値である第２の加算値の下位Ｎビットが抽出さ
れて、第１のデータを復元した復元結果として出力され
る。従って、ビット数を増加させることなく、第１のデ
ータと第２のデータとの差分を表現する差分データを高
速に求めることが可能となるとともに、そのような差分
データから、元の第１のデータを高速に求めることが可
能となる。

【０２０１】請求項１３に記載の画像処理装置および請
求項１４に記載の画像処理方法によれば、画像を構成す
る一部の画素が選択され、その選択された画素が、情報
に対応する値と加算される。そして、その加算値の下位
Ｎビットが抽出され、選択された画素に対して情報を埋
め込んだ埋め込み結果として出力される。従って、高速
に、情報を画素に埋め込むことが可能となる。

【０２０２】請求項１５に記載の画像処理装置および請
求項１６に記載の画像処理方法によれば、埋め込み画像
を構成する一部の画素が選択され、その選択された画素
が、所定の値と加算されて、その加算値の下位Ｎビット
が抽出される。さらに、選択された画素と、その画素の
周辺画素との第１の相関が演算されるとともに、加算値
の下位Ｎビットと、周辺画素との第２の相関が演算さ
れ、第１および第２の相関に基づいて、選択された画素
が復号されるとともに、その画素に埋め込まれた情報が
復号される。従って、高速に、埋め込み画像を、元の画
像と情報に復号することが可能となる。

【０２０３】請求項１７に記載の画像処理装置および請
求項１８に記載の画像処理方法によれば、画像を構成す
る一部の画素が選択され、その選択された画素が、所定
の情報に対応する値と加算される。さらに、その加算値
である第１の加算値の下位Ｎビットが抽出され、選択さ
れた画素に対して情報を埋め込んだ埋め込み結果として
出力される。また、情報を埋め込んだ画素で構成される
埋め込み画像を構成する画素である埋め込み画素の一部
が選択され、その選択された埋め込み画素が、所定の値
と加算される。さらに、その加算値である第２の加算値
の下位Ｎビットが抽出され、選択された埋め込み画素
と、その埋め込み画素の周辺画素との第１の相関が演算
されるとともに、第２の加算値の下位Ｎビットと、周辺
画素との第２の相関が演算される。そして、第１および
第２の相関に基づいて、選択された埋め込み画素が復号
されるとともに、その埋め込み画素に埋め込まれた情報
が復号される。従って、高速に、情報を画素に埋め込む
ことが可能となるとともに、それにより得られる埋め込
み画像を、高速に、元の画像と情報に復号することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】符号化対象画素について、参照画素との差分を
表現する差分データを、ビット数を増加させることなく
求める方法を説明するための図である。

【図２】本発明を適用した画像伝送システムの一実施の
形態の構成例を示す図である。

【図３】図２のエンコーダ１の構成例を示すブロック図
である。

【図４】図３の差分計算部１３の構成例を示す図であ
る。

【図５】図４の差分計算部１３が行う差分計算処理を説
明するためのフローチャートである。

【図６】画像について求められた差分データを示す図で
ある。

【図７】図２のデコーダ４の構成例を示すブロック図で
ある。

【図８】図７の差分復元部３３の構成例を示す図であ
る。

【図９】図８の差分復元部３３が行う差分復元処理を説
明するためのフローチャートである。

【図１０】符号化対象の画像を示す図である。

【図１１】相関性を利用した符号化／復号を説明するた
めの図である。

【図１２】埋め込み符号化器として機能する図２のエン
コーダ１のハードウェア構成例を示すブロック図であ
る。

【図１３】図１２のエンコーダ１の機能的構成例を示す
ブロック図である。

【図１４】図１３のエンコーダ１による埋め込み符号化
処理を説明するためのフローチャートである。

【図１５】図１４のステップＳ２１の処理を説明するた
めの図である。

【図１６】埋め込み復号器として機能する図２のデコー
ダ４のハードウェア構成例を示すブロック図である。

【図１７】図１６のＣＰＵ８３の処理を説明するための
図である。

【図１８】図１６のデコーダ４の機能的構成例を示すブ
ロック図である。

【図１９】図１８のデコーダ４による埋め込み復号処理
を説明するためのフローチャートである。

【図２０】画素に、２ビットの付加情報を埋め込む場合
を説明するための図である。

【図２１】埋め込み符号化器の他の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図２２】図２１の埋め込み符号化器による埋め込み符
号化処理を説明するためのフローチャートである。

【図２３】実際の画像の画素値の度数分布を示す図であ
る。

【図２４】図２２のフローチャートに示した埋め込み符
号化処理の結果を説明するための図である。

【図２５】図２１の埋め込み符号化器の出力の埋め込み
復号を行う埋め込み復号器の構成例を示すブロック図で
ある。

【図２６】図２５の埋め込み復号器による埋め込み復号
処理を説明するためのフローチャートである。

【図２７】図２６のステップＳ６２の処理を説明するた
めの図である。

【図２８】差分データの度数分布を示す図である。

【図２９】差分データの度数分布を示す図である。

【符号の説明】

１ エンコーダ， ２ 記録媒体， ３ 伝送媒体，
４ デコーダ， １１ブロック化部， １２ メモリ，
１３ 差分計算部， １４ 符号化部，１５ フレー
ム化部， ２１，２２ 演算器， ２３ ＡＮＤゲー
ト， ３１ブロック分解部， ３２ 復号部， ３３
差分復元部， ３４ メモリ， ３５ フレーム化部，
４１ 演算器， ４２ ＡＮＤゲート， ５１ フレ
ームメモリ， ５２ ＣＰＵ， ５３ プログラムメモ
リ， ５４ 出力Ｉ／Ｆ，５５ 付加情報データベー
ス， ６１ 画素選択部， ６２ 埋め込み部， ６３
付加情報変換部， ６４ 記憶部， ７１ 演算器，
７２ ＡＮＤゲート， ８１ フレームメモリ， ８
２ 出力Ｉ／Ｆ， ８３ ＣＰＵ， ８４ プログラム
メモリ， ９１ 前処理部， ９２ 相関算出部， ９
３ データ復元部， １０１，１０２ 演算器， １０
３ ＡＮＤゲート， １３１ フレームメモリ， １３
２ 付加情報データベース， １３４ メモリ， １３
５ 出力バッファ， １４１ 度数分布算出部， １４
２ 変更対象画素値／変更値決定部， １４３ 画素値
変更部， １５１ 入力バッファ， １５４ フレーム
メモリ， １５５ メモリ， １６１ 度数分布算出
部， １６２ 変更対象画素値／変更値決定部， １６
３ 画素値変更部

フロントページの続き (72)発明者 渡邊 義教 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5C059 KK15 KK21 LA02 MA04 MA05 MA28 ME02 ME05 SS26 TA09 TA21 TA57 TB04 TB10 TC02 TC03 TC42 TD05 TD10 UA05 UA33 UA39

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎビットで表されるデータを処理するデ
   ータ処理装置であって、 第１のデータと、２^Nとを加算し、その加算値を求める
   加算手段と、 前記加算値から、第２のデータを減算し、その減算値を
   求める減算手段と、 前記減算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビット
   を、前記第１のデータと第２のデータとの差分に相当す
   る差分データとして出力する抽出手段とを含むことを特
   徴とするデータ処理装置。
2. 【請求項２】 前記第１および第２のデータは、画素値
   であることを特徴とする請求項１に記載のデータ処理装
   置。
3. 【請求項３】 前記第２のデータは、前記第１のデータ
   を予測符号化するときに参照する画素値であることを特
   徴とする請求項２に記載のデータ処理装置。
4. 【請求項４】 前記差分データを符号化する符号化手段
   をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のデータ
   処理装置。
5. 【請求項５】 Ｎビットで表されるデータを処理するデ
   ータ処理方法であって、 第１のデータと、２^Nとを加算し、その加算値を求める
   加算ステップと、 前記加算値から、第２のデータを減算し、その減算値を
   求める減算ステップと、 前記減算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビット
   を、前記第１のデータと第２のデータとの差分に相当す
   る差分データとして出力する抽出ステップとを含むこと
   を特徴とするデータ処理方法。
6. 【請求項６】 Ｎビットで表されるデータを処理するデ
   ータ処理装置であって、 第１のデータと第２のデータとの差分に相当する差分デ
   ータを、前記第２のデータと加算し、その加算値を求め
   る加算手段と、 前記加算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビット
   を、前記第１のデータを復元した復元結果として出力す
   る抽出手段とを含むことを特徴とするデータ処理装置。
7. 【請求項７】 前記第１および第２のデータは、画素値
   であることを特徴とする請求項６に記載のデータ処理装
   置。
8. 【請求項８】 前記第２のデータは、前記第１のデータ
   を予測符号化するときに参照する画素値であることを特
   徴とする請求項７に記載のデータ処理装置。
9. 【請求項９】 符号化された符号化データを受信し、そ
   の符号化データを復号して、前記差分データを出力する
   復号手段をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載
   のデータ処理装置。
10. 【請求項１０】 Ｎビットで表されるデータを処理する
    データ処理方法であって、 第１のデータと第２のデータとの差分に相当する差分デ
    ータを、前記第２のデータと加算し、その加算値を求め
    る加算ステップと、 前記加算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビット
    を、前記第１のデータを復元した復元結果として出力す
    る抽出ステップとを含むことを特徴とするデータ処理方
    法。
11. 【請求項１１】 Ｎビットで表されるデータを処理する
    データ処理装置であって、 第１のデータと、２^Nとを加算し、その加算値である第
    １の加算値を求める第１の加算手段と、 前記第１の加算値から、第２のデータを減算し、その減
    算値を求める減算手段と、 前記減算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビット
    を、前記第１のデータと第２のデータとの差分に相当す
    る差分データとして出力する第１の抽出手段と、 前記差分データを、前記第２のデータと加算し、その加
    算値である第２の加算値を求める第２の加算手段と、 前記第２の加算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎ
    ビットを、前記第１のデータを復元した復元結果として
    出力する第２の抽出手段とを含むことを特徴とするデー
    タ処理装置。
12. 【請求項１２】 Ｎビットで表されるデータを処理する
    データ処理方法であって、 第１のデータと、２^Nとを加算し、その加算値である第
    １の加算値を求める第１の加算ステップと、 前記第１の加算値から、第２のデータを減算し、その減
    算値を求める減算ステップと、 前記減算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビット
    を、前記第１のデータと第２のデータとの差分に相当す
    る差分データとして出力する第１の抽出ステップと、 前記差分データを、前記第２のデータと加算し、その加
    算値である第２の加算値を求める第２の加算ステップ
    と、 前記第２の加算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎ
    ビットを、前記第１のデータを復元した復元結果として
    出力する第２の抽出ステップとを含むことを特徴とする
    データ処理方法。
13. 【請求項１３】 Ｎビットで表される画素で構成される
    画像に、情報を埋め込む処理を行う画像処理装置であっ
    て、 前記画像を構成する一部の画素を選択する選択手段と、 選択された前記画素を、前記情報に対応する値と加算
    し、その加算値を求める加算手段と、 前記加算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビット
    を、選択された前記画素に対して前記情報を埋め込んだ
    埋め込み結果として出力する抽出手段とを含むことを特
    徴とする画像処理装置。
14. 【請求項１４】 Ｎビットで表される画素で構成される
    画像に、情報を埋め込む処理を行う画像処理方法であっ
    て、 前記画像を構成する一部の画素を選択する選択ステップ
    と、 選択された前記画素を、前記情報に対応する値と加算
    し、その加算値を求める加算ステップと、 前記加算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎビット
    を、選択された前記画素に対して前記情報を埋め込んだ
    埋め込み結果として出力する抽出ステップとを含むこと
    を特徴とする画像処理方法。
15. 【請求項１５】 Ｎビットで表される画素で構成される
    画像に情報が埋め込まれた、Ｎビットで表される画素で
    構成される埋め込み画像を、元の画像と情報に復号する
    処理を行う画像処理装置であって、 前記埋め込み画像を構成する一部の画素を選択する選択
    手段と、 選択された前記画素を、所定の値と加算し、その加算値
    を求める加算手段と、 前記加算値の下位Ｎビットを抽出する抽出手段と、 選択された前記画素と、その画素の周辺画素との第１の
    相関を演算するとともに、前記加算値の下位Ｎビット
    と、前記周辺画素との第２の相関を演算する相関演算手
    段と、 前記第１および第２の相関に基づいて、選択された前記
    画素を復号するとともに、その画素に埋め込まれた前記
    情報を復号する復号手段とを含むことを特徴とする画像
    処理装置。
16. 【請求項１６】 Ｎビットで表される画素で構成される
    画像に情報が埋め込まれた、Ｎビットで表される画素で
    構成される埋め込み画像を、元の画像と情報に復号する
    処理を行う画像処理方法であって、 前記埋め込み画像を構成する一部の画素を選択する選択
    ステップと、 選択された前記画素を、所定の値と加算し、その加算値
    を求める加算ステップと、 前記加算値の下位Ｎビットを抽出する抽出ステップと、 選択された前記画素と、その画素の周辺画素との第１の
    相関を演算するとともに、前記加算値の下位Ｎビット
    と、前記周辺画素との第２の相関を演算する相関演算ス
    テップと、 前記第１および第２の相関に基づいて、選択された前記
    画素を復号するとともに、その画素に埋め込まれた前記
    情報を復号する復号ステップとを含むことを特徴とする
    画像処理方法。
17. 【請求項１７】 Ｎビットで表される画素で構成される
    画像を処理する画像処理装置であって、 前記画像を構成する一部の画素を選択する第１の選択手
    段と、 前記第１の選択手段で選択された前記画素を、所定の情
    報に対応する値と加算し、その加算値である第１の加算
    値を求める第１の加算手段と、 前記第１の加算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎ
    ビットを、前記第１の選択手段で選択された前記画素に
    対して前記情報を埋め込んだ埋め込み結果として出力す
    る第１の抽出手段と、 前記情報を埋め込んだ画素で構成される埋め込み画像を
    構成する画素である埋め込み画素の一部を選択する第２
    の選択手段と、 前記第２の選択手段で選択された前記埋め込み画素を、
    所定の値と加算し、その加算値である第２の加算値を求
    める第２の加算手段と、 前記第２の加算値の下位Ｎビットを抽出する第２の抽出
    手段と、 前記第２の選択手段で選択された前記埋め込み画素と、
    その埋め込み画素の周辺画素との第１の相関を演算する
    とともに、前記第２の加算値の下位Ｎビットと、前記周
    辺画素との第２の相関を演算する相関演算手段と、 前記第１および第２の相関に基づいて、前記第２の選択
    手段で選択された前記埋め込み画素を復号するととも
    に、その埋め込み画素に埋め込まれた前記情報を復号す
    る復号手段とを含むことを特徴とする画像処理装置。
18. 【請求項１８】 Ｎビットで表される画素で構成される
    画像を処理する画像処理方法であって、 前記画像を構成する一部の画素を選択する第１の選択ス
    テップと、 前記第１の選択ステップで選択された前記画素を、所定
    の情報に対応する値と加算し、その加算値である第１の
    加算値を求める第１の加算ステップと、 前記第１の加算値の下位Ｎビットを抽出し、その下位Ｎ
    ビットを、前記第１の選択ステップで選択された前記画
    素に対して前記情報を埋め込んだ埋め込み結果として出
    力する第１の抽出ステップと、 前記情報を埋め込んだ画素で構成される埋め込み画像を
    構成する画素である埋め込み画素の一部を選択する第２
    の選択ステップと、 前記第２の選択ステップで選択された前記埋め込み画素
    を、所定の値と加算し、その加算値である第２の加算値
    を求める第２の加算ステップと、 前記第２の加算値の下位Ｎビットを抽出する第２の抽出
    ステップと、 前記第２の選択ステップで選択された前記埋め込み画素
    と、その埋め込み画素の周辺画素との第１の相関を演算
    するとともに、前記第２の加算値の下位Ｎビットと、前
    記周辺画素との第２の相関を演算する相関演算ステップ
    と、 前記第１および第２の相関に基づいて、前記第２の選択
    ステップで選択された前記埋め込み画素を復号するとと
    もに、その埋め込み画素に埋め込まれた前記情報を復号
    する復号ステップとを含むことを特徴とする画像処理方
    法。