CN1226041A - 数据处理装置与方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是要在图象或音频数据中有效地嵌入数字水印信息。提供了一种数据处理装置,该装置包括用于输入数字数据的输入装置,用于变换数字数据的数据格式的变换装置,用于对压缩数字数据的压缩装置,用于在数字数据中嵌入数字水印信息的嵌入装置,其中该装置包括多个图象处理模式,使用所述变换装置和所述压缩装置以第一模式压缩数字数据,以及使用所述变换装置和所述嵌入装置以第二模式在数字数据中嵌入数字水印信息。

Description

数据处理装置与方法及存储介质

本发明涉及在图象数据或音频数据中嵌入或嵌入水印信息的数据处理装置和方法，以及存储该方法的存储介质。

随着近来计算机和网络的显著发展，各种类型的信息，例如字符数据、图象数据、及音频数据已经在网络中处理。对于图象数据和音频数据，常常要处理相对大量的数据。

因而通常，图象数据和音频数据被压缩以降低数据量。例如，图象数据被压缩以便通过网络传输大量的图象信息。

作为以上图象压缩技术，已知在ITU-T建议T.81中的多值静止图象压缩方案(一般称为JPEG),ITU-T建议T.82中的二值静止图象压缩方案(一般称为JBIG)等。

上述两个方案中，JPEG方案适用于诸如照片这种自然图象的压缩。JBIG方案则适用于诸如单色字符这种二值图象的压缩。

由于这些图象和音频数据是数字数据，故能够易于产生高分辨率、高质量数据拷贝。

因而，为了保护多媒体数据的版权，版权信息是作为数字水印信息嵌入在图象和音频数据中的。

可以通过从多媒体数据抽取以上数字水印信息获得版权信息。这允许对非授权拷贝进行追踪。例如，作为在图象和音频数据中嵌入以上数字水印信息的方法，除了由NTT提出的使用离散余弦变换的方案(Nakamura,Ogawa,&Takahashi,“Electronic Watermarking Scheme inFrequency Domain for Protection of Copyright on DigitalImage”,SCIS′97-26A,1997年1月)之外，已知由国防研究院提出的使用离散付立叶变换的方案(Onishi,Oka,&Matsui,“Water-markSignature on Image with PN Sequencc”,SCIS′9726B,1997年1月)，以及由三棱电子公司和九州大学提出的使用离散小波变换的方案(Ishizuka,Sakai,&Sakurai,“Experimental Study on Security and Reliability ofElectronic Watermarking Techniquy Using Wavelet Transform”,SCIS′97-26D,1997年1月)。

通常，对图象和音频数据的压缩处理与数字水印信息嵌入处理是独立进行的。例如，数字水印信息首先在原始数据中嵌入，并然后在完成嵌入处理时进行压缩处理。由于这一原因，用于执行相应处理的装置是独立准备的。具有这两种装置的设备的整个尺寸不可避免要变大。

本发明是为了解决以上问题而作出的，且其首要目的是为了在图象和音频数据中有效地嵌入数字水印信息。

更具体来说，本发明的目的是要在一个设备中有效地配置图象和音频数据压缩处理单元及数字水印信息嵌入单元这两者。

为了达到以上目的，根据本发明的一个优选实施例，提供了一种数据处理装置，该装置包括：用于输入至少包括图象数据和音频数据之一的数字数据的输入装置、用于变换数字数据的数据格式的变换装置、用于对其数据格式已由变换装置变换的数字数据进行压缩的压缩装置、以及用于在其数据格式已由变换装置变换的数字数据中嵌入数字水印信息的嵌入装置，其中该装置包括多个图象处理模式，使用变换装置和压缩装置以第一模式压缩数字数据，并使用变换装置和嵌入装置以第二模式在数字数据中嵌入数字水印信息。

本发明的另一目的，是要通过一种最优方法根据图象数据的类型在图象数据中嵌入数字水印信息。

为了达到以上目的，根据本发明的一优选实施例，在该装置中，压缩装置包括用于对其数据格式已由变换装置和用于对已量化的数据进行熵编码的熵编码装置变换的数字数据量化的量化装置。

本发明的另一目的是要适当设置压缩图象和音频数据以及在数据中嵌入数字水印信息的顺序。

为了达到以上目的，根据本发明的一优选实施例，在该装置中，压缩装置包括用于对其数据格式已由变换装置变换的数字数据进行量化的量化装置，及用于对量化的数据进行熵编码的熵编码装置。

从以下结合附图和所附实施例的详细说明，本发明的以上和其它目的、特点及优点将明显可见。

图1是表示用于本发明第一实施例的装置的框图；

图2是表示用于本发明第二实施例的装置的框图；

图3是用于说明离散小波变换的视图；

图4是表示通过离散小波变换装置获得的子带的图示；

图5是表示用于本发明第三实施例的装置的框图；

图6是表示用于本发明第四实施例的装置的框图；

图7是用于说明块划分装置602的视图；

图8是用于说明鉴别装置607的视图；

图9是用于说明多个实施例组合的框图；

图10是用于本发明第五实施例的框图；

图11是表示其中图10中的块由媒体处理器实现的状态的框图；

图12是表示其中图9中的块由媒体处理器实现的状态的框图；

以下将顺序说明本发明的优选实施例。

[第一实施例]

图1表示用于本发明的第一实施例的图象处理装置的示意装置。

首先将简略说明各组件中的处理流程。参照图1，从输入单元101输入的图象数据x是具有每象素预定位数的多值图象数据。本实施例中，这一数据是由每象素8位(256级灰度)表示的。即，该数据表示单色图象。注意，本发明不限于这一实施例的方法，还包括例如处理由8位R,G,B数据按彩色成分单元组成的彩色多值图象数据的方法。通过输入单元101输入的多值图象数据x受到离散余弦变换装置102中的预定变换处理。

例如，离散余弦变换装置102能够对输入的多值图象数据x进行离散余弦变换，以便把数据分解为多个频率成分。在离散余弦变换中，由输入的多值图象数据x表示的图象首先被分割为不重叠的多个块，并以块为单元计算DCT。在这一实施例中，一个块由8×8象素组成。此外，变换后获得的系数还以各由8×8系数组成的块表示。对应于最低频率成分的每一块的一个系数称为DC成分，而63个其余的系数称为AC成分。

离散余弦变换可以表示为：

xi(u,v)=2/NC(u)C(v)∑u∑vxi(m,n)cos((2m+1)uπ/(2

        N))cos(((2n+1)vπ)/(2N))             …(1)

当p=0时C(p)=1/√2，且当p≠0时C(p)=1。

例如，由于自然图象具有很多低频信号成分，故重要的信号可能被离散余弦变换集中在低频成分上。因而在后继级上，如果进行只影响高频成分并尽可能减少低频成分损失的处理，则图象质量的畸变受到抑制。

在由离散余弦变换装置102进行DCT后获得的变换系数(频率成分)通过切换装置103输入到数字水印嵌入装置104。数字水印嵌入装置104处理通过离散余弦变换获得的各变换系数的值，以便输出其中嵌入了数字水印信息的新的系数。

作为使用离散余弦变换的数字水印信息嵌入方法的一例，可使用以下方法。首先，输入的多值图象数据被划分为方块，且通过对每一块计算离散余弦变换而获得的系数用作为数字水印嵌入装置104的输入数据。然后从每一块选择一个离散余弦变换系数(频率成分)。一个嵌入位只如下嵌入到这一系数中。

作为被嵌入的系数(频率成分)，从排除了DC成分的(最低频率成分)的每一块的成分随机选择对应于相对低频成分的系数。一个嵌入位通过对选择的系数特别的量化而被嵌入。

在这一水印信息(嵌入位)嵌入方法中，所使用的量化级的大小对应于嵌入强度。注意，嵌入强度指示，当数据以某种方式被编辑时，嵌入在数据的水印信息保持不损失的程度。例如，“0”或“1”作为数字水印信息(嵌入位)根据以下规则嵌入每一块的一个系数中。在这一实施例中，在每一块中嵌入1位信息。

首先，量化s_{u_0v_0}产生由以下公式给出的值q

q=<<s_{u_0v_0}/h>>h……(2)其中s_{u_0v_0}是从离散余弦变换装置102输入的系数，h是嵌入强度，而<<x>>是不超过x的最大系数。

如果位=0，则c=q+ht+q/4

如果位=1，则c=q+ht+3q/4……(3)其中t是通过获得最接近s_{u_0v_0}的自然数c之一并嵌入水印信息获得的系数。

这种情形下，为确定被进行嵌入的系数而要输入到随机数产生器的初始值和量化级的值是关键因素。

由数字水印信息嵌入装置104处理的系数输入到图象压缩装置106。图象压缩装置106包括位于下一级并基于各种压缩方案的编码单元，例如使用通过对原始图象数据进行离散余弦变换而获得的变换系数工作的编码单元。例如，这一装置包括用于执行JPEG压缩的量化器和霍夫曼编码器。注意，这一量化器执行的量化不同于由数字水印嵌入装置104所进行的特别量化。

每一输入系数的等级通过图象压缩装置106中的量化器以一个离散值表示。在这一量化过程中，对应于低频成分的被量化的系数值由多位数表示，而对应于高频成分的被量化的系数值使用少位数表示。

按以上方式根据频率成分的频率通过使用适当的位数有选择的量化，能够进行考虑到人视觉的有效压缩。

图象压缩装置106中的霍夫曼编码器是熵编码器之一。这一编码器产生可变长代码。更具体来说，向带有低出现概率的输入值指定长码字，并向带有高出现概率的输入值指定短码字。这能够缩短平均码的字长度。

本实施例中，切换装置103可用来进行切换从而跳过数字水印嵌入装置104，而切换装置105可用来进行切换从而跳过图象压缩装置106。使用这一切换操作，只能够进行图象压缩处理或数字水印信息嵌入处理。

如图1中所示，在这一集成的装置中，与一般需要两个离散余弦变换装置的结构不同，离散余弦变换装置102是对数字水印信息嵌入处理和图象压缩处理共用的。这就允许组件的有效安装。更具体来说，如果这些组件(数字水印嵌入装置104，图象压缩装置106，和离散余弦变换装置102)集成安装在一个图象处理板上而不可分，则能够降低电路的尺寸。虽然这一实施例中数字水印嵌入装置104置于图象压缩装置106之前，但它们的位置可以对换。

[第二实施例]

图2简略示出根据本发明的第二实施例的一图象处理装置。

以下将首先说明各组件中的处理流程。

参见图2，从输入单元201输入的图象数据x是每象素具有预定位数的多值图象数据。输入的多值图象数据x在离散小波变换装置202中受到预定的变换处理。

离散小波变换装置202输出通过把输入的多值图象数据x划分为多频带而获得的变换系数。这一变换处理将在稍后详细说明。通过离散小波变换装置202执行的变换而获得的变换系数输入到数字水印嵌入装置204。

数字水印嵌入装置204处理通过离散小波变换获得的某些变换系数值，以便输出其中嵌入了数字水印信息的系数。这一数字水印信息嵌入处理将在稍后详细说明。

由数字水印嵌入装置204处理过的系数输入到图象处理装置206。这一图象压缩处理将也在稍后详细说明。

本实施例中，切换装置203可用来进行切换，以便跳过数字水印嵌入装置204，而切换装置205可用来进行切换，以便跳过图象压缩装置206。使用这一切换操作，能够只进行图象压缩处理或数字水印信息嵌入处理。

如图2中所示，根据这一实施例，在用于进行数字水印信息嵌入和图象压缩的数据处理装置中，离散小波变换装置202是对这些过程共用的，这与需要两个离散小波变换装置的一般结构不同。这就允许组件的有效安装。

以下将参照图3详细说明每一块的的操作。

首先将详细说明离散小波变换装置202的操作。

离散小波变换装置202对输入的多值图象数据x进行离散小波变换，以便把数据划分为多个频带(以下将称为子带)。

图3是说明离散小波变换是如何被执行的简略的视图。图4是由这一变换处理所产生的子带的图示。

参见图2，输入的多值图象数据x通过在水平和垂直方向的低通滤波器H0及高通滤波器H1，如图3中所示，且每当数据通过滤波器之一时进行采样。结果，数据被分解为多个频带。

图4表示通过按三步变换对应于Wb象素(水平)×Hb象素(垂直)的多值图象数据x所获得的结果。这一实施例中，图4中块的尺寸对应于通过块划分装置所获得的每一块图象的尺寸(Wb×Hb)。

例如，通过对经过低通滤波器H0的多值图象数据x的滤波以及对其进行二次采样所获得的结果r由以下的方程式(4)表示。通过对经过高通滤波器H1的该数据的滤波以及对其进行采样所获得的结果d由以下的方程式(5)表示。

r(n)=<<(x(2n)+x(2n+1))/2>>……(4)

d(n)=x(2n+2)-x(2n+3)+<<(-r(n)+r(n+2)+2)/4>>……(5)其中<<x>>是不超过x的最大整数。

如图3所示，离散小波变换装置202这样顺序地重复水平和垂直方向中的滤波和二次采样，以便把每一输入块图象顺序地划分为多个子带。

图4表示图3中所获得的各子带的名称及其空间位置关系。每一子带包含对应的变换系数(频率成分)。

数字水印嵌入装置204通过处理经过离散小波变换的每一系数来嵌入数字水印信息。这种情形下，数字水印信息必须是人眼不可见的，并有抗图象压缩等的强健性。

作为由数字水印嵌入装置204进行嵌入处理的一例，可使用基于以下方案(Matsui,Onishi,&Nakamura,“Embedding of Signature Data inImage in Wavelet Transform”Singakuron D-Ⅱ,Vol.J97-D-Ⅱ,No.6pp.1071-1024,1996年6月)的处理。

根据这一方案，通过小波变换获得的三种类型多分辨率表达式由向量表示，并且数字水印信息的嵌入位置是使用这些向量来规定的。

嵌入是通过以嵌入信息替换所选择的小波系数的几个较低位而实现的。作为图象压缩装置206，可以采用基于使用经过离散小波变换的系数的各种压缩方案的装置之一。

作为图象压缩装置206的一例，可以考虑基于由Shapiro提出的EZW方案(以下将要说明)(Jerome M.Shapiro,“Embedded Image usingZerotrees of Coefficients”,IEEE Trans,ON SIGNAL PROCESSING,VOL 41,NO.12,1993年12月)，由Said提出的SPIHT方案(Air Said&William A.Pearlman,“A New Fast and Efficient Image Codec Basedon Set Partitioning in Hierarchical Trees”,IEEE Int.Symp.on Circuitsand System.IL.1993年5月)等的装置之一。

EZM和SPIHT方案使用称为零树的的数据结构。这种情形下，零树是位于通过离散小波变换获得的各子带中相同的空间位置处，并表示为树结构的系数集合。

表示自然图象的小波变换系数使用了这样的性质，即如果低频子带中的系数在这一树结构中无效，则在同一树结构所有高频子带中的系数无效。

本实施例中，数字水印信息嵌入方案不限于由Matsui提出的以上方案和作为图象压缩装置例子的EZW及SPIHT方案。任何使用离散小波变换的数字水印信息嵌入装置和任何图象压缩装置都可用于这一实施例。如在第一实施例中那样，在这第二实施例中，数字水印嵌入装置和图象压缩装置的位置可以互换。

图5是表示本发明第三实施例中使用的图象处理装置的简略图示。本实施例中，以图象转换单元502代替了第一实施例中的离散余弦变换装置102或第二实施例中的离散小波变换装置202。其余的组成元件，即输入单元501和切换装置503分别对应于图1中的输入单元101和切换装置103。此外，数字水印嵌入装置504、切换装置505、及图象压缩装置506分别对应于数字水印嵌入装置104、切换装置105、和图象压缩装置106。

如以上图象转换单元502，可以使用各种转换单元以及离散余弦转换单元和离散小波转换单元。这一图象转换单元502与置于单元502之后的图象压缩装置506组合以便对输入的多值图象数据x编码。这种结构例如能够解决图象处理装置的大的整体尺寸和电路的低使用率问题。作为这一图象转换单元502，例如可以使用包括离散付立叶变换装置和预测转换单元的各种转换单元。

[第四实施例]

图6示出根据本发明第四实施例的图象处理装置的简化结构。参见图6，从输入单元601输入的图象数据是每象素具有预定的位数的多值图象数据。

这一输入图象数据包括由M个值表示的图象数据和由N个(N＜M)值表示的图象数据两者。

由M个值表示的图象数据的例子是表示照片、绘画、等适于多值表示的图象数据。这一数据一般以每象素8位深度的256级灰度表示。

由N个(N＜M)值表示的图象数据的例子是表示要由二值表示的字符、线图等的图象数据。这一数据一般以每象素1位深度的2级灰度表示。

本实施例中，为了使用多值和二值图象数据的特征，在表示包括这类图象的图象的图象数据中嵌入数字水印信息，数字水印信息在前一种图象中作为多值图象数据嵌入，并且数字水印信息在后一种图象中作为二值图象数据嵌入，这样在整体图象中有效地嵌入数字水印信息。

以下将详细说明每一块。

块划分装置602把输入多值图象数据(W个象素(水平的)×H个象素(垂直的))划分为每一具有预定尺寸的块。多值图象数据按块单元顺序输出。这种情形下，假设如图7中所示，输出划分为每一具有Hb象素(水平的)×Wb象素(垂直的)的矩形区域的多值图象数据。

鉴别装置607检验输入的多值图象数据的每一位，以便鉴别这一多值图象数据是要表示为二值图象(字符、线图等)还是要表示为多值图象(诸如照片或绘画等自然图象)。

图8是表示鉴别装置607的操作的图示。由比较器801对输入图象数据与参照值进行比较。其结果输入到计数器阵列802。

这种情形下，在比较器801中设置的每一参照值对应于输入的多值图象数据的每一象素值。参照值的数目L设置为等于多值图象数据可预期的最大等级数(例如256)。

如果比较的结果指示输入的图象数据每一象素值等于对应的参照值，则比较器801输出“1”，并且结果输入到计数器阵列802对应的计数器中。

同时，对输入到比较器801的图象数据的每一象素计数。当块的所有象素经受了比较处理时，计数器阵列802的内容输出到鉴别单元803，并复位计数器阵列802的内容。

鉴别单元803扫描各计数器C(i)的内容，并对由以下公式表示的计数器的数目NC进行计数

c(i)≠0(i=0…L-1)……(6)

如果

NC=2……(7)则鉴别出这图象数据应当表示为二值图象。

如果

NC＞2……(8)则鉴别出这一图象数据应当表示为多值图象。

这一鉴别结果输出到切换装置603。如果基于从鉴别单元803输入的鉴别结果确定，输入的多值图象数据应当表示为多值图象，则切换装置603操作以便把该数据输出到离散小波转换单元604。如果确定输入图象数据x应当表示为二值图象，则切换装置603操作以便把该数据输出到预测转换单元608。

然后，确定为多值图象的每一个块在离散小波转换单元604受到离散小波变换。数字水印嵌入装置605在块中嵌入数字水印信息。图象压缩装置606对块进行量化及熵编码，从而压缩图象。把结果数据提供给合成装置611。

确定为二值图象的每一块在预测转换单元608受到预测编码。通过数字水印嵌入装置609把数字水印信息嵌入到结果数据中。然后图象压缩装置610对数据执行量化和熵编码以便压缩图象。把结果数据提供给合成装置611。

合成装置611把确定为多值和二值图象并对应于一帧的块置于对应于原始图象的一帧的各块的位置，从而产生已进行数字水印信息嵌入和图象压缩的一帧图象。

注意，本发明不限于这一实施例所述的离散小波转换单元604和预测转换单元608的组合。例如，如图9所示的第一、第二和第三实施例方法的组合也属于本发明的精神和范围。以下将说明这种结构的一例。

参见图9，这种结构包括输入单元901、块划分装置902、鉴别装置903、切换装置904、图象转换单元905、数字水印嵌入装置906、图象压缩装置907、切换装置908、及合成装置909。每一实施例的图象转换单元、数字水印嵌入装置、图象压缩装置用于图9中每一数据通路。根据每个一帧图象或每个块适应地切换组件的这些组合，以便实现有效的数字水印信息嵌入和图象压缩。

[第五实施例]

图10表示根据本发明第五实施例的图象处理装置的简化结构。

以下将首先说明各组件的中的处理流程。

参见图10，从输入单元1001输入的图象数据x是每象素具有预定位数(本实施例中每象素8位)的多值图象数据。

通过输入单元1001输入的多值图象数据x输入到图象转换单元1002。作为图象转换单元1002，可以使用基于离散小波变换、离散余弦变换、离散付立叶变换等的装置。

从图象转换单元1002的输出被输入到切换装置1003。切换装置1003的使用允许任意选择数字水印信息嵌入和图象压缩的顺序。

从切换装置1003的输出被输入到数字水印嵌入装置1004或图象压缩装置1005。如上所述，可使用离散余弦变换和离散小波变换进行每一装置中的处理。

然后，从数字水印嵌入装置1004的输出被输入到图象压缩装置1005以及切换装置1006。从图象压缩装置1005的输出被输入到数字水印嵌入装置1004和切换装置1006。各个输出被适应地切换，并且来自切换装置1006的输出由来自切换装置1003的切换控制。

例如，从图象转换单元1002的输出通过切换装置1003提供给数字水印嵌入装置1004。数字水印嵌入装置1004把数字水印信息嵌入到图象数据中。然后，图象压缩装置1005对数据执行量化及熵编码，以便压缩图象。然后被编码的数据通过切换装置1006输出。

如果数据从切换装置1003提供给图象压缩装置1005，则图象压缩由图象压缩装置1005执行。然后，数字水印信息由数字水印嵌入装置1004嵌入数据。结果数据通过切换装置1006输出。

从图象转换单元1002的输出能够通过切换装置1003提供给图象压缩装置1005。图象压缩装置1005执行图象压缩。结果数据可以通过切换装置1006输出。

此外，从图象转换单元1002的输出能够通过切换装置1003提供给数字水印嵌入装置1004。在数字水印信息通过数字水印嵌入装置1004嵌入到数据中后，结果数据可以通过切换装置1006输出。

使用本实施例的图象处理装置，数字水印信息嵌入处理和图象压缩处理可以按任意顺序选择地执行。

此外，根据这一实施例，通过以图10所示的装置的配置替换由图象转换单元、图象压缩装置、和数字水印嵌入装置构成的图9所示的配置，能够使用各种图象转换单元实现本发明。

[第六实施例]

图11和12简略示出用于本发明第七实施例的图象处理装置。

本实施例的图象处理装置是通过向上述的每一实施例施加媒体处理器得到的装置的一例。媒体处理器是对图象处理和通信处理具有最优内部结构的可编程数字信号处理的处理器。

使用媒体处理器，增大了能被并发处理的过程数，这样就允许大量数据的并行处理。

此外，由于由这种媒体处理器进行的处理被写入程序，当要改变由媒体处理器进行的处理时，能够通过重写程序而容易和灵活地改变之。

用于媒体处理器的设计技术主要包括改进了在进行同样的运算中的处理性能的并行处理技术，改进了在进行多个不同运算中的处理性能的并行处理技术，以及改进了特定运算的效率的特定技术。

诸如由用于本实施例的图象转换单元所使用的离散余弦变换、离散付立叶变换、和离散小波变换，是通过重复诸如乘积的和的计算这种简单的算术运算而进行的。这就是说，用于媒体处理器的设计技术能够被有效地使用。

图11表示使用媒体处理器的本实施例的图象处理装置的配置。通过以程序的形式描述用于数字水印嵌入装置和图象压缩装置的切换操作，能够实现具有高度灵活性的高速装置。

此外，如果包含数字水印嵌入装置1104和图象压缩装置1105的功能的媒体处理器并行配置，或使用如图12所示的一个媒体处理器实现使这些装置并行配置的整体结构，则能够简化整个装置，增加速度，并改进灵活性。

参见图11，这一结构包括输入单元1101、图象转换单元1102、切换装置1103、数字水印嵌入装置1104、图象压缩装置1105、及切换装置1106。

参见图12，这一结构包括输入单元1201、块划分装置1202、鉴别装置1203、切换装置1204、图象转换单元1205、数字水印嵌入装置1206、图象压缩装置1207、切换装置1208、媒体处理器1209、及合成装置1210。

这种情形下，整体图象处理装置无需通过一个媒体处理器实现。其中通过媒体处理器局部实现图象处理装置的一种结构，以及其中使用多个媒体处理器进行分时处理的结构属于本发明的精神和范围。

注意，本发明可用于每一种这样情形，其中这一媒体处理器用于每一实施例中的转换装置、压缩装置、嵌入装置、鉴别装置等至少某些装置。

(另一实施例)

本发明不限于实现上述每一实施例的以上装置和方法以及各个实施例的方法的组合。要达到本发明的目的还可通过向系统或装置中的计算机(CPU或MPU)提供能够实现以上实施例的软件程序代码，并使系统或装置中的计算机根据程序代码操纵各个装置。

这种情形下，由于程序代码本身实现了以上实施例的功能，故程序代码本身以及用于向计算机提供程序代码的装置，具体来说即存储程序代码的存储媒体，构成了本发明。

作为用于提供程序代码的的存储媒体，例如可以使用软盘、硬盘、光盘、磁光盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失存储卡、ROM等。

这一程序代码构成了本发明，不仅是在于其中上述实施例的功能是通过使计算机只根据提供的程序代码控制各个装置来实现的情形，而且也在于其中通过与在计算机上运行的OS(操作系统)、其它应用程序软件等相结合的程序代码而实现这些功能的情形。

此外，本发明包括一种情形，即所提供的程序代码存储在计算机的功能扩展板中或连接到计算机的功能扩展单元的存储器中，并且一些或全部的实际处理操作是由设置在功能扩展板或功能扩展单元中的CPU等基于程序代码指令执行的，从而实现以上实施例的功能。

在上述每一实施例中，已经详细说明了对于图象数据的处理。然而，本发明能适用于对音频数据的处理。

以上对每一实施例的说明主要涉及到对静态图象编码或在静态图象中嵌入水印信息的情形。然而本发明不限于此。例如，如果以上静态图象被看作是构成运动图象的多个帧之一，且上述每一实施例用于每一帧，则运动图象被编码或水印信息被嵌入运动图象。本发明包括这种情形。

如上所述，根据本发明，当输入数据受到压缩处理和/或数字水印信息嵌入处理时，在一个装置内用于压缩输入数据的压缩处理装置与用于在输入数据中嵌入数字水印信息的嵌入装置之间共享某些电路。使用这一结构，例如由于能够在数字水印嵌入装置和压缩处理装置之间共享转换单元，故无需增加电路尺寸即可形成多媒体数据处理装置。

在每一实施例中，特别地，通过在一个图象处理板中不可分地集成压缩处理装置和嵌入装置，能够大大减小电路的尺寸。

此外，根据本发明的另一特征，由于能够进行适用于输入的图象数据的数据处理，故通过有效使用这些图象的特征，能够对既包括作为多值图象被处理的部分，又包括作为二值图象被处理的部分的一般图象进行数字水印信息嵌入处理和数据压缩处理。这允许在保持良好图象质量的情形下进行处理。

此外，根据本发明，能够选择或者在图象数据被压缩之后把数字水印信息嵌入到输入的图象数据，或者在数字水印信息嵌入到输入的图象数据之后压缩数据。这允许在考虑数字水印信息嵌入方案和压缩方案之间的兼容性时进行适当的图象处理。

Claims (28)

1．一种数据处理装置，该装置包括：

用于输入至少包括图象数据和音频数据之一的数字数据的输入装置；

用于变换数字数据的数据格式的变换装置；

用于对其数据格式已由所述变换装置变换的数字数据进行压缩的压缩装置；以及

用于在其数据格式已由所述变换装置变换的数字数据中嵌入数字水印信息的嵌入装置，

其中所述装置包括多个图象处理模式，

使用所述变换装置和所述压缩装置以第一模式压缩数字数据，以及

使用所述变换装置和所述嵌入装置以第二模式在数字数据中嵌入数字水印信息。

2．根据权利要求1的装置，其中所述变换装置、所述压缩装置、和所述嵌入装置被不可分地集成。

3．根据权利要求1的装置，其中所述变换装置、所述压缩装置、和所述嵌入装置不可分地配置在一个图象处理板中。

4．根据权利要求1的装置，其中数据格式的变换包括小波变换、余弦变换、和付立叶变换任何之一。

5．根据权利要求1的装置，其中数据格式的变换包括预测编码。

6．根据权利要求1的装置，其中多个图象处理模式还包括第三模式，以及

数字数据中的数字水印信息的嵌入和数字数据的压缩都通过使用第三模式下的所述变换装置、所述嵌入装置、和所述压缩装置执行。

7．根据权利要求6的装置，还包括选择装置，用于选择是首先在数字数据中嵌入数字水印信息还是压缩数字数据。

8．根据权利要求1的装置，其中所述压缩装置包括用于对其数据格式已经由所述变换装置变换了的数字数据进行量化的量化装置，以及用于对量化的数据进行熵编码的熵编码装置。

9．根据权利要求1的装置，其中所述变换装置、所述压缩装置、和所述嵌入装置的至少一些构成媒体处理器。

10．根据权利要求1的装置，其中图象数据是运动图象数据。

11．一种数据处理方法，该方法包括以下步骤：

输入至少包括图象数据和音频数据之一的数字数据；

变换数字数据的数据格式；

对其数据格式已经被变换的数字数据进行压缩；以及

在其数据格式已经被变换的数字数据中嵌入数字水印信息，

其中该方法包括多个图象处理模式，

数字数据是在变换和压缩图象数据的步骤中被压缩的，以及

以第二模式在变换和嵌入步骤在数字数据中嵌入数字水印信息。

12．一种存储数据处理方法的存储媒体，该方法包括以下步骤：

输入至少包括图象数据和音频数据之一的数字数据；

变换数字数据的数据格式；

对其数据格式已经被变换的数字数据进行压缩；以及

在其数据格式已经被变换的数字数据中嵌入数字水印信息，

其中该方法包括多个图象处理模式，

数字数据是在变换和压缩图象数据的步骤中被压缩的，以及

以第二模式在变换和嵌入步骤在数字数据中嵌入数字水印信息。

13．一种数据处理装置，该装置包括

用于输入图象数据的输入装置；

鉴别装置，用于基于输入的图象数据鉴别是二值还是多值图象包含在由图象数据表示的图象中；以及

嵌入装置，用于根据由所述鉴别装置获得的鉴别结果，选择通过适合于二值图象的方法、或者是通过适合于多值图象的方法在输入图象中嵌入数字水印信息，且使用所选择的方法在图象数据中嵌入数字水印信息。

14．根据权利要求13的装置，其中所述嵌入装置包括用于把输入图象的数据格式变换为适合于二值图象的格式的第一变换装置，和用于把该数据格式变换为适合于多值图象的格式的第二变换装置，以及

使所述第一和第二变换装置根据通过所述鉴别装置获得的鉴别结果有选择地变换数据格式。

15．根据权利要求14的装置，其中所述第一变换装置通过对输入图象数据进行预测变换而变换数据格式，而所述第二变换装置用于通过对输入图象数据进行离散小波变换而变换数据格式。

16．根据权利要求13的装置，还包括用于压缩其中嵌入了数字水印信息的图象数据的压缩装置。

17．根据权利要求16的装置，其中所述压缩装置包括用于对其数据格式已经由所述变换装置变换了的数字数据进行量化的量化装置，以及用于对量化的数据进行熵编码的熵编码装置。

18．根据权利要求16的装置，其中所述变换装置、所述压缩装置、和所述嵌入装置的至少一些构成媒体处理器。

19．根据权利要求13的装置，其中图象数据是运动图象数据。

20．一种数据处理方法，该方法包括步骤：

输入图象数据；

基于输入的图象数据鉴别是二值还是多值图象包含在由图象数据表示的图象中；以及

根据由所述鉴别装置获得的鉴别结果，选择通过适合于二值图象的方法、或者是通过适合于多值图象的方法在输入图象中嵌入数字水印信息，且使用所选择的方法在图象数据中嵌入数字水印信息。

21．一种存储数据处理方法的存储媒体，该方法包括以下步骤：

输入图象数据；

基于输入的图象数据鉴别是二值还是多值图象包含在由图象数据表示的图象中；以及

根据由所述鉴别装置获得的鉴别结果，选择通过适合于二值图象的方法、或者是通过适合于多值图象的方法在输入图象中嵌入数字水印信息，且使用所选择的方法在图象数据中嵌入数字水印信息。

22．一种数据处理装置，该装置包括：

用于输入至少包括图象数据和音频数据之一的数字数据的输入装置；

用于变换数字数据的数据格式的变换装置；

用于对其数据格式已由所述变换装置变换的数字数据进行压缩的压缩装置；以及

用于在其数据格式已由所述变换装置变换的数字数据中嵌入数字水印信息的嵌入装置，

其中所述数据处理装置包括多个图象处理模式，

压缩其数据格式已由所述变换装置变换了的数字数据，并然后在压缩的数据中以第一模式嵌入数字水印信息，以及

在其数据格式已由所述变换装置变换了的数字数据中嵌入数字水印信息，并然后以第二模式压缩数字数据。

23．根据权利要求22的装置，其中数据格式的变换包括小波变换、余弦变换、、和付立叶变换任何之一。

24．根据权利要求22的装置，其中所述压缩装置包括用于对其数据格式已经由所述变换装置变换了的数字数据进行量化的量化装置，以及用于对量化的数据进行熵编码的熵编码装置。

25．根据权利要求22的装置，其中所述变换装置、所述压缩装置、和所述嵌入装置的至少一些构成媒体处理器。

26．根据权利要求22的装置，其中图象数据是运动图象数据。

27．一种数据处理方法，该方法包括以下步骤：

输入至少包括图象数据和音频数据之一的数字数据；

变换数字数据的数据格式；

压缩其数据格式已变换了的数字数据；以及

在其数据格式已变换了的数字数据中嵌入数字水印信息，

其中该方法包括多个图象处理模式，

压缩其数据格式已经变换了的数字数据，并然后在压缩的数据中以第一模式嵌入数字水印信息，以及

在其数据格式已经变换了的数字数据中嵌入数字水印信息，并然后以第二模式压缩数字数据。

28．一种存储数据处理方法的存储媒体，该方法包括以下步骤：

输入至少包括图象数据和音频数据之一的数字数据；

变换数字数据的数据格式；

压缩其数据格式变换了的数字数据；以及

在其数据格式已变换了的数字数据中嵌入数字水印信息，

其中该方法包括多个图象处理模式，

压缩其数据格式已经变换了的数字数据，并然后在压缩的数据中以第一模式嵌入数字水印信息，以及

在其数据格式已经变换了的数字数据中嵌入数字水印信息，并然后以第二模式压缩数字数据。

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