電子透かしを埋め込み・抽出できる原本の条件は？

質問

１．原本との比較なしに透かし情報を取り出せる。
２．透かしを埋め込んでもデータサイズが変わらない。
この条件で透かしが埋め込める原本の条件は何？

原本があらゆるビットパターンを取りうる性質だと埋め込み不能でしょうし、
原本が完全に一様なデータ（すべてのビットが０またはすべてのビットが１）だったら、埋め込み後のデータが透かしそのものになってしまうし。

よく分からなかったので最質問させてもらいました。

回答No.1

stomachman · ベストアンサー

画像処理としては、ノイズと見分けがつかない程度に画像を改変することで透かしを埋め込むわけですから、仰る通り「原本があらゆるビットパターンを取りうる性質」つまり冗長性がない画像だと埋め込めませんね。ところで、「原本が完全に一様なデータ（すべてのビットが０またはすべてのビットが１）だったら、埋め込み後のデータが透かしそのものになってしまう」けれども、それで何か不都合ありますかね？（てか、そんな画像に透かしを入れる理由もないでしょう。）

　非圧縮ならどんな画像でも（透かしがあろうがなかろうが）データサイズは固定のまま。透かしを入れた画像を非可逆圧縮すると透かしも変化し、圧縮率をうんと高くすれば透かしは壊れる。ですから、ご質問は透かしを入れた画像を可逆圧縮する場合の話でしょうか。透かしの有無によって圧縮結果のデータサイズがわずかに変化することもあるわけです。可逆圧縮の方式を固定したとき、データサイズが変わらないように透かしを入れるには、「いくつかの『入れ方』を用意しておいて、どんな画像でもそのどれかの方式を使えばデータサイズが変わらない」という風にできるものならそうすればいいかな、と思いますが、それができるか出来ないかは、使う可逆圧縮の方式にも依存するんじゃないでしょうか。しかし、「透かしを入れてもサイズが変わらないこと」に拘る理由はさっぱり思いつきません。透かしなしの原本画像は流通させないんだから、元のサイズがいくらなのか知っているのは原本の所有者だけで、その所有者は電子透かしをチェックできるわけですから、サイズがいくらかという情報など必要としないでしょ。

　ちうわけで、「(1)画像に充分な冗長性があって、透かしによって少々画素値が変化しても、画像本来のノイズの統計的性質に比べて著しい逸脱がない（だから見ても気がつかない程度である）。しかも、(2)透かしを入れた後、電子透かしを破壊するような画像処理をしない」というのが電子透かしが使える条件かな。(2)の条件は、電子透かしを破壊しようとする悪意の努力にどれだけ耐えられるか、ということであって、「確実」って訳にはいかないでしょう。

お礼

ありがとうございます
これは補足なんですが、

純粋にどういう条件で電子透かしが入れられるのかに興味があったのです。
原本と比較するとか、データを付け足せば透かし情報を入れられるのは当たり前なので除外しました。

しかし、この手の質問をすると、どうしていつも画像の話になってしまうのか・・・・

あと、
透かし埋め込み後のデータがもともとそういうデータではないということがどうして原本との比較なしに言えるのかが、やはり分からなかったです。

回答No.3

stomachman

ANo.2のコメントについて。

> 「データ」と「情報」という言葉をすり替えていますがどうして？

「すり替え」なんて話がどこから出て来るんだかさっぱり分かりませんが、ともあれ、どうやらご理解が難しいようですから、説明しましょう。
　「データ」なる言葉は意味が曖昧です。質問者さん個人にとって「データ」は明らかな意味を持つ語かも知れないが、通じはしない。（おそらく符号語を構成する文字を指していらっしゃるんじゃないかと推測していますが、明らかではありません。）で、（そんな曖昧な話とは違って、）情報についてならば明らかに言えることがある、と申し上げたんです。

> データ領域を広くしてそこに情報を入れれば良い。という回答

「データ領域を広くして」が「オリジナルの持つ情報とは無関係な文字を追加して」という意味であるならば、「そこ」の部分を削るだけでオリジナルを全く傷つけずに透かしを取り除けるんだから実に脆弱。しかし、こういうばかばかしいものも透かしに含めるかどうかということも、「透かし」を定義するか、あるいは用途を明示するということを行わない限り、判断しようがないですね。

お礼

うーん、なんか訊きたかったこととズレてる気がするんですけど、
でもありがとうございました

回答No.2

stomachman

ANo.1のコメントについてです。

> 純粋にどういう条件で電子透かしが入れられるのか
　現実の工学としては、具体的なある用途で具体的なある種のカテゴリーのデータに透かしを入れるにはどうすりゃいいかな、という問題を立てて、場合ごとに工夫するわけです。用途というのは「不法コピーを見つける」「コピーの流出元を突き止める」「不法な改変を見つける」「安易にコピーさせないようビビらせる」など、いろいろ考えられます。
　だから、話をひっくり返して「純粋にどういう条件で」という捉え方をしたいのなら、何を「透かし」と呼ぶか（概念）を厳密に定義するか、あるいは透かしの用途を厳密に定義するところから議論を始めねばなりません。

> データを付け足せば透かし情報を入れられるのは当たり前

　情報を付け足さずに透かしは入れられないということは当たり前。「透かしを入れてもファイルのサイズが同じ」という場合は、オリジナルのデータが持っている冗長性の一部を削って、そこに透かし情報をエンコードしたということです。

> しかし、この手の質問をすると、どうしていつも画像の話になってしまうのか・・・・


　オリジナルを改変できないものには透かしが入りませんね。だから冗長性がどっさりあって、透かしが入ったままでも用が足りるもの。従って、ヒトが感覚で受け取る：画像や音声が対象になるということです。

> 透かし埋め込み後のデータがもともとそういうデータではないということがどうして原本との比較なしに言えるのかが、やはり分からなかったです。

　質問しなけりゃ答は来ないす（笑）
　「そんなマグレは滅多に（ものすごく小さな確率でしか）起こらないだろ」という以上のことは、もちろん言えません。あるデータに「これはstomachmanに渡したコピーだ」を意味する透かし(「コピーの流出元を突き止める」ためのものですね）らしいものが入ってたとして、でもそのデータの原本なんてものはない、という場合、誰も気がつきもしないし、気づいても問題にしようがない。ある原本があって、原本に多少のデータ処理した結果「これはstomachmanに渡したコピーだ」を意味する透かしらしきものがマグレで生じるということは、滅多にありそうにない。
　つまり、電子透かしはかなり大きな冗長性を持っていることが必要です。マグレで発生してしまわないためだけでなく、少々の妨害処理でも消えないためにも、この性質は必要ですね。
　ところで、情報理論・符号理論をちょっと学んでみてはいかがでしょう。

お礼

ありがとうございます

＞ところで、情報理論・符号理論をちょっと学んでみてはいかがでしょう。
以前読んでも自分の知りたいことが得られなかったし、今は図書館にも行けないし本も買えないし、ググっても見つからなかったのでこちらで質問しました　

＞> データを付け足せば透かし情報を入れられるのは当たり前
＞情報を付け足さずに透かしは入れられないということは当たり前。
「データ」と「情報」という言葉をすり替えていますがどうして？
私は「データを付け足せば」と言ったのですが・・・
気になります

補足

お礼欄の付け足し。

以前質問したら、データ領域を広くしてそこに情報を入れれば良い。という回答があったので、そういうやり方を除外したかったのです