(57)【要約】【課題】多値と二値の領域が混在している画像データに、領域の階調数に応じて最適な透かし埋め込み方法を選択しつつ、高速に透かし情報を埋め込むことできる透かし情報埋め込み装置を提供する。【解決手段】電子透かし埋め込みにおいては画質維持の観点から色彩や輝度の変更量を対象領域の構造から算出することに着目して、電子透かし埋め込み処理に多値領域と二値領域を分割する処理を組み合わせた以下の手段をとることで上記課題を解決する。(1)画像データの変更対象画素についてその対象領域を取り出す。(2)変更対象画素およびその対象領域の画素全てが二値であれば、二値画像対応の電子透かし方法を適用して変更対象画素を変更する。(3)変更対象画素およびその対象領域の画素が多値を含む場合は、多値画像対応の電子透かし方法を適用して変更対象画素を変更する。【選択図】図5
2010035241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値または二値の複数の画素からなる画像データに透かし情報を埋め込む透かし情報埋め込み装置であって、
多値画素に対応した電子透かし埋め込み強度を定めるパラメータと、
二値画素に対応した電子透かし埋め込み強度を定めるパラメータと、
前記画素の各々が多値画素か二値画素かを判定する二値判定パラメータと、
を指定する透かし設定指示部と、
前記透かし情報を、いずれかの前記画素の画素値の変更を規定する透かし情報テーブルに変換する透かし情報変換部と、
前記画像データから選択した変更対象画素およびその周辺領域画素からなる対象領域画素を取り出して解析し、
前記解析において、前記対象領域画素全てが二値画素であると判定される場合は、予め定めた二値画素に対応した埋め込み強度パラメータに基づいて、前記変更対象画素の画素値を変換し、
前記解析において、前記対象領域画素が多値画素を含むと判定される場合は、予め定めた多値画素に対応した埋め込み強度パラメータに基づいて、前記変更対象画素の画素値を変換する透かし情報埋め込み部と、を備える
ことを特徴とする透かし情報埋め込み装置。
【請求項２】
請求項１に記載の透かし情報埋め込み装置であって、
前記透かし設定指示部は、前記透かし情報テーブルの構成に必要な、文字の大きさ、文字の画素値、および配置位置と、変更対象画素の周辺領域の大きさと、該変更対象画素の移動幅と、二つの画素が同一であるかを判定する同一判定パラメータと、を指定し、
前記透かし情報変換部は、前記画像データと同じ大きさの、前記透かし情報テーブルを用意し、
前記透かし設定指示部において設定された文字の大きさ、文字の画素値、および配置位置に基づいて、
前記透かし情報テーブルに透かし情報を配置し、
前記透かし情報埋め込み部は、
前記解析において、前記対象領域画素全てが二値画素であり、かつ、前記変更対象画素の位置にある前記透かし情報テーブルの画素と同じ画素値を持たないと判定されるとき、前記変更対象画素の位置にある出力画像の画素を、前記変更対象画素の位置にある前記透かし情報テーブルの画素の画素値に変換し、
前記解析において、前記対象領域画素が多値画素を含むと判定され、かつ、前記同一判定パラメータによって、前記変更対象画素の位置にある前記透かし情報テーブルの画素と同じ画素値を持たないとき、前記対象領域画素を、前記変更対象画素の位置にある前記透かし情報テーブルの画素の画素値に変換する
ことを特徴とする透かし情報埋め込み装置。
【請求項３】
請求項1記載の透かし情報埋め込み装置であって、
透かし情報埋め込み部が出力した透かし入り画像を、紙媒体、電子媒体、または通信媒体へ出力するデータ出力部を有する
ことを特徴とする透かし情報埋め込み装置。
【請求項４】
請求項2記載の透かし情報埋め込み装置であって、
透かし情報埋め込み部が出力した透かし入り画像を、紙媒体、電子媒体、または通信媒体へ出力するデータ出力部を有する
ことを特徴とする透かし情報埋め込み装置。
【請求項５】
多値または二値の複数の画素からなる画像データに透かし情報を埋め込む透かし情報埋め込み方法であって、
多値画素に対応した電子透かし埋め込み強度と、
二値画素に対応した電子透かし埋め込み強度と、を定め、
前記画素の各々が多値画素か二値画素かを判定する二値判定パラメータを定め、
前記透かし情報を、いずれかの前記画素の画素値の変更を規定する透かし情報テーブルに変換し、
前記画像データから選択した変更対象画素およびその周辺領域画素からなる対象領域画素を取り出して解析し、
前記解析において、前記対象領域画素全てが二値画素であると判定される場合は、予め定めた二値画素に対応した電子透かし埋め込み強度に基づいて、前記変更対象画素の画素値を変換し、
当該変更対象画素および当該周辺領域の全ての画素が、前記二値判定パラメータによって多値であると判定される場合は、前記透かし情報テーブルと前記多値画像に対応した電子透かし埋め込み強度に基づいて、前記変更対象画素の位置にある出力画像の画素を変換して出力する
ことを特徴とする透かし情報埋め込み方法。
【請求項６】
請求項5に記載の透かし情報埋め込み方法であって、
さらに、前記透かし情報テーブルの構成に必要な、文字の大きさ、文字の画素値、および配置位置と、変更対象画素の周辺領域の大きさと、該変更対象画素の移動幅と、二つの画素が同一であるかを判定する同一判定パラメータと、を定め、
前記画像データと同じ大きさの透かし情報テーブルを用意し、
前記文字の大きさ、文字の画素値、および配置位置に基づいて、前記透かし情報テーブルに透かし情報を配置し、
前記解析において、前記対象領域画素全てが二値であり、かつ、前記変更対象画素の位置にある前記透かし情報テーブルの画素と同じ画素値を持たないと判定されるとき、前記変更対象画素の位置にある出力画像の画素を、前記変更対象画素の位置にある前記透かし情報テーブルの画素の画素値に変換し、
前記解析において、前記対象領域画素が多値画素を含むと判定され、かつ、前記同一判定パラメータによって、前記変更対象画素の位置にある前記透かし情報テーブルの画素と同じ画素値を持たないとき、前記対象領域画素を、前記変更対象画素の位置にある前記透かし情報テーブルの画素の画素値に変換する、
ことを特徴とする透かし情報埋め込み方法。
【請求項７】
電子データの印刷を管理する印刷管理システムであって、
透かし情報埋め込み装置と印刷履歴管理サーバを備え、
当該透かし情報埋め込み装置は、
請求項1記載の透かし設定指示部と、
印刷を行うコンピュータの識別情報、および/またはユーザの識別情報、および/または印刷物の識別情報を送信する印刷情報出力部と、
透かし情報を画素値の増減を規定する透かし情報テーブルに変換する透かし情報変換部と、
請求項1記載の透かし情報埋め込み部と、
請求項3記載のデータ出力部と、
を有し、
当該印刷履歴管理サーバは、
前記識別情報群を受信し、格納する印刷履歴格納部と、
前記識別情報群と一対一に対応する印刷物IDを発行し、前記透かし情報埋め込み装置に送信する印刷物ID発行部と、
を有し、
前記透かし情報変換部は当該印刷物IDで受信し、透かし情報として前記透かし情報テーブルに変換する
ことを特徴とする印刷管理システム。
【請求項８】
請求項7記載の印刷管理システムの当該透かし情報埋め込み装置は、さらに、
請求項2記載の透かし設定指示部と、
印刷を行うコンピュータの識別情報、および/またはユーザの識別情報、および/または印刷物の識別情報を送信する印刷情報出力部と、
透かし情報を画素値の増減を規定する透かし情報テーブルに変換する透かし情報変換部と、
請求項2記載の透かし情報埋め込み部と、
請求項4記載のデータ出力部と、を備える
ことを特徴とする印刷管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データ、特に多値と二値の領域が混在している画像データに情報を埋め込む電子透かし技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
絵画や映画などの画像データに微妙な改変を施すことにより、当該画像データ内に情報を埋め込む電子透かし技術が知られている。画像データには、絵画や映画に代表される多値画像（例えばカラー画像や白黒多階調画像）と、文書や図形に代表される二値画像（例えば白黒二値画像）の二種類がある。多値画像に情報を埋め込む技術として、色彩や輝度を微妙に変える技術がある(例えば特許文献1参照)。二値画像に情報を埋め込む技術として、色彩や輝度の代わりに文字や図形の輪郭の形状を微妙に変える技術がある(例えば特許文献2参照)。いずれの場合も、画質劣化を回避するための最適な色彩や輝度の変更量を算出するために、変更対象画素とその周辺領域画素からなる領域の画像構造を解析することが多い。また、多値と二値の領域が混在している画像データに情報を埋め込む技術として、階調数に応じて画像を分割し、それぞれの領域に最適な埋め込み方法を適用する特許文献3の技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第6826291号明細書
【特許文献２】特開2004-289783号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第2003/0210803号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、多値と二値の領域が混在している画像データに情報を埋め込む技術に関する。埋め込んだ情報は画像の一部分からでも抽出できなければならないため、多値と二値の領域どちらにも透かし情報を埋め込む必要がある。ところが、特許文献1、2の技術はそれぞれ多値、二値画像を対象としているため、これらの従来技術では、多値と二値のどちらにも透かし情報を埋め込むことは原理的に不可能であるか、もしくは想定していない利用方法であるため画質の劣化を招きやすい。
【０００５】
また、特許文献3の技術では、本来の情報埋め込みとは関係ない、階調数に応じた分割処理を前段に行う必要があるため、その分余計に処理時間を要してしまう。さらに、分割画像それぞれ独立に情報を埋め込むため、情報を埋め込んで連結した出力画像の連結部分に色彩や輝度の不連続部分が現れ、画質が劣化する可能性がある。
【０００６】
これらの課題を解決する技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、電子透かしによる情報埋め込みにおいては、画質維持の観点から色彩や輝度の変更量を対象画素とその周辺領域画素とで構成される対象領域の画像構造から算出することに着目して、情報埋め込み処理に、多値領域と二値領域を分割する処理を組み合わせた以下の方法を用いることにより上記課題を解決する。
(1)画像データの変更対象画素とその周辺画素領域との画素からなる対象領域画素を取り出す。
(2)上記対象領域の画素全てが二値であれば、二値画像対応の電子透かし方法を適用して変更対象画素を変更する。
(3)上記対象領域の画素が多値を含む場合は、多値値画像対応の電子透かし方法を適用して変更対象画素を変更する。
【０００８】
なお、二値画像対応と多値画像対応の電子透かし方法としては、公知の技術を使用することが可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によって、多値と二値の領域が混在している画像データであっても、画質の劣化を抑えつつ、高速に情報を埋め込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる透かし埋め込みシステム10の構成を例示する図である。
【図２】コンピュータ20および透かし情報埋め込み装置30のハードウェア構成を例示するブロック図である。
【図３】透かし情報埋め込み装置30のハードウェア構成を例示する図である。
【図４】透かし情報埋め込み装置30の動作を例示するフローチャートである。
【図５】人間の目で知覚が困難なように透かし情報を埋め込むための透かし情報テーブルの構成方法を例示する図である。
【図６】透かし情報テーブルMおよび対象領域Aから位置Pの画素の改変可能性を判断する処理を例示する図である。
【図７】人間の目で容易に知覚できるように透かし情報を埋め込むための透かし情報テーブルの構成方法を例示する図である。
【図８】透かし情報テーブルMおよび対象領域Aから位置Pの画素の改変可能性を判断する処理を例示する図である。
【図９】本発明の一実施形態にかかる印刷管理システム60の構成を例示する図である。
【図１０】印刷履歴管理サーバ80のハードウェア構成を例示するブロック図である。
【図１１】印刷履歴を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を説明する。なお、本明細書において、電子透かし技術を用いて埋め込まれる情報を、電子透かし情報、透かし情報または単に透かしと呼ぶ。また、色彩値および/または輝度値のことを画素値と総称する。
【実施例１】
【００１２】
図1は、本発明の一実施形態にかかる透かし情報埋め込みシステム10の構成である。透かし埋め込みシステム10は、コンピュータ20および透かし情報埋め込み装置30を備える。コンピュータ20は、ユーザがアプリケーションから印刷処理を実行したとき、当該アプリケーションの電子データを透かし情報埋め込み装置30に送信する。透かし情報埋め込み装置30は、受信した電子データを画像データに変換し、透かし情報を埋め込んだ後印刷する。なお、本実施形態において印刷処理とは、紙媒体等に印刷するだけではなく、透かし情報を埋め込んだ画像データをハードディスク、CDやDVDなどの電子媒体に記録する処理や、通信回線、または搬送波、デジタル信号などの通信媒体への出力する処理も含む。
【００１３】
図2は、コンピュータ20および透かし情報埋め込み装置30の詳細の構成の一例である。装置40，50については、後述の実施例において説明する。
【００１４】
コンピュータ20は入力部200、データ出力部202、および情報出力部204を備える。 入力部200は、キーボードやマウスなどを介してユーザからの入力を受け付け、受け付けた操作入力に応じて、透かし埋め込み装置30に透かし情報の埋め込み開始を指示する。また、入力部200は、ユーザからの操作に応じて、透かし情報埋め込み装置30の埋め込み強度を定めるパラメータ(詳細は後述)の入力を受け付け、受け付けたパラメータを透かし情報埋め込み装置30に送ることもできる。
【００１５】
データ出力部202は、ユーザが印刷開始を入力部200を介して指示したとき、印刷対象データを透かし情報埋め込み装置30に送信する。また、情報出力部204は、コンピュータ20の名称、MACアドレス、IPアドレスなどコンピュータ20固有の情報、および/または、ユーザ名、ユーザが操作しているアプリケーション名、ファイル名などユーザ固有の情報を透かし情報埋め込み装置30に送る。
【００１６】
透かし情報埋め込み装置30は、透かし設定指示部300、データ変換部302、透かし情報変換部304、透かし情報埋め込み部306、およびデータ出力部308を備える。
【００１７】
データ変換部302は、コンピュータ20から送られた印刷対象データ（上記電子データに相当）を受け取り、画像データに変換する。当該変換処理は、印刷解像度などといったデータ出力部308の印刷性能に基づく。例えば文書ファイルの印刷対象データは、文字列、文書構造およびフォント情報で構成されるが、データ変換部302は、まず、フォント情報とデータ出力部308の印刷性能から各文字の画像データを作成し、次に文字列や文書構造の情報からこれらの画像データを組み合わせることで、印刷処理で出力される画像データを作成する。
【００１８】
透かし設定指示部300は、記憶している透かし情報の埋め込み方法を定めるパラメータのデフォルト値を、透かし情報埋め込み部306に送信する。もしコンピュータ20から当該パラメータが送信された場合は、その有効性を判断して有効なパラメータで置き換えた後、送信する。また、透かし情報変換部304は、上述のコンピュータ20の固有情報、および/またはユーザの固有情報をコンピュータ20から受け取り、伸長・切り詰めして情報量を透かし埋め込み処理に合うように調節し、必要に応じて暗号化や誤り訂正用の冗長化などを行った後、透かし情報埋め込み部306に送信する。一例として透かし情報として50ビットしか埋め込めない場合にユーザ名と日時を埋め込む場合をあげると、透かし情報変換部304は、ユーザ名を例えば40ビット、日時情報を10ビットに切り詰めて連結するなどの加工を行う。
【００１９】
透かし埋め込み部306は、透かし設定指示部300のパラメータで、データ変換部302で変換された画像データ302に、透かし情報変換部304の情報を埋め込む。情報は当該画像データ中にある画素の画素値を変更することで埋め込まれる。詳細については後に説明する。
【００２０】
最後にデータ出力部308は、透かし情報が埋め込まれた画像データを紙媒体に印刷したり、記録媒体に記録したり、ネットワークにつながっている他のコンピュータ上に提供するために、通信媒体に出力したりする。
【００２１】
図3は、透かし情報埋め込み装置30のハードウェア構成の一例である。透かし情報埋め込み装置30は、CPU320、RAM322、ROM324、通信インターフェース326、記録装置328、メディアインターフェース330を備える。
【００２２】
CPU320は、RAM322およびROM324に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。RAM322は、CPU320が実行するプログラムおよび透かし情報埋め込み装置30が使用するデータを格納する。ROM324は、透かし情報埋め込み装置30の起動時にCPU320が実行するブートプログラムやOSや、透かし情報埋め込み装置30のハードウェアに依存するプログラムなどを格納する。通信インターフェース326は、コンピュータ20からの印刷処理開始の指示、印刷対象データ、透かし設定パラメータ、および透かし情報などを受信してRAM322に送信する。記録装置328は、CPU320によって制御され、画像データを紙媒体に印刷する。メディアインターフェース330は、CPU320によって制御され、ハードディスク、CDやDVDなどの着脱可能な記憶媒体332へ透かし情報を埋め込んだ画像データを記録したり、記録媒体332からプログラムまたはデータまたは画像データを受け取り、RAM322に提供したりする。データ出力部308が画像データを通信媒体へ出力する場合には、通信インターフェース326を用いる。通信媒体とは、インターネットなどの通信回線または、通信回線上で情報を伝達するために用いるデジタル信号や搬送波を指す。
【００２３】
RAM322を介してCPU320で実行されるプログラムは、ROM324に格納されているか、または記憶媒体332または、図示していない通信媒体から導入される。すなわち、当該プログラムは、ROM324から、またはメディアインターフェース330を介して記憶媒体332から、それぞれ読み出されるか、通信インターフェース326を介して通信媒体から読み込まれ、RAM322に格納され、実行されることにより、透かし情報埋め込み装置30を、透かし設定指示部300、データ変換部302、透かし情報変換部304、透かし情報埋め込み部306としてそれぞれ機能させる。
【００２４】
記憶媒体332は、プログラム、データ、透かし情報埋め込み対象となる画像データ、または透かし情報を埋め込んだ画像データの記録に用い、ハードディスクなどの磁気記録媒体、CD、DVDなどの光学記録媒体、または、テープ媒体、半導体記録装置などでもよい。
【００２５】
コンピュータ20も透かし情報埋め込み装置30と同様のハードウェア構成を備え、上記透かし情報埋め込み装置30の機能をコンピュータ20に組み込むことも可能である。透かし情報埋め込み装置30の機能をコンピュータ20に組み込んだ装置40の構成の一例を図2に示す。上記透かし情報埋め込み装置30の構成要素の内、印刷処理とは関係ない、透かし設定指示部300、データ変換部302、透かし情報変換部304および透かし情報埋め込み部306がコンピュータ20に組み込まれて装置40を構成する。
【００２６】
装置40は、キーボードやマウスなどを介してユーザからの入力を受け付け、受け付けた操作入力に応じて透かし埋め込み装置30に透かし情報の埋め込み開始を指示するだけではなく、印刷対象データの画像への変換や、透かし情報埋め込みも行う。
【００２７】
装置40は記録装置328を備えないので、印刷する画像データを通信インターフェース326を経由して外部装置に送信する。
【００２８】
装置40において、印刷時の透かし情報埋め込み処理をCPU320などが担当することにより、データ出力部308として通常の印刷機を用いることができる。
【００２９】
または、透かし情報埋め込み装置30から印刷処理に関係するデータ出力部308を取り除いて、装置50として構成することも可能である。装置50はコンピュータ20から送信されたデータをもとに透かしを埋め込むソフトウェア処理を担当する。装置50も、装置40と同様に、記録装置328を備えず、通信インターフェース326を経由して印刷する画像データを外部の記録装置328に送信する。
【００３０】
図4は、透かし情報埋め込み部306の動作の一例を示すフローチャートである。透かし設定指示部300から透かし設定パラメータを、データ変換部302から透かし埋め込み対象となる画像データImgを、透かし情報変換部304から透かし情報を、透かし情報埋め込み部306が全て受け取ったタイミングで本フローチャートの動作が開始する。透かし設定パラメータとしては、画像処理で消えにくいように透かし情報を強く埋め込むといった透かし強度を定めるパラメータと、画素が多値か二値かを判定する二値判定パラメータと、を用いる（詳細は後述する）。
【００３１】
(S100)透かし情報埋め込み部306は、透かし情報変換部304から受け取った透かし情報を透かし情報テーブルMに変換する。変換の一例を図5にあげる。透かし情報埋め込み部306は、透かし情報E100を0、1からなるビット列に置き換えて、画像E102のように画像Imgと同じ大きさで、画像Imgの左上に対応する画素から順に繰り返し隙間なく配置する。このとき、透かし情報テーブルMは、ビット0に対応する画素を画素値を下げる(例えば白を黒に変える)操作、ビット1に対応する画素を画素値を上げる(例えば黒を白に変える)操作に割り当てることで構成される。
【００３２】
(S102)透かし情報埋め込み部306は、透かし情報埋め込み対象画像Imgの複製を作成する。当該複製画像を出力画像Outとおく。なおS102の動作をS100より先に行ってもよい。
【００３３】
(S104)透かし情報埋め込み部306は、透かし情報埋め込み対象画像Imgの内部のある変更対象画素Pを固定する。一般に画像処理では、変更対象画素Pを画像Imgの左上にとり、後述のS110でPを一画素分右に移すことが多い。
【００３４】
(S106)透かし情報埋め込み部306は、変更対象画素Pを中心とする対象領域Aの画素を取り出す。対象領域Aの定義は後述のS108での透かし情報埋め込みアルゴリズムに依存する。例えば特許文献2では変更対象画素Pを中心とし、その周辺領域画素からなる3×3領域画素の構造を対象領域Aとしている。
【００３５】
なお、もし変更対象画素Pが画像Imgの境界近傍にあり、対象領域Aが画像Imgからはみ出る場合は、はみ出た画素を黒や白など特定の画素で置き換えるか、または、最も近くにあるはみ出ていない画素で置き換える処理を行えばよい。
【００３６】
(S108)二値判定パラメータと、透かし強度パラメータを用いて、画素値を変更する。
【００３７】
具体的には、変更対象画素Pを中心とする対象領域Aのすべての画素が二値ならば、二値画像対応電子透かし技術を適用して、透かし情報テーブルMと対象領域Aの構造をもとに変更対象画素Pの位置にある出力画像の画素を変更する。
【００３８】
図6は二値画像電子透かし技術を適用した一例である。対象領域Aとして、変更対象画素E204を中心とする3×3領域E202を、透かし埋め込み対象画像E200から取り出した。特許文献2によれば、対象領域E202は凹凸部分に対応しているので、中心の変更対象画素E204を白黒反転しても人間の目に知覚されにくいと判断される。よって、もし透かし情報テーブルMの変更対象画素Pの位置にあるデータが画素値を下げる操作を許可している場合、変更対象画素E204が白なので、出力画像710の変更対象画素E204の位置にある画素を黒に反転する。一方、もし透かし情報テーブルMのPの位置にあるデータが画素値を上げる操作を許可している場合は、これ以上輝度を上げることができないので、出力画像710のPの位置にある画素をそのままにする。
【００３９】
対象領域Aが多値の画素も含む場合は、多値画像対応電子透かし技術を適用して、透かし情報テーブルMと対象領域Aの構造をもとに変更対象画素Pの位置にある出力画像の画素を変更する。領域E206は二値以外の画素を含む対象領域Aの一例である。透かし情報埋め込み部306は、透かし情報テーブルMの変更対象画素E208の位置における画素値の変換情報に応じて、変更対象画素E208と同じ位置にある出力画像710の画素値を変更する。
【００４０】
対象領域Aの構造を解析して透かし情報を埋め込む方法として、特許文献1ではエッジを保存しノイズを削減する医用フィルタを用いる方法、特許文献2では交差数をもとにする方法を提案している。前者は絵画や映画などといった多値画像に、後者は文書や図形などの二値画像に適した方法で、画像処理で消えにくいように透かし情報を強く埋め込むことや、画質を劣化させないように弱く埋め込むことが可能であるとされている。
【００４１】
透かし情報埋め込みでは、画質維持の観点から、対象領域の構造を解析して画素値の変更量を調節することが多いが、本実施例においては、対象領域の解析の前処理として多値か二値かを判定するルーチンを組み込むことで、最適な透かし情報埋め込み方法で変更対象画素Pを変更することが可能になった。領域分割する特許文献3に開示の技術では、領域分割のための処理時間を余分に有し、さらに、分割画像それぞれ独立に透かし埋め込み処理を行うため、連結した出力画像に不自然な色彩や輝度の不連続部分が現れる可能性があった。本実施例によって上記の問題が2つとも解決される。
【００４２】
(S110)透かし埋め込み対象画像Imgの全ての画素を探索した場合にはS112に進む。そうでないならば、位置Pを別の画素に移してS106に戻る。
【００４３】
(S112)透かし情報埋め込み部306は、画像Outをデータ記録装置308に送信して処理を終了する。
【００４４】
この例では、上記透かし設定パラメータのうち、透かし強度を定めるパラメータは、多値画像用と二値画像用に二種類用いる。多値画像用の透かし強度を定めるパラメータは、色彩や輝度の変更量を調整する役目を果たす。また、二値画像の透かし強度を定めるパラメータは、透かし情報を強く埋め込む場合、変更対象となる画素が多くなるように、対象領域Aの構造の解析方法を変化させる(詳細は例えば特許文献2参照)場合に用いる。
【００４５】
また、二値判定パラメータの例として上限IMaxと下限IMinがある。これらのパラメータを使う場合は、ある画素の輝度値が、IMin未満もしくはIMaxを超過する場合は当該画素を二値とみなし、IMin以上IMax以下の場合は当該画素を多値とみなす。
【００４６】
以上の透かし強度を定めるパラメータおよび二値判定パラメータは、透かし設定指示部300から透かし情報埋め込み部306に伝えられ、RAM322もしくは記憶媒体332に格納される。
【００４７】
以上述べたとおり、本実施例では、透かし強度を定めるパラメータおよび二値判定パラメータを用いることにより、多値領域と二値領域とが混在した画像であっても色彩や輝度の不連続部分を生じることなく透かし情報を埋め込むことが可能になる。
【００４８】
上記実施例は人間の目での知覚が困難なように透かし情報を埋め込む例である。別の実施例として、人間の目で容易に知覚できるように透かし情報を埋め込む実施例を説明する。
【００４９】
ただし、透かし情報を単純に画像に上書きする方法では、もとの画像データに描かれている文章などの構成要素と重なり、透かし情報および構成要素が識別できなくなるなど画質劣化を引き起こす可能性があるため、本実施例では、もとの画像データの構成要素と重ならないように、かつ人間の目で容易に知覚できるように、透かし情報を埋め込む技術を提供する。本実施例で機密文書の出力時に「社外秘」といった文言を知覚しやすいように埋め込んでおけば、それを扱うユーザの注意喚起になり、さらに悪意のあるユーザの持ち出しを抑止することもできる。
【００５０】
人間の目で容易に知覚できるように透かし情報を埋め込むための、透かし情報埋め込み部306の動作の一例を示すフローチャートは、上記知覚が困難なように透かし情報を埋め込む場合と同じ図4で与えられる。透かし設定指示部300から透かし設定パラメータを、データ変換部302から透かし埋め込み対象となる画像データImgを、透かし情報変換部304から透かし情報を、透かし情報埋め込み部306が全て受け取ったタイミングで本フローチャートの動作が開始する。
【００５１】
(S100)透かし情報埋め込み部306は、透かし情報変換部304から受け取った透かし情報を透かし情報テーブルMに変換する。変換の一例を図7にあげる。透かし情報埋め込み部306は、透かし情報E300を、画像E302のように画像Imgと同じ大きさで、透かし設定指示部300で設定されたパラメータ(後述)に従って配置する。画像E302は透かし情報E300を黒色で斜めに繰り返し配置した例である。他の配置方法として、画像Imgの隅に対応する箇所に配置する方法などもある。
【００５２】
(S102)(S104)(S106)上記人間の目で知覚が困難なように透かし情報を埋め込む上記実施例と同様であるので、説明を割愛する。
【００５３】
(S108)対象領域A画素のすべてが二値の画素ならば、対象領域Aの画素がPの位置にある透かし情報テーブルMの画素と同一の画素値を有するか走査し、もし同一画素がない場合には、変更対象画素Pの位置にある出力画像の画素を透かし情報テーブルMのPの位置にある画素の画素値で置き換える。
【００５４】
図8は白黒反転の一例である。対象領域Aとして変更対象画素Pを中心とする3×3領域E402と領域E406を、透かし埋め込み対象画像E200から取り出す。領域E402は白画素だけで構成され、領域E406は黒画素を含む。もし透かし情報テーブルMのPの位置にある画素が黒色である場合、領域E402に関しては、出力画像E410のPの位置にある画素を黒に反転する。領域E402は白画素だけで構成されているので、黒に反転しても文字や図形を構成する黒画素とつながることはない。一方、領域E406に関しては、周辺領域が黒色を含むため、出力画像E410のPの位置にある画素を反転しない。反転すると、他の黒画素と連結してしまい、見た目を損なうことになるからである。
【００５５】
対象領域Aが多値の画素を含む場合も同様である。ただし、2つの画素が同一であることを判定するための同一判定パラメータも必要になる。すなわち、2つの画素の画素値の差が、当該同一判定パラメータの要求範囲に収まれば、当該画素は同一であるとみなされる。
【００５６】
もし対象領域Aのすべての画素の画素値と、透かし情報テーブルMのPの位置にある画素の画素値との差が前記同一判定パラメータの要求範囲に収まらず、すべて異なると判定される場合に限り、変更対象画素Pの位置にある出力画像の画素を透かし情報テーブルMのPの位置にある画素の画素値で置き換える。
【００５７】
この方法で、画像データImgに描かれている絵画や図形と連結しないように、背景部分に透かし情報を埋め込むことができる。
【００５８】
(S110)(S112)上記人間の目で知覚が困難なように透かし情報を埋め込む実施例と同様である。もし透かし情報の画像処理への耐性（画像処理に対する消えにくさ）が充分ある場合には、処理の高速化のために、変更対象画素Pを、互いに離れた場所に設定することも可能である。この場合、透かし情報は斑点状に埋め込まれる。画像E412は、変更対象画素Pを、互いに離れた場所に設定した出力画像E410の一部を拡大したものである。画像E412のように、周辺領域を参照することで、透かし埋め込み対象画像E300と重ならないように透かし情報を埋め込むことができる。
【００５９】
上記実施例において、透かし情報の埋め込み方を定めるパラメータの例としては、色彩・輝度変更パターンの構成を規定する、文字の大きさ、文字の画素値、配置位置（間隔および／または回転角を含んでも良い）、および繰り返し回数、さらに、画素が多値か二値かを判定する二値判定パラメータ、対象領域Aの大きさ、前記同一性判定パラメータ、変更対象画素Pの移動幅がある。
【００６０】
以上説明したように、上記実施例によれば、多値領域と二値領域とが混在した画像であっても、領域分割の前処理を行わずに、画像の構成要素と重ならないように、透かし情報を容易に知覚できるように埋め込むことができる。
【実施例２】
【００６１】
図9は、本発明による印刷管理システム60の一実施形態の構成を示す。
【００６２】
印刷管理システム60は、コンピュータ20、ネットワーク70、透かし情報埋め込み装置80、および印刷履歴管理サーバ90を備える。コンピュータ20は上記実施例で説明した装置と同一である。ネットワーク70は、コンピュータ20、透かし情報埋め込み装置80、および印刷管理システム90を接続し、互いに通信させる。
【００６３】
透かし情報埋め込み装置80は、透かし情報埋め込み装置30と同様のハードウェア構成を備え、コンピュータ20から、コンピュータ20の名称、MACアドレス、IPアドレスなどコンピュータ20固有の情報、および/または、ユーザ名、ユーザが操作しているアプリケーション名、ファイル名などユーザ固有の情報を受け取ったとき、これを印刷履歴管理サーバ90に送信する。
【００６４】
印刷履歴管理サーバ90は、透かし情報埋め込み装置30と同様のハードウェア構成を備え、透かし情報埋め込み装置80からコンピュータ20固有の情報および/またはユーザ固有の情報を受け取ったとき、これを格納して印刷物IDを発行する。このとき、透かし情報埋め込み装置80は、当該IDを印刷履歴管理サーバ90から受信し、これを透かし情報として印刷対象となる画像データに埋め込み、印刷する。
【００６５】
図10は、コンピュータ20、透かし情報埋め込み装置80、および印刷履歴管理サーバ90の一構成例である。コンピュータ20は入力部200、データ出力部202、および情報出力部204を備える。これら各部は前述と同一の動作を行う。透かし情報埋め込み装置80は、透かし設定指示部300、データ変換部302、印刷情報出力部804、透かし情報変換部304、透かし情報埋め込み部306、およびデータ出力部308を備えるが、前述の透かし情報埋め込み装置30と比較すると、印刷情報出力部804だけが異なり、他の処理部は前述と同一の動作を行う。印刷履歴管理サーバ90は、印刷履歴格納部900および印刷物ID発行部902を備える。
【００６６】
透かし情報埋め込み装置80は、透かし情報埋め込み装置40、50のように、データ出力部308を外付けの装置により構成することも可能である。この場合は、データ出力部として通常の印刷機を用いることができるという長所がある。
【００６７】
印刷情報出力部804は、コンピュータ20の固有情報、および/またはユーザの固有情報をコンピュータ20から受信したとき、当該固有情報を印刷履歴管理サーバ90にネットワーク70を介して送信する。印刷履歴管理サーバ90では、印刷履歴格納部900が、当該固有情報と当該IDとを紐付けて格納すると同時に、印刷物ID発行部902を動作させて、これらの情報を一意に識別するための印刷物IDを発行する。
【００６８】
図11の表E500は当該格納情報の一例である。コンピュータ20やユーザの固有情報として、コンピュータ名、ユーザ名、印刷ファイル名、印刷日時などを格納する。印刷ID発行部902が発行する印刷物IDとして、例えば当該固有情報のハッシュ値を用いても良い。または単純に格納順を示す通し番号でもよい。印刷履歴格納部900による格納処理が終了した段階で、印刷物ID発行部902は、当該印刷物IDを透かし情報変換部304にネットワーク70を介して送信する。当該IDを受信した透かし情報変換部304は、必要に応じて受信した印刷物IDに暗号化や誤り訂正のための冗長化などを施した後、これを透かし情報として透かし情報埋め込み部306に送る。以降の動作は透かし情報埋め込み装置30と同様である。
【００６９】
画質維持の観点から、画像データに埋め込める透かし情報量には限度があり、コンピュータ名やユーザ名などの大量の固有情報格納することは困難であるが、上記のように、印刷管理システム60を用いて固有情報を外部に蓄え、透かし情報として固有情報の識別IDを埋め込むことにより、印刷物自体に大量の固有情報を紐付けることが可能になる。
【００７０】
万一印刷物が外部に流出したとしても、この印刷物から透かし情報を抽出し、印刷履歴管理サーバ90に格納されている印刷履歴情報と照合することで、いつ、誰が印刷したかなどの情報が、流出した印刷物から判定できる。
【００７１】
カラーまたはグレースケールという多値領域と白黒などの二値領域が混在した一般の画像データに、画質を維持しつつ、かつ透かし情報の画像処理耐性が劣化しないよう、高速に透かし情報を埋め込むことができる、本実施例の透かし情報埋め込み装置80と、印刷履歴管理サーバ90などで構築される印刷管理システム60によって、印刷物の履歴管理が可能になり、印刷物の不正流出を抑止できる。
【符号の説明】
【００７２】
10：透かし情報埋め込みシステム、20：コンピュータ、30：透かし情報埋め込み装置、40：透かし情報埋め込み装置30の機能をコンピュータ20に組み込んだ装置、50：透かし情報埋め込み装置30からデータ出力部308を除いた装置、60：印刷管理システム、70：ネットワーク、80：透かし情報埋め込み装置、90：印刷履歴管理サーバ、200：入力部、202：データ出力部、204：情報出力部、300：透かし設定指示部、302：データ変換部、304：透かし情報変換部、306：透かし情報埋め込み部、308：データ出力部、320：CPU、322：RAM、324：ROM、326：通信インターフェース、328：記録装置、330：メディアインターフェース、332：記憶媒体、804：印刷情報出力部、900：印刷履歴格納部、902：透かし情報発行部、E100：透かし情報、E102：透かし情報テーブルの一例、E200：透かし埋め込み対象画像、E202：白もしくは黒からなる対象領域の一例、E204：位置Pにある改変対象画素、E206：白黒以外の輝度を含む対象領域の一例、E208：位置Pにある改変対象画素、E210：出力画像、E300：透かし情報、E302：透かし情報テーブルの一例、E402：白もしくは黒からなる対象領域の一例、E404：位置Pにある改変対象画素、E406：白もしくは黒からなる対象領域の一例、E408：位置Pにある改変対象画素、E410：出力画像、E412：出力画像E410の拡大図、E500：印刷履歴一覧表
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年11月13日(2009.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値領域および/または二値領域を構成する複数の画素からなる画像データの画素値を変更することにより、前記画像データに透かし情報を埋め込む透かし情報埋め込み装置であって、
当該透かし情報から前記画像データの同じ大きさの透かし情報テーブルを生成する第一の手段と、
画素値の変更可否を算出するために用いる、画素値の変更対象画素を含む対象領域のすべての画素値を記憶する第二の手段と、
前記変更対象画素の位置にある、前記透かし情報テーブル上の画素値が、前記対象領域のいずれの画素値とも一致しない場合に、当該変更対象画素の画素値を当該透かし情報テーブル上の画素値に置換し、いずれかの画素値と一致すれば、当該変更対象画素の画素値を維持する、と判定する第三の手段と、
前記変更対象画素の位置にある、前記透かし情報テーブル上の画素値が、前記対象領域のいずれの画素値とも類似していない場合に、当該変更対象画素の画素値を当該透かし情報テーブル上の画素値に置換し、いずれかの画素値と類似すれば、当該変更対象画素の画素値を維持する、と判定する第四の手段と、
前記画像データのいずれかの画素が前記変更対象画素として指定されたとき、対象領域の前記構造により定まる前記対象領域を解析し、解析した当該対象領域を構成する全ての画素の画素値が二値であれば、前記第三の手段を用いて前記変更対象画素の画素値を置換するか維持するかを判定し、当該対象領域を構成する全ての画素の画素値が多値であれば、前記第四の手段を用いて前記変更対象画素の画素値を置換するか維持するかを判定する第四の手段と、を備える
ことを特徴とする透かし情報埋め込み装置。
【請求項２】
請求項１に記載の透かし情報埋め込み装置において、
さらに透かし情報設定装置を具備し、
当該透かし情報設定装置は、前記第一の手段で生成される前記透かし情報テーブルを構成する文字の大きさ、文字の画素値、および配置位置を設定する
を特徴とする透かし情報埋め込み装置。
【請求項３】
請求項１に記載の透かし情報埋め込み装置において、
さらに透かし情報設定装置を具備し、
当該透かし情報設定装置は、前記第四の手段における画素値の類似性を判定するためのパラメータを設定する
を特徴とする透かし情報埋め込み装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか一に記載の透かし情報埋め込み装置において、
前記画像データの変更対象画素に対する、前記第五の手段による判定結果に従って、前記画像データの複製画像データの前記変更対象画素の位置にある画素の画素値を変更する第六の手段を備える
ことを特徴とする透かし情報埋め込み装置。
【請求項５】
多値領域および/または二値領域を構成する複数の画素からなる画像データの画素値を変更することにより、 前記画像データに透かし情報を埋め込む透かし情報埋め込み装置として、コンピュータを機能させるプログラムであって、
前記コンピュータを、当該透かし情報から前記画像データの同じ大きさの透かし情報テーブルを生成する、前記透かし情報埋め込み装置の第一の手段として機能させるプログラムと、
前記コンピュータを、画素値の変更可否を算出するために用いる、画素値の変更対象画素を含む対象領域のすべての画素値を記憶する、前記透かし情報埋め込み装置の第二の手段として機能させるプログラムと、
前記コンピュータを、前記変更対象画素の位置にある、前記透かし情報テーブル上の画素値が、前記対象領域のいずれの画素値とも一致しない場合に、当該変更対象画素の画素値を当該透かし情報テーブル上の画素値に置換し、いずれかの画素値と一致すれば、当該変更対象画素の画素値を維持する、と判定する、前記透かし情報埋め込み装置の第三の手段として機能させるプログラムと、
前記コンピュータを、前記変更対象画素の位置にある、前記透かし情報テーブル上の画素値が、前記対象領域のいずれの画素値とも類似していない場合に、当該変更対象画素の画素値を当該透かし情報テーブル上の画素値に置換し、いずれかの画素値と類似すれば、当該変更対象画素の画素値を維持する、と判定する、前記透かし情報埋め込み装置の第四の手段として機能させるプログラムと、
前記コンピュータを、前記画像データのいずれかの画素が前記変更対象画素として指定されたとき、対象領域の前記構造により定まる前記対象領域を解析し、解析した当該対象領域を構成する全ての画素の画素値が二値であれば、前記第三の手段を用いて前記変更対象画素の画素値を置換するか維持するかを判定し、当該対象領域を構成する全ての画素の画素値が多値であれば、前記第四の手段を用いて前記変更対象画素の画素値を置換するか維持するかを判定する、前記透かし情報埋め込み装置の第五の手段として機能させるプログラムと、を備える
ことを特徴とするプログラム。
【請求項６】
請求項５に記載のプログラムにおいて、
前記コンピュータは、前記第一の手段で生成される前記透かし情報テーブルを構成する文字の大きさ、文字の画素値、および配置位置を設定するプログラムをさらに具備する
ことを特徴とするプログラム。
【請求項７】
請求項５に記載のプログラムにおいて、
前記コンピュータは、前記第四の手段における画素値の類似性を判定するためのパラメータを設定するプログラムをさらに具備する
ことを特徴とするプログラム。
【請求項８】
請求項５ないし７いずれか一に記載のプログラムにおいて、
前記コンピュータを、さらに、前記画像データの変更対象画素に対する、前記第五の手段による判定結果に従って、前記画像データの複製画像データの前記変更対象画素の位置にある画素の画素値を変更する、前記透かし埋め込み装置の第六の手段として機能させるプログラムを備える
ことを特徴とするプログラム。
【請求項９】
多値領域および/または二値領域を構成する複数の画素からなる画像データの画素値を、電子透かし方法を適用して算出した変更量に従って変更することにより、前記画像データに透かし情報を埋め込む透かし情報埋め込み装置であって、
電子透かし方法を適用して画素値の変更量を算出するために用いる、画素値の変更対象画素を含む対象領域の構造を記憶する第一の手段と、
前記対象領域に二値画像対応の電子透かし方法を適用して、前記変更対象画素の画素値を反転するか否かを算出する第二の手段と、
前記対象領域に多値画像対応の電子透かし方法を適用して、前記変更対象画素の画素値の変更量を算出する第三の手段と、
前記画像データのいずれかの画素が前記変更対象画素として指定されたとき、対象領域の前記構造により定まる前記対象領域を解析し、前記対象領域が前記画像データからはみ出した場合は、はみ出した画素をあらかじめ定めた特定の画素と見なして、前記対象領域を解析し、解析した当該対象領域を構成する全ての画素の画素値が二値であれば、前記第二の手段を用いて前記変更対象画素の画素値を反転するか否かを算出し、解析した当該対象領域を構成する全ての画素の画素値が多値であれば、前記第三の手段を用いて前記変更対象画素の画素値の変更量を算出する第四の手段と、を備える
ことを特徴とする透かし情報埋め込み装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の透かし情報埋め込み装置において、
前記第一の手段は、前記対象領域の前記構造は、変更対象画素を中心とする3×3画素の領域である、と記憶し、
前記第四の手段は、黒い画素、もしくは、白い画素、または、前記はみ出した画素の最も近くにあるはみ出していない画素、を前記あらかじめ定めた特定の画素とする
ことを特徴とする透かし情報埋め込み装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の透かし情報埋め込み装置において、
前記画像データの変更対象画素に対する、前記第四の手段による算出結果に従って、前記画像データの複製画像データの前記変更対象画素の位置にある画素の画素値を変更する第五の手段を備える
ことを特徴とする透かし情報埋め込み装置。
【請求項１２】
多値領域および/または二値領域を構成する複数の画素からなる画像データの画素値を、電子透かし方法を適用して算出した変更量に従って変更することにより、前記画像データに透かし情報を埋め込む透かし情報埋め込み装置として、コンピュータを機能させるプログラムであって、
前記プログラムは、
前記コンピュータを、電子透かし方法を適用して画素値の変更量を算出するために用いる、画素値の変更対象画素を含む対象領域の構造を記憶する、前記透かし情報埋め込み装置の第一の手段として機能させるプログラムと、
前記コンピュータを、前記対象領域に二値画像対応の電子透かし方法を適用して、前記変更対象画素の画素値を反転するか否かを算出する、前記透かし情報埋め込み装置の第二の手段として機能させるプログラムと、
前記コンピュータを、前記対象領域に多値画像対応の電子透かし方法を適用して、前記変更対象画素の画素値の変更量を算出する、前記透かし情報埋め込み装置の第三の手段として機能させるプログラムと、
前記コンピュータを、前記画像データのいずれかの画素が前記変更対象画素として指定されたとき、対象領域の前記構造により定まる前記対象領域を解析し、前記対象領域が前記画像データからはみ出した場合は、はみ出した画素をあらかじめ定めた特定の画素と見なして、前記対象領域を解析し、解析した当該対象領域を構成する全ての画素の画素値が二値であれば、前記第二の手段を用いて前記変更対象画素の画素値を反転するか否かを算出し、解析した当該対象領域を構成する全ての画素の画素値が多値であれば、前記第三の手段を用いて前記変更対象画素の画素値の変更量を算出する、前記透かし情報埋め込み装置の第四の手段として機能させるプログラムと、
を備えることを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のプログラムにおいて、
前記対象領域の前記構造は、変更対象画素を中心とする3×3画素の領域である、と前記コンピュータに記憶させ、
前記第四の手段が、黒い画素、もしくは、白い画素、または、前記はみ出した画素の最も近くにあるはみ出していない画素、を前記あらかじめ定めた特定の画素とするよう、前記コンピュータを機能させる
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載のプログラムにおいて、
前記コンピュータを、更に、前記画像データの変更対象画素に対する、前記第四の手段による算出結果に従って、前記画像データの複製画像データの前記変更対象画素の位置にある画素の画素値を変更する第五の手段を備える透かし情報埋め込み装置として機能させる
ことを特徴とするプログラム。