(57)【要約】  埋め込むべき情報を有する図形パターンを画像データに埋め込む電子透かし埋め込み装置であって、前記図形パターン埋め込み部が前記図形パターンを画像データに埋め込む際、前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更する近傍画素変更部と、前記近傍画素変更部による、前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素の変更を伴うようにして前記図形パターンを画像データに埋め込む図形パターン埋め込み部とを備え、前記近傍画素変更部は、前記図形パターンが埋め込まれた画像データに対する画像拡大処理或いは画像縮小処理がなされた場合であっても前記図形パターンが有する信号的特徴が維持され得る態様で、前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更する構成とされてなる。
2009028091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋め込むべき情報を有する図形パターンを画像データに埋め込む電子透かし埋め込み装置であって、
前記図形パターンが有する信号的特徴の周期を変更する信号的特徴周期変更部と、
信号的特徴周期変更部により変更された信号的特徴の周期にて前記図形パターンを画像データに埋め込む図形パターン埋め込み部とを備え、
前記信号的特徴周期変更部は、前記図形パターンが埋め込まれた画像データに対する画像拡大処理或いは画像縮小処理がなされた場合であっても前記図形パターンが有する信号的特徴が維持され得る態様で前記図形パターンが有する信号的特徴の周期を変更する構成とされてなる電子透かし埋め込み装置。
【請求項２】
埋め込むべき情報を有する図形パターンを画像データに埋め込む電子透かし埋め込み装置であって、
前記図形パターンを画像データに埋め込む際、前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更する近傍画素変更部と、
前記近傍画素変更部による、前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素の変更を伴うようにして前記図形パターンを画像データに埋め込む図形パターン埋め込み部とを備え、
前記近傍画素変更部は、前記図形パターンが埋め込まれた画像データに対する画像拡大処理或いは画像縮小処理がなされた場合であっても前記図形パターンが有する信号的特徴が維持され得る態様で、前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更する構成とされてなる電子透かし埋め込み装置。
【請求項３】
前記近傍画素変更部による、情報埋め込み対象の画像データにおける、埋め込むべき図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素の変更は、前記埋め込むべき図形パターンが有する信号的特徴の周期と異なる周期を有するようにするものである、請求項２に記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項４】
前記近傍画素変更部による、情報埋め込み対象の画像データにおける、埋め込むべき図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素の変更は、前記近傍画素の画素値の変更よりなる、請求項２に記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項５】
前記近傍画素変更部による、情報埋め込み対象の画像データにおける、埋め込むべき図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素の変更は、図形パターンが有する信号的特徴に係る部分に孤立点を付与するものである、請求項２に記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項６】
更に、前記埋め込むべき図形パターンとして、想定される複数種の画像拡大率或いは縮小率に応じて複数種類の図形パターンを提供する複数種図形パターン提供部を設け、
前記図形パターン埋め込み部は複数種図形パターン提供部によって、想定される複数種の画像拡大率或いは画像縮小率に応じて提供された複数種の図形パターンからランダムに選択したものを埋め込む構成とされてなる請求項１または２に記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項７】
前記図形パターンの埋め込みは、前記画像データの画像中、背景以外の領域に対してなされる構成とされてなる、請求項１または２に記載の電子透かし埋め込み装置。
【請求項８】
検出対象の画像データに対し情報の埋め込みを目的として埋め込まれた図形パターンを検出する図形パターン検出部と、
前記検出された図形パターンの配置から、当該画像データに対してなされた画像拡大処理或いは画像縮小処理における画像拡大率或いは画像縮小率を検出する拡縮率検出部と、
前記拡縮率検出部により検出された当該画像データに対してなされた画像拡大処理或いは画像縮小処理における画像拡大率或いは画像縮小率に基づき、前記図形パターン検出部により検出された図形パターンに対し情報処理を施して前記画像データに埋め込まれた情報を得る情報処理部とよりなる電子透かし検出装置。
【請求項９】
前記図形パターン検出部は、検出対象の画像データに対して非線形フィルタによる情報処理を行い所定の周期を検出することにより図形パターンを検出する構成とされてなる請求項８に記載の電子透かし検出装置。
【請求項１０】
前記拡縮率検出部は、検出対象の画像データにおける図形パターンの埋め込み領域の境界部分の間隔を検出することにより当該画像データに対してなされた画像拡大処理或いは画像縮小処理における画像拡大率或いは画像縮小率を検出する構成とされてなる請求項８に記載の電子透かし検出装置。
【請求項１１】
埋め込むべき情報を有する図形パターンを画像データに埋め込む電子透かし埋め込み装置としてコンピュータを動作させるための命令を含むプログラムであって、
前記図形パターンが有する信号的特徴の周期を変更する信号的特徴周期変更部と、
信号的特徴周期変更部により変更された信号的特徴の周期にて前記図形パターンを画像データに埋め込む図形パターン埋め込み部としてコンピュータを機能させるための命令を含み、
前記信号的特徴周期変更部は、前記図形パターンが埋め込まれた画像データに対する画像拡大処理或いは画像縮小処理がなされた場合であっても前記図形パターンが有する信号的特徴が維持され得る態様で前記図形パターンが有する信号的特徴の周期を変更する構成とされてなるプログラム。
【請求項１２】
埋め込むべき情報を有する図形パターンを画像データに埋め込む電子透かし埋め込み装置としてコンピュータを動作させるための命令を含むプログラムであって、
前記図形パターンを画像データに埋め込む際、前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更する近傍画素変更部と、
前記近傍画素変更部による、前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素の変更を伴うようにして前記図形パターンを画像データに埋め込む図形パターン埋め込み部としてコンピュータを機能させるための命令を含み、
前記近傍画素変更部は、前記図形パターンが埋め込まれた画像データに対する画像拡大処理或いは画像縮小処理がなされた場合であっても前記図形パターンが有する信号的特徴が維持され得る態様で、前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更する構成とされてなるプログラム。
【請求項１３】
前記近傍画素変更部による、情報埋め込み対象の画像データにおける、埋め込むべき図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素の変更は、前記埋め込むべき図形パターンが有する信号的特徴の周期と異なる周期を有するようにするものである、請求項１２に記載のプログラム。
【請求項１４】
前記近傍画素変更部による、情報埋め込み対象の画像データにおける、埋め込むべき図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素の変更は、前記近傍画素の画素値の変更よりなる、請求項１２に記載のプログラム。
【請求項１５】
前記近傍画素変更部による、情報埋め込み対象の画像データにおける、埋め込むべき図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素の変更は、図形パターンが有する信号的特徴に係る部分に孤立点を付与するものである、請求項１２に記載のプログラム。
【請求項１６】
更に、前記埋め込むべき図形パターンとして、想定される複数種の画像拡大率或いは縮小率に応じて複数種類の図形パターンを提供する複数種図形パターン提供部を設け、
前記図形パターン埋め込み部は複数種図形パターン提供部によって想定される複数種の画像拡大率或いは画像縮小率に応じて提供された複数種の図形パターンからランダムに選択したものを埋め込む構成とされてなる請求項１１または１２に記載のプログラム。
【請求項１７】
前記図形パターンの埋め込みは、前記画像データの画像中、背景以外の領域に対してなされる構成とされてなる、請求項１１または１２に記載のプログラム。
【請求項１８】
検出対象の画像データに対し情報の埋め込みを目的として埋め込まれた図形パターンを検出する図形パターン検出部と、
前記検出された図形パターンの配置から、当該画像データに対してなされた画像拡大処理或いは画像縮小処理における画像拡大率或いは画像縮小率を検出する拡縮率検出部と、
前記拡縮率検出部により検出された当該画像データに対してなされた画像拡大処理或いは画像縮小処理における画像拡大率或いは画像縮小率に基づき、前記図形パターン検出部により検出された図形パターンに対し情報処理を施して前記画像データに埋め込まれた情報を得る情報処理部としてコンピュータを機能させるための命令を含むプログラム。
【請求項１９】
前記図形パターン検出部は、検出対象の画像データに対して非線形フィルタによる情報処理を行うことにより所定の周期を検出して図形パターンを検出する構成とされてなる請求項１８に記載のプログラム。
【請求項２０】
前記拡縮率検出部は、検出対象の画像データにおける図形パターンの埋め込み領域の境界部分の間隔を検出することにより当該画像データに対してなされた画像拡大処理或いは画像縮小処理における画像拡大率或いは画像縮小率を検出する構成とされてなる請求項１８に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子透かし埋め込み装置、電子透かし検出装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
「電子透かし」と呼ばれる技術は、画像、音声等の電子データに対し、著作権情報や複製者の追跡情報を埋め込むための技術である。【０００３】
この「電子透かし」の技術において、埋め込む情報はいわゆる「透かし」として秘密裡に埋め込まれるため、人間に知覚されずに情報を埋め込むことが可能である。【０００４】
また、この「電子透かし」の技術では、電子データから上記埋め込まれた情報を検出することによって、著作物の無断複製の確認や、社内情報の漏えいに対する追跡が可能となる。特に、文書画像のように印刷が可能な電子媒体については、電子データのみならず、印刷された紙媒体からも上記埋め込まれた情報が検出できるようにする必要がある。【０００５】
従来の文書画像に対する電子透かし技術として、文字列および文字に情報を埋め込む方法、文書画像の背景に情報を埋め込む方法、さらに、文書画像の背景以外の箇所に情報を埋め込む方法等が知られている。【０００６】
文字列および文字に情報を埋め込む方法としては、英文字列の文字間隔を変更することで情報を埋め込む方法（例えば、非特許文献１を参照）、文字を拡大、縮小、または回転させて情報を埋め込む方式（例えば、非特許文献２参照）、文字の形状を変更することで情報を埋め込む方法（例えば、非特許文献３および特許文献１を参照）、文書画像から文字画像を抽出し、文字画像を所定のドットパターンで構成することで透かしを埋め込む方式（例えば、特許文献７を参照）が知られている。【０００７】
文書画像の背景に情報を埋め込む方法としては、埋め込む情報を特定のドットパターンで表現し、埋め込む情報に対応したドットパターンを文書画像の背景に重層することで情報を埋め込む方法（例えば、特許文献２および特許文献３を参照）が知られている。【０００８】
文書画像の背景以外の部分に情報を埋め込む方式としては、２値画像に対する人間の視覚特性に基づいて改変の判断基準およびその優先順位を与え、優先順位が高い画素から順に改変を施すことで透かし情報を挿入する方法（例えば、特許文献４を参照）や、２値画像を複数のブロックに分割し、ブロック毎の黒画素数の剰余値が透かし情報に対応する値になるように画素値を変更する方法（例えば、特許文献５を参照）や、画像からエッジを検出し、エッジとの既知の空間関係を有す部分に情報を挿入する方法（例えば、特許文献６を参照）が知られている。
【特許文献１】特開２００１−０７８００６号公報
【特許文献２】特許第３６２８３１２号
【特許文献３】特開２００１−３４６０３２号公報
【特許文献４】特開２００４−２８９７８３号公報
【特許文献５】特開２００２−２３２６９８号公報
【特許文献６】特表２００５−５２４３４８号公報
【特許文献７】特開２００６−２９５６０６号公報
【非特許文献１】J. T. Brassil, S. Low, N. F. Maxemchuk, L. O'Gorman: ``Electronic marking and identification techniques to discourage document copying'', in Proc. IEEE INFOCOM '94, vol. 3, pp. 1278-1287, 1994
【非特許文献２】中村康弘、松井甲子雄：``著作権保護のための和文印刷文書への署名情報埋め込み''、情報処理学会第50回全国大会、vol. 3、pp. 203-204、1994
【非特許文献３】辻合秀一、上辻雅義：``文字形状を利用したレタリングへの電子透かし法、'' 電子情報通信学会論文誌、vol. 39、pp. 2175-2177, Nov. 1999
【非特許文献４】井上誠喜、八木伸行、林正樹、中須英輔、三谷公二、奥井誠人、「Ｃ言語で学ぶ実践画像処理」、オーム社、ｐ．１３１−１３５、１９９９年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような電子透かしの技術の分野では、埋め込まれた情報が視覚的に判別しにくく、かつ、印刷後にコピーや切り取り、画像拡大縮小等の加工が行われた場合でも検出可能な形で文書画像データに情報を埋め込み、上記文書画像データの印刷物から安定して埋め込まれた情報を検出することが望まれる。【００１０】
特に画像拡大縮小処理において、２in1印刷や４in1印刷におけるNアップ印刷や、コピー時に出力のサイズ変更、例えば、Ａ４サイズからＢ５サイズへのサイズ縮小や、Ｂ５サイズからＡ４サイズへのサイズ拡大などが行われた場合でも安定して情報を検出できることが望まれる。【００１１】
非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、特許文献１および特許文献７に記載された埋め込み方法は、埋め込む情報が文書画像データ内の文字に大きく依存するという問題点を有する。また、情報の埋め込み時および情報検出時に文書画像中の文字を抽出する処理が必要となる。【００１２】
特許文献２および特許文献３に記載の埋め込み方法では、画像データの背景に特徴的なドットパターンを分散して埋め込むため、コピーや拡大縮小処理、切り取り等に対する耐性を持たせることができるが、背景に埋め込まれたドットパターンが目に付きやすいという問題点がある。【００１３】
特許文献４、特許文献５および特許文献６に記載の埋め込み方法では、図形の文字の輪郭や切れ目などの領域に重点的に情報を埋め込むため埋め込まれた情報が視覚的に判別しにくいが、印刷やコピーが繰り返されることで前記領域にかすれやぼけが発生し、埋め込まれた情報が消失する可能性が高いという問題点がある。【００１４】
画像拡大縮小処理への対応方法として、検出器側でパラメータ、例えば、ドットパターンのサイズや埋め込み領域サイズなどを試行錯誤的に変更することで拡縮率の計算を行うことが可能である（例えば、特許文献７に記載の方法）。しかし、特に画像縮小処理において、前記ドットパターンや改変された画素が消失した場合、当該方法では拡縮率を特定できない。【００１５】
本発明はこれらの問題点に鑑み、埋め込まれた情報が視覚的に判別しにくく、かつ、印刷後にコピーや切り取り、画像拡大縮小等の加工が行われた場合でも検出可能な形で文書画像データに情報を埋め込み、上記文書画像データの印刷物から安定して埋め込まれた情報を検出することが可能な電子透かし埋め込み装置、電子透かし検出装置およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明によれば、埋め込む情報を有する図形パターンの信号的特徴の周期を変更し、このようにして変更された信号的特徴の周期にて前記図形パターンを画像データに埋め込むようにする。埋め込む情報を有する図形パターンの信号的特徴の周期を変更する際には、図形パターンが埋め込まれた画像データに対する画像拡大処理或いは画像縮小処理がなされた場合であっても前記図形パターンが有する信号的特徴が維持され得る態様で前記図形パターンが有する信号的特徴の周期を変更するようにする。【００１７】
また本発明によれば、埋め込む情報を有する図形パターンを画像データに埋め込む際、前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更する。そしてこの前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素の変更を伴うように前記図形パターンを画像データに埋め込む。そして前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更する際、前記図形パターンが埋め込まれた画像データに対する画像拡大処理或いは画像縮小処理がなされた場合であっても前記図形パターンが有する信号的特徴が維持され得る態様で、前記画像データにおける、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更する。【００１８】
このように、埋め込む情報を有する図形パターンの信号的特徴の周期を変更し、或いは埋め込み対象の画像データにおける、埋め込む情報を有する図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更することにより、前記図形パターンが埋め込まれた画像データに対する画像拡大処理或いは画像縮小処理がなされた場合であっても前記図形パターンが有する信号的特徴が維持されるようにすることが出来る。【００１９】
すなわち埋め込む情報を有する図形パターンの信号的特徴の周期を変更することにより、前記図形パターンが埋め込まれた画像データに対する画像拡大処理或いは画像縮小処理がなされた場合、このような画像拡大処理或いは画像縮小処理を経た状態において、当該図形パターンが元々有したその信号的特徴の周期が得られるようにすることが出来、当該図形パターンを確実に検出し得るようになる。そしてこのように検出された当該図形パターンを分析することにより、埋め込まれた情報を確実に得ることが可能となる。【００２０】
また埋め込み対象の画像データにおける、埋め込む情報を有する図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更することにより、前記図形パターンが埋め込まれた画像データに対する画像拡大処理或いは画像縮小処理がなされた場合、このような画像拡大処理或いは画像縮小処理を経た状態において、当該図形パターンの信号的特徴に係る部分が確実に検出されるようにすることが出来る。そしてこのように検出された当該図形パターンの信号的特徴に係る部分を分析することにより、埋め込まれた情報を確実に得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、情報が埋め込まれた画像データに対する画像拡大処理或いは画像縮小処理を経た後でも、当該画像データから上記埋め込まれた情報を確実に得ることが可能となるため、実用上優れた特性を有する電子透かし埋め込み装置、電子透かし検出装置およびそれらの装置をコンピュータで実現するためのプログラムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施例による電子透かし埋め込み方式の原理図である。
【図２】図１に示す電子透かし埋め込み方式において適用可能な図形パターンの構成例（その１）である。
【図３】図１に示す電子透かし埋め込み方式において適用可能な図形パターンを示す２次元データの一例を示す図である。
【図４】図１に示す電子透かし埋め込み方式における埋め込み領域検出処理の流れを説明するための処理フローチャートである。
【図５】図４の埋め込み領域検出処理におけるパターンマッチングの処理について説明するための図である。
【図６】図１に示す電子透かし埋め込み方式において適用可能な図形パターンの構成例（その２）である。
【図７】図１に示す電子透かし埋め込み方式によって図形パターンを埋め込んだ結果の画像データ例を示す図である。
【図８】図１に示す電子透かし埋め込み方式によって埋め込まれた図形パターンを検出する際に使用する非線形フィルタを、前記図形パターンを構成する方向パターンに適用した場合の例について説明するための図（その１）である。
【図９】図１に示す電子透かし埋め込み方式によって埋め込まれた図形パターンを検出する際に使用する非線形フィルタを、前記図形パターンを構成する方向パターンに適用した場合の例について説明するための図（その２）である。
【図１０】図１に示す電子透かし埋め込み方式によって埋め込まれた図形パターンを検出する処理の具体例を説明するための図である。
【図１１】図１に示す電子透かし埋め込み方式において適用可能な図形パターンの構成例（その３）である。
【図１２】従来の問題点（画像縮小時の方向パターンの消失）を説明するための図（その１）である。
【図１３】従来の問題点（画像縮小時の方向パターンの消失）を説明するための図（その２）である。
【図１４】図１に示す電子透かし埋め込み方式において適用可能な図形パターンの構成例としての、図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素の改変の例を示す図である。
【図１５】図１に示す電子透かし埋め込み方式において適用可能な図形パターンの構成例としての、数種類の画像縮小の場合に対応させた、図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素の改変の例を示す図である。
【図１６】図１に示す電子透かし埋め込み方式において適用可能な、ランダムに図形パターンを選択して画像データに埋め込む場合における、情報の埋め込みおよび情報の検出について説明するための図である。
【図１７】図１に示す電子透かし埋め込み方式において適用可能な図形パターンの構成例としての、拡縮率Ｓ＝０．７およびＳ＝０．５を想定した場合の図形パターンの例を示す図である。
【図１８】図１に示す電子透かし埋め込み方式において適用可能な図形パターンの構成例としての、図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素の改変方法の一例を説明するための図である。
【図１９】図１に示す電子透かし埋め込み方式における図形パターンの配置および図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素の改変の処理の流れを説明するための処理フローチャートである。
【図２０】図１９に示す図形パターンの配置および図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素の改変の処理の流れを説明するための図（その１）である。
【図２１】図１９に示す図形パターンの配置および図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素の改変の処理の流れを説明するための図（その２）である。
【図２２】図１に示す電子透かし埋め込み方式を実現するための電子透かし埋め込み装置の全体構成を説明するための機能ブロック図である。
【図２３】図２２に示す電子透かし埋め込み装置の機能を説明するための図である。
【図２４】図２２に示す電子透かし埋め込み装置の情報埋め込み処理部による図形パターンの埋め込み処理の流れを説明するための処理フローチャートである。
【図２５】図２４に示す情報埋め込み処理部による図形パターンの埋め込み処理によって図形パターンが埋め込まれる埋め込み領域について説明するための図（その１）である。
【図２６】図２４に示す情報埋め込み処理部による図形パターンの埋め込み処理によって図形パターンが埋め込まれる埋め込み領域について説明するための図（その２）である。
【図２７】本発明の一実施例による電子透かし検出装置の全体構成を説明するための機能ブロック図である。
【図２８】図２７に示された情報検出処理部による、図形パターンから情報を検出する処理の流れを示す処理フローチャートである。
【図２９】図２７に示された情報検出処理部による、図形パターンから情報を検出する際の、図形パターンのヒストグラムから埋め込み領域境界を判定する方法について説明するための図である。
【図３０】図２２に示された電子透かし埋め込み装置１６０１或いは図２７に示された電子透かし検出装置１９０１をコンピュータで実現する場合について説明するための、コンピュータの構成例を示すハードウェアブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０１  埋め込み領域検出部
１０２  図形パターン選択部
１０３  情報埋め込み部
１６０１  電子透かし埋め込み装置
１６０２  図形パターン入力部
１６０３  画像データ入力部
１６０４  埋め込み情報入力部
１６０５  図形パターン領域検出部
１６０６  情報埋め込み処理部
１６０７  画像データ出力部
１９０１  電子透かし検出装置
１９０２  画像データ入力部
１９０３  図形パターン入力部
１９０４  図形パターン検出部
１９０５  情報検出処理部
１９０６  情報出力部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施例は画像データに対して情報を人間が知覚しにくい形で埋め込み、印刷用の透かし入り画像データを生成する電子透かし埋め込み方式と、透かし入り画像データの印刷物から取得されたスキャン画像から、埋め込まれた情報を検出する電子透かし検出方式に関するものである。【００２５】
本発明の実施例の概要は以下の通りである。【００２６】
画像データに情報を埋め込む電子透かし方式であって、前記画像データへの埋め込み情報はフィルタで検出可能な周期的なパターンを信号的特徴として有する図形パターンで構成され、前記図形パターンは拡大処理および縮小処理が行われても前記信号的特徴が維持されている構造を有することを特徴とし、前記画像データ内で背景以外の領域から前記図形パターンを埋め込み可能な領域を検出する埋め込み領域検出部と、前記画像データの拡縮率を設定し、複数種類存在する前記図形パターンから前記埋め込み情報および前記拡縮率に応じた図形パターンを選択する図形パターン選択部と、前記選択された図形パターンを前記領域に埋め込んで透かし入り画像データを生成する情報埋め込み部とを備える。【００２７】
ここで前記図形パターンは、拡大処理および縮小処理が行われても前記フィルタで検出可能である信号的特徴が維持されるように、前記信号的特徴の周期を変更したパターンを有する構成とすることが出来る。【００２８】
或いは前記図形パターンは、前記図形パターンが有する信号的特徴に係る部分の近傍画素を前記近傍画素と異なる画素値で改変したパターンを有する構成とすることが出来る。【００２９】
或いは前記図形パターンは、前記図形パターンが有する信号的特徴に孤立点を付与したパターンを有する構成とすることが出来る。【００３０】
前記図形パターン選択部は、前記画像データの拡縮率を一意に設定せずに、複数種類存在する前記図形パターンから前記埋め込み情報に応じた複数種類の図形パターンを選択する機能部と、前記選択された複数種類の図形パターンから複数種類の拡縮率に応じた図形パターンをランダムに選択する機能部とを有する。【００３１】
また本発明の実施例による電子透かし検出方式は、前記透かし入り画像データに埋め込まれた情報を検出する方式であって、拡大処理および縮小処理が行われた前記透かし入り画像データ内の背景以外の領域から図形パターンを検出する機能部と、検出された図形パターンに対応する埋め込み情報を検出する機能部とを備える。【００３２】
前記電子透かし検出方式は、検出された図形パターンから拡縮率を計算する機能部と、前記拡縮率に応じて図形パターンを再検出する機能部とを備える構成を有する。【００３３】
以下図とともに本発明の実施例について詳細な説明を行う。【００３４】
図１は本発明の一実施例による電子透かし埋め込み方式の原理図である。【００３５】
この電子透かし埋め込み方式は図示の如く埋め込み領域検出部１０１と図形パターン選択部１０２と情報埋め込み部１０３とを備え、与えられた画像データ１１１に対し、「透かし」としての埋め込み情報１１２を埋め込む。【００３６】
埋め込み領域検出部１０１は、画像データ１１１内の文字や図、写真、網点などが存在する領域、つまり背景以外の領域において、図形パターン１１３を埋め込み可能な領域を検出し、当該埋め込み可能な領域の情報を図形パターン選択部１０２に通知する。【００３７】
図形パターン選択部１０２は、埋め込み領域検出部１０１から通知された埋め込み可能な領域に対し、埋め込み情報１１２および拡縮率に対応した図形パターン１１３を選択する。【００３８】
この拡縮率は予め一のものを設定しておいてもよいし、或いは候補として複数種類のものを設定しておいてもよい。【００３９】
この拡縮率とは、当該電子透かし埋め込み方式によって透かしの情報が埋め込まれた画像データ（以下「透かし入り画像データ」と称する）１１４に対して予め想定する、将来行われるであろう画像拡大処理或いは画像縮小処理の拡大率或いは縮小率を意味する。このような拡縮率に対応した図形パターン１１３を選択して使用することにより、将来当該電子透かし埋め込み方式によって得られた透かし入り画像データ１１４に対し当該拡縮率にて画像拡大処理或いは画像縮小処理がなされた場合、当該画像拡大処理或いは画像縮小処理後の画像データから確実に図形パターン１１３を検出可能とし、もって当該透かし入り画像データ１１４から該当する埋め込み情報１１２を検出することを可能とする。【００４０】
ここでこの拡縮率が未知の場合、図形パターン選択部１０２は、埋め込み情報１１２に対応した複数種類の図形パターン１１３を選択し、前記選択された複数種類の図形パターン１１３から異なる拡縮率に応じた図形パターン１１３をランダムに選択する。【００４１】
情報埋め込み部１０３は、埋め込み領域検出部１０１で通知された埋め込み可能な領域に対し、図形パターン選択部１０２で上記の如く選択された図形パターンを埋め込むことで、埋め込み情報１１２が埋め込まれた透かし入り画像データ１１４を生成する。【００４２】
前記図形パターン１１３は、フィルタで検出可能な周期的なパターンをその信号的特徴として有しており、透かし入り画像データ１１４に対して画像拡大処理或いは画像縮小処理が行われた後でも当該信号的特徴を維持可能な構成（後述）とされる。【００４３】
埋め込み領域検出部１０１は、例えば、後述する図２２に記載の図形パターン領域検出部１６０５に対応する。【００４４】
また、図形パターン選択部１０２および情報埋め込み部１０３は、例えば、後述する図２２に記載の情報埋め込み処理部１６０６に対応する。【００４５】
また、本発明の実施例による電子透かし検出方式は、図形パターン検出部と情報検出部とを備え、図１とともに上述の本発明の実施例による電子透かし埋め込み方式によって埋め込み情報１１２が埋め込まれた透かし入り画像データ１１４に埋め込まれた埋め込み情報１１２を検出する。【００４６】
この図形パターン検出部は透かし入り画像データ１１４内の背景以外の領域から、そこに埋め込まれた図形パターン１１３を検出する。【００４７】
また上記情報検出部は、このようにして検出された図形パターン１１３に対応する埋め込み情報１１２を検出する。【００４８】
これら図形パターン検出部および情報検出部は、例えば、後述する図２７に記載の図形パターン検出部１９０４および情報検出処理部１９０５にそれぞれ対応する。【００４９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例の構成について更に詳細に説明する。【００５０】
上記図形パターン１１３を埋め込み可能な領域は、与えられた画像データ１１１中の背景以外の領域である文字や図、写真、網点等が存在する領域である。以下、これらの背景以外の領域を前景と称する。【００５１】
本発明の実施例による電子透かし埋め込み方式では画像データ１１１中の前景に対し特定のパターン（すなわち図形パターン１１３）を埋め込むことにより、視覚的に判別しにくく、かつ安定して検出できる形で情報を埋め込むことを可能にする。【００５２】
情報の埋め込みに使用する図形パターン１１３の構造としては、例えば本出願人による先願である特願２００６−２６６０１５号に記載された形態のものを使用可能である。【００５３】
以下、本発明の実施例による電子透かし埋め込み方式にて適用可能な図形パターン１１３の構成について説明する。【００５４】
図形パターン１１３は、画像データ１１１の前景に「透かし情報」として埋め込まれるパターンであり、フィルタで検出可能な周期的なパターンを有する。【００５５】
例えば、図２に示すパターン２０１とパターン２０２とを合成したパターン２０３が、図形パターン１１３として用いられる。【００５６】
図２のパターン２０１は、画像データ１１１内で図形パターン２０３（すなわち上記図形パターン１１３）を埋め込むことが可能な領域を検出するために使用される。以下このパターン２０１を「基本パターン」と称する。【００５７】
ここで基本パターンの画素値は、当該図形パターン２０３を埋め込む対象の画像データ１１１の背景の画素値と大きく異なっていることが望ましい。【００５８】
図２のパターン２０２は、信号的特徴として、一定の周期Ｔで画素値を変更したパターンで構成されており、透かし入り画像データ１１４からの図形パターン２０３の検出および埋め込み情報１１２の判別に使用される。【００５９】
図形パターン２０３は、自身の基本パターン２０１の部分が画像データ１１１の前景部分に重畳するように埋め込まれる。【００６０】
また以下前記パターン２０２を「方向パターン」と称する。【００６１】
方向パターン２０２の画素値は、当該図形パターン２０３を埋め込む対象の画像データ１１１の背景の画素値と異なっていれば、基本パターン２０１の画素値と同じまたは近い値であっても構わない。【００６２】
一般に、方向パターン２０２が周期的なパターンで構成されている限り、図形パターン２０３の構成に特に制限はない。【００６３】
図２の図形パターン２０３は、例えば、図３に示されるように、２次元行列２２０１のデータとして生成される。【００６４】
この２次元行列２２０１は、基本パターン２０１の部分を示す値"１"と、基本パターン２０１ではない部分を示す値"０"と、方向パターン２０２の部分を示す値"ａ"と、後述するパターンマッチングに使用しない部分を示す値"ｘ"とから構成される。該当する部分を背景とすべきか前景とすべきかが未定の場合、上記パターンマッチングに使用しない部分（すなわち値"ｘ"の部分）がドントケアとして定義される。２次元行列２２０１の各要素は、画像データ１１１の１画素に対応させてもよく、数画素に対応させてもよい。【００６５】
図４は、埋め込み領域検出部１０１による埋め込み領域検出処理のフローチャートである。【００６６】
図４中、まず、画像データ１１１からマッチング判定対象部分を読み込む（ステップ２３０１）。読み込まれるマッチング判定対象部分の大きさは、埋め込まれる図形パターン１１３（２０３）の種類により異なる。このマッチング判定対象部分は、例えば画像データ１１１を構成する画素を順次走査することにより得られる。【００６７】
次に、パターンマッチング処理を行う（ステップ２３０２）。ここでは上記マッチング判定対象部分が図形パターン２０３を構成する基本パターン２０１と一致しているか否かを判定する（ステップ２３０３）。【００６８】
このパターンマッチング処理では、図形パターン２０３の基本パターン２０１が画像データ１１１の前景に一致し、図形パターン２０３の基本パターン２０１ではない部分が１１１画像データの背景に一致しているか否かがチェックされる。【００６９】
このとき、例えば、図３の２次元行列２２０１の"ａ"および"ｘ"の部分、すなわち方向パターン２０２の部分およびパターンマッチングに使用しない部分に対しては、パターンマッチング処理は行われない。【００７０】
具体的に説明するに、例えば、図形パターン２０３の２次元行列２２０１の各要素を１ドットとすると、まず、画像データ１１１から当該２次元行列２２０１のサイズに等しい８×３のサイズ（横８ドット、縦３ドット）の領域がマッチング判定対象部分として取り出される。そして、取り出された領域にこの２次元行列２２０１を重ね合わせ、以下の２つ条件（１）、（２）が満たされるか否かをチェックする。【００７１】
（１）２次元行列２２０１の"１"の部分全体に、画像データの前景が重なる。すなわち、２次元行列２２０１の"１"の部分全ての画素値が画像データ１１１中の現在重ね合わされている画素の画素値と一致する。【００７２】
（２）２次元行列２２０１の"０"の部分全体に、画像データの背景が重なる。すなわち、２次元行列２２０１の"０"の部分全ての画素値が画像データ１１１中の現在重ね合わされている画素の画素値と一致する。【００７３】
ここでは、黒画素の画素値を"１"、白画素の画素値を"０"とし、図５に示すように、画像データｆ（１１１）上の点（ｉ，ｊ）の画素値をｆ（ｉ，ｊ）とする。さらに、ａ×ｂのサイズの基本パターンｔ（２０２）上の点（ｋ，ｌ）に対応する行列要素をｔ（ｋ，ｌ）として、パターンマッチング処理が行われる。上記２次元行列２２０１の場合は、ａ＝８、ｂ＝１である。このとき、次式の値が０になれば、点（ｉ，ｊ）において上記（１）の条件が満たされたと判定する。【００７４】
【数１】
2009028091.tif 000003
次に上記（２）の条件についても、基本パターンｔ（２０２）の代わりに２次元行列２２０１の"０"の部分を用い、条件（１）の場合と同様の方法にてパターンマッチング処理を行う。【００７５】
これら（１）および（２）の両方の条件が満たされれば、当該マッチング判定対象部分が基本パターン２０１と一致するもの（図４中、ステップＳ２３０３のＹｅｓ）とみなし、該当する画像データ１１１の点（ｉ，ｊ）の座標をメモリに保存する（ステップ２３０４）。【００７６】
このような処理を画像データ１１１全体または画像データ１１１の一部に対して行うことで、画像データ１１１から、図形パターン１１３を埋め込み可能な複数の図形パターン領域が検出される。【００７７】
また本発明の実施例による電子透かし埋め込み方式では、画像データ１１１の全体またはその一部を複数の領域に分割し、これら各領域に対し、埋め込むべき透かし情報および拡縮率に対応した図形パターン１１３を画像データ１１１に埋め込むことで透かし入り画像データ１１４を作成する。またこの透かし入り画像データ１１４から、そこに埋め込まれた図形パターン１１３を検出することで、埋め込まれていた情報１１２が検出される。【００７８】
以下の説明では白画素領域が背景部分、黒画素領域が前景部分であることを前提として説明するが、本発明はこのような条件に限定されるものでない。例えば、カラー画像の輝度値が高い部分を背景部分とし、輝度値が低い部分を前景部分とすることも可能である。また、前記方向パターンの色成分は前景部分から検出した前記基本パターンと同じ色成分にすることも可能である。このように、白黒画像以外の画像に対しても本発明は適用可能である。【００７９】
次に、本発明の実施例による電子透かし埋め込み方式および電透かし検出方式おける、情報の埋め込みおよびその検出方法について、具体的に説明する。【００８０】
本発明の実施例による電子透かし埋め込み方式では、埋め込み情報１１３および画像データ１１１の拡縮率Ｓ（ここでＳ>１．０の場合は画像拡大処理を考慮することを意味し、０<Ｓ<１．０の場合は画像縮小処理を考慮することを意味し、Ｓ=１．０の場合は特に画像拡大処理、画像縮小処理を考慮しないことを意味する）に対応した図形パターン１１３を予め複数種類用意しておく。そして情報埋め込み時に埋め込み情報１１２および画像データ１１１の拡縮率Ｓに対応した図形パターン１１３を選択し、選択された図形パターン１１３を透かし情報として画像データ１１１に埋め込む。拡縮率Ｓとしては、予め１つのものを設定してもよいし、候補として複数種類のものを用意しておいても構わない。【００８１】
まず、拡縮率Ｓ＝１．０つまり画像拡大処理および画像縮小処理を考慮しない場合について説明する。【００８２】
この場合、例えば、Ｓ=１．０に対応した図形パターン１１３として図６の図形パターン３０１乃至３０４を用意する。そして埋め込み情報１１２の値 "１"に対し図形パターン３０１または図形パターン３０４を割り当て、埋め込み情報の値"０"に対し図形パターン３０２または図形パターン３０３を割り当てる。【００８３】
この例では１つの情報に対して２つの図形パターンを割り当てて対応させているが、もちろん１つの情報を１つの図形パターンで対応させてもよいし、複数の情報を複数の図形パターンで対応させても構わない。【００８４】
図７は、上記図形パターンと埋め込み情報との間の対応を用い、画像データ４０１（１１１）に情報"１"、"０"、"１"、"０"を埋め込んだ例を示している。【００８５】
この例の場合、画像データ４０１を４つの矩形領域（後述する「埋め込み領域」）４０３，４０４，４０５，４０６に分割し、それぞれの領域の前景（すなわち図の例の場合、文字部分）に対し図６の図形パターン３０１乃至３０４を埋め込む。【００８６】
ここでは埋め込み情報１１２に対応した図形パターンを埋め込む方法により、領域４０３には埋め込み情報１１２の値"１"を、領域４０４には埋め込み情報の値"０"を、領域４０５には埋め込み情報１１２の値"１"を、領域４０６には埋め込み情報の値"０"を埋め込むものとする。このように所定の埋め込み情報１１２に対応した図形パターン１１３を埋め込むことにより、透かし入り画像データ４０２（１１４）を作成する。【００８７】
図７の例では上記の如く１つの情報に対して２つの図形パターンが対応しているため、領域４０３乃至４０６に埋め込む図形パターンとしては、対応する図形パターンのいずれかまたは両方を使用することが可能である。後述する図１０には、この例の場合に実際に受け込まれた図形パターン３０１〜３０４の例が示されている。【００８８】
図形パターン２０３は、上記の如く自身の基本パターン２０１部分が画像データの前景部分に重畳するように埋め込まれるため、図７の画像データ４０１（１１１）と透かし入り画像データ４０２（１１４）との間の差異は、結果的に付加された方向パターン２０２のみとなる。【００８９】
図７の例では、埋め込み情報１１２を画像データ１１１の４つの矩形領域に埋め込んでいるが、もちろん画像データ１１１を４つ以上の矩形領域に分割し、埋め込み情報１１２をこれらの領域に対し繰り返し埋め込んでも構わない。情報埋め込み可能な領域が多くなれば、埋め込み情報１１２は画像データ１１１内に繰り返し埋め込むことができるため、結果として、埋め込み情報１１２に対応した図形パターン１１３は、画像データ１１１内に分散して配置されることになる。【００９０】
このような電子透かし埋め込み方式によって画像データ１１１に対して埋め込まれた図形パターン１１３は、非線形フィルタおよび、周辺画素のマッチングを用いて透かし入り画像データ１１４から検出することが可能である。【００９１】
この非線形フィルタとしては、後述する図９に示されるごとくの方向パターン２０２の波（周波数）を検出できるものであればどのようなフィルタを用いてもよい。【００９２】
例えばｎ番目の画素の画素値（０〜２５５）をｘ（ｎ）（ｎ＝０，１，...，Ｎ−１）として、次式で表される１次元フーリエ変換をこの非線形フィルタとして用いてもよい。【００９３】
【数２】
2009028091.tif 000004
図８は、横方向に並んだ８ドットの画素から構成される方向パターン５０１（すなわち２０２）に対して上記式（１）の１次元フーリエ変換を適用した結果を示している。【００９４】
なお、図８の結果は、Ｎ＝８とし、方向パターン５０１の白画素を１、黒画素を０と定義し、最も左の画素から順にｘ（０）、ｘ（１）、...、ｘ（７）として計算を行っている。【００９５】
この例では、ｋ＝０，１，２，...，７に対してＸ（ｋ）の振幅｜Ｘ（ｋ）｜がグラフ５０２で表されている。【００９６】
方向パターン２０２は周期的な構成であるため、このフーリエ変換適用後の振幅は、方向パターン２０２の周期的な特徴に対応するｋ＝２およびｋ＝６における振幅が大きくなっていることがわかる。【００９７】
フーリエ変換の性質上、式（１）のＮを固定しておけば、大幅な画素の変動が行われない限り、グラフ５０２の傾向は変化しない。【００９８】
例えば、図９の画像データ２５０１（すなわち１１１）は印刷物をスキャナで取り込んで得た画像データであるが、この画像データ２５０１中の図形パターン１１３を埋め込んだ部分の画素値を見ると、図９の２５０２で示されるように、方向パターン５０１（２０２）が存在する部分は、当該方向パターンが有する周期的な特徴に対応する、一定周期の波を示している。【００９９】
したがって、透かし入り画像データ１１４に対してこのように非線形フィルタを適用し、方向パターン５０１（２０２）の周期的な特徴に対応するｋ>０の振幅が所定の閾値より大きい領域を見つけ、当該領域を方向パターンとして検出するという方法を採ることにより、印刷やコピーによるゆがみやにじみが発生するような場合でも、透かし入り画像データ１１４から確実に方向パターン５０１（２０２）を検出することができる。【０１００】
なお、この非線形フィルタは必ずしも透かし入り画像データ１１４全体に適用する必要はない。透かし入り画像データ１１４の前景領域の近傍に対してのみ非線形フィルタを適用するようにすることによって処理を高速化することができる。例えば、図１０の画像データ６０１（すなわち１１４）に対して非線形フィルタを適用すると、図１０の検出結果６０２が得られる。すなわち方向パターン２０２が検出される。【０１０１】
次に、このようにして検出した方向パターン２０２の周辺に対し、図形パターン１１３（２０３）全体を用いたパターンマッチング処理を行う。【０１０２】
一般に、方向パターン２０２を検出しただけでは、その領域に図形パターン２０３が埋め込まれているか否かは判別できない。そこで、方向パターン２０２の周辺に対して図形パターン２０３全体を用いたパターンマッチング処理を行うことで、図１０の画像データ６０３に示されるように、埋め込まれた図形パターン２０３（すなわち、３０１〜３０４）を識別することができる。【０１０３】
そして最終的に、このようにして得られた図１０の画像データ６０３を一定領域６０４，６０５，６０６，６０７（上記図７の各矩形領域４０３〜４０６にそれぞれ対応する）に分割し、それぞれの領域に含まれた図形パターン２０３の種類から、埋め込まれた情報１１２を検出する。【０１０４】
例えば、上記の埋め込まれた情報１１２と図形パターン１１３との間の対応関係から、図７とともに上述の如く各領域に埋め込まれたものと同様の値、すなわち、領域６０４から情報"１"が、領域６０５から情報"０"が、領域６０６から情報"１"が、領域６０７から情報"０"がそれぞれ検出される。【０１０５】
このようにして、透かし入り画像データ１１４内に分散して配置された図形パターン１１３の方向パターン２０２の部分に注目して検出処理を行うことで、画像データ１１４の一部が切り取られた場合や、印刷またはコピーにより輪郭部分がかすれたり、ぼやけたりしたような場合であっても、確実に埋め込まれた情報１１２を検出することが出来る。【０１０６】
次にＳ≠１．０、つまり画像拡大処理或いは画像縮小処理を考慮する場合について説明する。【０１０７】
本発明の実施例では、透かし入り画像データ１１４に対して画像拡大処理や、Ｎアップ印刷やコピー時のサイズ変更等の画像縮小処理が行われても図形パターン１１３が検出できるように、（Ａ）図形パターンの配置を変更して生成された新たな図形パターン１１３或いは（Ｂ）図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素を改変して生成された新たな図形パターン１１３を提供する。【０１０８】
まず、上記（Ａ）図形パターンの配置の変更による図形パターン１１３の生成方法について説明する。【０１０９】
本発明の実施例において基準となる図形パターンは、図１１の図形パターン７０１（２０３）で示されるように、方向パターンに対応する凸部ｐ１、ｐ２間の間隔に対応する、一定の周期Ｔで画素値を変更したパターンで生成されている。このような信号的特徴を有する図形パターンを検出する場合には、図８、図９等とともに上述の如く、当該周期Ｔの信号的特徴に反応するフィルタ（すなわち上記非線形フィルタ等）を適用することで、埋め込まれた図形パターン１１３を検出する。【０１１０】
したがって本発明の実施例では周期Ｔ／Ｓで画素値を変更したパターンを作成するように、複数の図形パターンを用いて新たな図形パターンを生成する。その結果、拡縮率Ｓで透かし入り画像データ１１４が画像拡大処理或いは画像縮小処理された場合でも、Ｓ＝１．０の場合と同様の方法で図形パターン１１３を検出することができる。【０１１１】
例えば図１１に示すごとく、本実施例による図形パターン７０２（１１３）は、同じ種類の図形パターン７０１（すなわち各々が周期Ｔに対応する間隔を有するパターン）を並べて２つ配置することによって凸部ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４を設け、凸部ｐ２，ｐ３間で上記周期Ｔ／Ｓを表現している。【０１１２】
ここでは図１１に示すごとく上記２つ配置された図形パターン７０１間の間隔が周期Ｔ／Ｓに対応する間隔とされ、このような構成の図形パターン７０２（１１３）を画像データ１１１に埋め込むことにより、透かし入り画像データ１１４に対し拡縮率Ｓで画像拡大処理或いは画像縮小処理がなされた場合、この周期Ｔ／Ｓに対応する間隔は周期Ｔ（Ｔ／Ｓ×Ｓ＝Ｔ）に対応する間隔となる。したがって上記周期Ｔに反応するフィルタ（すなわちＳ＝１を想定したフィルタ）により当該図形パターン７０２（１１３）を透かし入り画像データ１１４から検出することが出来る。【０１１３】
すなわち拡縮率Ｓによる画像拡大処理或いは画像縮小処理により元の図形パターン７０２が図１１中の７０３のように変化したような場合でも、元々含められていた周期Ｔ／Ｓのパターン（すなわち７０２におけるｐ２，ｐ３）により、結果的に周期Ｔ（Ｔ／Ｓ×Ｓ＝Ｔ）のパターンが得られる。したがって図形パターン検出用のフィルタの設定を変更せずに複数のパターンから１つの図形パターン７０４を検出し得る。【０１１４】
この場合、透かし入り画像データ１１４に対して実際には画像拡大処理も画像縮小処理拡縮も行われたなった場合（すなわちＳ＝１の場合）であっても、通常と同様の処理で図形パターン１１３を検出可能である。すなわち元の図形パターン７０２は周期Ｔに対応する間隔を有する、図形パターン７０１の部分をも含むため、この部分が上記周期Ｔに反応するフィルタで検出可能だからである。【０１１５】
また図１１の図形パターン７０２では、２つの図形パターン７０１間の間隔を調整することで周期Ｔ／Ｓに対応する間隔を表現しているが、周期Ｔ／Ｓに対応する間隔が表現できれば図形パターンの生成方法はどのような方法を用いても構わない。【０１１６】
次に上記（Ｂ）図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素を改変した図形パターン生成方法について説明する。【０１１７】
方向パターン２０２として画像データ１１１に対して付加する画素としては、人間の視覚への影響を考えると、高々数ドットの画素で構成すべきである。ところがこのような場合、大幅な画像縮小処理が行われると、付加された方向パターン２０２が消失してしまう可能性がある。【０１１８】
すなわち、例えば、図１２の図形パターン８０１（１１３）では、方向パターン２０２の凸部ｐ１，ｐ２の各々は横２画素×縦１画素（すなわち２×１ドット）の大きさとされている。これに対してＳ＝０．５の画像縮小処理を行った場合、パターン８０２として示すごとく、付加された方向パターン２０２が消失している。【０１１９】
このような方向パターン２０２の消失は画像縮小処理の具体的な処理内容に起因して生じ得る。すなわち画像データＤに対し拡縮率Ｓ（ただし、０<Ｓ<１）の画像縮小処理が行われた後の画像データをＤ´とすると、画像データＤ´の座標（ｘ，ｙ）における画素値Ｄ´（ｘ，ｙ）は、例えば画像データＤの座標（ｘ，ｙ）に対応する画素の近傍画素から計算して得る。【０１２０】
非特許文献４にはこのような線形補間法を用いた場合が記載されており、この場合Ｄ´（ｘ，ｙ）は画像データＤに対応する座標の近傍画素を用いて以下の式（２）【０１２１】
【数３】
2009028091.tif 000005
で得られる。【０１２２】
図１３は上記式（２）に含まれている各座標位置を示している。【０１２３】
この式（２）から、画像縮小処理後のデータＤ´に対応するデータＤの近傍４画素に前景と同じまたは前景に近い画素値が少ないような場合、付加した方向パターン２０２が消失し得ることがわかる。【０１２４】
もちろん、画像縮小方法によっては近傍９画素や近傍１６画素を使用する場合もあるが、近傍画素に前景と同じまたは前景に近い画素値が少ない場合は、やはり付加された方向パターン２０２は消失する可能性がある。【０１２５】
本発明の実施例では画像縮小処理によっても付加した方向パターン２０２が消失しないようにするため、拡縮率Ｓに応じ、付加する方向パターン２０２の各凸部を構成する画素数を変更する（実際には後述の如く画素数を増加させる）。【０１２６】
例えば上記式（２）による画像縮小処理がなされた場合であっても方向パターン２０２が確実に消失されないようにするため、本実施例では、例えば拡縮率Ｓ＝０．５の画増縮小処理を想定する場合、図形パターン８０１（２０３）中の方向パターン２０２たる各凸部分を構成する画素数を、上記元の２×１ドット＝２ドットに対し、２×２ドット＝４ドットに増加する。その結果、Ｓ＝０．５で画像縮小処理された場合でも、当該方向パターン２０２は１×１ドット（２×２ドットの０．５倍  →  １×１ドット）となり、もって消失されずに残る。【０１２７】
図１４はこの方法による具体例を示す。【０１２８】
図１４（ａ）、（ｂ）には、それぞれ拡縮率Ｓ＝０．５およびＳ＝０．７に対応した図形パターンの配置を変更して生成した図形パターンおよび図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素を改変して生成した図形パターンを示している。【０１２９】
図１４（ａ）の例では、周期Ｔに対応する間隔で凸部ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４を配置し、そのうち１つ置きの凸部ｐ１，ｐ３につき、その画素数を増加させている。【０１３０】
すなわち、まず図２に示される元の図形パターン２０３に対し、その方向パターン２０２を構成する凸部を、元の横２個から、横４個に増加させることにより、図形パターンの配置を変更している。【０１３１】
また、このように方向パターンを構成する凸部を横２個から横４個に増加させることにより、当該方向パターンの凸部間の間隔によって得られる周期として、元の周期Ｔに加え、後述の如く１つ置きの凸部間の間隔によって得られる周期２Ｔもが得られる。すなわち図形パターンが有する信号的特徴の周期が変更され、元の周期Ｔとは異なる周期２Ｔを有するようにされている。【０１３２】
更に、図形パターンの信号的特徴に係る部分、すなわち方向パターンの各凸部につき、元々は上記の如く２×１ドット（すなわち横２画素×縦１画素）であったものを、その近傍画素としての真上の横２画素を例えば黒画素に変えて当該方向パターンに含めるようにする。その結果、各凸部ｐ１，ｐ２につき、その高さが増加するように画素数が増加され上記の如く２×２ドット（すなわち横２画素×縦２画素）とされる。すなわち図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素が変更されている。【０１３３】
その結果、画像縮小処理がなされた場合には、図１４の１００３として示されるごとく、画素数を変えていない凸部ｐ２，ｐ４については消失するような場合でも、画素数を増加させた凸部ｐ１，ｐ３については消失されず残るようにすることが可能である。【０１３４】
また凸部ｐ１，ｐ３は、元々周期Ｔに対応する間隔で配置された凸部ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４のうち、１つ置きの周期２Ｔに対応する間隔を有するものであるため、０．５倍に画像縮小処理がなされた場合、２Ｔ×０．５＝Ｔとなり、結果的に周期Ｔの間隔のもの１００５となる。【０１３５】
図１４（ｂ）の図形パターン１００２の例の場合も上記の１４（ａ）の場合同様、図形パターンの配置を変更し、かつ図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更することにより、図形パターンが有する信号的特徴の周期Ｔを変更し、これとは異なる周期１．４Ｔを有するものを生成する。【０１３６】
すなわち、図形パターン１００２では周期Ｔに対応する間隔で凸部ｐ１，ｐ２および凸部ｐ３，ｐ４を配置し、かつそれらの間の間隔を周期１．４Ｔに対応する間隔となるように配置している。そしてこれら４つの凸部ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４のうちの内側の２つの凸部ｐ２，ｐ３（すなわち周期１．４Ｔの間隔を有するもの）につき、その画素数を増加させ、図中の高さを増加させている。すなわち図１４（ａ）の場合の凸部ｐ１，ｐ３の場合と同様に、真上の２画素をも含めるように例えば黒画素に変更することで、元の２×１ドット＝２ドットを２×２ドット＝４ドットに増加させる。すなわち図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素を変更することにより、元の周期Ｔとは異なる周期１．４Ｔを有するものを生成している。【０１３７】
このように凸部ｐ２，ｐ３が周期１．４Ｔに対応する間隔で配置されるため、０．７倍（すなわちＳ＝０．７）の画像縮小処理がなされた場合、図１４（ｂ）の１００４として示されるごとく、１．４Ｔ×０．７≒１Ｔとなり、結果的にほぼ周期Ｔの間隔のもの１００６となる。【０１３８】
このように図形パターンの配置および信号的特徴に係る部分の近傍画素を改変して生成した図形パターン１００１或いは図形パターン１００２を作成することにより、それぞれ５０％画像縮小処理（Ｓ＝０．５）後のパターン１００３、或いは７０％画像縮小処理（Ｓ＝０．７）後のパターン１００４において、ほぼ周期Ｔのパターンが得られる。【０１３９】
したがって、どちらの場合でも、画像縮小処理前の図形パターンと同一の周期信号が検出できるため、通常と同様の検出処理（すなわち上記非線形フィルタ処理等）により図形パターン１００５或いは図形パターン１００６を検出することができる。【０１４０】
図１４の例では信号的特徴に係る部分の近傍画素の改変方法の例として、方向パターンの黒画素部分（凸部分ｐ１，ｐ３）の画素数を増加させているが、この方法に限られず、白画素部分（凹部分）の画素数を増加させる方法を採ることも可能である。【０１４１】
またこのように拡縮率Ｓを０．５或いは０．７等に限定することをせずに、１つの画像データ１１１に対し、複数の拡縮率Ｓを考慮して周期を設定した図形パターン１１３を生成してもよい。【０１４２】
例えば図１５で示される図形パターン１１０１（１１３）の如く、通常と同様のＳ＝１．０の場合を想定した検出処理だけではなく、Ｓ＝０．５およびＳ＝０．７の場合を想定した検出処理にも対応することが可能となる。【０１４３】
すなわち図１５の図形パターン１１０１では、凸部ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４、ｐ５，ｐ６が、相互の間隔がそれぞれ周期Ｔ，１．４Ｔ，Ｔ，Ｔ，Ｔとなるように配置され、２番目のｐ２についてはその前半の幅１／２の分についてその高さが増加され、３番目および５番目のｐ３，ｐ５についてはその全幅についてその高さが増加されている。【０１４４】
その結果、高さが増加された３つの凸部ｐ２，ｐ３，ｐ５のみについてみると、その間隔は図１５に示される如く、１．４Ｔ，２Ｔとなっている。その結果、Ｓ＝０．５で画像縮小処理がなされた場合、その高さが増加されている凸部ｐ３，ｐ５間の間隔が２Ｔ×０．５＝Ｔとなり、図１４（ａ）の場合同様，これらｐ３，ｐ５から周期Ｔが検出され得る。【０１４５】
またＳ＝０．７で画像縮小処理がなされた場合、その高さが増加されている凸部ｐ２，ｐ３間の間隔が１．４Ｔ×０．７≒１Ｔとなり、図１４（ｂ）の場合同様，これらｐ２，ｐ３からほぼ周期Ｔが検出される。【０１４６】
また画像拡大処理も画像縮小処理もなされなかった場合、元々ｐ１，ｐ２間、ｐ３，ｐ４間、ｐ４，ｐ５間およびｐ５，ｐ６間が各々周期Ｔに対応するため、これらから周期Ｔが検出される。【０１４７】
尚図形パターン検出時、例えば、図８および式（１）とともに上述したフーリエ変換を使用した非線形フィルタでは、フーリエ変換の性質上、コピーなどの歪みによる数％程度の拡大および縮小処理が行われても、出力５０２（図８）には大きな変化は無い。【０１４８】
このため、図１５の図形パターン１１０１を埋め込んだ透かし入り画像データ１１４に対し、Ｓ＝１．０，Ｓ＝０．５，Ｓ＝０．７のそれぞれの拡縮率に限られず、Ｓ＝１．０±Ａ、０．７±Ｂ、０．５±Ｃ（Ａ、Ｂ、Ｃはフィルタの閾値により任意に設定される）のように、ある程度の許容幅Ａ，Ｂ，Ｃを含んだ拡縮率の画像拡大処理或いは画像縮小処理が行われた場合でも、検出用のフィルタ（すなわち上記非線形フィルタ等）における検出周期Ｔに係る係数を変更することなく、図形パターン１１０１の検出が可能となる。【０１４９】
また、図１５の例の如く１つの図形パターン１１０１で複数の拡縮率Ｓ＝１．０，Ｓ＝０．５，Ｓ＝０．７のそれぞれに対応可能な構成にする必要は必ずしもなく、異なる拡縮率Sに対応した図形パターン１１３を個別に生成し、図形パターン選択時に、各拡縮率に対応した図形パターン１１３をランダムに選択して個々に埋め込むようにする方法も採りうる。【０１５０】
図１６（ａ）に示す画像データ１２０１（１１１）は、拡縮率Ｓ＝１．０、すなわち画像拡大処理も画像縮小処理も行わない場合に加え、拡縮率Ｓ＝０．７およびＳ＝０．５の画像縮小処理をも想定し、対応する図形パターン１１３をランダムに選択して埋め込んでいる。【０１５１】
ここではＳ＝０．７およびＳ＝０．５に対応する図形パターン１１３として、図１７に示す図形パターン１３０１および図形パターン１３０２（それぞれ図１４（ｂ）、（ａ）の図形パターン１００２，１００１と同様のもの）の形状を、図６の図形パターン３０１乃至３０４に対応させて回転させた形状を使用している。【０１５２】
図１６（ａ）の画像データ１２０２は、Ｓ＝１．０の場合に透かし入り画像データ１１４から検出される図形パターン１１３を示している。【０１５３】
また、図１６（ｂ）、（ｃ）の画像データ１２０３および画像データ１２０４は、それぞれＳ＝０．７、Ｓ＝０．５で画像縮小処理（この場合、計算には上記式（２）による線形補間法を使用した）を行った場合の、透かし入り画像データ１１４の例を示している。【０１５４】
どちらの画像縮小処理後の画像データの場合でも、図１４（ａ）等に示されるごとく、図形パターン１１３の方向パターン２０２が全て消去されず少なくとも部分的に残る。このため、対応する図１６（ｂ）、（ｃ）の検出結果１２０５および検出結果１２０６に示されるように、図形パターン１１３を検出することができる。【０１５５】
Nアップ印刷や、コピー時のサイズ変更は、それぞれ規格化されたものである場合が多く、その拡縮率Ｓをある程度推測することが可能である。このため、推測される画像拡大処理および画像縮小処理に併せて離散的な周期の信号的特徴をそれぞれが有する図形パターン１１３を複数種生成してそれらを１つの画像データ１１１に埋め込んでおくことにより、さらに効率的な図形パターン１１３の検出を行うことが可能となる。【０１５６】
また、図形パターン１１３の信号的特徴に係る部分の近傍の改変すべき画素は、図１８（ａ）の図形パターン１４０１（１１３）のように、方向パターン２０２の図中、真上に設けた孤立点１４０２であっても構わない。ただしこの方法の場合、この孤立点付与による図形パターン１１３の信号的特徴に係る部分の近傍画素の改変が人間の視覚によって認識されないようにする必要があるため、付与する孤立点の配置位置は前景の近傍領域に限定する必要がある。【０１５７】
また、画像データ１１１がカラーデータの場合には、図１８（ｂ）の図形パターン１４０３（１１３）における画素１４０４のように、方向パターン２０２の図中、真上の画素を、方向パターン２０２の画素値とは異なる画素値のものとして、図形パターン１１３を構成することが可能である。【０１５８】
これまで説明したきた（Ａ）図形パターンの配置の変更および（Ｂ）図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素の改変による新たな図形パターン１１３の生成の処理の流れを図１９に示す。【０１５９】
図１９中、ステップＳ１５０１で、埋め込むべき図形パターン１１３同士で周期Ｔ／Ｓが表現可能かどうかを調べる。【０１６０】
周期Ｔ／Ｓが表現可能（Ｙｅｓ）であれば。ステップＳ１５０２で周期Ｔ／Ｓを表現するように図形パターン１１３の配置を行う。【０１６１】
例えば、ここでは図３に示されるごとくの８×３のサイズ（横８ドット、縦３ドット）の２次元行列２２０１で生成された図形パターン１１３を使用して想定する拡縮率Ｓ＝０．５とした場合、すなわち図１４（ａ）の図形パターン１００１を生成する場合を想定する。【０１６２】
この場合、図２０に示すごとく、図形パターン２６０１（２０３）と、この図形パターン２６０１を横に８ドット移動させた図形パターン２６０２とを組み合わせることで、周期２Ｔに対応する間隔を持った図形パターン２６０３を生成することが出来る。【０１６３】
次に、図１９のステップＳ１５０３で、図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素が改変可能（Ｙｅｓ）であれば、ステップＳ１５０４で信号的特徴に係る部分の近傍画素改変が行われ、新たな図形パターンが生成される。【０１６４】
例えば、図２０の図形パターン２６０３の改変可能な信号的特徴に係る部分の近傍画素として、上記２次元行列２２０１で示されたドントケア部分（"ｘ"の部分）を改変可能な画素として変更する（図２１中、１行目、２番目および３番目の画素、並びに１０番目および１１番目の画素が、"ｘ"から"ａ"に変更されている）ことにより図２０の図形パターン２６０４（図１４（ａ）の図形パターン１００１と同様）を作成し、例えば図２１に示される２次元行列２７０１として得る。このようにして生成する図形パターン２６０４は、情報埋め込み時にその都度適宜生成してもよいし、予め図形パターンとして生成し格納しておいてもよい。【０１６５】
このように、埋め込み時に図形パターン１１３の配置変更或いは図形パターン１１３の信号的特徴に係る部分の近傍画素の改変による新たな図形パターンの生成により、画像縮小処理が行われた場合でも、検出の際の係数（上記非線形フィルタの検出周期に係る係数等）の設定を変更することなく、透かし入り画像データ１１４から図形パターン１１３を検出し、図形パターン１１３に対応した透かし情報１１２を判定することが可能となる。【０１６６】
なお検出の際、検出した図形パターン１１３の分散状態から当該透かし入り画像データ１１４に対してなされた画像拡大処理或いは画像縮小処理の拡縮率Ｓを算出し、このようにして得られた拡縮率Ｓに応じてパラメータを再設定した後に改めて図形パターン１１３の再検出を行ってもよい。この拡縮率に応じたパラメータの再設定の処理については図２８とともに後述する。【０１６７】
次に、これまで説明してきた本発明の実施例による図形パターンを用いた電子透かし埋め込み方式の更に具体的な構成と動作について説明する。【０１６８】
図２２は、この電子透かし埋め込み方式を実現するための電子透かし埋め込み装置の構成例を示している。この電子透かし埋め込み装置１６０１は、図形パターン入力部１６０２、画像データ入力部１６０３、埋め込み情報入力部１６０４、図形パターン領域検出部１６０５、情報埋め込み処理部１６０６、および画像データ出力部１６０７を備える。【０１６９】
図形パターン入力部１６０２には図形パターン１６１１（１１３）が入力され、画像データ入力部１６０３には画像データ１６１２（１１１）が入力され、埋め込み情報入力部１６０４には埋め込み情報１６１３（１１２）が入力される。【０１７０】
図形パターン入力部１６０２は、入力された図形パターン１６１１の情報を、例えば図３に示されるごとくの２次元行列２２０１の形式で得る。この時、図２３に示されるごとく、当該図形パターンの形状および上記拡縮率Ｓに応じた図形パターン１１３を複数作成し、これら複数の図形パターン１１３を図形パターン入力部１６０２に入力してもよい。【０１７１】
図２３中、１段目の拡縮率Ｓ＝１の場合の図形パターン１，２は、図３に示されている図形パターン３０１，３０２にそれぞれ対応するものであり、２段目の拡縮率Ｓ＝０．７の場合の図形パターン１，２は、図１４（ｂ）に示されている図形パターン１００２に対応するものであり、３段目の拡縮率Ｓ＝０．５の場合の図形パターン１，２は、図１４（ａ）に示されている図形パターン１００１に対応するものである。【０１７２】
埋め込み情報入力部１６０４は、埋め込み情報１６１３を透かし情報１６１４として情報埋め込み処理部１６０６に出力する。【０１７３】
透かし情報１６１４は、論理"０"または"１"で表されるビット列である。一方、埋め込み情報１６１３は、前記ビット列で表現可能な形式であれば、文字列であっても数値であってもよい。例えば、埋め込み情報１６１３が英字テキストであれば、埋め込み情報入力部１６０４は埋め込み情報１６１３中のテキストを、前記テキストに対応するＡＳＣＩＩ（登録商標）コードに変換し、透かし情報１６１４として出力する。【０１７４】
また、埋め込み情報１６１３が埋め込まれた透かし入り画像データ１６１５（１１４）から埋め込み情報１６１３を検出する際の検出精度を向上させるため、埋め込み情報１６１３に誤り訂正符号を付与して透かし情報１６１４を作成しても構わない。例えば、５７ビットの情報に６ビットのハミング符号を追加した６３ビットの情報を透かし情報１６１４として用いた場合、透かし情報１６１４について１ビットのビット誤りを訂正することができる。【０１７５】
画像データ入力部１６０３は、画像データ１６１２を図形パターン領域検出部１６０５および情報埋め込み処理部１６０６に出力し、図形パターン入力部１６０２は、図形パターン１６１１の情報を図形パターン領域検出部１６０５に出力する。【０１７６】
図形パターン領域検出部１６０５は、画像データ１６１２から図形パターン１６１１を埋め込み可能な領域を検出する。ここでは例えば、図４とともに上述の処理により、画像データ１６１２中、図形パターン１６１１を埋め込み可能な領域を検出する。【０１７７】
情報埋め込み処理部１６０６は、画像データ１６１２と、図形パターン領域検出部１６０５の処理結果と、透かし情報１６１４とを用いて、透かし情報１６１４と画像データ１６１２の拡縮率Ｓとから、埋め込む図形パターンを選択する。【０１７８】
前記拡縮率が設定してあれば、透かし情報１６１４と拡縮率とから対応する図形パターンを選択するが、拡縮率が未設定であれば、透かし情報１６１４に対応した、複数の拡縮率にそれぞれ対応する複数の図形パターン（例えば図２３参照）からランダムに選択するようにしてもよい。【０１７９】
例えば、上記図２３の列要素２８０１が透かし情報の各値に対応する図形パターンを示し、行要素２８０２が画像データ１６１２の各拡縮率に対応する図形パターンを示す。【０１８０】
情報埋め込み処理部１６０６は、生成した透かし入り画像データ１６１５を画像データ出力部１６０７に出力し、画像データ出力部１６０７は、この透かし情報１６１４を埋め込んだ透かし入り画像データ１６１５を出力する。【０１８１】
この透かし入り画像データ１６１５は、プリンタ等で印刷してもよく、そのまま電子データとして保存してもよい。【０１８２】
図２４は上記情報埋め込み処理部１６０６の処理の流れを示すフローチャートである。【０１８３】
まず、ステップＳ１７０１で画像データ１６１２全体、または画像データ１６１２の一部を、透かし情報１６１４を埋め込むための埋め込み領域に分割する。ここでは例えば図７の４０３〜４０６，図１０の６０４〜６０７の如く、画像データが埋め込み領域に分割される。【０１８４】
また画像全体を見た場合、例えば後述する図２６（ｂ）に示されるごとくに画像が埋め込み領域に分割される。【０１８５】
埋め込み領域は、例えば、ｍ×nのサイズ（横ｍドット、縦ｎドット、ｍおよびｎは自然数）の矩形領域とされる。埋め込み領域の大きさは図形パターン１６１１より大きくする必要がある。【０１８６】
また、埋め込み領域の境界を検出できるように、埋め込み領域に図形パターン１６１１を埋め込まない空間を設ける。例えば、図２５に示される埋め込み領域１８０１のように、縦ｐドットおよび横ｐドットの幅を有する、図形パターン１６１１を埋め込まない空白領域を設定する。この場合、実際に図形パターン１６１１が埋め込まれるのは、埋め込み領域１８０１中、領域１８０２となる。【０１８７】
例えば、図２６（ｂ）は、縦２５６ドット×横２５６ドット画像データ２９０１を、ｍ＝ｎ＝６４、ｐ＝ｑ＝２とした矩形領域で区切り、実際に図形パターンが埋め込まれる領域を灰色領域２９０２で示した例である。【０１８８】
図２４に戻り、ステップＳ１７０２では、前記埋め込み領域に対し、埋め込むべき透かし情報１６１４および拡縮率に対応した，埋め込むべき図形パターン１６１１を判定で選ぶ。【０１８９】
１つの埋め込み領域内に上記図形パターン領域検出部１６０５で検出された複数の埋め込み可能領域が存在していれば、その数の範囲内で１つ以上の図形パターン１６１１を埋め込みことが可能である。また、図形パターン１６１１は透かし情報１６１４の各値に対応させるために各１種類の図形パターン１６１１を単独で用いてもよく、或いは数種類の図形パターン１６１１を組み合わせて用いても構わない。【０１９０】
次にステップＳ１７０３において、図形パターン領域検出部１６０５から出力された埋め込み可能な領域に対し図形パターン１６１１を埋め込む。【０１９１】
例えば図２６は、Ｓ＝０．７とし、図７の場合と同様の方法で、画像データの各矩形領域（すなわち埋め込み領域）２９０２に対し、透かし情報"１"、"１"、"０"、"１"を順に埋め込む例を示している。【０１９２】
ここでは透かし情報"１"、"１"、"０"、"１"を連続して並べた透かし情報列２９０３（図２６（ｃ））に対応するようにして対応する図形パターン１６１１を埋め込むことで画像データ２９０４（図２６（ｄ））を作成する。【０１９３】
図２６の例では、画像データ２９０１が４×４＝１６個の埋め込み領域２９０２に分割され、それぞれの埋め込み領域２９０２に対し、透かし情報列２９０３の対応する行列要素の情報（１／０）が割り当てられる。【０１９４】
例えば画像データ２９０１中、文字「あ」、「か」、「さ」、「た」をそれぞれ含む，図中、左端、縦方向に並んだ４個の埋め込み領域２９０２には、透かし情報列２９０３の同じく左端、縦方向の４個の対応する行列要素、すなわち「１」、「１」、「１」、「１」がそれぞれ割り当てられる。【０１９５】
同様に画像データ２９０１中、文字「あ」、「い」、「え」、「お」をそれぞれ主に含む，図中、上端、横方向に並んだ４個の埋め込み領域２９０２には、透かし情報列２９０３の同じく上端、横方向の対応する４個の行列要素、すなわち「１」、「１」、「０」、「１」がそれぞれ割り当てられる。【０１９６】
そして「１」が割り当てられた埋め込み領域２９０２に対しては、図６とともに上記した図形パターンと埋め込み情報との対応関係にしたがって、図７および図１０の場合同様、図６の図形パターン３０１，３０４が割り当てられる。【０１９７】
また図２２の図形パターン領域検出部１６０５では、上記の如く複数種類入力された図形パターン１６１１に対し，これに対応させて当該図形パターンを埋め込み可能な領域を複数回検出してもよい。しかしながら前記埋め込み領域と前記透かし情報に対応した図形パターン１６１１との組み合わせが既に決まっているような場合、前記透かし情報の値に対応した図形パターン１６１１のみを用いて図形パターンを埋め込み可能な領域の検出を行ってもよい。例えば、入力する図形パターンがN種類、１つの透かし情報の値に対応する図形パターンがM（Nより小さい値）種類の場合、各埋め込み領域に対してM種類の図形パターン埋め込み可能領域の検出を行えばよいので、検出回数がM／N倍となり処理の高速化が可能となる。【０１９８】
次に、透かし入り画像データ１６１５から埋め込まれた情報（埋め込み情報或いは透かし情報）１６１３を検出する電子透かし検出方式を実現する電子透かし検出装置の具体的な構成と動作について説明する。【０１９９】
図２７は、この電子透かし検出装置１９０１の構成例を示している。【０２００】
電子透かし検出装置１９０１は、画像データ入力部１９０２、図形パターン入力部１９０３、図形パターン検出部１９０４、情報検出処理部１９０５、および情報出力部１９０６を備える。【０２０１】
尚ここでは透かし入り画像データ１６１５の印刷物をスキャナ装置で読み込んで得た透かし入り画像データ１９１１から埋め込み情報１９１４（１６１３）を検出することを想定している。しかしながらそのような方法以外にも、電子データとして保存された、図２２の透かし入り画像データ１６１５をそのまま透かし入り画像データ１９１１として入力するようにしてもよい。【０２０２】
まず、画像データ入力部１９０２に透かし入り画像データ１９１１が入力され、同時に、図形パターン入力部１９０３に図形パターン１９１２が入力される。図形パターン１９１２としては、上記電子透かし埋め込み装置１６０１に入力される図形パターン１６１１と同様のものが入力される。入力された透かし入り画像データ１９１１および図形パターン１９１２は、図形パターン検出部１９０４に送られる。【０２０３】
図形パターン検出部１９０４は、透かし入り画像データ１９１１から図形パターン１９１２が埋め込まれている箇所を検出する。また情報検出処理部１９０５は、図形パターン検出部１９０４の検出結果から埋め込まれている透かし情報１９１３を判定する。ここでの透かし情報１９１３の判定では、同じ情報が埋め込まれている全ての埋め込み領域から図形パターン１９１２の種類と数とを算出して多数決による判定（後述）を行ってもよい。【０２０４】
図２８は、上記情報検出処理部１９０５における、検出された図形パターンから透かし情報を検出するための処理の流れを説明するための処理フローチャートである。【０２０５】
情報検出処理部１９０５は、まず検出された図形パターン１９１２の情報から埋め込み領域の境界判定を行う（ステップＳ２００１）。【０２０６】
同時に、ステップＳ２００１では、当該境界判定から得られる埋め込み領域のサイズから、元の画像データ１６１５に対して行われた画像拡大処理或いは画像縮小処理の拡縮率Ｓを算出する。【０２０７】
上記埋め込み領域の境界判定の方法および上記拡縮率Ｓの算出の方法としては、例えば、検出した図形パターンの位置のヒストグラムを使用した方法が考えられる。【０２０８】
図２９はこのヒストグラムを用いた埋め込み領域の境界判定方法を説明するための図である。【０２０９】
ここではまず、透かし入り画像データ１９１１全体または一部から図形パターンが埋め込まれた箇所を検出する。【０２１０】
例えば、図２６の透かし入り画像データ２９０４から図形パターンが埋め込まれた箇所を検出した結果が図２９（ａ）の画像データ２１０１である。【０２１１】
尚上述の本発明の実施例による電子透かし埋め込み方式によれば拡縮率Ｓに対応可能なように（Ａ）図形パターンの配置の変更或いは（Ｂ）図形パターンの信号的特徴に係る部分の近傍画素の改変によって生成された新たな図形パターンを適用して透かし入り画像データを生成しているため、図１４等とともに上述の如く、当該透かし入り画像データに対し画像拡大処理或いは画像縮小処理が行われた場合であっても確実に図形パターンを検出することが出来る。【０２１２】
図２９の説明に戻り、次に、埋め込み領域の境界判定と拡縮率Ｓの算出を行う。例えば図２９（ａ）に示される如くに得られた前記図形パターンが埋め込まれた位置（同図中、特に濃く示された部分）の情報から、図形パターンが検出された領域（図２９（ｂ）に示される２１０２の内部に示された部分）のみを抽出する。そして図中の横座標と、座標毎に検出された図形パターンの数とから、ヒストグラム２１０３（図２９（ｃ））を得る。【０２１３】
尚ここで作成するヒストグラムは上記の如くの横座標についてのものに限定する必要はなく、縦座標についてのヒストグラムや二次元座標についてのヒストグラムでもよい。【０２１４】
尚図２５で示したように、埋め込み領域の境界部分には図形パターンが埋め込まれていない空白領域が形成されているため、ヒストグラム２１０３では、この埋め込み領域の境界部分の空白領域に対応し、一定周期毎に空白部分が得られる。これらの空白部分および空白部分間の間隔を検出することにより、埋め込み領域の境界判定および拡縮率Sの算出が可能となる。【０２１５】
すなわち上述の電子透かし埋め込み装置１６０１による図形パターンの埋め込み時の埋め込み領域の横サイズがｎであり、その後の画像拡大処理或いは画像縮小処理の拡縮率がＳであれば、上記ヒストグラム２１０３によって検出できる空白部分間の間隔はｎ×Ｓとして得られるはずである。このため、上記埋め込み時に領域サイズ（上記ヒストグラム２１０３の例の場合は埋め込み領域の横サイズ）ｎを得ておき、ヒストグラムを利用して上記の如く空白部分間の間隔を算出することにより、拡縮率Ｓを逆算することができる。すなわちＳ＝（ヒストグラムによって検出された空白部分間の間隔）／ｎとして得られる。【０２１６】
図２９（ｄ）の２１０４において、このようにして得た埋め込み領域の境界を示す。これは図２６（ｂ）に示される，分割された埋め込み領域２９０２と合致する。【０２１７】
次に、各埋め込み領域に埋め込まれた図形パターンに対応した情報を判定して得る。【０２１８】
図２９の例の場合、同図（ｅ）に示す検出結果２１０５が得られた。【０２１９】
ここでは図２９（ｄ）に示されるごとくに境界が画定された各埋め込み領域毎に、そこから検出された図形パターンに基づき、当該図形パターンが対応付けられた透かし情報の値を得ることにより、図２９（ｅ）の結果を得た。【０２２０】
図２９（ｅ）に示されるごとく、透かし情報の値"１"、"０"の他に、図形パターンが検出できなかったことを示す"−"が存在する。【０２２１】
この場合、同一の透かし情報の値に対応する埋め込み領域（図２９（ｅ）の２１０５の場合には、行列の各列要素が該当する）の多数決を取ることで最終的に透かし情報"１"、"１"、"０"、"１"を判定して得ることができる（上記多数決による判定）。【０２２２】
すなわち検出対象の透かし入り画像データが元々作成された図２２に示す電子透かし埋め込み装置１６０１では、図２６とともに上記の如く、透かし情報"１１０１"を行方向に順次連続して並べて透かし情報列２９０３を生成した。この方法では図２６（ｃ）に示すごとく、列方向では同じ値が並んでいる。図２９（ｅ）の２１０５場合、２列目の２〜４行目の値は全て"１"である。このため、不明の２列目の１行目（上記"−"）は、多数決により"１"と判定される。【０２２３】
尚図形パターン検出部１９０４で検出された図形パターンだけでは全ての埋め込み情報が検出できない可能性がある。【０２２４】
そこでステップＳ２００２では、検出された図形パターンから、埋め込まれた透かし情報が全て検出可能かどうかを調べる。具体的には全ての埋め込み領域から図形パターンが１つも検出できなかった場合、透かし情報が検出可能ではないと判定する（Ｎｏ）。【０２２５】
他方検出された図形パターンの情報から透かし情報が検出可能（ステップＳ２００２のＹｅｓ）であれば、透かし情報１９１３を検出する。【０２２６】
透かし情報１９１３が検出できなかった場合にはステップＳ２００４に移行する。ステップＳ２００４において、検出できた図形パターンが存在しなかったなどの理由で拡縮率Ｓが算出できなかった場合（Ｎｏ）、検出不可能として処理を終了する。【０２２７】
他方拡縮率Ｓが算出できる場合（ステップＳ２００４のＹｅｓ）、すなわち図形パターン自体の検出が可能であり、その結果図２９とともに上述のヒストグラムを使用する方法等により拡縮率Ｓが算出できた場合、ステップＳ２００５において拡縮率Ｓに応じてパラメータの再設定を行い、その後に再設定後のデータ１９１５を用いて再び図形パターン検出部１９０４で図形パターンの検出を行う（ステップＳ２００５）。【０２２８】
上記パラメータの再設定（ステップＳ２００５）としては、例えば図２７の図形パターン入力部１９０３に格納されている図形パターンの大きさを、ステップＳ２００１で得られた拡縮率Ｓに応じて変更（すなわちＳ倍）した後に図形パターン検出部１９０４で図形パターンの検出を行う方法、画像データ入力部１９０２に入力された画像データを元の大きさとなるように１／Ｓ倍分の画像拡大処理または画像縮小処理を行った後に図形パターン検出部１９０４で図形パターンの検出を行う方法等が考えられる。【０２２９】
この場合の画像拡大処理または画像縮小処理として、例えば上記式（２）の線形補間法を使用してもよいし、他の方法を使用してもよい。【０２３０】
このように、拡縮率Ｓを算定し、得られた拡縮率Ｓを考慮した図形パターンの検出を行うことで、より精度の高い図形パターンの検出が可能となる。【０２３１】
図２７の情報出力部１９０６は、得られた透かし情報１９０６を元の埋め込み情報１９１４に変換して出力する。【０２３２】
透かし情報１９１３に誤り訂正符号が含まれている場合、情報出力部１９０６により誤りビットの訂正処理を行うことで、検出精度が向上する。【０２３３】
こうして、情報出力部１９０６から出力された埋め込み情報１９１４が、透かし入り画像データ１９１１に埋め込まれていた情報として得られる。【０２３４】
上述の本発明の実施例によれば、画像データに対し、特定のパターンで構成される図形パターンを透かし情報として埋め込み込む。図形パターンは、埋め込み後の拡大および縮小を考慮した配置および信号的特徴に係る部分の近傍画素の改変を行って構成される。【０２３５】
情報の検出手順としては、透かし入り画像データから図形パターンを検出することで情報が埋め込まれた位置を特定し、全ての図形パターンを検出した後に、埋め込まれていた図形パターンに対応した情報を検出する。図形パターンは画像データ内に分散して配置されているため、印刷した画像データの一部が欠損した場合でも埋め込まれた情報の復元が可能となる。また、画像拡大処理或いは画像縮小処理が行われても信号的特徴が維持されるよう図形パターンの生成を行っておくことにより、拡大および縮小された画像データからも確実に埋め込まれた情報を検出することができる。【０２３６】
またこのような本発明の実施例によれば、以下の（１）〜（４）に記載の如くの優れた効果が得られる。
（１）画像データの背景以外の部分に対して情報を埋め込むため、人間が知覚しにくい埋め込み方法を実現し得る。情報を埋め込む場所も文字だけではなく、図や罫線にも埋め込むことができる。
（２）図形パターンは特定のパターンで表されているため、コピーや印刷等で印刷物にかすれやにじみが発生した場合でも、安定して埋め込まれた情報を検出することができる。
（３）図形パターンは画像拡大処理や画像縮小処理が行われても、画像拡大処理や画像縮小処理を想定していないフィルタで検出可能な信号的特徴を維持しているため、画像拡大処理や、Ｎｉｎ１やサイズ変更などの画像縮小処理が行われた場合でも安定して埋め込まれた情報を検出することができる。
（４）検出時に拡縮率を算出することで、より精度の高い図形パターンの検出および情報検出を行うことができる。【０２３７】
図３０は上述の本発明の実施例による図２２に示された電子透かし埋め込み装置１６０１或いは図２７に示された電子透かし検出装置１９０１をコンピュータで実現する場合について説明するための、コンピュータの構成例を示すブロック図である。【０２３８】
図３０に示すごとく、同コンピュータ３０００は、与えられたプログラムを構成する命令を実行することによって様々な動作を実行するためのＣＰＵ３５０１と、キーボード、マウス等よりなりユーザが操作内容又はデータを入力するための操作部３５０２と、ユーザにＣＰＵ３５０１による処理経過、処理結果等を表示するＣＲＴ、液晶表示器等よりなる表示部３５０３と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなりＣＰＵ３５０４が実行するプログラム、データ等を記憶したり作業領域として使用されるメモリ３５０４と，プログラム、データ等を格納するハードディスク装置３５０５と、ＣＤ−ＲＯＭ３５０７を媒介として外部からプログラムをロードしたりデータをロードするためのＣＤ−ＲＯＭドライブ３５０６と、インターネット、ＬＡＮ等の通信網３５０９を介して外部サーバからプログラムをダウンロード等するためのモデム３５０８とを有する。
同コンピュータ３０００はＣＤ−ＲＯＭ３５０７を媒介として、あるいは通信ネットワーク３５０９を媒介として、上記電子透かし埋め込み装置１６０１或いは電子透かし検出装置１９０１が実行するものとして上述の処理をＣＰＵ３５０１に実行させるための命令よりなるプログラムをロードあるいはダウンロードする。そしてこれをハードディスク装置３５０５にインストールし、適宜メモリ３５０４にロードしてＣＰＵ３５０１が実行する。その結果、同コンピュータ３０００により電子透かし埋め込み装置１６０１或いは電子透かし検出装置１９０１が実現される。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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