(57)【要約】  ドットが存在しない領域にそれぞれ異なる特徴を有する複数の地紋パターンを組み合わせて、文書画像の背景領域に情報が埋め込まれる。そして、文書画像に対して数理形態学的変換を行うことで、各地紋パターンのドットが存在しない領域の特徴が抽出され、埋め込まれた情報が識別される。
2008035401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のドットを含む地紋パターンを用いて文書画像の背景領域に情報を埋め込むコンピュータのためのプログラムであって、
ドットが存在しない領域からそれぞれ異なる特徴が抽出されるように複数のドットが配置された、複数の地紋パターンを組み合わせて配列することで、埋め込まれる情報を表す地紋パターンの列を生成し、
前記文書画像の背景領域に前記地紋パターンの列を埋め込んで、合成画像を生成する
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２】
前記複数の地紋パターンにおいて、前記ドットが存在しない領域の数または形状がパターン毎に異なることを特徴とする請求項１記載のプログラム。
【請求項３】
前記複数の地紋パターンの各々が１つのシンボルを表すことを特徴とする請求項１または２記載のプログラム。
【請求項４】
前記複数の地紋パターンのうち２つ以上の地紋パターンの組み合わせが１つのシンボルを表すことを特徴とする請求項１または２記載のプログラム。
【請求項５】
前記複数の地紋パターンの各々に含まれるドットの数が同じであることを特徴とする請求項１または２記載のプログラム。
【請求項６】
複数のドットを含む地紋パターンを用いて文書画像の背景領域に埋め込まれた情報を検出するコンピュータのためのプログラムであって、
前記文書画像の背景領域を構成する複数の地紋パターンの各々に対して数理形態学的変換を行うことで、各地紋パターンのドットが存在しない領域の特徴を抽出し、
抽出された特徴に基づいて、各地紋パターンが表す情報を識別する
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項７】
所定の構造要素を用いて前記文書画像を走査しながら前記数理形態学的変換を行い、各地紋パターンの変換結果にドットが存在しない領域が含まれているか否かに基づいて、該地紋パターンが表す情報を識別する処理を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項６記載のプログラム。
【請求項８】
所定の構造要素を用いて前記文書画像を走査しながら前記数理形態学的変換を行うことで、各地紋パターンからドットが存在しない領域を抽出し、該地紋パターン内における抽出された領域の位置情報に基づいて、該地紋パターンが表す情報を識別する処理を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項６記載のプログラム。
【請求項９】
各地紋パターンの変換結果を複数のブロックに分割し、それぞれのブロックに含まれる前記ドットが存在しない領域の数に基づいて、前記位置情報を求める処理を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項８記載のプログラム。
【請求項１０】
複数の構造要素を用いて前記文書画像を走査しながら前記数理形態学的変換を行うことで、各地紋パターンの複数の変換結果を生成し、該地紋パターンの複数の変換結果を組み合わせて、該地紋パターンが表す情報を識別する処理を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項７、８、または９記載のプログラム。
【請求項１１】
複数のドットを含む地紋パターンを用いて文書画像の背景領域に埋め込まれた情報を検出する電子透かし検出装置であって、
前記文書画像を入力する文書画像入力部と、
前記文書画像の背景領域を構成する複数の地紋パターンの各々に対して数理形態学的変換を行うことで、各地紋パターンのドットが存在しない領域の特徴を抽出する数理形態学的変換部と、
抽出された特徴に基づいて、各地紋パターンが表す情報を識別する情報識別部と
を備えることを特徴とする電子透かし検出装置。
【請求項１２】
前記数理形態学的変換部は、所定の構造要素を用いて前記文書画像を走査しながら前記数理形態学的変換を行い、前記情報識別部は、各地紋パターンの変換結果にドットが存在しない領域が含まれているか否かに基づいて、該地紋パターンが表す情報を識別することを特徴とする請求項１１記載の電子透かし検出装置。
【請求項１３】
前記数理形態学的変換部は、所定の構造要素を用いて前記文書画像を走査しながら前記数理形態学的変換を行うことで、各地紋パターンからドットが存在しない領域を抽出し、前記情報識別部は、該地紋パターン内における抽出された領域の位置情報に基づいて、該地紋パターンが表す情報を識別することを特徴とする請求項１１記載の電子透かし検出装置。
【請求項１４】
前記情報識別部は、各地紋パターンの変換結果を複数のブロックに分割し、それぞれのブロックに含まれる前記ドットが存在しない領域の数に基づいて、前記位置情報を求めることを特徴とする請求項１３記載の電子透かし検出装置。
【請求項１５】
前記数理形態学的変換部は、複数の構造要素を用いて前記文書画像を走査しながら前記数理形態学的変換を行うことで、各地紋パターンの複数の変換結果を生成し、前記情報識別部は、該地紋パターンの複数の変換結果を組み合わせて、該地紋パターンが表す情報を識別することを特徴とする請求項１２、１３、または１４記載の電子透かし検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、文書データへ人間の目にはわかりにくい形で情報を埋め込む電子透かし埋め込み装置と、文書データに埋め込まれた情報を検出する電子透かし検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、会社内で保管する情報の電子化が進み、将来的にも紙文書による保管は減っていくことが予想される。しかしながら、紙文書はなくなるわけではないため、必然的に発生し続ける紙文書と電子文書の混在環境になっているのが現状である。また、企業や公共機関が取り扱う顧客データ等の個人情報の流出・漏洩が懸念されており、より厳格な管理システムの導入が求められている。【０００３】
このような状況に対応するためのセキュリティ技術の１つとして、電子透かしが挙げられる。電子透かしとは、画像、文書、音声等のデータに著作権者名や複製履歴等の情報を埋め込む技術である。会社内で取り扱う重要なデータや会社外へ提供する製品に情報を埋め込むことで、情報漏洩防止、複製防止、原本保証等を可能にする。このように、電子化されたデータに対する電子透かしについての研究は盛んであり、各種の電子透かしが製品化されている。【０００４】
しかしながら、２値の文書データ、特に一度印刷出力された紙媒体から、埋め込まれた情報を抽出するのは困難である。印刷およびスキャンする際に起こり得る位置のずれ、ノイズ付加、解像度変換等による高周波成分の損失等により、埋め込まれた情報が失われやすいためである。【０００５】
下記の特許文献１の方法では、人間の視覚特性を利用した技術により、画質の向上と情報の埋め込みを同時に実現しているが、図形や文字の輪郭や切れ目に重点的に情報を埋め込んでいるため、コピーによって輪郭部分がかすれたり、ぼけたり、ファックス送信により解像度が変化した場合に、埋め込まれた情報を失う可能性が高い。埋め込める情報量も文字数に依存する。【０００６】
また、地紋パターンを用いた電子透かし技術として、下記の特許文献２〜６が挙げられる。特許文献２および３の方法では、紙媒体を印刷、コピー、またはスキャンした際に発生するノイズ付加、輪郭部のぼけ等による検出精度の低下を避けるために、地紋パターンを構成するドットを一定方向に並べる等の方法を用いている。しかし、こうした比較的単純な特徴を持った地紋パターンは、人の目に認識されやすく、埋め込まれた情報を第三者に解読され、ドットパターンを悪用される可能性がある。【０００７】
特許文献４の方法では、地紋パターンの方向をパターンマッチングによって検出しており、コピーによる歪み等の幾何学的変形により検出精度が低下する。また、地紋パターン自体が大きいので、人の目で見てパターンの並びがわかってしまうという欠点がある。【０００８】
特許文献５の方法では、文書画像に地紋パターンを埋め込む際に、文字を避けてパターンが埋め込まれる。パターンの識別においては、複数種類のフィルタによりマッチングが行われる。特許文献６の方法では、解像度の異なるドットを組み合わせて地紋パターンが作成される。コピーによって解像度の高いドットは消滅するが、解像度の低いドットは残るため、原本性を確認できる印刷物の作成と同時に流出経路の特定も可能になる。【０００９】
特許文献５および６の方法では、地紋パターンの方向をフィルタによって検出しているが、特許文献４と同様に、地紋パターン自体が大きいので、人の目で見てパターンの並びがわかってしまうという欠点がある。
【特許文献１】特開２００４−２８９７８３号公報
【特許文献２】特開２００１−３４６０３２号公報
【特許文献３】特開２００３−１０１７６２号公報
【特許文献４】特開２００２−３０５６４６号公報
【特許文献５】特開２００３−２０９６７６号公報
【特許文献６】特開２００６−００５３９９号公報
【発明の開示】
【００１０】
本発明の課題は、視覚的に判別しにくい地紋パターンにより、電子文書に情報を埋め込み、文書を印刷、コピー、またはスキャンした後でも、埋め込まれた情報を安定して検出することである。
【００１１】
本発明の電子透かし埋め込み装置は、文書画像入力部、透かし情報入力部、背景地紋生成部、画像合成部、および合成画像出力部を備え、複数のドットを含む地紋パターンを用いて文書画像の背景領域に情報を埋め込む。
【００１２】
文書画像入力部は、文書画像を入力し、透かし情報入力部は、埋め込まれる情報を入力する。背景地紋生成部は、ドットが存在しない領域からそれぞれ異なる特徴が抽出されるように複数のドットが配置された、複数の地紋パターンを組み合わせて配列することで、埋め込まれる情報を表す地紋パターンの列を生成する。画像合成部は、文書画像の背景領域に地紋パターンの列を埋め込んで、合成画像を生成し、合成画像出力部は、合成画像を出力する。
【００１３】
上記複数の地紋パターンにおいて、ドットが存在しない領域の数や形状等の特徴はパターン毎に異なり、この特徴を抽出することで、各地紋パターンを識別することができる。背景地紋生成部は、埋め込まれる情報の内容に合わせてこれらの地紋パターンを配列し、画像合成部は、文書画像の背景領域に地紋パターンの列を埋め込む。
【００１４】
ドットが存在しない領域の特徴は、視覚的には判別しにくいため、埋め込まれた地紋パターンの列が人の目に認識される可能性は、極めて低くなる。
本発明の電子透かし検出装置は、文書画像入力部、数理形態学的変換部、および情報識別部を備え、複数のドットを含む地紋パターンを用いて文書画像の背景領域に埋め込まれた情報を検出する。
【００１５】
文書画像入力部は、文書画像を入力する。数理形態学的変換部は、文書画像の背景領域を構成する複数の地紋パターンの各々に対して数理形態学的変換を行うことで、各地紋パターンのドットが存在しない領域の特徴を抽出する。情報識別部は、抽出された特徴に基づいて、各地紋パターンが表す情報を識別する。
【００１６】
数理形態学的変換によれば、注目画素を含むように構造要素が配置され、構造要素の定義域に対応する範囲内の画素の値に基づいて、注目画素の値が変更される。文書画像中の各画素を順番に注目画素として走査することで、文書画像全体の変換結果が得られる。この変換結果には、各地紋パターンのドットが存在しない領域の特徴が反映されており、各地紋パターンの変換結果から、その地紋パターンが表す情報を識別することができる。
【００１７】
このような地紋パターンの地理的構造特徴に基づく識別方法には、歪みやコピーやスキャンによる輪郭のぼけ等に対する耐性があるため、コピーやスキャン等を行った後でも、安定した検出が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電子透かし埋め込み装置の構成図である。
【図２】第１の地紋パターンを示す図である。
【図３】第２の地紋パターンを示す図である。
【図４】第１の地紋パターンにおける空白領域を示す図である。
【図５】第２の地紋パターンにおける空白領域を示す図である。
【図６】電子透かし検出装置の構成図である。
【図７】数理形態学的変換処理のフローチャートである。
【図８】第１の構造要素を示す図である。
【図９】第２の構造要素を示す図である。
【図１０】第１の構造要素による数理形態学的変換処理を示す図である。
【図１１】第２の構造要素による数理形態学的変換処理を示す図である。
【図１２】第１の構造要素による変換結果を示す図である。
【図１３】第２の構造要素による変換結果を示す図である。
【図１４】第３の構造要素を示す図である。
【図１５】第３の構造要素による数理形態学的変換処理を示す図である。
【図１６】第３の構造要素による変換結果を示す図である。
【図１７】変換結果のブロック分割を示す図である。
【図１８】ブロック分割では識別できない変換結果を示す図である。
【図１９】第１の複合地紋パターンを示す図である。
【図２０】第２の複合地紋パターンを示す図である。
【図２１】第１の反転地紋パターンを示す図である。
【図２２】第２の反転地紋パターンを示す図である。
【図２３】情報処理装置の構成図である。
【図２４】プログラムおよびデータの提供方法を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本実施形態では、地紋パターンを用いた電子透かし技術を採用し、地紋パターンの識別には、数理形態学に基づいた非線形フィルタによる特徴抽出アルゴリズムを用いる。従来技術では、地紋を構成するパターンのドットの並んでいる方向を抽出して、埋め込まれている情報を識別していたのに対して、数理形態学的変換により地紋パターンの地理的構造特徴を抽出すれば、方向性のない地紋パターンでも情報を識別することができる。したがって、人の目では違いを認識するのが困難な地紋パターンを使用することができ、第三者に解読される危険性が低くなる。【００２０】
また、地紋パターンの地理的構造特徴により情報を識別するため、パターンマッチング等の識別方法とは異なり、歪みやコピーやスキャンによる輪郭のぼけ等に対する耐性があり、コピーやスキャン等を行った後でも、安定した検出が可能になる。【００２１】
埋め込める情報量に関しては、１枚の文書に占める文字（黒画素）の割合は５〜２０％程度なので、残りの８０〜９５％の余白に地紋パターンを埋め込めば、ユーザＩＤや印刷日時等、「いつ」、「どこで」、「誰が」印刷したのかを特定することは可能である。情報を繰り返し埋め込むことも可能なので、文書の一部切り取りに対しても耐性がある。【００２２】
図１は、このような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は、文書画像入力部１０１、透かし情報入力部１０２、背景地紋生成部１０３、画像合成部１０４、合成画像出力部１０５、およびプリンタ１０６を備える。【００２３】
文書画像入力部１０１は、２値または多値の文書画像データを入力し、透かし情報入力部１０２は、文書画像に埋め込まれるユーザＩＤや印刷日時等の情報を入力する。背景地紋生成部１０３は、入力された情報を示す地紋パターンを生成し、画像合成部１０４は、入力された文書画像の背景領域に地紋パターンを埋め込んで、背景地紋付きの合成画像データを生成する。合成画像出力部１０５は、合成画像をプリンタ１０６に出力し、プリンタ１０６は、２値または多値の合成画像を印刷出力する。【００２４】
電子透かし埋め込み装置内には、例えば、図２または図３に示すように、埋め込まれる情報に対応した複数の地紋パターンがあらかじめ用意される。図２の４つの地紋パターン２０１〜２０４は、それぞれ異なるシンボルを表し、図３の４つの地紋パターン３０１〜３０４も、それぞれ異なるシンボルを表す。【００２５】
これらの地紋パターン内には、図４および図５に示すように、パターン毎に特徴の異なる空白領域が形成されるように複数のドットが配置されている。ここで、空白領域の特徴とは、空白領域の数、面積、形状、画素の平均値等を意味する。各地紋パターンに対して数理形態学的変換を行うことで、パターン内部の空白領域を検出することができる。【００２６】
なお、文書画像全体の濃度を一様にして、人の目で地紋パターンを判別しにくくするために、それぞれの地紋パターンを構成するドットの数は同じにすることが望ましい。
まず、透かし情報入力部１０２は、０と１のビット列からなる情報を入力する。このとき、入力情報に対してデータ圧縮、暗号化、誤り検出符号化、誤り訂正符号化等を行ってもよい。次に、背景地紋生成部１０３は、１ビットまたは複数ビットを１シンボルとして、ビット列の先頭から順番に地紋パターンを割り当てていき、ビット列を地紋パターンの列に変換する。【００２７】
例えば、図２の地紋パターン２０１、２０２、２０３、および２０４がそれぞれ００、０１、１０、１１を表すものとすると、入力情報のビット列の先頭から順番に、２ビットずつ地紋パターンが割り当てられる。同様にして、図３の地紋パターン３０１、３０２、３０３、および３０４をそれぞれ００、０１、１０、１１に割り当てることも可能である。画像合成部１０４は、得られた地紋パターンの列を、文書画像の背景部分に繰り返し描画する。【００２８】
図６は、こうして埋め込まれた地紋パターンの情報を検出する電子透かし検出装置の構成例を示している。この電子透かし検出装置は、文書画像入力部６０１、数理形態学的変換部６０２、２値化部６０３、シンボル識別部６０４、および多数決処理部６０５を備える。【００２９】
文書画像入力部６０１は、電子透かし埋め込み装置により印刷された紙文書の文書画像データを入力し、数理形態学的変換部６０２は、構造要素を用いて、入力された文書画像の各画素をラスタ走査し、各画素の値を変換する。２値化部６０３は、文書画像が多値画像である場合に、各画素に対して閾値処理による２値化を行い、文書画像を２値画像に変換する。【００３０】
シンボル識別部６０４は、変換された文書画像から、地紋パターンが表すシンボルを識別し、シンボル列を生成する。文書画像の背景部分に地紋パターンの列が繰り返し埋め込まれている場合は、同じ情報を表す複数のシンボル列が生成される。そこで、多数決処理部６０５は、これらのシンボル列についてシンボル毎に多数決を取り、最も確からしいシンボル列を検出結果として出力する。【００３１】
なお、数理形態学的変換部６０２と２値化部６０３の順序を入れ替えて文書画像を変換しても構わない。２値化に用いられる閾値としては、あらかじめパラメータとして設定された固定値を用いてもよく、判別分析法等により入力画像から動的に求められた値を用いてもよい。【００３２】
図７は、数理形態学的変換部６０２が行う数理形態学的変換処理のフローチャートである。ここでは、数理形態学的変換処理の一種であるエロージョン（erosion ）により、各地紋パターンから形状の異なる空白領域を検出する。【００３３】
数理形態学において、集合Ａと集合Ｂのミンコフスキー和もしくはミンコフスキー差を求める際、集合Ａを処理対象の図形とした場合の集合Ｂを、構造要素と呼ぶ。構造要素は行列や関数として扱うことが可能であり、本実施形態では構造要素を行列として扱う。視覚的には、所定形状を有する小領域として構造要素を表現することができる。【００３４】
エロージョンとは、画像中の注目画素を中心に構造要素を配置して、構造要素の定義域に対応する範囲内の画素の輝度を求め、注目画素の輝度をそれらの輝度の最小値で置き換える操作である。【００３５】
数理形態学的変換部６０２は、まず、構造要素の中心等を基準位置として、その位置を文書画像中の注目画素に重ねて構造要素を配置する（ステップ７０１）。次に、構造要素の定義域内の画素の輝度を求め、注目画素の輝度をそれらの輝度の最小値で置き換える（ステップ７０２）。そして、文書画像中の全画素にエロージョンを行ったか否かをチェックし（ステップ７０３）、未処理の画素があれば、構造要素の基準位置を次の画素に移動させて（ステップ７０１）、ステップ７０２の処理を行う。このような操作を文書画像中の全画素について繰り返す。【００３６】
例えば、図２に示した４つの地紋パターンから、図４のような直線で囲まれた部分の空白領域を抽出する場合、図８および図９に示すような２つの長方形の構造要素を用いてエロージョンが行われる。【００３７】
この場合、文書画像は２値画像であるから、構造要素の定義域内に１つでも黒画素があれば、注目画素は、輝度の最小値に対応する黒画素に置き換えられ、構造要素の定義域内に１つも黒画素がなければ、注目画素は白画素のまま残されることになる。【００３８】
まず、図２の地紋パターン２０２に対して、図８の横長の構造要素を用いてエロージョンを行うと、図１０に示すように、地紋パターン２０２の全体が黒画素に置き換えられた変換結果１２０２が得られる。【００３９】
次に、地紋パターン２０２に対して、図９の縦長の構造要素を用いてエロージョンを行うと、図１１に示すように、図４に示した縦長の空白領域を含む変換結果１３０２が得られる。こうして、図９の構造要素を用いることで、地紋パターン２０２から空白領域を検出することができる。【００４０】
図１０と同様のエロージョンを、図２の地紋パターン２０１、２０３、および２０４に対しても行うことで、図１２に示すような変換結果１２０１、１２０３、および１２０４がそれぞれ得られる。これらの変換結果から、図８の構造要素を用いることで、地紋パターン２０３および２０４から空白領域を検出できることがわかる。【００４１】
また、図１１と同様のエロージョンを、図２の地紋パターン２０１、２０３、および２０４に対しても行うことで、図１３に示すような変換結果１３０１、１３０３、および１３０４がそれぞれ得られる。これらの変換結果から、図９の構造要素を用いることで、地紋パターン２０４から空白領域を検出できることがわかる。【００４２】
シンボル識別部６０４は、こうして得られた文書画像全体の２種類の変換結果を組み合わせて、地紋パターンが表すシンボルを識別する。具体的には、同一の地紋パターン領域の２種類の変換結果における空白領域の有無に基づいて、シンボルを識別する。【００４３】
例えば、変換結果１２０１および１３０１の組み合わせが示すように、いずれの変換結果にも空白領域が含まれない場合は、シンボルを００と判定し、変換結果１２０２および１３０２の組み合わせが示すように、図９の構造要素による変換結果にのみ空白領域が含まれる場合は、シンボルを０１と判定する。【００４４】
また、変換結果１２０３および１３０３の組み合わせが示すように、図８の構造要素による変換結果にのみ空白領域が含まれる場合は、シンボルを１０と判定し、変換結果１２０４および１３０４の組み合わせが示すように、いずれの変換結果にも空白領域が含まれる場合は、シンボルを１１と判定する。こうして識別されたシンボルの列から、文書画像に埋め込まれている情報が検出される。【００４５】
なお、３種類以上の構造要素を用いて得られた変換結果を組み合わせて、シンボルを識別することも可能である。
次に、図３に示した４つの地紋パターンから、図５のような円で囲まれた部分の空白領域を抽出する場合について説明する。この場合、図１４に示すような菱形の構造要素を用いてエロージョンが行われる。【００４６】
図３の地紋パターン３０１に対して、図１４の構造要素を用いてエロージョンを行うと、図１５に示すように、図５に示した左上の空白領域を含む変換結果１６０１が得られる。同様にして、地紋パターン３０２、３０３、および３０４からは、図１６に示すような変換結果１６０２、１６０３、および１６０４がそれぞれ得られる。【００４７】
これらの変換結果から、図１４の構造要素を用いることで、地紋パターン３０１〜３０４内の一定サイズ未満の空白領域は黒く塗りつぶされ、一定サイズ以上の空白領域のみを検出できることがわかる。【００４８】
シンボル識別部６０４は、こうして得られた文書画像全体の変換結果において、各地紋パターン領域における空白領域の位置情報に基づいて、その地紋パターンが表すシンボルを識別する。【００４９】
具体的には、各地紋パターン領域を複数のブロック（例えば、Ｎ×Ｎのブロック）に分割し、各ブロックに含まれる空白領域の数に基づいて、地紋パターンが表すシンボルを識別する。図１６に示した変換結果の場合は、図１７に示すように、各地紋パターン領域が２×２のブロックに分割され、空白領域が存在するブロックの位置からシンボルが識別される。【００５０】
例えば、変換結果１６０１が示すように、左上のブロックに空白領域が含まれる場合は、シンボルを００と判定し、変換結果１６０２が示すように、右上のブロックに空白領域が含まれる場合は、シンボルを０１と判定する。また、変換結果１６０３が示すように、左下のブロックに空白領域が含まれる場合は、シンボルを１０と判定し、変換結果１６０４が示すように、右下のブロックに空白領域が含まれる場合は、シンボルを１１と判定する。こうして識別されたシンボルの列から、文書画像に埋め込まれている情報が検出される。【００５１】
ただし、図１８に示すような変換結果１８０１および１８０２が得られた場合は、２×２分割を行っても、すべてのブロックに空白領域が含まれてしまうことになり、シンボルを識別することができない。そこで、このような場合は、変換結果に含まれる空白領域の位置座標を求め、その値に基づいてシンボルを識別する。位置座標としては、例えば、空白領域の頂点や中心点の座標値が用いられる。【００５２】
さらに、図１４の構造要素以外の他の構造要素によるエロージョンを行い、複数の変換結果における空白領域の位置情報を組み合わせて、地紋パターンが表すシンボルを識別することも可能である。【００５３】
以上説明した実施形態では、１つの地紋パターンが１つのシンボルを表しているが、複数の地紋パターンを組み合わせて１つのシンボルを表すことも可能である。
例えば、図１９に示すように、同一の地紋パターンを４つずつ組み合わせて、シンボル０〜３を表す複合地紋パターン１９０１〜１９０４を形成してもよい。同一の地紋パターンを繰り返し用いることで、埋め込まれた情報を誤り訂正等に使用することができる。【００５４】
また、図２０に示すように、異なる地紋パターンを４つずつ組み合わせて、シンボル４〜９を表す複合地紋パターン２００１〜２００６を形成してもよい。異なる地紋パターンを組み合わせることで、図１９とは異なる情報を表現することができる。【００５５】
ところで、数理形態学的変換処理によれば、地紋パターンの空白領域の代わりに、輝度の小さな黒色領域を抽出することも可能である。地紋パターンがパターン毎に特徴の異なる黒色領域を有する場合、パターン内部の黒色領域を抽出することで、埋め込まれた情報を検出することができる。【００５６】
図２１および図２２は、このような地紋パターンの例を示している。図２１の地紋パターン２１０１〜２１０４は、図２の地紋パターン２０１〜２０４の白黒を反転することで得られ、図２２の地紋パターン２２０１〜２２０４は、図３の地紋パターン３０１〜３０４の白黒を反転することで得られる。【００５７】
これらの地紋パターンから黒色領域を検出する場合、図７の数理形態学的変換処理において、エロージョンの代わりにダイレーション（dilation）が用いられる。ダイレーションとは、画像中の注目画素を中心に構造要素を配置して、構造要素の定義域に対応する範囲内の画素の輝度を求め、注目画素の輝度をそれらの輝度の最大値で置き換える操作である。【００５８】
図１の電子透かし埋め込み装置および図６の電子透かし検出装置は、例えば、図２３に示すような情報処理装置（コンピュータ）を用いて構成される。図２３の情報処理装置は、ＣＰＵ（中央処理装置）２３０１、メモリ２３０２、入力装置２３０３、出力装置２３０４、外部記憶装置２３０５、媒体駆動装置２３０６、およびネットワーク接続装置２３０７を備え、それらはバス２３０８により互いに接続されている。【００５９】
メモリ２３０２は、例えば、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）等を含み、処理に用いられるプログラムおよびデータを格納する。ＣＰＵ２３０１は、メモリ２３０２を利用してプログラムを実行することにより、上述した処理を行う。【００６０】
この場合、図１の文書画像入力部１０１、透かし情報入力部１０２、背景地紋生成部１０３、画像合成部１０４、および合成画像出力部１０５と、図６の文書画像入力部６０１、数理形態学的変換部６０２、２値化部６０３、シンボル識別部６０４、および多数決処理部６０５は、メモリ２３０２に格納されたプログラムに対応する。【００６１】
入力装置２３０３は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス等であり、オペレータからの指示や情報の入力に用いられる。出力装置２３０４は、例えば、ディスプレイ、プリンタ、スピーカ等であり、オペレータへの問い合わせや処理結果の出力に用いられる。【００６２】
外部記憶装置２３０５は、例えば、磁気ディスク装置、光ディスク装置、光磁気ディスク装置、テープ装置等である。情報処理装置は、この外部記憶装置２３０５に、プログラムおよびデータを格納しておき、必要に応じて、それらをメモリ２３０２にロードして使用する。【００６３】
媒体駆動装置２３０６は、可搬記録媒体２３０９を駆動し、その記録内容にアクセスする。可搬記録媒体２３０９は、メモリカード、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の任意のコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。オペレータは、この可搬記録媒体２３０９にプログラムおよびデータを格納しておき、必要に応じて、それらをメモリ２３０２にロードして使用する。【００６４】
ネットワーク接続装置２３０７は、ＬＡＮ（local area network）等の通信ネットワークに接続され、通信に伴うデータ変換を行う。また、情報処理装置は、必要に応じて、プログラムおよびデータを外部の装置からネットワーク接続装置２３０７を介して受け取り、それらをメモリ２３０２にロードして使用する。【００６５】
図２４は、図２３の情報処理装置にプログラムおよびデータを提供する方法を示している。可搬記録媒体２３０９やサーバ２４０１のデータベース２４１１に格納されたプログラムおよびデータは、情報処理装置２４０２のメモリ２３０２にロードされる。サーバ２４０１は、そのプログラムおよびデータを搬送する搬送信号を生成し、通信ネットワーク上の任意の伝送媒体を介して情報処理装置２４０２に送信する。ＣＰＵ２３０１は、そのデータを用いてそのプログラムを実行し、上述した処理を行う。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明によれば、文書の印刷、コピー、スキャン時の画質劣化に対して頑強な情報埋め込みおよび情報抽出が可能になる。また、埋め込まれている情報の難読性を高めることも可能になる。これにより、重要な情報が印刷された紙媒体の不正な複製を抑止することができる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成20年10月2日(2008.10.2)
【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】
複数のドットを含む地紋パターンを用いて文書画像の背景領域に情報を埋め込むコンピュータのためのプログラムであって、
ドットが存在しない領域からそれぞれ異なる特徴が抽出されるように複数のドットが配置された、複数の地紋パターンを組み合わせて配列することで、埋め込まれる情報を表す地紋パターンの列を生成し、
前記文書画像の背景領域に前記地紋パターンの列を埋め込んで、合成画像を生成する
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項２】
前記複数の地紋パターンにおいて、前記ドットが存在しない領域の数または形状がパターン毎に異なることを特徴とする請求項１記載のプログラム。
【請求項３】
複数のドットを含む地紋パターンを用いて文書画像の背景領域に埋め込まれた情報を検出するコンピュータのためのプログラムであって、
前記文書画像の背景領域を構成する複数の地紋パターンの各々に対して数理形態学的変換を行うことで、各地紋パターンのドットが存在しない領域の特徴を抽出し、
抽出された特徴に基づいて、各地紋パターンが表す情報を識別する
処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項４】
所定の構造要素を用いて前記文書画像を走査しながら前記数理形態学的変換を行い、各地紋パターンの変換結果にドットが存在しない領域が含まれているか否かに基づいて、該地紋パターンが表す情報を識別する処理を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項３記載のプログラム。
【請求項５】
所定の構造要素を用いて前記文書画像を走査しながら前記数理形態学的変換を行うことで、各地紋パターンからドットが存在しない領域を抽出し、該地紋パターン内における抽出された領域の位置情報に基づいて、該地紋パターンが表す情報を識別する処理を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項３記載のプログラム。
【請求項６】
各地紋パターンの変換結果を複数のブロックに分割し、それぞれのブロックに含まれる前記ドットが存在しない領域の数に基づいて、前記位置情報を求める処理を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項５記載のプログラム。
【請求項７】
複数の構造要素を用いて前記文書画像を走査しながら前記数理形態学的変換を行うことで、各地紋パターンの複数の変換結果を生成し、該地紋パターンの複数の変換結果を組み合わせて、該地紋パターンが表す情報を識別する処理を、前記コンピュータに実行させることを特徴とする請求項４、５、または６記載のプログラム。
【請求項８】
複数のドットを含む地紋パターンを用いて文書画像の背景領域に埋め込まれた情報を検出する電子透かし検出装置であって、
前記文書画像を入力する文書画像入力部と、
前記文書画像の背景領域を構成する複数の地紋パターンの各々に対して数理形態学的変換を行うことで、各地紋パターンのドットが存在しない領域の特徴を抽出する数理形態学的変換部と、
抽出された特徴に基づいて、各地紋パターンが表す情報を識別する情報識別部と
を備えることを特徴とする電子透かし検出装置。
【国際調査報告】
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