(57)【要約】【課題】  データの取りうる値の数を大きくすることを可能とする。【解決手段】  ストライプパターンが埋め込まれている画像から画像の変化を検出する画像変化検出方法において、行列の各要素に対応する位置にある画像の画素のレベルと行列の固定位置要素に対応する位置にある画像の画素のレベルとの差分絶対値を行列の各要素に加算することを、行列を移動させながら繰り返す積算ステップと、行列の或る行のパターンのピーク位置と他の或る行のパターンのピーク位置との間隔をその２つの行の間隔で除して得られる商の逆正接値を画像の回転角度として検出する回転角度検出ステップと、行列の或る行のパターンのピッチに回転角度検出ステップで検出された回転角度の余弦値を乗じて得た値を原画像におけるストライプパターンのピッチで除して得られる商を画像の拡大縮小率として検出する拡大縮小率検出ステップと、を備える。【選択図】    図７
2006285748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストライプパターンが埋め込まれている画像から該画像の拡大縮小率及び回転角度を検出する画像変化検出方法において、
行列の各要素に対応する位置にある前記画像の画素のレベルと前記行列の固定位置要素に対応する位置にある前記画像の画素のレベルとの差分絶対値を前記行列の前記各要素に加算することを、前記行列を移動させながら繰り返す積算ステップと、
前記行列の或る行のパターンのピーク位置と他の或る行のパターンのピーク位置との間隔をその２つの行の間隔で除して得られる商の逆正接値を前記画像の回転角度として検出する回転角度検出ステップと、
前記行列の或る行のパターンのピッチに前記回転角度検出ステップで検出された回転角度の余弦値を乗じて得た値を原画像におけるストライプパターンのピッチで除して得られる商を前記画像の拡大縮小率として検出する拡大縮小率検出ステップと、
を備えることを特徴とする画像変化検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像変化検出方法により画像の変化が検出されるために、原画像に前記ストライプパターンを挿入することを特徴とするパターン挿入方法。
【請求項３】
請求項１に記載の画像変化検出方法により画像の変化が検出されるために、前記ストライプパターンが挿入された原画像が表された媒体。
【請求項４】
擬似ストライプパターンが埋め込まれている画像から該画像の拡大縮小率及び回転角度を検出する画像変化検出方法において、
前記擬似ストライプパターンを基にストライプパターンを得るストライプパターン復元ステップと、
行列の各要素に対応する位置にあるストライプパターン復元後の前記画像の画素のレベルと前記行列の固定位置要素に対応する位置にあるストライプパターン復元後の前記画像の画素のレベルとの差分絶対値を前記行列の前記各要素に加算することを、前記行列を移動させながら繰り返す積算ステップと、
前記行列の或る行のパターンのピーク位置と他の或る行のパターンのピーク位置との間隔をその２つの行の間隔で除して得られる商の逆正接値を前記画像の回転角度として検出する回転角度検出ステップと、
前記行列の或る行のパターンのピッチに前記回転角度検出ステップで検出された回転角度の余弦値を乗じて得た値を原画像におけるストライプパターンのピッチで除して得られる商を前記画像の拡大縮小率として検出する拡大縮小率検出ステップと、
を備えることを特徴とする画像変化検出方法。
【請求項５】
請求項４に記載の画像変化検出方法により画像の変化が検出されるために、原画像に前記擬似ストライプパターンを挿入することを特徴とするパターン挿入方法。
【請求項６】
請求項４に記載の画像変化検出方法により画像の変化が検出されるために、前記擬似ストライプパターンが挿入された原画像が表された媒体。
【請求項７】
請求項１又は４に記載の画像変化検出方法と、
前記画像を検出された前記拡大縮小率及び回転角度で補正する補正ステップと、
補正された前記画像からデータを表す電子透かしを検出するデータ検出ステップと、
を備えることを特徴とする電子透かし検出方法。
【請求項８】
請求項２又は５に記載のパターン挿入方法と、
データを表す電子透かしを前記画像に埋め込むデータ挿入ステップと、
を備えることを特徴とする電子透かし挿入方法。
【請求項９】
ストライプパターンが埋め込まれている画像から該画像の拡大縮小率及び回転角度を検出する画像変化検出装置において、
行列の各要素に対応する位置にある前記画像の画素のレベルと前記行列の固定位置要素に対応する位置にある前記画像の画素のレベルとの差分絶対値を前記行列の前記各要素に加算することを、前記行列を移動させながら繰り返す積算手段と、
前記行列の或る行のパターンのピーク位置と他の或る行のパターンのピーク位置との間隔をその２つの行の間隔で除して得られる商の逆正接値を前記画像の回転角度として検出する回転角度検出手段と、
前記行列の或る行のパターンのピッチに前記回転角度検出手段で検出された回転角度の余弦値を乗じて得た値を原画像におけるストライプパターンのピッチで除して得られる商を前記画像の拡大縮小率として検出する拡大縮小率検出手段と、
を備えることを特徴とする画像変化検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の画像変化検出装置により画像の変化が検出されるために、原画像に前記ストライプパターンを挿入することを特徴とするパターン挿入装置。
【請求項１１】
擬似ストライプパターンが埋め込まれている画像から該画像の拡大縮小率及び回転角度を検出する画像変化検出装置において、
前記擬似ストライプパターンを基にストライプパターンを得るストライプパターン復元手段と、
行列の各要素に対応する位置にあるストライプパターン復元後の前記画像の画素のレベルと前記行列の固定位置要素に対応する位置にあるストライプパターン復元後の前記画像の画素のレベルとの差分絶対値を前記行列の前記各要素に加算することを、前記行列を移動させながら繰り返す積算手段と、
前記行列の或る行のパターンのピーク位置と他の或る行のパターンのピーク位置との間隔をその２つの行の間隔で除して得られる商の逆正接値を前記画像の回転角度として検出する回転角度検出手段と、
前記行列の或る行のパターンのピッチに前記回転角度検出手段で検出された回転角度の余弦値を乗じて得た値を原画像におけるストライプパターンのピッチで除して得られる商を前記画像の拡大縮小率として検出する拡大縮小率検出手段と、
を備えることを特徴とする画像変化検出装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の画像変化検出装置により画像の変化が検出されるために、原画像に前記擬似ストライプパターンを挿入することを特徴とするパターン挿入装置。
【請求項１３】
請求項９又は１１に記載の画像変化検出装置と、
前記画像を検出された前記拡大縮小率及び回転角度で補正する補正手段と、
補正された前記画像からデータを表す電子透かしを検出するデータ検出手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし検出装置。
【請求項１４】
請求項１０又は１２に記載のパターン挿入装置と、
データを表す電子透かしを前記画像に埋め込むデータ挿入手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし挿入装置。
【請求項１５】
請求項１、２、４、５、７又は８に記載の方法をコンピュータに行わせるためのプログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラムを記録した、コンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の拡大縮小率及び回転角度を検出するための画像変化検出方法及び画像の拡大縮小率及び回転角度を検出するためのパターンを挿入するためのパターン挿入方法並びにこれらに対応する画像変化検出装置及びパターン挿入装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、画像に電子透かしを挿入するための電子透かし挿入方法及び電子透かしが挿入された画像から電子透かしを検出するための電子透かし検出方法並びにこれらに対応する電子透かし挿入装置及び電子透かし検出装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
バーコードを印刷物やホームページに表示し、このバーコードをカメラで撮影し、撮影されたバーコードを基に、例えばＵＲＬ等のデータを得る方法が普及しているが、このような方法では、バーコードにより印刷物やホームページの体裁が下がってしまう。
【０００４】
このような問題を解決するために、画像にデータを表す電子透かしを挿入する方法が提案されている。この方法を利用すれば、撮影された画像からデータを得ることができるので、バーコードが不要となる。
【０００５】
このような方法に係る発明として、挿入装置は、拡大縮小率検出用パターン、回転角検出用パターン、候補位置のうち挿入データにより組み合わされる位置にデータパターンを設定し、全てのパターンを合わせて逆フーリエ変換し、原画像に対して変換により得た画像を加算し、検出装置は、画像をブロックに分割し、各ブロックのデータをフーリエ変換して各ブロックの各周波数成分の振幅を得て、各周波数成分の振幅をブロック間で加算して各周波数毎の総和振幅を得て、拡大縮小率検出用パターンで画像の拡大縮小率を検出し、回転角検出用パターンで画像の回転角を検出し、拡大縮小率及び回転角が補正された総和振幅で候補位置にあるもののうち相対的に大きな値を示す所定数の総和振幅の位置の組み合わせを基にデータを検出するような発明がある（例えば、特許文献１参照。）この発明は、特にカメラで画像を撮影した場合に、画像の縮尺が変化し、また、画像が回転してしまい、このためにデータを表す電子透かしを検出することができなくなってしまうという問題を解決するために、画像の拡大縮小率及び回転角度を検出するための電子透かしを画像に埋め込んでおくものである。
【特許文献１】特開２００４−１５３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載されている発明によれば、図１に示すように、周波数領域において、データを表す非ゼロ周波数成分を配置するべき円９０１の他に、画像の拡大縮小率を検出するための非ゼロ周波数成分を配置するべき円９０２と画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を配置するべき円９０３を設けなければならない。そうすると、データを表す非ゼロ周波数成分を配置するべき円の数が制限されてしまい、従って、データの取りうる値の数が制限されてしまう。例えば、図１に示す例では、円９０１上の２０個の候補位置のうちの１０個の候補位置に非ゼロ周波数成分を配置し、また、周波数成分は原点について点対称であるので、これは、１０個の候補位置のうちの５個の候補位置に非ゼロ周波数成分を配置することとなるので、データの取りうる値の数は、１０Ｃ５＝２５２となる。
【０００７】
そこで、本発明は、データの取りうる値の数を大きくすることを可能とする画像変化検出方法、パターン挿入方法、電子透かし挿入方法及び電子透かし検出方法並びに画像変化検出装置、パターン挿入装置、電子透かし挿入装置及び電子透かし検出装置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】
【０００８】
本発明の第１の観点によれば、ストライプパターンが埋め込まれている画像から該画像の拡大縮小率及び回転角度を検出する画像変化検出方法において、行列の各要素に対応する位置にある前記画像の画素のレベルと前記行列の固定位置要素に対応する位置にある前記画像の画素のレベルとの差分絶対値を前記行列の前記各要素に加算することを、前記行列を移動させながら繰り返す積算ステップと、前記行列の或る行のパターンのピーク位置と他の或る行のパターンのピーク位置との間隔をその２つの行の間隔で除して得られる商の逆正接値を前記画像の回転角度として検出する回転角度検出ステップと、前記行列の或る行のパターンのピッチに前記回転角度検出ステップで検出された回転角度の余弦値を乗じて得た値を原画像におけるストライプパターンのピッチで除して得られる商を前記画像の拡大縮小率として検出する拡大縮小率検出ステップと、を備えることを特徴とする画像変化検出方法が提供される。
【０００９】
本発明の第２の観点によれば、本発明の第１の観点による画像変化検出方法により画像の変化が検出されるために、原画像に前記ストライプパターンを挿入することを特徴とするパターン挿入方法が提供される。
【００１０】
本発明の第３の観点によれば、本発明の第１の観点による画像変化検出方法により画像の変化が検出されるために、前記ストライプパターンが挿入された原画像が表された媒体が提供される。
【００１１】
本発明の第４の観点によれば、擬似ストライプパターンが埋め込まれている画像から該画像の拡大縮小率及び回転角度を検出する画像変化検出方法において、前記擬似ストライプパターンを基にストライプパターンを得るストライプパターン復元ステップと、行列の各要素に対応する位置にあるストライプパターン復元後の前記画像の画素のレベルと前記行列の固定位置要素に対応する位置にあるストライプパターン復元後の前記画像の画素のレベルとの差分絶対値を前記行列の前記各要素に加算することを、前記行列を移動させながら繰り返す積算ステップと、前記行列の或る行のパターンのピーク位置と他の或る行のパターンのピーク位置との間隔をその２つの行の間隔で除して得られる商の逆正接値を前記画像の回転角度として検出する回転角度検出ステップと、前記行列の或る行のパターンのピッチに前記回転角度検出ステップで検出された回転角度の余弦値を乗じて得た値を原画像におけるストライプパターンのピッチで除して得られる商を前記画像の拡大縮小率として検出する拡大縮小率検出ステップと、を備えることを特徴とする画像変化検出方法が提供される。
【００１２】
本発明の第５の観点によれば、本発明の第４の観点による画像変化検出方法により画像の変化が検出されるために、原画像に前記擬似ストライプパターンを挿入することを特徴とするパターン挿入方法が提供される。
【００１３】
本発明の第６の観点によれば、本発明の第４の観点による画像変化検出方法により画像の変化が検出されるために、前記擬似ストライプパターンが挿入された原画像が表された媒体が提供される。
【００１４】
本発明の第７の観点によれば、本発明の第１又は第４の観点による画像変化検出方法と、前記画像を検出された前記拡大縮小率及び回転角度で補正する補正ステップと、補正された前記画像からデータを表す電子透かしを検出するデータ検出ステップと、を備えることを特徴とする電子透かし検出方法が提供される。
【００１５】
本発明の第８の観点によれば、本発明の第２又は第５の観点によるパターン挿入方法と、データを表す電子透かしを前記画像に埋め込むデータ挿入ステップと、を備えることを特徴とする電子透かし挿入方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、周波数領域における円が拡大縮小率及び回転角度検出用のパターンを埋め込むために利用されず、従って、データを埋め込むことができる円の数が増えるので、データの取りうる値の数を増やすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図２（ａ）は、画像の拡大縮小率及び回転角度を検出するための空間領域におけるストライプパターンを示す。このパターンを原画像に挿入する。ここで、挿入とは、空間領域で各画素毎に原画像にパターンを加算又は減算することをいう。加算する際のパターンのピーク・ツー・ピーク値は、例えば、画像のピーク・ツー・ピーク値の数パーセントとするが、これよりも大きくても少なくても良い。
【００１９】
パターンが挿入された画像の拡大縮小率は、パターンのピッチにより検出することができ、パターンが挿入された画像の回転角度は、パターンの傾きにより検出することができる。
【００２０】
パターンのピッチ及び傾きを検出するための方法を次に説明する。
【００２１】
図３（ｂ）に示すような行列１０１を用意する。図３（ｂ）の例では、行列は９行×９列の正方行列であるが、これと異なっていても良い。
【００２２】
そして、図２（ｂ）に示すように、行列１０１を画像の左端から右方向に移動していき、行列１０１が各位置にあるときに次に説明するような演算を行う。
【００２３】
すなわち、図３（ｂ）に示すように、行列１０１が各位置にあるときに、行列要素Ｍｉ，ｊの値を、その行列要素Ｍｉ，ｊの位置にある画像の画素のレベルＢｉ，ｊ（図３（ａ）参照。）と行列１０１の中心の行列要素の位置にある画像の画素のレベルＡ（図３（ａ）参照。）を用いて式（１）のように算出する。
【００２４】
【数１】
2006285748.tif 000003
つまり、行列の要素Ｍｉ，ｊに対応する位置にある画像の画素のレベルＢｉ，ｊと行列の固定位置要素（図３の例では行列の中心位置要素としているが他の位置要素でもよい。）に対応する位置にある画像の画素のレベルＡとの差分絶対値を行列の要素Ｍｉ，ｊに加算する。
【００２５】
式（１）で示される演算を繰り返した時に、行列１０１の中心の行（図３（ｂ）の例では第５行）の各要素の値が変化していく様子を図４に示す。図４では、基準行（固定位置要素を含む行）も対象行（演算対象となる行）も共に中心の行である。画像の左端から右端まで式（１）で示される演算を繰り返すことにより、図４の太枠１０２で示すような値が得られる。これをグラフ化したものを図５（ａ）に示す。図５（ａ）から明らかなように、行列１０１の中心行は、２つのピークを有するようになる。また、中心行の中心の要素がゼロとなる。図４及び図５（ａ）の例では、画像が拡大も縮小もされていない場合に、行列の６つの要素がストライプパターンのピッチに対応するように行列の大きさと行列内の要素数を決定しているが、行列内の要素数を増やすことにより（つまり、空間解像度を上げることにより）図５（ｂ）に示すような２つの三角波を得ることができる。
【００２６】
画像が回転していない場合には、どの行についても図４及び図５に示すようなパターンが得られる。一方、画像が回転している場合には、基準行のパターンに対して基準行以外の対象行のパターンが水平方向にずれる。図６は、画像の回転により基準行以外の対象行のパターンが基準行のパターンよりも左方向に１画素ずれた場合を示す。この場合、行列１０１内の対象行については、図６の太枠１０３で示すような値が得られる。図４の太枠１０２内の値と図６の太枠１０３内の値を比較すると明らかなように、値が２４であるピークの位置が１画素分だけずれている。同様に、値が０であるピークの位置が１画素だけずれている。
【００２７】
図７は、行列１０１の値を利用して画像の拡大縮小率及び回転角度を検出するための原理を説明するための図である。図３、４、５及び６では、行列１０１の要素数が９×９であるとして説明したが、図７では、図面の簡略化のために、行列１０１の要素数が５×５であるとしている。
【００２８】
図７では、画像が拡大又は縮小することによりパターンのピッチがｐ０からｐに変化し、パターンが角度θだけ傾いている。また、行列１０１の行間の間隔はΔｙである。
【００２９】
上述したような演算を繰り返すことにより、図７の枠１０４の内部に示すような５行分の三角波のパターンが行列１０１の値のパターンとして得られる。このパターンのピッチはｐ’であり、隣接する行の間のピークのシフト量はΔｘである。
【００３０】
従って、幾何学的に画像の回転角度θは、式（２）により算出することができる。
【００３１】
【数２】
2006285748.tif 000004
つまり、行列の或る行のパターンのピーク位置と他の或る行のパターンのピーク位置との間隔をその２つの行の間隔で除して得られる商の逆正接値が画像の回転角度θとなる。
【００３２】
また、幾何学的に画像の拡大縮小率は、式（３）により算出することができる。
【００３３】
【数３】
2006285748.tif 000005
つまり、行列の或る行のパターンのピッチに回転角度θの余弦値を乗じて得た値を原画像におけるストライプパターンのピッチで除して得られる商が拡大縮小率である。
【００３４】
ピッチｐ’及びシフト量Δｘの精度を高めるためには、例えば、行列１０１内でピッチｐ’及びシフト量Δｘの平均値をとる。また、1回のみ水平走査して式（１）の演算を行うのではなく、高さを変えながら、複数回水平走査を繰り返して式（１）の演算を行う。
【００３５】
図８を参照すると、ストライプパターンの挿入による画像への影響度を減らすために、元々レベルを高くしたかった部分の全てのレベルを高くするのではなく、符号１０７で示すように、一部のレベルを高くし、元々レベルを低くしたかった部分の全てのレベルを低くするのではなく、符号１０８で示すように、一部のレベルを低くするようにしても良い。この様な場合、図９の符号１０５で示すようなパターンが得られる。このようなパターンを原画像に挿入する。
【００３６】
検出時においては、図８の矢印１０９及び１１０で示すように、一部のレベルを全部に広げることにより、符号１０７、１０８に示すような局所パターンから符号１１１、１１２に示すような局所パターンを得る。こうすることにより、図９の符号１０６に示すようなパターンを復元することができる。
【００３７】
図９の符号１０５で示すパターンから符号１０６で示すパターンを復元するためには、例えば、図８の例で言えば、２×２画素の範囲で多数決をとり、多数決で洩れた画素の値を多数決で決定した値に変更する。
【００３８】
ストライプパターンの挿入による画像への影響度を減らすために、次に説明するような方法を用いても良い。
【００３９】
画素のレベルの範囲が０〜１００であるとして、ストライプの黒に相当する部分では、２×２画素の領域の画素のレベルの合計値が１００以下になるように画素値を変化させ、また、ストライプの白に相当する部分では、２×２画素の領域の画素のレベルの合計値が３００以上になるように画素値を変化させる。
【００４０】
このようにして得られたパターン（図９の符号１０５参照。）からストライプパターン（図９の符号１０６参照。）を得るためには、次の３つの処理を行う。
【００４１】
（１）２×２のセルを画像の左上端から右方向に走査し、復元処理を行う。右端まで到達したら、２画素下の左端から復元処理を繰り返す（図１０（ａ）参照）。ここで、復元処理とは、セル内のレベルの合計値が１００以下であればそのセル内の全ての画素のレベルを０にして、セル内のレベルの合計値が３００以上であればそのセル内の全ての画素のレベルを１００にする処理である。また、復元処理においては、セル内の輝度の合計値が１０１〜２９９であれば、セル内の画素のレベルを変更しない。
【００４２】
（２）２×２のセルを画像の左上端から右に１画素ずれた位置から走査し、復元処理を行う。右端まで到達したら、２画素下の左端から右に１画素ずれた位置から復元処理を繰り返す（図１０（ｂ）参照）。
【００４３】
（３）２×２のセルを画像の左上端から下に１画素ずれた位置から走査し、復元処理を行う。右端まで到達したら、２画素下の左端から復元処理を繰り返す（図１０（ｃ）参照）。
【００４４】
このように３つの処理を行うのは、１つの処理のみしか行わないと、画像のパターンの位相とセルの位相との一致・不一致によって正しい局所パターン（オール０又はオール１００）が得られなくなってしまう場合があるからである。
【００４５】
図１１に画像が１５０％に拡大された場合及び５０％に縮小された場合の復元処理の過程及び結果を示す。図１１の例では、ストライプの黒に相当する部分の処理を示している。図１１から明らかなように、画像が拡大された場合であっても、縮小された場合であっても、ほぼ全ての画素のレベルを０にすることができる。図示しないが、白に相当する部分では、ほぼ全ての画素のレベルを１００にすることができる。
【００４６】
図１２に画像が回転している場合の復元処理の過程及び結果を示す。図１２から明らかなように、画像が回転している場合であっても、白黒のストライプを復元できる。
【００４７】
また、図９の符号１０５で示すような擬似ストライプパターンを利用する代わりに、例えば、図２（ａ）に示すようなストライプパターンの黒部分をノイズ（例えば、ホワイトノイズ、ピンクノイズ、ガウシアンノイズ、Ｍ系列等）に変え、白部分をオールゼロに変えることにより得られる擬似ストライプパターンを利用しても良い。このような擬似ストライプパターンを原画像に挿入する。このような場合、局部領域毎にレベルの分散を調べ、分散が大きい場所では黒、分散が小さい場所では白とすることにより図２（ａ）に示すようなストライプパターンを復元することができる。
【００４８】
図１３は、データを表す周波数領域におけるパターンを示す。円２１１には、２０個の候補位置が設けられ、このうちの１０個の候補位置に非ゼロ周波数成分がデータの値に応じて配置される。また、周波数成分の分布は原点について対象であるので、この配置は、１０個の候補位置のうちの５個の候補位置に非ゼロ周波数成分をデータの値に応じて配置することと等価である。同様に、円２１２には、２８個の候補位置が設けられ、このうちの１４個の候補位置に非ゼロ周波数成分がデータの値に応じて配置される。また、周波数成分の分布は原点について対象であるので、この配置は、１４個の候補位置のうちの７個の候補位置に非ゼロ周波数成分をデータの値に応じて配置することと等価である。同様に、円２１３には、４個の候補位置が設けられ、このうちの２個の候補位置に非ゼロ周波数成分がデータの値に応じて配置される。また、周波数成分の分布は原点について対象であるので、この配置は、２個の候補位置のうちの１個の候補位置に非ゼロ周波数成分をデータの値に応じて配置することと等価である。従って、このパターンによれば、１０Ｃ５×１４Ｃ７×２Ｃ１＝１７２９７２８通りのデータを表せることとなる。円２１２及び２１３は、それぞれ、拡大縮小率及び回転角度を表すためのパターンを図２（ａ）に示すようなものにしたことによりデータを表すために用いられることが可能となったものである。従来例では、円２１２を拡大縮小率検出のパターンのために用いなければならず、また、円２１３を回転角度検出のパターンのために用いなければならなかった。従って、本実施形態によれば、データの取りうる値の数を増加させることが可能となる。
【００４９】
図１３に示すパターンを逆フーリエ変換し、これを原画像に重畳（加算又は減算）する。
【００５０】
次に、本発明の実施形態による電子透かし挿入装置について説明する。
【００５１】
図１４を参照すると、本実施形態による電子透かし挿入装置は、補正用パターン生成部３０１、加算部（減算部）３０２、データ保持部３０３、データパターン生成部３０４、逆離散フーリエ変換部３０５、二値化部３０６及び加算部（又は減算部）３０７を備える。
【００５２】
補正用パターン生成部３０１は、電子透かし検出装置で、入力した画像の拡大縮小率及び回転角度を検出するためのストライプパターン（図２（ａ）又は図９の符号１０５にしめすようなもの）を生成する。
【００５３】
加算部（又は減算部）３０２は、原画像のうち所定の第１成分にストライプパターンを加算（または減算）する。
【００５４】
データ保持部３０３は、画像に電子透かしの形態で埋め込みたいデータを保持する。
【００５５】
データパターン生成部３４３は、データ保持部が保持するデータの値に応じたデータパターン（図１３に示すようなもの）を生成する。
【００５６】
逆離散フーリエ変換部３０５は、データパターン生成部３０４が生成した非ゼロ周波数成分を逆離散フーリエ変換して、空間領域におけるパターンを生成する。逆離散フーリエ変換部３０５が出力するパターンの大きさは、逆離散フーリエ変換で扱うサンプル数によって決定され、例えば、２５６×２５６画素、５１２×５１２画素、１０２４×１０２４画素等の大きさである。
【００５７】
二値化部３０６は、逆離散フーリエ変換部３０５が生成したパターンを予め定めた値をしきい値として所定の値ａ又は−ａに二値化する。
【００５８】
加算部（又は減算部）３０７は、原画像のうち所定の第２成分の全部又は一部のブロックに二値化されたパターンを加算（または減算）する。なお、二値化部３０６による二値化の処理は、電子透かし検出装置における電子透かし検出の精度が上がるという実験結果が出ているために行っている。従って、必ずしも二値化の処理は必要ではなく、この場合には、加算部（又は減算部）３０７は、逆離散フーリエ変換部３０５が出力するパターンに所定の係数を掛けたものを原画像のうち所定の第２成分の全部又は一部のブロックに加算（又は減算）する。
【００５９】
第１成分と第２成分は、例えば、それぞれ、ＣＩＥＬＡＢ色空間のＬ値とｂ値にする。或いは、ＣＩＥ１９３１表色系、ＣＩＥ１９６４表色系、ＣＩＥ１９６４Ｕ＊Ｖ＊Ｗ＊色空間、ＣＩＥＬＵＶ色空間、ＲＧＢ、ＣＭＹＫ等における相互に独立した色にする。
【００６０】
次に、図１５を参照して、本実施形態による電子透かし挿入装置の動作を説明する。
【００６１】
まず、補正用パターン生成部３０１は、補正用パターンであるストライプパターン（図２（ａ）又は図９の符号１０５に示すようなもの）を生成する（ステップＳ４０１）。次に、加算部（又は減算部）３０２は、ストライプパターンを第１成分に加算（又は減算）する（ステップＳ４０２）。次に、データパターン生成部３０４は、データ保持部３０３が保持するデータの値により定まるデータパターン（図１３にしめすようなもの）を生成する（ステップＳ４０３）。次に、逆離散フーリエ変換部３０５は、データ生成部３０４が生成したパターンを逆離散フーリエ変換して、空間領域におけるパターンを生成する（ステップＳ４０４）。次に、二値化部３０６は、逆離散フーリエ変換部３０５が生成した空間領域におけるパターンを二値化する（ステップＳ４０５）。最後に、加算部（又は減算部）３０７は、二値化されたパターンを原画像の第２成分に加算（又は減算）する（ステップＳ４０６）。
【００６２】
電子透かしが挿入された画像は、本、雑誌等に印刷され、又は、ホームページ等の画面に表示され、携帯電話のカメラ等により撮影されることを待つこととなる。
【００６３】
次に、本発明の実施形態による電子透かし検出装置について説明する。
【００６４】
図１６を参照すると、本実施形態による電子透かし検出装置は、ブロック化部３１１、離散フーリエ変換部３１２、振幅計算部３１３、振幅積算部３１４、補正値検出部３１５、補正部３１６及びデータ検出部３１７を備える。
【００６５】
ブロック化部３１１は、携帯電話のカメラ等が入力した電子透かし挿入画像の第２成分をブロック化する。なお、カメラ等は、本、雑誌等に印刷されている画像、又は画面に表示されている画像を撮影するので、カメラ等が入力した電子透かし挿入画像は、電子透かし挿入装置が出力する電子透かし挿入画像と比較し、一般に、原点がずれ、拡大又は縮小され、回転し、コントラスト及び明るさが異なっている。ブロックは、電子透かし挿入装置の逆離散フーリエ変換部３０５が変換した画素の数に等しい数の画素よりなるブロックであり、例えば、２５６×２５６画素、５１２×５１２画素又は１０２４×１０２４画素等のブロックである。なお、ブロック化部３１１が作成するブロックを構成する画素の数は、電子透かし挿入装置の逆離散フーリエ変換部３０５が変換した画素の数に等しいが、ブロック化部３１１が入力する画像がカメラ等が入力した画像であるので、ブロック化部３１１が作成するブロックは、一般に、電子透かし挿入装置の逆離散フーリエ変換部３０５による逆離散フーリエ変換のブロックを拡大又は縮小したものである。
【００６６】
離散フーリエ変換部３１２は、ブロック化部３１１が出力する全てのブロックを離散フーリエ変換して、ブロック化部３１１が出力する全てのブロックの全ての周波数成分を出力する。
【００６７】
振幅計算部３１３は、離散フーリエ変換部３１２が出力する一般に複素数である周波数成分の振幅（絶対値）を求め、ブロック化部３１１が出力する全てのブロックの全ての周波数成分の振幅を出力する。
【００６８】
振幅積算部３１４は、振幅計算部３１３が出力する周波数成分の振幅を基に、各周波数成分の振幅を全てのブロック間で加算する。
【００６９】
補正値検出部３１５は、電子透かし挿入画像の第１成分を基にブロック化部３１１が入力した画像の拡大縮小率及び回転角度を検出する。この検出方法については既に説明した。
【００７０】
補正部３１６は、振幅積算部３１４が出力する周波数領域における各周波数成分の振幅の位置を、補正値検出部３１５が検出した拡大縮小率及び回転角度で補正し、これにより、拡大縮小率が１であり、回転角度が０である場合の周波数領域における各周波数成分の振幅を得る。
【００７１】
データ検出部３１７は、補正部３１６からの拡大縮小率が１であり回転角度が０である場合の周波数領域における各周波数成分の振幅を基に、データを検出する。データの検出は、データパターンを検出することにより行う。拡大縮小率及び回転角度が補正されているので、データパターンに対応した総和振幅が所定の半径の候補位置に現れるようになっている。従って、拡大縮小率及び回転角の補正後の総和振幅を候補位置のみの周波数成分を通すフィルタに通す。そして、各円２１１、２１２、２１３毎にフィルタ出力の全ての総和振幅を、高い値から低い値に変化する共通のしきい値と比較し、値がしきい値を上回る総和振幅が所定数（円２１１については１０、円２１２については１４、円２１３については２）に達したところで、しきい値の変化を中止する（図１７参照）。このときに、しきい値を上回っている総和振幅が成すパターンより電子透かしの形態で埋め込まれているデータの値を検出する。
【００７２】
次に、図１８を参照して、本実施形態による電子透かし検出装置の動作を説明する。
【００７３】
まず、ブロック化部３１１は、カメラ等が撮影した電子透かし挿入画像の第２成分をブロック化する（ステップＳ４１１）。次に、離散フーリエ変換部３１２は、ブロック化部３１１が生成した各ブロックを離散フーリエ変換する（ステップＳ４１２）。次に、振幅計算部４１３は、離散フーリエ変換部３１２が出力する複素数の各周波数成分の振幅を求める（ステップＳ４１３）。次に、振幅積算部３１４は、振幅計算部３１３が出力する振幅をブロック間で周波数毎に積算して、周波数毎の総和振幅を求める（ステップ４１４）。次に、補正値検出部３１５は、カメラ等が撮影した電子透かし挿入画像の第１成分を基に、カメラ等が撮影した電子透かし挿入画像の拡大縮小率及び回転角度を求める（ステップＳ４１５）。次に、補正部３１６は、周波数毎の総和振幅の周波数領域における位置を、ステップＳ４１５で求めた拡大縮小率及び回転角度で補正する（ステップＳ４１６）。最後に、データ検出部３１７は、補正部３１６が出力する周波数毎の総和振幅を基に電子透かしの形態で埋め込まれているデータを検出する（ステップＳ４１７）。
【００７４】
なお、図１４に示した電子透かし挿入装置は、ハードウェアによって実現することも可能であるが、コンピュータを図１４に示した電子透かし挿入装置として機能させるためのプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによっても実現することができる。同様に、図１６に示した電子透かし検出装置は、ハードウェアによって実現することも可能であるが、コンピュータを図１６に示した電子透かし検出装置として機能させるためのプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによっても実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】従来例による電子透かしの周波数領域におけるパターンを示す図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施形態で利用するストライプパターンを示す図であり、（ｂ）は、ストライプパターンを走査する様子を示す図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態で演算の対象となる画素を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態で利用する積算用行列を示す図である。
【図４】本発明の実施形態によって、基準行と一致する対象行について、ストライプパターンから三角波を得る様子を示す図である。
【図５】（ａ）は、積算用行列の解像度が低い場合の三角波を示す図であり、（ｂ）は、積算用行列の解像度が高い場合の三角波を示す図である。
【図６】本発明の実施形態によって、画像が回転している場合に、基準行と異なる対象行について、ストライプパターンから三角波を得る様子を示す図である。
【図７】本発明の実施形態による画像の拡大縮小率及び回転角度を検出する原理を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態による擬似ストライプパターンの局所パターン及びそれから復元されるストライプパターンの局所パターンを示す図である。
【図９】本発明の実施形態による擬似ストライプパターン及びストライプパターンを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態による擬似ストライプパターンからストライプパターンを復元するための１つの方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施形態により、画像が拡大又は縮小している場合であっても、擬似ストライプパターンからストライプパターンを得られる様子を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態により、画像が回転している場合であっても、擬似ストライプパターンからストライプパターンを得られる様子を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態による周波数領域におけるデータパターンの例を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態による電子透かし挿入装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の実施形態による電子透かし挿入方法を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の実施形態による電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の実施形態によるデータパターン検出方法を説明するための図である。
【図１８】本発明の実施形態による電子透かし検出方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
３０１  補正用パターン生成部
３０２  加算部（減算部）
３０３  データ保持部
３０４  データパターン生成部
３０５  逆離散フーリエ変換部
３０６  二値化部
３０７  加算部（減算部）
３１１  ブロック化部
３１２  離散フーリエ変換部
３１３  振幅計算部
３１４  振幅積算部
３１５  補正値検出部
３１６  補正部
３１７  データ検出部
【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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