(57)【要約】【課題】本やポスターなど印刷物および絵画などの透かし情報が含まれない非電子画像に対して、透かし情報を埋め込むことが可能な埋め込み方法を提供する。【解決手段】照明手段が発する透かし情報を含む光で、撮像する被写体を照らす被写体照明方法、及び、該被写体照明方法を用いて該透かし情報を被写体に埋め込む透かし情報の埋め込み方法、及び、該被写体照明方法を用いて被写体を撮像する撮像方法で、該透かし情報は、照明手段が発する光の被写体上での輝度分布、或いは光の強度の時間的変化に含まれる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明手段が発する透かし情報を含む光で、撮像する被写体を照らす被写体照明方法。
【請求項２】
前記透かし情報が、照明手段が発する光の被写体上での輝度分布に含まれることを特徴とする請求項１記載の被写体照明方法。
【請求項３】
前記透かし情報が、照明手段が発する光の強度の時間的変化に含まれることを特徴とする請求項1記載の被写体照明方法。
【請求項４】
前記透かし情報が、前記照明手段により照らされる被写体を撮像して得られる画像を変換処理することにより抽出される情報であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の被写体照明方法。
【請求項５】
前記変換処理が、直交変換処理であることを特徴とする請求項４記載の被写体照明方法。
【請求項６】
照明手段が発する透かし情報を含む光を撮像する被写体に照らして、該透かし情報を該被写体に埋め込む透かし情報の埋め込み方法。
【請求項７】
前記透かし情報が、照明手段が発する光の被写体上での輝度分布に含まれることを特徴とする請求項６記載の透かし情報の埋め込み方法。
【請求項８】
前記透かし情報が、照明手段が発する光の強度の時間的変化に含まれることを特徴とする請求項６記載の透かし情報の埋め込み方法。
【請求項９】
照明手段が発する透かし情報を含む光で撮像する被写体を照らして、該透かし情報を該被写体に埋め込んだ被写体像を得ることを特徴とする撮像方法。
【請求項１０】
前記透かし情報が、照明手段が発する光の被写体上での輝度分布に含まれることを特徴とする請求項９記載の撮像方法。
【請求項１１】
前記透かし情報が、照明手段が発する光の強度の時間的変化に含まれることを特徴とする請求項９記載の撮像方法。
【請求項１２】
被写体と透かし情報を含む該被写体以外の光学像とを重畳させて撮像する撮像方法において、
透かし情報が、該被写体以外の光学像の輝度分布に含まれ、且つ撮像された被写対と該被写体以外の光学像の合成画像に変換処理を施すことにより抽出される
透かし情報であることを特徴とする撮像方法。
【請求項１３】
被写体と透かし情報を含む該被写体以外の光学像とを重畳させて撮像する撮像方法において、
透かし情報が、該被写体以外の光学像の強度の時間的変化に含まれ、且つ撮像された被写体と該被写体以外の光学像の合成画像に変換処理を施すことにより抽出される
透かし情報であることを特徴とする撮像方法。
【請求項１４】
前記変換処理が直交変換処理であることを特徴とする請求項１２乃至請求項１３のいずれかに記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データや音声データなどのデジタルデータに透かし情報の埋め込みを行う電子透かしの技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像データや音声データなどのデジタルデータに電子透かし情報の埋め込みを行う場合、電気信号としての画像信号に電気信号としての透かし情報が加えられる。即ち、電気信号の段階で画像情報に電子透かし情報が埋め込まれる。
電子透かしデータとして、著作者の識別が可能な特殊な情報を埋め込んでおけば、違法な複製が行われた後でも、この電子透かしデータを検出することにより、著作者を特定することが可能である。また、複製不可情報を埋め込んでおけば、例えば、再生装置がその複製不可情報を検出した際に、使用者に複製禁止データであることを通知したり、再生装置内の複製防止機構を動作させて、ＶＴＲなどへの複製を制限することが可能である。
【０００３】
しかしながら、前記従来の方法では、電気信号の段階で画像情報に電子透かし情報が埋め込まれるため、電子画像或いは一旦電子画像の形態を経て他の形態に変換された画像に対してのみ、電子透かし情報を埋め込むことができるが、電子画像でない画像については電子透かし情報を埋め込むことができない。例えば、一旦印刷された画像では、電子透かし情報を埋め込むことができず、印刷画像をデジタルカメラなどのデジタル撮像装置で撮影されて、違法に複製される恐れがある。
【０００４】
このような状況の中、解決の試みとしての電子透かし情報の埋め込み方法が、特許文献１に提案されている。
特許文献１で提案される電子透かし情報の埋め込み方法は、表示面に映像を投射する映像投射装置が表示面に投射する映像に、光線照射装置を用いて、その映像の著作権を示す電子透かし情報を赤外線もしくは紫外線により該映像に提示して埋め込む電子透かし埋め込み方法である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６７５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の電子透かし埋め込み方法では、映像情報に埋め込まれた電子透かし情報を検出する際、電子透かし情報を映像情報から分離することができない。即ち、パタンマッチングにより検出すると記載されているが、映像情報と重畳された状態であるため、精度の良い検出は困難である。また、もし電子透かし情報と類似した情報が映像情報に含まれる場合、誤ってこれを電子透かし情報として検出するなどの問題もある。
【０００７】
以上のような状況を鑑み、本発明を考案したもので、本発明は分離抽出可能な形態で本やポスターなどの印刷物及び絵画などの透かし情報が含まれない非電子画像に対しても透かし情報を埋め込むことが可能な埋め込み方法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】
本発明の第一は、照明手段が発する透かし情報を含む光で、撮像する被写体を照らす被写体照明方法であり、前記透かし情報が、照明手段が発する光の被写体上での輝度分布、或いは、照明手段が発する光の強度の時間的変化に含まれることを特徴とし、更に前記照明手段により照らされる被写体を撮像して得られる画像を変換処理、特には直交変換処理することにより抽出される情報であることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第二は、照明手段が発する透かし情報を含む光を撮像する被写体に照らして、該透かし情報を該被写体に埋め込む透かし情報の埋め込み方法で、該透かし情報が、照明手段が発する光の被写体上での輝度分布、或いは、照明手段が発する光の強度の時間的変化に含まれることを特徴とする透かし情報の埋め込み方法である。
【００１０】
本発明の第三は、照明手段が発する透かし情報を含む光で撮像する被写体を照らして、該透かし情報を該被写体に埋め込んだ被写体像を得ることを特徴とする撮像方法で、該透かし情報が、照明手段が発する光の被写体上での輝度分布、或いは、前記透かし情報が、照明手段が発する光の強度の時間的変化に含まれることを特徴とする撮像方法である。
【００１１】
本発明の第四は、被写体と透かし情報を含む該被写体以外の光学像とを重畳させて撮像する撮像方法において、透かし情報が、該被写体以外の光学像の輝度分布に含まれ、且つ撮像された被写対と該被写体以外の光学像の合成画像に変換処理、特には直交変換処理を施すことにより抽出される透かし情報であることを特徴とする撮像方法である。
【００１２】
本発明の第五は、被写体と透かし情報を含む該被写体以外の光学像とを重畳させて撮像する撮像方法において、透かし情報が、該被写体以外の光学像の強度の時間的変化に含まれ、且つ撮像された被写体と該被写体以外の光学像の合成画像に変換処理、特には直交変換処理を施すことにより抽出される透かし情報であることを特徴とする撮像方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、本やポスターなどの印刷物および絵画など、透かし情報が含まれない非電子画像に対しても光学的な方法により透かし情報をその画像内に埋め込むことが可能となり、よって、これらの非電子画像が撮像されたとしても、撮像した画像データには透かし情報が埋め込まれていることとなる。また、印刷物などの非電子画像に限らず撮像手段で撮像される被写体画像に、被写体情報とは別の情報を不可視に埋め込んだ被写体画像を撮像することもできることから、撮影者に気づかれることなく撮像した画像に透かし情報を埋め込むことも可能で、複製されたものであるかどうかの判定を容易にするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第一の形態は、撮像される被写体を照らす照明手段が発する光（以下、照明光と称す）に所定の透かし情報を含ませ、その照明光の下で撮像された画像内に、前記照明光に含まれる透かし情報を埋め込むものである。
ここでは、照明光の被写体上での輝度分布、或いは輝度の時間変化によって、含ませる透かし情報を表現する。この場合、輝度分布或いは輝度の時間変化は人間の眼の知覚限界以下、若しくは知覚しづらい程度で、情報を表現する。即ち、この照明光で照明されている被写体を観察した場合、通常の視力を有する者であっても、含まれる透かし情報の内容はもとよりその存在に全く気づかない程度、或いは気づきにくい程度とする。
【００１５】
そのような透かし情報としては、例えば、空間周波数の高周波成分の有無で情報を表現する方法や、時間的変化における高周波成分を用いて情報を表現する方法があげられる。  これら空間周波数の高周波成分や時間的変化における高周波成分は、人間の眼における感度が低く、眼の知覚限界以下或いは知覚限界近辺の高周波成分を透かし情報として用いることにより、照明光に含まれている透かし情報の内容はもとより、その存在自体をも気づかれないようにすることができる。
【００１６】
このような透かし情報を含む照明光で照らし出される被写体を撮像した画像においては、照明光に含まれる透かし情報を含むことになるが、この撮像された画像においても上述と同様の原理により、その透かし情報は、画像の観察者に知覚されることはない。しかしながら、この画像データを周波数成分ごとの信号強度を表す周波数空間におけるデータに変換すれば、高周波数成分領域に強い信号成分が現れ、その情報の存在或い内容を読み取ることができる。
なお、周波数空間におけるデータへの変換処理として、フーリエ変換や離散コサイン変換などの直交変換を用いればよい。
【００１７】
本発明の第二の形態は、被写体と該被写体以外の光学像を重畳させて撮像する場合に、被写体以外の光学像として、実際には人間の眼には知覚できない又は知覚しにくい高周波数成分の情報を含むものを用いる。或いは、人間の眼には知覚できない又は知覚しにくい輝度の高周波数成分の時間的変化を含むものを用いて、透かし情報を埋め込む方法である。但し、低周波数成分及び中周波数成分は、除去して人間の眼にはその輝度分布が一様に見えるようにする。
【００１８】
このような光学像が被写体像と光学的に重畳されて撮像されても、撮像画像からは該被写体以外の光学像に含まれていた情報は人間の眼には知覚されない。しかしながら、前記照明光に情報を含ませる場合と同様の原理により、画像データを周波数空間におけるデータに変換処理することにより光学像に含まれていた情報を読み取ることができる。
【００１９】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
（実施例１）
図１は本発明に係る第一の実施形態の説明図である。
図１（ａ）は第一の実施形態による被写体照明方法の基本構成図である。図１（ａ）において、１は被写体、２は被写体の照明に用いるプロジェクタである。プロジェクタ２は内部の画像表示デバイスに表示した画像をレンズにより拡大投影する装置であり、画像表示デバイスに明るさが一様な画像を表示すれば照明装置として利用できる。
【００２０】
図１（ｂ）はプロジェクタ内部の画像表示デバイスに表示する画像データの生成法を示す説明図である。図１（ｂ）において、３は表示画像、表示画像３はｍ×ｎ個のブロックで構成される。ブロック内に示される数字は、該ブロックの位置に１または０の２進情報として埋め込まれるものである。本実施形態では、ブロックのサイズを８×８画素とする。
【００２１】
まず、このブロック画像に情報「１」を埋め込む方法を述べる。
図１（ｂ）において、３１、３２，３３は周波数空間で表現したブロック画像を示す。尚、ブロック画像において、左から右に向かって水平方向の空間周波数が高くなり、上から下に向かって垂直方向の空間周波数が高くなるものとする。更にブロック画像の０行、０列（以下（０，０）と表す）の画素は垂直、水平方向の直流成分、即ちブロック全体の平均の明るさを示す。
情報「１」を埋め込む場合には、（７，７）の画素の値を０でない適当な値とする。これ以外の画素の値は全て０とする。ブロック画像３１、３３において、（０，０）と（７，７）の画素の明るさは、該画素の信号の大きさを表す。他の画素は黒で。これは信号が０であることを示す。
他方、情報「０」を埋め込む場合には、（７，７）の画素の値を０とする。したがって、（０，０）以外の全ての画素の値は０とする。
【００２２】
以上の方法により、ブロック画像を生成し、ブロック画像ごとに逆離散コサイン変換を行う。ここで、離散コサイン変換は画像を空間周波数領域における信号強度分布として表すための直交変換であり、逆離散コサイン変換とはこの逆変換を行う直交変換である。
即ち、空間周波数領域における信号強度分布として表された画像データを通常の画像データに変換するもので、ブロック画像３１、３２および３３を、それぞれ逆離散コサイン変換したブロック画像がブロック画像４１、４２および４３である。
【００２３】
ブロック画像４２の明るさは、ブロック画像３２の（０，０）の画素の明るさと同じになり、ブロック画像３２において、（０，０）の画素以外は全て信号の大きさが０なので、明るさは均一となる。一方、ブロック画像４１およびブロック画像４３の明るさも平均では、ブロック画像３２の（０，０）の画素の明るさと同じになる。
【００２４】
しかし、ブロック画像３２において、（７，７）の画素の値が０でないので、（７，７）の画素に相当する輝度分布を示すが、空間周波数領域における（７，７）の画素は垂直方向、水平方向ともに最も高い周波数を表し、これによる輝度分布は人間の眼には知覚しにくいものとなる。したがって、ブロック画像３１及びブロック画像３３の（７，７）の画素の値が所定の値より小さければ、これを逆離散コサイン変換したブロック画像４１及びブロック画像４３は、ブロック画像４２と同様に人間の眼には明るさが一様に見える。即ち、逆離散コサイン変換前の全てのブロック画像において、（０，０）の画素の信号の大きさを同じにしておけば、逆離散コサイン変換後の全てのブロック画像の明るさは同じで、均一となる。そして、これらのブロック画像を合成した投影画像も均一な明るさとなり、被写体照明光として適した光となる。
【００２５】
以上の方法により生成された照明光で照らされた被写体を撮影する場合、撮影画像をブロック画像に分割して、各ブロック画像を離散コサイン変換すると、被写体像の空間周波数領域における信号強度分布と、照明光の被写体上での照度分布に対する空間周波数領域における信号強度分布を合成した信号強度分布を示すブロック画像が得られる。この場合、投影画像においては目立たなかった高周波成分が、空間周波数領域への離散コサイン変換によって、再びブロック画像３１及びブロック画像３２と同様に右下の画素に信号が現れる。このブロック画像では、被写体象の信号も混じっているが、通常の被写体像においては、周波数成分としては低周波数から中周波数までの成分がほとんどで、高周波数成分に強い信号を持たないので、最高周波数成分に一定以上の強度の信号がある場合、埋め込まれた信号として判定できる。
【００２６】
（実施例２）
図２は本発明にかかる第二の実施形態の説明図である。
本実施形態においてもプロジェクタを用いて被写体を照らす。図２において、５はプロジェクタの表示画像である。  本実施形態においては、図２に示すように同一情報を複数のブロックに埋め込む。この埋め込む情報を複数化する点を除き、他は全て上述した第一の実施形態と同じである。
【００２７】
上述したように通常の被写体像は、高周波数成分に強い成分を持たないので、最高周波数成分に一定以上の強度の信号がある場合、埋め込まれた情報として判定できるが、まれに高周波数成分に強い信号を有する被写体像もあり、このような場合には、第一の実施形態で用いた方法では、この高周波数成分の信号が、被写体によるもか、それとも埋め込まれた情報によるものなのかどうかを判定することは困難である。
【００２８】
しかしながら、被写体像が高周波数成分に信号を有する場合でも、画面の全域に渡って高周波数成分に信号を有する場合はほとんどなく、画面の一部の領域で高周波数成分に信号を有する場合がほとんどであるために、複数の場所に信号を埋め込み、判定を多数決の方法により行うことにより、より精度の高い判定が可能となる。
【００２９】
（実施例３）
図３は本発明にかかる第三の実施形態の説明図である。
第一、第二の実施形態と同様にプロジェクタを用いて被写体を照明する。図３において、５はプロジェクタの表示画像である。本実施形態においても表示画像を複数のブロックに分割する。左上のブロックから右に向かって、順に「１」、「０」、「１」の信号を埋め込むものとする。情報「１」を埋め込む方法として、情報「１」を埋め込むブロックの輝度を図３（ｂ）に示すように直流成分に加えて、時間的に輝度が変化する交流成分を重畳する。図３では、交流成分の周波数を３０Ｈｚとしている。一方、情報「０」を埋め込むブロックの輝度は、直流成分のみとする。周波数３０Ｈｚで輝度を変化させても、人間の眼で変化を感じる周波数はこれより低い周波数であることなどから、振幅を十分小さくする限り、情報「１」を埋め込んだブロックの明るさは時間的変化が感じられず、したがって、投影画像は時間的にも空間的にも均一な明るさとなるため、被写体照明用として適した光となる。
【００３０】
この第三の実施形態では、撮像手段として動画撮像手段を想定する。人間の眼では感じることができない３０Ｈｚの輝度変化も動画撮像手段は通常６０Ｈｚのフィールド周波数で撮像するため、３０Ｈｚの輝度変化は感知することが可能である。したがって、ブロックごとに３０Ｈｚの輝度変化の有無を感知することによって、埋め込まれた情報を抽出することは可能である。
【００３１】
（実施例４）
図４は本発明にかかる第四の実施形態の説明図である。第一、第二の実施形態と同様にプロジェクタを用いて被写体を照明する。本実施形態では、プロジェクタの表示画像をブロック画像に分割せず、全体を一様な輝度とする。図４は表示画像の輝度の時間変化を示す。本実施形態では、図４に示すように、所定の期間において画像全体の輝度を変動させたとき、情報「１」を表現し、一方輝度を変動させずに一定としたとき、情報「０」を表現するものとする。輝度の変動は、平均値を中心にその上下で振動し、振動の周波数は３０Ｈｚとする。
【００３２】
輝度が一定である期間の輝度の値は、輝度が振動する期間の平均値と同一にすれば、振動周波数３０Ｈｚと、人間の眼に輝度の変化が感じられない周波数であることから、プロジェクタの照明光は空間的にも時間的にも均一に感じ、被写体照明用として適した光となる。
【００３３】
この第四の実施形態においても、撮像手段として動画撮像手段を想定する。人間の眼では感じることができない３０Ｈｚの輝度変化も動画撮像手段は通常６０Ｈｚのフィールド周波数で撮像するため、３０Ｈｚの輝度変化は感知することが可能である。したがって、所定期間ごとに３０Ｈｚの輝度変化の有無を感知することによって、埋め込まれた情報を抽出することが可能である。
【００３４】
（実施例５）
図５は本発明の第二の形態に係る実施形態の説明図である。図５において、１３は撮像装置、１４は液晶ディスプレイ、１５はハーフミラーである。ハーフミラー１５を撮像装置１３の前方に配置することにより、本実施形態の撮像装置１３は被写体１の像と液晶ディスプレイ１４に、前記実施形態１から実施形態４においてプロジェクタにより投影表示した画像と同じ画像を表示すれば、実施形態１から実施形態４と同様に、撮像手段により撮像された被写体像に透かし情報を埋め込むことが可能となる。
【００３５】
以上、本発明に係る実施形態を述べてきたが、本発明の骨子は被写体像に光学的な手段で不可視の情報を重畳し、撮像手段で撮像された画像信号に所定の処理を施して、重畳された情報を抽出することである。この本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
本発明に係る実施形態において、直交変換として離散コサイン変換とその逆変換を用いたが、離散フーリエ変換やウェーブレット変換などの他の直交変換を用いても実行可能である。また、直交変換に限らず所定の情報を顕在化できる変換処理であれば、いずれの変換処理でも実施できる。
【００３６】
第一の実施形態から第四の実施形態では、照明装置としてプロジェクタを用いたが、画像を投影表示できる装置であればプロジェクタに限らず実施可能である。更に、第三の実施形態では輝度の変動の有無を空間的に分布させ、一方第四の実施形態では時間的に分布させたが、その両者を混在させても実施可能である。
【００３７】
更に、第一の実施形態では、周波数空間で表現されたブロック画像において、情報を埋め込み位置を（７，７）としたが、（７，７）に限定されずに、これに近い位置に埋め込んでもよく、又複数の画素に埋め込むことを可能であって、これらの埋め込み画素の違いや埋め込み画素数の違いを利用して、複数ビットからなる情報の開始位置を表現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明にかかる第一の実施形態の説明図である。図１（ａ）は第一の実施形態による被写体照明方法の基本構成図で、（ｂ）はプロジェクタ内部の画像表示デバイスに表示する画像データの生成法を示す説明図である。
【図２】本発明にかかる第二の実施形態の説明図で、埋め込む情報を複数化している。
【図３】本発明にかかる第三の実施形態の説明図で、（ａ）はブロック画像、（ｂ）は輝度の時間的変化を示す。
【図４】本発明にかかる第四の実施形態の説明図で、表示画像の輝度の時間変化を示す。
【図５】本発明の第二の形態に係る実施形態の説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    被写体
２    プロジェクタ
３    表示画像（照明装置で投影された画像）
４    撮像手段で撮像された画像
５    表示画像（照明装置で投影された画像）
１３    撮像手段
１４    液晶ディスプレイ
１５    ハーフミラー
３１、３２、３３  表示画像のブロック画像
４１、４２、４３  撮像画像のブロック画像
【図１】
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【図２】
2008028563.tif 000004
【図３】
2008028563.tif 000005
【図４】
2008028563.tif 000006
【図５】
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