(57)【要約】【課題】電子透かし処理を行なった画像情報から濃淡画像およびコード情報で構成される副情報を安定して復元して取出すことが可能になる画像処理方法を提供する。【解決手段】主画像情報に別の副情報を不可視状態に埋め込み、および、その埋め込んだ副情報を復元する画像処理方法において、電子透かし復元処理後に復元された副情報に対して、あらかじめ検出した位置出しマークを基準にしてコード情報の必須構成情報を補完処理する。【選択図】    図１
2004328496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間の肉眼で可視状態の主画像情報に対して、人間の肉眼で不可視状態で副情報を埋め込むことによって作成した合成画像情報を記録媒体上に可視状態で記録し、前記記録媒体上に記録された合成画像情報を読取り、この読取った合成画像情報から前記副情報を復元する画像処理方法において、
前記副情報は２値または多値の濃淡画像で表現されるコード情報で構成されていて、
前記主画像情報に前記副情報を埋め込む際に可視状態の位置出しマークと副情報との相対位置をあらかじめ設定した値にする位置決めステップと、
前記主画像情報に対して前記副情報を不可視状態で埋め込むことにより合成画像情報を作成する埋め込みステップと、
この埋め込みステップにより作成された合成画像情報および前記位置出しマークを記録媒体上に記録する記録ステップと、
前記記録媒体上に記録された合成画像情報を読取る読取りステップと、
この読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記副情報または前記副情報と等価な情報を復元する復元ステップと、
前記読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記位置出しマークの位置を検出する検出ステップと、
この検出ステップにより検出された位置出しマークを基準にして、前記復元ステップにより復元された副情報から当該副情報を構成するコード情報の全副情報に共通な必須構成情報を補完する補完ステップと、
を具備したことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
人間の肉眼で可視状態の主画像情報に対して、人間の肉眼で不可視状態で副情報を埋め込むことによって作成した合成画像情報を記録媒体上に可視状態で記録し、前記記録媒体上に記録された合成画像情報を読取り、この読取った合成画像情報から前記副情報を復元する画像処理方法において、
前記副情報は２値または多値の濃淡画像で表現されるコード情報で構成されていて、
前記副情報から全副情報に共通な必須構成情報の少なくとも一部を削除することにより圧縮副情報を作成する副情報圧縮ステップと、
前記主画像情報に前記副情報を埋め込む際に可視状態の位置出しマークと副情報との相対位置をあらかじめ設定した値にする位置決めステップと、
前記主画像情報に対して前記副情報圧縮ステップにより作成された圧縮副情報を不可視状態で埋め込むことにより合成画像情報を作成する埋め込みステップと、
この埋め込みステップにより作成された合成画像情報および前記位置出しマークを記録媒体上に記録する記録ステップと、
前記記録媒体上に記録された合成画像情報を読取る読取りステップと、
この読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記圧縮副情報または前記圧縮副情報と等価な情報を復元する復元ステップと、
前記読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記位置出しマークの位置を検出する検出ステップと、
この検出ステップにより検出された位置出しマークを基準にして、前記復元ステップにより復元された圧縮副情報に対し削除された必須構成情報を補完する補完ステップと、
を具備したことを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
人間の肉眼で可視状態の主画像情報に対して、人間の肉眼で不可視状態で副情報を埋め込むことによって作成した合成画像情報を記録媒体上に可視状態で記録し、前記記録媒体上に記録された合成画像情報を読取り、この読取った合成画像情報から前記副情報を復元する画像処理方法において、
前記副情報は２値または多値の濃淡画像で表現されるコード情報で構成されていて、
前記主画像情報に前記副情報を埋め込む際に可視状態の位置出しマークと副情報との相対位置をあらかじめ設定した値にする位置決めステップと、
前記主画像情報に対して前記副情報を不可視状態で埋め込むことにより合成画像情報を作成する埋め込みステップと、
この埋め込みステップにより作成された合成画像情報および前記位置出しマークを記録媒体上に記録する記録ステップと、
前記記録媒体上に記録された合成画像情報を読取る読取りステップと、
この読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記副情報または前記副情報と等価な情報を復元する復元ステップと、
前記読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記位置出しマークの位置を検出する検出ステップと、
この検出ステップにより検出された位置出しマークを基準にして、前記復元ステップにより復元された副情報から当該副情報を構成するコード情報の全副情報に共通な必須構成情報を補完する補完ステップと、
前記読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記主画像情報に付随した情報を基にして前記副情報と等価な第２の副情報を作成する第２の副情報作成ステップと、
この第２の副情報作成ステップにより作成された第２の副情報と前記補完ステップにより補完された副情報とを照合する照合ステップと、
を具備したことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
人間の肉眼で可視状態の主画像情報に対して、人間の肉眼で不可視状態で副情報を埋め込むことによって作成した合成画像情報を記録媒体上に可視状態で記録し、前記記録媒体上に記録された合成画像情報を読取り、この読取った合成画像情報から前記副情報を復元する画像処理方法において、
前記副情報は２値または多値の濃淡画像で表現されるコード情報で構成されていて、
前記副情報から全副情報に共通な必須構成情報の少なくとも一部を削除することにより圧縮副情報を作成する副情報圧縮ステップと、
前記主画像情報に前記副情報を埋め込む際に可視状態の位置出しマークと副情報との相対位置をあらかじめ設定した値にする位置決めステップと、
前記主画像情報に対して前記副情報圧縮ステップにより作成された圧縮副情報を不可視状態で埋め込むことにより合成画像情報を作成する埋め込みステップと、
この埋め込みステップにより作成された合成画像情報および前記位置出しマークを記録媒体上に記録する記録ステップと、
前記記録媒体上に記録された合成画像情報を読取る読取りステップと、
この読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記圧縮副情報または前記圧縮副情報と等価な情報を復元する復元ステップと、
前記読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記位置出しマークの位置を検出する検出ステップと、
この検出ステップにより検出された位置出しマークを基準にして、前記復元ステップにより復元された圧縮副情報に対し削除された必須構成情報を補完する補完ステップと、
前記読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記主画像情報に付随した情報を基にして前記副情報と等価な第２の副情報を作成する第２の副情報作成ステップと、
この第２の副情報作成ステップにより作成された第２の副情報と前記補完ステップにより補完された副情報とを照合する照合ステップと、
を具備したことを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、可視状態の主画像情報（人物の顔画像など）に対して別の付加的な副情報（セキュリティ情報など）を不可視状態で埋め込み合成して合成画像情報を作成し、この作成した合成画像情報を記録媒体上に記録したり、その記録した合成画像情報からその中に埋込まれた副情報を復元したりする画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報の電子化やインターネットの普及に伴って、画像の偽造や変造防止のために電子透かし、電子署名などの技術が重要視されるようになってきた。特に、主画像情報に付加的な副情報（副画像情報）を不可視状態で埋め込む電子透かし技術は、ＩＤカードなどの個人認証媒体や著作権情報を埋め込んだ写真に対する不正コピー、偽造、改ざん対策として提案されている。
【０００３】
たとえば、印刷物へ出力される画像データに対して、人間が感知しにくい高い空間周波数成分および色差成分の特性を利用してデータを埋め込む電子透かし挿入方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
また、光学フィルタで確認できる電子透かしの印刷装置が知られている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２４８９３５号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−２６８３４６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、個人認証媒体における個人認証用の顔画像の記録などに電子透かし技術を適用して、顔画像自体のセキュリティ性を高めることが最近要求されてきている。電子透かし処理で主画像情報に埋め込まれる副情報として、たとえば、２次元コードに代表されるコード情報を用いることがある。
【０００７】
しかし、副情報を復元処理した場合に、主画像情報（被埋め込み画像情報）の状態や記録したプリンタや読取ったスキャナなどの装置の変動や環境条件などの影響で、副情報を１００％完全に元に戻して復元することは難しい。
【０００８】
ＱＲ（クイックレスポンス）コードに代表される２次元バーコードでは、コード情報が誤り訂正機能を持っている場合もあるが、コード情報の必須構成情報が復元に失敗していた場合、コード自体がコードと認識されないため誤り訂正機能も働かず、副情報そのものが無効になってしまう可能性が高い。
【０００９】
そこで、本発明は、電子透かし処理を行なった画像情報から濃淡画像およびコード情報で構成される副情報を安定して復元して取出すことが可能になる画像処理方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明は、副情報が誤り訂正機能を持っている場合、誤り訂正機能を用いることが可能になる画像処理方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理方法は、人間の肉眼で可視状態の主画像情報に対して、人間の肉眼で不可視状態で副情報を埋め込むことによって作成した合成画像情報を記録媒体上に可視状態で記録し、前記記録媒体上に記録された合成画像情報を読取り、この読取った合成画像情報から前記副情報を復元する画像処理方法において、前記副情報は２値または多値の濃淡画像で表現されるコード情報で構成されていて、前記主画像情報に前記副情報を埋め込む際に可視状態の位置出しマークと副情報との相対位置をあらかじめ設定した値にする位置決めステップと、前記主画像情報に対して前記副情報を不可視状態で埋め込むことにより合成画像情報を作成する埋め込みステップと、この埋め込みステップにより作成された合成画像情報および前記位置出しマークを記録媒体上に記録する記録ステップと、前記記録媒体上に記録された合成画像情報を読取る読取りステップと、この読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記副情報または前記副情報と等価な情報を復元する復元ステップと、前記読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記位置出しマークの位置を検出する検出ステップと、この検出ステップにより検出された位置出しマークを基準にして、前記復元ステップにより復元された副情報から当該副情報を構成するコード情報の全副情報に共通な必須構成情報を補完する補完ステップとを具備している。
【００１２】
また、本発明の画像処理方法は、人間の肉眼で可視状態の主画像情報に対して、人間の肉眼で不可視状態で副情報を埋め込むことによって作成した合成画像情報を記録媒体上に可視状態で記録し、前記記録媒体上に記録された合成画像情報を読取り、この読取った合成画像情報から前記副情報を復元する画像処理方法において、前記副情報は２値または多値の濃淡画像で表現されるコード情報で構成されていて、前記副情報から全副情報に共通な必須構成情報の少なくとも一部を削除することにより圧縮副情報を作成する副情報圧縮ステップと、前記主画像情報に前記副情報を埋め込む際に可視状態の位置出しマークと副情報との相対位置をあらかじめ設定した値にする位置決めステップと、前記主画像情報に対して前記副情報圧縮ステップにより作成された圧縮副情報を不可視状態で埋め込むことにより合成画像情報を作成する埋め込みステップと、この埋め込みステップにより作成された合成画像情報および前記位置出しマークを記録媒体上に記録する記録ステップと、前記記録媒体上に記録された合成画像情報を読取る読取りステップと、この読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記圧縮副情報または前記圧縮副情報と等価な情報を復元する復元ステップと、前記読取りステップにより読取られた合成画像情報から前記位置出しマークの位置を検出する検出ステップと、この検出ステップにより検出された位置出しマークを基準にして、前記復元ステップにより復元された圧縮副情報に対し削除された必須構成情報を補完する補完ステップとを具備している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る画像処理方法の全体の流れを示すものである。この例は、たとえば、ＩＤカードなどの個人認証媒体における個人認証用の顔画像の処理に適用した場合を示しており、以下、詳細に説明する。
【００１４】
最初に、ステップＳ１０１で画像入力処理が行なわれる。ここでは、個人認証媒体の所持者本人の顔画像をカメラにより入力したり、顔写真をスキャナなどの画像入力装置で取込むことにより、個人の顔画像情報をデジタル化する。
【００１５】
次に、ステップＳ１０２により、ステップＳ１０１の画像入力処理で得られた顔画像情報（主画像情報）に副情報を埋め込む際に可視状態の位置出しマークと副情報との相対位置をあらかじめ設定した値にする位置決め処理を行なう。
【００１６】
次に、ステップＳ１０３により、主画像情報（以下、被埋め込み画像情報ともいう）に対して、電子透かし埋め込み処理を行なう。ここでは、被埋め込み画像情報に対し副情報（副画像情報）を人間の視覚に感知できないように不可視状態で埋め込んだ合成画像情報が作成される。
【００１７】
次に、ステップＳ１０４により、ステップＳ１０３により作成された合成画像情報を、個人認証媒体となるカード状の記録媒体上に、サーマルヘッドなどの記録デバイスにより印刷記録することにより、個人認証媒体Ｍが作成される。この作成された個人認証媒体Ｍは利用者に渡され、利用者により使用されることになる。
【００１８】
さて、上記のように作成された個人認証媒体Ｍ上の合成画像情報に対し真偽判定が必要になった場合、画像入力ステップ１０５により、スキャナやカメラなどの入力デバイスを用いて、個人認証媒体Ｍ上に記録された合成画像情報をデジタル情報として読取る。
【００１９】
次に、ステップＳ１０６により、画像入力ステップ１０５により得られた合成画像情報に対し、あらかじめ設定された鍵情報を用いて電子透かし復元処理を行なうことにより、副情報を復元する。次に、ステップＳ１０７により、画像入力ステップ１０５により得られた合成画像情報から位置出しマークを検出する。
【００２０】
次に、ステップＳ１０８により、ステップＳ１０７により検出された位置出しマークを基準にして、ステップＳ１０６により復元された副情報から当該副情報を構成するコード情報の全副情報に共通な必須構成情報を補完する。
【００２１】
次に、ステップＳ１０９により、ステップＳ１０８により補完処理された副情報に対し、コード情報の読取りおよび認識処理を行ない、コード情報の内容を認識する。最後に、ステップＳ１０９により、ステップＳ１０９により認識したコード情報を判定して、個人認証媒体Ｍの真偽判定を行ない、その判定結果を出力する。
【００２２】
図２は、作成されたＩＤカードなどの個人認証媒体Ｍの具体例を示す。個人認証媒体Ｍには、持ち主の個人認証用顔画像２０２が印刷記録されているが、この顔画像２０２は図１で説明した処理によって作成され印刷されたものである。また、識別番号（いわゆるＩＤ番号）、氏名、生年月日、有効期限などの個人管理情報２０３が記録されている。これらの個人管理情報２０３を、図１におけるステップＳ１０３の電子透かし埋め込み処理の副情報として用いることにより、個人認証媒体Ｍの認証用顔画像２０２と個人管理情報２０３とが関連付けられるため、個人認証媒体Ｍの一部を改ざんしたり、偽造することが困難になり、セキュリティ性を高めることが可能になる。なお、本例では、副情報として識別番号である「１２３４５６７８９０」の数字を用いている。
【００２３】
また、個人認証用顔画像２０２の四隅には、副情報の補完を行なう際に用いる例えば星（☆）印の位置出しマーク２０４が記録されている。なお、本例では、位置出しマーク２０４として個人認証用顔画像２０２の四隅に星印を記録したが、位置が特定できるならば２箇所でも構わないし、矩形（□）印や丸（○）印でも機能的に何ら問題ない。
【００２４】
本実施の形態では、副情報に濃淡画像で表現されたコード情報を用いるが、副情報として識別番号である「１２３４５６７８９０」の数字を用いる場合に、濃淡画像への変換例として２次元バーコードの一種であるＱＲコードを用いた場合を図３に示す。
【００２５】
図３に示すＱＲコードは、バージョン１といわれる規格で、セル２１×２１サイズ、誤り訂正レベルＭ（〜１５％）となっている。なお、ＱＲコードは、国際標準仕様であるＩＳＯ／ＩＥＣ１８００４において定義されている。なお、本実施の形態ではＱＲコードを用いたが、他の２次元コードでも機能的には何ら問題ない。
【００２６】
図４にＱＲコードの構造を示す。ＱＲコード４０１は、次に示す４つの項目から構成されていて、
（１）  切り出しシンボル４０２
（２）  タイミングパターン４０３
（３）  マージン（４セル以上）４０４
（４）  データセル４０５
（４）のデータセルは、この場合、副情報に依存して可変情報となるので、固定さ  れる必須構成情報は（１）〜（３）の３項目になる。
【００２７】
したがって、図１におけるステップＳ１０８の副情報補完処理では、
（１）  切り出しシンボル４０２
（２）  タイミングパターン４０３
（３）  マージン（４セル以上）４０４
を全ての復元処理後の副情報に対して補完することになる。
【００２８】
図５（ａ）に、復元処理後の副情報であるＱＲコードに図１におけるステップＳ１０８の副情報補完処理を行なわない場合の例を示し、図５（ｂ）に、図１におけるステップＳ１０８の副情報補完処理を行なった場合の例を示す。
【００２９】
図５（ａ）のＱＲコード５０１では、復元処理の後で左上のデータが１／４程度欠落している。この欠落しているデータ５０２の中に切り出しシンボル４０２が含まれているために、ＱＲコード５０１の必須構成情報が満足されず、このデータはＱＲコード５０１とは認識されない可能性が非常に高い。もし認識されない場合は、ＱＲコード自体が持っている誤り訂正機能は機能しないので、図５（ａ）のＱＲコード５１１は無効となる。
【００３０】
図５（ｂ）のＱＲコード５１１では、図５（ａ）のＱＲコード５０１と同じく、復元処理の後で左上のデータが１／４程度欠落しているが、補完処理が行なわれているため、必須構成情報である切り出しシンボル５１２が補完されている。このため、このＱＲコード５１１は正しくＱＲコードと認識されるため、本来持っている誤り訂正機能が有効になり、データの欠落が約１５％（レベルＭの場合）までは自動的に訂正されて、読出すことが可能になる。
【００３１】
図６は、個人認証媒体Ｍの認証用顔画像６０２に副情報としてＱＲコード６０５を用いて電子透かしを埋め込んで印刷記録した例を示す。個人認証媒体Ｍには、持ち主の個人認証用顔画像６０２が印刷記録されているが、この顔画像６０２は図１で説明した処理によって作成され印刷されたものである。また、識別番号（Ｎｏ．）、氏名、生年月日、有効期限などの個人管理情報６０３が記録されている。
【００３２】
本実施の形態では、副情報として識別番号である「１２３４５６７８９０」の数字を用いて、それを２次元バーコードであるＱＲコード６０５に変換して電子透かし処理を行なうことにより、被埋め込み画像情報に不可視状態で埋め込んでいる。なお、ＱＲコード６０５は、図６ではあたかも目視で確認できるように示しているが、これは表現上の問題で、実際には視覚的に認識できないように不可視状態で埋め込まれている。個人認証用顔画像６０２の四隅に記録してある星印が位置出しマーク６０４である。
【００３３】
ここで、復元処理後の副情報に対して行なう位置出しマーク６０４を基準にした補完処理の概要について図７を参照して説明する。
スキャナなどで読取った後に復元処理を行なった副情報の濃淡画像７０１、および、復元されたＱＲコードで表現された副情報７０３があり、そこに位置出しマーク検出処理によって検出された位置出しマーク７０２を重ね合わせたものが図７である。最初に、左上の位置出しマーク７０２を基準にｘ軸（水平軸）７０４を決定し、次にｙ軸（垂直軸７０５）を決定する。それぞれの座標軸は、位置出しマーク７０２の重心を通る２点間の直線として決定している。ｘ軸とｙ軸の交点を原点として、
（１）  切り出しシンボル
（２）  タイミングパターン
（３）  マージン（４セル以上）
の位置を決定する。たとえば、切り出しシンボルの場合は、位置ベクトルＰ１、Ｐ２、Ｐ３により位置決めを行ない、その位置に切り出しシンボルを上書きすることにより補完処理を行なう。この場合、データが欠落している切り出しシンボルを検出し、当該切り出しシンボルに対してのみ切り出しシンボルを上書きしてもよく、あるいは、データが欠落している切り出しシンボルを検出した場合、全ての切り出しシンボルに対して切り出しシンボルを上書きしてもよい。なお、他のタイミングパターンやマージンについても同様に処理できる。
【００３４】
次に、電子透かし埋め込み処理について説明する。本実施の形態では、電子透かしの手法一般に適用可能であるが、特に副情報と主画像情報（被埋め込み画像情報）とを重畳処理することによって埋め込みを行なう手法と相性がよい。
【００３５】
この電子透かし埋め込み処理手法の詳細は、たとえば、特開平１１−１６８６１６号公報や特開２００１−２６８３４６号公報などに記述されており、これらを適用することが可能である。これらの手法は、基本的に主画像情報がカラー（フルカラー）画像であることを前提に記述されているが、これらに対し更に例えば特開平１１−３５５５５４号公報に記述されている技術を加えて応用することにより、白黒画像に対しても副情報（副画像情報）を不可視状態で埋め込むことが可能である。
【００３６】
もし、個人認証媒体の顔画像の真偽判定が必要になった場合は、上記公報などに記載されている復元処理を鍵情報を利用して行なうことによって、不可視状態で記録されていた副情報が復元される。
【００３７】
図８および図９に、特開平１１−１６８６１６号公報に記述されている色差変調方式を用いた電子透かし埋め込み処理の流れ図を示し、本実施の形態への適用例を説明する。この方式では、
（１）  人間の視覚特性を利用
・画像の周波数が高くなるほど階調識別能力が低下
・輝度情報よりも色差情報の方が判別困難
（２）  補色の関係  例…赤色＋シアン色＝無彩色（白）（加法混色の場合）
（３）  高周波キャリアパターン画像に補色の関係および色差情報を適用（色差変調処理）
を用いることにより、画質劣化を招くことなく、主画像情報に副情報を不可視状態で埋め込むことが可能になっている。
【００３８】
上記（２）の例でいえば、赤色とシアン色（＝緑色＋青色）は、加法混色の場合  、補色の関係にあり、赤色とシアン色とが隣り合っていても人間の目には判別しにくく無彩色に見える。
上記（３）の例のように、高周波キャリアパターン画像を用いることで、赤色リッチな画素とシアン色リッチな画素とが繰り返し配置されているため、人間の目ではこれらの細かな色差の違いを識別できず、色差量はプラスマイナス「０」と判断してしまう人間の視覚特性を利用している。この方式で作成した合成画像情報（電子透かし入り画像情報）は、格納する画像フォーマットに依存しないので、現在流通しているＢＭＰやＴＩＦＦ、ＪＰＥＧなどの画像フォーマットだけでなく、将来新しい画像フォーマットに変更されても全く問題ない。
【００３９】
図８は、電子透かし埋め込み処理の流れを模式的に示したものである。
図８において、被埋め込み画像情報である主画像情報８０１は、たとえば、個人認証用の顔画像情報、埋め込み情報である副情報８０２は、たとえば、主画像情報８０１のセキュリティ性を高める情報（今回は数字の「１７４」）で、氏名や誕生日などをコード化して画像としたものや会社のロゴマークなどの図形を用いる。鍵情報８０３は、電子透かし埋め込み処理によって不可視状態で埋め込まれた副情報を後で復元するための鍵となる情報である。
【００４０】
最初に、主画像情報８０１と副情報８０２と鍵情報８０３とを用いて電子透かし埋め込み処理８０４を行なうことにより、合成画像情報８０５を作成する。次に、作成した合成画像情報８０５に対し記録（印刷）処理８０６を行なうことにより、個人認証媒体８０７が完成する。
【００４１】
図９は、特開平１１−１６８６１６号公報に記述されている電子透かし埋め込み処理の流れを示しており、基本的にこの電子透かし埋め込み処理方式を適用可能である。以下、この電子透かし埋め込み処理について簡単に説明しておく。なお、詳細については特開平１１−１６８６１６号公報の記述内容を参照されたい。
【００４２】
被埋め込み画像情報（主画像情報）９０１は、埋め込み情報が埋め込まれる画像情報で、個人認証媒体では所有者の顔写真（顔画像）に相当する。これは、１画素当たり２４ビット（ＲＧＢ各８ビット）の情報を持っている。埋め込み画像情報（副情報）９０２は、埋め込む情報を２値画像に変換したもので、個人認証媒体では例えば識別番号などに相当する。これは、１画素あたり１ビットの情報を持っている。マスク画像情報（鍵情報）９０３は、合成処理時および埋め込み画像情報の復元（再生）時に用いる画像情報で、１画素あたり１ビットの情報を持っている。
【００４３】
最初に、平滑化処理ステップ９０４において、埋め込み画像情報９０２の黒画素を「１」、白画素を「０」として平滑化処理を行なう。ここでは、ｘ方向について注目画素の両端の画素を３×１画素の領域を切り出して、重み平均を取る。次に、位相変調処理ステップ９０５において、平滑化処理ステップ９０４における平滑化処理の結果を基にマスク画像情報９０３に対し位相変調を行なう。
【００４４】
次に、色差変調処理ステップ９０７において、位相変調処理ステップ９０５における位相変調結果を基に、色差量ΔＣｄを用いて色差変調処理を行なう。この場合、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３成分を別々に計算する。次に、重畳処理ステップ９０８において、色差変調処理ステップ９０７における色差変調結果（重畳用画像情報）と被埋込み画像情報９０１とから、重畳処理を行なうことにより、合成画像情報９０９を作成する。
【００４５】
以上の説明からも明らかなように、図９の被埋め込み画像情報９０１と埋め込み画像情報９０２とマスク画像情報９０３は、図８で説明した本実施の形態における主画像情報８０１と副情報８０２と鍵情報８０３と全く同じものである。したがって、基本的には図９に示した電子透かし埋め込み処理方式を本実施の形態に適用可能であることは明らかである。
【００４６】
重畳処理ステップ９０８における重畳処理に関しては、被埋め込み画像情報９０１、重畳用画像情報、合成画像情報９０９を下記のように定義すると、
被埋め込み画像情報：  ＳＲＣ−Ｃ（ｘ，ｙ）      （Ａ−１）
重畳用画像情報    ：  ＳＴＬ−Ｃ（ｘ，ｙ）      （Ａ−２）
合成画像情報      ：  ＤＥＳ−Ｃ（ｘ，ｙ）      （Ａ−３）
ｘ，ｙは画像の座標値
Ｃ＝｛Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）｝プレーンを示す
それぞれの値は２４ビットカラー演算の場合、０〜２５５の整数値
次式で表わされる。
ＤＥＳ−Ｒ（ｘ，ｙ）＝ＳＲＣ−Ｒ（ｘ，ｙ）  ＋ＳＴＬ−Ｒ（ｘ，ｙ）    （Ｂ−１）
ＤＥＳ−Ｇ（ｘ，ｙ）＝ＳＲＣ−Ｇ（ｘ，ｙ）  ＋ＳＴＬ−Ｇ（ｘ，ｙ）    （Ｂ−２）
ＤＥＳ−Ｂ（ｘ，ｙ）＝ＳＲＣ−Ｂ（ｘ，ｙ）  ＋ＳＴＬ−Ｂ（ｘ，ｙ）    （Ｂ−３）
本実施の形態では、加法混色での演算として色の基本原色にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を用いたが、減法混色での演算では色の基本原色にＣ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）を用いても本質的には変わらない。
【００４７】
図９の電子透かし埋め込み処理方式では、上記のように補色の関係を用いて色差変調処理９０７を行なっている。そのときに、あらかじめ定められた色差量ΔＣｄを用いている。これは、あらかじめ実験的に求めた赤とシアンとの輝度値の差分量（一定値）をデータとして保有している。また、マスク画像情報９０３は、埋め込み画像情報９０２の必要時に復元するための鍵となるため、設定パラメータとしてはある程度制限を受けるので、色差量ΔＣｄの値が設定パラメータとして重要な役割を持つ。
【００４８】
次に、電子透かしの復元処理について簡単に説明する。一番簡単な方法は、周波数フィルタを用いる方法である。まず、最初に、スキャナやカメラなどの入力デバイスを用いて、個人認証媒体上に記録（印刷）された合成画像情報をデジタル情報として読取る。
【００４９】
次に、鍵情報の設定処理を行なう。これは、たとえば、複数の鍵情報を使い分けているならば、どの鍵情報を用いているのか、個人認証媒体に関連付けられた情報（たとえば、識別情報など）から判断して鍵情報を特定する。また、単一の鍵情報ならば直接、鍵情報の特定周波数の情報をあらかじめテーブルとして保持しておく。
【００５０】
次に、電子透かし復元処理を行なう。これは、入力デバイスにより得られた合成画像情報に対し、鍵情報により得られた特定周波数による周波数フィルタリング処理を行なう。周波数フィルタリング処理は、たとえば、ＦＦＴ演算やデジタル周波数フィルタなどが使用できる。
【００５１】
以上説明したように、第１の実施の形態によれば、電子透かし復元処理後に復元された副情報に対して、あらかじめ検出した位置出しマークを基準にしてコード情報の必須構成情報を補完処理することにより、復元されたコード情報が正しくコード情報として認識されるため、本来持っている誤り訂正機能が有効になり、データの欠落が自動的に訂正されて、安定的に読出すことが可能になる。
【００５２】
なお、上記説明では、コード情報としてＱＲコードを用いたが、その他のコード、たとえば、「データコード」、「ＰＤＦ４１７」、「マキシコード」などでも問題なく適用可能である。
【００５３】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図１０は、第２の実施の形態に係る画像処理方法の全体の流れを示すものであり、以下、詳細に説明する。
【００５４】
最初に、ステップＳ２０１で画像入力処理が行なわれる。ここでは、個人認証媒体の所持者本人の顔画像をカメラにより入力したり、顔写真をスキャナなどの画像入力装置で取込むことにより、個人の顔画像情報をデジタル化する。次に、ステップ２０２により、全ての副情報に共通した必須構成情報の削除を行なう副情報圧縮処理を行なう。
【００５５】
次に、ステップＳ２０３により、ステップＳ２０１の画像入力処理で得られた顔画像情報（主画像情報）に副情報を埋め込む際に可視状態の位置出しマークと副情報との相対位置をあらかじめ設定した値にする位置決め処理を行なう。
【００５６】
次に、ステップＳ２０４により、主画像情報（被埋め込み画像情報）に対して、電子透かし埋め込み処理を行なう。ここでは、被埋め込み画像情報に対し副情報を人間の視覚に感知できないように不可視状態で埋め込んだ合成画像情報が作成される。
【００５７】
次に、ステップＳ２０５により、ステップＳ２０４により作成された合成画像情報を、個人認証媒体となるカード状の記録媒体上に、サーマルヘッドなどの記録デバイスにより印刷記録することにより、個人認証媒体Ｍが作成される。この作成された個人認証媒体Ｍは利用者に渡され、利用者により使用されることになる。
【００５８】
さて、上記のように作成された個人認証媒体Ｍ上の合成画像情報に対し真偽判定が必要になった場合、画像入力ステップ２０６により、スキャナやカメラなどの入力デバイスを用いて、個人認証媒体Ｍ上に記録された合成画像情報をデジタル情報として読取る。
【００５９】
次に、ステップＳ２０７により、画像入力ステップ２０６により得られた合成画像情報に対し、あらかじめ設定された鍵情報を用いて電子透かし復元処理を行なうことにより、副情報を復元する。次に、ステップＳ２０８により、画像入力ステップ２０６により得られた合成画像情報から位置出しマークを検出する。
【００６０】
次に、ステップＳ２０９により、ステップＳ２０８により検出された位置出しマークを基準にして、ステップＳ２０７により復元された副情報から当該副情報を構成するコード情報に対し、ステップＳ２０２の副情報圧縮処理で削除された全副情報に共通な必須構成情報を補完する処理を行なう。
【００６１】
次に、ステップＳ２１０により、ステップＳ１０９により補完処理された副情報に対し、コード情報の読取りおよび認識処理を行ない、コード情報の内容を認識する。最後に、ステップＳ２１１により、ステップＳ２１０により認識したコード情報を判定して、個人認証媒体Ｍの真偽判定を行ない、その判定結果を出力する。
【００６２】
図１１に、ステップＳ２０２の副情報圧縮処理を説明するための模式図を示す。図１１（ａ）に示すＱＲコード１１０１は、バージョン１といわれる規格で、セル２１×２１サイズ、誤り訂正レベルＭ（〜１５％）となっている。ＱＲコード１１０１では、図１１（ａ）のように、３つの切り出しシンボル１１０２，１１０３，１１０４が存在するが、これらはヘッダ情報であり、データそのものではない。
【００６３】
そこで、これら３つの切り出しシンボル１１０２，１１０３，１１０４を削除することにより、図１１（ｂ）に示すように、副情報の情報量（＝面積）を減少させることができる。本実施の形態の場合は、図１１（ｂ）を圧縮後の新しい副情報として用いてもよいし、図１１（ｂ）をさらに分割して複数のブロックに分けて、圧縮後の新しい副情報として用いることも可能である。
【００６４】
当然、圧縮後の副情報は切り出しシンボルが存在しないので、ステップＳ２０７の電子透かし復元処理後の復元情報はＱＲコードとは認識されない。そこで、ステップＳ２０９の副情報伸張・補完処理を行ない、図１１（ｂ）から図１１（ａ）の状態に逆変換を行なうことにより、副情報をＱＲコードとして認識できるようになる。
【００６５】
一般に、電子透かし処理において、埋め込むデータ量と埋め込んだ後の画像情報の画質は相反している。したがって、埋め込んだ後の画像情報の画質を上げるには、埋め込むデータ量が少なければ少ないほどよいことがわかる。そこで、上記した第２の実施の形態を用いることにより、副情報の埋め込み時のデータ量を減少させるため、副情報の本来の情報量を減らすことなく、電子透かし埋め込み後の画像情報の画質を向上させることが可能になる。
【００６６】
次に、第３の実施の形態について説明する。
図１２は、第３の実施の形態に係る画像処理方法の全体の流れを示すものである。第３の実施の形態は、前述した第１の実施の形態に対して、さらに電子透かし復元時に読取り画像情報から副情報と等価な第２の副情報を作成し、復元した副情報と照合する酔うにしたものであり、以下、詳細に説明する。
【００６７】
最初に、ステップＳ３０１で画像入力処理が行なわれる。ここでは、個人認証媒体の所持者本人の顔画像をカメラにより入力したり、顔写真をスキャナなどの画像入力装置で取込むことにより、個人の顔画像情報をデジタル化する。
【００６８】
次に、ステップＳ３０２により、ステップＳ３０１の画像入力処理で得られた顔画像情報（主画像情報）に副情報を埋め込む際に可視状態の位置出しマークと副情報との相対位置をあらかじめ設定した値にする位置決め処理を行なう。
【００６９】
次に、ステップＳ３０３により、主画像情報（以下、被埋め込み画像情報ともいう）に対して、電子透かし埋め込み処理を行なう。ここでは、被埋め込み画像情報に対し副情報（副画像情報）を人間の視覚に感知できないように不可視状態で埋め込んだ合成画像情報が作成される。
【００７０】
次に、ステップＳ３０４により、ステップＳ３０３により作成された合成画像情報を、個人認証媒体となるカード状の記録媒体上に、サーマルヘッドなどの記録デバイスにより印刷記録することにより、個人認証媒体Ｍが作成される。この作成された個人認証媒体Ｍは利用者に渡され、利用者により使用されることになる。
【００７１】
さて、上記のように作成された個人認証媒体Ｍ上の合成画像情報に対し真偽判定が必要になった場合、画像入力ステップ３０５により、スキャナやカメラなどの入力デバイスを用いて、個人認証媒体Ｍ上に記録された合成画像情報をデジタル情報として読取る。
【００７２】
次に、ステップＳ３０６により、画像入力ステップ３０５により得られた合成画像情報に対し、あらかじめ設定された鍵情報を用いて電子透かし復元処理を行なうことにより、副情報を復元する。次に、ステップＳ３０７により、画像入力ステップ３０５により得られた合成画像情報から位置出しマークを検出する。
【００７３】
次に、ステップＳ３０８により、ステップＳ３０７により検出された位置出しマークを基準にして、ステップＳ３０６により復元された副情報から当該副情報を構成するコード情報の全副情報に共通な必須構成情報を補完する。
【００７４】
次に、ステップＳ３０９により、ステップＳ３０８により補完処理された副情報に対し、コード情報の読取りおよび認識処理を行ない、コード情報の内容を認識する。
【００７５】
次に、ステップＳ３１０により、画像入力ステップ３０５により得られた合成画像情報から主画像情報に付随した情報を基にして副情報と等価な照合処理のための第２の副情報を作成する。たとえば、本例のように、埋め込み画像情報である副情報が識別番号である場合、それがあらかじめ判明しているので、画像入力ステップ３０５により得られた合成画像情報から識別番号を認識し、この認識した識別番号から第２の副情報としての２次元バーコード（ＱＲコード）を作成するものである。
【００７６】
次に、ステップＳ３１１により、ステップＳ３０８の副情報補完処理により得られた補完済み副情報とステップＳ３１０の第２の副情報作成処理より作成された第２の副情報とを照合する。最後に、ステップＳ３１２により、ステップＳ３１１の照合結果を判定して、個人認証媒体Ｍの真偽判定を行ない、その判定結果を出力する。
【００７７】
ステップＳ３１１の照合処理について更に説明する。これは、ステップＳ３０８の副情報補完処理により得られた補完済み副情報およびステップＳ３１０の第２の副情報作成処理より作成された第２の副情報の２つの副情報を比較して、両者が一致しているかどうかで真偽判定を行なう。
【００７８】
照合処理で一番簡単な方法は単純類似度を求める方法であり、復元の結果得られた副情報をＰ、入力された合成画像情報から内部で作成された第２の副情報をＱというベクトルで表現すると、次式となる。
【００７９】
【数１】
2004328496.tif 000003
【００８０】
これらベクトルＰ，Ｑの内積を取り、結果が「０」に近いほど２つの類似度が低いと判定し、結果が「１」に近づくほど２つの類似度が高いと判定する。単純類似度の判定式を次式に示す。
【００８１】
【数２】
2004328496.tif 000004
【００８２】
以上説明したように、第３の実施の形態によれば、副情報の類似度を用いることにより、副情報の復元時に誤り訂正機能以上の欠損があった場合でも、副情報の真偽判定が可能になる。また、コード情報としてＱＲコードを例として挙げてきたが、第３実施の形態の場合では、コード情報にこだわる必要はなく、あらかじめ定められたシードから生成されるランダムパターン画像を副情報として用いることも可能になる。
【００８３】
次に、第４の実施の形態について説明する。
図１３は、第４の実施の形態に係る画像処理方法の全体の流れを示すものである。第４の実施の形態は、前述した第２の実施の形態に対して、さらに電子透かし復元時に読取り画像情報から副情報と等価な第２の副情報を作成し、復元した副情報と照合するようにしたものであり、以下、詳細に説明する。
【００８４】
最初に、ステップＳ４０１で画像入力処理が行なわれる。ここでは、個人認証媒体の所持者本人の顔画像をカメラにより入力したり、顔写真をスキャナなどの画像入力装置で取込むことにより、個人の顔画像情報をデジタル化する。次に、ステップ４０２により、全ての副情報に共通した必須構成情報の削除を行なう副情報圧縮処理を行なう。
【００８５】
次に、ステップＳ４０３により、ステップＳ４０１の画像入力処理で得られた顔画像情報（主画像情報）に副情報を埋め込む際に可視状態の位置出しマークと副情報との相対位置をあらかじめ設定した値にする位置決め処理を行なう。
【００８６】
次に、ステップＳ４０４により、主画像情報（被埋め込み画像情報）に対して、電子透かし埋め込み処理を行なう。ここでは、被埋め込み画像情報に対し副情報を人間の視覚に感知できないように不可視状態で埋め込んだ合成画像情報が作成される。
【００８７】
次に、ステップＳ４０５により、ステップＳ４０４により作成された合成画像情報を、個人認証媒体となるカード状の記録媒体上に、サーマルヘッドなどの記録デバイスにより印刷記録することにより、個人認証媒体Ｍが作成される。この作成された個人認証媒体Ｍは利用者に渡され、利用者により使用されることになる。
【００８８】
さて、上記のように作成された個人認証媒体Ｍ上の合成画像情報に対し真偽判定が必要になった場合、画像入力ステップ４０６により、スキャナやカメラなどの入力デバイスを用いて、個人認証媒体Ｍ上に記録された合成画像情報をデジタル情報として読取る。
【００８９】
次に、ステップＳ４０７により、画像入力ステップ４０６により得られた合成画像情報に対し、あらかじめ設定された鍵情報を用いて電子透かし復元処理を行なうことにより、副情報を復元する。次に、ステップＳ４０８により、画像入力ステップ４０６により得られた合成画像情報から位置出しマークを検出する。
【００９０】
次に、ステップＳ４０９により、ステップＳ４０８により検出された位置出しマークを基準にして、ステップＳ４０７により復元された副情報から当該副情報を構成するコード情報に対し、ステップＳ４０２の副情報圧縮処理で削除された全副情報に共通な必須構成情報を補完する処理を行なう。
【００９１】
次に、ステップＳ４１０により、ステップＳ４０９により補完処理された副情報に対し、コード情報の読取りおよび認識処理を行ない、コード情報の内容を認識する。
【００９２】
次に、ステップＳ４１１により、画像入力ステップ４０６により得られた合成画像情報から主画像情報に付随した情報を基にして副情報と等価な照合処理のための第２の副情報を作成する。たとえば、本例のように、埋め込み画像情報である副情報が識別番号である場合、それがあらかじめ判明しているので、画像入力ステップ４０６により得られた合成画像情報から識別番号を認識し、この認識した識別番号から第２の副情報としての２次元バーコード（ＱＲコード）を作成するものである。
【００９３】
次に、ステップＳ４１２により、ステップＳ４０９の副情報補完処理により得られた補完済み副情報とステップＳ４１１の第２の副情報作成処理より作成された第２の副情報とを照合する。最後に、ステップＳ４１３により、ステップＳ４１２の照合結果を判定して、個人認証媒体Ｍの真偽判定を行ない、その判定結果を出力する。
【００９４】
なお、ステップＳ４１２の照合処理は、前述した第３の実施の形態と同様であるので説明は省略する。
【００９５】
以上説明したような画像処理方法を用いることにより、電子透かし処理を行なった画像情報から濃淡画像およびコード情報で構成される副情報を安定して復元して取出すことが可能になる。
また、副情報が誤り訂正機能を持っている場合、誤り訂正機能を用いることが可能になる。
また、副情報の埋め込み時のデータ量を減少させることができるため、副情報の本来の情報量を減らすことなく、電子透かし埋め込み後の画像情報の画質を向上させることが可能になる。
さらに、副情報の類似度を用いることにより、副情報の復元時に誤り訂正機能異常の欠損があった場合でも、副情報の真偽判定が可能になる。
【００９６】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、電子透かし処理を行なった画像情報から濃淡画像およびコード情報で構成される副情報を安定して復元して取出すことが可能になる画像処理方法を提供できる。
【００９７】
また、本発明によれば、副情報が誤り訂正機能を持っている場合、誤り訂正機能を用いることが可能になる画像処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像処理方法の全体の流れを示すフローチャート。
【図２】作成された個人認証媒体の一例を模式的に示す平面図。
【図３】副情報として用いるＱＲコードを示す模式図。
【図４】ＱＲコードの構成を示す模式図。
【図５】復元した副情報を補完した一例を示す模式図。
【図６】個人認証媒体にＱＲコードからなる副情報を適用した例を示す模式図。
【図７】副情報の補完方法を説明するための模式図。
【図８】電子透かし埋め込み処理全体の流れを示す図。
【図９】電子透かし埋め込み処理の手順を模式的に示す流れ図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る画像処理方法の全体の流れを示すフローチャート。
【図１１】第２の実施の形態における副情報の圧縮処理を説明する模式図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る画像処理方法の全体の流れを示すフローチャート。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る画像処理方法の全体の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
Ｓ１０１…画像入力ステップ、Ｓ１０２…副情報位置決めステップ（位置決めステップ）、Ｓ１０３…電子透かし埋め込みステップ（埋め込みステップ）、Ｓ１０４…記録ステップ（記録ステップ）、Ｓ１０５…画像入力ステップ（読取りステップ）、Ｓ１０６…電子透かし復元ステップ（復元ステップ）、Ｓ１０７…位置出しマーク検出ステップ（検出ステップ）、Ｓ１０８…副情報補完ステップ（補完ステップ）、Ｓ１０９…副情報読取り・認識ステップ、Ｓ１１０…真偽判定ステップ、Ｍ，８０７…個人認証媒体、２０２…顔画像、２０３…個人管理情報、２０４…位置出しマーク、４０１…ＱＲコード、４０２…切り出しシンボル、４０３…タイミングパターン、４０４…マージン、４０５…データセル、８０１…主画像情報、８０２…副情報（副画像情報）、８０３…鍵情報、８０５…合成画像情報。
【図１】
2004328496.tif 000005
【図２】
2004328496.tif 000006
【図３】
2004328496.tif 000007
【図４】
2004328496.tif 000008
【図５】
2004328496.tif 000009
【図６】
2004328496.tif 000010
【図７】
2004328496.tif 000011
【図８】
2004328496.tif 000012
【図９】
2004328496.tif 000013
【図１０】
2004328496.tif 000014
【図１１】
2004328496.tif 000015
【図１２】
2004328496.tif 000016
【図１３】
2004328496.tif 000017