(57)【要約】【課題】画像劣化の印象を利用者に与えることなく、強く透かしを埋め込むことができて、透かしを読み取り易くでき、かつ、透かしが入っていることを利用者が肉眼で判断できる電子透かし方式を提供する。【解決手段】元画像を入力する手段１００、透かし埋め込みデータを入力する手段１３０、元画像を前処理して特定部分とそれ以外の部分を区分するマスクデータを生成する手段１２０、透かし埋め込みデータから元画像と同じサイズの透かしデータを生成する手段１４０、元画像とマスタデータと透かしデータにより、マスク部分には強度大の透かし埋め込みを実施し、マスク部分以外には強度小の透かし埋め込みを実施して透かし埋め込み画像を生成する手段１５０、生成された透かし埋め込み画像を出力する手段１６０等を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像に別の情報を透かし埋め込みする電子透かし方法において、
画像を透かし埋め込みにより劣化しても良い部分と劣化させたくない部分に区分し、前記劣化しても良い部分には強度大の透かし埋め込みを実施し、前記劣化させたくない部分には強度小の透かし埋め込みを実施することを特徴とする電子透かし方法。
【請求項２】
請求項１記載の電子透かし方法において、画像を前処理して特定部分とそれ以外の部分を区分するマスクデータを生成し、前記マスクデータをもとにマスク部分には強度大（あるいは強度小）の透かし埋め込みを実施し、マスク部分以外には強度小（あるいは強度大）の透かし埋め込みを実施することを特徴とする電子透かし方法。
【請求項３】
請求項１記載の電子透かし方法において、利用者が指定した画像上の特定部分とそれ以外の部分を区分するマスクデータを入力し、前記マスクデータをもとにマスク部分には強度大（あるいは強度小）の透かし埋め込みを実施し、マスク部分以外には強度小（あるいは強度大）の透かし埋め込みを実施することを特徴とする電子透かし方法。
【請求項４】
請求項１記載の電子透かし方法において、あらかじめ複数のマスク抽出方法を保持して、一つあるいはそれ以上のマスク抽出方法を選択し、該選択したマスク抽出方法を順次適用して画像上の特定部分とそれ以外の部分を区分するマスクデータを生成し、前記マスクデータをもとにマスク部分には強度大（あるいは強度小）の透かし埋め込みを実施し、マスク部分以外には強度小（あるいは強度大）の透かし埋め込みを実施することを特徴とする電子透かし方法。
【請求項５】
画像に別の情報を透かし埋め込みする電子透かし処理をコンピュータで実行するためのプログラムであって、
透かし埋め込み対象の元画像を入力するステップと、
透かし埋め込みデータを入力するステップと、
前記元画像を前処理して特定部分とそれ以外の部分を区分するマスクデータを生成するステップと、
前記透かし埋め込みデータから元画像と同じサイズの透かしデータを生成するステップと、
前記元画像とマスタデータと透かしデータにより、マスク部分には強度大（あるいは強度小）の透かし埋め込みを実施し、マスク部分以外には強度小（あるいは強度大）の透かし埋め込みを実施して透かし埋め込み画像を生成するステップと、
前記生成された透かし埋め込み画像を出力するステップと、
からなることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
画像に別の情報を透かし埋め込みする電子透かし処理をコンピュータで実行するためのプログラムであって、
透かし埋め込み対象の元画像を入力するステップと、
透かし埋め込みデータを入力するステップと、
利用者が指定した元画像上の特定部分とそれ以外の部分を区分するマスクデータを入力するステップと、
前記透かし埋め込みデータから元画像と同じサイズの透かしデータを生成するステップと、
前記元画像とマスタデータと透かしデータにより、マスク部分には強度大（あるいは強度小）の透かし埋め込みを実施し、マスク部分以外には強度小（あるいは強度大）の透かし埋め込みを実施して透かし埋め込み画像を生成するステップと、
前記生成された透かし埋め込み画像を出力するステップと、
からなることを特徴とするプログラム。
【請求項７】
画像に別の情報を透かし埋め込みする電子透かし処理をコンピュータで実行するためのプログラムであって、
透かし埋め込み対象の元画像を入力するステップと、
透かし埋め込みデータを入力するステップと、
あらかじめ保持された複数のマスク抽出方法から一つあるいはそれ以上のマスク抽出方法を選択するステップと、
前記選択されたマスク抽出方法を順次適用して元画像を前処理し、特定部分とそれ以外の部分を区分するマスクデータを生成するステップと、
前記元画像とマスタデータと透かしデータにより、マスク部分には強度大（あるいは強度小）の透かし埋め込みを実施し、マスク部分以外には強度小（あるいは強度大）の透かし埋め込みを実施して透かし埋め込み画像を生成するステップと、
前記生成された透かし埋め込み画像を出力するステップと、
からなることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル画像の元画像に文字列などの別の情報（データ）を、人間の目に分からないように埋め込む電子透かし方法及びそのためのプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子透かし技術は、人間の目に分からないように所望データを静止画や動画に埋め込む技術であるが、埋め込みの際に元画像を全く変えないのではない。元画像に影響を与える度合いを透かし埋め込み強度と呼ぶことにすると、埋め込み強度を上げると、透かし読み取り易さは増すが、画像の劣化が日立つようになる。すなわち、透かし読み取り易さと画像劣化はトレードオフの関係にある。
【０００３】
一部の電子透かし方式、例えば直交変換を利用した電子透かし方式（直交変換によって得られる周波数成分値を変更することで透かしデータを埋め込む方式）は、透かし埋め込みの際に画像の場所によって異なる強度で埋め込んでも、透かしの読み取りに悪影響はなく、強く埋め込んだ場所が広いほど透かし読み取りがし易くなるという性質がある（例えば非特許文献１参照）。この性質を利用して、画像の場所により異なる強度で透かしを埋め込み、劣化を目立たせなくすることができるが、今までは画像の物理的な属性、例えば輝度変化の度合いで判断して、透かしの強度を調節するものであった（例えば同非特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
中村高雄外３名、「電子透かしにおける平行移動・切り取り耐性向上の一手法」ＳＣＩＳ’９９：Ｔｈｅ  １９９９  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｃｒｙｐｔｏｇｒａｐｈｙ  ａｎｄ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｋｏｂｅ，Ｊａｐａｎ，Ｊａｎｕａｒｙ  ２６−２９，１９９９、
主催：Ｔｈｅ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、人間の顔を含んだ画像に透かしを埋め込む場合、顔部分そのものに強く埋め込むと、人間は心理的に劣化を強く感じる。透かしを読み取り易く、なおかつ画像劣化を少なくしたい場合は、顔部分のみ透かしを弱く入れることが最良であるが、今までの透かし強度の調節手法では、画像の物理的な属性で透かし強度を調節していたため、顔部分だけ選択的に透かしを弱く入れることができなかった。顔は風景に比べて輝度変化が少ないので、輝度変化を利用すれば顔だけ弱く入れられると考えがちだが、背景が単色の壁の場合は、顔と同様に背景も透かしが弱まってしまい、うまくいかない。
【０００６】
また別視点の問題として、利用者が電子透かしサービスを利用しようとした場合、画像に全く劣化がないと中に電子透かしが入っているかどうかは外見からは判定できず、透かしを読んでみるまで分からない。このためサービス利用の際には、画像に対して透かし読み取りの試行錯誤を繰り返す必要があった。
【０００７】
本発明は、上述のような従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、画像劣化の印象を利用者に与えることなく、強く透かしを埋め込むことができて、透かしを読み取り易くでき、かつ、透かしが入っていることを利用者が肉眼で判断できる電子透かし方法及びそのプログラムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、対象の元画像を透かし埋め込みにより劣化しても良い部分と劣化させたくない部分に区分し、劣化しても良い部分には強度大の透かし埋め込みを実施し、劣化させたくない部分には強度小の透かし埋め込みを実施して透かし埋め込み画像を生成する。
【０００９】
一実施例では、例えば、顔を含む画像から顔の輪郭を抽出する既存技術を用いて元画像を前処理し、顔部分以外をマスクするマスクデータ（マスクパターン）を生成する。透かし埋め込みの際には、マスクパターン部は強く、それ以外は弱く埋め込んで透かし埋め込み画像を作成する。この結果、顔部分だけ弱く透かしを埋め込んだ画像ができる。
【００１０】
また、別の実施例では、利用者が指定したマスクデータを入力し、同様にマスクパターン部は強く、それ以外は弱く埋めこんで透かし埋め込み画像を生成する。これにより、所望オブジェクトの輪郭を抽出する既存技術が未開発等の場合にも対処できる。
【００１１】
更に、別の実施例では、あらかじめ複数のマスク抽出方法を保持して、一つあるいはそれ以上のマスク抽出方法を選択し、該選択したマスク抽出方法を順次適用して元画像上の特定部分とそれ以外の部分を区分するマスクデータを生成する。これにより、輪郭抽出方法としては顔だけでなく、車を対象にしたものなども選択できるため、顔以外にも適用可能である。
【００１２】
【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により説明する。
〈実施例１〉
図１に本発明の第１の実施例の構成ブロック図、図２にその処理フローチャートを示す。なお、図１において、各部の動作を制御するための制御部は省略してある。
【００１３】
元画像入力部１１０は、透かし埋め込みを実施する静止画や動画などの元画像（デジタル画像）を入力する（Ｓ１１）。入力方法は記録媒体（テープ、ＦＤ、ＣＤ、ＤＶＤ等）から直接、あるいは通信回線を介してのダウンロードなど任意である。一方、透かし埋め込みデータ入力部１３０は、透かし埋め込みデータを入力する（Ｓ１２）。透かし埋め込みデータは、例えば、元画像（デジタルコンテンツ画像など）の著作権に関する情報等、通常、文字列データ（ビット列）である。
【００１４】
マスク部位抽出部１２０は、入力された元画像を前処理し、マスク部位（透かし埋め込みにより劣化しても良い部分）を抽出し、マスクデータを生成する（Ｓ１３）。例えば、顔を含む画像から顔の輪郭を抽出する既存技術（例えば、横山太良ほか、「顔輪郭抽出のための動的輪郭モデルの提案」、情報処理学会論文誌、Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．３  ，Ｍａｒ．１９９９，ＰＰ１１２７〜１１３７）を用いて元画像を前処理することにより、顔部分以外をマスクするマスクパターンを表わすマスクデータを容易に生成することが可能である。マスク部位抽出部１２０は、元画像の前処理の際、同時に元画像の画像サイズを抽出して透かし生成部１４０に送る。
【００１５】
透かし生成部１４０は、マスク部位抽出部１２０から送られた画像サイズをもとに、入力された透かし埋め込みデータのビットを拡散処理するなどして（例えば、非特許文献１参照）、元画像と同じサイズの透かしデータを生成する（Ｓ１４）。なお、元画像入力部１１０が元画像の画像サイズを抽出して透かし生成部１４０に送ることでもよい。
【００１６】
マスク部位別透かし埋め込み部１５０は、元画像と透かしデータ、及び、マスクデータを入力して、元画像のマスク部位（透かし埋め込みにより劣化しても良い部分）には強度大の透かし埋め込みを実施し、マスク部位以外（透かし埋め込みにより劣化させたくない部分）には強度小の透かし埋め込みを実施する（Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８）。マスク部位別透かし埋め込み部１５０では、これを元画像全ビットの処理が終了するまで繰り返し（Ｓ１５）、透かし埋め込み画像を生成する。
【００１７】
透かし埋め込み画像出力部１６０は、生成された透かし埋め込み画像（透かし埋め込みデジタルコンテンツ画像など）を出力する（Ｓ１９）。出力先は、記録媒体（ＦＤ、ＣＤ、ＤＶＤ等）、通信回線先など任意である。
【００１８】
ここで、マスク部位別透かし埋め込み部１５０での透かし埋め込み処理の一実施例について詳述する。元画像は顔を含むカラー画像とする。埋め込み処理の際、元画像のすべてのドットに対して次の処理を行う。元画像の処理対象ドットについて赤緑青信号の強度Ｒ，Ｇ，Ｂ（０≦Ｒ，Ｇ，Ｂ≦１）を得る。マスクデータ（マスクパターン）内で処理対象ドットと同じ位置のドットを参照し、マスク部であればＸ、マスク部でなければＹ（Ｘ＞Ｙ）の値を透かし強度Ｐとして設定する。ＸとＹの値はＸ＞Ｙの関係であれば自由に選んで良い。透かしデータ内で処理対象ドットと同じ位置のドットを参照し、そのドットの赤緑青信号の強度Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓ（０≦Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓ≦１）を得る。透かし埋め込み画像の当該ドット位置の赤緑青信号の強度Ｒｗ，Ｇｗ，Ｂｗは以下の式で得られる。
Ｒｗ＝Ｒ＋（Ｒｓ−０．５）＊Ｐ
Ｇｗ＝Ｇ＋（Ｇｓ−０．５）＊Ｐ
Ｂｗ＝Ｂ＋（Ｂｓ−０．５）＊Ｐ
但し、Ｒｗ，Ｇｗ，Ｂｗが１より大きくなったら１とし、０より小さくなったら０とすることにする。この処理の結果得られる透かし埋め込み画像は顔部分だけ弱く透かしを埋め込んだものとなる。
【００１９】
〈実施例２〉
図３に本発明の第２の実施例の構成ブロック図、図４にその処理フローチャートを示す。本実施例は、元画像のマスク部位を利用者が指定するようにしたもので、それ以外は先の第１の実施例と基本的に同様である。
【００２０】
元画像入力部２１０は、透かし埋め込みを実施する静止画像や動画などの元画像（デジタル画像）を入力する（Ｓ２１）。この時、元画像入力部２１０は元画像の画像サイズを抽出し、透かし生成部２４０に送る。透かし埋め込みデータ入力部２３０は透かし埋め込みデータビット列を入力する（Ｓ２２）。
【００２１】
マスクデータ入力部２２０は、利用者が指定したマスクデータを入力する（Ｓ２３）。例えば、利用者は、処理対象の元画像を表示装置に表示し、マウス等で顔部分等を指定する。マスクデータ入力部２２０は、この利用者が指定した顔部分以外をマスク部位（透かし埋め込みにより劣化して良い部分）とするマスクデータ（マスクパターン）を生成する。
【００２２】
透かし生成部２４０は、元画像入力部２１０から送られた画像サイズをもとに、透かし埋め込みデータビット列から元画像と同じサイズの透かしデータを生成する（Ｓ２４）。マスク部位別透かし埋め込み部２０は、元画像と透かしデータとマスクデータを入力して、元画像の全ドットに対し、マスク部位には強度大の透かし埋め込みを実施し、マスク部位以外は強度小の透かし埋め込みを実施して、透かし埋め込み画像を生成する（Ｓ２５〜Ｓ２８）。これは先の第１の実施例と同様である。透かし埋め込み画像出力部２６０は、生成された透かし埋め込み画像（透かし埋め込みデジタルコンテンツ画像など）を出力する（Ｓ２９）。
【００２３】
〈実施例３〉
図５に本発明の第３の実施例の構成ブロック図、図６にその処理フローチャートを示す。本実施例は、あらかじめ複数種類のマスク抽出方法を用意し、元画像のマスク部位として、例えば、顔部分に加えて、車など、複数のオブジェクトを選択できるようにしたものである。
【００２４】
図５において、マスク抽出方法データベース３２０は顔輪郭抽出方法、車輪郭抽出方法など、それぞれのオブジェクトに対応したマスク抽出方法（抽出ソフトウエア）を保持している。
【００２５】
元画像入力部３１０は、透かし埋め込みを実施する静止画や動画などの元画像（デジタル画像）を入力する（Ｓ３１）。透かし埋め込みデータ入力部３５０は透かし埋め込みデータビット列を入力する（Ｓ３２）。
【００２６】
マスク抽出方法選択部３３０は、利用者からの指示等に基づき、マスク抽出方法データベース３２０に保持されているマスク抽出方法（輪郭抽出方法）の全部あるいは一部を選択してマスク部位抽出部３４０に送る（Ｓ３３）。なお、登場するオブジェクト名などが元画像に記録されている場合、マスク抽出方法選択部３３０は、オブジェクト名などをキーに、クスク抽出方法データベース３２０から対応するマスク抽出方法を自動的に選択することができる。
【００２７】
マスク部位抽出部３４０は、先の第１の実施例と同様に元画像を前処理し、マスク部位を抽出してマスクデータ（マスクパターン）を生成するが、本実施例では、マスク抽出方法選択部３３０で選択されたマスク抽出方法（輪郭抽出方法）を総当りで順次適用し、対応する全てのオブジェクト部分とそれ以外の部分を分離するマスクデータを生成する（Ｓ３４）。同時に、マスク部位抽出部３４０は元画像の画像サイズを抽出して透かし生成部３６０に送る。
【００２８】
透かし生成部３６０は、マスク部位抽出部３４０から送られた画像サイズをもとに、透かし埋め込みデータビット列から元画像と同じサイズの透かしデータを生成する（Ｓ３５）。本実施例でも、元画像入力部３１０が元画像の画像サイズを抽出して透かし生成部１４０に送ることでもよい。
【００２９】
マスク部位別透かし埋め込み部３７０は、元画像と透かしデータとマスクデータを入力して、元画像の全ドットに対し、マスク部位には強度大の透かし埋め込みを実施し、マスク部位以外は強度小の透かし埋め込みを実施して、透かし埋め込み画像を生成する（Ｓ３６〜Ｓ３９）。これは先の第１の実施例と同様である。透かし埋め込み画像出力部３８０は、生成された透かし埋め込み画像（透かし埋め込みデジタルコンテンツ画像など）を出力する（Ｓ４０）。
【００３０】
本実施例の場合、元画像の顔部分と車など、複数のオブジェクト部分は強度小の透かし埋め込みが施こされ、それ以外（マスク部位）は強度大の透かし埋め込みの施こされた透かし埋め込み画像が得られる。
【００３１】
図７乃至図１０は各実施例の具体的処理イメージを示したものである。
図７は先の第１の実施例（実施例１）の具体的処理イメージである。顔を含む元画像（顔画像）１０００を、既存の任意の顔輪郭認識ソフトウェア等で前処理し、顔と顔以外の部分に分離するマスクデータ１００２を自動生成する。また、既存の透かし生成プログラム等で透かしデータ１００４を生成する。マスクデータ１００２に従って強度を変えた透かしデータ１００４と元画像１０００を重畳し、透かし埋め込み画像１００６を得る。
【００３２】
図８は先の同じく実施例１の別の具体的処理イメージである。車を含む元画像（車画像）２０００を、同様に既存の任意の車輪郭認識ソフトウェア等で前処理し、車と車以外の部分に分離するマスクデータ２００４を自動生成する。また、既存の透かし生成プログラム等で透かしデータ２００４を生成する。マスクデータ２００２に従って強度を変えた透かしデータ２００４と元画像２０００を重畳し、透かし埋め込み画像を得る。
【００３３】
図９は先の第３の実施例（実施例３）の具体的処理イメージである。車や人など複数のオブジェクトが含まれる元画像３０００を、既存の各オブジェクト輪郭認識ソフトウェア等を総当りで順次適用し、全てのオブジェクトについて、オブジェクトとオブジェクト以外の部分に分離するマスクデータ３００２を自動生成する。また、既存の透かし生成プログラム等で透かしデータ３００４を生成する。マスクデータ３００２に従って強度を変えた透かしデータ３００４と元画像３０００を重畳し、透かし埋め込み画像３００６を得る。
【００３４】
図１０は先の第２の実施例（実施例２）実施例２の具体的処理イメージである。利用者が元画像を４０００の所望オブジェクトを指定するなどしてマスクデータ４００２を得る。また、既存の透かし生成プログラム等で透かしデータ４００４を生成する。マスクデータ４００２に従って強度を変えた透かしデータ４００４と元画像４０００を重畳し、透かし埋め込み画像４００６を得る。
【００３５】
なお、これまでの説明では、マスクパターン部（マスク部位）は透かし埋め込みを強くし、それ以外では弱くするとしたが、マスク部位が画像を透かし埋め込みにより劣化させたくない部分と定義すれば、透かし埋め込み部位の強弱は上記の逆の関係になる。
【００３６】
なお、図１、図３、図５で示した装置構成における各部の一部もしくは全部の処理機能をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータを用いて実行して本発明を実現することができること、あるいは、図２、図４、図６で示した処理手順をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータに実行させることができることは言うまでもない。また、コンピュータでその処理機能を実現するためのプログラム、あるいは、コンピュータにその処理手順を実行させるためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば、ＦＤやＭＯ、ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、提供したりすることができるとともに、インターネット等のネットワークを通してそのプログラムを配布したりすることが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、顔を含む画像等について画像劣化の印象を利用者に与えることなく、大強度の透かしを埋め込むことができ、透かしを読み易くすることができる。また、劣化を許容した部分は画像劣化が際立つので、透かしが入っていることを利用者が肉眼で判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の構成ブロック図である。
【図２】図１の処理フローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施例の構成ブロック図である。
【図４】図３の処理フローチャートである。
【図５】本発明の第３の実施例の構成ブロック図である。
【図６】図５の処理フローチャートである。
【図７】本発明による透かし埋め込み処理の具体例である。
【図８】同じく本発明による透かし埋め込み処理の具体例である。
【図９】同じく本発明による透かし埋め込み処理の具体例である。
【図１０】同じく本発明による透かし埋め込み処理の具体例である。
【符号の説明】
１１０，２１０，３１０  元画像入力部
１２０，３４０  マスク部位抽出部
１３０，２３０，３５０  透かし埋め込みデータ入力部
１４０，２４０，３６０  透かし生成部
１５０，２５０，３７０  マスク部位別透かし埋め込み部
１６０，２６０，３８０  透かし埋め込み画像出力部
２２０  マスクデータ入力部
３２０  マスク抽出方法ＤＢ
３３０  マスク抽出方法選択部
【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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