(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界（エッジ）線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所毎に矩形の境界部とみなして分割する第１工程と、
それぞれの分割矩形領域内のオブジェクトにおいて、独立にｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、モルフォロジー演算の構造要素の内容に従って、分割した画像領域の中のｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ対象である同一色で形成されるオブジェクト領域の境界位置の移動量の増加又は減少量を捉える計測値について、構造要素の単位量で除算した値の偶奇性を１ｂｉｔ情報として使用する第２工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記第２工程では、前記ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要（カナメ）に該当する点から、扇の稜線に向かって特定方向に伸びて行った先のベタ塗り領域の境界（稜線）部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記第２工程では、前記ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要（カナメ）に該当する点から、矩形の対角線に近い４５度の方向に伸びていった先のベタ塗り領域の境界（稜線）部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を小さくし、扇の両端では、変化が「０」になることを特徴とする請求項２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記第２工程では、前記同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界（エッジ）線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所で矩形に分割した中で、二つの平行箇所が、水平又は垂直方向のいずれかに偏る場合、その矩形内は電子透かしの対象としないと判断することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記第２工程では、ベタ塗り領域オブジェクトをｏｐｅｎｉｎｇ又はｃｌｏｓｉｎｇしても変化が無い場合に、電子透かし対象オブジェクトとすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記第２工程では、電子透かし対象オブジェクトに対して、４近傍及び８近傍のｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作を縦方向及び横方向に別々に組合せて行う場合に、モルフォロジー学に於ける構造要素の定義又は変形によって行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の画像処理方法。
【請求項７】
前記第２工程では、前記ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を表す増加又は減少する単位サイズは、モルフォロジー学に於ける構造要素の中に倍率を表す係数を構成させることによって、係数による比例変更を可能としたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の画像処理方法。
【請求項８】
画像の同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界（エッジ）線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所毎に矩形の境界部とみなして分割する第１手段と、
それぞれの分割矩形領域内のオブジェクトにおいて、独立にｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、モルフォロジー演算の構造要素の内容に従って、分割した画像領域の中のｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ対象である同一色で形成されるオブジェクト領域の境界位置の移動量の増加又は減少量を捉える計測値について、構造要素の単位量で除算した値の偶奇性を１ｂｉｔ情報として使用する第２手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
前記第２手段は、前記ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要（カナメ）に該当する点から、扇の稜線に向かって特定方向に伸びて行った先のベタ塗り領域の境界（稜線）部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を小さくすることを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記第２手段は、前記ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要（カナメ）に該当する点から、矩形の対角線に近い４５度の方向に伸びていった先のベタ塗り領域の境界（稜線）部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を小さくし、扇の両端では、変化が「０」になることを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記第２手段は、前記同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界（エッジ）線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所で矩形に分割した中で、二つの平行箇所が、水平又は垂直方向のいずれかに偏る場合、その矩形内は電子透かしの対象としないと判断することを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記第２手段は、ベタ塗り領域オブジェクトをｏｐｅｎｉｎｇ又はｃｌｏｓｉｎｇしても変化が無い場合に、電子透かし対象オブジェクトとすることを特徴とする請求項８〜請求項１１いずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記第２手段は、電子透かし対象オブジェクトに対して、４近傍及び８近傍のｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作を縦方向及び横方向に別々に組合せて行う場合に、モルフォロジー学に於ける構造要素の定義又は変形によって行うことを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記第２手段は、前記ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を表す増加又は減少する単位サイズは、モルフォロジー学に於ける構造要素の中に倍率を表す係数を構成させることによって、係数による比例変更を可能としたことを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれか１つに記載の画像処理装置。
【請求項１５】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の画像処理方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１６】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の画像処理方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み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、画像処理方法、画像処理装置、コンピュータが実行するためのプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、詳細には、符号化によりデジタルコンテンツに電子透かしを埋込み、また、デジタルコンテンツに埋め込まれた電子透かしを復元する過程で著作権情報や改ざんなどを検出する画像処理方法、画像処理装置、コンピュータが実行するためのプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル情報は、劣化させることなくコンピュータなどで簡単にコピーでき、逆に、書
換えなど改ざんすることが容易であるという特徴がある。このため、デジタル情報は簡単
な処理や操作によって、不正にコピーされて勝手に再利用され、また、一部を改ざんして証拠写真に使用できないようにされやすい。
【０００３】
これを防止する手法として、電子透かしやデータハイディングと呼ばれる方法がある。電子透かしは、デジタル画像などのデジタルコンテンツを普通に再生した場合には、視覚できない情報を付加する手法である。
電子透かしを埋込む方法は、次の二つに大きく分類できる。
（１）内容データの標本値に直接埋込む方法
（２）周波数成分に埋込む方法
【０００４】
（１）の方法は、加工や圧縮などの処理が行なわれると、埋込んだデータが失われやすい
が処理は軽い。一方、（２）の方法は、加工や圧縮などの処理には強いが、埋込みや抽出
の処理が重いという特性がある。
【０００５】
本発明が対象とする、特定色しか使用できないカラー画像や２値画像など、グラデーシ
ョン表現しにくいデータ形式で保存される場合の電子透かしは、（２）の方法の適用が難
しく、（１）の方法を用いるのが一般的である。後述するように、本発明は（１）の方法
で実現する。
【０００６】
電子透かしをデジタルコンテンツに付加する用途としては、著作権情報の記録、違法コ
ピー者情報の追跡、ＩＰアドレスの履歴記録、違法コピーの防止（不可視・高耐性型）、
改ざん防止への応用（不可視・低耐性）、認証、秘密通信、デジタルコンテンツの注釈や
ラベルを埋込む（可視・不可逆型、所有権者表示）、透かし除去可能化（可視・可逆型、
コンテンツ配布）などがある。
【０００７】
その中で、例えば、デジタルカメラへの用途として、写真撮影時にカメラの製造番号、
日時等を撮影画像に透かし埋込むと同時にその電子署名を作成する機構をカメラに設ける
方法が提案されている（非特許文献１、２を参照）。これにより、証明写真の改ざん検知
に加え、撮影カメラの特定や撮影日時の確認が可能となる。改ざん検知は電子署名技術のみで可能であるが、透かし技術を活用することで撮影カメラや撮影日時の特定化が可能に
なり、改ざん抑止により効果的に作用する。更に、電子透かしの埋込み情報量を多くする
ことによって、改ざん場所を特定化する精度が向上する。また、著作権保護のためにも多
くの情報を透かし埋込みできる方が、埋込み情報の解析時に情報が抽出しやすくなり、有
効性が高くなる。
【０００８】
しかしながら、電子透かしを埋込むことによって、埋込み対象のデジタルコンテンツ・
データが劣化するので、埋込みデータ量を増やしてもその影響による画質劣化をできる限り少なくすることが重要である。
【０００９】
ところで、「人間の眼は、画像平坦部に存在するノイズを感知する能力よりもエッジ部
に存在するノイズを感知する能力の方が低い」という特性を利用して、電子透かしを画像
へ直接、埋込む場合は、一般に画像エッジ部に透かしを埋込む。しかし、画像領域の中で、通常、エッジ部は平坦部よりも領域が狭く、埋込む透かし量が多い場合には、著しく画質が劣化する。特に、帳票、図面、地図など人工的に作成された画像の輪郭線を過度に侵食したり、あるいは画像の骨格線を分断させたり消去するような画質の劣化は、元画像の持つ情報や意味を失ってしまう。
【００１０】
つまり、透かし情報埋込みは、改ざん検知や著作権情報抽出の性能を上げるため、画質
劣化を極力抑えつつ、埋込む透かし情報量をできるだけ多くすることが望ましいが、埋
込む透かし量が多くなるほど、画質劣化の程度が増すという、埋込む透かし量と画質劣化
レベルとにはトレードオフの関係がある。
【００１１】
例えば、非特許文献３では、２値画像にモルフォロジー（モルフォロジーに関しては、例えば、非特許文献４参照）のオープニング（電子透かしＯＮ／ビット信号を表す）及びクロージング（同ＯＦＦ／ビット信号を表す）を施すことによって原画像を劣化させて、耐性を持たせ、電子透かし信号を抽出しやすくする技術が開示されている。
【００１２】
しかしながら、同文献の技術では、２値画像の中のエッジ部の交差点（剣先部や鋭い切れ込み部）が大きく変化（なまる）するため、画質劣化が目立ち易いという問題がある。
【００１３】
【非特許文献１】電子透かし技術に関する調査報告書、１９９９年３月、日本電子工業振興協会編
【非特許文献２】日経ビジネス、電子情報の不正コピー防止、１９９８年２月２３日号  ｐ．６８−７０（１９９８）
【非特許文献３】モルフォロジカル信号処理を利用した電子透かし方式、電子情報通信学会論文誌Ａ  Ｖｏｌ．Ｊ８４−Ａ  Ｎｏ．８，ｐ１０３７−１０４４，２００１年８月号，岡本晃宏、宮崎明雄著
【非特許文献４】モルフォロジー，小畑秀文著，１９９６年，コロナ社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、画質劣化を抑えながら、改ざん検知や著作権情報抽出等の性能を向上させることが可能な画像処理方法、画像処理装置、コンピュータが実行するためのプログラム、及び記録媒体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】
【００１６】
上記した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、画像の同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界（エッジ）線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所毎に矩形の境界部とみなして分割する第１工程と、それぞれの分割矩形領域内のオブジェクトにおいて、独立にｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、モルフォロジー演算の構造要素の内容に従って、分割した画像領域の中のｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ対象である同一色で形成されるオブジェクト領域の境界位置の移動量の増加又は減少量を捉える計測値について、構造要素の単位量で除算した値の偶奇性を１ｂｉｔ情報として使用する第２工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２工程では、前記ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要（カナメ）に該当する点から、扇の稜線に向かって特定方向に伸びて行った先のベタ塗り領域の境界（稜線）部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を小さくすることが望ましい。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２工程では、前記ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要（カナメ）に該当する点から、矩形の対角線に近い４５度の方向に伸びていった先のベタ塗り領域の境界（稜線）部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を小さくし、扇の両端では、変化が「０」になることが望ましい。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２工程では、前記同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界（エッジ）線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所で矩形に分割した中で、二つの平行箇所が、水平又は垂直方向のいずれかに偏る場合、その矩形内は電子透かしの対象としないと判断することが望ましい。
【００２０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２工程では、ベタ塗り領域オブジェクトをｏｐｅｎｉｎｇ又はｃｌｏｓｉｎｇしても変化が無い場合に、電子透かし対象オブジェクトとすることが望ましい。
【００２１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２工程では、電子透かし対象オブジェクトに対して、４近傍及び８近傍のｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作を縦方向及び横方向に別々に組合せて行う場合に、モルフォロジー学に於ける構造要素の定義又は変形によって行うことが望ましい。
【００２２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２工程では、前記ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を表す増加又は減少する単位サイズは、モルフォロジー学に於ける構造要素の中に倍率を表す係数を構成させることによって、係数による比例変更を可能としたことが望ましい。
【００２５】
上記した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、画像の同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界（エッジ）線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所毎に矩形の境界部とみなして分割する第１手段と、それぞれの分割矩形領域内のオブジェクトにおいて、独立にｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、モルフォロジー演算の構造要素の内容に従って、分割した画像領域の中のｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ対象である同一色で形成されるオブジェクト領域の境界位置の移動量の増加又は減少量を捉える計測値について、構造要素の単位量で除算した値の偶奇性を１ｂｉｔ情報として使用する第２手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２手段は、前記ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要（カナメ）に該当する点から、扇の稜線に向かって特定方向に伸びて行った先のベタ塗り領域の境界（稜線）部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を小さくすることが望ましい。
【００２７】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２手段は、前記ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要（カナメ）に該当する点から、矩形の対角線に近い４５度の方向に伸びていった先のベタ塗り領域の境界（稜線）部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を小さくし、扇の両端では、変化が「０」になることが望ましい。
【００２８】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２手段は、前記同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界（エッジ）線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所で矩形に分割した中で、二つの平行箇所が、水平又は垂直方向のいずれかに偏る場合、その矩形内は電子透かしの対象としないと判断することが望ましい。
【００２９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２手段は、ベタ塗り領域オブジェクトをｏｐｅｎｉｎｇ又はｃｌｏｓｉｎｇしても変化が無い場合に、電子透かし対象オブジェクトとすることが望ましい。
【００３０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２手段は、電子透かし対象オブジェクトに対して、４近傍及び８近傍のｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作を縦方向及び横方向に別々に組合せて行う場合に、モルフォロジー学における構造要素の定義又は変形によって行うことが望ましい。
【００３１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第２手段は、前記ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を表す増加又は減少する単位サイズは、モルフォロジー学に於ける構造要素の中に倍率を表す係数を構成させることによって、係数による比例変更を可能としたことが望ましい。
【００３３】
また、本発明の好ましい態様によれば、本発明の画像処理方法の各工程をコンピュータがプログラムを実行することにより実現することが望ましい。また、このプログラムは記録媒体に記録されるのが望ましい。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、画像の同一色で形成されるベタ塗り領域のオブジェクト全体をモルフォロジー学におけるｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎした同一色で形成されるオブジェクトの最大縦幅又は横幅サイズを、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎで増加又は減少する単位サイズ値で除算した値の偶奇性を１ｂｉｔ情報として使用することとしたので、画質劣化を抑えながら、改ざん検知や著作権情報抽出等の性能を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの又は実質的に同一のものが含まれる。
【００３６】
図１は、本発明に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。本発明に係る画像処理装置は、図１に示すように、ＣＰＵ（中央処理装置）１と、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）２と、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３と、時計回路４と、磁気ディスク装置５と、モルフォロジー部６と、ソースデータ符号化部７と、電子透かし抽出データ復号化部８と、電子透かし埋込部９と、電子透かし抽出部１０と、モルフォロジー領域決定部１１と、ＣＲＴ画面表示装置１２と、表示制御部１３と、キーボード装置１４と、画面指示装置１５と、入力制御部１６と、ネットワークＩ／Ｆ１７と、ネットワーク伝送制御部１８と、を備えており、各部はバス１９を介して互いに接続されている。
【００３７】
ＣＰＵ（中央処理装置）１は、この画像処理装置の全体の動作制御を行う。ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）２は、ＣＰＵ１が起動時に実行するプログラムや必要なデータ等を記憶する。ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）３は、ＣＰＵ１のワークエリア等として使用される。時計回路４は、現在日時情報を出力する。
【００３８】
磁気ディスク装置５は、種々のアプリケーションプログラム、ワークデータ、ファイルデータ、及び画像データなどの種々のデータを記憶するためのものである。
【００３９】
モルフォロジー部６は、電子透かし埋込みのために特定画像領域を、モルフォロジー学のｅｒｏｓｉｏｎ（エロージョン：画像収縮）又はｄｉｌａｔｉｏｎ（ダイレーション：画像膨張）する手段であり、生成されたデータは、磁気ディスク装置５に保存された後、電子透かし埋込み部９に与えられる。また、モルフォロジー部６は、電子透かし埋込み又は抽出箇所をチェックするために、ｏｐｅｎｉｎｇ（オープニング）又はｃｌｏｓｉｎｇ（クロージング）する手段でもあり、チェック結果のデータは、磁気ディスク装置５に保存された後、電子透かし埋込み部９又は電子透かし抽出部１０に与えられる。ここで、対象となる領域の範囲は、モルフォロジー領域決定部１１より指示される。
【００４０】
ソースデータ符号化部７は、外部からの任意データ入力手段（不図示）で入力されたデータを使用して、暗号化又は符号化するためのものである。ソースデータ符号化部７の出力データは、磁気ディスク装置５に保存された後、電子透かし埋込み部９に与えられる。
【００４１】
電子透かし抽出データ復号化部８は、電子透かし抽出部１０によって磁気ディスク装置５に格納されている電子透かし抽出データを暗号解読などして復号化し、磁気ディスク装置５の別の領域に格納する。
【００４２】
電子透かし埋込部９は、ソースデータ符号部化７により生成された埋込データを、埋込対象となる画像データに対して、電子透かしとして埋込む。電子透かし埋込み対象となる領域の範囲は、モルフォロジー領域決定部１１で決定し、電子透かし埋込みは、モルフォロジー部６で行う。
【００４３】
電子透かし抽出部１０は、電子透かしが埋込まれた画像データの中から電子透かしを抽出し、磁気ディスク装置５の別の領域に格納する。電子透かし抽出対象となる領域範囲及び抽出情報は、モルフォロジー領域決定部１１で決定する。また、抽出直後の電子透かし情報は、電子透かし抽出データ復号化部８による暗号解読など復号化する目的のために、磁気ディスク装置５に格納する。
【００４４】
モルフォロジー領域決定部１１は、電子透かし情報をエロージョン又はダイレーションによって埋込むべき又は電子透かし情報を抽出すべき矩形領域を決定し、電子透かし情報との対応付けを行う。電子透かし埋込み又は抽出処理の有効性は、モルフォロジー部６のチェック結果に従って判断する。
【００４５】
ＣＲＴ画面表示装置１２は、この画像処理装置を操作するための画面を表示するためのものである。表示制御部１３は、ＣＲＴ画面表示装置１２の表示内容を制御するためのものである。
【００４６】
キーボード装置１４は、この画像処理装置に種々のキー操作を行うためのものである。画面指示装置１５は、ＣＲＴ画面表示装置１２の任意の点を指示する等の操作作業を行うためのものである。入力制御部１６は、キーボード装置１４及び画面指示装置１５の入力情報を取り込む等するためのものである。
【００４７】
ネットワークＩ／Ｆ１７は、この画像処理装置をネットワーク（図示略）に接続するためのものである。ネットワーク伝送制御部１８は、ネットワークを介して他の端末装置との間で種々の情報を送受信するための伝送制御処理を行うためのものである。
【００４８】
これらのＣＰＵ１、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、時計回路４、磁気ディスク装置５、モルフォロジー部６、ソースデータ符号化部７、電子透かし抽出データ復号化部８、電子透かし埋込部９、電子透かし抽出部１０、モルフォロジー領域決定部１１、表示制御部１３、入力制御部１６、及びネットワーク伝送制御部１８は、バス１９に接続されており、これらの各要素間のデータの送受信は、主としてこのバス１９を介して行われる。
【００４９】
また、ＣＲＴ画面表示装置１２、キーボード装置１４、及び画面指示装置１５は、ユーザに対するユーザ・インタフェース機能を実現している。例えば、各種操作指示や機能選択指令、編集データ等を入力したり、電子透かし情報を画像ブロック単位に埋込む又は抽出する時のブロックサイズを入力したり、埋込まれたデータ内容を隠蔽する目的で、電子透かし情報を暗号化する時及び暗号化された電子透かしを解読する時に、秘密キーを入力するために用いられる。また、キー操作により、電子透かしの解読結果を入力イメージ画像データと重ね合わせて表示させたり、いずれか一方のみを選択して表示させたりするような表示操作機能も実現することができる。
【００５０】
また、処理画像データは、例えば、磁気ディスク装置５に予め保存されたもの、又は、ネットワークを介して他の端末装置等から受信したものを使用することができる。なお、さらに、交換可能な記憶媒体を適用できる光学ディスク装置（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置、ＤＶＤ駆動装置など）や、デジタルスチルカメラ装置、スキャナ装置を備えて、処理画像データを入力する構成としてもよい。
【００５１】
本発明の対象となるデジタルコンテンツは、静止画像、動画像、コンピュータプログラ
ム及びコンピュータデータの情報などであり、特に、人工画像など特定色（例えば、２５
６色で表現する：限定色、インデックスカラーともいう）しか使用できないカラー画像や
２値画像など、グラデーション表現しにくいデータ形式で保存される場合の電子透かし埋
込み処理に有効な技術である。
【００５２】
図２は、上記画像処理装置の電子透かしの埋込み処理を説明するためのフローチャート、図３は、上記画像処理装置の電子透かしの抽出処理を説明するためのフローチャート、
図４は、原画像（２値）の例を示す図、図５は、構造要素の例を示す図、図６は、原画像（２値）を構成要素でｄｉｌａｔｉｏｎした例を示す図、図７は、原画像（２値）を構成要素でｄｉｌａｔｉｏｎできる例を示す図、図８は、図７のＥ１をｄｉｌａｔｉｏｎした例を示す図、図９は、原画像（解像度を上げた２値）の例を示す図、図１０は、矩形分割画像のモルフォロジー処理画像（解像度を上げた２値）の例を示す図である。
【００５３】
本発明に係る電子透かしの埋込み方法及び抽出方法の概略を以下の（Ａ）〜（Ｈ）を参照して説明する。本発明では、人間の画質劣化に対する感知能力は、モルフォロジー学に従う処理に特徴的な形状保存性がエッジ形状を保存する上で有効であることを利用している。
【００５４】
（Ａ）  本発明では、同一色で形成されるベタ塗り領域オブジェクト全体をｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎすることによって電子透かしを表現し、電子透かしには、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎした同一色で形成されるオブジェクトの最大縦幅又は横幅サイズをｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎで増加又は減少する単位サイズ値で除算した値の偶奇性を１ｂｉｔ情報として使用する。
【００５５】
例えば、図４〜図７において、図４の黒画素を図５の構造要素によって、ｄｉｌａｔｉｏｎした場合の結果は図６のようになる。図５の構造要素が表すｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎにおける単位サイズは、左右上下方向に、それぞれ「１」であるので、図４と図６を、例えば最大横幅で比較すると、図４は１０単位であり、図６は１２単位である。左右両端で１単位ずつ合せて２単位のｄｉｌａｔｉｏｎが働いていることを考慮すると、図４の横幅から得られるビット情報は、１０／２＝５が奇数であるので、例えば、ビットオンとなり、図６の横幅から得られるビット情報は、１２／２＝６が偶数のため、同様に、ビットオフを表せることになる。
【００５６】
（Ｂ）  本発明では、同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界（エッジ）線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所毎に矩形の境界部とみなして分割し、それぞれの分割矩形領域内のオブジェクトに於いて独立にｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎすることによって電子透かしを表現する。また、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作は、処理前後で、矩形を切り出す条件に従って、各頂点の座標値が変わることの無い範囲で行うものである。
【００５７】
電子透かしの値について、例えば、構造要素が図５に示す内容の場合では、分割した画像領域の中のｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要（カナメ）に該当する点を基点に、矩形の対角線に近い４５度の方向に伸びていった先のベタ塗り領域の境界との交点（交点部は、ベタ塗り領域から外に向かって平面又は凸になっていることが必要である。この条件を満たしていなければ、満たしている箇所まで距離計測を伸ばしハミング距離を加算する）までのハミング距離を、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作によって増加又は減少する単位サイズの「２」で除算した値の偶奇性を１ｂｉｔ情報として使用する。
【００５８】
例えば、図４において、ｄｉｌａｔｉｏｎ操作ができる可能性のある分割領域としては、図７に示すように、４箇所の候補Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４が挙げられる。その内のＥ１に適用すると、図８の結果が得られる。扇の要（カナメ）と判断できる矩形右下の頂点から、左上４５度方向にハミング距離で追跡すると、ｄｉｌａｔｉｏｎする前の長さは「７」であり、ｄｉｌａｔｉｏｎした後の長さは「９」となる。これらを電子透かしの値に変換すると、それぞれ、［７／２］ｍｏｄ２＝１，［９／２］ｍｏｄ２＝０となる。ただし、［Ｘ］は、整数そのものか、そうでない場合はＸを超えないＸに最も近い整数，ＹｍｏｄＺは整数Ｙを整数Ｚで割算した場合の余りの値を表す。
【００５９】
（Ｃ）  本発明では、上記（Ｂ）のｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要（カナメ）に該当する点から、矩形の対角線に近い４５度の方向に伸びていった先のベタ塗り領域の境界との交点部を最大に、扇の両端に行くほどｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を小さくすることによって、ベタ塗り領域境界線の形状劣化抑止と、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作後も対象矩形の四つの頂点座標が変化しない効果をもたらす。詳細は、図２のフローチャートのステップＳ１（３），ステップＳ５，Ｓ２３，Ｓ２４及び図３のステップＳ５１（３），ステップＳ５５，Ｓ７１参照。
【００６０】
例えば、図４の２値画像の解像度を上げたものが図９となる。上記図４を原図に、図７〜図８を使用して説明したのと同じように、矩形領域に分割したものが図１０である。図１０において、Ａは、上記（Ｃ）を適用しない例を表し、Ｂは上記（Ｃ）を適用してｄｉｌａｔｉｏｎした例を表す。ここで、図１０のＡ，Ｂそれぞれの中に太く二重に引かれている曲線の右上側の線が原画のベタ塗り領域の境界線であり、左下側の線がｄｉｌａｔｉｏｎした後のベタ塗り領域の境界線である。Ｂの方が、ｄｉｌａｔｉｏｎを行ってもベタ塗り領域の輪郭線がより滑らかになっている。
【００６１】
（Ｄ）  本発明では、上記（Ｂ）、（Ｃ）の同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界（エッジ）線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所で矩形に分割した中で、二つの平行箇所が、水平又は垂直方向のどちらかに偏ってしまう場合、その矩形内は電子透かし対象としないと判断することによって、画質劣化を抑止する。
【００６２】
その理由は、この形状のベタ塗り領域は、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作すると形状劣化が大きくなり過ぎる可能性が高くなるからである。また、二つの平行箇所とは、矩形に分割された総ての電子透かし対象領域には、必ず二つ（多くも少なくもない）水平又は垂直方向に平行なベタ塗り領域の境界（エッジ）線が存在することから表現したものである。例えば、図１０のＡ，Ｂに於いて矩形で囲むと、ベタ塗り領域の輪郭線が、左上頂点部で、（曲率が急であるが）垂直方向に接している。他方、右下頂点部で、水平方向に接している（両方の接し方が、垂直と水平で同じでない）ので、電子透かし対象とする。ところが、図１０のＣに於いて矩形で囲むと、ベタ塗り領域の輪郭線が、左上頂点部で、（ここも曲率が急であるが）垂直方向に接している。他方、右下頂点部でも、垂直方向に接している（両方の接し方が、垂直方向で同じになっている）ので、電子透かし対象にしないと判断する。図１０のＣの例では、ベタ塗り領域の境界線を二つの太線で表しているが、左下側に位置する線が、原画の境界線を表し、右上に位置する線が、ｄｉｌａｔｉｏｎした後のベタ塗り領域の境界線を表している。同図に示すように、ｄｉｌａｔｉｏｎを行った後の輪郭線は、矩形左上の頂点部で滑らかさが悪くなっている。
【００６３】
（Ｅ）  本発明では、上記（Ａ）〜（Ｄ）において、ベタ塗り領域オブジェクトをｏｐｅｎｉｎｇ又はｃｌｏｓｉｎｇしても変化が無い場合に、電子透かし対象オブジェクトとすることにより、画質劣化を抑止する。ｏｐｅｎｉｎｇ又はｃｌｏｓｉｎｇによる画質劣化を判断する効果については、既知の内容であるのでその説明を省略する。
【００６４】
（Ｆ）  本発明では、上記（Ａ）〜（Ｅ）において、電子透かし対象オブジェクトに対して４近傍及び８近傍のｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作を縦方向及び横方向に別々に組合せて行う方法は、構造要素の再定義又は変形によって可能とするものである。これについても、既知の内容であるのでその説明を省略する。
【００６５】
（Ｇ）  本発明では、上記（Ａ）〜（Ｅ）において、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ操作の程度を表す増加又は減少する単位サイズは、構造要素の中に倍率を表す係数を構成させることによって、係数による比例変更を可能とするものである。詳細は、図２のフローチャートのステップＳ２３，Ｓ２４及び図３のステップＳ７１及びそれらの説明を参照。
【００６６】
（Ｈ）  本発明では、上記（Ｇ）における情報の単位サイズを、モルフォロジー学における構造要素の中に倍率を表す係数を構成させることについて、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎで増加又は減少する単位サイズ値で除算した値の偶奇性を１ｂｉｔ情報として使用する代わりに、係数を法とする剰余値を活用することにより、０〜（ｋ−１）範囲で識別できる何れかの値の情報として使用する。
【００６７】
上記図１の画像処理装置の電子透かしの埋込み処理を、図２のフローチャートを参照して説明する。
【００６８】
図２において、ステップＳ１では、選択機能を決定するために、キー入力（キーボード装置１４及び画面指示装置１４等での入力）し、以下の処理のために、その内容をメモリ（ＲＡＭ３）に保存する。ここで、選択機能は、（１）秘密キー、（２）ベタ塗り領域の分割の有無Ｄｉｖｉｄｅ（０：分割しない、１：境界線が水平ｏｒ垂直方向になる箇所で分割する）設定、（３）ベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げる指示Ｓｍｏｏｔｈ（０：滑らか処理を行わない、１：滑らか処理を行う）設定、（４）Ｓ字境界線領域の形状劣化処理回避の有無Ｓ＿Ｆｉｇｕｒｅ（０：回避しない、１：回避する）、（５）トポロジー保存及び形状劣化回避チェック実施の有無ＯｏｒＣ（０：チェック無し、１：チェック有り）設定、（６）モルフォロジー構造要素Ｂをマトリックスで設定、（７）モルフォロジー構造要素の倍率ｋの設定等である。以下、各選択機能について詳細に説明する。
【００６９】
（１）電子透かしにして埋込む情報を、秘密キー（パスワードなど）によって予め暗号化してから電子透かし埋込み、埋込み情報の解読をより困難にする。ただし、常に暗号化してから電子透かしを埋込むのは必須ではなく、暗号化するか否かは選択可能である。
【００７０】
（２）ベタ塗り領域の分割有無Ｄｉｖｉｄｅ設定のための入力は、以下の処理の流れを分けるために指示を与える。Ｄｉｖｉｄｅ＝０（分割しない）を指示された場合は、以下のステップＳ３において、透かし埋込み対象をベタ塗り領域の分割矩形領域単位で処理を行わない（ステップＳ７）。ステップＳ１０においても同じ理由で、ステップＳ１２への流れになる。ステップＳ３は、ベタ塗り領域全体に共通の初期設定の段階での振分け処理であり、ステップＳ１０は、ベタ塗り領域個別の振分け処理であり、両者の振分け理由が異なるため、同じ判定処理が２箇所存在する。また、Ｄｉｖｉｄｅ＝１（境界線が水平ｏｒ垂直方向になる箇所で分割する）を指示された場合は、ステップＳ３において、ベタ塗り領域だけに限定するベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げる機能の指示を判定し（ステップＳ４）、かつ以下のステップＳ１０において、ベタ塗り領域を矩形に分割する（ステップＳ１１）処理を判定する。
【００７１】
（３）ベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げる指示ｓｍｏｏｔｈ設定のための入力は、以下のステップＳ４の処理の流れを分けるために指示を与える。すなわち、ｓｍｏｏｔｈ＝１の場合、ステップＳ５において、滑らか処理を行うように、調整関数Ｇ（ｔ）を設定し、また、ｓｍｏｏｔｈ＝０の場合、ステップＳ６において、滑らか処理を行わないように、調整関数Ｇ（ｔ）に固定値を設定する。
【００７２】
（４）Ｓ字境界線領域の形状劣化処理回避の有無Ｓ＿Ｆｉｇｕｒｅ設定のための入力は、以下のステップＳ１５において、Ｓ字境界線領域の形状劣化処理回避のチェックを行うか否かの流れを分けるために指示を与える。
【００７３】
（５）トポロジー保存及び形状劣化回避チェック実施の有無ＯｏｒＣ設定のための入力は、以下のステップＳ２０の判定で処理の流れを分けるために指示を与える。
【００７４】
（６）モルフォロジー構造要素Ｂ設定のための入力は、ステップＳ２３でｅｒｏｓｉｏｎ又はステップＳ２４でｄｉｌａｔｉｏｎする場合の形状を特徴付ける構造要素を与える。
【００７５】
（７）モルフォロジー構造要素の倍率ｋの設定のための入力は、ステップＳ２３でｅｒｏｓｉｏｎ又はステップＳ２４でｄｉｌａｔｉｏｎする時の形状を特徴付ける構造要素に強度係数を与えるものである。
【００７６】
ステップＳ２では、電子透かしを埋込む原画像として、被写体を多値画像で読取り、メモリ上に記憶する。この画像は、２値画像でもよい。
【００７７】
ステップＳ３では、ベタ塗り領域の分割有無Ｄｉｖｉｄｅ＝「１」であるか否かを判定する。Ｄｉｖｉｄｅ＝１ではない場合には（ステップＳ３の「Ｎｏ」）、ステップＳ７において、Ｓ字境界領域の形状劣化処理回避が必要ないとみなす「Ｓ字境界領域の形状劣化処理回避の有無Ｓ＿Ｆｉｇｕｒｅに０を設定する」処理に進み、更に、調整関数Ｇ（ｔ）に、調整機能を働かせないために１（固定値）を設定する。
【００７８】
また、Ｄｉｖｉｄｅ＝１の場合には（ステップＳ３の「Ｙｅｓ」）、分割矩形内のベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げるかの指示ｓｍｏｏｔｈ＝１であるか否かを判定する（ステップＳ４）。Ｓｍｏｏｔｈ＝１の場合には（ステップＳ４の「Ｙｅｓ」）、調整関数Ｇ（ｔ）に、調整機能を意識した値を設定する処理を行う（ステップＳ５）。
【００７９】
ここで、ｔ：０〜１が変動範囲で、０及び１の時が矩形内おけるベタ塗り領域境界線に該当する。Ｇ（０．５）＝１：これが最大値となるＸＹ座標上で左右対称の関数、Ｇ（０）＝０：ｔが０〜０．５で単調増加、Ｇ（１）＝０：ｔが０．５〜１で単調増加となる。
【００８０】
ステップＳ５では、上記（Ｃ）で示すように、０〜１を変動する変数ｔを、矩形で区切られた塗りつぶし領域を扇に例えた場合の稜線形状を決定する時の場所による程度の違いを表現する関数Ｇ（ｔ）の変数として使用する。この扇の稜線に例えて、電子透かし埋込みによって形状変更する場合に、稜線の中央部を最大に変更し、稜線の両端では、変化が無いように設定するものである（図１０参照）。
【００８１】
また、Ｓｍｏｏｔｈ＝１でない場合には（ステップＳ４の「Ｎｏ」）、調整関数Ｇ（ｔ）に、調整機能を働かせない意味で１（固定値）を設定する（ステップＳ６）。
【００８２】
ステップＳ８では、ベタ塗り領域単位の電子透かし埋込み処理全体の流れの終りを判定する。ベタ塗り領域毎の処理（ステップＳ１０〜ステップＳ２５）について、総て終了している場合には、ステップ９に移行する一方、ブロック毎の総ての処理が終了していない場合には、ステップ１０に移行する。
【００８３】
ステップＳ９は、電子透かし埋込み処理が終わった後の処理に該当し、電子透かし埋込み画像を磁気ディスク装置５に保存する。
【００８４】
ステップＳ１０では、ベタ塗り領域を分割して、分割単位に電子透かしを埋込むか否かを、“ベタ塗り領域の分割有無”Ｄｉｖｉｄｅの値によって判断する。Ｄｉｖｉｄｅ＝１の場合（ステップＳ１０の「Ｙｅｓ」）、すなわち、ベタ塗り領域を分割する場合は、ステップＳ１１に移行する一方、Ｄｉｖｉｄｅ＝１でない場合（ステップＳ１０の「Ｎｏ」）、すなわち、ベタ塗り領域を分割せず、ひとまとめにして電子透かし（１ビット情報／ベタ塗り領域）を埋込む場合は、ステップＳ１２に移行する。
【００８５】
ステップＳ１２では、上記（Ａ）で示すように、ベタ塗り領域を総て分割せず、分割数を「１」として変数Ｐａｒｔｓ＝１に設定する。
【００８６】
ステップＳ１１では、上記（Ｂ）で示すように、ベタ塗り領域毎に複数の情報を埋込むため、ベタ塗り領域を矩形分割し、変数Ｐａｒｔｓのその分割数を設定する。分割方法の具体例は図１０を参照。この方法で、ひとつのベタ塗り領域を分割すると、最低でも４個の領域（Ｐａｒｔｓは「４」以上）に分割される。
【００８７】
ステップＳ１３では、現在処理中のベタ塗り領域内の分割領域単位の電子透かし埋込み処理が終了したか否かを判定する。具体的には、上記ステップＳ１１又はステップＳ１２で分割された領域毎の処理（以下のステップ１５〜ステップ２５）について、分割数Ｐａｒｔｓの値に基づいて判定する。ブロック毎の総ての処理が終了している場合にはステップＳ１４に移行する一方、処理が終了していない場合には、ステップＳ１５に移行する。
【００８８】
ステップＳ１４では、ベタ塗り領域の処理を終わったとみなし、電子透かし埋込み対象を次のベタ塗り領域に移し、ステップ８に戻る。
【００８９】
ステップＳ１５では、Ｓ字境界線領域の形状劣化処理回避の有無Ｓ＿Ｆｉｇｕｒｅの値に従って、Ｓ字境界線領域の形状劣化処理を回避するか否かを判定する。回避する（Ｓ＿Ｆｉｇｕｒｅ＝１）の場合（ステップＳ１５の「Ｙｅｓ」）は、ステップＳ１６に移行する一方、回避しない（Ｓ＿Ｆｉｇｕｒｅ？１）場合（ステップＳ１５の「Ｎｏ」）は、ステップＳ１８に移行する。
【００９０】
ステップＳ１６では、上記（Ｄ）に従って、ベタ塗り領域の境界線の両端の方向を調査する。例えば、図１０のサンプルＡ及びＢは、ベタ塗り領域の境界線の両端が、水平線方向と垂直線方向で「異なる」が、図１０にサンプルＣは、ベタ塗り領域の境界線の両端が、どちらも垂直線方向で「同じ」と言う調査結果になる。
【００９１】
ステップＳ１７では、現在扱っている分割領域が、電子透かし対象外か否かを判定する（ベタ領域の対角線の両端（２箇所）は、矩形領域に同一方向（水平／垂直）で接するか？）。判定方法は、上記ステップＳ１６の調査結果に従う。即ち、「同じ」場合は、対象外とみなし、現在埋込もうとしていた電子透かし情報１ビットを、次の矩形画像に埋込むために保持した状態のままにしておいて、当該分割矩形領域の処理を終り、ステップＳ２５に移行する一方、「異なる」場合は、電子透かし埋込み対象とみなし、ステップＳ１８に移行する。
【００９２】
ステップＳ１８では、ベタ塗り領域が分割された当該矩形の状態は、埋込みたい電子透かしの状態と「一致する」か否かを調査する。即ち、原画像のままの当該矩形に対し、構造要素を基に、仮に、電子透かし情報１ビットを抽出するとした場合に、その値が、埋込みたい当該１ビット情報の値と同じかどうかを調査するものである。当該対象矩形画像の電子透かし情報（１ビット）は、上記（Ｂ）に従って判断する。
【００９３】
ステップＳ１９では、上記ステップＳ１８の調査結果に基づいて、当該矩形画像に対し、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎする必要があるか否かを判定する。上記ステップ１８の調査結果が「一致しない」と判断される場合、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎする必要があるとみなし、ステップＳ２０に移行する。また、上記ステップＳ１８の調査結果が「一致する」と判断される場合、当該矩形画像への変更は行わなくても電子透かし情報として有効とみなせるため、そのままにして、ステップ２５に移行する。
【００９４】
ステップＳ２０では、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎする前に、トポロジー保存及び形状劣化回避チェックを実施する必要があるか否かを、ステップＳ１で設定された有無変数ＯｏｒＣで判断する。有無変数ＯｏｒＣ＝１の場合（ステップＳ２０の「Ｙｅｓ」）、上記（Ｅ）に従って、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックを実施するために、ステップＳ２１に移行する。また、有無変数ＯｏｒＣ？１の場合は（ステップＳ２０の「Ｎｏ」）、電子透かし埋込み処理を有効にする当該矩形画像の変更ができるとみなし、ステップＳ２４に移行する。
【００９５】
ステップＳ２１では、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックの最初の実施例として、当該矩形画像をｃｌｏｓｉｎｇしてみて、原画像と同じか否かを判定する。この判定の結果、原画像と同じである場合には、電子透かし埋込み処理を有効にする当該矩形画像のｄｉｌａｔｉｏｎによる変更ができるとみなして、ステップ２４に移行する。また、原画像と異なれば、電子透かし埋込み処理を有効にする当該矩形画像のｄｉｌａｔｉｏｎによる変更ができないとみなし、ステップＳ２２に移行する。
【００９６】
ステップＳ２２では、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックのもう一つの実施例として、当該矩形画像をｏｐｅｎｉｎｇしてみて、原画像と同じかどうか判定する。その結果、原画像と同じであれば、電子透かし埋込み処理を有効にする当該矩形画像のｅｒｏｓｉｏｎによる変更ができるとみなし、ステップＳ２３に移行する。また、原画像と異なれば、電子透かし埋込み処理を有効にする当該矩形画像の変更ができない（電子透かし埋込み用の矩形画像とみなさず対象外）とみなし、ステップＳ２５に移行する。ここで、ステップＳ２５に移行する場合は、現在、埋込もうとしていた電子透かし情報１ビットは、次の矩形画像に埋込む為に保持した状態のままにしておいて、当該分割矩形領域の処理を終るものである。
【００９７】
ステップＳ２３では、上記（Ｆ），（Ｇ）に従って、当該矩形画像をｅｒｏｓｉｏｎすることによって、電子透かし埋込みを表現し、ステップＳ２５に移行する。ステップＳ２４では、上記（Ｆ），（Ｇ）に従って、当該矩形画像をｄｉｌａｔｉｏｎすることによって、電子透かし埋込みを表現し、ステップＳ２５に移行する。
【００９８】
ここで、電子透かし埋込みの実行は次のマトリクス演算に従う。（Ｂ［ｋ×Ｇ（ｔ）］）・・・構造要素Ｂによる処理を［ｋ×Ｇ（ｔ）］回実行することを表す。０になる場合は、Ｂによる演算を一度も実行しないことを表す。また、［？］は、？を超えない？に最も近い整数。これ全体でモルフォロジーの構造要素の機能を持たせて実行する。ただし、ｋ、Ｂ、Ｇ（ｔ）は、上記ステップＳ１を参照。
【００９９】
ただし、上記ステップＳ２０〜ステップＳ２４におけるｏｐｅｎｉｎｇ，ｃｌｏｓｉｎｇ，ｅｒｏｓｉｏｎ，及びｄｉｌａｔｉｏｎ演算操作において、対象矩形画像の境界に接する画素については、変化しないものとして取扱う。
【０１００】
また、以上のステップＳ２１をステップＳ２２に、かつステップＳ２４をステップＳ２３に入れ換えても、実施例として有効である。
【０１０１】
ステップＳ２５では、当該ベタ塗り領域内の当該分割矩形の処理を終わったとみなし、電子透かし埋込み対象を次の矩形画像に移し、ステップＳ１３の判定処理に移行する。
【０１０２】
上記図１の画像処理装置の電子透かしの抽出処理を、図３のフローチャートに従って、図４〜図１０を参照しつつ説明する。画像再生時に電子透かしを抽出するフロー（図３）は、画像撮影時に電子透かしを埋込むフロー（図２）とは多くの点で同一の処理を行う。異なるのは、電子透かし埋込みフローでは、電子透かし情報を有効にするために、原画像に変更を加えているのに対し、電子透かし抽出フローでは、読取り対象の画像に変更を加えることなく、画像を解析することによって、埋込まれている電子透かし情報を抽出している点である。
【０１０３】
図３において、ステップＳ５１では、選択機能を決定するために、キー入力（キーボーＤ装置１４及び画面指示装置１４等での入力）し、以下の処理のために、その内容をメモリ（ＲＡＭ３）に保存する。ここで、機能選択は、（１）秘密キー、（２）ベタ塗り領域の分割の有無Ｄｉｖｉｄｅ（０：分割しない、１：境界線が水平ｏｒ垂直方向になる箇所で分割する）設定、（３）ベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げる指示Ｓｍｏｏｔｈ（０：滑らか処理を行わない、１：滑らか処理を行う）設定、（４）Ｓ字境界線領域の形状劣化処理回避の有無Ｓ＿Ｆｉｇｕｒｅ（０：回避しない、１：回避する）、（５）トポロジー保存及び形状劣化回避チェック実施の有無ＯｏｒＣ（０：チェック無し、１：チェック有り）設定、（６）モルフォロジー構造要素Ｂをマトリックスで設定、（７）モルフォロジー構造要素の倍率ｋの設定等である。ここで指定する（１）〜（７）の選択機能は、電子透かし埋込み時と同一内容を設定する必要がある。同一の設定でなければ、抽出対象画像に埋込まれている電子透かしは、抽出できないことになる。以下、各選択機能について詳細に説明する。
【０１０４】
（１）電子透かし情報を、秘密キー（パスワードなど）によって予め暗号化してから電子透かし情報が埋込まれている画像を対象に、電子透かし情報を抽出する場合に、この秘密キーが必要になる。
【０１０５】
（２）ベタ塗り領域の分割有無Ｄｉｖｉｄｅ設定のための入力は、以下の処理の流れを分けるために指示を与える。Ｄｉｖｉｄｅ＝０（分割しない）を指示された場合は、以下のステップＳ５３において、透かし埋込み対象をベタ塗り領域の分割矩形領域単位で処理しない（ステップ５７）。ステップＳ６０においても同じ理由で、ステップＳ６２への流れになる。ステップＳ５３は、ベタ塗り領域全体に共通の初期設定の段階での振分け処理であり、ステップＳ６０は、ベタ塗り領域個別の振分け処理であり、両者の振分け理由が異なるので、同じ判定が２箇所に存在しえいる。また、Ｄｉｖｉｄｅ＝１（境界線が水平ｏｒ垂直方向になる箇所で分割する）を指示された場合は、ステップＳ５３において、ベタ塗り領域だけに限定するベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げる機能の指示を判断する（ステップ５４）流れになり、かつ以下のステップＳ６０において、ベタ塗り領域を矩形に分割する（ステップ６１）処理を選択する。
【０１０６】
（３）ベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げる指示ｓｍｏｏｔｈ設定のための入力は、以下のステップＳ５４の処理の流れを分けるために指示を与える。すなわち、ｓｍｏｏｔｈ＝１の場合、ステップ５５に於いて、滑らか処理を行う様、調整関数Ｇ（ｔ）を設定し、また、ｓｍｏｏｔｈ＝０の場合、ステップＳ５６において、滑らか処理を行わないように、調整関数Ｇ（ｔ）に固定値を設定する。
【０１０７】
（４）Ｓ字境界線領域の形状劣化処理回避の有無Ｓ＿Ｆｉｇｕｒｅ設定のための入力は、以下のステップＳ６５において、Ｓ字境界線領域の形状劣化処理回避のチェックを行うか否かの流れを分けるために指示を与える。
【０１０８】
（５）トポロジー保存及び形状劣化回避チェック実施の有無ＯｏｒＣ設定のための入力は、以下のステップＳ６８の判定処理の流れを分けるために指示を与える。
【０１０９】
（６）モルフォロジー構造要素Ｂ設定のための入力は、ステップＳ７１で１ビットの電子透かし情報を抽出できるかどうかを判断する場合に、必要な形状を特徴付ける構造要素を与える。
【０１１０】
（７）モルフォロジー構造要素の倍率ｋ設定のための入力は、ステップＳ７１で１ビットの電子透かし情報を抽出できるか否かを判断する場合に必要な形状を特徴付ける構造要素に強度係数を与える。
【０１１１】
ステップＳ５２では、電子透かしを解読する対象画像を読取り、メモリ上に記憶する。この画像は、多値画像及び２値画像のいずれでもよい。
【０１１２】
ステップＳ５３では、塗り領域の分割有無Ｄｉｖｉｄｅ＝「１」であるか否かを判定する。Ｄｉｖｉｄｅ＝１でない場合には（ステップＳ５３の「Ｎｏ」）、ステップＳ５７のＳ字境界領域の形状劣化処理回避が必要ないとみなす「Ｓ字境界領域の形状劣化処理回避の有無Ｓ＿Ｆｉｇｕｒｅに０を設定する」処理に進み、更に、調整関数Ｇ（ｔ）に、調整機能を働かせない意味で１（固定値）を設定する。
【０１１３】
Ｄｉｖｉｄｅ＝１の場合には（ステップＳ５３の「Ｙｅｓ」）、分割矩形内のベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げるか否かの指示Ｓｍｏｏｔｈ＝１であるか否かを判定する（ステップＳ５４）。Ｓｍｏｏｔｈ＝１である場合には（ステップＳ５４の「Ｙｅｓ」）、調整関数Ｇ（ｔ）に、調整機能を意識した値を設定する処理を行う（ステップＳ５５）。
【０１１４】
ここで、ステップＳ５５では、上記（Ｃ）で示すように、ｔ：０〜１が変動範囲で、０及び１の時が矩形内おけるベタ塗り領域境界線に該当する。Ｇ（０．５）＝１：これが最大値となるＸＹ座標上で左右対称の関数、Ｇ（０）＝０：ｔが０〜０．５で単調増加、Ｇ（１）＝０：ｔが０．５〜１で単調増加となる。
【０１１５】
０〜１を変動する変数ｔを、矩形で区切られた塗りつぶし領域を扇に例えた場合の稜線形状を決定する時の場所による程度の違いを表現する関数Ｇ（ｔ）の変数として使用する。この扇の稜線に例えて、電子透かし埋込みによって形状変更する場合に、稜線の中央部を最大に変更し、稜線の両端では、変化が無いように設定されていることを想定するものである（図１０参照）。
【０１１６】
また、Ｓｍｏｏｔｈ＝１でない場合には（ステップＳ５４の「Ｎｏ」）、ステップ５６の調整関数Ｇ（ｔ）に、調整機能を働かせないために１（固定値）を設定する（ステップＳ５６）。
【０１１７】
ステップＳ５８では、ベタ塗り領域単位の電子透かし抽出処理全体の流れの終りを判定する。ベタ塗り領域毎の処理（ステップＳ６０〜ステップＳ７２）について、総て終了している場合には、ステップＳ５９に移行する一方、ブロック毎の総ての処理が終了していない場合には、ステップＳ６０に移行する。
【０１１８】
ステップＳ５９では、電子透かし抽出処理が終わった後の処理を行い、抽出した電子透かし情報を磁気ディスク装置５に保存する。
【０１１９】
ステップＳ６０では、ベタ塗り領域を分割して、分割単位に電子透かしを抽出する否かを“ベタ塗り領域の分割有無”Ｄｉｖｉｄｅの値によって判断するものであり、Ｄｉｖｉｄｅ＝１か否かを判定する。Ｄｉｖｉｄｅ＝１の場合には（ステップＳ６０の「Ｙｅｓ」）、ステップＳ６１に移行する一方、Ｄｉｖｉｄｅ＝０の場合には（ステップＳ６０の「Ｎｏ」）、ベタ塗り領域を分割せず、ひとまとめにして電子透かし（１ビット情報／ベタ塗り領域）を抽出する場合は、ステップＳ６２に移行する。
【０１２０】
ステップＳ６１では、上記（Ｂ）で示すように、ベタ塗り領域毎に複数の情報を埋込むために、ベタ塗り領域を矩形分割し、その分割数を変数Ｐａｒｔｓに設定する。分割方法の具体例は、図１０を参照。この方法で、ひとつのベタ塗り領域を分割すると、最低でも４個の領域に分割される（ｐａｒｔｓは「４」以上）。
【０１２１】
ステップＳ６２では、上記（Ａ）で示すように、ベタ塗り領域を総て分割せず、分割数を１として変数Ｐａｒｔｓに設定する。
【０１２２】
ステップＳ６３では、現在処理中のベタ塗り領域内の分割領域単位の電子透かし埋込み処理の流れの終りを判定する。具体的には、上記ステップＳ６１又はステップＳ６２で分割された領域毎の処理（以下のステップＳ６５〜ステップＳ７２）について、分割数Ｐａｒｔｓの値に基づいて判定する。ブロック毎の総ての処理が終了している場合には、ステップＳ６４に移行する一方、ブロック毎の総ての処理が終了していなければ、ステップＳ６５に移行する。
【０１２３】
ステップＳ６４では、当該ベタ塗り領域の処理を終わったとみなし、電子透かし抽出対象を次のベタ塗り領域に移し、ステップＳ５８に戻る。
【０１２４】
ステップＳ６５では、Ｓ字境界線領域の形状劣化処理回避の有無Ｓ＿Ｆｉｇｕｒｅの値に従って、Ｓ字境界線領域の形状劣化処理を回避する否かを判断する。回避する（Ｓ＿Ｆｉｇｕｒｅ＝１）場合（ステップＳ６５の「Ｙｅｓ」）は、ステップＳ６６に移行する一方、回避しない（Ｓ＿Ｆｉｇｕｒｅ？１）場合（ステップＳ６５の「Ｎｏ」）は、ステップＳ６８に移行する。
【０１２５】
ステップＳ６６では、上記（Ｄ）で示すように、ベタ塗り領域の境界線の両端の方向を調査する。例えば、図１０のサンプルＡ及びＢは、ベタ塗り領域の境界線の両端が、水平線方向と垂直線方向で「異なる」が、図１０のサンプルＣは、ベタ塗り領域の境界線の両端が、どちらも垂直線方向で「同じ」と言う調査結果になる。
【０１２６】
ステップＳ６７では、現在扱っている分割領域が、電子透かし対象外か否かを判定する。判定方法は、上記ステップＳ６６の調査結果に従う。即ち、「同じ」場合は、対象外とみなし（ステップＳ６７の「Ｙｅｓ」）、現在抽出しようとしていた電子透かし情報１ビットは抽出できなかったものとして、当該分割矩形領域の処理を終り、ステップＳ７２に移行する一方、「異なる」場合は、電子透かし抽出対象とみなし（ステップＳ６７の「Ｎｏ」）、ステップＳ６８に移行する。
【０１２７】
ステップＳ６８では、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックを実施する必要があるか否かを、ステップＳ５１で設定された有無変数ＯｏｒＣで判断する。有無変数ＯｏｒＣ＝１の場合には（ステップＳ６８の「Ｙｅｓ」）、上記（Ｅ）に従って、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックを実施する目的で、ステップ６９に移行する。また、有無変数ＯｏｒＣ＝１でない場合には（ステップＳ６８の「Ｎｏ」）、当該矩形画像を有効な電子透かし抽出対象とみなして、ステップＳ７１に移行する。
【０１２８】
ステップＳ６９では、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックの最初の実施例として、当該矩形画像をｃｌｏｓｉｎｇしてみて、原画像と同じか否かを判定する。この判定の結果、原画像と同じである場合には（ステップＳ６９の「Ｙｅｓ」）、電子透かしが埋込まれており、抽出対象として有効であるとみなし、ステップＳ７１に移行する。また、原画像と異なる場合には（ステップＳ６９の「Ｎｏ」）、電子透かしが埋込まれているかどうかまだ不明であるので、もう一つの実施例であるステップＳ７０に移行する。
【０１２９】
ステップＳ７０では、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックのもう一つの実施例として、当該矩形画像をｏｐｅｎｉｎｇしてみて、原画像と同じか否かを判定する。この判定の結果、原画像と同じである場合には（ステップＳ７０の「Ｙｅｓ」）、電子透かしが埋込まれており、抽出対象として有効であるとみなしてステップＳ７１に移行する。また、原画像と異なる場合には（ステップＳ７０の「Ｎｏ」）、電子透かしは埋込まれていない（電子透かし抽出用の矩形画像とみなさず対象外）とみなして、ステップＳ７２に移行する。ここで、ステップ７２に移行する場合は、現在抽出しようとしていた電子透かし情報１ビットは抽出できなかったものとして、当該分割矩形領域の処理を終了する。
【０１３０】
ただし、上記ステップＳ６９〜ステップＳ７０におけるｏｐｅｎｉｎｇ及びｃｌｏｓｉｎｇ演算操作において、対象矩形画像の境界に接する画素については、変化しないものとして取扱う。
【０１３１】
ステップＳ７１では、上記（Ｆ）、（Ｇ）に従って、当該対象矩形画像から電子透かし情報１ビットを抽出する。ここで、電子透かしの抽出は次のマトリクス演算に従う。（Ｂ［ｋ×Ｇ（ｔ）］）・・・構造要素Ｂによる処理を［ｋ×Ｇ（ｔ）］回実行することを表す。０になる場合は、Ｂによる演算を一度も実行しないことを表す。また、［？］は、？を超えない？に最も近い整数。これ全体でモルフォロジーの構造要素の機能を持たせて実行する。ただし、ｋ、Ｂ、Ｇ（ｔ）は、上記ステップＳ５１を参照。この後、ステップＳ７２に移行する。
【０１３２】
ステップＳ７２では、当該ベタ塗り領域内の当該分割矩形の処理を終わったとみなし、電子透かし抽出対象を次の矩形画像に移し、ステップＳ６３の判定処理に戻る。
【０１３３】
なお、上記フローにおいて、ステップＳ６９とステップＳ７０を入れ替えてもよい。
【０１３４】
上述したように、本実施の形態の画像処理装置によれば、画像の同一色で形成されるベタ塗り領域のオブジェクト全体をモルフォロジー学におけるｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎした同一色で形成されるオブジェクトの最大縦幅又は横幅サイズを、ｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎで増加又は減少する単位サイズ値で除算した値の偶奇性を１ｂｉｔ情報として使用する一方、画像の同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界（エッジ）線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所毎に矩形の境界部とみなして分割し、それぞれの分割矩形領域内のオブジェクトにおいて、独立にｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、モルフォロジー演算の構造要素の内容に従って、分割した画像領域の中のｅｒｏｓｉｏｎ又はｄｉｌａｔｉｏｎ対象である同一色で形成されるオブジェクト領域の境界位置の移動量の増加又は減少量を捉える計測値について、構造要素の単位量で除算した値の偶奇性を１ｂｉｔ情報として使用することとしたので、画像中の総ての画素色に対し、同一色画素が連続する個所において、モルフォロジー操作の画像に対する効果が全方向に等しく対称操作になるため、エッジ形状について、下方／上方凸型（曲線）形状保存、単調増加／減少保存、直線性形状保存（特に、解像度が高い画像ほど優れる）しながら、電子透かしを埋込むことができ、これにより、画質劣化を抑えながら、改ざん検知や著作権情報抽出等の性能を向上させることが可能となるという効果を奏する。
【０１３５】
（プログラム）
また、本発明の目的は、上述した画像処理装置の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータ（又は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを実行することによっても達成することが可能である。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した画像処理装置の機能を実現することになり、そのプログラムコード又はそのプログラムを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記録媒体としては、ＦＤ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリ、ＲＯＭなどの光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、半導体記録媒体を使用することができる。
【０１３６】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した画像処理装置の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した画像処理装置の機能が実現される場合も含まれること言うまでもない。
【０１３７】
また、記録媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した画像処理装置の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
以上のように、本発明に係る画像処理方法、画像処理装置、コンピュータが実行するためのプログラム、及びコンピュータが読取可能な記録媒体は、著作権情報の記録、違法コピー者情報の追跡、ＩＰアドレスの履歴記録、違法コピーの防止（不可視・高耐性型）、改ざん防止への応用（不可視・低耐性）、認証、秘密通信、デジタルコンテンツの注釈やラベルを埋込む（可視・不可逆型、所有権者表示）、透かし除去可能化（可視・可逆型、コンテンツ配布）等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図２−１】画像処理装置の電子透かしの埋込み処理を説明するためのフローチャートである（その１）。
【図２−２】画像処理装置の電子透かしの埋込み処理を説明するためのフローチャートである（その２）。
【図３−１】画像処理装置の電子透かしの抽出処理を説明するためのフローチャートである（その１）。
【図３−２】画像処理装置の電子透かしの抽出処理を説明するためのフローチャートである（その２）。
【図４】原画像（２値）の例を示す図である。
【図５】構造要素の例を示す図である。
【図６】原画像（２値）を構成要素でｄｉｌａｔｉｏｎした例を示す図である。
【図７】原画像（２値）を構成要素でｄｉｌａｔｉｏｎできる例を示す図である。
【図８】図７のＥ１をｄｉｌａｔｉｏｎした例を示す図である。
【図９】原画像（解像度を上げた２値）の例を示す図である。
【図１０】矩形分割画像のモルフォロジー処理画像（解像度を上げた２値）の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１  ＣＰＵ（中央処理装置）
２  ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）
３  ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）
６  モルフォロジー部
７  ソースデータ符号部
８  電子透かし抽出データ復号化部
９  電子透かし埋込部
１０  電子透かし抽出部
１１  モルフォロジー領域決定部
１２  ＣＲＴ画面表示装置
１３  表示制御部
１４  キーボード装置
１５  画面指示装置
１６  入力制御部
１７  ネットワークＩ／Ｆ
１８  ネットワーク伝送制御部
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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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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