(57)【要約】【課題】  紙上に画像を印刷した場合でも、画質劣化を最小限に抑えた上で最大限の付加情報を画像内に多重化でき、かつ安定な付加情報の復元が可能となる画像処理装置および画像処理方法を提供する。【解決手段】  処理対象となった画像データに対して、埋め込みの対象となった付加情報に基づく付加画像データを合成し、合成画像データを生成する画像処理装置であって、制御部１１が、画像データから所定の特徴量を演算し、この所定の特徴量と、付加情報を符号化する付加情報符号化手段で用いた符号化方法の誤り訂正能力とに基づいて付加画像データを生成する。【選択図】        図１
2005210622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象となった画像データに対して、埋め込みの対象となった付加情報に基づく付加画像データを合成し、合成画像データを生成する画像処理装置であって、
前記画像データを入力する画像入力手段と、
前記付加情報を入力する付加情報入力手段と、
前記付加情報を符号化する付加情報符号化手段と、
前記入力された画像データから所定の特徴量を演算する特徴量演算手段と、
前記所定の特徴量と、前記付加情報符号化手段で用いた符号化方法の誤り訂正能力とに基づいて付加画像データを生成する付加画像生成手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理装置において、前記所定の特徴量は、所定の部分画像データの画素値の分散または所定の部分画像データを等分割して求めた所定の画素値の差分に基づいて決定される量であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の画像処理装置において、前記付加画像生成手段は、前記所定の特徴量に応じて、前記付加画像データの強度を変更することを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
処理対象となった画像データに対して、埋め込みの対象となった付加情報に基づく付加画像データを合成し、合成画像データを生成する画像処理装置であって、
前記画像データを入力する画像入力手段と、
前記入力された画像データを補正する画像補正手段と、
前記付加情報を入力する付加情報入力手段と、
前記付加情報を符号化する付加情報符号化手段と、
前記補正された画像データから所定の特徴量を演算する特徴量演算手段と、
前記所定の特徴量と、前記付加情報符号化手段で用いた符号化方法の誤り訂正能力とに基づいて付加画像データを生成する付加画像生成手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の画像処理装置において、前記画像補正手段は、前記付加画像生成手段で生成した付加画像データの画素値が所定の範囲内に収まるように前記画像データを補正することを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項４に記載の画像処理装置において、前記所定の特徴量は、前記補正画像の部分画像データの画素値の分散または前記補正画像の部分画像データを等分割して求めた所定の画素値の差分に基づいて決定される量であることを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項４に記載の画像処理装置において、前記付加画像生成手段は、前記所定の特徴量に応じて、前記付加画像データの強度を変更することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
処理対象となった画像データに対して、埋め込みの対象となった付加情報に基づく付加画像データを合成し、合成画像データを生成する画像処理方法であって、
前記画像データを入力する工程と、
前記付加情報を入力する工程と、
前記付加情報を符号化する工程と、
前記入力された画像データから所定の特徴量を演算する工程と、
前記所定の特徴量と、前記付加情報を符号化する際に用いた符号化方法の誤り訂正能力とに基づいて付加画像データを生成する工程と、を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
コンピュータを用いて、処理対象となった画像データに対して、埋め込みの対象となった付加情報に基づく付加画像データを合成し、合成画像データを生成する画像処理プログラムであって、前記コンピュータに、
前記画像データを入力する手順と、
前記付加情報を入力する手順と、
前記付加情報を符号化する手順と、
前記入力された画像データから所定の特徴量を演算する手順と、
前記所定の特徴量と、前記付加情報を符号化する際に用いた符号化方法の誤り訂正能力とに基づいて付加画像データを生成する手順と、
を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多階調で表現された画像内に情報を埋め込む装置とその方法、及び、画像内に埋め込まれた情報を検出する装置とその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、付加的な情報を、視覚的には容易に識別できない態様で画像データ（処理対象の画像データ）に合成するといった、いわゆる電子すかし技術が研究され、実用化されている。こうした電子すかしを合成した画像データは、後に読み取って復号され、文書の認証など、所定の処理に供されている。
【０００３】
しかしながら、紙媒体に形成した画像データには、プリントおよびスキャンによるＤ／Ａ，Ａ／Ｄ変換、色変換、スクリーンによる２値化処理、プリンタおよびスキャナの解像度の違いによって生じる解像度変換、スキャン時のスキュー（傾き）に加えてノイズや、プリンタおよびスキャナの機械的動作に伴う画素位置のずれ（面内むら）、入力機器としてデジタルカメラを用いる場合の収差など、種々の画質劣化要因があり、合成された情報を安定して読み取ることができない。
【０００４】
そこで、情報を「０」又は「１」の二進数で符号化する場合に、「０」，「１」の各符号について、図１０に示すような２種類のパターン画像の各々を対応づけておき、符号化して得た符号列について、それに含まれる各符号に対応するパターン画像を順次選択して所定順序に配列し、付加画像を得て、これを合成すると、上記紙媒体などにおける画質劣化に対する耐性を獲得できる。
【０００５】
すなわち、図１０に示したパターン画像は、図１１に示すように、符号「１」を意味する基本パターン（Ａ）と、符号「０」を意味する基本パターン（Ｂ）とを定義しておき、これらの各要素の値（画素値）に図１１（Ｃ）に示す（１）式または（２）式のような式（これらの式においてＣは埋め込み強度、αは減衰率であり、利用者等によって予め指定されているとする）によって定義される値を乗じて得たものである。なお、（１）、（２）式でＸ，Ｙは、パターン画像の中心を（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）としたときの各画素の座標（Ｘ，Ｙ）の値である。
【０００６】
この乗算の結果、図１１（Ａ），（Ｂ）のそれぞれに基づいて、図１０に示した各パターン画像が生成される。なお、図１０では、図示の都合上、濃度の違いをハッチングの違いによって示している。これらのパターン画像は、
（１）双方のパターン画像の対応する画素同士を加算した結果は、いずれも同じ所定値（例えば「０」）になる、
（２）各々のパターン画像中の全画素を加算した結果は、いずれも同じ所定値（例えば「０」）になる、
（３）各々のパターン画像は、画像の中心部を通り、その方向が異なる、画素値の２つの不連続線（エッジと呼ぶ）を有する。図１０の例では、縦横に直交してエッジが形成されている、
（４）各々のパターン画像の持つ画素値の絶対値は中心でもっとも大きく、中心から離れるほど小さくなる、
という特徴を有している。このように面積を持ったパターンによって符号を表現することで各画質劣化要因に対する耐性を獲得する一方、合成後に画像の濃度が大きく変化することが防止され（（１），（２）の特徴による）、パターン画像の検出が容易で復号処理が簡便となり（（２），（３）の特徴による）、かつパターン間でのエッジの発生が防止されて（（４）の特徴による）、その存在が視覚的に目立たないようになる。
【０００７】
このパターン画像を合成した画像を、復号する際は、パターン画像内のエッジによって仕切られた各象限に相当する合成後の画素値の和（第１から第４象限についてＲ１からＲ４）を算出し、例えば、Ｒ１＞Ｒ２かつＲ１＞Ｒ４かつＲ３＞Ｒ２かつＲ３＞Ｒ４の場合に符号「１」であると判定する。すなわち、各象限ごとの画素値群の和の比較によって復号を行うことができる。
【０００８】
ところが、このようなパターン画像を用いたときには、合成の対象となる画像データの内容によっては、合成の結果の画像から、各パターン画像の読み取りが困難になる場合がある。すなわち、合成先の画像データに高周波成分を含む部分があり、例えば画素値が図１２に示すように、合成されるパターン画像のエッジ部分を境界として、第１象限（右上側のブロック）から第４象限（右下側のブロック）へ（角度方向に）順に、平均的にその輝度が「低」、「高」、「高」、「高」となっている場合、ここに符号「１」に対応するパターン画像を合成した結果は、Ｒ１からＲ４の値がいずれも「高」となって、Ｒ１からＲ４の値の間に有意な差ができず、「１」であるとの判定が事実上困難になる。
【０００９】
従って、上記のような埋め込み手法および復号手法を用いた場合は、画像の平坦部に埋め込んだ信号は検出が容易で、そうでない部分、つまりエッジ部分や複雑な絵柄部分などでは埋め込んだ信号の検出が難しくなる。
【００１０】
このような場合に、埋め込み対象画像の特徴を考慮せずに一様な強度で付加画像データを生成して合成すると、安定した復号ができなかったり、あるいは必要以上に画像を劣化させてしまう。
【００１１】
このような問題を部分的に解決する例として、発明者はすでにブロック状の付加画像パターン（以降セルと呼ぶ）の強度Ｃを、合成先のブロック画像から求めた特徴量に応じて制御する手法を報告している。しかし、所定の画像サイズに所定の情報量の付加情報を埋め込む場合には、必ずしも全てのセルに対して、特徴量に応じた埋め込み強度を適用する必要はなく、画質改善の余地がある。
【００１２】
すなわち、所定の画像サイズに所定の情報量の付加情報を符号化して画像内に付加情報を合成する場合には、符号化方法として採用した誤り訂正符号に依存する訂正能力が存在するため、すべてのセルから正しい埋め込み情報を識別する必要はなく、そのため、識別が難しいと予測されるセルに対しては、周辺のセルの状況に応じて、その識別を容易化させるためにより強めの強度で作成した付加画像データを合成する必要はない。
【００１３】
誤り訂正を効果的に用いて、読み取りの安定化を向上させる試みはいくつか存在する。例えば、下記特許文献１に記載されている技術は、埋め込まれる情報側の性質に応じて誤り訂正符号の能力を決定することで、最大限の情報を埋め込み可能にする技術を開示している。
【００１４】
また、下記特許文献２に記載されている技術では、印刷に用いる紙の種類（たとえば、普通紙、光沢紙など）の違いにより用いる誤り訂正符号を変更することにより使用する紙に対して最大限の埋め込み情報量を得るという技術を開示している。
【特許文献１】特開２００２−３７４４０２号公報
【特許文献２】特開２００２−２１８２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、上記従来の技術においては、合成を受ける側の画像データ（処理対象となった画像データ）の性質や付加情報の符号化に用いられる符号の特性などを考慮した埋め込みは行っておらず、画像劣化の抑制及び正確な復号の点で十分な効果を得られていないという問題があった。
【００１６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、紙上に画像を印刷した場合でも、画質劣化を最小限に抑えた上で最大限の付加情報を画像内に多重化でき、かつ安定な付加情報の復元が可能となる画像処理装置および画像処理方法を提供することを、その目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は、処理対象となった画像データに対して、埋め込みの対象となった付加情報に基づく付加画像データを合成し、合成画像データを生成する画像処理装置であって、前記画像データを入力する画像入力手段と、前記付加情報を入力する付加情報手段と、前記付加情報を符号化する付加情報符号化手段と、前記入力された画像データから所定の特徴量を演算する特徴量演算手段と、前記所定の特徴量と、前記付加情報符号化手段で用いた符号化方法の誤り訂正能力とに基づいて付加画像データを生成する付加画像生成手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
ここで、前記所定の特徴量は、所定の部分画像データの画素値の分散または所定の部分画像データを等分割して求めた所定の画素値の差分に基づいて決定される量であることを特徴とする。また、前記付加画像生成手段は、前記所定の特徴量に応じて、前記付加画像データの強度を変更することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、処理対象となった画像データに対して、埋め込みの対象となった付加情報に基づく付加画像データを合成し、合成画像データを生成する画像処理装置であって、前記画像データを入力する画像入力手段と、前記入力された画像データを補正する画像補正手段と、前記付加情報を入力する付加情報手段と、前記付加情報を符号化する付加情報符号化手段と、前記補正された画像データから所定の特徴量を演算する特徴量演算手段と、前記所定の特徴量と、前記付加情報符号化手段で用いた符号化方法の誤り訂正能力とに基づいて付加画像データを生成する付加画像生成手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
ここで、前記画像補正手段は、前記付加画像生成手段で生成した付加画像データの画素値が所定の範囲内に収まるように前記画像データを補正することを特徴とする。また、前記所定の特徴量は、前記補正画像の部分画像データの画素値の分散または前記補正画像の部分画像データを等分割して求めた所定の画素値の差分に基づいて決定される量であることを特徴とする。また、前記付加画像生成手段は、前記所定の特徴量に応じて、前記付加画像データの強度を変更することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、コンピュータに、処理対象となった画像データに対して、埋め込みの対象となった付加情報に基づく付加画像データを合成し、合成画像データを生成させる画像処理方法であって、前記画像データを入力する工程と、前記付加情報を入力する工程と、前記付加情報を符号化する工程と、前記入力された画像データから所定の特徴量を演算する工程と、前記所定の特徴量と、前記付加情報を符号化する際に用いた符号化方法の誤り訂正能力とに基づいて付加画像データを生成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２２】
さらに、本発明は、コンピュータを用いて、処理対象となった画像データに対して、埋め込みの対象となった付加情報に基づく付加画像データを合成し、合成画像データを生成する画像処理プログラムであって、前記コンピュータに、前記画像データを入力する手順と、前記付加情報を入力する手順と、前記付加情報を符号化する手順と、前記入力された画像データから所定の特徴量を演算する手順と、前記所定の特徴量と、前記付加情報を符号化する際に用いた符号化方法の誤り訂正能力とに基づいて付加画像データを生成する手順と、を実行させることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００２４】
本実施の形態に係る画像処理装置は、図１に示すように、制御部１１と記憶部１２と操作部１３と表示部１４と入出力部１５とを含んで構成されている。制御部１１は、記憶部１２に格納された画像処理プログラムに従って動作しており、処理対象となった画像データに対して埋め込みの対象となった付加情報に基づく付加画像データを合成し、合成画像データを生成する処理を行う。この処理の具体的内容については、後に詳しく述べる。
【００２５】
記憶部１２は、制御部１１によって実行されるプログラムを保持する、コンピュータ可読な記録媒体を含む。また、この記憶部１２は、制御部１１による画像処理の過程で生じる種々のデータを格納するワークメモリとしても動作する。
【００２６】
操作部１３は、キーボードやマウス等であり、利用者の操作を受けて、その操作内容を制御部１１に出力する。表示部１４は、制御部１１から入力される指示に従って、利用者に対して情報を提示する。
【００２７】
入出力部１５は、外部から入力されるデータを制御部１１に出力する。また、この入出力部１５は、制御部１１から入力される指示に従ってデータをプリンタ等の外部の装置に出力する。
【００２８】
ここで、制御部１１の処理の具体的な内容について述べる。制御部１１は、処理対象となった画像データを記憶部１２に格納し、以下に説明するプログラムに従って、この画像データに付加画像データを合成する。
【００２９】
制御部１１によって実行されるプログラムは、機能的には図２に示すように、画像データ解析部２１と、付加情報符号化部２２と、付加画像生成部２３と、合成部２４とを含んで構成されている。
【００３０】
画像データ解析部２１は、埋め込みの対象（処理対象）となる画像を合成されるパターン画像と同じサイズのセルに分割し、そのセル毎に画像を解析してある特徴量Ａを算出し、その特徴量Ａが予め定めてある閾値を超えている場合はその値を、そうでない場合は０（ゼロ）をテーブルなどの各要素に記憶する。具体的には、図４に示したように、画像内に配置できるセル数と同じ要素数の２次元配列をテーブルとして用いれば、各要素の値すなわち２次元配列の各要素に記憶された値によりセルの位置とそのセルの特徴量Ａとの関係を記憶できる。
【００３１】
次に、前記２次元配列をラスタスキャン順（左から右へ走査して得たラインを、上から下へ走査する順）にスキャンし、後述する付加情報符号化部２２で用いられている誤り訂正符号の符号長と同数の要素の値を取り出してくる。その取り出された要素の値が０（ゼロ）でないセルの数が誤り訂正符号の誤り訂正可能ビット数以下であった場合には、それらの要素の値も０（ゼロ）に書き換える。また、上記要素の値が０（ゼロ）でないセルの数が誤り訂正符号の訂正可能ビット数を超えていた場合は、要素の値が０（ゼロ）以外でかつ要素の値が小さいセルから順に、要素の値が０（ゼロ）以外のセルの数から訂正可能なビット数を差し引いた数だけのセルについて要素の値の記憶を残し、それ以外のセルについて要素の値をすべて０（ゼロ）に書き換える。
【００３２】
具体的には、符号化方法として、ＢＣＨ符号（パラメータｎは符号長、パラメータｋは情報ビット数、パラメータｔは訂正可能なビット数）を用いたとすると、２次元配列の要素をラスタスキャン順にｎ個ずつ取り出し、その中に要素の値が０（ゼロ）でないセルがｔ個以下であれば、そこに記憶されている値をすべて０（ゼロ）にし、逆に、要素の値が０（ゼロ）でないセルがｔ１個（ｔ１＞ｔ）であれば、要素の値が０（ゼロ）以外でかつ小さいほうからｔ１−ｔ個だけの要素の値のみを残し、その他の要素の値はすべて０（ゼロ）に書き換える。なお、前記特徴量Ａは付加情報の埋め込み難易度、あるいは読み取り時の識別（復号）の難しさを表す尺度であり、その算出については後に詳しく述べる。
【００３３】
付加情報符号化部２２は、予め定めれらた符号化方法に基づいて付加情報を符号化する。なお、上述の説明では、符号化方法の例としてＢＣＨ符号を取り上げたが、符号化方法はこれに限定されるものではない。
【００３４】
付加画像生成部２３は、付加情報符号化部２２が符号化した付加情報の符号化列と、画像データ解析部２１が記憶した２次元配列を元に付加画像データを生成する。具体的に、この付加画像生成部２３は、図３に示したように、各符号に対応する複数のパターン画像を作成するパターン画像作成部３１と、当該符号列を構成する各符号に対応するパターン画像を選択しつつ出力するパターン選択部３２と、選択されたパターン画像を配列するパターン配列部３３とを含んでいる。
【００３５】
パターン画像作成部３１は、図１０に示したような、符号「０」と「１」とのそれぞれに対応するパターン画像を作成するが、その強度（大きさ）は画像データ解析部２１が作成した２次元配列を参照して決定する。具体的に、図１０のような画像パターンが図１１（Ｃ）の（１）式や（２）式により生成されるとすると、図５に示したような予め作成されている所定特徴量Ａとそれに対応する埋め込み強度Ｃおよび減衰率αに関するテーブルと前記２次元配列とを参照し、２次元配列の各要素の値を図５の所定特徴量Ａとして、これに応じて埋め込み強度Ｃおよび減衰率αで画像パターンを順次作成する。なお図５に示したようなテーブルは、後述する識別法により識別が容易となる強度や減衰率を予め実験して求めておけばよい。
【００３６】
パターン選択部３２は、付加情報の符号化結果である符号列を参照しながら、パターン画像作成部３１が出力する複数のパターン画像のうち、符号列に含まれる各符号に対応するパターン画像を順次（符号列の順に）選択して出力する。
【００３７】
パターン配列部３３は、画像データのサイズを（Ｘ，Ｙ）、画像パターンのサイズを（Ｗ，Ｈ）とした場合、パターン選択部３２が出力したパターン画像を、ＩＮＴ（Ｘ／Ｗ）×ＩＮＴ（Ｙ／Ｈ）個のマトリクス状にパターン画像を配列する。ここで配列の順序は、ラスタスキャンと同じ順である。
【００３８】
以上のようにして、画像データの特徴量と、付加情報符号化部２２で用いた符号化方法の誤り訂正能力とに基づいて付加画像データを生成することができる。
【００３９】
合成部２４は、付加画像生成部２３が生成した付加画像を、処理対象となった画像データ上の対応するマクロブロック領域に相当する範囲に合成する。すなわち、合成部２４は、記憶部１２に格納されている処理対象の画像データの対応する画素値に、付加画像の画素値を加算して出力する。ここで加算値が画素値の最大値（例えば２５５）を超えたときには、その値を最大値に設定し、加算値が画素値の最小値（例えば０）を下回ったときには、その値を最小値に設定する。
【００４０】
次に、こうして付加画像を合成した後の画像データは制御部１１の処理により、入出力部１５を介してプリンタに出力され、プリンタが、当該画像データの入力を受けて、画像データによって表される画像を、用紙等の媒体上に形成することとなる。
【００４１】
［復号の処理］
次に、こうして媒体上に形成された画像から付加情報を復号する方法について説明する。なお、付加情報を復号する装置も、図１に示した画像処理装置を用いて実現できる。すなわち、図示しないスキャナで、媒体上に形成された画像を読み取って画像データを得、この画像データを制御部１１において処理して復号を行えばよい。以下、図１に示した画像処理装置を用いて復号の処理を行う場合を例として説明する。
【００４２】
この復号の処理を行うための制御部１１のプログラムは、機能的に図６に示すように、画像データ保持部４１と、傾き補正部４２と、セルサイズ推定部４３と、セル位置検出部４４と、付加情報識別部４５と、付加情報復号部４６とを含む。
【００４３】
図示しないスキャナにて読み取られた画像データは、画像データ保持部４１によって記憶部１２内に保持される。なお、ここでスキャナ等から入力される画像データに圧縮が行われているときには、当該圧縮された画像データを、元の画像データ（ビットマップのデータ）に伸長ないし復元する。傾き補正部４２は、広く知られた方法によって、画像データ保持部４１が保持している画像データの傾きを補正する。
【００４４】
セルサイズ推定部４３は、傾き補正後の画像データから付加画像の単位であるセルのサイズを推定する。具体的に、付加画像が図１０に示したようなエッジを含むものである場合、このエッジを検出することにより、エッジ間隔に基づいてセルサイズを推定する。すなわち、画素値が急激に変化する高周波成分のみを抽出したエッジ抽出画像を生成し、このエッジ抽出画像に関する自己相関関数のピーク位置からセルサイズを推定する。この処理により、印刷から読み取りまでの過程で画像データのサイズが変化し、セルのサイズが変化しても、復号処理を遂行できるようになっている。
【００４５】
セル位置検出部４４は、推定されたセルサイズに基づき、画像データから付加画像を表す各パターンの位置（すなわちセルの位置）を検出する。このセル位置の検出は、例えば、図１０、図１１に示した各符号を表すパターン画像のうち、いずれか一方のパターン画像における極性情報（図１１（Ａ）又は（Ｂ）を参照）に対応して、例えば「−１」を黒、「１」を白とした２値パターンを生成し、これをマスクとしてセルサイズに従ってマトリクス状に配列したマスク画像データを生成する。そしてマスク画像データと、画像データ保持部４１で保持している画像データとの間で相関演算を行い、当該相関演算の結果が極大又は極小となる点を抽出し、それらを画像データの水平、垂直方向に投影する。すると、図１０に示したようにパターン画像中央部に２つのエッジの交点がある場合、略中央部に相関演算結果の極大、極小が現れるので、当該極大極小位置の投影位置を中心として、推定して得たセルサイズの±１／２だけ水平又は垂直方向に移動した位置がセル間の境界位置として画定できることとなる。
【００４６】
なお、ここでいずれか一方のパターン画像に対応するマスク画像を生成しているだけなのは、図１１のパターン画像は、その極性が互いに逆となっているからである。
【００４７】
付加情報識別部４５は、後述する付加情報復号部４６によって制御され、セルサイズ推定部４３とセル位置検出部４４とによって、その位置及び大きさが推定されたセルに埋め込まれている付加画像を識別する。具体的に、この付加画像の識別は次のように、パターンに含まれるエッジに沿った線で分割された、４つの領域の画素値の総和の大小関係に基づいて行う。
【００４８】
図１０のパターン画像は、その中心部を通過し、水平・垂直の各方向に直交するエッジによって４つの領域に分割されているので、これに対応して付加情報識別部４５は、セルサイズ推定部４３及びセル位置検出部４４によって画定された各セルに含まれるセル画像のそれぞれを、図７（Ａ）に示すような領域Ｒ１からＲ４に分割し、各領域Ｒ１からＲ４内のそれぞれの画素値の合計（ＳＰ１からＳＰ４）を算出する。なお、セルの幅や高さが奇数である場合は、図７（Ｂ）に示すように、セルの中心を通り、高さ方向（幅が奇数の場合）並びに幅方向（高さが奇数の場合）に延びる画素を除いて、上述の領域Ｒ１からＲ４に分割すればよい。
【００４９】
そして、このＳＰ１からＳＰ４の大小関係からそのセルに合成されているパターン画像が表す符号が「１」であるか「０」であるか（又は判別不能となっているか）を判定する。具体的には、
（１）((SP1>SP2) &&(SP1>SP4) && (SP3>SP2) &&(SP3>SP4))であれば、符号は「１」である。なお、「&&」は、AND条件、すなわち前後の条件を「且つ」で結んだ条件を意味する。
（２）（１）でなく、((SP2>SP1) &&(SP3>SP2) && (SP4>SP1) &&(SP4>SP3))であれば、符号は「０」である。
といったように、複数の条件を適合することによってセル内に合成されているパターン画像が表す符号の判定が行われる。
【００５０】
図８は、付加情報識別部４５におけるパターン画像の識別処理の一例を表す説明図である。この図８では、比較的値の小さい側にハッチングを施している。パターン画像の合成前のセル内の画素がどこも略同じ値（いわば画像が平坦）など、一定の値の範囲にあるのであれば、符号「１」を表すパターン画像を合成した場合には、Ｒ１とＲ３との部分での画素値が大きくなり、Ｒ２とＲ４との部分での画素値が小さくなるので、印刷やスキャンを経た後でも((SP1>SP2) && (SP1>SP4) &&(SP3>SP2) && (SP3>SP4))の条件が成立している蓋然性が高く、上記の条件による判断が可能となっているのである。
【００５１】
なお、処理対象画像データに高周波成分が含まれ、これがいずれかのセル内にある場合、このセルでは、付加画像の合成後の画素値が、上記条件を満足しているとは限らないことになる。そこで、例えば図９に示すように、セル上部の画素値が比較的小さい値であり、セル下部の画素値が比較的大きい値であったような場合に対応して、上記条件（１）でも（２）でもなく、((SP1>SP4) && (SP3>SP2) &&(SP3>SP4))が成り立っている場合、そのセル内のパターン画像は符号「１」を表すものであると判定してもよい。同様に、セル上部の画素値が比較的大きい値であり、セル下部の画素値が比較的小さい値であったような場合や、セルの左右で画素値の高低が変化する場合等に対応して、それぞれ条件を定めてもよい。
【００５２】
付加情報識別部４５は、こうして各セルを順次ラスタスキャンの順に識別し、対応する符号を順次出力していく。なお、付加情報の埋め込み時に、強度の大きい付加画像パターンを合成しておけば、上記条件（１）または（２）が成立しやすくなることはいうまでもない。
【００５３】
付加情報復号部４６は、付加情報識別部４５が順次出力する符号の列を予め定められている符号化方式に基づいて復号することにより付加情報を得る。
【００５４】
［所定特徴量Ａの演算］
次に、符号化の際の制御部１１の処理における画像データ解析部２１の所定特徴量Ａの演算の例について説明する。この所定特徴量Ａは、上記復号の方法に関連づけて定義されるものである。例えば、復号において、上述のように、セル内のＲ１からＲ４の各領域に含まれる画素値の総和を利用して各パターン画像が表す符号を識別している場合、上述のように、処理対象画像データのセルに相当する部分に予めエッジがある場合に識別が困難になり、識別不能な状態が発生し得る。それに対して、あらかじめ付加画像パターンの合成時に強めの強度でパターン画像を作成しておけば、識別不能なセルの数は減るが必要以上に元画像を劣化させることになる。また、識別の困難度に応じて、セル毎に強度を変える方式は、より多くの付加情報を埋め込むことを目的とした場合には良いが、付加情報量が一定の場合は、画質劣化の観点から好ましくない。
【００５５】
従ってこの場合、標準のパターン強度では識別が困難となるセルを予測し、その予測結果とあらかじめ符号化方式として採用されている誤り訂正符号の訂正能力とを考慮して、必要最低分のセルのみ標準よりやや大きな強度のパターン画像を合成することが、画質および読み取り安定性の面で好ましい。つまり、上述のような復号を行う場合には、画像内の平坦度、すなわち、エッジの少なさを、所定特徴量として演算する。具体的には、画像をセルサイズに分割し、各セル内での画素値の分散（これが大きいほど、平坦でない）を求め、それを所定特徴量とする。また、分散は大きくとも、セルを上述の領域Ｒ１からＲ４に分割したとき、画素値の差分｜SP1+SP3-(SP2+SP4)｜（｜・｜は絶対値を表す）が所定しきい値より小さい場合には識別は容易である。そこで、｜SP1+SP3-(SP2+SP4)｜の値を所定特徴量としてもよい。すなわち、この値は識別の難しさを示しており、この値が大きくて識別が困難なセルの識別を容易化せしめるためには、より強度の大きいパターン画像を合成する必要がある。
【００５６】
また、上記所定特徴量の変わりに、画像内の全セルに対して、各セルの分散値が所定の閾値以上であるセル数の割合や、画像内の全セルに対して、各セルの｜SP1+SP3-(SP2+SP4)｜の値が所定の閾値以上であるセル数の割合を所定特徴量とし、それと符号化方式として採用した誤り訂正符号が復号可能なBER(Bit Error Rate : ビット誤り率)とを考慮してパターン画像を合成することができる。
【００５７】
なお、ここまでで説明したパターン画像とは異なるパターン画像を用いたり、復号方法が異なる場合は、所定特徴量をそれに合わせて設定することも好ましい。
【００５８】
［動作］
本実施の形態の画像処理装置は、上述のように構成されており、従って、合成を受ける側の画像データについて、その画像データの性質と符号化方式として使用される誤り訂正符号の訂正能力とに基づいて、最低限のセルのみに対して通常よりも強めのパターン画像を作成し、それを画像に合成する動作を行う。これにより、画像の画質劣化を抑えた上でかつ、復号を容易にすることができるようになる。
【００５９】
［その他の変形例］
図２に示した機能ブロックの代わりに、図１３に示したような機能ブロックを用いても良い。図１３では、図２に示した機能ブロックに加えて、画像調整部２５が加わっている。画像調整部２５は、付加パターン合成時に加算値が画素値の最大値（たとえば２５５）を超えたり、あるいは減算時に画素値の最小値（たとえば０）を下回らないようにあらかじめダイナミックレンジを下げておくものである。
【００６０】
また、画像データ解析部２１の説明では、採用する誤り訂正符号の誤り訂正可能ビット数ｔをｎ個のセル中で所定の値を超える特徴量を持つセルの数と比較したが、プリント時にはレーザービーム・プリンタであればトナーの飛び散りや感光体の傷の影響、さらにプリント後のよごれやかすれ、なども考慮し、ｔよりも小さな値ｔ０を比較の対象としてもよい。
【００６１】
さらに、付加画像の生成に用いるパターンも図１０に示したものだけに限られず、例えば少なくとも２方向にエッジを有するパターンであれば、いかなるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の画像処理装置の一例を表す構成ブロック図である。
【図２】本発明の実施の画像処理装置における符号化処理の一例を表す機能ブロック図である。
【図３】符号化方法の設定例を表す説明図である。
【図４】各セルの特徴量を記録するテーブルである。
【図５】特徴量とセルの識別が容易になるためのパターン強度および減衰率の組み合わせの一例を示すテーブルである。
【図６】本発明の実施の画像処理装置における復号処理の例を表す機能ブロック図である。
【図７】セルの分割例を表す説明図である。
【図８】画素の高低の例を表す説明図である。
【図９】画素の高低の例を表す説明図である。
【図１０】付加画像データの生成に用いるパターンの例を表す説明図である。
【図１１】パターンの生成例を表す説明図である。
【図１２】セル内での画素の高低の例を表す説明図である。
【図１３】本発明の実施の画像処理装置における符号化処理の別の一例を表す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
１１  制御部、１２  記憶部、１３  操作部、１４  表示部、１５  入出力部、２１  画像データ解析部、２２  付加情報符号化部、２３  付加画像生成部、２４  合成部、２５  画像調整部、  ３１  パターン画像作成部、３２  パターン選択部、３３  パターン配列部、４１  画像データ保持部、４２  傾き補正部、４３  セルサイズ推定部、４４  セル位置検出部、４５  付加情報識別部、４６  付加情報復号部。
【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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