(57)【要約】【課題】拡大縮小等の位置合わせの結果に生じている誤差を補償して、画像の位置合わせ精度を高めることができるようにする。【解決手段】オリジナル画像に対する入手画像の平行移動量を算出して、その平行移動量からオリジナル画像と入手画像の同期位置を特定する同期位置特定部４を設け、微調整量算出部５が、同期位置特定部４により特定された同期位置と位置合わせ信号を用いて、拡大率・回転角・反転状況特定部３により特定された拡大率及び回転角の微調整量を算出する。【選択図】図１
2013138354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入手画像を周波数領域の信号に変換し、その周波数領域の信号とオリジナル画像に埋め込まれている位置合わせ信号を構成している複数の位置合わせデータが示す周波数平面上の座標とを照合して、上記オリジナル画像に対して、上記入手画像がどのように拡大縮小、回転、反転されているかを特定する拡大縮小等特定手段と、上記拡大縮小等特定手段の特定結果を用いて、上記複数の位置合わせデータの中から、上記周波数領域の信号に対応する位置合わせデータを特定し、上記位置合わせデータから、上記オリジナル画像に対して、上記入手画像がどのように平行移動しているかを特定し、その特定結果から上記オリジナル画像と上記入手画像の同期位置を特定する同期位置特定手段と、上記同期位置特定手段により特定された同期位置と上記位置合わせ信号を用いて、上記拡大縮小又は上記回転の少なくとも一方の微調整量を算出する微調整量算出手段とを備えた画像位置合わせ装置。
【請求項２】
入手画像の一部を構成している部分画像を切り出す画像切出手段を設け、
拡大縮小等特定手段は、上記画像切出手段により切り出された部分画像を周波数領域の信号に変換し、その周波数領域の信号と位置合わせ信号を構成している複数の位置合わせデータが示す周波数平面上の座標とを照合して、オリジナル画像に対して、上記入手画像がどのように拡大縮小、回転、反転されているかを特定する
ことを特徴とする請求項１記載の画像位置合わせ装置。
【請求項３】
拡大縮小等特定手段は、画像切出手段により切り出された部分画像をフーリエ変換して、その変換結果であるフーリエ係数を出力するフーリエ変換部と、上記フーリエ変換部から出力されたフーリエ係数と位置合わせ信号を構成している複数の位置合わせデータである周波数スペクトルの周波数平面上の座標とを照合して、オリジナル画像に対して、入手画像がどのように拡大縮小、回転、反転されているかを特定する拡大縮小・回転・反転特定部とから構成されており、
同期位置特定手段は、上記拡大縮小・回転・反転特定部の特定結果を用いて、上記位置合わせ信号を構成している複数の周波数スペクトルの中から、上記フーリエ変換部から出力されたフーリエ係数に対応する周波数スペクトルを特定し、上記周波数スペクトルの位相から、上記オリジナル画像に対して、上記入手画像がどのように平行移動しているかを特定する
ことを特徴とする請求項２記載の画像位置合わせ装置。
【請求項４】
微調整量算出手段により拡大縮小の微調整量が算出された場合、上記微調整量を用いて、上記拡大縮小を補正する拡大縮小補正手段を設け、
同期位置特定手段は、拡大縮小等特定手段により特定された拡大縮小の代わりに、上記拡大縮小補正手段により補正された拡大縮小を用いて、周波数領域の信号に対応する位置合わせデータを特定する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像位置合わせ装置。
【請求項５】
微調整量算出手段により回転の微調整量が算出された場合、上記微調整量を用いて、上記回転を補正する回転補正手段を設け、
同期位置特定手段は、拡大縮小等特定手段により特定された回転の代わりに、上記回転補正手段により補正された回転を用いて、周波数領域の信号に対応する位置合わせデータを特定する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の画像位置合わせ装置。
【請求項６】
入手画像を周波数領域の信号に変換し、その周波数領域の信号とオリジナル画像に埋め込まれている位置合わせ信号を構成している複数の位置合わせデータが示す周波数平面上の座標とを照合して、上記オリジナル画像に対して、上記入手画像がどのように拡大縮小、回転、反転されているかを特定する拡大縮小等特定処理手順と、上記拡大縮小等特定処理手順での特定結果を用いて、上記複数の位置合わせデータの中から、上記周波数領域の信号に対応する位置合わせデータを特定し、上記位置合わせデータから、上記オリジナル画像に対して、上記入手画像がどのように平行移動しているかを特定し、その特定結果から上記オリジナル画像と上記入手画像の同期位置を特定する同期位置特定処理手順と、上記同期位置特定処理手順により特定された同期位置と上記位置合わせ信号を用いて、上記拡大縮小又は上記回転の少なくとも一方の微調整量を算出する微調整量算出処理手順とをコンピュータに実行させるための画像位置合わせプログラム。
【請求項７】
入手画像を周波数領域の信号に変換し、その周波数領域の信号とオリジナル画像に埋め込まれている位置合わせ信号を構成している複数の位置合わせデータが示す周波数平面上の座標とを照合して、上記オリジナル画像に対して、上記入手画像がどのように拡大縮小、回転、反転されているかを特定する拡大縮小等特定手段と、上記拡大縮小等特定手段の特定結果を用いて、上記複数の位置合わせデータの中から、上記周波数領域の信号に対応する位置合わせデータを特定し、上記位置合わせデータから、上記オリジナル画像に対して、上記入手画像がどのように平行移動しているかを特定し、その特定結果から上記オリジナル画像と上記入手画像の同期位置を特定する同期位置特定手段と、上記同期位置特定手段により特定された同期位置と上記位置合わせ信号を用いて、上記拡大縮小又は上記回転の少なくとも一方の微調整量を算出する微調整量算出手段と、上記微調整量算出手段により算出された拡大縮小の微調整量を用いて、上記拡大縮小を補正するとともに、上記微調整量算出手段により算出された回転の微調整量を用いて、上記回転を補正する拡大縮小・回転補正手段と、上記拡大縮小・回転補正手段により補正された拡大縮小及び回転、上記反転及び上記同期位置を用いて、上記入手画像を補正する画像補正手段と、上記画像補正手段により補正された入手画像から電子透かしを検出する電子透かし検出手段とを備えた電子透かし検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オリジナル画像と入手画像の同期位置を特定する画像位置合わせ装置及び画像位置合わせプログラムと、オリジナル画像と入手画像の同期位置を特定して、入手画像から電子透かしを検出する電子透かし検出装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子透かし検出装置が、電子透かし（デジタル透かし）が埋め込まれているデジタル画像から電子透かしを検出する際に、そのデジタル画像が、拡大縮小（スケーリング）、回転、反転、切取（トリミング）などの処理を施されていると、電子透かしが埋め込まれている画像の位置を特定することができない場合がある。
上記のような処理が施されている場合でも、電子透かしが埋め込まれている画像の位置を特定することができるようにするため、電子透かしとは別に、位置合わせ信号（レジストレーション信号）を電子透かしとして埋め込んでおくことで、入手画像であるデジタル画像とオリジナル画像の同期位置を特定して、画像の位置合わせを可能にする技術が、以下の特許文献１，２に開示されている。
【０００３】
画像の拡大縮小、回転及び反転に関する位置合わせ（以下、「拡大縮小等の位置合わせ」と称する）と、画像の平行移動に関する位置合わせとは、異なる方式によって実現される。
例えば、拡大縮小等の位置合わせは、入手画像であるデジタル画像をフーリエ変換し、そのフーリエ変換係数の絶対値（振幅）がピークを示す周波数平面上での座標と、オリジナル画像に埋め込まれている位置合わせ信号を構成している複数の周波数スペクトルの周波数平面上の座標とを照合することで行われる。
一方、画像の平行移動に関する位置合わせは、特許文献１の場合、そのフーリエ変換係数のピークの位相と、その位置合わせ信号における複数の周波数スペクトルの位相とを照合することで行われる。
特許文献２の場合、相関演算を利用して行われる（特許文献２では、“整合フィルタ演算”という用語を用いているが、この整合フィルタ演算は、相関演算によって相関値のピークを拾う計算を指していると考えられる）。
【０００４】
ただし、画像の平行移動に関する位置合わせは、フーリエ変換係数のピークの位相と、位置合わせ信号の周波数スペクトルの位相とを照合する際、拡大縮小等の位置合わせの結果を用いるので、必ず、拡大縮小等の位置合わせが先に行われる。
このため、拡大縮小等の位置合わせの結果に誤差があると、その誤差の影響が平行移動に関する位置合わせに及んで、平行移動に関する位置合わせの結果に大きな誤差が発生することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３５５５４７号公報
【特許文献２】特表２００２−５０４２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の画像位置合わせ装置は以上のように構成されているので、拡大縮小等の位置合わせの結果に誤差が生じていても、その誤差を補償する手段がなく、画像の位置合わせの精度が低下してしまう課題があった。
また、拡大縮小等の位置合わせの結果に誤差があると、その誤差の影響が平行移動に関する位置合わせに及んで、平行移動に関する位置合わせの結果に大きな誤差が発生してしまうことがある課題もあった。
【０００７】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、拡大縮小等の位置合わせの結果に生じている誤差を補償して、画像の位置合わせ精度を高めることができる画像位置合わせ装置及び画像位置合わせプログラムを得ることを目的とする。
また、この発明は、画像の位置合わせ精度を高めて、入手画像から正確に電子透かしを検出することができる電子透かし検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る画像位置合わせ装置は、入手画像を周波数領域の信号に変換し、その周波数領域の信号とオリジナル画像に埋め込まれている位置合わせ信号を構成している複数の位置合わせデータが示す周波数平面上の座標とを照合して、オリジナル画像に対して、入手画像がどのように拡大縮小、回転、反転されているかを特定する拡大縮小等特定手段と、拡大縮小等特定手段の特定結果を用いて、複数の位置合わせデータの中から、上記周波数領域の信号に対応する位置合わせデータを特定し、その位置合わせデータから、オリジナル画像に対して、入手画像がどのように平行移動しているかを特定し、その特定結果からオリジナル画像と入手画像の同期位置を特定する同期位置特定手段とを設け、微調整量算出手段が、同期位置特定手段により特定された同期位置と位置合わせ信号を用いて、上記拡大縮小又は上記回転の少なくとも一方の微調整量を算出するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、拡大縮小等特定手段の特定結果を用いて、複数の位置合わせデータの中から、周波数領域の信号に対応する位置合わせデータを特定し、その位置合わせデータから、オリジナル画像に対して、入手画像がどのように平行移動しているかを特定し、その特定結果からオリジナル画像と入手画像の同期位置を特定する同期位置特定手段を設け、微調整量算出手段が、同期位置特定手段により特定された同期位置と位置合わせ信号を用いて、オリジナル画像に対する入手画像の拡大縮小又は回転の少なくとも一方の微調整量を算出するように構成したので、オリジナル画像に対する入手画像の拡大縮小や回転の誤差を補償して、画像の位置合わせ精度を高めることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１による画像位置合わせ装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による画像位置合わせ装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図３】オリジナル画像に埋め込まれている位置合わせ信号を示す説明図である。
【図４】オリジナル画像の一部を含む入手画像から４つの部分画像が切り出されている例を示す説明図である。
【図５】同期位置座標が前提とする座標軸において、部分画像、平行移動量、同期位置の関係の一例を示す説明図である。
【図６】拡大率の微調整量の算出処理を示すフローチャートである。
【図７】回転角の微調整量の算出処理を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態２による画像位置合わせ装置を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態２による画像位置合わせ装置の処理内容を示すフローチャートである。
【図１０】この発明の実施の形態３による電子透かし検出装置を示す構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態３による電子透かし検出装置の処理内容を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による画像位置合わせ装置を示す構成図である。
図１において、部分画像切出部１は拡大縮小、回転、反転、切取などの編集が施されている可能性があるデジタル画像（非圧縮輝度画像）であって、位置合わせ信号が電子透かしとして埋め込まれているデジタル画像（以下、「入手画像」と称する）を入手すると、その入手画像の一部を構成している部分画像を切り出し、その部分画像をフーリエ変換部２に出力する処理を実施する。なお、部分画像切出部１は画像切出手段を構成している。
図１の例では、部分画像切出部１が画像位置合わせ装置に実装されているが、例えば、入手画像のサイズが、後段の処理部で取扱いが可能なサイズであるような場合には、部分画像切出部１が画像位置合わせ装置に実装されていなくてもよい。
【００１２】
フーリエ変換部２は部分画像切出部１により切り出された部分画像をフーリエ変換して、その変換結果であるフーリエ係数を拡大縮小・回転・反転特定部３及び同期位置特定部４に出力する処理を実施する。
拡大縮小・回転・反転特定部３はオリジナル画像（拡大縮小等が施されていない入手画像）に埋め込まれている位置合わせ信号を構成している複数の周波数スペクトル（位置合わせデータ）を入力すると、フーリエ変換部２から出力されたフーリエ係数と、複数の周波数スペクトルの周波数平面上の座標とを照合して、オリジナル画像に対して、入手画像がどのように拡大縮小、回転、反転されているかを特定する。即ち、オリジナル画像に対する入手画像の拡大率、回転角及び反転状況を特定する処理を実施する。
なお、フーリエ変換部２及び拡大縮小・回転・反転特定部３から拡大縮小等特定手段が構成されている。
【００１３】
同期位置特定部４は拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率、回転角及び反転状況を用いて、その位置合わせ信号を構成している複数の周波数スペクトルの中から、フーリエ変換部２から出力されたフーリエ係数に対応する周波数スペクトルを特定し、その周波数スペクトルの位相から、オリジナル画像に対して、入手画像がどのように平行移動しているかを特定する。即ち、オリジナル画像に対する入手画像の平行移動量を算出する処理を実施する。
また、同期位置特定部４はオリジナル画像に対する入手画像の平行移動量からオリジナル画像と入手画像の同期位置を特定する処理を実施する。なお、同期位置特定部４は同期位置特定手段を構成している。
【００１４】
微調整量算出部５は同期位置特定部４により特定された同期位置と位置合わせ信号を用いて、拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率（拡大縮小）及び回転角（回転）の微調整量を算出する処理を実施する。なお、微調整量算出部５は微調整量算出手段を構成している。
この実施の形態１では、微調整量算出部５が拡大率の微調整量と、回転角の微調整量の双方を算出する例を説明するが、拡大率又は回転角の少なくとも一方の微調整量を算出するようにしてもよい。虹斑模様
【００１５】
図１の例では、画像位置合わせ装置の構成要素である部分画像切出部１、フーリエ変換部２、拡大縮小・回転・反転特定部３、同期位置特定部４及び微調整量算出部５のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコン）で構成されているものを想定しているが、画像位置合わせ装置がコンピュータで構成されていてもよい。
画像位置合わせ装置がコンピュータで構成されている場合、部分画像切出部１、フーリエ変換部２、拡大縮小・回転・反転特定部３、同期位置特定部４及び微調整量算出部５の処理内容を記述している画像位置合わせプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図２はこの発明の実施の形態１による画像位置合わせ装置の処理内容を示すフローチャートである。
【００１６】
次に動作について説明する。
最初に、画像位置合わせ装置による画像の位置合わせの原理について説明する。
即ち、前提となる２次元離散フーリエ変換（以下、単に「フーリエ変換」と称する）による位置合わせの理論について説明する。
まず、オリジナル画像に埋め込まれる位置合わせ信号は、横Ｍピクセル、縦Ｍピクセルの正方形のパターンであり、ｓ個の周波数スペクトルＳi（ｉ∈［１，ｓ］）を含むパターンであるとする。
位置合わせ信号のパターンは、一般的には長方形でもよいが、実装の多くで正方形が用いられるので、ここでは、正方形であるとする。
【００１７】
また、フーリエ変換サイズはＭであるとし、周波数スペクトルＳi（Ｓiは複素数）は周波数平面上で（Ｘi，Ｙi）（Ｘi∈［１，Ｍ／２−１］）の位置に存在しているものとする。
オリジナル画像に足し合わせる位置合わせ信号のパターンは実数であるから、必然的に周波数平面上の（−Ｘi，−Ｙi）の位置に周波数スペクトルＳiの共役複素数の周波数スペクトルが配置される。
即ち、位置合わせ信号のパターンをｆ（ｘ，ｙ）（ｘ∈［−Ｍ／２，Ｍ／２−１］,ｙ∈［−Ｍ／２，Ｍ／２−１］）とすると、ｆ（ｘ，ｙ）のフーリエ変換Ｆ（Ｘ，Ｙ）（Ｘ∈［−Ｍ／２，Ｍ／２−１］，Ｙ∈［−Ｍ／２，Ｍ／２−１］）は、下記のようになる。
Ｆ（Ｘ，Ｙ）＝Ｓi（（Ｘ，Ｙ）∈｛（Ｘi，Ｙi）｜ｉ∈［１，ｓ］｝）
Ｓiの共役複素数（（Ｘ，Ｙ）∈｛（−Ｘi，−Ｙi）｜ｉ∈［１，ｓ］｝）
０（その他の（Ｘ，Ｙ））
【００１８】
ここで、フーリエ変換Ｆ（Ｘ，Ｙ）及び逆フーリエ変換ｆ（ｘ，ｙ）は、下記のように表される。
2013138354.tif 000003
【００１９】
この実施の形態１では、横Ｍピクセル、縦Ｍピクセルの位置合わせ信号のパターンｆ（ｘ，ｙ）が、循環的にオリジナル画像に加算されているものとする。
画像の特性に応じて、検出精度や主観画質を向上させるために、画素毎に重みを調節しながら加算されているものであってもよい。
この実施の形態１では、位置合わせ信号のパターンｆ（ｘ，ｙ）の左上画素を、同期位置と呼ぶことにする。
この場合、同期位置は、左上から横方向に第Ｍ×ｐ＋１画素、縦方向に第Ｍ×ｑ＋１画素に現れる（ｐ，ｑは非負整数）。
図３はオリジナル画像に埋め込まれている位置合わせ信号を示す説明図であり、上記の内容を図解したものである。
【００２０】
画像の位置合わせは、入手画像の任意の横Ｍピクセル、縦Ｍピクセルの正方形部分を対象に行われる。
その正方形部分をフーリエ変換して、周波数スペクトルの絶対値（振幅）を調べることで、位置合わせ用の周波数スペクトルの位置を検出することができる。
この検出処理は、周波数スペクトルの絶対値マップから、値が突出している座標をピックアップする作業であり、公知の画像処理技術によって十分可能であるため、その方法の詳細については割愛する。
検出された周波数スペクトルの数がｔ、周波数スペクトルがＴk（ｋ∈［１，ｔ］）であるとする。
【００２１】
ここで、入手画像がある角度だけ回転されていれば、ｓ個の周波数スペクトルＳiの周波数平面上での位置が、原点を中心に同じ角度だけ回転される。
また、入手画像がある対称線を軸に反転されていれば、ｓ個の周波数スペクトルＳiの周波数平面上での位置が、同じ角度で原点を通る対称線を軸に反転される。
また、入手画像がある拡大率で拡大されていれば、ｓ個の周波数スペクトルＳiの周波数平面上での位置が、原点を中心にその拡大率の逆数の拡大率で拡大される（周波数スペクトルＳiの周波数平面上での原点からの距離は、画像の拡大率の逆数倍になる）。
この性質を利用することで、入手画像がオリジナル画像に対して、どのように拡大縮小、回転、反転されているかを判断することができる。これらの方法の詳細については、上記の特許文献１，２に開示されている。
【００２２】
ｓ個の周波数スペクトルＳiの周波数平面上での位置から判断される拡大率、回転角及び反転軸の角度に基づいて入手画像を補正することで、平行移動の不確定性だけが残された状態まで補正することができる。
ここでは、平行移動の不確定性だけが残された状態まで補正された入手画像を半補正画像と称することにする。
半補正画像は、オリジナル画像からｘ軸方向にｍピクセル（ｍ∈［−Ｍ／２，Ｍ／２−１］）、ｙ軸方向にｎピクセル（ｎ∈［−Ｍ／２，Ｍ／２−１］）だけ平行移動されているものとする。
このｍ，ｎを求めるのが、平行移動の位置合わせである。
【００２３】
拡大縮小、回転、反転が施されている場合の他、拡大縮小、回転、反転が施されていない場合であっても、切取（トリミング）が施されている場合は、平行移動の位置合わせが必要になる。
ここで、周波数スペクトルＴkに対応する周波数スペクトルがＳi（ＴkとＳiの対応関係は、拡大縮小、回転、反転に対する位置合わせの手続で明らかになっている）であるとし、その周波数スペクトルＳiの位相をＰi（Ｓi＝｜Ｓi｜exp（ｊＰi））、その周波数スペクトルＴkの位相をＱk（Ｔk＝｜Ｔk｜exp（ｊＱk））とすると、下記の式が成立するｍとｎを選択する。
2013138354.tif 000004
【００２４】
フーリエ変換サイズＭのフーリエ変換に基づく平行移動の位置合わせでは、真の平行移動量を得ることはできず、得ることができるのは、真の平行移動量のＭを法とする値のみである。
これは、オリジナル画像に横Ｍピクセル、縦Ｍピクセルの位置合わせ信号のパターンｆ（ｘ，ｙ）を循環的に適用しているため、横方向のＭの倍数ピクセル、縦方向にＭの倍数ピクセルだけ移動した位置の位置合わせの信号パターンが全て同じになるからである。
通常、フーリエ変換を利用する位置合わせでは、真の平行移動量のＭを法とする値を得ることが目的であり、真の平行移動量の算出は目的外である。
【００２５】
即ち、画像の位置合わせは、オリジナル画像から入手画像に至るまでになされた編集の、拡大、回転、反転についてのパラメータ（拡大率、回転角等）を明らかにすることと、Ｍを法とする平行移動量を明らかにすることである。
また、周期的に現れる同期位置の座標を明らかにすることと考えることもできる。これらは等価であって、いずれの解釈であっても、オリジナル画像において、縦横共にＭの倍数ピクセルの平行移動の不確定性があることを除けば、オリジナル画像と入手画像との対応関係を明らかにしたことになる。
【００２６】
次に、画像位置合わせ装置の処理内容を具体的に説明する。
まず、部分画像切出部１は、拡大縮小、回転、反転、切取などの編集が施されている可能性がある入手画像を入力すると、その入手画像の一部を構成している部分画像を切り出し、その部分画像をフーリエ変換部２に出力する（図２のステップＳＴ１）。
この実施の形態１では、横Ｍピクセル、縦Ｍピクセルの正方形の部分画像を切り出すものとする。
部分画像の切り出し位置は、ランダムに選択してもよいし、左上隅を選択してもよいし、様々な実装が考えられる。
また、部分画像は、入手画像に完全に含まれていてもよいし、一部が入手画像に含まれて、残りの部分が一定画素値でパディングされていてもよい。
また、入手画像が部分画像のサイズに満たない場合には、必然的にパディングによって横Ｍピクセル、縦Ｍピクセルとすることが必要になる。
ここで、図４はオリジナル画像の一部を含む入手画像から４つの部分画像が切り出されている例を示す説明図である。
【００２７】
フーリエ変換部２は、部分画像切出部１から横Ｍピクセル、縦Ｍピクセルの部分画像を受けると、その部分画像に対して、Ｍ×Ｍの２次元離散フーリエ変換を実施して、その変換結果であるフーリエ係数を拡大縮小・回転・反転特定部３及び同期位置特定部４に出力する（ステップＳＴ２）。
【００２８】
拡大縮小・回転・反転特定部３は、オリジナル画像に埋め込まれている位置合わせ信号を構成している複数の周波数スペクトル（位置合わせデータ）を入力すると、フーリエ変換部２から出力されたフーリエ係数と、複数の周波数スペクトルの周波数平面上の座標とを照合して、オリジナル画像に対する入手画像の拡大率、回転角及び反転状況を特定し、拡大率を示す拡大縮小情報、回転角を示す回転情報及び反転状況を示す反転情報を出力する（ステップＳＴ３）。
フーリエ係数と複数の周波数スペクトルの周波数平面上の座標とを照合して、拡大率、回転角及び反転状況を特定する処理自体は公知の技術であり、この技術は特許文献１，２にも開示されているので、詳細な説明は省略する。
【００２９】
拡大縮小・回転・反転特定部３から出力された拡大縮小情報、回転情報及び反転情報は、後段の同期位置特定部４に入力されるが、その拡大縮小情報には、オリジナル画像に対する入手画像の拡大率の他に、拡大縮小の有無や、拡大縮小の中心となる位置の座標を示す情報などを含めることができる。
また、回転情報には、オリジナル画像に対する入手画像の回転角の他に、回転の有無や、回転の中心となる位置の座標を示す情報などを含めることができる。
また、反転情報には、オリジナル画像に対する入手画像の反転の有無の他に、反転軸の勾配や、反転軸が通る座標を示す情報などを含めることができる。
【００３０】
拡大縮小情報、回転情報及び反転情報は、入手画像の拡大率、回転角及び反転状況を特定することができれば、どのようなパラメータ群によって構成されていてもよい。
例えば、拡大縮小が施されていない場合、拡大率を１で表すことで、拡大縮小の有無に関するパラメータを省略することができる。
また、回転が施されていない場合、回転角を０で表すことで、回転の有無に関するパラメータを省略することができる。
また、反転軸は、反転軸が通る２点の座標をパラメータとすることもできるし、反転軸が通る１点の座標と反転軸の勾配をパラメータとすることもできる。
【００３１】
この実施の形態１では、説明の簡単化のため、拡大縮小情報はオリジナル画像に対する入手画像の拡大率だけを含み、回転情報はオリジナル画像に対する入手画像の回転角だけを含み、反転情報はオリジナル画像に対する入手画像の反転の有無だけを含んでいるものとして説明する。
これは、オリジナル画像から入手画像への編集モデルを限定することによって可能となる最小のパラメータ構成である。
【００３２】
この実施の形態１では、オリジナル画像から入手画像への編集モデルは、平行移動、特定点を中心とする拡大縮小、特定点を中心とする回転、特定軸による左右反転の順になされる編集であるものとする。このように編集モデルを限定しても一般性を失うことはない（平行移動、拡大縮小、回転、反転の組み合わせによる任意の編集を表現することができる）。
また、この実施の形態１では、フーリエ変換に基づき生成された位置合わせ信号がオリジナル画像に適用されて流通していることを前提とする。
【００３３】
同期位置特定部４は、拡大縮小・回転・反転特定部３から拡大縮小情報、回転情報及び反転情報を受けると、その拡大縮小情報が示す拡大率、回転情報が示す回転角及び反転情報が示す回転の有無を用いて、その位置合わせ信号を構成している複数の周波数スペクトルの中から、フーリエ変換部２から出力されたフーリエ係数に対応する周波数スペクトルを特定する。
即ち、同期位置特定部４は、例えば、位置合わせ信号を構成している周波数スペクトルの周波数平面上での座標を、拡大縮小情報が示す拡大率の逆数の拡大率だけ拡大し、回転情報が示す回転角だけ回転し、反転情報が反転有であれば、反転する処理を実施する。
そして、上記処理後のオリジナル画像に埋め込まれている位置合わせ信号を構成している複数の周波数スペクトルの中から、フーリエ変換部２から出力されたフーリエ係数に対応する周波数スペクトルを特定する（フーリエ係数の周波数平面上でのピークと、位置合わせ信号における周波数スペクトルとの対応関係を明らかにする）。
【００３４】
同期位置特定部４は、位置合わせ信号を構成している複数の周波数スペクトルの中から、フーリエ変換部２から出力されたフーリエ係数の周波数平面上でのピークに対応する周波数スペクトルを特定すると、その周波数スペクトルの位相から、オリジナル画像に対する入手画像の平行移動量を算出する（ステップＳＴ４）。
フーリエ係数と周波数スペクトルの位相から平行移動量を算出する技術自体は公知の技術であり、この技術は、上記の特許文献１にも開示されているため、詳細な説明は省略する。
【００３５】
なお、同期位置特定部４により算出される平行移動量は、平行移動の大きさだけでなく、平行移動の向きなどを表すパラメータも含んでいるものとする。
ただし、この平行移動量を示すパラメータは、オリジナル画像に対する入手画像の平行移動を特定することができれば、どのようなパラメータ群によって構成されていてもよい。
例えば、平行移動の向きを表すベクトルの仰角と平行移動の大きさをパラメータとすることもできるし、横方向移動量と縦方向移動量をパラメータとすることもできる。
この実施の形態１では、オリジナル画像に対する入手画像の平行移動量は、右向きを正とする横方向移動量を示すパラメータと、下向きを正とする縦方向移動量を示すパラメータから構成されているものとする。
【００３６】
同期位置特定部４は、オリジナル画像に対する入手画像の平行移動量を算出すると、その平行移動量からオリジナル画像と入手画像の同期位置を特定する（ステップＳＴ５）。
オリジナル画像と入手画像の同期位置を示すパラメータについては、どのようなパラメータ群によって構成されていてもよい。
この実施の形態１では、オリジナル画像と入手画像の同期位置は、半補正画像（平行移動の不確定性だけが残された状態まで補正された入手画像）に対して、右向きにｘ軸、下向きにｙ軸を設定した際の座標で表すものとする。
同期位置を示す座標は、相対的な位置関係しか意味を持たないため、座標軸を設定する際の原点の位置は任意でよい。
また、ここでは、同期位置を座標軸の設定による同期位置座標としているが、同期位置を特定することができれば、任意のパラメータ群を使用してよい。
なお、平行移動量から同期位置を示す座標を求める際は、同期位置を示す座標が前提とする座標軸に、半補正画像を当て嵌め、部分画像の起点から平行移動量だけ移動した点を同期位置の座標とすればよい。
ここで、図５は同期位置座標が前提とする座標軸において、部分画像、平行移動量、同期位置の関係の一例を示す説明図である。
【００３７】
微調整量算出部５は、同期位置特定部４が幾つかの部分画像について同期位置を特定すると（ステップＳＴ６）、それらの同期位置と位置合わせ信号を用いて、拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率及び回転角の微調整量を算出する（ステップＳＴ７）。
【００３８】
なお、同期位置特定部４は、部分画像毎に同期位置を特定する必要があるが、拡大縮小・回転・反転特定部３は、部分画像毎に拡大率等を特定する処理を実施するようにしてもよいし、最初の部分画像についてだけ拡大率等を特定する処理を実施するようにしてもよい。
拡大縮小・回転・反転特定部３が、最初の部分画像についてだけ拡大率等を特定する場合、同期位置特定部４では、他の部分画像について同期位置を特定する際、最初の部分画像について特定された拡大率等を流用する。
【００３９】
図５では、部分画像１から部分画像４について同期位置の座標を算出している例を示している。
仮に、位置合わせが完璧であるとすれば、同期位置を示す座標Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、Ｍピクセル間隔で整然と並ぶはずである。ところが実際は、算出誤差があるため、少しずれている。
微調整量算出部５では、Ｍ（図５の例では、Ｍ＝２５６）ピクセル間隔で整然と並ぶべき同期位置のずれは、拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率及び回転角の誤差に起因すると考えて、その拡大率及び回転角の微調整量を算出するようにしている。
以下、微調整量算出部５による微調整量の算出処理を具体的に説明する。
【００４０】
最初に、拡大率の微調整量を算出する場合について説明する。
拡大率の微調整量を算出する場合、Ｐ１とＰ２間の長さと、Ｍ＝２５６との比を微調整量とすることが考えられる。
図５の例では、Ｐ１とＰ２間の長さは約２５８．００８であり、Ｍ＝２５６の１．００８倍である。
この場合、半補正画像は、原画像の１．００８倍であると考え、１．００８倍を拡大率の微調整量とする。
【００４１】
また、精度を高めるために、Ｐ１とＰ３間の長さや、Ｐ３とＰ４間の長さを考慮することもできる。
Ｐ１とＰ３間の長さは約２５８．００２であり、Ｍ＝２５６の１．０００００８倍である。また、Ｐ３とＰ４間の長さは約２５７．００８であり、Ｍ＝２５６の１．００４倍である。
このことから、例えば、１．００８倍、１．０００００８倍、１．００４倍の平均をとって、約１．００４倍を拡大率の微調整量とすることができる。
このように、より多くのデータの平均をとるなどして、精度を高めることができる。
【００４２】
一方、拡大率の微調整量を１倍とするべきケースも考えられる。
例えば、Ｐ１とＰ２間の長さ、Ｐ１とＰ３間の長さ、Ｐ３とＰ４間の長さが、Ｍ＝２５６より大きかったり、小さかったりで、まちまちの場合、拡大率の誤差に起因すると考えるより、平行移動の誤差に起因して同期位置がばらついていると考えるべきである。
平行移動の誤差に起因して同期位置がばらついていると考えられる場合、拡大率を微調整しない判断を行うことで、位置合わせの精度を高めることができる。
ばらつきの判断は、例えば、分散のように、ばらつきを示す統計量を計算し、閾値との比較によって行うことができる。
【００４３】
ここで、図６は拡大率の微調整量の算出処理を示すフローチャートである。
図６の例では、微調整量算出部５は、複数の隣接する同期位置間の距離として、例えば、Ｐ１とＰ２間の長さや、Ｐ１とＰ３間の長さなどを算出し（ステップＳＴ１１）、複数の隣接する同期位置間の距離のばらつき（例えば、分散）を算出する（ステップＳＴ１２）。
微調整量算出部５は、複数の隣接する同期位置間の距離のばらつきと所定の閾値を比較し、そのばらつきが閾値未満であれば（ステップＳＴ１３）、複数の隣接する同期位置間の距離の平均値を算出し（ステップＳＴ１４）、その平均値とＭとの比を拡大率の微調整量とする（ステップＳＴ１５）。
一方、そのばらつきが閾値以上であれば（ステップＳＴ１３）、拡大率の微調整量を１とする（ステップＳＴ１６）。
【００４４】
次に、回転角の微調整量を算出する場合について説明する。
回転角の微調整を算出する場合、Ｐ１からＰ２を見る向きと、ｘ軸正の向きとの成す角を回転角の微調整とすることが考えられる。
図５の例では、ベクトルＰ１Ｐ２は（２５８, ２）であり、ｘ軸正の向きとの成す角が約０．００８ラジアンである。
この場合、半補正画像は、原画像に対して０．００８ラジアン回転していると考え、０．００８ラジアンを回転角の微調整量とする。
【００４５】
また、精度を高めるために、ベクトルＰ１Ｐ３や、ベクトルＰ３Ｐ４を考慮することもできる。
ベクトルＰ１Ｐ３はｙ軸正の向きから０．００４ラジアン回転しており、ベクトルＰ３Ｐ４はｘ軸正の向きから約０．００８ラジアン回転している。
このことから、例えば、０．００８ラジアン、０．００４ラジアン、０．００８ラジアンの平均をとって、約０．００６７ラジアンを回転角の微調量とすることができる。
このように、より多くのデータの平均をとるなどして、精度を高めることができる。
【００４６】
一方、回転角の微調整量を１倍とするべきケースも考えられる。
例えば、上記の成す角が０ラジアンより大きかったり、小さかったりで、まちまちの場合、回転角の誤差に起因すると考えるより、平行移動の誤差に起因して同期位置がばらついていると考えるべきである。
平行移動の誤差に起因して同期位置がばらついていると考えられる場合、回転角を微調整しない判断を行うことで、位置合わせの精度を高めることができる。
ばらつきの判断は、例えば、分散のように、ばらつきを示す統計量を計算し、閾値との比較によって行うことができる。
【００４７】
ここで、図７は回転角の微調整量の算出処理を示すフローチャートである。
図７の例では、微調整量算出部５は、複数の隣接する同期位置間を結ぶベクトル（例えば、ベクトルＰ１Ｐ２や、ベクトルＰ１Ｐ３など）と、ｘ軸又はｙ軸との成す角を算出すし（ステップＳＴ２１）、複数の成す角のばらつき（例えば、分散）を算出する（ステップＳＴ２２）。
微調整量算出部５は、複数の成す角のばらつきと所定の閾値を比較し、そのばらつきが閾値未満であれば（ステップＳＴ２３）、複数の成す角の平均値を算出し（ステップＳＴ２４）、その平均値を回転角の微調整量とする（ステップＳＴ２５）。
一方、そのばらつきが閾値以上であれば（ステップＳＴ２３）、回転角の微調整量を０とする（ステップＳＴ２６）。
【００４８】
ここまでは、拡大率の微調整量の算出処理と回転角の微調整量の算出処理を説明したが、拡大率の微調整と回転角の微調整を組み合わせて、拡大率及び回転角の微調整量を出力するようにしてもよい。
上述したように、同期位置特定部４により特定された複数の同期位置の関係から判断して、拡大率と回転角のそれぞれについて個別に判断し、微調整が必要である考えられる方についてのみ微調整量を算出して出力することもできる。
【００４９】
また、微調整量算出部５は、更に洗練された方法として、最小二乗法を適用して、拡大率及び回転角の微調整量を算出するようにしてもよい。
2013138354.tif 000005
【００５０】
最小二乗法に基づいて計算すると、拡大率の微調整量ｒ（倍）と回転角の微調整量θ（ラジアン）は、下記のようになる。
2013138354.tif 000006
【００５１】
2013138354.tif 000007
即ち、同期位置の誤差が専ら平行移動の誤差に起因する場合、上式では０に近いθや、１に近いｒを返す一方、同期位置の誤差の多くが拡大率や回転角の誤差に起因する場合、最も確からしい微調整量としてのθやｒを得ることができる。
勿論、統計量や閾値を用いた微調整の要否判断をした後に、上記の最小二乗法に基づく微調整量の算出処理を行ってもよい。
【００５２】
以下、上式を用いて、拡大率の微調整量ｒ（倍）と回転角の微調整量θ（ラジアン）を算出する例を説明する。
Ｐは（５７８．２５, ２７９）である。Ｐｉ’は真の同期位置であるため、ここではＰ１’（０, ０）、Ｐ２’（２５６, ０）、Ｐ３’（０, ２５６）、Ｐ４’（２５６, ２５６）とする。
実際には、検出された同期位置であるＰ１は、オリジナル画像の左上端から右に２５６ピクセルの位置であるため、Ｐ１’（２５６, ０）が正解であるが、２５６の倍数ピクセルの不確定性については、この実施の形態１では問題としないため、Ｐ１’からＰ４’を上記のように設定することに何ら問題はない。こうすると、Ｐ’は（１２８, １２８）である。
この場合、ｒ，θは、下記のように算出される。
【００５３】
Ｐ１’−Ｐ’＝（−１２８, −１２８）
Ｐ２’−Ｐ’＝（１２８, −１２８）
Ｐ３’−Ｐ’＝（−１２８, １２８）
Ｐ４’−Ｐ’＝（１２８, １２８）
Ｐ１−Ｐ＝（−１２８．２５, −１２９）
Ｐ２−Ｐ＝（１２９．７５, −１２７）
Ｐ３−Ｐ＝（−１２９．２５, １２７）
Ｐ４−Ｐ＝（１２７．７５, １２９）
（Ｐ１’−Ｐ’）×（Ｐ１−Ｐ）＝９６
（Ｐ２’−Ｐ’）×（Ｐ２−Ｐ）＝３５２
（Ｐ３’−Ｐ’）×（Ｐ３−Ｐ）＝２８８
（Ｐ４’−Ｐ’）×（Ｐ４−Ｐ）＝１６０
（Ｐ１’−Ｐ’）・（Ｐ１−Ｐ）＝３２９２８
（Ｐ２’−Ｐ’）・（Ｐ２−Ｐ）＝３２８６４
（Ｐ３’−Ｐ’）・（Ｐ３−Ｐ）＝３２８００
（Ｐ４’−Ｐ’）・（Ｐ４−Ｐ）＝３２８６４
2013138354.tif 000008
【００５４】
半補正画像は、原画像に対して約１．００３倍に拡大されていて、約０．００６８１６ラジアン回転されていると推定することができる。
したがって、微調整量算出部５は、１．００３倍を拡大率の微調整量として出力し、０．００６８１６ラジアンを回転角の微調整量として出力する。
なお、ｒ、θの算出後に閾値処理を行い、ｒが１より閾値以上離れている場合や、θが０より閾値以上離れている場合などに限定して、微調整が必要であると判断して微調整量を出力し、さもなければ、微調整を不要とする判断をすることもできる。
ここでは、拡大率の微調整量を拡大率で表現し、回転角の微調整量を回転角で表現しているが、それぞれ拡大縮小と回転の微調整を特定できる任意のパラメータ群としてもよい。
【００５５】
この実施の形態１では、本発明の主な目的である拡大縮小や回転の位置合わせを微調整する部分に限定し、拡大率の微調整量や回転角の微調整量を出力するものを示したが、実際にオリジナル画像と入手画像の対応関係を算出するには、拡大率の微調整量や回転角の微調整量を得た後に、拡大率の微調整量を用いて、拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率を補正し、回転角の微調整量を用いて、拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された回転角を補正する必要がある。
【００５６】
この実施の形態１では、拡大縮小情報及び拡大率の微調整量は拡大率を示し、回転情報及び回転角の微調整量は回転角を示しているので、単純に乗算あるいは加算することで、微調整済の拡大縮小情報及び微調整済の回転情報を得ることができる。
即ち、拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率と微調整量算出部５により算出された拡大率の微調整量とを乗算することで、微調整済の拡大縮小情報を求め、拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された回転角と微調整量算出部５により算出された回転角の微調整量を加算することで、微調整済の回転情報を求めることができる。
【００５７】
このようにして得られた微調整済の拡大縮小情報（拡大縮小の微調整を行わない場合は拡大縮小・回転・反転特定部３から出力された拡大縮小情報）及び微調整済の回転情報（回転角の微調整を行わない場合は拡大縮小・回転・反転特定部３から出力された回転情報）と、拡大縮小・回転・反転特定部３から出力された反転情報とを組み合わせることで、オリジナル画像から入手画像に至る過程で拡大縮小、回転、反転がどのようになされたかを特定することができる。
更に、同期位置特定部４により特定された同期位置を用いることで、どのように平行移動されたかも特定することができるため、オリジナル画像から入手画像に至る過程の平行移動、拡大縮小、回転、反転の全てが特定できたことになり、オリジナル画像と入手画像の位置的対応関係が明確になる。
【００５８】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率、回転角及び反転状況を用いて、位置合わせ信号を構成している複数の周波数スペクトルの中から、フーリエ変換部２から出力されたフーリエ係数に対応する周波数スペクトルを特定し、その周波数スペクトルの位相から、オリジナル画像に対する入手画像の平行移動量を算出して、その平行移動量からオリジナル画像と入手画像の同期位置を特定する同期位置特定部４を設け、微調整量算出部５が、同期位置特定部４により特定された同期位置と位置合わせ信号を用いて、拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率及び回転角の微調整量を算出するように構成したので、オリジナル画像に対する入手画像の拡大率や回転角の誤差を補償して、画像の位置合わせ精度を高めることができる効果を奏する。
【００５９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、微調整量算出部５が、同期位置特定部４により特定された同期位置と位置合わせ信号を用いて、拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率及び回転角の微調整量を算出するものを示したが、拡大率及び回転角の微調整量を用いて、拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率及び回転角を補正するようにしてもよい。
【００６０】
図８はこの発明の実施の形態２による画像位置合わせ装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
拡大率補正部１１は拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率と微調整量算出部５により算出された拡大率の微調整量とを乗算することで、微調整済の拡大縮小情報を求め、微調整済の拡大縮小情報を同期位置特定部４に出力する処理を実施する。なお、拡大率補正部１１は拡大縮小補正手段を構成している。
回転角補正部１２は拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された回転角と微調整量算出部５により算出された回転角の微調整量を加算することで、微調整済の回転情報を求め、微調整済の回転情報を同期位置特定部４に出力する処理を実施する。なお、回転角補正部１２は回転補正手段を構成している。
【００６１】
図８の例では、画像位置合わせ装置の構成要素である部分画像切出部１、フーリエ変換部２、拡大縮小・回転・反転特定部３、同期位置特定部４、微調整量算出部５、拡大率補正部１１及び回転角補正部１２のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコン）で構成されているものを想定しているが、画像位置合わせ装置がコンピュータで構成されていてもよい。
画像位置合わせ装置がコンピュータで構成されている場合、部分画像切出部１、フーリエ変換部２、拡大縮小・回転・反転特定部３、同期位置特定部４、微調整量算出部５、拡大率補正部１１及び回転角補正部１２の処理内容を記述している画像位置合わせプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図９はこの発明の実施の形態２による画像位置合わせ装置の処理内容を示すフローチャートである。
【００６２】
次に動作について説明する。
拡大率補正部１１及び回転角補正部１２が実装されている点以外は、上記実施の形態１と同様であるため、主に拡大率補正部１１及び回転角補正部１２の処理内容を説明する。
拡大率補正部１１は、微調整量算出部５が拡大率の微調整量を算出すると、その微調整量を拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率に乗算することで、微調整済の拡大縮小情報を求め（拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された拡大率を補正する）、補正後の拡大率を示す微調整済の拡大縮小情報を同期位置特定部４に出力する（ステップＳＴ８，ＳＴ９）。
回転角補正部１２は、微調整量算出部５が回転角の微調整量を算出すると、その微調整量を拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された回転角に加算することで、微調整済の回転情報を求め（拡大縮小・回転・反転特定部３により特定された回転角を補正する）、補正後の回転角を示す微調整済の回転情報を同期位置特定部４に出力する（ステップＳＴ８，ＳＴ９）。
【００６３】
同期位置特定部４は、拡大率補正部１１から微調整済の拡大縮小情報を受け、回転角補正部１２から微調整済の回転情報を受けると、微調整済の拡大縮小情報が示す補正後の拡大率と、微調整済の回転情報が示す補正後の回転角と、拡大縮小・回転・反転特定部３から出力された反転情報とを用いて、再度、オリジナル画像に対する入手画像の平行移動量を算出して、その平行移動量からオリジナル画像と入手画像の同期位置を特定する（ステップＳＴ４，ＳＴ５）。
この実施の形態２では、同期位置特定部４がオリジナル画像と入手画像の同期位置を２回特定することになるが、１回目の特定処理で使用する拡大率及び回転角より、２回目の特定処理で使用する拡大率及び回転角の方が精度が高いため、１回目の特定処理より２回目の特定処理の方が、同期位置の特定精度が向上する。
【００６４】
また、微調整量算出部５が、同期位置特定部４の２回目の特定処理で得られた同期位置を用いて、拡大率及び回転角の微調整量を算出することで、その微調整量の算出精度も高めることができる。
ここでは、同期位置の特定処理と微調整量の算出処理を２回行うものを示したが、所定の回数だけ、同期位置の特定処理と微調整量の算出処理を繰り返し行うようにしてもよい。
この繰り返しの回数は、予め指定するようにしてもよいし、拡大率及び回転角の微調整量が所定の閾値を下回るまで繰り返すようにしてもよい。
【００６５】
上記実施の形態１，２の画像位置合わせ装置では、入手画像がデジタル非圧縮輝度画像である物を示したが、例えば、ＹＣｂＣｒ形式やＲＧＢ形式に代表されるカラー画像であってもよい。
このような場合でも、例えば、ＹやＲなどの一つの成分を選択し、その１成分からなる画像データを非圧縮輝度画像と見立てて、実施の形態１，２の画像位置合わせ装置を適用することができる。ただし、事前に、どの画像成分に位置合わせ信号が埋め込まれているかは知っておかなければならない。
【００６６】
例えば、ＲＧＢ形式のＧ成分に位置合わせ信号が埋め込まれている場合、ＹＣｂＣｒ形式の画像の位置合わせを行うには、まず、その画像をＲＧＢ形式に変換し、その上でＧ成分に対して、実施の形態１，２の画像位置合わせ装置を適用する（Ｇ成分だけからなる画像を入手画像として、実施の形態１，２の画像位置合わせ装置を適用する）ことで、画像の位置合わせが可能である。
また、入手画像がＪＰＥＧやＧＩＦなど、何らかの符号化方式（圧縮方式）によって符号化（圧縮）されている場合、復号（伸張）してから対象となる非圧縮成分に着目して、実施の形態１，２の画像位置合わせ装置を適用するようにすればよい。
このように、実施の形態１，２の画像位置合わせ装置は、色の有無や色空間形式、画像の圧縮／非圧縮に依らずに適用することができる。
【００６７】
上記実施の形態１，２では、フーリエ変換に基づく位置合わせ信号が埋め込まれた画像について、フーリエ変換に基づく位置合わせを行うものを示したが、フーリエ変換に基づく位置合わせに限らず、他の位置合わせ技術に基づく構成としてもよい。
例えば、フーリエ変換以外にも離散コサイン変換のように、画像処理分野で多用される周波数領域への変換方式を用いてもよい。
離散コサイン変換に基づく拡大縮小等の位置合わせを行う場合、拡大縮小・回転・反転特定部３では、位置合わせデータとして離散コサイン変換係数の周波数平面上での座標を用いる。
また、フーリエ変換部２の代わりに、部分画像を離散コサイン変換する変換部を設け、その変換結果である係数に存在するピークの周波数平面上での座標と、位置合わせデータを構成している周波数スペクトルを照合することで、拡大縮小情報、回転情報及び反転情報を算出するようにする。
【００６８】
また、平行移動の位置合わせについては、部分画像と位置合わせ信号のパターンとの相関演算による位置合わせも可能である。
この場合、同期位置特定部４では、位置合わせデータとして位置合わせ信号のパターンそのもの（そのパターンを生成するための周波数スペクトル等の情報であってもよい）を使用するもとし、部分画像と位置合わせ信号のパターンとを少しずつずらしながら相関値を算出し、相関値の絶対値が最大となるような部分画像と位置合わせ信号のパターンとの位置関係を明らかにすることで平行移動量を算出し、その平行移動量から同期位置を特定する。
このように、拡大縮小・回転・反転特定部３と同期位置特定部４は、どのような技術による位置合わせ方式であっても、その技術に合わせて構成することで、適切に動作する画像位置合わせ装置とすることができる。即ち、拡大縮小・回転・反転特定部３と同期位置特定部４は、それぞれ拡大縮小等の位置合わせと平行移動の位置合わせが可能な任意の構成とすることができる。
【００６９】
実施の形態３．
図１０はこの発明の実施の形態３による電子透かし検出装置を示す構成図である。
図１０において、画像位置合わせ装置２１は図８の画像位置合わせ装置である。
画像補正部２２は画像位置合わせ装置２１の拡大率補正部１１による微調整済の拡大縮小情報、回転角補正部１２による微調整済の回転情報、拡大縮小・回転・反転特定部３から出力された反転情報及び同期位置特定部４により特定された同期位置を示す座標を用いて、入手画像を補正する処理を実施する。なお、画像補正部２２は画像補正手段を構成している。
電子透かしデータ検出部２３は画像補正部２２により補正された入手画像から電子透かしデータを検出する処理を実施する。なお、電子透かしデータ検出部２３は電子透かし検出手段を構成している。
【００７０】
図１０の例では、電子透かし検出装置の構成要素である画像位置合わせ装置２１、画像補正部２２及び電子透かしデータ検出部２３のそれぞれが専用のハードウェア（例えば、ＣＰＵを実装している半導体集積回路、あるいは、ワンチップマイコン）で構成されているものを想定しているが、電子透かし検出装置がコンピュータで構成されていてもよい。
電子透かし検出装置がコンピュータで構成されている場合、画像位置合わせ装置２１、画像補正部２２及び電子透かしデータ検出部２３の処理内容を記述しているプログラムをコンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵが当該メモリに格納されているプログラムを実行するようにすればよい。
図１１はこの発明の実施の形態３による電子透かし検出装置の処理内容を示すフローチャートである。
【００７１】
次に動作について説明する。
画像位置合わせ装置２１は、上記実施の形態２と同様に、画像の位置合わせを実施し、微調整済の拡大縮小情報、微調整済の回転情報、反転情報及び同期位置を示す座標を出力する（ステップＳＴ１１）。
【００７２】
画像補正部２２は、画像位置合わせ装置２１から微調整済の拡大縮小情報、微調整済の回転情報、反転情報及び同期位置を示す座標を受けると、これらの情報を用いて、入手画像を幾何変形することで入手画像を補正し、補正後の入手画像を出力する（ステップＳＴ２２）。
画像補正部２２が入手画像を補正する際に必要となる計算は、拡大率を指定した拡大縮小、回転角を指定した回転、左右反転、同期位置を示す座標から明らかとなる平行移動量分の平行移動であり、これらは、画像処理の公知技術で十分可能であるため詳細な説明を省略する。
なお、平行移動について、横方向にＭの倍数ピクセル、縦方向にＭの倍数ピクセルの不確定性が残されるが、この実施の形態３の電子透かしデータ検出装置では、問題とならない。
【００７３】
電子透かしデータ検出部２３は、画像補正部２２が入手画像を補正すると、補正後の入手画像から電子透かしデータを検出する（ステップＳＴ１３）。
電子透かしデータは、公知の電子透かし技術によって埋め込まれており、位置補正を行った画像から検出することができる。
電子透かしデータを埋め込む方法は、どのような方法であってもよいが、位置合わせ信号と干渉しないようにしなければならない。
例えば、位置合わせデータが、フーリエ変換に基づく周波数スペクトルであり、画像の輝度成分に埋め込まれているとすれば、電子透かしデータを埋め込む方法は、フーリエ変換に基づく周波数スペクトルを用いた方法であるならば、色差成分に対して埋め込むなど埋め込む対象成分を別にするか、あるいは、輝度成分に埋め込むならば、位置合わせデータである周波数スペクトルに悪影響を与えない、別の方法でなければならない。
周波数スペクトルによらない方法としては、特定少数画素について、その画素値を変更する方法や、特定の近隣画素集合に対して画素値を変更する方法など、様々な方法があり、電子透かしデータ検出部２３で使用することができる。
【００７４】
具体的な一例としては、例えば、特願２０１０−１２１３５４号に記載されている方法で電子透かしデータを埋め込むことができる。この方法は、周波数スペクトルを使用しないため、周波数スペクトルを使用する位置合わせ信号と干渉しない。
また、当該文献におけるデータ埋込対象画像のＷｄａｔａとＨｄａｔａを、フーリエ変換サイズＭと同じに値に設定して、電子透かしデータを埋め込んでおけば、縦横Ｍピクセル毎に、全く同じ埋込方法が適用されることになるため、画像位置合わせ装置２１で残される横Ｍの倍数ピクセル、縦Ｍの倍数ピクセルの不確定性の影響を受けずに、電子透かしデータを検出することができる。
勿論、Ｍピクセル毎に繰り返される埋込方法によって埋め込めば、他の電子透かし埋込方法によって埋め込まれている場合であっても、画像位置合わせ装置２１が残す平行移動の不確定性の影響を受けずに、電子透かしデータを検出することができる。電子透かしデータ検出方法の詳細については、適用する電子透かし技術によるので詳細な説明を省略する。
【００７５】
電子透かしデータ検出部２３は、電子透かしデータの検出に成功すれば（ステップＳＴ１４）、検出した電子透かしデータを出力して、一連の処理を終了する。
一方、電子透かしデータの検出に失敗した場合（ステップＳＴ１４）、入手画像の補正をやり直して（ステップＳＴ１５，ＳＴ１１）、電子透かしデータの検出を試みることによって、電子透かしデータの検出成功率を高めることができる。
電子透かしデータの検出成否の判断は、電子透かしデータに誤り検出データを付加することで実現することができる。
誤り検出データを付加するものに限るものではなく、電子透かしデータ埋込技術特有の方法によって検出成否を判断するようにしてもよい。
【００７６】
また、入手画像の補正のやり直しの際には、画像位置合わせ装置２１から、前回出力された補正パラメータ以外の補正パラメータを出力させ、その出力された補正パラメータに基づいて、画像補正部２２が入手画像を補正し、電子透かしデータ検出部２３が当該入手画像から電子透かしデータを検出し直すことで行われる。
この際、画像位置合わせ装置２１は、最も確からしい補正パラメータ以外にも、スコアリングで順位付けするなどして、複数の補正パラメータの候補を保持しておき、スコアの高い補正パラメータから順に出力するなどの処理を行う。スコアリングせずに、可能性のある補正パラメータを順次出力する構成も可能であるが、スコアリングを行う構成とすることで、電子透かしデータ検出成功までの繰り返し回数を短縮できるというメリットがある。
可能性のある補正パラメータを全て試した上で、電子透かしデータの検出に失敗した場合や、電子透かしデータの検出に成功する前に、繰り返し回数が予め設定された繰り返し回数の上限に達した場合は、最終的に電子透かしデータの検出に失敗したものとして、一連の処理を終了する。
この実施の形態３の電子透かしデータ検出装置は、画像位置合わせ装置２１を使用することで、高精度な画像位置合わせが可能になるため、電子透かしデータの検出成功率が高まる効果が得られる。
【００７７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１  部分画像切出部（画像切出手段）、２  フーリエ変換部（拡大縮小等特定手段）、３  拡大縮小・回転・反転特定部（拡大縮小等特定手段）、４  同期位置特定部（同期位置特定手段）、５  微調整量算出部（微調整量算出手段）、１１  拡大率補正部（拡大縮小補正手段）、１２  回転角補正部（回転補正手段）、２１  画像位置合わせ装置、２２  画像補正部（画像補正手段）、２３  電子透かしデータ検出部（電子透かし検出手段）。
【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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