(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像を蓄積する手段と、
前記原画像のうち興味領域の範囲を設定する入力手段と、
前記原画像の内部に設定された前記興味領域の座標位置情報を設定する手段と、
署名画像を符号化しビット列にする符号化手段と、
前記符号列を前記座標位置情報に基づいて、前記興味領域の周囲に位置する画素に埋め込む署名情報埋め込み手段と、を備え、
前記符号化手段は、
前記署名画像を、先頭から順に重要度に複数の段階を有するビット列に符号化し、
前記署名情報埋め込み手段は、
前記重要度の段階が高い前記ビット列の部分を、前記興味領域の周囲の画素のうち内周の位置の画素に埋め込み、前記部分より前記重要度の段階が低い部分を、前記内周に比して外側の周の位置の画素に埋め込み、
前記ビット列の埋め込み位置はいずれも前記入力手段により設定された前記範囲の外であることを特徴とする署名画像埋め込み装置。
【請求項２】
前記符号化手段は、ＥＺＷ方式、ＪＰＥＧのモードのプログレッシブ符号化、あるいは、ＪＰＥＧのモードのモデルベース符号化のいずれかにより、前記署名情報を、重要度に複数の段階を有するビット列に符号化することを特徴とする請求項１記載の署名画像埋め込み装置。
【請求項３】
原画像を蓄積するステップと、
前記原画像のうち興味領域の範囲を設定する入力ステップと、
前記原画像の内部に設定された前記興味領域の座標位置情報を設定するステップと、
署名画像を符号化しビット列にする符号化ステップと、
前記符号列を前記座標位置情報に基づいて、前記興味領域の周囲に位置する画素に埋め込む署名情報埋め込みステップと、を備え、
前記符号化ステップは、
前記署名画像を、先頭から順に重要度に複数の段階を有するビット列に符号化し、
前記署名情報埋め込みステップは、
前記重要度の段階が高い前記ビット列の部分を、前記興味領域の周囲の画素のうち内周の位置の画素に埋め込み、前記部分より前記重要度の段階が低い部分を、前記内周に比して外側の周の位置の画素に埋め込み、
前記ビット列の埋め込み位置はいずれも前記入力ステップにより設定された前記範囲の外であることを特徴とする電子透かし方法。
【請求項４】
請求項１記載の署名画像埋め込み装置の、原画像を蓄積する手段、
前記原画像のうち興味領域の範囲を設定する入力手段、
前記原画像の内部に設定された前記興味領域の座標位置情報を設定する手段、
署名画像を符号化しビット列にする符号化手段、
前記符号列を前記座標位置情報に基づいて、前記興味領域の周囲に位置する画素に埋め込む署名情報埋め込み手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、署名画像を原画像に埋め込む電子透かし方法、署名画像埋め込み装置、及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、医用画像の保存形態には、大きく分けて次の３種類の使い分けが存在する。
【０００３】
即ち、第１に診断の場合、第２にデータベース利用の場合、第３に画像データを長期保存する場合である。
【０００４】
まず、診断の場合について述べる。
【０００５】
この場合、取得した医用画像は、診断行為に利用する関係上、正確に保存されることが必要なので、非圧縮もしくは可逆圧縮(lossless圧縮)で圧縮されて保存される。
【０００６】
又、医用画像を参照する人間は、医者などの特定の人に限られる。通信路を経由して遠隔地で参照する場合でも、通信路でのセキュリティを確保しておけば、不特定多数の人がアクセスすることはない。
【０００７】
これに対して、データベース利用の場合、不特定多数の人がアクセスすることが前提であり、セキュリティの確保は重要である。また、長期保存の場合においても、格納した人と読み出す人が同じでない場合が十分考えられるので、同様にセキュリティの確保は重要となる。
【０００８】
ところで、医用画像の長期保存の対象となる画像は、大抵は診断後の画像であるので、診断により、その画像中で、重要な部分と重要でない部分に分けることが可能である。この内、前者を興味領域、すなわちＲＯＩ(Region Of Interest；興味領域)と呼び、後者の領域と区別される。
【０００９】
一般に、長期保存においては、ＲＯＩはより画質の高い方式、もしくは、lossless 圧縮で圧縮され、それ以外は画質の低い非可逆圧縮(lossy 圧縮)で圧縮され、格納される。これにより、診断前の非圧縮よりも少ない容量で長期保存ができる。  また、データベース利用を行なうアプリケーションの一つとして、遠隔教育（distant learning)がある。この場合は、新しい症例等の新規な画像を参照することがあるので、長期保存された画像を参照することになる。従って、例えば、第３者がその新しい症例の画像を取得して、自らがその症例の発見者であると主張するようなことも考えられる。
【００１０】
このように、特にＲＯＩを含む画像の取り扱いに対しては、セキュリティの確保とともに、その画像の著作権を守る必要性もある。
【００１１】
一方、画像データの著作権保護を目的とした従来技術として、署名データを原画像に埋め込む方式と、署名画像を原画像に埋め込む方式が知られている。
【００１２】
ここでは、署名画像を用いる方式の例として、”ウェーブレットを利用した著作権保護のための画像符号化”, (大西淳児、松井甲子雄, 情報処理学会論文誌, Vol.38, No.3, 1997)に基づき、既存のｗａｖｅｌｅｔを用いた電子透かし方式について述べる。
【００１３】
この方式は、まずＨａａｒ基底を用いて原画像をｗａｖｅｌｅｔ変換し、その高周波成分の下位ビットに署名画像のビットを埋め込むものである。
【００１４】
例えば、署名画像の各画素を３ビットで表現し、埋め込み対象画像（原画像）を２ｘ２の画像領域に分け、それぞれの画像領域をｗａｖｅｌｅｔ変換し、その高周波成分（ＬＨ，ＨＬ，ＨＨ）の各領域に、署名画像の各画素を表す３ビットの内、１ビットずつを埋め込む。即ち、原画像の各画素は上記各領域に応じて、９〜１０ビットで表現されており、それぞれの画素の最下位のビット位置に、上記署名画像の１ビットが埋め込まれる。
【００１５】
尚、この場合、原画像の画質の大きな低下を避けるため、低周波成分（ＬＬ）の領域には、署名画像のビットは埋め込まないが、署名画像の一つの画素は、原画像の２ｘ２の画像領域に対応すると言える。従って、例えば、１２８ｘ１２８画素サイズの署名画像を埋め込むには  ２５６ｘ２５６画素サイズの原画像の領域が必要である。
【００１６】
さらに、この様にして署名画像の各ビットが埋め込まれたｗａｖｅｌｅｔ係数を逆ｗａｖｅｌｅｔ変換し、ｏｖｅｒｆｌｏｗ／ｕｎｄｅｒｆｌｏｗの処理をして、署名埋め込み済み画像を得る。
【００１７】
以上のことから明らかなように、上記署名埋め込み済み画像の、署名画像が埋め込まれた部分は、若干画質の劣化が生じるが、署名画像そのものが主観的に識別できるというものではない。
【００１８】
従って、著作権を保護したい画像に、このように署名画像を埋め込んでおくことにより、第３者には判別出来ないので、第３者の不正行為を立証出来る。
【００１９】
即ち、仮に、署名埋め込み済み画像が、画像データとして不正に販売されたり、あるいは、第３者が自らがその画像に示された症例の最初の発見者であると偽証したとしても、その署名画像埋め込み済み画像に対して、署名画像データの検出を行うことにより、真実の創作者しか知り得ない署名画像を確認することにより、上記立証が可能となる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
この様な従来の技術を背景として、本願発明者は、上述した医用画像の著作権を保護するために、上記従来のような電子透かし技術を適用してはどうかと考えた。
【００２１】
しかし、この場合、医用画像の特徴として、画像の劣化が許されない上述したＲＯＩには上記従来の電子透かしデータを埋め込むめないという制約を設ける必要があることに気がついた。即ち、上述の通り、ＲＯＩはｌｏｓｓｌｅｓｓで圧縮される必要があるので、その部分に透かし情報を入れることは許されないからである。
【００２２】
次に、上記制約のもとで、上記電子透かし技術を単純に適用した場合について、図１４〜１８を参照しながら説明する。尚、図面に示す画像例は、理解しやすくするため、模式的に描いてある。図１４は、署名画像１４０１を示す図である。
【００２３】
まず、上記の電子透かし技術を用いて、図１４の署名画像データを、原画像のｗａｖｅｌｅｔ係数の高周波成分に埋め込む。更に、それを逆ｗａｖｅｌｅｔ変換して得られた署名埋め込み済み画像１５０１は、図１５のようになる。この署名埋め込み済み画像１５０１中の、左上付近の四角の枠１５０２はＲＯＩを意味する。すなわち、この部分には署名画像は埋め込まれていない。もちろん、署名画像が埋め込まれた部分は主観的には判別がつかない。
【００２４】
次に、この署名埋め込み済み画像１５０１から、署名検出を行なった結果得られた画像１６００を図１６に示す。これら双方の画像１５０１，１６００は同じサイズである。
【００２５】
同図に示すように、図中の左角上部の領域１６０１において、署名画像のデータの一部は、上述した制約により、ＲＯＩ部分１５０２には埋め込まれないので、その部分には署名画像は検出されない。つまり、そのＲＯＩ部分１５０２の署名画像のデータ自身が欠如しているのである。しかし、ＲＯＩ部分１５０２と重ならなかった署名画像のデータの残りの部分は埋め込まれているので、その部分が検出されて、署名画像１４０１の頭の一部と、左側の耳の部分のみの不完全な署名画像しか検出出来ない。
【００２６】
しかし、署名検出画像１６００の上記領域１６０１以外の部分からは、少なくとも３つの領域１６０２〜１６０４において、署名画像１４０１が完全な形で確認できる。
【００２７】
これにより、署名画像１４０１が少なくとも１つ以上確認出来るので、画像の著作権保護を実現することが出来る。
【００２８】
しかし、医用画像の場合、署名埋め込み済み画像１５０１から、ＲＯＩを含むサブ画像を切り出して利用する場合が考えられる。ここで、図１７において、切りだし画像としてのサブ画像１７０１を示している。
【００２９】
このサブ画像１７０１から、上述の場合と同様に署名検出を行った結果、得られる画像を図１８に示す。
【００３０】
この場合、図１８からも分かる様に、切り出した部分に対して  ＲＯＩ範囲が大きく、かつＲＯＩに署名埋め込みをしていないので、署名検出を行なおうとしても元の署名画像を判読することができない。
【００３１】
この様に、医用画像において、上記従来の電子透かし技術を単純に適用しただけでは、原画像に対して、ＲＯＩ範囲の占める割合が大きくなると署名画像の判別が難しくなるという課題が有ること、また、原画像から任意のサブ画像が切り取られた場合、他の領域に埋め込まれている署名画像を利用することが出来ないので、署名画像の認識が出来ない場合があるという課題が有ることに、本願発明者は気付いた。
【００３２】
本発明は、このような従来の課題を考慮し、画像の著作権の保護を従来に比べてより確実に行える電子透かし方法、署名画像埋め込み装置、及び記録媒体を提供することを目的とする。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、原画像を蓄積する手段と、
前記原画像のうち興味領域の範囲を設定する入力手段と、
前記原画像の内部に設定された前記興味領域の座標位置情報を設定する手段と、
署名画像を符号化しビット列にする符号化手段と、
前記符号列を前記座標位置情報に基づいて、前記興味領域の周囲に位置する画素に埋め込む署名情報埋め込み手段と、を備え、
前記符号化手段は、
前記署名画像を、先頭から順に重要度に複数の段階を有するビット列に符号化し、
前記署名情報埋め込み手段は、
前記重要度の段階が高い前記ビット列の部分を、前記興味領域の周囲の画素のうち内周の位置の画素に埋め込み、前記部分より前記重要度の段階が低い部分を、前記内周に比して外側の周の位置の画素に埋め込み、
前記ビット列の埋め込み位置はいずれも前記入力手段により設定された前記範囲の外であることを特徴とする署名画像埋め込み装置である。
又、第２の本発明は、前記符号化手段は、ＥＺＷ方式、ＪＰＥＧのモードのプログレッシブ符号化、あるいは、ＪＰＥＧのモードのモデルベース符号化のいずれかにより、前記署名情報を、重要度に複数の段階を有するビット列に符号化することを特徴とする第１の本発明の署名画像埋め込み装置である。
又、第３の本発明は、原画像を蓄積するステップと、
前記原画像のうち興味領域の範囲を設定する入力ステップと、
前記原画像の内部に設定された前記興味領域の座標位置情報を設定するステップと、
署名画像を符号化しビット列にする符号化ステップと、
前記符号列を前記座標位置情報に基づいて、前記興味領域の周囲に位置する画素に埋め込む署名情報埋め込みステップと、を備え、
前記符号化ステップは、
前記署名画像を、先頭から順に重要度に複数の段階を有するビット列に符号化し、
前記署名情報埋め込みステップは、
前記重要度の段階が高い前記ビット列の部分を、前記興味領域の周囲の画素のうち内周の位置の画素に埋め込み、前記部分より前記重要度の段階が低い部分を、前記内周に比して外側の周の位置の画素に埋め込み、
前記ビット列の埋め込み位置はいずれも前記入力ステップにより設定された前記範囲の外であることを特徴とする電子透かし方法である。
又、第４の本発明は、第１の本発明の署名画像埋め込み装置の、原画像を蓄積する手段、
前記原画像のうち興味領域の範囲を設定する入力手段、
前記原画像の内部に設定された前記興味領域の座標位置情報を設定する手段、
署名画像を符号化しビット列にする符号化手段、
前記符号列を前記座標位置情報に基づいて、前記興味領域の周囲に位置する画素に埋め込む署名情報埋め込み手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
なお、本発明に関連する技術の発明は、以下の通りである。
発明１は、特定領域を含む原画像に対して署名画像を埋め込む電子透かし方法であって、
前記署名画像のデータが前記特定領域により実質上削除されることなく、且つ、その特定領域以外の領域に前記署名画像のデータを埋め込む電子透かし方法である。
【００３４】
又、発明２は、上記特定領域以外の領域に前記署名画像のデータを埋め込むとは、前記署名画像のデータの内、少なくとも主要情報を前記特定領域の外周部により近い位置に、且つ、その外周部に沿う様に埋め込むことである電子透かし方法である。
【００３５】
又、発明３は、上記特定領域以外の領域に前記署名画像のデータを埋め込むとは、前記署名画像のより重要度の高い情報から優先的に前記特定領域の外周部により近い位置から遠ざかる位置に、且つ、その外周部に沿いつつ、その外周部を取り囲む様に埋め込むことである電子透かし方法である。
【００３６】
以上の構成によれば、例えば、ＲＯＩを含む任意のサブ画像から署名画像を検出することができる。
【００３７】
又、発明４は、上記特定領域の外周領域を複数の領域に分割し、
前記分割した各領域毎に、前記署名画像データの埋め込みを行う電子透かし方法である。
【００３８】
上記構成により、例えば、ＲＯＩの一部を含む任意のサブ画像から署名画像を検出することができる。
【００３９】
又、発明５は、原画像に埋め込むための署名画像を保持する署名画像保持手段と、
前記署名画像保持手段から前記署名画像を得て、その署名画像を所定のビット列に変換するビット列形成手段と、
前記原画像に特定領域を設定する特定領域設定手段と、
前記ビット列の内、主要情報を含むビットを優先的に前記特定領域の外周部により近い位置に、且つその外周部に沿う様に埋め込む署名情報埋め込み手段と、  前記署名情報の埋め込まれた署名埋め込み済み画像を記録し、保持する記録・保持手段とを備えた署名画像埋め込み装置である。
【００４０】
又、発明６は、上記署名画像埋め込み装置により生成された前記署名埋め込み済み画像から、前記特定領域を検出する特定領域検出手段と、
前記検出された特定領域の情報に基づいて、前記署名埋め込み済み画像における前記署名画像の情報の埋め込み場所を特定し、その特定した場所から前記署名画像の情報を抽出する署名情報抽出手段と、
前記抽出された署名画像情報に基づいて、署名画像を復元する署名画像復元手段とを備えた署名画像抽出装置である。
【００４１】
又、発明７は、特定領域を含む原画像に対して署名画像を埋め込む電子透かし方法であって、前記署名画像のデータが前記特定領域により実質上削除されることなく、且つ、その特定領域以外の領域に前記署名画像のデータを埋め込む電子透かし方法により生成された署名画像埋め込み済み画像から、前記特定領域を検出する特定領域検出手段と、
前記検出された特定領域の情報に基づいて、前記署名埋め込み済み画像における前記署名画像の情報の埋め込み場所を特定し、その特定した場所から前記署名画像の情報を抽出する署名情報抽出手段と、
前記抽出された署名画像情報に基づいて、署名画像を復元する署名画像復元手段とを備えた署名画像抽出装置である。
又、発明８は、原画像を蓄積する原画像蓄積手段と、
前記原画像にＲＯＩ（興味領域）を設定するＲＯＩ設定手段と、
前記ＲＯＩ設定手段で設定されたＲＯＩにより実質上削除されることなく、且つ、そのＲＯＩ以外の領域に署名情報を埋め込む署名情報埋め込み手段と、
署名情報が埋め込まれた画像データを記録・保持する手段と、
を備えた電子透かし装置である。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の電子透かし方法、及び署名画像埋め込み装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における、電子透かし方法の概念図である。
【００４３】
本実施の形態の構成を説明する前に、図１を用いて本実施の形態の概要について述べる。
【００４４】
即ち、本発明の電子透かし方法は、原画像に署名画像を埋め込み、その署名画像を検出ことにより、原画像の著作権を保護しようとするものである。署名データではなく、署名画像を埋め込みに用いるのは、画像の方が人間の直感に訴えるので、多少、データが欠損しても、署名として検出が容易であろうと考えたからである。
【００４５】
本実施の形態は、ＲＯＩをもった医用画像に対する署名画像埋め込みを目的としており、上述した通りＲＯＩ部分には署名情報は埋め込まない。又、ＲＯＩは重要な部分であるので、原画像を切り出して再利用する場合も、通常、その切り出した画像（サブ画像）の中にＲＯＩが必ず含まれることになる。従って、本実施の形態では、署名画像の情報の内、主要情報から順に、図１に示すように、ＲＯＩの回りに略螺旋上に埋め込むようにした。
【００４６】
ここで、主要情報としてはいくつか考えられる。例えば、後述するＥＺＷ方式（embedded zero-tree wavelet）や、ＪＰＥＧのモードの一つとして存在するプログレッシブ符号化による画像の圧縮データ、あるいは、モデルベース符号化した場合の、主要オブジェクトの順に情報を並べたもの等がある。本実施の形態では、画像情報が比較的効率良く圧縮できるＥＺＷを主要情報として用いる。
【００４７】
次に、主に図２，３を参照しながら、本実施の形態の構成について詳細に述べる。
【００４８】
図２、図３は、それぞれ、本実施の形態の署名画像埋め込み装置及び署名画像抽出装置の構成図である。図４（ａ）は、本実施の形態で用いる原画像４０１を示す図であり、図４（ｂ）は、原画像上のＲＯＩの位置を示す図である。又、本実施の形態で使用する署名画像は、図１４に示した署名画像１４０１と同じものを用いた。尚、図面に示す画像例は、本実施の形態の理解を容易にするため、模式的に描いてある。
【００４９】
図２において、原画像蓄積手段２０１は、図４に示す様な医用画像データを複数種類蓄積する手段である。署名画像保持手段２０２は、図１４に示す様な署名画像データを複数種類保持する手段である。表示手段２０３は、原画像の表示やＲＯＩを特定するための四角形の枠４０２（図４（ｂ）参照）の表示、及びそれらの表示制御を行う手段である。入力手段２０４は、表示手段２０３に表示されている原画像４０１上で、ＲＯＩを示す枠４０２の大きさと位置を指定するためのマウスや、後述する乱数列発生用の秘密番号（seed）等を入力するキーボードなどを含む手段である。ＲＯＩ設定手段２０５は、表示手段２０３に対しては、入力手段２０４により表示画面上に指定された位置にＲＯＩを示す枠４０２の座標位置情報を送り、又、原画像蓄積手段２０１に対しては、表示対象となった原画像４０１に対応するように、設定されたＲＯＩの枠４０２の座標位置情報を決定し、記録する手段である。
【００５０】
画像圧縮・ビット列形成手段２０６は、署名画像保持手段２０２から選ばれた署名画像を後述するＥＺＷ方式により圧縮し、ビット列に変換する手段である。誤り訂正符号化手段２０７は、そのビット列に対して、誤り訂正符号化処理を行う手段である。乱数列発生手段２０８は、オペレータにより入力手段２０４から入力される秘密番号をもとに、その番号に応じて乱数列を発生する手段である。この乱数列は、誤り訂正符号化手段２０７から出力されるビット列の各ビットを埋め込むべきビット位置としてのビットプレーンを指定するために使用される。即ち、原画像の各画素は、８ビットで表されているので、その８ビットの内、どのビット位置を埋め込みビットブレーンとして使用するかを指定するものである。この秘密番号は、後述する署名画像を抽出する際にも、使用するので、第３者に漏れることのないよう秘密性を保持しておく必要がある。
【００５１】
署名情報埋め込み手段２０９は、原画像蓄積手段２０１から送られてくる、処理の対象となる原画像４０１とそれに対応するＲＯＩの枠４０２の座標位置情報と、乱数列発生手段２０８から送られてくる乱数列とを用いて、誤り訂正符号化手段２０７から送られてくるビット列を、ＲＯＩの枠４０２の周囲の原画像４０１の各画素上に一定の順序で埋め込むための手段である。署名埋め込み済み画像記録・保持手段２１０は、署名情報埋め込み手段２０９からの画像データを記録媒体等に記録し、保持する手段である。
【００５２】
次に、図３を用いて、本実施の形態の署名画像抽出装置の構成を述べる。
【００５３】
即ち、同図に示す様に、画像保持手段３０１は、例えば、著作権を侵害すると思われる行為が有った場合に、著作権者が上記不正を立証するために証拠として取得した画像データ等を保持する手段である。ＲＯＩ検出手段３０２は、画像保持手段３０１に保持されている画像からＲＯＩの枠４０２の座標位置情報を検出する手段である。入力手段３０３は、上述した秘密番号等を入力するための手段である。この秘密番号は、その医用画像に署名画像を埋め込む際に使用したものと同一のものでなければならない。尚、秘密番号の管理自体は、著作権者又は、その委託を受けた管理会社を行うものとする。
【００５４】
署名情報抽出手段３０５は、問題となっている医用画像を画像保持手段３０１から得て、ＲＯＩ検出手段３０２から送られてくるＲＯＩの座標位置情報と、乱数列発生手段３０４から送られてくる乱数列とを利用して、上記得られた医用画像のデータから、埋め込みビット列の画素位置及びビットブレーンを特定し、そのビット列を抽出する手段である。誤り訂正復号化手段３０６は、誤り訂正の復号処理を行う手段である。ビット列伸張手段３０７は、ＥＺＷ方式により圧縮されているビット列を伸張し、署名画像１４０１（図１４参照）を復元する手段である。表示手段３０８は、この様にして復元された署名画像１４０１を表示するディスプレー手段である。
【００５５】
以上の構成により、主に図５を参照しながら、以下に本実施の形態の主要動作を述べ、同時に、本発明の電子透かし方法の一実施の形態について説明する。図５は署名画像埋め込みのアルゴリズムを示す流れ図である。
【００５６】
図５に示す様に、画像圧縮・ビット列形成手段２０６は、署名画像をＥＺＷ方式により圧縮し、ビット列に変換する（ステップ６０１参照）。ＥＺＷ方式を用いることにより、このビット列は主要情報から順に符号化されている。尚、本実施の形態の場合、署名画像保持手段２０２から複数種類の署名画像が表示手段２０３に表示され、オペレータが入力手段２０４を用いて、何れの署名画像を使用するかを選択出来る構成となっている。ここでは、オペレータが、表示手段２０３に表示された複数の署名画像の内、入力手段２０４を用いて、図１４に示す署名画像１４０１を選択したものとして説明している。
【００５７】
ここで、ＥＺＷ(embedded zero-tree wavelet)方式による画像データの圧縮について説明する。
【００５８】
即ち、ｗａｖｅｌｅｔ圧縮の方式の一つにＪ．ＳａｐｉｒｏのＥＺＷという方式がある(”Embedded Image Coding Using Zerotrees of Wavelet Coefficients”, Vol.41, No.12, IEEE Trans. of Signal Processing, 1993)。この方式によれば、画像を圧縮し、主要な情報から符号化することができる。つまり、圧縮したビット列を、任意の長さで切り出しても、その長さに見合った画質で画像が再生される。よって、最大に長く取り出せば、画像を１００％再生できるｌｏｓｓｌｅｓｓ圧縮にもなり、また、短く取り出せば、画質の落ちたｌｏｓｓｙ圧縮になる。
【００５９】
従って、署名画像をＥＺＷで圧縮し、その主要情報から順に、図１に示すように、ＲＯＩを示す枠４０２の回りに略螺旋上に埋め込んでいくことを考える。こうすれば、ＲＯＩを含む任意のサブ画像１０２（図中、点線で表した）で切り出しても、主要情報はそのサブ画像に含まれることになる。
【００６０】
例えば、従来技術の説明に使用した図１７の例を用いて、本実施の形態の構成の場合について述べると、次の通りである。即ち、図１７に示した切りだし画像（サブ画像）１７０１の場合、既に述べたとおり、従来例では署名画像の検出、及び確認は難しい。しかし、本実施の形態では、サブ画像１７０１とＲＯＩの枠１５０２との大きさの相対的な関係から見て、６４×６４画素サイズの署名画像を表すデータ量（元の署名画像が一画素当たり８ビットで表されている場合、約３３０００ビットのデータ量となる）の内、約４０００ビットの画像データが抽出出来る。これは、元の署名画像のデータ量を約１／８に圧縮した場合に相当するものであり、この程度の圧縮画像であれば、人間の目で見る限り、元の署名画像との画質の差はほとんど感じない。従って、図１４に示した署名画像１４０１の確認は可能となる。
【００６１】
次に、再び図５に戻り、説明を続ける。即ち、ステップ６０１で得た、ビット列に対して、耐性を上げる必要があれば、誤り訂正符号化手段２０７がこのビット列に対して、ＲＳ符号等の誤り訂正符号化の処理をする（ステップ６０２）。
【００６２】
次に、原画像中にＲＯＩの枠４０２の大きさと位置を指定する（ステップ６０３）。図４（ｂ）に示す様に、ＲＯＩの枠４０２の大きさと位置は、オペレータが表示手段２０３の画面上に表示された原画像４０１を見ながら、重要と判断した部位を囲む様に、マウスで指定する。指定されたＲＯＩの枠４０２は、画面上に表示される。
【００６３】
さらに、署名情報は原画像４０１の所定の位置の各画素（１画素が８ビットで表されている）に１ビットずつ埋め込むので、どのビットプレーンに埋め込むかを指定するための乱数列（ｒａｎｄｏｍ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を乱数列発生手段２０８により決定する（ステップ６０４）。なお、この乱数列を決定するための秘密番号（ｓｅｅｄ）は、署名付与者（即ち、著作権者)であるオペレータが入力手段２０４から入力するものであり、秘密に保持しておく必要があることは、上述した通りである。
【００６４】
最後に、図１に示す様に、ＲＯＩの枠４０２に近い場所から順に、即ち、第１周１０３、第２周１０４、第３周１０５、第４周１０６、第５周１０７の順番に、ステップ６０１で生成したビット列を、ステップ６０４で指定したビットプレーンに埋め込む（ステップ６０５）。
【００６５】
本実施の形態では、第１周１０３上のビット列は、図１に示す様に、ＲＯＩを示す４角形の枠４０２の下辺左隅を埋め込み開始点１０１として、そこから左回りに埋め込まれる。
【００６６】
例えば、開始点１０１の座標位置を（Ｘi，Ｙj）とし、上記乱数列を（８，１，５，３,・・・・）であるとした場合の埋め込み位置は、次の通りである。即ち、第１周１０３の開始点１０１（Ｘi，Ｙj）の画素では、第８番目すなわち最上位のビット位置に、次の点（Ｘi+1，Ｙj）の画素では、第１番目すなわち最下位のビット位置に、更にその次の点（Ｘi+2，Ｙj）の画素では、第５番目のビット位置に、という様に、順次、ビットデータが埋め込まれることになる。第１周１０３上の終始点の画素の座標は、（Ｘi，Ｙj+1）である。又、第２周１０４の埋め込み開始点１０８の座標位置は、（Ｘi-1，Ｙj-1）となり、第３周１０５，第４周１０６，第５周１０７の開始点は、各々、（Ｘi-2，Ｙj-2）、（Ｘi-3，Ｙj-3）、（Ｘi-4，Ｙj-4）となる。又、第２周１０４〜第５周１０７の終始点の座標位置は、各々、（Ｘi-1，Ｙj）、（Ｘi-2，Ｙj-1）、（Ｘi-3，Ｙj-2）、（Ｘi-4，Ｙj-3）となる。
【００６７】
尚、図１中での座標軸は、上方向をＹ軸の正方向に、右向き横方向をＸ軸の正方向に設定している。
【００６８】
次に、主に図６を参照しながら、本実施の形態の署名画像抽出の動作を述べる。図６は署名確認のアルゴリズムを示す流れ図である。
【００６９】
同図に示す様に、まず、ＲＯＩ検出手段３０２が、画像保持手段３０１に保持されている画像からＲＯＩの枠４０２を検出する（ステップ７０１参照）。
【００７０】
さらに、オペレータが秘密に保持していた秘密番号が入力手段３０３から入力されることにより、乱数列発生手段３０４は、上述したステップ６０４で発生さされたものと同一の乱数列を発生させる。これにより、署名画像情報が埋め込まれているビットプレーンを指定するｒａｎｄｏｍ  ｓｅｑｕｅｎｃｅを決定する（ステップ７０２）。これは、署名付与者にしか分からないことは上述した通りである。
【００７１】
次に、署名情報抽出手段３０５は、図１に示す様に、ＲＯＩの枠４０２の回りの第１周１０３、第２周１０４、・・・、第５周１０７の順番で、即ち、上記ステップ６０５で埋め込みを行ったのと同じ順番で、第１周１０３の開始点１０１の画素位置を起点として、しかも、各画素においては、ステップ７０２において決定したｒａｎｄｏｍ  ｓｅｑｕｅｎｃｅに従った埋め込みビットプレーンから、ビット列を抽出する（ステップ７０３）。この時、画像保持手段３０１に保持されている画像が、原画像から切り出された画像１０２（サブ画像）の場合は、署名画像の一部のビットしか抽出できないかもしれないので、抽出できる最大のビット列までを抽出する。図１では、欠落のない完全なかたちで抽出出来るビット列は、第３周１０５までであるので、第１周１０３から第３周１０５までのビット列が署名画像の復元に用いられる。
【００７２】
そして、誤り訂正復号化手段３０６により復号処理されたビット列に対して、ビット列伸張手段３０７は、ＥＺＷ方式により伸長することにより、署名画像の復元を行う（ステップ７０４）。
【００７３】
最後に、このようにして復元された署名画像を表示手段３０８に表示して確認を行なう。
【００７４】
尚、抽出できるビット列が少ない場合は、図７に示す様に、十分な画質を得られないことも考えられる。しかし、署名画像を復元するために最も重要となる情報から優先的に抽出しているので、従来例に比べると、抽出できるビット列が同数とした場合、署名画像を認識できる可能性はより高いと言える。ここで、図７は、復元された画質の低下した署名画像を示しており、画質が低下している様子を模式的に点線を用いて表した。
【００７５】
これにより、著作権者の署名画像が、従来に比べてより確実に確認出来る様になり、上記不正行為の立証により役立ち、更に不正行為の防止にもつながる。
（実施の形態２）
図８は、本実施の形態２における、署名画像の埋め込み方法の概念図である。
【００７６】
本実施の形態の構成を説明する前に、図８を用いて、本実施の形態の概要について述べ、上記実施の形態との相違点を明らかにする。
【００７７】
即ち、一般に、医用画像において、ＲＯＩは重要情報が含まれているので、原画像からの切りだしを行なう場合は、必ずＲＯＩを全て含む様に切り出しが行われると考えられる。しかし、オペレータ（著作権者）がＲＯＩを指定する際に、本来重要な情報よりも大きめに領域を指定する可能性がある。この様な場合には、原画像からの切り出しの際に、ＲＯＩの一部を含まないことも考えられる。
【００７８】
そこで、本実施の形態では、上記実施の形態とは、異なり、図８に示すように、ＲＯＩを示すの枠８０１の周囲の領域を、４つの領域８０２〜８０５に分割し、それぞれの領域８０１〜８０５において、実施の形態１で述べたのと同様の方法によりビット列の埋め込みを行なうものである。図９では、４つの領域８０２〜８０５の区分を点線で示している。
【００７９】
本実施の形態では、重要部分（星形の表示の部分）を含んだ大きめのＲＯＩ指定になっているので、図９に示すように重要部分を含むＲＯＩの一部のみが切り出されることが考えられる（切り出された部分には、図９中、符号９０１を付した）。
【００８０】
この場合、ビット列の埋め込みが、上下左右の４ヶ所に多重に行なわれているので、図９のような切りだしを行なっても、ＲＯＩ下部のビット列（領域８０２に含まれる部分）と左部のビット列（領域８０５に含まれる部分）との対応する部分において、双方のビット列を連結することにより、本来のビット列が再現できることになる。したがって、ＲＯＩの一部のみを含む切り出し領域９０１であっても、署名画像の確認は可能となる。
【００８１】
次に、図１０，１１を参照しながら、本実施の形態の構成について、上記実施の形態との相違点を中心に述べる。
【００８２】
ここで、図１０、図１１は、本実施の形態の署名画像埋め込み装置及び署名画像抽出装置の構成図であり、上記実施の形態１と同じものには、同じ符号を付した。
【００８３】
即ち、図１０に示す様に、領域分割手段１００１は、図８で述べた通り、ＲＯＩの周囲の領域を４つの領域に分割する手段である。又、署名情報埋め込み手段１００２は、領域分割手段１００１からの分割情報を利用して、４つの領域８０２〜８０５毎に、上記署名情報埋め込み手段２０９と同様の動作を行うための手段である。
【００８４】
次に、図１１に示す様に、署名情報抽出手段１１０１は、ＲＯＩの回りの各領域８０２〜８０５毎に、上記署名情報抽出手段３０５と同様に、ビット列を抽出する手段である。ビット列連結手段１１０２は、署名情報抽出手段１１０１からの抽出ビット列を得て、図９で述べた通り、分割されたビット列を、相互に対応する部分において連結するための手段である。又、このビット列連結手段１１０２は、連結されたビット列を誤り訂正復号化手段３０６に出力する手段である。
【００８５】
以上の構成により、主に図１２を参照しながら、以下に本実施の形態の主要動作の内、上記実施の形態１との相違点を中心に述べ、同時に、本発明の電子透かし方法の一実施の形態について説明する。図１２は署名画像埋め込みのアルゴリズムを示す流れ図であり、図５と同じものには、同じ符号を付した。
【００８６】
図１２に示す様に、ステップ６０１〜ステップ６０３は、上記実施の形態と同じである。
【００８７】
ステップ１２０１では、領域分割手段１００１により、ＲＯＩの回りを４個の領域に分割する（図９参照）。
【００８８】
次に、署名画像を埋め込むためのビットプレーンは、上記実施の形態のステップ６０４と同様にｒａｎｄｏｍ  ｓｅｑｕｅｎｃｅで指定されている。
【００８９】
尚、ここで、秘密番号は、４つの領域毎に異なるものを使用しても勿論よい。その場合、４つとも同一の秘密番号を用いるよりさらにセキュリティーが高くなる。
【００９０】
次に、ステップ１２０２では、署名情報埋め込み手段１００２により、上記各領域８０２〜８０５毎に、それぞれのＲＯＩに近い場所から順に、上記ステップ６０１で生成したビット列を埋め込む。即ち、これら４つの領域８０２〜８０５には、同じ署名画像の情報が埋め込まれる。
【００９１】
次に、主に図１３を参照しながら、本実施の形態の署名画像抽出の動作について、上記実施の形態１との相違点を中心に述べる。図１３は署名確認のアルゴリズムを示す流れ図である。ここでは、上述した通り、図９に示すように重要部分を含むＲＯＩの一部のみが切り出された場合（サブ画像）を想定している（図９の符号９０１を参照）。従って、画像保持手段３０１には、符号９０１を付した領域内の画像が格納されている。
【００９２】
図１３に示すように、ステップ７０１〜７０２は、上記実施の形態と同じである。
【００９３】
ステップ１３０１では、署名情報抽出手段１１０１は、図９に示す様に、ＲＯＩの回りの領域８０２の内、第１周８０２ａ、第２周８０２ｂ、・・・、第６周８０２ｆの順番で、即ち、上記ステップ１２０２で埋め込みを行ったのと同じ順番で、しかも、ステップ７０２で決定したｒａｎｄｏｍ  ｓｅｑｕｅｎｃｅに従った埋め込みビットプレーンから、ビット列を抽出する。又、領域８０５についても、第１周８０５ａ、第２周８０２ｂ、・・・、第６周８０５ｆの順番で上記の場合と同様に、ビット列を抽出する。
【００９４】
更に、この様に抽出したビット列が分断されているので、その場合は、ビット列連結手段１１０２により、それぞれ対応するビット列について、連結される。例えば、領域８０５の第１周８０５ａのビット列の内、領域８０２近傍にある部分が、領域９０１の第１周８０２ａのビット列の欠落部分に対応するものであるので、それらの部分が連結されて、欠落部分のビット列が正しく修復され、元のビット列が再現される。
【００９５】
ステップ７０４での動作は、図６と同様である。
【００９６】
以上の様に、本実施の形態によれば、領域を分割する数を増やすことにより、復元可能な切り出しパターンは増えるが、一般に、同じ署名画像を異なる場所に埋め込むことになるので、埋め込みデータの重複度が増え、その分、埋め込みビット量が相対的に少なくなるので画質は悪くなる。
【００９７】
以上述べた構成により、サブ画像が、ＲＯＩの一部しか含まない場合でも、署名画像を検出することができる。
【００９８】
尚、以上説明した全ての実施の形態において、各構成要素の機能をソフトウェア的に実現してもよいし、専用のハードウェアにより実現してもよい。
【００９９】
又、以上説明した実施の形態の何れかに記載の各手段又は各ステップの全部又は一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した磁気ディスクや、光ディスクなどのプログラム記録媒体を作成し、これをコンピュータに用いることにより、上記と同様の動作を実行させることが出来ることはいうまでもない。
【０１００】
又、上記実施の形態では、乱数列発生手段は、秘密番号を入力することにより、乱数列を発生させる場合について述べたが、これに限らず例えば、秘密番号が、乱数列の初期位置を指定する役割を果たす構成としても勿論良い。
【０１０１】
又、本発明の特定領域は、上記実施の形態では、医用画像におけるＲＯＩとして説明したが、これに限らず、原画像は、どのような分野の画像であっても良いし、又、不正の対象となる可能性のある領域等、何らかの特徴を備えた領域であればどのような領域でもよい。
【０１０２】
又、上記実施の形態では、特定領域として、ＲＯＩの周囲近傍に署名画像を埋め込む場合について述べたが、これに限らず例えば、署名画像のデータが特定領域により実質上削除されることなく、且つ、その特定領域以外の領域に埋め込まれる構成であってもかまわない。これにより、特定領域の存在により、署名画像のデータが欠落することが防止出来る。
【０１０３】
又、本発明の特定領域は、上記実施の形態では、四角形の枠内の領域として説明したが、これに限らず例えば、円形でもその他の多角形の枠内の領域であっても良い。
【０１０４】
【発明の効果】
以上述べたところか明らかなように本発明は、画像の保護をより確実に行えるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における電子透かし方法を示す概念図
【図２】本発明の実施の形態１における署名画像埋め込み装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態１における署名画像抽出装置の構成図
【図４】（ａ）：本発明の実施の形態１における医用画像の例を示す図
（ｂ）：本発明の実施の形態１におけるＲＯＩの例を示す図
【図５】本発明の実施の形態１における署名付与アルゴリズム示す流れ図
【図６】本発明の実施の形態１における署名確認アルゴリズム示す流れ図
【図７】本発明の実施の形態１における復元した署名画像を示す図
【図８】本発明の実施の形態２における電子透かし方法を示す概念図
【図９】本発明の実施の形態２における切り出し画像を示す説明図
【図１０】本発明の実施の形態２における署名画像埋め込み装置の構成図
【図１１】本発明の実施の形態２における署名画像抽出装置の構成図
【図１２】本発明の実施の形態２における署名付与アルゴリズム示す流れ図
【図１３】本発明の実施の形態２における署名確認アルゴリズム示す流れ図
【図１４】従来例と、本実施の形態における電子透かし方法を説明するのに用いられる署名画像を示す図
【図１５】従来例における電子透かし方法を説明するのに用いられる原画像を示す図
【図１６】従来例における電子透かし方法から検出される署名画像を示す図
【図１７】従来例における電子透かし方法を説明するのに用いられる原画像を示す図
【図１８】従来例における電子透かし方法から検出される署名画像を示す図
【符号の説明】
１０１    第１周の埋め込み開始点
１０２    サブ画像
１０３    第１周
１０４    第２周
１０５    第３周
１０６    第４周
１０７    第５周
１０８    第２周の埋め込み開始点
２０１    原画像蓄積手段
２０２    署名画像保持手段
２０３    表示手段
２０４    入力手段
２０５    ＲＯＩ設定手段
２０６    画像圧縮・ビット列形成手段
２０７    誤り訂正符号化手段
２０８    乱数列発生手段
２０９    署名情報埋め込み手段
２１０    署名埋め込み済み画像記録・保持手段
３０１    画像保持手段
３０２    ＲＯＩ検出手段
３０３    入力手段
３０４    乱数列発生手段
３０５    署名情報抽出手段
３０６    誤り訂正復号化手段
３０７    ビット列伸張手段
３０８    表示手段
４０１    原画像
４０２    ＲＯＩの枠
９０１    ＲＯＩの一部のみを含む切り出し領域
１００１  領域分割手段
１００２  署名情報埋め込み手段
１１０１  署名情報抽出手段
１１０２  ビット列連結手段
１５０１  署名埋め込み済み画像
１７０１  サブ画像
【図１】
0003901359.tif 000002
【図２】
0003901359.tif 000003
【図３】
0003901359.tif 000004
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003901359.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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