(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本となる図柄を変形して生成される図柄（以後，変形図柄）に対してｎ×ｍビットのデータを埋め込み、複数の変形画像を規則的に配置して所望の情報をパターン画像に埋め込むための方法であって、
前記各変形図柄について、予め定めた位置におけるｎ個の局所的な領域（マスク領域）を特定し、該マスク領域の色の割合を予め設定した基準に沿ってｍ個の種類に分類してｍビットの情報をマスク領域に設け、該マスク領域を予め定めた順序で整列させるときに決定するｎ×ｍの情報に基づいて、各変形画像を２ｎ×ｍ個の種類のクラスに分類し、埋め込むべきデジタル情報をｎ×ｍビットの単位に分割するとともに、分割した各ｎ×ｍビットの情報に合致するクラスの変形図柄を選択するとともに、該変形図柄を予め定めた順序で配置させてなることを特徴とするパターン画像への情報埋め込み方法。
【請求項２】
前記マスク領域の色の割合は、白黒の割合であり、前記ｍビットが１ビットであることを特徴とする請求項１に記載のパターン画像への情報埋め込み方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の情報埋め込み方法において、埋め込むべき情報を分割したｎ×ｍビットの情報に合致するクラスの変形図柄が配置された範囲に、該変形図柄を検出するための検出枠を設けることを特徴とするパターン画像への情報埋め込み方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載のパターン画像への情報埋め込み方法により、パターン画像へ情報を埋め込むための装置であって、
前記各変形図柄について、予め定めた位置におけるｎ個の局所的な領域（マスク領域）を特定するマスク領域の抜き出し部と、
前記マスク領域の色の割合を計算し、予め設定した基準に沿ってｍ個の種類に分類してｍビットの情報をマスク領域に設ける色の割合計算部と、
該マスク領域を予め定めた順序で整列させるときに決定するｎ×ｍの情報に基づいて、各変形画像を２ｎ×ｍ個の種類のクラスに分類するクラス種類決定部と、
埋め込むべきデジタル情報をｎ×ｍビットの単位に分割するとともに、分割した各ｎ×ｍビットの情報に合致するクラスの変形図柄を選択する文字列分割・図柄選択部と、
該変形図柄を予め定めた順序で配置させる変形図柄配置連結部と
を備えることを特徴とするパターン画像への情報埋め込み装置。
【請求項５】
請求項３に記載のパターン画像への情報埋め込み方法により、パターン画像へ情報を埋め込むための装置であって、
前記各変形図柄について、予め定めた位置におけるｎ個の局所的な領域（マスク領域）を特定するマスク領域の抜き出し部と、
前記マスク領域の色の割合を計算し、予め設定した基準に沿ってｍ個の種類に分類してｍビットの情報をマスク領域に設ける色の割合計算部と、
該マスク領域を予め定めた順序で整列させるときに決定するｎ×ｍの情報に基づいて、各変形画像を２ｎ×ｍ個の種類のクラスに分類するクラス種類決定部と、
埋め込むべきデジタル情報をｎ×ｍビットの単位に分割するとともに、分割した各ｎ×ｍビットの情報に合致するクラスの変形図柄を選択する文字列分割・図柄選択部と、
該変形図柄を予め定めた順序で配置させる変形図柄配置連結部と、
埋め込むべき情報を分割したｎ×ｍビットの情報に合致するクラスの変形図柄が配置された範囲に、該変形図柄を検出するための検出枠を設ける検出用枠設置部と
を備えることを特徴とするパターン画像への情報埋め込み装置。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれかに記載の情報埋め込み方法により作成されたパターン画像であって、表示装置に映し出され、または、印刷装置によって出力されたことを特徴とする画像。
【請求項７】
請求項３に記載の情報埋め込み方法により、情報が埋め込まれたパターン画像から情報を取り出す方法であって、
前記情報が埋め込まれたパターン画像から検出枠を検出し、該検出枠の範囲内に配置される複数の変形図柄を特定し、各変形図柄について、ｎ個のマスク領域を特定するとともに、各マスク領域からｍビットのデータを復号して、各変形図柄に組み込まれたｎ×ｍビットの情報を復号し、各変形図柄の各ｎ×ｍビット情報を該変形図柄について予め定めた配置順にしたがって連結することを特徴とする情報取り出し方法。
【請求項８】
請求項７に記載の情報取り出し方法により、情報が埋め込まれたパターン画像から埋め込み情報を取り出すための装置であって、
前記情報が埋め込まれたパターン画像から検出枠を検出する枠認識部と、
前記枠認識部により検出された検出枠の範囲内に配置される複数の変形図柄を特定する画像分割部と、
前記画像分割部で特定された各変形図柄について、ｎ個のマスク領域を特定するマスク領域抜き出し部と、
前記各マスク領域内の色の割合を計算する色割合計算部と、
前記色割合計算部で計算した色の割合からｍビットのデータを復号することにより、各変形図柄に組み込まれたｎ×ｍビットの情報を復号するデータ復号部と、
各変形図柄の各ｎ×ｍビット情報を該変形図柄について予め定めた配置順にしたがって連結するデータ連結部と
を備えたことを特徴とする埋め込み情報取り出し装置。
【請求項９】
請求項１または２に記載の情報埋め込み方法において、埋め込むべき情報を分割したｎ×ｍビットの情報に合致するクラスの変形図柄が配置された範囲の先頭に、該先頭位置を検出するための位置検出図柄を設けることを特徴とするパターン画像への情報埋め込み方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のパターン画像への情報埋め込み方法により、パターン画像へ情報を埋め込むための装置であって、
前記基本となる図柄または変形図柄の中から位置検出条件となるべき位置検出図柄を決定する位置検出図柄決定部と、
前記位置検出図柄を除く各変形図柄について、予め定めた位置におけるｎ個の局所的な領域（マスク領域）を特定するマスク領域の抜き出し部と、
前記マスク領域の色の割合を計算し、予め設定した基準に沿ってｍ個の種類に分類してｍビットの情報をマスク領域に設ける色の割合計算部と、
該マスク領域を予め定めた順序で整列させるときに決定するｎ×ｍの情報に基づいて、各変形画像を２ｎ×ｍ個の種類のクラスに分類するクラス種類決定部と、
埋め込むべきデジタル情報をｎ×ｍビットの単位に分割するとともに、分割した各ｎ×ｍビットの情報に合致するクラスの変形図柄を選択する文字列分割・図柄選択部と、
前記位置検出図柄を先頭にしつつ、その他の前記変形図柄を予め定めた順序で配置させる変形図柄配置連結部と
を備えることを特徴とするパターン画像への情報埋め込み装置。
【請求項１１】
請求項９のいずれかに記載の情報埋め込み方法により作成されたパターン画像であって、表示装置に映し出され、または、印刷装置によって出力されたことを特徴とする画像。
【請求項１２】
請求項９に記載の情報埋め込み方法により、情報が埋め込まれたパターン画像から情報を取り出す方法であって、
前記情報が埋め込まれたパターン画像から位置検出図柄を検出し、該位置検出図柄に対して所定の位置関係を有して配置される複数の変形図柄を特定し、各変形図柄について、ｎ個のマスク領域を特定するとともに、各マスク領域からｍビットのデータを復号して、各変形図柄に組み込まれたｎ×ｍビットの情報を復号し、各変形図柄の各ｎ×ｍビット情報を該変形図柄について予め定めた配置順にしたがって連結することを特徴とする情報取り出し方法。
【請求項１３】
請求項７に記載の情報取り出し方法により、情報が埋め込まれたパターン画像から埋め込み情報を取り出すための装置であって、
検出対象画像から画像領域を検出する画像領域検出部と、
前記画像領域の中から位置検出図柄を検出し、情報が埋め込まれた図柄が配置されている情報埋め込み領域検出部と、
前記情報埋め込み領域検出部により検出された情報埋め込み領域の範囲内に配置される複数の変形図柄を特定する画像分割部と、
前記画像分割部で特定された各変形図柄について、ｎ個のマスク領域を特定するマスク領域抜き出し部と、
前記各マスク領域内の色の割合を計算する色割合計算部と、
前記色割合計算部で計算した色の割合からｍビットのデータを復号することにより、各変形図柄に組み込まれたｎ×ｍビットの情報を復号するデータ復号部と、
各変形図柄の各ｎ×ｍビット情報を該変形図柄について予め定めた配置順にしたがって連結するデータ連結部と
を備えたことを特徴とする埋め込み情報取り出し装置。
【請求項１４】
請求項５に記載の情報埋め込み装置と、請求項８に記載の埋め込み情報取り出し装置とを備え、または、請求項１０に記載の情報埋め込み装置と、請求項１３に記載の埋め込み情報取り出し装置とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン画像に情報を埋め込む方式方法ならびに装置と、その画像を撮像装置で撮影して得られる画素値のデータから、埋め込まれた情報データを読み込む方法ならびに装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像に対して情報を埋め込む従来技術（例えば、非特許文献１を参照）は、その用途により「電子透かし」や「ステガノグラフィ」と呼ばれている。これらの技術は、画像の画素値データに対して色や周波数領域での変換を施して情報を埋め込むのが基本的なアプローチである。
【０００３】
一方、印刷した画像を対象とした情報の埋め込み技術で、２次元バーコードのようにアナログ的な雑音や変形に対する耐性を有する手法として、色情報によるコード化手法（特許文献１）、画像ブロック毎の階調差を用いた手法（非特許文献２）、および冗長コードを導入する手法（特許文献２）等が提案されている。
【０００４】
雑音や変形の混入が不可避であるアナログ過程を経たデータに対して，デジタルデータに対して用いられている既存の電子透かしなどの手法を適用する場合、雑音や変形に対する耐性の確保にはデータの改竄に対して必要とされる耐性よりも多くの冗長性を必要とする。したがって、デジタルデータに対する手法を拡張しただけの従来技術の方法では、数バイト程度の情報しか埋め込めないという問題がある。
【０００５】
また２次元バーコードはデザイン的な要素を加えることが困難であるので大量に用いると印刷物の見栄えを損なうという欠点がある。
【特許文献１】特開２００１−１９５５３６号公報
【特許文献２】特開２０００−２８７０７３号公報
【非特許文献１】画像電子学会編「電子透かし技術  デジタルコンテンツのセキュリティ」東京電機大学出版局、２００４年
【非特許文献２】富士通ジャーナル  ２００５年６月号、“Newテクノロジー（１）”、http://jp.fujitsu.com/about/journal/281/newtechnology/
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする課題は、印刷や撮影等に際して雑音混入や画像の変形等に対する強固な耐性が確保された画像はデザイン的な要素を加えることが困難なため、それらを大量に用いると印刷物の見栄えを損なうというのが従来技術の問題点である。
【０００７】
そこで本発明では、人間が意図的にデザインできる図柄を変形して生成される画像群を用いて、印刷や撮影等の際に混入する雑音やひずみに対してこれまでよりも頑健に多くの情報を埋め込み、読み出すことを可能とする方法ならびに装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、印刷される画像群に対して人間の視覚に感知されない情報を埋め込み、および読み出す方法を実現する。また、本発明では２通りの課題解決手段を提供する。
【０００９】
第１の課題解決手段として、撮影時に検出用の枠がある場合に画像へ情報を埋め込む方法について記述する。
【００１０】
標本となる画像を変形して複数個の変形図柄を生成する。
【００１１】
各変形図柄から、ｎ個のマスク領域を抜き出す。
【００１２】
抜き出した各マスク領域にｍビットのデータを埋め込む。ただし、ｍビットのデータは各マスク領域に分布する色の割合に対応する。これにより、各変形図柄にはｎ×ｍビットのデータが埋め込まれる。
【００１３】
埋め込んだｎ×ｍビットのデータを用いて、各変形図柄を２ｎｍ個のクラスに分類する。
【００１４】
次に、埋め込む情報データをｎ×ｍビットごとに分け、対応する変形図柄を２ｎｍ個のクラスから選択する。
【００１５】
選択した変形図柄を規則的に配置する事で、情報データを埋め込んだパターン画像を生成する。
【００１６】
情報データを埋め込んだパターン画像を検出するための枠を設置し、検出枠がある情報埋め込みパターン画像（以下、枠付きパターン画像）を生成する。
【００１７】
第１の課題解決手段による、情報埋め込み方法を実現する装置を図４に示す。情報埋め込み装置１１は、マスク領域の抜き出し部１３、マスク領域内の色の割合計算部１４、クラス種類決定部１５、文字列の分割と変形図柄の選択部１６、変形図柄配置連結部１７、検出用枠設置部１８から構成される。
【００１８】
マスク領域の抜き出し部１３では、図４の複数個の変形図柄１２の各変形図柄からｎ個のマスク領域を抜き出す。
【００１９】
マスク領域内の色の割合計算部１４では、各マスク領域に分布する色の割合から、各領域にｍビットのデータを埋め込む。これにより、各変形図柄にはｎ×ｍビットのデータが埋め込まれる。
【００２０】
クラス種類決定部１５では、割合計算部１４で埋め込んだｎ×ｍビットのデータを用いて、各変形図柄を２ｎｍ個のクラスに分類する。
【００２１】
文字列の分割と変形図柄の選択部１６では、埋め込む情報データをｎ×ｍビットごとに分け、２ｎｍ個のクラスから対応する変形図柄を選択する。
【００２２】
変形図柄配置連結部１７では、選択した変形図柄を規則的に配置することで情報データが埋め込まれたパターン画像を生成する。
【００２３】
検出用枠設置部１８では、撮影時に情報データが埋め込まれたパターン画像の領域を検出するための枠を設置する。
【００２４】
この情報埋め込み装置１１を用いる事により、図４の枠付きパターン画像１９が生成される。
【００２５】
本発明の第１の課題解決手段によって情報データが埋め込まれた枠付きパターン画像から、情報を読み出す手段について記述する。
【００２６】
対象となる画像から検出した枠の幾何学的な情報に基づいて、ｎ×ｍビットのデータが埋め込まれている変形図柄を切り出す。
【００２７】
各変形図柄に対して、埋め込み時と同じｎ個のマスク領域を抜き出す。
【００２８】
抜き出した各マスク領域に埋め込まれているｍビットのデータを復号する。これにより、各変形図柄からｎ×ｍビットのデータが復号される。
【００２９】
次に、復号されたｎ×ｍビットのデータを変形図柄の配置順にしたがって連結し、埋め込み情報データを読み出す。
【００３０】
本発明の第１の課題解決手段によって情報データが埋め込まれた枠付きパターン画像から、埋め込み情報を検出する装置を図５に示す。埋め込み情報検出装置２１は、枠認識部２３、画像校正部２４、画像分割部２５、マスク領域の抜き出し部１３、マスク領域内の色の割合計算部１４、データ復号部２６、およびデータ連結部２７から構成される。
【００３１】
枠認識部２３と画像校正部２４では、検出対象画像２２から枠を検出し、枠の幾何学的な情報に基づいて画像の校正をする。
【００３２】
画像分割部２５では、画像校正部２４で校正した画像から、ｎ×ｍビットのデータが埋め込まれている変形図柄を切り出す。
【００３３】
マスク領域の抜き出し部１３とマスク領域内の色の割合計算部１４では、変形図柄からマスク領域を抜き出し、各マスク領域に分布する色の割合を計算する。
【００３４】
データ復号部２６では、マスク領域内の色の割合計算部１４で計算した色の割合から、ｎ×ｍビットのデータを復号する。これにより、各変形図柄からｎ×ｍビットのデータが復号される。
【００３５】
データ連結部２７では、データ復号部２６で復号したｎ×ｍビットのデータを、変形図柄が配置されていた順に連結する。
【００３６】
この埋め込み情報検出装置２１を用いる事により、図５の埋め込み情報データ２８を得る。
【００３７】
次に第２の課題解決手段として、撮影時に検出用の枠がない場合のパターン画像へ情報を埋め込む方法について記述する。
【００３８】
まず、標本となる画像を変形して複数個の変形図柄を生成する。
【００３９】
埋め込み情報データを検出する時のために、特定の位置検出条件を決める。
【００４０】
各変形図柄から、位置検出条件に一致する図柄を選び出し、位置検出図柄とする。
【００４１】
各変形図柄からｎ個のマスク領域を抜き出す。
【００４２】
抜き出した各マスク領域にｍビットのデータを埋め込む。ただし、ｍビットのデータは各マスク領域に分布する色の割合に対応する。これにより、各変形図柄にはｎ×ｍビットのデータが埋め込まれる。
【００４３】
埋め込んだｎ×ｍビットのデータを用いて、各変形図柄を２ｎｍ個のクラスに分類する。
【００４４】
次に、埋め込む情報データをｎ×ｍビットごとに分け、２ｎｍ個のクラスから対応する変形図柄を選択する。
【００４５】
位置検出図柄を先頭に配置した後、選択した変形図柄を規則的に配置し、情報データを埋め込んだパターン画像を生成する。
【００４６】
情報データを埋め込んだパターン画像を、さらに規則的に配置し、検出枠が無い情報埋め込みパターン画像（以後，枠無しパターン画像）を生成する。
【００４７】
第２の課題の解決手段による、情報埋め込み方法を実現する装置を図６に示す。情報埋め込み装置３１は、位置検出図柄決定部３３、マスク領域の抜き出し部１３、マスク領域内の色の割合計算部１４、クラス種類決定部１５、文字列の分割と変形図柄の選択部１６、変形図柄配置連結部３４、環状配置連結部３５から構成される。
【００４８】
位置検出図柄決定部３３では、図６の複数個の変形図柄１２から、図６の位置検出条件の決定３２で決めた、位置検出条件に一致する図柄を選択する。
【００４９】
マスク領域の抜き出し部１３、マスク領域内の色の割合計算部１４、クラス種類決定部１５、および文字列の分割と変形図柄の選択部１６では、図４情報埋め込み装置１１で同じ符号を持つ部位と同等の処理をする。
【００５０】
変形図柄配置連結部３４では、位置検出図柄決定部３３で選択した位置検出図柄を先頭に配置した後、文字列の分割と変形図柄の選択部１６で選択した変形図柄を規則的に配置し、情報データを埋め込んだパターン画像を生成する。
【００５１】
環状配置連結部３５では、変形図柄配置連結部３４で生成した情報データを埋め込んだパターン画像を、さらに規則的に配置する。
【００５２】
この情報埋め込み装置３１を用いる事により、図６の枠無しパターン画像３６が生成される。
【００５３】
本発明の第２の課題解決手段によって情報データが埋め込まれた枠無しパターン画像から、情報を読み出す手順について記述する。
【００５４】
まず対象となる画像から、位置検出条件に一致する変形図柄（位置検出図柄）を検出する事により、情報データが埋め込まれている画像領域を切り出す。
【００５５】
情報データが埋め込まれている画像領域から、ｎ×ｍビットのデータが埋め込まれている変形図柄を切り出す。
【００５６】
各変形図柄から、埋め込み時と同じｎ個のマスク領域を抜き出す。
【００５７】
抜き出した各マスク領域に埋め込まれているｍビットのデータを復号する。これにより、各変形図柄からｎ×ｍビットのデータが復号される。
【００５８】
次に、復号されたｎ×ｍビットのデータを変形図柄の配置順にしたがって連結し、埋め込まれている情報データを読み出す。
【００５９】
本発明の第２の課題解決手段によって情報データが埋め込まれた枠無しパターン画像から、埋め込み情報データの検出を実現する装置を図７に示す。埋め込み情報検出装置４１は、画像領域検出部４３、情報埋め込み領域検出部４４、画像校正部２４、画像分割部２５、マスク領域の抜き出し部１３、マスク領域内の色の割合計算部１４、データ復号部２６、データ連結部２７から構成される。
【００６０】
画像領域検出部４３では、図７検出対象画像４２から、画像領域を検出する。
【００６１】
情報埋め込み領域検出部４４では、位置検出条件に一致する変形図柄（位置検出図柄）を検出する事により、情報データが埋め込まれている領域を認識する。
【００６２】
画像校正部２４、画像分割部２５、マスク領域の抜き出し部１３、マスク領域内の色の割合計算部１４、データ復号部２６、およびデータ連結部２７では、図５埋め込み情報検出装置２１で同じ符号を持つ部位と同等の処理をする。
【００６３】
この図７埋め込み情報検出装置４１を用いる事により、図７の埋め込み情報データ２８を得る。
【発明の効果】
【００６４】
本発明の第１の課題解決手段では、変形図柄中の特定のマスク領域に情報を埋め込むため、画像の一部分を操作するだけで、情報を保持した変形図柄が生成できる。結果として、デザイン的な見栄えを損なわない変形規則を用いて情報埋め込み画像を生成することができる。また本発明の第２の課題解決手段により、情報を埋め込んだ変形図柄を大量に配置したパターン画像を用いても印刷物の見栄えを損なわない、情報の埋め込み、ならびに情報の検出ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
本発明を実施するための最良の形態として、白黒の基本図柄を対象とした場合の第１の課題解決手段、および第２の課題解決手段について以下に記述する。
【００６６】
第１の課題解決手段の情報埋め込み方法を、図１に基づいて説明する。また、第１の課題解決手段の情報埋め込み方法を実現する装置を図４に、埋め込み情報検出装置を図５に示す。
【００６７】
パターン画像に情報を埋め込む方法は、図１（ａ）のａ．１、ａ．２、ａ．３、ａ．４、ａ．５、ａ．６、ａ．７の手続きで構成される。また図４に示す情報埋め込み装置１１は、マスク領域の抜き出し部１３、マスク領域内の色の割合計算部１４、クラス種類決定部１５、文字列の分割と変形図柄の選択部１６、変形図柄配置連結部１７、検出用枠設置部１８から構成される。
【００６８】
図１（ａ．１）では、情報を埋め込むための複数個の変形図柄を用意する。これは、図４で複数個の変形図柄１２に相当する。
【００６９】
図１（ａ．２）では、各変形図柄中からｎ個のマスク領域を抜き出す。この工程は、マスク領域の抜き出し部１３で処理される。
【００７０】
図１（ａ．３）では、１つのマスク領域内に分布する白黒の割合からｍビットのデータを保持させる。マスク領域での白黒の割合の範囲を（２ｍ−１）個の閾値で区切り、２ｍ個のクラスに分けることでｍビットのデータを保持させる。これにより、各変形図柄にはｎ×ｍビットのデータが埋め込まれる。この工程は、マスク領域内の色の割合計算部１４で処理される。
【００７１】
図１（ａ．４）では、各変形図柄に埋め込んだｎ×ｍビットのデータを用いて、各変形図柄を２ｎｍ個のクラスに分類する。例えば、１個の変形図柄に対して４（＝ｎ）個のマスク領域を用いて、各マスク領域で１（＝ｍ）ビットのデータを割り当てる場合、クラスの個数は１６個（=２ｎｍ）となる。この工程は、クラス種類決定部１５で処理される。
【００７２】
図１（ａ．５）では、埋め込む情報をｎ×ｍビットごとに分け、２ｎｍ個のクラスから対応する変形図柄を選択する。この工程は、文字列の分割と変形図柄の選択部１６で処理される。
【００７３】
図１（ａ．６）では、選択した変形図柄を規則的に配置することで情報データが埋め込まれたパターン画像を生成する。この工程は、変形図柄配置連結部１７で処理される。
【００７４】
図１（ａ．７）では、撮影時に情報データが埋め込まれたパターン画像の領域を検出するための枠を設置する。この工程は、検出用枠設置部１８で処理される。
【００７５】
この図４の情報埋め込み装置１１を用いる事により、枠付きパターン画像１９が生成される。
【００７６】
次に、第１の課題解決手段について、データ読み込みの機構は図１（ｂ） のｂ．１、ｂ．２、ｂ．３、ｂ．４、ｂ．５、ｂ．６の手続きで構成される。また図５に示す埋め込み情報検出装置２１は、枠認識部２３、画像校正部２４、画像分割部２５、マスク領域の抜き出し部１３、マスク領域内の色の割合計算部１４、データ復号部２６、データ連結部２７から構成される。
【００７７】
図１（ｂ．１）では、撮影した画像（図５の検出対象画像２２）から情報データが埋め込まれたパターン画像を検出するための枠を認識する。この工程は、枠認識部２３で処理される。
【００７８】
図１（ｂ．２）では、枠の情報に基づいて撮影した画像を元の矩形領域の状態に戻す校正処理を実行する。この工程は、画像校正部２４で処理される。
【００７９】
図１（ｂ．３）では、各ｎ×ｍビットのデータが埋め込まれている各変形図柄単位に画像を切り出す。この工程は、画像分割部２５で処理される。
【００８０】
図１（ｂ．４）では、変形図柄中から、図１（ａ．２）と同じｎ個のマスク領域を抜き出す。この工程は、マスク領域の抜き出し部１３で処理される。
【００８１】
図１（ｂ．５）では、抜き出した各マスク領域での白黒の割合から、ｍビットのデータを復号する。埋め込み時と同様に、１つのマスク領域内に分布する白黒の割合の範囲を（２ｍ−１）個の閾値で区切り、２ｍ個のクラスに分けることでｍビットのデータを復号する。これにより、各変形図柄でｎ×ｍビットのデータが復号される。この工程は、マスク領域内の色の割合計算部１４とデータ復号部２６で処理される。
【００８２】
図１（ｂ．６）では、各変形図柄で復号されたｎ×ｍビットずつのデータを、変形図柄の配置順にしたがって連結し、埋め込まれている情報データを読み出す。この工程は、データ連結部２７で処理される。
【００８３】
この図５の埋め込み情報検出装置２１を用いる事により、埋め込み情報データ２８を得る。
【００８４】
次に第２の課題解決手段について、白黒画像を対象とした実施例を図１に基づいて説明する。また、第２の課題解決手段の情報埋め込み方法を実現する装置を図６に、埋め込み情報検出装置を図７に示す。
【００８５】
パターン画像に情報を埋め込む機構は、図１（ａ）のａ．１、ａ．８、ａ．９、ａ．２、ａ．３、ａ．４、ａ．５、ａ．１０、ａ．１１の手続きで構成される。また図６に示す情報埋め込み装置３１は、位置検出図柄決定部３３、マスク領域の抜き出し部１３、マスク領域内の色の割合計算部１４、クラス種類決定部１５、文字列の分割と変形図柄の選択部１６、変形図柄配置連結部３４、環状配置部３５から構成される。
【００８６】
図１（ａ．８）では、埋め込み情報データを検出する時のために、位置検出条件を決める。ここでは、変形図柄を取り囲む正方形の画像領域の中心座標（以後，画像中心と呼ぶ）と、図柄の色が塗られた領域の重心座標（以後，領域重心と呼ぶ）がずれていることを位置検出条件とする。そこで、まず全ての変形図柄に対して、変形図柄の画像中心と図柄の領域重心を一致させる。この処理は図６で、位置検出条件の決定３２に相当する。
【００８７】
図１（ａ．９）では、位置検出条件に一致する変形図柄を決める。ここでは変形図柄の画像中心から図柄の領域重心を移動させた図柄を、位置検出図柄とする。この工程は、位置検出図柄決定部３３で処理される。
【００８８】
図１（ａ．１０）では、図１（ａ．９）で決めた位置検出図柄を先頭に配置した後、図１（ａ．５）で選択した変形図柄を規則的に配置することで、情報データを埋め込んだパターン画像を生成する。この工程は、変形図柄配置連結部３４で処理される。
【００８９】
図１（ａ．１１）では、情報データを埋め込んだパターン画像を、さらに規則的に配置する。この工程は、環状配置連結部３５で処理される。
【００９０】
この図６の情報埋め込み装置３１を用いる事により、枠無しパターン画像３６が生成される。
【００９１】
次に、第２の課題解決手段について、データ読み込み機構は図１（ｂ）のｂ．７、ｂ．８、ｂ．２、ｂ．３、ｂ．４、ｂ．５ 、ｂ．６の手続きで構成される。また図７に示す埋め込み情報検出装置４１は、画像領域検出部４３、情報埋め込み領域検出部４４、画像校正部２４、画像分割部２５、マスク領域の抜き出し部１３、マスク領域内の色の割合計算部１４、データ復号部２６、データ連結部２７から構成される。
【００９２】
図１（ｂ．７）では、検出対象画像から、変形図柄中の図柄を認識する。この工程は、画像領域検出部４３で処理される。
【００９３】
図１（ｂ．８）では、位置検出条件に一致する変形図柄中の図柄を検出する。各図柄の領域重心を計算した後、各領域重心の並びからずれている領域重心を検出し、情報データが埋め込まれている領域を認識する。この工程は、情報埋め込み領域検出部４４で処理される。
【００９４】
この図７の埋め込み情報検出装置４１を用いる事により、埋め込み情報データ２８を得る。
【実施例１】
【００９５】
図３は、本発明の第１の課題解決手段より１９２ビットの情報を埋め込んだ枠付きパターン画像（４５０×４５０）である。６４×６４ピクセルの変形図柄に対して、画像の中心から市街地距離で１２ピクセル離れた場所に４個のマスク領域（８×８ピクセル）を用意し、各マスク領域で１ビットのデータを保持させた。このようにして１個の変形図柄に４ビットのデータを埋め込み、それを２次元格子状に４９個（縦７、横７）配置した。情報データ検出用の枠の幅は１ピクセルとする。
【００９６】
この枠付きパターン画像を印刷装置、例えばプリンタでモノクロ印刷し、接写レンズとほぼ平行にして携帯電話のカメラを用いて撮影して得られた画像データに対して、本発明の第１の課題解決手段による復号計算で検出された情報データと元の情報データを比較して誤りビット数を求めた結果を表１に示す。
【００９７】
【表１】
0004910145.tif 000002
【００９８】
上記の表は、図２の情報埋め込み画像を、様々な大きさで印刷し、一定の解像度（１２００×１６００ピクセル）で１０回撮影した時の検出結果である。ただし、平均ビット誤り率はビット誤り数／埋め込みビット数とする。この実験結果より、使用する変形図柄によって検出精度が変る事が分かる。また印刷サイズが小さくなるに従って、埋め込んだ情報データを完全には取り出せないことが示される。そこで、一般的な誤り訂正符号を導入し、検出精度を保障する。
【実施例２】
【００９９】
図３は、本発明の第２の課題解決手段より、１９２ビットの情報を埋め込んだ画像（６１６×６１６）を、さらに２次元格子状に配置した枠無しパターン画像である。８８×８８ピクセルの変形図柄に対して、画像の中心から市街地距離で１２ピクセル離れた場所に４個のマスク領域（１２×１２ピクセル）を用意し、各マスク領域で１ビットのデータを保持させた。１個の変形図柄に４ビットのデータを埋め込み、それを２次元格子状に４９個（縦７、横７）の画像ブロックとして配置した。ある変形図柄の領域重心が、周囲の変形図柄の領域重心に比べてずれている事を位置検出条件とした。そこで変形図柄の画像中心から図柄の領域重心を市街地距離で１０ピクセル移動させたものを、位置検出図柄とした。それ以外のデータが埋め込まれている変形図柄は、変形図柄の画像中心と図柄の領域重心を一致させた。
【０１００】
この枠無しパターン画像を印刷装置、例えばプリンタで１５ｉｎｃｈの大きさにモノクロ印刷し、接写レンズとほぼ平行にして携帯電話のカメラを用いて撮影して得られた画像データに対して、本発明の第２の課題解決手段による復号計算で検出された情報データと元の情報データを比較して誤りビット数を求めた結果を表２に示す。
【０１０１】
【表２】
0004910145.tif 000003
【０１０２】
上記の表は、図３の情報埋め込み画像を、一定の解像度（１２００×１６００ピクセル）で１０回撮影した時の検出結果である。この実験結果より、埋め込んだデータを完全には取り出せないことが示される。このような場合には、一般的な誤り訂正符号を導入する事で対応できる。また、ｓａｍｐｌｅ１の１回目、ｓａｍｐｌｅ３の３回目は、位置検出図柄の検出に失敗しているためビット誤り個数が多くなっている。
【産業上の利用可能性】
【０１０３】
雑誌や新聞等の印刷物を媒介とした画像メディアコンテンツだけでなく、大型の壁紙やクロスへの印刷物、さらにはプロジェクタによってスクリーンに投影した映像までも、対象コンテンツとして扱う事ができる。請求項１、請求項２、ならびに請求項８に関しては、情報を埋め込んだパターン画像を生成するソフトウェア製品として、請求項３ならびに請求項４に関しては、カメラ画像を用いた情報取得手段を提供するソフトウェア製品として、また請求項９ならびに請求項１０に関しては包装紙や壁紙などからカメラを用いた情報取得手段を提供するソフトウェア製品として、さらに請求項５、請求６、請求項７、請求項１１、請求１２、請求項１３、および請求項１４に関しては、これらのソフトウェア製品とカメラ、プリンタ、および携帯電話等のハードウェア装置を組み合わせた製品としての産業上の応用が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】パターン画像への情報の埋め込み過程と読み込み過程を示した説明図
【図２】本発明の第１の課題解決手段により生成された画像の例
【図３】本発明の第２の課題解決手段により生成された画像の例
【図４】本発明の第１の課題解決手段による情報埋め込み装置の構成図
【図５】本発明の第１の課題解決手段による埋め込み情報検出装置の構成図
【図６】本発明の第２の課題解決手段による情報埋め込み装置の構成図
【図７】本発明の第２の課題解決手段による埋め込み情報検出装置の構成図
【符号の説明】
【０１０５】
１１    本発明の第１の解決手段による情報埋め込み装置
１２    情報を埋め込むための変形図柄
１３    マスク領域の抜き出し部
１４    マスク領域内の色の割合計算部
１５    クラス種類決定部
１６    文字列の分割と変形図柄の選択部
１７    変形図柄配置連結部
１８    検出用枠設置部
１９    枠付きパターン画像
２１    本発明の第１の解決手段による埋め込み情報検出装置
２２    検出対象画像
２３    枠認識部
２４    画像校正部
２５    画像分割部
２６    データ復号部
２７    データ連結部
２８    埋め込み情報データ
３１    本発明の第２の解決手段による情報埋め込み装置
３２    位置検出条件の決定
３３    位置検出図柄決定部
３４    変形図柄配置連結部
３５    環状配置連結部
３６    枠無しパターン画像
４１    本発明の第２の解決手段による埋め込み情報検出装置
４２    検出対象画像
４３    画像領域検出部
４４    情報埋め込み領域検出部
【図１】
0004910145.tif 000004
【図２】
0004910145.tif 000005
【図３】
0004910145.tif 000006
【図４】
0004910145.tif 000007
【図６】
0004910145.tif 000008
【図５】
0004910145.tif 000009
【図７】
0004910145.tif 000010