(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示手段の階調特性を検査するための画像を表示する画像出力方法であって、
第１透かし画像と、前記第１透かし画像とは反対の特性を有する第２透かし画像とによるチャートを、表示の際に所定のガンマ値において透かしが成立するように強度変調により作製する際に、前記第１透かし画像と前記第２透かし画像とによる透かしが成立する前記所定のガンマ値を異なる複数の値に設定して複数のチャートを作製し、
前記異なるガンマ値で透かしが成立するように設定して作製された前記複数のチャートを画像表示手段の画面内に表示する、
ことを特徴とする画像出力方法。
【請求項２】
画像表示手段の階調特性を検査するための画像を表示する画像出力装置であって、
第１透かし画像と、前記第１透かし画像とは反対の特性を有する第２透かし画像とによるチャートを、表示の際に所定のガンマ値において透かしが成立するように強度変調により作製する際に、前記第１透かし画像と前記第２透かし画像とによる透かしが成立する前記所定のガンマ値を異なる複数の値に設定して複数のチャートを作製する画像処理手段を備え、
前記異なるガンマ値で透かしが成立するように設定して前記画像処理手段で作製された前記複数のチャートを画像表示手段の画面内に表示する、
ことを特徴とする画像出力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像出力方法および画像出力装置に関し、特に、通常は不可視状態になっている透かし画像を扱える画像出力方法および画像出力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（１）「ディジタル画像の著作権保護のための周波数領域における電子透かし方式」（The 1997 Symposium on Criyptography and Information Security, CSIS'97-26A(1997),中村・小川・高嶋）において、ディジタル画像データの周波数領域に著作権情報や利用条件などを副情報としてコンテンツ内に埋め込み、著作者の氏名表示や購入者の情報を付加することが提案されている。
【０００３】
（２）また、偽造防止の印刷技術として、大面積では同一の反射率を持ちながら解像度の異なる記録を行うことで、複製された際には、入力装置の解像度や階調特性の違いを利用して特定の模様が浮かび上がる手法が存在している。
【０００４】
【解決しようとする課題】
（１）上述した電子透かし方式では、ディジタルデータ内に情報を埋め込むものであるため、画像データがプリントされてしまうと埋め込まれた情報を検出することができなくなる。また、画像処理などによって画像のサイズが変更されたり、回転や変形などを受けると検出能力が低下する問題がある。また、検出のために特定の画像処理を行う必要があり、容易に情報の検出は行えない問題があった。
【０００５】
（２）上述した偽造防止の印刷技術ではグラビア印刷を用いるため、高度な印刷技術が必要である。このため、一般の画像出力装置（ディスプレイやプリンタ）では利用することができなかった。
【０００７】
本発明の目的は、ディスプレイの階調特性の検出に用いることが可能な透かし画像の利用に関する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する本発明は以下に説明するようなものである。
（１）請求項１記載の発明は、画像表示手段の階調特性を検査するための画像を表示する画像出力方法であって、第１透かし画像と、前記第１透かし画像とは反対の特性を有する第２透かし画像とによるチャートを、表示の際に所定のガンマ値において透かしが成立するように強度変調により作製する際に、前記第１透かし画像と前記第２透かし画像とによる透かしが成立する前記所定のガンマ値を異なる複数の値に設定して複数のチャートを作製し、前記異なるガンマ値で透かしが成立するように設定して作製された前記複数のチャートを画像表示手段の画面内に表示する、ことを特徴とする画像出力方法である。
【００１２】
（２）請求項２記載の発明は、画像表示手段の階調特性を検査するための画像を表示する画像出力装置であって、第１透かし画像と、前記第１透かし画像とは反対の特性を有する第２透かし画像とによるチャートを、表示の際に所定のガンマ値において透かしが成立するように強度変調により作製する際に、前記第１透かし画像と前記第２透かし画像とによる透かしが成立する前記所定のガンマ値を異なる複数の値に設定して複数のチャートを作製する画像処理手段を備え、前記異なるガンマ値で透かしが成立するように設定して前記画像処理手段で作製された前記複数のチャートを画像表示手段の画面内に表示する、ことを特徴とする画像出力装置である。
【００３３】
これらの発明では、画像表示手段の階調特性を検査するための第１及び第２の透かし画像として、画像表示手段の特性が異なる時に透かし画像が現れるようにすることで、画像表示手段の階調を容易にチェックすることができる。さらに階調調整装置と組み合わせることで目視で階調を調整することができる。
【００３６】
これらの発明では、１画面内の位置において異なる透かし画像が成立する条件、たとえば、同じ画像内に透かしの成立するガンマ値が変えて並べてあることにより、容易に現在の階調特性を判別できる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例について、図面を参照しつつ説明を行なう。
＜第１の実施の形態例＞
図１は本実施の形態例を実現するための画像出力装置の構成例を示すブロック図、図２は本実施の形態例により形成される透かし情報付き画像の様子を示す説明図である。
【００４６】
図１において、１０は各部を制御する制御部、２０は外部から透かし画像を受けて略反対の特性を含む第１透かし画像と第２透かし画像とを生成する透かし画像処理部、３０は上記第１及び第２透かし画像並びに外部からの通常画像を所定の配置で重畳して透かし情報付き画像を生成する重畳処理部、４０は透かし情報付き画像または後述するフィルタを出力するプリンタやディスプレイなどの画像出力部である。
【００４７】
ここでは、透かし情報付き画像を生成するに際して面積変調で位相変化を用いる場合を例に示す。図２にカラーの透かし情報付き画像の一例を示す。ここでは、１画素は図２（ａ）に示すような細長い形状になっており、基本的に黒地（ベースと呼ぶ）にＲＧＢの帯（ストリップ）の位相（ここでは左右の位置）を変えることで情報を持たせる。ここでは、ベースの半分の長さのストリップを用いて、その位置により情報を持たせることにする。これが１画素相当になる。
【００４８】
また、ここでは、１画素領域を左右に２つに分け、たとえば、左側を第１透かし画像領域Ｘ（以下、単に「領域Ｘ」）、右側を第２透かし画像領域＋通常画像領域Ｙ（以下、単に「領域Ｙ」）とする。なお、この左右は逆に設定することを妨げるものではない。また、縦長の形状にして、上下方向に分けることも可能である。
【００４９】
まず、第１透かし画像のＲＧＢ値により、重畳処理部３０ではストリップの位置を変更する処理を行う（図２（ｂ））。すなわち、その色が強くなるのに従って、領域Ｘ側に寄せて表示する。ここに示す例では、第１透かし画像領域のＲＧＢ値に応じて、左側に寄せるように表示する。
【００５０】
もし、第１透かし画像で赤を表示するのではあれば、Ｒストリップを左端に寄せ、その他のＧ・Ｂストリップをは右端に寄せるようにする。すなわち、第１透かし画像と第２透かし画像とは、反対の特性を含んでいることになる。
【００５１】
以上のようにして第１透かし画像に応じた位置でストリップを表示した場合であっても、ＲＧＢのストリップの長さは同じであって、ベース部分に対するＲＧＢストリップの面積が常に同じであるため、離れた位置から観察した場合には加法混色によって一様な状態に見える。このため、不可視状態になる。第１透かし画像だけ、または、第２透かし画像だけ、を視認することはできない。なお、通常画像が存在していない場合には、第１透かし画像と第２透かし画像との加法混色によって、画面全体が無彩色（灰色）に見える。
【００５２】
なお、このように通常の観察状態では透かし画像（第１透かし画像）を視認することができないが、ある特定のフィルタを用いることで、いずれか一方の透かし画像のみを表示することが可能である。
【００５３】
透かし画像を検出する時には、透明／不透明（無色／黒など）の縦格子フィルタ１００を用いて、不透明の部分で領域Ｙを覆い隠すよう重ね合わせる。このように、領域Ｙを隠すことで、第１透かし画像を検出する（図２（ｃ））。このようにすることで、外部から供給された透かし画像のみを表示することができる。
【００５４】
なお、以上のように、領域Ｙのみを覆い隠す必要があるので、縦格子フィルタ１００は、透かし情報付き画像を作成したものと実質同じプリンタを用いるのが望ましい。ここで実質同じとは、画像形成エンジンが同種であるものを意味する。また、全く同じプリンタで、透かし情報付き画像と縦格子フィルタとを出力することが最も望ましい。
【００５５】
また、透かし画像をプリントするときのプリンタの解像度を一般的に用いられているプリンタの解像度を僅かにでも異なるようにしておくことで、標準的なプリンタでプリントして複製（偽物）を作ろうとすると、格子フィルタを重畳したときにモアレが発生し、容易に偽物と判別できる。
【００５６】
この場合のプリンタは、２００dpi，３００dpi，３６０dpi，４００dpi，６００dpi，７２０dpi，８００dpi，１２００dpi，１４４０dpi，のいずれかのプラスマイナス１％の範囲外の記録密度であると、偽物の判別に有効である。
【００５７】
なお、カラー表示の場合のベースは黒以外に、白や灰色などの無彩色であってもよいが、コントラストの点では黒を用いることが最も望ましい。同様に、縦格子フィルタ１００も無彩色であればよいが、コントラストの点で黒が最も望ましい。
【００５８】
また、モノクロームの表示では、ベースが黒の場合にストリップに白や黄など明るい色を用いることでコントラストを高くすることができる。このとき、ストリップに蛍光色を用いるとさらに良い。
【００５９】
また、ストリップの寄せ方は左右どちらでもよい。検出する時の縦格子の位置を変えれば同じことになる。
このようにして作製した画像は、透かし画像データのエッジ部分がわずかに見えるが、これを目立たなくさせるには、ローパスフィルタによって透かし画像データの高周波成分を低減する。これにより透かし画像のエッジ部分が目立たなくなる。
【００６０】
なお、以上は第１透かし画像と第２透かし画像とを中心に説明してきたが、これに通常画像を加えることができる。すなわち、領域Ｙにおいて、通常画像のＲＧＢ値に応じてストリップの長さを変える（加算する）ようにする。
【００６１】
このようにすることで、領域Ｙを覆い隠した場合には透かし画像が現れ、何もしない状態では加算されたストリップによって通常画像のみが現れるようになる。したがって、通常状態では通常画像を視認でき、特定のフィルタを用いたときだけ透かし画像を抽出できる。
【００６２】
なお、以上の場合のストリップの位置をずらすための位相変化は、電子写真プリンタのＰＷＭ発生三角波の位相をずらすことでつくることができる。また、インクジェットプリンタでもドット噴射のタイミングをずらすことで作ることができる。
【００６３】
また、ベースに対するストリップの配置の仕方は、面積さえ合えば、このような横長だけでなく、複数に区分したり、縦方向上下でキャンセルさせたりすることができる。
【００６４】
上述したストリップの位置の変更が図３（ａ）であるとすると、複数に分割する場合は図３（ｂ）または図３（ｃ）のようにすることができる。図３（ｂ）では領域Ｘと領域Ｙとでストリップを分割し、それぞれで右側に寄せた様子を示している。なお、これとは逆にそれぞれの領域で左側に寄せることも可能である。図３（ｃ）では領域Ｘと領域Ｙとでストリップを分割し、それぞれで中央に寄せた様子を示している。
【００６５】
また、分割数は２だけでなく、領域Ｘと領域Ｙとのそれぞれの中で複数に分割することも可能である。ただし分割を増やすと、ドットゲインのため、面積比（ベースに村するストリップの実施面積比）が一一定にならない問題が発生しやすくなる。
【００６６】
また、以上の説明では、領域Ｘと領域Ｙとを左右に並べたが、領域Ｘを中心にして、その両脇に２／Ｙずつ並べてもよい。
また、以上の説明では、領域Ｘ、領域Ｙは縦に揃った状態であったため、単純な縦格子フィルタを用いることができた。フィルタの形状が複雑化することが許されれば、領域Ｘと領域Ｙとは縦に並べなくてもよい。
【００６７】
＜第２の実施の形態例＞
ここでは、第２の実施の形態例として、濃度（強度）変化を用いる手法を説明する。すなわち、上述した第１の実施の形態例では位相差を用いたが、ここでは強度変調を用いることにする。
【００６８】
図５（ａ）に示すように、左の列（領域Ｘ）と右の列（領域Ｙ）とがあり、上の実施例と同様に左側に第１透かし画像（透かし元画像）、右側に第２透かし画像を埋め込む。検出時には右の列を隠して透かし画像を検出する。
【００６９】
ここで、左列の透かし画像データの三刺激値をＸL，ＹL，ＺLとし、表現するメディアの最大三刺激値をＸw，Ｙw，Ｚwとし（白レベル）、右列の画素値をＸR，ＹR，ＺRとし、黒レベルをＸB，ＹB，ＺBとする。このとき、
ＸR＝Ｘw−ＸL−ＸB
ＹR＝Ｙw−ＹL−ＹB
ＺR＝Ｚw−ＺL−ＺB
ただし、
0≦ＴR＋ＴL＋ＴB≦−Ｔw，
ＴB＜Ｔw，
0≦ＴR，ＴL，ＴB≦Ｔw，
で示された値を再現するデジタル信号値を右列に与えればよい。
【００７０】
このようにすることで、離れて観察した場合には、左列と右列が加法混色で平均化され、一様な画像として観察される。もし、ここで透かしのみを表示する場合、白レベルは最大値、黒レベルは最小値とすれば、最もコントラストの高い透かし画像が表示できる。
【００７１】
また、黒レベルの余裕を利用すれば、透かし＋通常表示画像を表現することができる。この場合、透かし画像のコントラストは低下する。すなわち、０〜ＴBを用いて、通常表示画像を作画する。
【００７２】
特に、ディスプレイではこのような計算が簡単にできる。すなわち、信号値Ｓ（０〜１に正規化）に対する算出力出力値をＴとしたときに階調カーブが分かればこれらは容易に計算可能である。
【００７３】
Ｔ≧ｆ（Ｓ）
であったとすれば、これを代入して計算することができる。ディスプレイの場合には、
【数１】
0003747658.tif 000002
で表現される。ここでγは１．８〜２．５程度であり、２．２が標準的である。
【００７４】
ＣＲＴの場合、水平方向は解像度低下していることが多いので、第１透かし画像と第２透かし画像とは垂直方向に並ぶようにレイアウトするのがよい。
ここで、第２の実施の形態例の変形例について説明する。
【００７５】
第１透かし画像、第２透かし画像のペアを擬似乱数に従ってレイアウトすることで、透かしを読み出すためのフィルタを作製する際に擬似乱数のシードの値を必要とするようにできる。
【００７６】
そして、シード値を透かし表示と同時に示し、それを読み取り、検出側では指定の疑似乱数に従って必要な検出フィルタを生成、チェックができる。このようにすることで、セキュリティ能力が向上する。
【００７７】
また、図５（ｂ）のように３画素を一単位として、２画素（領域Ｘと領域Ｙ’）に第一の透かし画像と第二の透かし画像を当てはめ、残りの一画素（領域Ｚ）に通常画像を挿入してもよい。
【００７８】
＜第３の実施の形態例＞
ここで、第３の実施の形態例として、ディスプレイ階調特性検出について説明する。
【００７９】
上記第２の実施の形態例の強度変調を用いた透かしシステムの計算式で作製しておくことにより、もし、ディスプレイの階調特性が変わった場合にも、透かし画像が見えてくるような画像を作ることができる。
【００８０】
従来は図６（ａ）に示すように２５５と０を交互に並べた画像（周囲の白黒の横線）と、それと近い中間値（γ＝２．２ならば、１８６という中間値）を示す画像データを併存させて見せる方法をとっていた。このため、２値画像と階調画像とを見比べることになり、実際には見づらいものであった。
【００８１】
そこで、この実施の形態例では、γを変えた状態の短冊状のチェックチャートを組み合わせることによって、１枚のチェックチャートを作成する。この様子を図６（ｂ）に示す。このチェックチャートをディスプレイに表示することにより、階調特性が狂うと、透かし画像が中間値のあるカラーポジ、または、カラーネガで見えるようになる。このため、従来例に比べてより容易に合わせることができる。なお、γを変えた状態の短冊状のチェックチャートは、前述した式に基づいて作成する。
【００８２】
このように、一枚の画像で、例えば横方向に透かしが成立するガンマ値を徐々に変化する画像を作製することにより、ディスプレイの階調特性がどうなっているかを一目で分かるチャートが作れる。
【００８３】
＜第４の実施の形態例＞
ここで、第４の実施の形態例として、透かし検出装置について説明する。透かし画像に上記の縦格子フィルタの代わりに格子の画像を投影し、観察することができる。なお、この格子の画像としては、格子のパターンの白色光などが該当する。
【００８４】
このときに、位置合わせマークがあれば、それを検出し、それに合わせて格子画像の位置を微調整することで、格子のフィルタを手動で重ね合わせるより容易に透かし画像を検出できる。
【００８５】
また、透かし画像に周辺には印刷の位置合わせマークを入れておけば、より容易に合わせることができる。透かし検出装置はその位置合わせマークを頼りに格子画像の縮尺を決め、透かしに投影する。
【００８６】
＜その他の実施の形態例＞
ここで、以上の全体の変形例を説明する。第２透かし画像は第１の透かし画像に対して一画素一画素対応でなくても、上下左右（周囲）に分けて分散させてもよいし、第２の透かし画像エリアの画素数を増やしてもよい。
【００８７】
また、第１の実施の形態例（面積変調タイプ）と第２の実施の形態例（強度変調タイプ）とを組み合わせて様々な変形例が可能であり、これらも本願発明の一部として含まれる。
【００８８】
また、以上の画像出力方法や画像出力装置により作成された透かし画像が記録された記録媒体（印刷物）も本願発明の一部として含まれる。
【００８９】
【発明の効果】
以上詳細に説明した本発明によれば、以下のような効果が得られる。
（１）請求項１と請求項２とに記載の発明では、元となる第１透かし画像と、前記第１透かし画像と略反対の特性を含む第２透かし画像とを空間的に異なる位置に記録し、これら２種類の画像は略反対の特性を含んでいるものであるため、離れた位置から観察した場合には加法混色によって一様な状態に見えるため、不可視状態になる。
【００９７】
そして、画像表示手段の階調特性を検査するための第１及び第２の透かし画像として、画像表示手段の特性が異なる時に透かし画像が現れるようにすることで、画像表示手段の階調を容易にチェックすることができる。さらに階調調整装置と組み合わせることで目視で階調を調整することができる。
【００９８】
さらに、１画面内の位置において異なる透かし画像が成立する条件、たとえば、同じ画像内に透かしの成立するガンマ値が変えて並べてあることにより、容易に現在の階調特性を判別できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態例で使用する画像出力装置の電気的構成を機能ブロックごとに示すブロック図である。
【図２】本願発明の実施の形態例における画像出力の様子を示す説明図である。
【図３】本願発明の実施の形態例における画像出力の他の様子を示す説明図である。
【図４】本願発明の実施の形態例における画像出力の他の様子を示す説明図である。
【図５】本願発明の実施の形態例における画像出力の他の様子を示す説明図である。
【図６】本願発明の実施の形態例における画像出力の様子を従来例と比較しつつ示す説明図である。
【符号の説明】
１０  制御部
２０  透かし画像処理部
３０  重畳処理部
４０  画像出力部
【図１】
0003747658.tif 000003
【図２】
0003747658.tif 000004
【図３】
0003747658.tif 000005
【図４】
0003747658.tif 000006
【図５】
0003747658.tif 000007
【図６】
0003747658.tif 000008