(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像データに透かし情報を埋め込むための電子透かし埋め込み方法であって、
（ａ）前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブロックに分割する工程と、
（ｂ）分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の数を算出する工程と、
（ｃ）算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演算値を得る工程と、
（ｄ）前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の値で表される場合に、そのブロックに埋め込むべき前記透かし情報が前記第１の値であるときには、そのブロックについて得られた前記演算値が第１の範囲にあるという条件を満たすように、そのブロックに埋め込むべき前記透かし情報が前記第２の値であるときには、前記演算値が前記第１の範囲とは異なる第２の範囲にあるという条件を満たすように、それぞれ、そのブロックに含まれる少なくとも１つの画素の有する前記輝度成分を変更する工程と、
を備える電子透かし埋め込み方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電子透かし埋め込み方法において、
（ｅ）算出した前記画素の数に基づいて、そのブロックに前記透かし情報を埋め込むか否かを判定する工程
をさらに備えると共に、
前記判定の結果、前記透かし情報を埋め込むと判定されたブロックについてのみ、前記工程（ｃ）および（ｄ）は、実行されることを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電子透かし埋め込み方法において、
前記工程（ｄ）では、前記第１の値であるときには、前記演算値が前記第１の範囲に含まれる第３の値となるように、前記第２の値であるときには、前記演算値が前記第２の範囲に含まれる第４の値となるように、前記画素の有する前記輝度成分を変更することを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の電子透かし埋め込み方法において、
前記工程（ｄ）は、ランダム値を生成する工程をさらに備えると共に、
前記第１の値であるときには、前記演算値が、前記第１の範囲に含まれる値のうち、前記ランダム値に応じた値となるように、前記第２の値であるときには、前記演算値が、前記第２の範囲に含まれる値のうち、前記ランダム値に応じた値となるように、前記画素の有する前記輝度成分を変更することを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
【請求項５】
透かし情報の埋め込まれたカラー画像データから前記透かし情報を抽出するための電子透かし抽出方法であって、
（ａ）前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブロックに分割する工程と、
（ｂ）分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の数を算出する工程と、
（ｃ）算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演算値を得る工程と、
（ｄ）前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の値で表される場合に、そのブロックについて得られた前記演算値が第１の範囲にあるか、該第１の範囲とは異なる第２の範囲にあるか、を判定し、第１の範囲にあるときには、前記第１の値を、第２の範囲にあるときには、前記第２の値を、それぞれ、そのブロックに埋め込まれていた前記透かし情報として特定する工程と、
を備える電子透かし抽出方法。
【請求項６】
カラー画像データに透かし情報を埋め込む電子透かし埋め込み装置であって、
前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブロックに分割するブロック分割部と、
分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の数を算出する画素数算出部と、
算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演算値を得る演算部と、
前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の値で表される場合に、そのブロックに埋め込むべき前記透かし情報が前記第１の値であるときには、そのブロックについて得られた前記演算値が第１の範囲にあるという条件を満たすように、そのブロックに埋め込むべき前記透かし情報が前記第２の値であるときには、前記演算値が前記第１の範囲とは異なる第２の範囲にあるという条件を満たすように、それぞれ、そのブロックに含まれる少なくとも１つの画素の有する前記輝度成分を変更する画素変更部と、
を備える電子透かし埋め込み装置。
【請求項７】
透かし情報の埋め込まれたカラー画像データから前記透かし情報を抽出する電子透かし抽出装置であって、
前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブロックに分割するブロック分割部と、
分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の数を算出する画素数算出部と、
算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演算値を得る演算部と、
前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の値で表される場合に、そのブロックについて得られた前記演算値が第１の範囲にあるか、該第１の範囲とは異なる第２の範囲にあるか、を判定し、第１の範囲にあるときには、前記第１の値を、第２の範囲にあるときには、前記第２の値を、それぞれ、そのブロックに埋め込まれていた前記透かし情報として特定する透かし情報特定部と、
を備える電子透かし抽出装置。
【請求項８】
カラー画像データに透かし情報を埋め込むためのコンピュータプログラムであって、
前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブロックに分割する機能と、
分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の数を算出する機能と、
算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演算値を得る機能と、
前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の値で表される場合に、そのブロックに埋め込むべき前記透かし情報が前記第１の値であるときには、そのブロックについて得られた前記演算値が第１の範囲にあるという条件を満たすように、そのブロックに埋め込むべき前記透かし情報が前記第２の値であるときには、前記演算値が前記第１の範囲とは異なる第２の範囲にあるという条件を満たすように、それぞれ、そのブロックに含まれる少なくとも１つの画素の有する前記輝度成分を変更する機能と、
を前記コンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム。
【請求項９】
透かし情報の埋め込まれた画像データから前記透かし情報を抽出するためのコンピュータプログラムであって、
前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブロックに分割する機能と、
分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の数を算出する機能と、
算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演算値を得る機能と、
前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の値で表される場合に、そのブロックについて得られた前記演算値が第１の範囲にあるか、該第１の範囲とは異なる第２の範囲にあるか、を判定し、第１の範囲にあるときには、前記第１の値を、第２の範囲にあるときには、前記第２の値を、それぞれ、そのブロックに埋め込まれていた前記透かし情報として特定する機能と、
を前記コンピュータに実現させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データに透かし情報を埋め込んだり、埋め込まれた透かし情報を抽出したりするための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットなどのコンピュータネットワークの発展に伴って、情報のデジタル化が進み、多くのユーザが簡単に必要とする情報にアクセスできるようになっている。その反面、そのデジタル情報に著作権が発生しているデジタルコンテンツについて、その著者に断わりなく容易にデータが複製できるような環境になりつつあり、不正コピーにともなう著作権侵害の問題が注目されてきている。そこで、デジタルコンテンツの主たる情報である画像に関しての著作権侵害を防止すること等を目的として、著作権情報などの透かし情報を画像データに埋め込む電子透かし技術が注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
画像には、２値画像や限定色表示画像の他、フルカラー画像も含まれる。フルカラー画像では、約１，６７７万色が使用可能であり、これら全色が１つの画像で一度に使用されることは皆無であるが、フルカラー画像では、相当数の色が１つの画像内に存在するものと思われる。また、画像サイズが大きい場合には、当然に、画像を構成する画素数も多くなるため、使用される色の数も多くなる可能性がある。
【０００４】
しかしながら、従来においては、このようなフルカラー画像、特に、画像サイズが大きな大型フルカラー画像に適した電子透かしの技術については提案されていなかった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、フルカラー画像、特に、画像サイズが大きな大型フルカラー画像に適した電子透かし技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の電子透かし埋め込み方法は、カラー画像データに透かし情報を埋め込むための電子透かし埋め込み方法であって、
（ａ）前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブロックに分割する工程と、
（ｂ）分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の数を算出する工程と、
（ｃ）算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演算値を得る工程と、
（ｄ）前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の値で表される場合に、そのブロックに埋め込むべき前記透かし情報が前記第１の値であるときには、そのブロックについて得られた前記演算値が第１の範囲にあるという条件を満たすように、そのブロックに埋め込むべき前記透かし情報が前記第２の値であるときには、前記演算値が前記第１の範囲とは異なる第２の範囲にあるという条件を満たすように、それぞれ、そのブロックに含まれる少なくとも１つの画素の有する前記輝度成分を変更する工程と、
を備えることを要旨とする。
【０００７】
このように、本発明の電子透かし埋め込み方法では、対象となるブロックに含まれる画素のうち、その輝度成分がその対象ブロックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の数を求め、その数に所定の演算を施し、その対象ブロックに埋め込むべき透かし情報が第１の値であるときには、その対象ブロックについて得られた演算値が第１の範囲にあるという条件を満たすように、埋め込むべき透かし情報が第２の値であるときには、演算値が第２の範囲にあるという条件を満たすように、その対象ブロック内の一部の画素の有する輝度成分を変更するようにしている。こうして、その対象ブロックでは、一部の画素の有する輝度成分が変更されたことにより、輝度成分が上記範囲内にあるという条件を満たす画素の数も変わって、上記演算値が、透かし情報に応じた範囲にあるという条件を満たすようになり、結果として、その対象ブロックに情報が埋め込まれることになる。
【０００８】
つまり、本発明の電子透かし埋め込み方法では、輝度成分がその対象ブロックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の数の分布、即ち、画素面積（平面的な拡がり）の分布を制御することによって、透かし情報を埋め込むものである。
【０００９】
従って、本発明の電子透かし埋め込み方法によれば、大型フルカラー画像に対する透かし情報の埋め込みに、輝度成分を利用することにより、画質に大きな影響を与えることなく、透かし情報の埋め込みを行うことができる。
【００１０】
本発明の電子透かし埋め込み方法において、（ｅ）算出した前記画素の数に基づいて、そのブロックに前記透かし情報を埋め込むか否かを判定する工程をさらに備えると共に、
前記判定の結果、前記透かし情報を埋め込むと判定されたブロックについてのみ、前記工程（ｃ）および（ｄ）は、実行されることが好ましい。
【００１１】
このように、予め、そのブロックに透かし情報を埋め込むか否かを判定することにより、事前に、透かし情報の埋め込みにより画質劣化の生じる恐れがあるブロックを、透かし情報の埋め込みから排除することができる。
【００１２】
本発明の電子透かし埋め込み方法において、前記工程（ｄ）では、前記第１の値であるときには、前記演算値が前記第１の範囲に含まれる第３の値となるように、前記第２の値であるときには、前記演算値が前記第２の範囲に含まれる第４の値となるように、前記画素の有する前記輝度成分を変更することが好ましい。
【００１３】
このように、演算値が第１の範囲または第２の範囲内の固定値になるように、画素の有する輝度成分を変更することにより、より簡単に透かし情報の埋め込みを行うことができる。
【００１４】
本発明の電子透かし埋め込み方法において、前記工程（ｄ）は、ランダム値を生成する工程をさらに備えると共に、
前記第１の値であるときには、前記演算値が、前記第１の範囲に含まれる値のうち、前記ランダム値に応じた値となるように、前記第２の値であるときには、前記演算値が、前記第２の範囲に含まれる値のうち、前記ランダム値に応じた値となるように、前記画素の有する前記輝度成分を変更することが好ましい。
【００１５】
このように、演算値が第１の範囲または第２の範囲の中でランダムに分布するように、画素の有する輝度成分を変更することにより、変更後のブロック内における画素の分布を偏ることなく分散させることができ、このため、人為的な作為が第三者に検知されてしまう恐れがない。
【００１６】
本発明の電子透かし抽出方法は、透かし情報の埋め込まれたカラー画像データから前記透かし情報を抽出するための電子透かし抽出方法であって、
（ａ）前記カラー画像データまたは該カラー画像データから得られるデータを、１つ以上の画素を単位とする複数のブロックに分割する工程と、
（ｂ）分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素のうち、その画素の有する輝度成分が、そのブロックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の数を算出する工程と、
（ｃ）算出した前記画素の数に所定の演算を施して、演算値を得る工程と、
（ｄ）前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の値で表される場合に、そのブロックについて得られた前記演算値が第１の範囲にあるか、該第１の範囲とは異なる第２の範囲にあるか、を判定し、第１の範囲にあるときには、前記第１の値を、第２の範囲にあるときには、前記第２の値を、それぞれ、そのブロックに埋め込まれていた前記透かし情報として特定する工程と、
を備えることを要旨とする。
【００１７】
このように、本発明の電子透かし抽出方法では、対象となるブロックに含まれる画素のうち、その輝度成分がその対象ブロックに応じた第１および第２の閾値に基づく範囲内にあるという条件を満たす画素の数を求め、その数に所定の演算を施し、その対象ブロックについて得られた演算値が第１の範囲にあるか、第２の範囲にあるか、を判定し、第１の範囲にあるときには第１の値を、第２の範囲にあるときには第２の値を、それぞれ、そのブロックに埋め込まれていた透かし情報として特定するようにしている。
【００１８】
従って、本発明の電子透かし抽出方法によれば、画素面積（画素数）の分布を利用して埋め込まれている透かし情報を、画像データから容易に抽出することができる。
【００１９】
なお、本発明は、上記した電子透かし埋め込み方法や電子透かし抽出方法などの方法発明の態様に限ることなく、電子透かし埋め込み装置や電子透かし抽出装置などの装置の発明としての態様や、それら方法や装置を構築するためのコンピュータプログラムとしての態様や、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体としての態様で実現することも可能である。また、さらには、上記コンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号など、種々の態様で実現することも可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．装置の構成：
Ｂ．電子透かし埋め込み処理：
Ｃ．電子透かし抽出処理：
Ｄ．電子透かし埋め込みの具体例：
Ｅ．サイズ変更への耐性：
Ｆ．実施例の効果：
Ｇ．変形例：
Ｇ−１．変形例１：
Ｇ−２．変形例２：
Ｇ−３．変形例３：
Ｇ−４．変形例４：
Ｇ−５．変形例５：
【００２１】
Ａ．装置の構成：
はじめに、本発明の一実施例において用いられる電子透かし装置１０の構成について図１を用いて説明する。図１は本発明における電子透かし埋め込み処理及び電子透かし抽出処理を実行するための電子透かし装置１０の構成を示すブロック図である。この電子透かし装置１０は、ＣＰＵ２２と、ＲＡＭ２４と、ＲＯＭ２６と、キーボード３０と、マウス３２と、ＣＲＴなどから成る表示装置３４と、ハードディスク装置３６と、ネットワークカードやモデムなどから成る通信装置３８と、カラー画像を読み取るスキャナ３９と、これらの各要素を接続するバス４０と、を備えるコンピュータである。なお、図１では各種のインターフェイス回路は省略されている。通信装置３８は、図示しない通信回線を介してコンピュータネットワークに接続されている。コンピュータネットワークの図示しないサーバは、通信回線を介してコンピュータプログラムを電子透かし装置１０に供給するプログラム供給装置としての機能を有する。
【００２２】
ＲＡＭ２４には、対象となるカラー画像データを複数のブロックに分割するブロック分割部４１と、分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素のうち、所定の条件を満たす画素の数を算出する画素数算出部４２と、算出した画素の数に基づいて、そのブロックが透かし情報の埋め込み可能なブロックであるか否か判定するブロック判定部４３と、埋め込み可能なブロックについて、算出した画素の数に所定の演算を施す演算部４４と、得られた演算値から、変更すべき画素の数を算出する変更画素数算出部４５と、そのブロックに含まれる画素のうち、算出した数だけ、画素の値を変更する画素変更部４６と、ブロックから透かし情報を抽出する場合に、演算値から埋め込まれていた透かし情報を特定する透かし情報特定部４７と、カラー画像データの表色系を変換する表色系変換部４８の、各機能を実現するためのコンピュータプログラムが格納されている。なお、これら各部の機能については後で詳しく説明する。
【００２３】
このような各部４１〜４８の機能を実現するコンピュータプログラムは、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で提供される。コンピュータは、その記録媒体からコンピュータプログラムを読み取って内部記憶装置または外部記憶装置に転送する。あるいは、通信経路を介してコンピュータにコンピュータプログラムを供給するようにしてもよい。コンピュータプログラムの機能を実現する時には、内部記憶装置に格納されたコンピュータプログラムがコンピュータのマイクロプロセッサによって実行される。また、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムをコンピュータが読み取って直接実行するようにしてもよい。
【００２４】
この明細書において、コンピュータとは、ハードウェア装置とオペレーションシステムとを含む概念であり、オペレーションシステムの制御の下で動作するハードウェア装置を意味している。また、オペレーションシステムが不要でアプリケーションプログラム単独またはファームウェア単独でハードウェア装置を動作させるような場合には、そのハードウェア装置自体がコンピュータに相当する。ハードウェア装置は、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とを少なくとも備えている。例えば、ディジタルカメラやスキャナなどの電子機器に、ＣＰＵやＲＯＭなどが組み込まれていて、これら電子機器がコンピュータとしての機能を有する場合も、これら電子機器はコンピュータの概念に当然に含まれる。コンピュータプログラムは、このようなコンピュータに、上述の各手段の機能を実現させるプログラムコードを含んでいる。なお、上述の機能の一部は、アプリケーションプログラムでなく、オペレーションシステムによって実現されていても良い。更に、電子透かしの埋め込み処理や抽出処理を行なうプログラムは、画像処理を行なうプログラムに対して、プラグインの形式で付加されるものとしてもよい。
【００２５】
なお、この発明における「記録媒体」としては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカード、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）および外部記憶装置等の、コンピュータが読取り可能な種々の媒体を利用することができる。
【００２６】
Ｂ．電子透かし埋め込み処理：
図２は本発明の一実施例における電子透かし埋め込み処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、図１におけるブロック分割部４１、画素数算出部４２、ブロック判定部４３、演算部４４、変更画素数算出部４５、画素変更部４６、および表色系変換部４８の処理として実現されている。
【００２７】
本実施例では、この処理が行われる前提として、予め、ハードディスク装置３６内には、この処理の対象となるカラー画像データとして、画像サイズが大きい大型フルカラー画像データが格納されている。このカラー画像データは、例えば、大型の写真をスキャナ３９によって読み取ったり、デジタルカメラ（図示せず）で写した写真を通信装置３８を介して取り込んだりすることにより、得ることができる。このカラー画像は、ＲＧＢ表色系によって表されている。
【００２８】
そこで、図２に示す電子透かし埋め込み処理が起動されると、まず、表色系変換部４８は、対象となるカラー画像データをハードディスク装置３６から読み出し（ステップＳ１０２）、そのＲＧＢ表色系のカラー画像をＹＣbＣr表色系に変換する（ステップＳ１０３）。ここで、ＹＣbＣr表色系は、画像の符号化等において、標準の表色系として良く知られたものである。
【００２９】
なお、読み出したカラー画像はＭ×Ｎ画素の大きさを有する。そして、変換前のＲＧＢ表色系の各成分は（ｒ，ｇ，ｂ）で表すものとし、変換後のＹＣbＣr表色系の各成分は（ｙ，ｃb，ｃr）で表すものとする。
【００３０】
具体的には、表色系変換部４８は、次の式（１）に従って、ＲＧＢ表色系からＹＣbＣr表色系へ変換する。
【００３１】
【数１】
0003854502.tif 000002
【００３２】
ここで、ｙは輝度成分であり、ｃb，ｃrは色差成分である。本実施例では、このうち、輝度成分ｙのみを用いて、透かし情報の埋め込みを行う。
【００３３】
そこで、まず、ブロック分割部４１は、ステップＳ１０３で得られたＹＣbＣr表色系の成分（ｙ，ｃb，ｃr）のうち、少なくとも輝度成分ｙについて、画像を、ｍ×ｎ画素の大きさの矩形を成す複数のブロックにそれぞれ分割する（ステップＳ１０４）。
【００３４】
次に、画素数算出部４２は、分割した各ブロックＡi（ｉ＝１，２，３，…）毎に、輝度帯域（γ1，γ2）を指定する（ステップＳ１０５）。具体的には、各ブロックＡi毎に、乱数を用いて第１の閾値γ1を選び、その第１の閾値γ1から所定の帯域幅（例えば、３０）離れた第２の閾値γ2を式（２）に従って求めることによって、輝度帯域（γ1，γ2）を指定する。
【００３５】
【数２】
0003854502.tif 000003
【００３６】
そして、画素数算出部４２は、各ブロックＡi毎に、指定した輝度帯域（γ1，γ2）に基づいて、そのブロックに含まれる画素の中から、その画素の有する輝度成分ｙが次の条件式（３）を満たすような画素の数Ｂiを求める（ステップＳ１０５）。
【００３７】
【数３】
0003854502.tif 000004
【００３８】
つまり、画素数算出部４２は、そのブロック中に、輝度成分ｙが指定した輝度帯域内に含まれる画素が、いくつ存在するかを算出する。なお、このような輝度成分ｙが条件式（３）を満たすような画素、即ち、輝度成分ｙが輝度帯域内に含まれるような画素を、説明の都合上、以下、「帯域内画素」と呼び、その画素数を「帯域内画素数」と呼ぶことにする。また、反対に、輝度成分ｙが条件式（３）を満たさないような画素、即ち、輝度成分ｙが輝度帯域外となるような画素を、以下、「帯域外画素」と呼ぶことにする。
【００３９】
次に、ブロック判定部４３，演算部４４，変更画素数算出部４５および画素変更部４６が、ステップＳ１０６の値変更処理を行う。
【００４０】
図３は図２における値変更処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。図３に示す処理ルーチンが開始されると、まず、ブロック判定部４３が、分割した複数のブロックの中から、対象となるブロックを１つ選択する。そして、ブロック判定部４３は、その対象ブロックＡiが、透かし情報の埋め込み可能なブロックであるかどうかを、そのブロックについて先に求めた帯域内画素数Ｂiに基づき、判定する（ステップＳ１０８）。
【００４１】
埋め込み可能ブロックとは、そのブロックの帯域内画素数Ｂiが次の条件式（４）を満足するブロックをいう。
【００４２】
【数４】
0003854502.tif 000005
【００４３】
但し、ｐは一定値から成る基準値である。即ち、言い換えると、埋め込み可能ブロックは、ｐ個以上の帯域内画素とｐ個以上の帯域外画素とを同時に含むブロックのことである。
【００４４】
このように、対象ブロックが埋め込み可能ブロックであるか否かを判定するのは、透かし情報の埋め込みによって画質劣化が生じるのを防止するためである。即ち、上記した条件式（４）を満足しないブロックとして、例えば、ブロック内がすべて帯域内画素で構成されたブロックを考えた場合、透かし情報を埋め込むために、後述するように、そのブロック内に帯域外画素を導入すると、それら帯域外画素が目立ってしまい画質劣化を生じる。反対に、ブロック内がほとんど帯域外画素であるブロックを考えた場合、透かし情報を埋め込むために、そのブロック内に帯域内画素を散在させると、それら帯域内画素が目立ってしまい、この場合も、画質劣化となる。
【００４５】
従って、言い換えれば、透かし情報の埋め込みによって画質劣化を生じる恐れのあるブロックを、前もって排除するために、上記のような判定を行うのである。
【００４６】
判定の結果、対象ブロックＡiが埋め込み可能ブロックではないと判定した場合には、ブロック判定部４３は、次のブロックＡi+1を対象ブロックとして選択して（ステップＳ１１０）、そのブロックに対して同様の判定を行う。
【００４７】
反対に、対象ブロックＡiが埋め込み可能ブロックであると判定した場合には、ステップＳ１１２以降の処理によって、その対象ブロックＡiに対し、透かし情報の埋め込みが行われる。
【００４８】
本実施例において、透かし情報ｄiは、著作権情報を表す文字または数字列を２進数に展開した２値の数字列から成るものとし、ｄi＝０または１（ｉ＝１，２，３，…，Ｅ）と表される。但し、Ｅは、カラー画像内に存在する埋め込み可能ブロックの数である。
【００４９】
本実施例では、埋め込み可能ブロックである対象ブロックＡiに対する、透かし情報ｄiの埋め込みは、次のようにして行う。
【００５０】
即ち、その対象ブロックＡiに埋め込むべき透かし情報ｄiが「１」の場合には、原則として、前述の基準値ｐによる帯域内画素数Ｂiの剰余ｂiが（３／４）ｐとなるように、その対象ブロックＡi内の一部の画素の輝度成分ｙを変更する。一方、埋め込むべき透かし情報ｄiが「０」の場合には、原則として、上記剰余ｂiが（１／４）ｐになるように、一部の画素の輝度成分ｙを変更する。
【００５１】
基準値ｐによる剰余ｂiは、原則的に、０≦ｂi＜ｐの範囲に入るから、その範囲の１／４のところと３／４のところに、透かし情報ｄiに従って剰余ｂiが分かれるように、一部の画素の輝度成分ｙを変更するのである。
【００５２】
この方法によって、透かし情報を、帯域内画素の面的な拡がり（分布）情報に代替して、埋め込むことが可能となる。
【００５３】
そこで、この埋め込み原理に従って、まず、演算部４４が、その対象ブロックＡiについて、前述の基準値ｐによる帯域内画素数Ｂiの剰余ｂiを求める（ステップＳ１１２）。具体的には、次の式（５）の演算を行う。
【００５４】
【数５】
0003854502.tif 000006
【００５５】
次に、変更画素数算出部４５は、その対象ブロックＡiに埋め込むべき透かし情報ｄiが「１」であるか「０」であるかを判定する（ステップＳ１１４）。そして、判定の結果、透かし情報ｄiが「１」である場合には、上記した剰余ｂiが（３／４）ｐとなるように、輝度成分ｙの変更を行うべき画素の数（変更画素数）ｃiを求める（ステップＳ１１６）。また、透かし情報ｄiが「０」である場合には、上記した剰余ｂiが（１／４）ｐとなるように、変更画素数ｃiを求める（ステップＳ１１８）。
【００５６】
但し、本実施例では、変更画素数ｃiは、条件式（３）を満たさない輝度成分ｙを条件式（３）を満たすように変更する画素の数を表す場合を正とし、条件式（３）を満す輝度成分ｙを条件式（３）を満たさないように変更する画素の数を表す場合を負とすることとする。
【００５７】
ところで、図４（ａ）から明らかなように、透かし情報ｄiが「１」である場合に、常に、剰余ｂiが（３／４）ｐとなるよう、変更画素数ｃiを求めると、剰余がｂi＜（１／４）ｐのときには、変更画素数の絶対値｜ｃi｜が（１／２）ｐよりも多くなってしまう。変更画素数の絶対値｜ｃi｜は、元の画像から、何個の画素について、その輝度成分ｙを変更するかを表すことになるから、その数の増加は画質劣化に直結している。従って、変更画素数の絶対値｜ｃi｜が（１／２）ｐを超えるほど多い場合に、その画素数｜ｃi｜分の画素について、実際に輝度成分ｙを変更すると、著しく画質を損なってしまうことになる。
【００５８】
そこで、本実施例では、ｐによる剰余としては、式（６）の関係が成り立つことを利用して、透かし情報がｄi＝１で、かつ、剰余がｂi＜（１／４）ｐの場合には、剰余ｂiが−（１／４）ｐとなるような、変更画素数ｃiを求めるようにする。こうすることにより、変更画素数の絶対値｜ｃi｜を、｜ｃi｜≦（１／２）ｐの範囲内に抑えることができる。
【００５９】
【数６】
0003854502.tif 000007
【００６０】
また、透かし情報ｄiが「０」であるときにも同様のことが言える。即ち、図４（ｂ）から明らかなように、透かし情報ｄiが「０」である場合に、常に、剰余ｂiが（１／４）ｐとなるよう、変更画素数ｃiを求めると、剰余がｂi＞（３／４）ｐのときには、変更画素数の絶対値｜ｃi｜が（１／２）ｐよりも多くなってしまうため、その変更画素数ｃiに基づいて、実際に輝度成分ｙを変更すると、著しく画質を損なってしまうことになる。
【００６１】
そこで、本実施例では、ｐによる剰余として、式（７）の関係が成り立つことを利用して、透かし情報がｄi＝０で、かつ、剰余がｂi＞（３／４）ｐの場合には、剰余ｂiが（５／４）ｐとなるような、変更画素数ｃiを求めるようにしている。
【００６２】
【数７】
0003854502.tif 000008
【００６３】
従って、以上のことをまとめると、変更画素数算出部４５では、透かし情報ｄiが「１」ならば、剰余ｂiの値に応じて、式（８）に従って変更画素数ｃiを算出する。
【００６４】
【数８】
0003854502.tif 000009
【００６５】
また、透かし情報ｄiが「０」ならば、剰余ｂiの値に応じて、式（９）に従って変更画素数ｃiを算出する。
【００６６】
【数９】
0003854502.tif 000010
【００６７】
次に、ブロック判定部４３は、式（８），（９）に従って算出された変更画素数ｃi分だけ、対象ブロックＡi内の画素の輝度成分ｙを変更した場合に、変更後の対象ブロックＡiも、依然として埋め込み可能ブロックであり得るかどうかについて判定する（ステップＳ１２０）。具体的には、対象ブロックＡi内の画素の輝度成分ｙを変更した場合、その対象ブロックＡi内に存在する帯域内画素数は、Ｂi＋ｃiとなるので、この帯域内画素数Ｂi＋ｃiが、前述の条件式（４）を満足するかどうかを判定する。但し、条件式（４）では、帯域内画素数はＢiとなっているので、これをＢi＋ｃiに変更する必要はある。
【００６８】
判定の結果、変更後の対象ブロックＡiが、埋め込み可能ブロックではなくなったと判定された場合には、変更画素数算出部４５が、先に求めた変更画素数ｃiを次の式（１０）に従って修正する（ステップＳ１２２）。
【００６９】
【数１０】
0003854502.tif 000011
【００７０】
一方、変更後の対象ブロックＡiも依然として埋め込み可能ブロックであると判定された場合には、次に、画素変更部４６が、最終的に得られた変更画素数ｃiに応じて、対象ブロックＡi内の画素の輝度成分ｙを変更する（ステップＳ１２４）。
【００７１】
具体的には、画素変更部４６は、対象ブロックＡi内において、ラインや文字等の描画オブジェクトのエッジ部分の画素を、変更画素数ｃiが正であれば、その輝度成分ｙが条件式（３）を満たさない画素について、その輝度成分ｙを、条件式（３）を満たすように変更し、変更画素数ｃiが負であれば、その輝度成分ｙが条件式（３）を満す画素について、その輝度成分ｙを、条件式（３）を満たさないように変更する。つまり、変更画素数ｃiが正であれば、その輝度成分ｙが第１の閾値γ1以下か第２の閾値γ2以上である画素について、第１の閾値γ1より大きく第２の閾値γ2より小さくなるように変更し、変更画素数ｃiが負であれば、その輝度成分ｙが第１の閾値γ1より大きく第２の閾値γ2より小さい画素について、その輝度成分ｙが第１の閾値γ1以下か第２の閾値γ2以上となるように変更するのである。
【００７２】
この結果、変更後の対象ブロックＡi内の帯域内画素数Ｂi’は、前述したとおりＢi＋ｃiとなるため、これら変更後の帯域内画素数Ｂi’について、基準値ｐによる剰余ｂi’を仮に求めたとすると、式（１１）の如くになる。
【００７３】
【数１１】
0003854502.tif 000012
【００７４】
即ち、変更後の帯域内画素数Ｂi’の、基準値ｐによる剰余ｂi’は、埋め込まれた透かし情報ｄiの値に応じて、必ず、（３／４）ｐか（１／４）ｐになる。
【００７５】
次に、ブロック判定部４３は、カラー画像内の分割したすべてのブロックについて、上述した一連の処理を行ったか否かを判定し（ステップＳ１２６）、行っていなければ、次のブロックＡi+1を対象ブロックとして選択して（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０８以降の処理を行う。また、すべてのブロックについて処理を行っていれば、図３の値変更処理ルーチンを終了し、図２の電子透かし埋め込み処理に戻る。
【００７６】
次に、表色系変換部４８は、輝度成分ｙについて透かし情報が埋め込まれた、ＹＣbＣr表色系のカラー画像を、式（１２）に従って、元のＲＧＢ表色系のカラー画像に戻す（ステップＳ１２８）。
【００７７】
【数１２】
0003854502.tif 000013
【００７８】
以上によって、図２に示す電子透かし埋め込み処理を終了する。
【００７９】
以上説明した電子透かし埋め込み処理によって、大型フルカラー画像の画像データ内に、著作権情報を表す透かし情報を埋め込むことができる。なお、この埋め込み処理において使用したパラメータ、即ち、ブロックの大きさ（ｍ画素，ｎ画素）や、基準値ｐや、第１および第２の閾値γ1，γ2などは、埋め込んだ透かし情報を抽出するために必要な秘密鍵となる。
【００８０】
Ｃ．電子透かし抽出処理：
図５は本発明の一実施例における電子透かし抽出処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、図１におけるブロック分割部４１、画素数算出部４２、ブロック判定部４３、演算部４４、透かし情報特定部４７および表色系変換部４８の処理として実現されている。
【００８１】
本実施例では、この処理が行われる前提として、予め、ハードディスク装置３６内には、この処理の対象となる画像データとして、図２に示した電子透かし埋め込み処理によって透かし情報の埋め込まれたカラー画像データが格納されている。このカラー画像は、ＲＧＢ表色系によって表されている。
【００８２】
そこで、図５に示す電子透かし抽出処理が起動されると、まず、表色系変換部４８は、対象となる、透かし情報の埋め込まれたカラー画像データをハードディスク装置３６から読み出し（ステップＳ２０２）、そのＲＧＢ表色系のカラー画像の成分（ｒ，ｇ，ｂ）から、前述の式（１）に基づいて、ＹＣbＣr表色系の輝度成分ｙを算出する（ステップＳ２０３）。
【００８３】
続いて、ブロック分割部４１は、別に用意されている、そのカラー画像データについて透かし情報を埋め込むときに用いられた秘密鍵の情報から、ブロックの大きさ（ｍ画素，ｎ画素）を取得して、ステップＳ２０３で算出された輝度成分ｙについて、画像をｍ×ｎ画素のブロックにそれぞれ分割する（ステップＳ２０４）。
【００８４】
次に、画素数算出部４２は、前述の秘密鍵の情報から第１および第２の閾値γ1，γ2を取得し、それら閾値γ1，γ2に基づいて、分割した各ブロックＡi（ｉ＝１，２，３，…）毎に、そのブロックに含まれる画素の中から、その画素の有する輝度成分ｙが前述の条件式（３）を満たすような画素（即ち、帯域内画素）の数を求める（ステップＳ２０５）
【００８５】
次に、ブロック判定部４３，演算部４４および透かし情報特定部４７が、ステップＳ２０６の透かし情報導出処理を行う。
【００８６】
図６は図５における透かし情報導出処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。図６に示す処理ルーチンが開始されると、まず、ブロック判定部４３が、分割した複数のブロックの中から、対象となるブロックを１つ選択する。そして、ブロック判定部４３は、前述の秘密鍵の情報から、基準値ｐを取得して、対象ブロックＡiが透かし情報の埋め込み可能なブロックであるかどうかを、ステップＳ２０５で求めた帯域内画素数Ｂi’と、取得した基準値ｐに基づいて、前述した条件式（４）に従い判定する（ステップＳ２０８）。
【００８７】
判定の結果、埋め込み可能ブロックであれば、その対象ブロックＡiには透かし情報ｄiが埋め込まれていると見なすことができるので、ステップＳ２１２以降の処理によって、その対象ブロックＡiから、透かし情報の抽出が行われる。埋め込み可能ブロックでなければ、その対象ブロックＡiには透かし情報は埋め込まれていないので、ブロック判定部４３は、次のブロックＡi+1を対象ブロックとして選択して（ステップＳ２１０）、そのブロックに対して同様の判定を行う。
【００８８】
対象ブロックＡiから透かし情報の抽出を行う場合、まず、演算部４４が、その対象ブロックＡiについて、基準値ｐによる帯域内画素数Ｂi’の剰余ｂi’を、前述の式（５）に従って求める（ステップＳ２１２）。
【００８９】
次に、透かし情報特定部４７が、その求めた剰余ｂi’を、基準値ｐから得られる閾値（１／２）ｐと大小比較する（ステップＳ２１４）。即ち、基準値ｐによる剰余ｂiは、原則的に、０≦ｂi＜ｐの範囲内にあるから、その範囲の１／２のところに閾値を設定し、求めた剰余ｂi’を０≦ｂi’＜（１／２）ｐ側と、（１／２）ｐ≦ｂi’＜ｐ側と、に振り分けるのである。
【００９０】
一方、前述したとおり、透かし情報の埋め込みにより、基準値ｐによる帯域内画素数Ｂi’の剰余ｂi’は、前述の式（１１）に示すように、埋め込まれた透かし情報ｄiの値に応じて（３／４）ｐか（１／４）ｐになっているはずである。従って、求めた剰余ｂi’を上記のように振り分けることにより、埋め込まれた透かし情報ｄiが何であるかを容易に把握することができる。但し、ノイズなどによって、必ずしも、丁度（３／４）ｐまたは（１／４）ｐの値となっているわけではない。そこで、ｂi’＜（１／２）ｐと、（１／２）ｐ≦ｂi’という具合に、判定の幅に余裕を持たせることにより、ノイズなどの影響を排除している。
【００９１】
つまり、透かし情報特定部４７は、式（１３）に示すように、比較した結果から、求めた剰余ｂi’が、ｂi’≧（１／２）ｐである場合には、埋め込まれた透かし情報ｄiは「１」であると特定し（ステップＳ２１６）、ｂi’＜（１／２）ｐである場合には、埋め込まれた透かし情報ｄiは「０」であると特定する（ステップＳ２１８）。
【００９２】
【数１３】
0003854502.tif 000014
【００９３】
こうして、対象ブロックＡiに埋め込まれていた透かし情報ｄiを抽出することができる。
【００９４】
次に、ブロック判定部４３は、カラー画像内の分割したすべてのブロックについて、上述した一連の処理を行ったか否かを判定し（ステップＳ２２０）、行っていなければ、次のブロックＡi+1を対象ブロックとして選択して（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０８以降の処理を行う。また、すべてのブロックについて処理を行っていれば、図６の透かし情報導出処理ルーチンを終了し、図５の電子透かし抽出処理に戻って、一連の処理を終了する。
【００９５】
以上説明した電子透かし抽出処理によって、大型フルカラー画像の画像データ内に埋め込まれていた透かし情報を抽出して、そのフルカラー画像の著作権情報を取り出すことができる。また、本実施例においては、原画像を用意しなくても、秘密鍵さえあれば、透かし情報を抽出することが可能である。
【００９６】
なお、透かし情報抽出時に埋め込み可能ブロックと判定されるブロックの数Ｅ’は、ノイズや、悪意を持った第三者からの攻撃などによって、透かし情報埋め込み時に判定された埋め込み可能ブロックの数、即ち、Ｅと必ずしも一致するとは限らない。
【００９７】
Ｄ．電子透かし埋め込みの具体例：
以下、具体例として、図７に示すような大型フルカラー画像に、透かし情報を埋め込む場合を例に挙げて説明する。図７に示すフルカラー画像は、画像サイズ（Ｍ×Ｎ画素）として３８４０×２８８０画素の大きさを持ち、ＲＧＢ表色系で各色８ビットを有する画像である。
【００９８】
このフルカラー画像に対し、図２のステップＳ１０３で示したように、表色系変換部４８が、式（１）に従って、ＲＧＢ表色系からＹＣbＣr表色系へ変換を施すと、その結果として得られる輝度成分ｙのみによる画像および各輝度成分ｙの頻度は、図８に示す如くになる。図８において、（ａ）は輝度成分のみから成る画像を示しており、（ｂ）はかかる画像における各輝度成分の頻度を示している。
【００９９】
また、この具体例では、ブロック分割部４１が分割する矩形のブロックの大きさ（ｍ×ｎ画素）を、ｍ＝３８４，ｎ＝２８８とすると共に、ブロック判定部４３，演算部４４，変更画素数算出部４５，および画素変更部４６が用いる基準値ｐとして、ｐ＝４０００，８０００，１６０００の３通りの基準値を用いて、透かし情報の埋め込みを行うようにした。
【０１００】
このようにして透かし情報を埋め込んだ場合の平均的な埋め込み可能情報量は、基準値ｐ毎に、図９に示す如くになる。また、基準値ｐを１６０００とした場合の、埋め込み済み画像および各輝度成分ｙの頻度は、図１０に示す如くになる。図１０において、（ａ）は埋め込み済み画像を示しており、（ｂ）はかかる画像における各輝度成分の頻度を示している。
【０１０１】
図１０（ａ）に示すように、埋め込み済み画像は、図７に示す原画像と比較しても、視覚的な違和感はなく、また、図１０（ｂ）と図８（ｂ）と比べれば明らかなように示すように、輝度成分ｙの頻度分布にも大差は見られなかった。しかし、図７に示す原画像と図１０（ａ）に示す埋め込み済み画像との差分を取ると、図１１に示すように、輝度によるエッジ部分が変化しており、透かし情報が埋め込まれていることがわかる。
【０１０２】
但し、実際の利用形態では、図１０（ａ）に示す埋め込み済み画像が利用者に配布されるだけであり、図７に示す原画像は配布されないので、利用者には、この透かし情報を推定することは困難である。
【０１０３】
Ｅ．サイズ変更への耐性：
近年では、インターネットの発達に伴い、図７に示したような大型フルカラー画像を原画像として商用データベースに多数保管し、それらに透かし情報を埋め込み、各利用者の利用形態に応じてそれら埋め込み済み画像をサイズ変更した上で、プロバイダからインターネットを通じて各利用者に有料配信される画像配信システムが実現されている。
【０１０４】
このような画像配信システムにおいては、画像のサイズ変更は次のような手順で行われる。
（１）サイズ変更後の座標系における画素を表す格子点（ｘ0，ｙ0）の、サイズ変更前の座標系における座標（ｕ0，ｖ0）を、次の式（１４）により算出する。
【０１０５】
【数１４】
0003854502.tif 000015
但し、ａ，ｂは正の定数である。
【０１０６】
（２）通常、（１）で算出した座標（ｕ0，ｖ0）は、サイズ変更前の座標系における画素を表す格子点とはならないので、座標（ｕ0，ｖ0）における濃度（画素値）を、その座標の周囲にある格子点における濃度を利用して補間する。
（３）補間によって得られた座標（ｕ0，ｖ0）における濃度を、サイズ変更後の座標系における格子点（ｘ0，ｙ0）の濃度（画素値）とする。
（４）サイズ変更後の座標系における全ての格子点に対して、（１）〜（３）の操作を繰り返し行う。
【０１０７】
以上のような手順によって、埋め込み済み画像に対するサイズ変更は行われる。
【０１０８】
ところで、非格子点である座標（ｕ0，ｖ0）における濃度を補間する際の濃度補間方法として、代表的なものには、図１２に示すように、次の３種類の方法が挙げられる。
（ａ）最近傍法（nearest neighbor）
（ｂ）線形補完法（bi-linear interpolation）
（ｃ）３次補完法（cubic convolution）
【０１０９】
（ａ）の方法では、非格子点である座標（ｕ0，ｖ0）に最も近いｕ−ｖ座標系での格子点における濃度を、座標（ｕ0，ｖ0）における濃度とする。この方法は、補間の前後で色数が変化しないという特徴がある。補間処理は高速であるが、補間の精度は低い。
【０１１０】
（ｂ）の方法では、非格子点である座標（ｕ0，ｖ0）の周囲にある４つの格子点（ｕ’，ｖ’），（ｕ’＋１，ｖ’），（ｕ’，ｖ’＋１），（ｕ’＋１，ｖ’＋１）における濃度ｆ（ｕ’，ｖ’），ｆ（ｕ’＋１，ｖ’），ｆ（ｕ’，ｖ’＋１），ｆ（ｕ’＋１，ｖ’＋１）を用いて、次の式（１５）式に従い線形補間を行う。
【０１１１】
【数１５】
0003854502.tif 000016
【０１１２】
ここで、ｕ’＝［ｕ0］，ｖ’＝［ｖ0］，α＝ｕ0−［ｕ0］，β＝ｖ0−［ｖ0］で、［Ｗ］はＷを超えない最大の整数を表す。
【０１１３】
この方法は、補間の精度が高いという特徴があるが、補間後の画像に補間前に存在しなかった色が含まれることがある。
【０１１４】
（ｃ）の方法では、非格子点である座標（ｕ0，ｖ0）の周囲にある１６個の格子点における濃度を用いて、次の式（１６）式に従い、３次式による補間を行う。
【０１１５】
【数１６】
0003854502.tif 000017
【０１１６】
ここで、（ｕk，ｕl）は、座標（ｕ0，ｖ0）の周囲にある格子点を表し、補間関数Ｃ（ｘ）は、次の式（１７）で定義される。
【０１１７】
【数１７】
0003854502.tif 000018
【０１１８】
なお、図１２（ｃ）では、ｓｉｎπｘ／πｘの３次多項式近似を表している。
【０１１９】
この方法は、補間に利用する格子点の範囲が広いため、（ｂ）の方法よりさらに補間の精度が高いという特徴があるが、補間処理に時間がかかると共に、（ｂ）の方法と同様に、補間の前後で色数が増加する。
【０１２０】
そこで、次に、これら３種類の濃度補間方法を用いて、図１０（ａ）に示す画像に対し、倍率１／２でサイズ変更を行ったところ、図１３に示すような画像が得られた。図１３において、（ａ）は最近傍法を用いた場合を、（ｂ）は線形補完法を用いた場合を、（ｃ）は３次補完法を用いた場合を、それぞれ示す。
【０１２１】
また、これらサイズ変更された埋め込み済み画像から透かし情報を抽出した際の、透かし情報の検出率（％）を調べたところ、図１４に示す如くになった。図１４では、基準値ｐ＝４０００，８０００，１６０００で透かし情報の埋め込みを行った埋め込み済み画像に対し、上記した３種類の濃度補間方法を用いて、倍率１／２，１／４でサイズ変更を行った画像について、それぞれ、透かし情報の検出率を得ている。
【０１２２】
図１３から明らかなように、サイズ変更後の画像について、その濃度補間方法の違いを見い出すことは困難である。しかし、埋め込まれた透かし情報の抽出を行うと、その濃度補間方法の違いが、図１４に示すように、検出率の数値として現れている。線形補間法および３次元補間法は、いずれも、補間処理後に新たな色が作り出されるため、その新たな色の作り出された画素が、輝度成分ｙおよび埋め込み対象となった輝度成分を持つ画素数に大きな影響を与えており、最近傍法に比較して、検出率が低いと考えられる。また、縮小率が上がるほど（すなわち、倍率が下がるほど）、検出率は低下している。この具体例では、画像をサイズ変更した際の倍率に従って、抽出時における分割ブロックの矩形サイズおよび基準値を再計算している。縮小率が上がるほど、基準値に設けておいた冗長度は減少するため、誤検出を招く結果となるのである。よって、埋め込み時の基準値を大きく設定した埋め込み済み画像の方が、検出率は高かった。
【０１２３】
Ｆ．実施例の効果：
以上説明したとおり、本実施例では、輝度成分ｙが条件式（３）を満たすような画素の数の分布、即ち、画素面積（平面的な拡がり）の分布を制御することによって、大型フルカラー画像に透かし情報を埋め込んでいる。
【０１２４】
従って、このように、大型フルカラー画像に対する透かし情報の埋め込みに輝度成分を利用することにより、画質に大きな影響を与えることなく、透かし情報の埋め込みを行うことができる。
【０１２５】
また、大型フルカラー画像から縮小画像などを作って利用者に配信する利用形態に対して、本実施例の電子透かし埋め込み方法は、非常に有用な手段を提供することができる。なお、この場合、画像のサイズ変更を行う際に適切な濃度補間方法を用いることが重要である。
【０１２６】
Ｇ．変形例：
なお、本発明は上記した実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様にて実施することが可能である。
【０１２７】
Ｇ−１．変形例１：
上記した実施例においては、対象ブロックＡiに透かし情報を埋め込む際、透かし情報ｄiが「１」の場合には、原則として、基準値ｐによる帯域内画素数Ｂiの剰余ｂiが（３／４）ｐになるように、透かし情報ｄiが「０」の場合には、剰余ｂiが（１／４）ｐになるように、その対象ブロックＡi内における一部の画素の輝度成分ｙを変更するようにしていた。
【０１２８】
しかしながら、このように、剰余ｂiが（３／４）ｐ，（１／４）ｐの何れかの値のみになるように、変更を施すと、変更後の対象ブロックＡi内における画素の分布が極端に偏ってしまい、人為的な作為が第三者に検知されてしまう恐れがある。
【０１２９】
そこで、透かし情報ｄiが「１」の場合には、基準値ｐによる帯域内画素数Ｂiの剰余ｂiが区間（（１／２）ｐ，ｐ）内にランダムに分布するように、透かし情報ｄiが「０」の場合には、剰余ｂiが区間（０，（１／２）ｐ）内にランダムに分布するように、その対象ブロックＡi内における一部の画素の輝度成分ｙを変更するようにしても良い。
【０１３０】
具体的には、まず、変更画素数算出部４５が、区間（０，１）内に存在し得る乱数ｒを生成する。次に、変更画素数算出部４５は、その対象ブロックＡiに埋め込むべき透かし情報ｄiが「１」であるか「０」であるかを判定し、その判定の結果、透かし情報ｄiが「１」である場合には、生成した乱数ｒに基づいて、基準値ｐによる帯域内画素数Ｂiの剰余ｂiが区間（（１／２）ｐ，ｐ）内にランダムに分布するように、変更画素数ｃiを求める。また、透かし情報ｄiが「０」の場合には、剰余ｂiが区間（０，（１／２）ｐ）内にランダムに分布するように、変更画素数ｃiを求める。
【０１３１】
このような方法を採ることにより、変更後の対象ブロックＡi内における画素の分布が偏ることがなく、透かし情報の埋め込みができ、人為的な作為が第三者に検知されてしまう恐れがない。
【０１３２】
Ｇ−２．変形例２：
上記した実施例においては、画素数算出部４２が指定する輝度帯域（γ1，γ2）の帯域幅は、一定（例えば、３０）であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、ブロック毎に可変するようにしても良く、その場合には、透かし情報の秘匿性をさらに向上させることができる。
【０１３３】
Ｇ−３．変形例３：
上記した実施例においては、求めた画素の数に、所定の演算を施す際、基準値ｐによる剰余を求める演算を施していたが、本発明は、これに限定されるものではなく、加減乗除、積分，微分、各種関数演算などを組み合わせて、種々の演算の適用が可能である。
【０１３４】
Ｇ−４．変形例４：
上記した実施例では、埋め込みの対象となるカラー画像はＲＧＢ表色系のカラー画像であったが、ＣＭＹ表色系などの他の表色系のカラー画像であっても良い。また、カラー画像をＹＣbＣr表色系へ変換していたが、ＸＹＺ表色系など他の表色系へ変換するようにしても良い。
【０１３５】
Ｇ−５．変形例５：
上記した説明では、秘密鍵の保存方法については特に言及しなかったが、画像データに透かし情報を埋め込む際に、この秘密鍵を暗号化した上で、別の電子透かし埋め込み方法によって、画像データ内に埋め込むようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における電子透かし埋め込み処理及び電子透かし抽出処理を実行するための電子透かし装置１０の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例における電子透かし埋め込み処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】図２における値変更処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図４】透かし情報に応じた剰余ｂiの変更先を説明するための説明図である。
【図５】本発明の一実施例における電子透かし抽出処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】図５における透かし情報導出処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【図７】埋め込み対象となる大型フルカラー画像の一例を示す説明図である。
【図８】図７のフルカラー画像に対し表色系変換を施した後の輝度成分ｙのみによる画像および各輝度成分ｙの頻度を示す説明図である。
【図９】図７のフルカラー画像に透かし情報を埋め込んだ場合の平均的な埋め込み可能情報量を示す説明図である。
【図１０】基準値ｐを１６０００とした場合の埋め込み済み画像および各輝度成分ｙの頻度を示す説明図である。
【図１１】図７に示す原画像と図１０（ａ）に示す埋め込み済み画像との差分を示す説明図である。
【図１２】画像のサイズ変更を行う際に用いられる代表的な濃度補間方法を説明するための説明図である。
【図１３】３種類の濃度補間方法を用いて図１０（ａ）に示す画像に対し倍率１／２でサイズ変更を行った場合に得られる画像を示す説明図である。
【図１４】サイズ変更された埋め込み済み画像から透かし情報を抽出した際の透かし情報の検出率を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…電子透かし装置
２２…ＣＰＵ
２４…ＲＡＭ
２６…ＲＯＭ
３０…キーボード
３２…マウス
３４…表示装置
３６…ハードディスク装置
３８…通信装置
３９…スキャナ
４０…バス
４１…ブロック分割部
４２…画素数算出部
４３…ブロック判定部
４４…演算部
４５…変更画素数算出部
４６…画素変更部
４７…透かし情報特定部
４８…表色系変換部
【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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【図１４】
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