(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多値階調の画像に２値化セルで付加情報を埋め込んだ画像を生成する画像処理装置であって、
ピクセルの集合であるセルを前記付加情報を埋め込むための付加情報埋め込みセルとして生成する付加情報埋め込みセル生成手段と、
前記付加情報埋め込みセルのピクセルの諧調平均値および前記付加情報のコード値に応じて、当該付加情報埋め込みセルを２値化する付加情報埋め込みセル２値化手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
多値階調の画像に２値化セルで付加情報を埋め込んだ画像を生成する画像処理装置であって、
ピクセルの集合であるセルを前記付加情報を埋め込むための付加情報埋め込みセルとして生成する付加情報埋め込みセル生成手段と、
前記付加情報埋め込みセルのピクセルの諧調平均値が、所定の最大値を超えるとき前記諧調平均値を前記最大値に変更し、所定の最小値未満のとき前記諧調平均値を前記最小値に変更する諧調値変更手段と、
前記諧調値変更手段によって変更された諧調平均値および前記付加情報のコード値に応じて、前記付加情報埋め込みセルを２値化する付加情報埋め込みセル２値化手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
多値階調の画像から付加情報を埋め込んだ２値化画像を生成する画像処理装置であって、
ピクセルの集合であるセルを前記付加情報を埋め込むための付加情報埋め込みセルとして生成する付加情報埋め込みセル生成手段と、
前記付加情報埋め込みセルのピクセルの諧調平均値および前記付加情報のコード値に応じて、当該付加情報埋め込みセルを万線状のパターンで２値化する付加情報埋め込みセル２値化手段と、
前記付加情報埋め込みセル以外の領域をドット状のパターンで２値化する背景領域２値化手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
多値階調の画像から付加情報を埋め込んだ２値化画像を生成する画像処理装置であって、
ピクセルの集合であるセルを前記付加情報を埋め込むための付加情報埋め込みセルとして生成する付加情報埋め込みセル生成手段と、
前記付加情報埋め込みセルのピクセルの諧調平均値が、所定の最大値を超えるとき前記諧調平均値を前記最大値に変更し、所定の最小値未満のとき前記諧調平均値を前記最小値に変更する諧調値変更手段と、
前記諧調値変更手段によって変更された諧調平均値および前記付加情報のコード値に応じて、前記付加情報埋め込みセルを万線状のパターンで２値化する付加情報埋め込みセル２値化手段と、
前記付加情報埋め込みセル以外の領域をドット状のパターンで２値化する背景領域２値化手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
前記付加情報埋め込みセル２値化手段は、前記諧調平均値に応じてセル内で画素の大きさを変化させ、前記付加情報のコード値に応じて前記セルの大きさを変化させることを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
前記付加情報埋め込みセル２値化手段は、前記諧調平均値に応じてセル内で画素の大きさを変化させ、前記付加情報のコード値に応じて前記セルの大きさを変化させ、画素をセルの中央に配置することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置において、
前記付加情報埋め込みセル２値化手段は、前記諧調平均値に応じてセル内で画素の大きさを変化させ、前記付加情報のコード値に応じて前記画素のセル内の位置を変化させることを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項３又は請求項４に記載の画像処理装置において、
前記背景領域２値化手段は、誤差拡散法で２値化することを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項３又は請求項４に記載の画像処理装置において、
前記背景領域２値化手段は、ディザ法で２値化することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
請求項３又は請求項４に記載の画像処理装置において、
前記背景領域２値化手段は、ドットスクリーン法で２値化することを特徴とする画像処理装置。
【請求項１１】
多値階調の画像に２値化セルで付加情報を埋め込んだ画像を生成する処理をコンピュータに行わせるプログラムを記憶した記憶媒体であって、
ピクセルの集合であるセルを前記付加情報を埋め込むための付加情報埋め込みセルとして生成する付加情報埋め込みセル生成機能と、
前記付加情報埋め込みセルのピクセルの諧調平均値および前記付加情報のコード値に応じて、当該付加情報埋め込みセルを２値化する付加情報埋め込みセル２値化機能と、
をコンピュータに実現させるための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。
【請求項１２】
多値階調の画像に２値化セルで付加情報を埋め込んだ画像を生成する処理をコンピュータに行わせるプログラムを記憶した記憶媒体であって、
ピクセルの集合であるセルを前記付加情報を埋め込むための付加情報埋め込みセルとして生成する付加情報埋め込みセル生成機能と、
前記付加情報埋め込みセルのピクセルの諧調平均値が、所定の最大値を超えるとき前記諧調平均値を前記最大値に変更し、所定の最小値未満のとき前記諧調平均値を前記最小値に変更する諧調値変更機能と、
前記諧調値変更機能によって変更された諧調平均値および前記付加情報のコード値に応じて、前記付加情報埋め込みセルを２値化する付加情報埋め込みセル２値化機能と、
をコンピュータに実現させるための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。
【請求項１３】
多値階調の画像から付加情報を埋め込んだ２値化画像を生成する処理をコンピュータに行わせるプログラムを記憶した記憶媒体であって、
ピクセルの集合であるセルを前記付加情報を埋め込むための付加情報埋め込みセルとして生成する付加情報埋め込みセル生成機能と、
前記付加情報埋め込みセルのピクセルの諧調平均値および前記付加情報のコード値に応じて、当該付加情報埋め込みセルを万線状のパターンで２値化する付加情報埋め込みセル２値化機能と、
前記付加情報埋め込みセル以外の領域をドット状のパターンで２値化する背景領域２値化機能と、
をコンピュータに実現させるための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。
【請求項１４】
多値階調の画像から付加情報を埋め込んだ２値化画像を生成する処理をコンピュータに行わせるプログラムを記憶した記憶媒体であって、
ピクセルの集合であるセルを前記付加情報を埋め込むための付加情報埋め込みセルとして生成する付加情報埋め込みセル生成機能と、
前記付加情報埋め込みセルのピクセルの諧調平均値が、所定の最大値を超えるとき前記諧調平均値を前記最大値に変更し、所定の最小値未満のとき前記諧調平均値を前記最小値に変更する諧調値変更機能と、
前記諧調値変更機能によって変更された諧調平均値および前記付加情報のコード値に応じて、前記付加情報埋め込みセルを万線状のパターンで２値化する付加情報埋め込みセル２値化機能と、
前記付加情報埋め込みセル以外の領域をドット状のパターンで２値化する背景領域２値化機能と、
をコンピュータに実現させるための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。
【請求項１５】
電子画像中の付加情報を埋め込むセルが当該セルのピクセル集合の諧調平均値および前記付加情報のコード値に応じた２値化を施されており、前記付加情報を埋め込むセル以外の領域は多値の諧調情報を保持していることを特徴とする電子画像。
【請求項１６】
電子画像中の付加情報を埋め込むセルが当該セルのピクセル集合の諧調平均値および前記付加情報のコード値に応じた万線状のパターンで２値化を施されており、前記付加情報を埋め込むセル以外の領域はドット状のパターンで２値化を施されていることを特徴とする電子画像。
【請求項１７】
印刷画像中の付加情報を埋め込むハーフトーンセルが前記ハーフトーンセルの画素濃度平均および前記付加情報のコード値に応じた万線状のパターンで２値化をされており、前記付加情報を埋め込む以外の領域はドット状のパターンで２値化を施されていることを特徴とする印刷画像。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル情報としてコード化された付加情報を画像に埋め込む画像処理装置、画像処理プログラムを記憶した記憶媒体、付加情報を埋め込んだ電子画像および印刷画像に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子画像や印刷画像の中にデジタル情報や特定パターンなどの付加情報を混入させることが行われている。
【０００３】
例えば、特開平７−１２３２４４号公報には、カラー画像を形成する際に、当該カラー画像とは別の情報をカラー画像の３原色成分の合計が変化しないように色差及び彩度のいずれかを変化させて埋め込む発明が開示されている。この発明は、高い周波数での色差や彩度の変化が人間にはほとんど認識できないことを利用して、別の情報をカラー画像中に目障りとならないように埋め込むものである。
しかしながら、この発明にあっては、モノクロなど単色画像には情報を埋め込むことができず、適用が限られるという欠点があった。
【０００４】
また、特開平４−２９４６８２号公報には、イエローのトナーを用いて、装置の製造番号等を人間の目には識別しにくい特定パターンでカラー画像中に埋め込む発明が開示されている。この発明は、人間の目がイエローのトナーで描かれた特定パターンに対して識別能力が低いことを利用して、別の情報をカラー画像中に目障りとならないように埋め込むものである。
しかしながら、この発明にあっては、カラー複写機やカラープリンターなどイエロートナーを搭載した機器でしか付加情報の埋め込みを実現できないという欠点があった。
【０００５】
また、特開平４−３３４２６６号公報には、付加情報に応じてハーフトーンセルに角度の異なるドットパターンを書き込むことで、付加情報を埋め込んだ画像を生成する発明が開示されている。
しかしながら、この発明にあっては、解像度６００ｄｐｉ程度の一般のプリンタで実現した場合、ドットパターンが大きくなり、画像の画質が悪いという欠点があった。また、埋め込んだ付加情報を正確に読み出すために、実質的にドットパターンの大きさをある範囲内に制限する必要があり、表現できるハーフトーンが限られるという欠点があった。
【０００６】
また、特開平６−１１３１１１号公報には、Ｙ（イエロー）Ｍ（マジェンタ）Ｃ（シアン）のカラー画像データに対し、Ｋ（ブラック）の量を違えた２つの状態を作り、これらの状態に「０」又は「１」を割り当てて画像にＩＤ情報を付加する発明が開示されている。
しかしながら、この発明にあっては、単色の画像についてはＩＤ情報を付加することができず、また、画像中の全ての画素において２つの状態が作り出せるとは限らないためＩＤ情報を付加できない場合が生じてしまうという欠点があった。
【０００７】
また、特開昭６３−２１４０６７号公報には、ディザ法を用いて画像を表現するに際して、付加する情報に基づいてディザマトリクスにおける要素の配置を決定して、画像中に別の情報を埋め込む発明が開示されている。また、特開平２−２６６３９０号公報には、ディザマトリクスを応用して、しきい値差の組の出力（１、０）および（０、１）に「０」、「１」を割り当てて別の情報を画像中に埋め込む発明が開示されている。
しかしながら、これらの発明にあっては、諧調表現としてディザマトリクスを用いる画像形成装置でないと適用できないという欠点があった。更に、電子画像に埋め込んだ情報であればディザマトリクスの位置が特定できるので、埋め込まれた情報を後で読み出すことは容易であるが、プリント出力した画像の場合は、画像読み取り装置で読み込んだ画像から二次元的に配置された各々のディザマトリクスの位置やパターンを特定することはほとんど不可能である。
【０００８】
また、特開平４−３５２５６７号公報には、画像記録位置によってスクリーン角度を変化させ、装置の製造番号等をスクリーン角度の切り替えパターンの組み合わせによって表現する発明が開示されている。
しかしながら、この発明にあっては、スクリーン角度を切り替えた画像の境界が目立ち画像が劣化してしまう、更に、画像に埋め込むことができる情報量も極めて少ないという欠点があった。
【０００９】
なお、本出願人は、特許第２９５８３９６号公報で、付加すべき情報のコード値に応じて、万線スクリーン或いはドットスクリーン中の画素の描画位置等を変更させることで、画像中に当該画像とは別の情報を埋め込む発明を開示している。この発明は、画像を構成する画素に着目したことに特徴があり、大量の付加情報を視覚的に目障りとならずに画像に埋め込むことができる。
更に、本出願人は、特願平１１−２３６３５９号で、付加すべき情報のコード値に応じて、万線スクリーン或いはドットスクリーン中の線数を切り替えることで、画像中に当該画像とは別の情報を埋め込む発明を開示している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、画像中に付加情報を埋め込む発明は従来から種々提案されているが、適用がカラー画像に限られる、或いは、低解像度のプリンタで良好な画質が得られない、或いは、付加し得る情報量が少ない、或いは、紙に出力した画像から埋め込んだ情報を読み取ることが困難である、或いは、画質がよくない、或いは、装置コストが高い、という問題が生じていた。
【００１１】
以下に説明する本願発明と比較すると、上記本願出願人の提案した発明でも、画像形成装置の構成手段として、付加情報に応じて正確に画素の描画位置を変更する手段、あるいは線数を切り替える手段などが必要であり、画像形成装置がコスト高になっていた。また、特願平１１−２３６３５９号でも述べているように、印刷画像に埋め込んだ付加情報を、６００ｄｐｉ程度の比較的低解像度のスキャナを用いて自動で読み出すには、画像の濃度表現として万線スクリーンを用い、付加情報に応じて線数を切り替える方式が望ましい。このように、付加情報の読み出し時の都合により、スクリーン及び埋め込み方式が決定されることがあり、画質やコストに配慮できない場合があった。
【００１２】
本発明は上記従来の事情に鑑みなされたもので、低コストで、カラー画像にも単色画像にも良好な画質を保ちながら大量の付加情報を埋め込むことができる、画像処理装置、画像処理プログラムを記憶した記憶媒体、付加情報を埋め込んだ電子画像および印刷画像を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するため、第１の本発明に係る画像処理装置あるいは画像処理プログラムを記憶した記憶媒体は、付加情報を埋め込むセルを生成する付加情報埋め込みセル生成手段あるいは機能と、付加情報を埋め込むセルの諧調値および付加情報のコード値に応じて付加情報を埋め込むセルを２値化する情報埋め込みセル２値化手段あるいは機能と、を備える。
【００１４】
上記第１の本発明により、入力された多値の電子画像から、付加情報を埋め込むセルが適切な２値化を施された付加情報を埋め込んだ電子画像を得られる。市販されている多くのゼログラフィープリンタ、印刷システムなどの出力機では、２値化されたセル内部の画素の配置をほぼ正確に出力することが可能であり、また、付加情報を埋め込んだセル以外の領域は、予め出力機に設定された高画質を得るための２値化が施される。このような出力機により、全体として高画質で、かつ確実に付加情報を埋め込んだ印刷画像を得ることができる。
【００１５】
また、第２の本発明に係る画像処理装置あるいは画像処理プログラムを記憶した記憶媒体は、付加情報を埋め込むセルを生成する付加情報埋め込みセル生成手段あるいは機能と、付加情報を埋め込むセルの諧調値が所定の最大値を超えるとき諧調値を当該最大値に変更し、所定の最小値未満のとき諧調値を当該最小値に変更する諧調値変更手段あるいは機能と、諧調値変更手段によって変更された諧調値および付加情報のコード値に応じて付加情報を埋め込むセルを２値化する情報埋め込みセル２値化手段あるいは機能と、を備える。
【００１６】
上記第２の本発明により、第１の本発明の作用に加えて、付加情報を埋め込むセルの諧調が極端に低いあるいは高い場合であっても、付加情報を埋め込むこができる。すなわち、付加情報を埋め込むセルの諧調値を埋め込み可能なレベルに変更することで、全体的な画質を極力劣化させずに、どのような画像にも付加情報を埋め込むことができる。
【００１７】
また、第３の本発明に係る画像処理装置あるいは画像処理プログラムを記憶した記憶媒体は、付加情報を埋め込むセルを生成する付加情報埋め込みセル生成手段あるいは機能と、付加情報を埋め込むセルの諧調値および付加情報のコード値に応じて付加情報を埋め込むセルを２値化する情報埋め込みセル２値化手段あるいは機能と、付加情報を埋め込むセル以外の領域を情報埋め込みセル２値化手段とは異なる手法で２値化する背景領域２値化手段あるいは機能と、を備える。
【００１８】
上記第３の本発明により、入力された多値の電子画像から、付加情報を埋め込むセルは埋め込みに適した２値化を施され、付加情報を埋め込むセル以外の領域は高画質を得るのに適した２値化を施された付加情報を埋め込んだ２値の電子画像が得られる。この電子画像から、上記第１の本発明で得られた電子画像と同様に、市販されている多くのゼログラフィープリンタ、印刷システムなどの出力機により、付加情報を埋め込んだ印刷画像を得ることができる。なお、得られた電子画像は、画像全体が２値化されており、適切な２値の画像フォーマットで記録装置に保存することで、多値画像に比べて容量が小さくなるメリットがある。
【００１９】
第４の本発明に係る画像処理装置あるいは画像処理プログラムを記憶した記憶媒体は、付加情報を埋め込むセルを生成する付加情報埋め込みセル生成手段あるいは機能と、付加情報を埋め込むセルの諧調値が所定の最大値を超えるとき諧調値を当該最大値に変更し、所定の最小値未満のとき諧調値を当該最小値に変更する諧調値変更手段あるいは機能と、諧調値変更手段によって変更された諧調値および付加情報のコード値に応じて付加情報を埋め込むセルを２値化する情報埋め込みセル２値化手段あるいは機能と、付加情報を埋め込むセル以外の領域を上記情報埋め込みセル２値化手段あるいは機能とは異なる手法で２値化する背景領域２値化手段あるいは機能と、を備える。
【００２０】
上記第４の本発明により、第３の本発明の作用に加えて、付加情報を埋め込むセルの諧調が極端に低いあるいは高い場合であっても、付加情報を埋め込むことができる。すなわち、付加情報を埋め込むセルの諧調値を埋め込み可能なレベルに変更することで、画質を極力劣化させず、どのような画像にも付加情報を埋め込むことができる。
【００２１】
ここで、上記した付加情報とは、デジタル化されたコード値「０」あるいは「１」から成るものであり、本来、人間の目には不可視であるべき情報である。
【００２２】
また、電子画像とは、例えば図２１、図２２、図２３に示すようなビットマップ画像であり、その構成要素をピクセルと呼ぶ。電子画像は大きく多値画像と２値画像に分けられる。多値画像は、図２１に示すように、各々のピクセルが諧調情報、例えば２５５〜０の値を保持している（値が小さいほど黒くなるように表現している）。２値画像は、各々のピクセルが２値、例えば２５５又は０の情報を保持しており、諧調は複数のピクセルの集まりで表現される。
本明細書では、２値画像においてピクセルの値が０の部分（黒色で表現している）を画素と呼ぶ。印刷画像では、画素はトナーあるいはインクがのった部分である。
【００２３】
多値画像を２値化する手法は大きくハーフトーンスクリーン法とその他の手法に分けられる。ハーフトーンスクリーン法では、隣接する複数のピクセルから構成されるセルを基本単位にその中の画素の大きさを変化させることで諧調を表現する。例えば、図２２の例では、副走査方向１ピクセル×主走査方向３ピクセルの大きさ（以降、１×３と表現）のセル２２０１を用いてセル中央から画素を成長させている。ビットマップの解像度が６００ｄｐｉ（１インチあたり６００ドット）の場合には、４階調を表現できる２００ｌｐｉ（１インチあたり２００線）の万線スクリーンとなる。また、セルの形状を正方形にして、画素をセル中心から成長させればドットスクリーンとなる。
【００２４】
２値化手法はハーフトーンスクリーン法以外にも多種提案されており、例えば図２３の例は、誤差拡散法により図２１の多値画像を２値化した例である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施例に係る画像処理装置の要部のブロック図である。
この画像処理装置には、２値化セル生成部１０１、セル２値化部１０２が備えられている。２値化セル生成部１０１は、付加情報を埋め込む範囲内で、付加情報のコード値「０」「１」に応じて、大きさの異なる２種類のセルを生成する。セル２値化部１０２は、生成されたセル内のピクセルの値を０又は２５５のどちらかに置き換えて２値化する。なお、セルが生成されていない部分では、ピクセルの値（諧調情報）はそのまま保持される。
【００２６】
図２は、２値化セル生成部１０１によって生成されたセルを模式的に表した図である。
６００ｄｐｉのビットマップ画像（９×３６）において、４行目に付加情報のコード値列「０１０１１０」を埋め込む場合、付加情報のコード値「０」を埋め込む部分は１×３のセル（以降、基本セルと呼ぶ）を２つ配置し（３０１と３０２、３０４と３０５、３０８と３０９）、付加情報のコード値「１」を埋め込む部分は１×６のセル（以降、拡大セルと呼ぶ）を１つ配置する（３０３、３０６、３０７）。
【００２７】
図３は、２値化セル生成部１０１によって生成されたセル内を、セル２値化部１０２によって２値化した様子を模式的に表した図である。
この２値化の動作を図４及び図５を参照して詳細に説明する。
図４は、基本セルを２値化する方法を説明するための図である。基本セル内の画素は、表現すべき諧調に応じて、成長順位４０１に従った順番で大きくなる。具体的には、基本セル内のピクセルの諧調平均値が、２２５の場合は画素配置４０２となり、順次、諧調平均値が小さくなるに従って画素配置４０３〜４０５となる。
【００２８】
図５は、拡大セルを２値化する方法を説明するための図である。拡大セル内の画素は、表現すべき諧調に応じて、成長順位に５０１に従った順番で大きくなる。具体的には、拡大セル内のピクセルの諧調平均値が、２２５の場合は画素配置５０２となり、順次、諧調平均値が小さくなるに従って画素配置５０３〜５０８となる。
図３の例では、副走査方向に連続する３行（４行目〜６行目）で同一の２値化を行っており、付加情報のコード値「０」を埋め込む部分は２００ｌｐｉ万線スクリーン内、付加情報のコード値「１」を埋め込む部分は１００ｌｐｉの万線スクリーン内に画素を配置していることに相当する。
【００２９】
このように、第１実施例では、付加情報を埋め込む領域は万線スクリーンで２値化し、付加情報のコード値に応じて線数を切り替えることで、付加情報を埋め込んでいる。
ここで、諧調値が２５５の部分は画素が存在しないため、基本セルと拡大セルのどちらのセルを配置したのか判別がつかない。また、諧調値が８４以下の部分はセル内がすべて画素で埋められるため、やはり、基本セルと拡大セルのどちらのセルを配置したのか判別がつかない。すなわち、付加情報のコード値「０」と「１」のどちらを埋め込んだのか判別がつかなくなる。このため、実質的に第１の実施例では諧調値が２５４〜８５の部分にしか付加情報を埋め込んでいない。
【００３０】
図６は、本発明の第２実施例に係る画像処理装置の要部のブロック図である。
この画像処理装置は、第１実施例に、諧調値変更部６０１を追加した構成になっている。諧調値変更部６０１は、２値化するセル内の平均諧調値が所定の最大値を超えるとき、その諧調値を当該最大値に変更し、所定の最小値未満のとき、その諧調値を当該最小値に変更する。
【００３１】
図７には、諧調値変更部６０１において最大値を２００、最小値を１００に設定し、セル内を２値化した例を示してある。
図７において、セル３０１、３０８、３０９内には、画素が必ず１つ以上配置され、かつセル内すべてが画素で埋め尽くされることはない。このように、第２実施例では、付加情報を埋め込む領域のみ諧調値を変更することで、どのような諧調をもつ画像に対しても付加情報を埋め込むことができる。
【００３２】
図８は、第２実施例の画像処理装置を用いて、付加情報を埋め込んだ電子画像の拡大図である。図８の例では、座標８０１と座標８０２で囲まれる範囲に付加情報と、埋め込み範囲を特定するための位置特定情報を埋め込んでいる。
図９は、座標８０１の近辺をさらに拡大したものであり、この図を用いてさらに詳細に説明する。領域８０４ａには、埋め込み範囲の上限を特定するための位置特定情報９０１（以降、上限マークと呼ぶ）が埋め込まれている。上限マークは拡大セルを４つ連続して配置して２値化したものであり、領域８０４ａの主走査方向に所定の間隔で埋め込まれる。また、付加情報の埋め込み領域８０４ｂと８０４ｄの先頭には、埋め込み範囲の開始位置を特定するための位置特定情報９０２（以降、開始マークと呼ぶ）が埋め込まれている。開始マークは拡大セルを２つ連続して配置して２値化したものである。
【００３３】
領域８０４ｄ内の部分９０３には、基本セルが２つ配置され、付加情報のコード値「０」が埋め込まれている。領域８０４ｄ内の部分９０４には、拡大セルが１つ配置され、付加情報のコード値「１」が埋め込まれている。付加情報のコード値を埋め込む部分の間には、必ず基本セルが１つ挿入されており、拡大セルが連続で配置されることはない。従って、付加情報のコード値「１」と位置特定情報は、明確に区別できる。なお、図８に示すように、付加情報の埋め込み領域の右端には拡大セルを３つ連続配置した終了マーク、埋め込み範囲の下限には拡大セルを５つ連続して配置した下限マークが埋め込まれている。
【００３４】
以上説明したように、第１実施例や第２実施例では、多値の電子画像において、付加情報を埋め込む領域のみ「２５５」あるいは「０」に２値化された電子画像を得ることができる。
市販されている多くのゼログラフィープリンタ、印刷システムナなどの出力機では、２値化されたセル内部の画素の配置をほぼ正確に出力することが可能であり、また、２値化されていない領域は、予め出力機に設定された適切な２値化が施される。このような出力機により、全体として高画質で、かつ確実に付加情報を埋め込んだ印刷画像を得ることができる。
【００３５】
図１０は、本発明の第３実施例に係る画像処理装置の要部を示す図である。
第３実施例は、第１実施例に画像全体２値化部１００１を追加した構成になっている。画像全体２値化部１００１は、セル２値化部１０２から出力された多値画像（付加情報を埋め込む領域のみ２値化されている）を、セル２値化部１０２とは異なる手法で、画像全体を２値化する。
具体的には、セル２値化部１０２で万線スクリーンを用いて２値化する場合、画像全体２値化部１００１は誤差拡散法、ディザ法、ドットスクリーンなどによって２値化を行う。なお、これらの２値化手法は公知のものであり説明を省略する。
【００３６】
図１１は、本発明の第４実施例に係る画像処理装置の要部を示す図である。
第４実施例は、第２実施例に画像全体２値化部１００１を追加した構成になっており、第３実施例との違いは、第１実施例と第２実施例の違いと同様に、諧調値変更部６０１があるか否かである。
第４実施例の画像処理装置では、上記した画像全体２値化部１００１の処理により、どのような諧調をもつ画像に対しても付加情報を埋め込むことができる。
【００３７】
図１２は、第４実施例の画像処理装置を用いて、付加情報を埋め込んだ電子画像の拡大図である。
この例では、画像全体２値化部１００１の２値化手法は誤差拡散法を用いている。この電子画像は、図８に示した多値画像（付加情報を埋め込む領域のみ２値化されている）を誤差拡散法で２値化したものに等しい。図１２からわかるように、付加情報を埋め込んだ領域は予め２値化されているので、その領域の画素配置は変更されず、その他の領域（背景領域）が誤差拡散で２値化される。
【００３８】
第３実施例や第４実施例で生成される電子画像は、画像全体が２値画像であり、市販されている多くのゼログラフィープリンタ、印刷システムなどの出力機を用いて、画像全体の画素の配置をほぼ正確に出力することが可能である。
このような出力機により、全体として高画質で、かつ確実に付加情報を埋め込んだ印刷画像を得ることができる。
【００３９】
本発明の画像処理は、ソフトウエアで実現することも可能である。図１３は、画像処理プログラムを実行するためのコンピュータシステムの構成例である。
入力部１３０１は、操作者がＣＰＵ１３０２に各種の操作を指令するためのものである。ＣＰＵ１３０２は、画像処理プログラムや処理対象の電子画像をハードディスクＨＤ１３０５からＲＡＭ１３０３にロードして、画像処理を実行する。ＲＯＭ１３０４はコンピュータシステムの起動時に実行されるプログラム等が格納されている。外部インターフェース１３０６には、例えばゼログラフィープリンタなどの印刷装置が接続されており、付加情報を埋め込んだ画像を印刷することができる。
【００４０】
図１４〜図１９は、上記コンピュータシステムにおいて、２値化セル生成部１０１、諧調地変更部６０１、セル２値化部１０２の機能と同等の画像処理を行うためのフローチャートである。以下、詳細に説明する。
【００４１】
まず、処理対象の画像をＲＡＭ１３０３（メモリ）にロードする（Ｓ１４０１）。以降、画像の主走査方向の長さをｗｉｄｔｈ（単位：ピクセル）、副走査方向の高さをＨｅｉｇｈｔ（単位：ピクセル）とする。
次に、画像に埋め込む付加情報を入力し（Ｓ１４０２）、付加情報の埋め込み範囲を入力する（Ｓ１４０３）。以降、埋め込み範囲の左上座標を（Ｘｓ，Ｙｓ）、右下座標を（Ｘｅ，Ｙｅ）、とする。
【００４２】
ステップＳ１４０４、Ｓ１４０５において、画像の左上部分から処理を開始するために位置変数（ｉ，ｊ）を（０、０）に初期化する。
ステップＳ１４０６において、位置（ｉ，ｊ）のピクセルが埋め込み範囲にあるか否か判定し、埋め込み範囲内にない場合（Ｎｏ）、そのピクセルの諧調値を２値化せずにそのまま保持し（Ｓ１４１３）、次のピクセルに移行する（Ｓ１４１４）。
ステップＳ１４０６において、位置（ｉ，ｊ）のピクセルが埋め込み範囲内にあると判定された場合（Ｙｅｓ）、上限ラインの領域か否かを判定し（Ｓ１４０７）、Ｙｅｓならば上限ラインの領域を２値化する（Ｓ１４０８）。
【００４３】
ステップＳ１４０７においてＮｏと判定された場合、下限ラインの領域か否かを判定し（Ｓ１４０９）、Ｙｅｓならば下限ラインの領域を２値化する（Ｓ１４１０）。
さらに、ステップＳ１４０９においてＮｏと判定された場合、付加情報埋め込みラインか否かを判定し（Ｓ１４１１）、Ｙｅｓならば付加情報埋め込みラインを２値化し（Ｓ１４１２）、Ｎｏならば２値化を行わない（Ｓ１４１３）。
以上の処理を、ステップＳ１４１５〜Ｓ１４１７に示すように、画像全体に対して行う。なお、上限ラインとは上限マークを埋め込む領域であり、図９に示した領域８０４ａに相当する。同様に下限ラインとは、下限マークを埋め込む領域である。また、付加情報埋め込みラインとは、開始マーク、付加情報、終了マークを埋め込む領域であり、図９に示した領域８０４ｂなどに相当する。
【００４４】
上限ラインの２値化処理Ｓ１４０８を、図１５を用いて詳細に説明する。
まず、基本セルを７個配置し、ｉを基本セル７個分に相当する２１進める（Ｓ１５０１）。次に、配置した７個の基本セルを夫々２値化する（Ｓ１８０１）。
ステップＳ１５０２において、上限マークに相当する拡大セル４個と上限マーク間の間隔である基本セル４個を配置できるか否かを判定し、Ｙｅｓの場合には、４個の拡大セルを配置し（Ｓ１５０３）、配置した拡大セルを夫々２値化し（Ｓ１９０１）、４個の基本セルを配置し（Ｓ１５０４）、配置した基本セルを夫々２値化する（Ｓ１８０１）。
ステップＳ１５０２において、Ｎｏと判定された場合、上限マークはこれ以上配置できないことになり、以降のステップＳ１５０５〜Ｓ１８０１において、ｉがＸｅ以上になるまで基本セルを配置し、その基本セルを２値化する。なお、基本セルの２値化方法および拡大セルの２値化方法は後述する。
【００４５】
下限ラインの２値化処理Ｓ１４１０を、図１６を用いて詳細に説明する。
まず、基本セルを７個配置し、ｉを基本セル７個分に相当する２１進める（Ｓ１６０１）。次に、配置した７個の基本セルを夫々２値化する（Ｓ１８０１）。
ステップＳ１６０２において、下限マークに相当する拡大セル５個と下限マーク間の間隔である基本セル２個を配置できるか否かを判定し、Ｙｅｓの場合には、５個の拡大セルを配置し（Ｓ１６０３）、配置した拡大セルを夫々２値化し（Ｓ１９０１）、２個の基本セルを配置し（Ｓ１６０４）、配置した基本セルを夫々２値化する（Ｓ１８０１）。
ステップＳ１６０２において、Ｎｏと判定された場合、下限マークはこれ以上配置できないことになり、以降のステップＳ１６０５〜Ｓ１８０１において、ｉがＸｅ以上になるまで基本セルを配置し、その基本セルを２値化する。
【００４６】
付加情報埋め込みラインの２値化処理Ｓ１４１２を、図１７を用いて詳細に説明する。
まず、１ラインに埋め込むことができる付加情報のコード値群をセットする（Ｓ１７０１）。ここで、コード値数をｎとする。
次に、ステップＳ１７０２〜Ｓ１７０４、続くＳ１８０１において、基本セルと拡大セルを所定の数だけ配置し、夫々２値化する。ここで、ステップＳ１７０３で配置した２個の拡大セルは開始マークである。
【００４７】
ステップＳ１７０５では、Ｓ１７０１でセットされた付加情報のコード値を順次読み出し、コード値を調べる。コード値が「１」の場合、拡大セルを１個配置し（Ｓ１７０６）、その拡大セルを２値化する（Ｓ１９０１）。コード値が「０」の場合、基本セルを２個配置し（Ｓ１７０７）、その基本セルを２値化する（Ｓ１８０１）。
次に、付加情報を埋め込むセル間の間隔を空けるために、基本セルを１個配置し（Ｓ１７０８）、その基本セルを２値化する（Ｓ１８０１）。
以上の処理をｎを１つづつ減じて（Ｓ１７０９）、ｎが０になるまで繰り返す（Ｓ１７１０）。
【００４８】
次に、終了マークに相当する３個の拡大セルを配置し（Ｓ１７１１）、その拡大セルを夫々２値化する（Ｓ１９０１）。次に、ｉがＸｅ以上になるまで（Ｓ１７１２）、基本セルを配置し（Ｓ１７１３）、その基本セルを２値化する（Ｓ１８０１）。
なお、図８に示した電子画像では、開始マークおよび終了マークは１ライン毎に配置しており、上記フローチャートではこの埋め込み制御の説明を省略している。
【００４９】
次に、基本セルの２値化処理Ｓ１８０１を、図１８を用いて詳細に説明する。まず、基本セル内にあるピクセルの諧調値の平均値Ｔｏｎｅを算出する（Ｓ１８０２）。Ｔｏｎｅが所定の最大値Ｍａｘを超えているか否かを調べ（Ｓ１８０３）、超えている場合（Ｙｅｓ）、ＴｏｎｅをＭａｘに設定する（Ｓ１８０４）。一方、超えていない場合（Ｎｏ）、Ｔｏｎｅが所定の最小値Ｍｉｎ未満か否かを調べ（Ｓ１８０５）、未満の場合（Ｙｅｓ）、ＴｏｎｅをＭｉｎに設定する（Ｓ１８０６）。ステップＳ１８０５がＮｏの場合、Ｔｏｎｅは変更しない。
以降、ステップＳ１８０７〜Ｓ１８１３で、基本セル内のピクセルを２値化する。まず、ステップＳ１８０７でｐを０に設定する。ｐはセル内のピクセルを管理する変数であり、左から順に処理する。
【００５０】
ステップＳ１８０８において、注目するｐ番目のピクセルを２値化するためのしきい値ｔｈを設定する。ｔｈは、
ｔｈ＝２５５×（ｅ−１）÷３
で算出される。
ここで、ｅはｐ番目ピクセルの成長順位である。各ピクセルの成長順位は図４に示したとおりである。
次に、２２５−Ｔｏｎｅがｔｈを超えるか否かを調べ（Ｓ１８０９）、超える場合（Ｙｅｓ）、注目しているｐ番目の諧調値を０にセットし（Ｓ１８１０）、超えない場合（Ｎｏ）、２５５にセットする（Ｓ１８１１）。
以上の処理を右端のピクセルまでおこない（Ｓ１８１３）、セル内を２値化する。
【００５１】
次に、拡大セルの２値化処理Ｓ１９０１を、図１９を用いて詳細に説明する。
まず、拡大セル内にあるピクセルの諧調値の平均値Ｔｏｎｅを算出する（Ｓ１９０２）。Ｔｏｎｅが所定の最大値Ｍａｘを超えるか否かを調べ（Ｓ１９０３）、超えている場合（Ｙｅｓ）、ＴｏｎｅをＭａｘに設定する（Ｓ１９０４）。一方、超えていない場合（Ｎｏ）、Ｔｏｎｅが所定の最小値Ｍｉｎ未満か否かを調べ（Ｓ１９０５）、未満の場合（Ｙｅｓ）、ＴｏｎｅをＭｉｎに設定する（Ｓ１９０６）。ステップＳ１９０５がＮｏの場合、Ｔｏｎｅは変更しない。
以降、ステップＳ１９０７〜Ｓ１９１３で、拡大セル内のピクセルを２値化する。まず、ステップＳ１９０７でｐを0に設定する。ｐはセル内のピクセルを管理する変数であり、左から順に処理する。
【００５２】
ステップＳ１９０８において、注目するｐ番目のピクセルを２値化するためのしきい値ｔｈを設定する。ｔｈは、
ｔｈ＝２５５×（ｅ−１）÷６
で算出される。
ここで、ｅはｐ番目のピクセルの成長順位である。各ピクセルの成長順位は図５に示したとおりである。
次に、２２５−Ｔｏｎｅがｔｈを超えるか否かを調べ（Ｓ１９０９）、超える場合（Ｙｅｓ）、注目しているｐ番目の諧調値を０にセットし（Ｓ１９１０）、超えない場合（Ｎｏ）、２５５にセットする（Ｓ１９１１）。
以上の処理を右端のピクセルまでおこない（Ｓ１９１３）、セル内を２値化する。
【００５３】
以上、図１４〜図１９で説明したフローチャートは、上述した第２実施例の画像処理と同等の処理を行うものであり、図８に示した電子画像を生成する。
なお、図８において、上限ライン、付加情報の埋め込みラインおよび下限ラインは、夫々、副走査方向に連続した４ピクセルの高さをもつ。すなわち、これらのラインでは同一の２値化処理を４回繰り返しており、上記フローチャートではこの制御の説明を省略している。
【００５４】
また、図１８のステップＳ１８０３〜Ｓ１８０６、図１９のステップＳ１９０３〜Ｓ１９０６は諧調変更部６０１の処理に相当し、このステップを取り除けば、第１実施例の画像処理と同じ機能になる。
また、第３実施例および第４実施例における、画像全体２値化部１００１の処理に相当する手順は公知であり、説明を省略する。
【００５５】
また、以上説明した付加情報の埋め込み方法は特願平１１−２３６３５９号、位置特定情報の埋め込み方法は特願平１１−３５０３３４号において、本出願人が既に開示した方法と基本的に同じである。ただし、これらの従来方法では、付加情報を埋め込まない領域も同一の２値化手法（例えば万線スクリーン）を用いることになり、６００ｄｐｉのビットマップ画像に適用した場合、図２０に示すような画像になってしまう。この画像では４階調しか表現できなく、図８や図１２の示した画像に比べて、画像全体としての画質、諧調表現能力に劣ってしまう。
【００５６】
また、付加情報の埋め込みは、特許第２９５８３９６号で開示している方法を用いてもよい。
また、上記した実施例は、カラー画像のように複数の画像プレーン（例えばＹＭＣＫ）から構成されている場合にも適用できる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多値画像において、付加情報および位置特定情報などを埋め込む領域をハーフトーンスクリーン法を用いて２値化する。さらに、それ以外の背景領域を、高画質を得られる他の手法で２値化することもできる。従って、市販のゼログラフィープリンターや印刷システムを用いて、全体として良好な画質を保ちながら大量の付加情報を埋め込む画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例に係る画像処理装置の要部を示す構成図である。
【図２】  ２値化セル生成部の処理を説明する図である。
【図３】  第１実施例の２値化結果を説明する図である。
【図４】  基本セルの２値化を説明する図である。
【図５】  拡大セルの２値化を説明する図である。
【図６】  本発明の第２実施例に係る画像処理装置の要部を示す構成図である。
【図７】  第２実施例の２値化結果を説明する図である。
【図８】  第１実施例で得られる電子画像の拡大図である。
【図９】  電子画像を詳細に説明する図である。
【図１０】  本発明の第３実施例に係る画像処理装置の要部を示す構成図である。
【図１１】  本発明の第４実施例に係る画像処理装置の要部を示す構成図である。
【図１２】  第２実施例で得られる電子画像の拡大図である。
【図１３】  本発明をソフトウエアで実現するコンピュータシステムの一例を示す構成図である。
【図１４】  本発明に係る画像処理プログラムの一例を示すフローチャートである。
【図１５】  上限ラインの２値化処理の一例を示すフローチャートである。
【図１６】  下限ラインの２値化処理の一例を示すフローチャートである。
【図１７】  付加情報埋め込みラインの２値化処理の一例を示すフローチャートである。
【図１８】  基本セルの２値化処理の一例を示すフローチャートである。
【図１９】  拡大セルの２値化処理の一例を示すフローチャートである。
【図２０】  従来技術で得られる画像の拡大図である。
【図２１】  多値画像ビットマップを説明する図である。
【図２２】  万線スクリーンの２値画像を説明する図である。
【図２３】  誤差拡散の２値画像を説明する図である。
【符号の説明】
１０１：２値化セル生成部、  １０２：セル２値化部、
６０１：階調変更部、  １００１：画像全体２値化部、
３０１、３０２、３０４、３０５、３０８、３０９：基本セル、
３０３、３０６、３０７：拡大セル、
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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