JP2000059610A

JP2000059610A - 画像処理装置および画像処理方法および情報記録媒体

Info

Publication number: JP2000059610A
Application number: JP10236315A
Authority: JP
Inventors: Tei Abe; 悌阿部
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1998-08-07
Publication date: 2000-02-25
Anticipated expiration: 2018-08-07
Also published as: JP3592545B2; US6580804B1

Abstract

(57)【要約】【課題】原画像に所定の情報を複雑な処理を必要とせ
ずに埋め込むことができ、また、画像データに対して、
その一部分が切り取られた場合でも、画像データに埋め
込まれた情報を安定的に確実に抽出(デコード)できる画
像処理装置および画像処理方法および情報記録媒体を提
供する。【解決手段】デジタル画像データを所定の大きさの矩
形に分割し、分割された各矩形のデジタル画像データに
対し、所定の規則に基づいて所定の情報を電子透かしと
して埋め込むエンコード部５と、デジタル画像データに
埋め込まれている電子透かし情報をデコードするデコー
ド部６とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置およ
び画像処理方法および情報記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタル画像データは各種の媒体間でデ
ジタルコピーすることが容易であり、特に近年、インタ
ーネットを始めとするネットワークインフラの整備や、
電子図書館に代表される画像データベースの普及に伴な
って、デジタル画像データがデジタルコピー等によって
一旦第三者に渡ってしまうと、その後の広まる範囲は非
常に大きく、著作権者がデジタル画像の著作権を主張す
ることは非常に困難である。

【０００３】また、有価証券等をデジタルコピー機やス
キャナで取り込むことは法律で禁止されているが、現状
では予め登録可能な紙幣等しか複写を防止する手立ては
ない。

【０００４】上記のような問題を解決するため、デジタ
ル画像データへの電子透かし技術が着目されている。例
えば特開平９−１９１３９４号には、周波数変換(具体
的にはフーリエ変換)によって原画像に情報を混入する
電子透かし挿入方法が示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た周波数変換処理は一般的に処理時間が大きく実用には
困難である。また一部分を切り取った場合に、画像全体
の周波数特性(主に低周波)が均一であると仮定すればデ
コードが可能であるが、実画像では、周波数特性(主に
低周波)は部分毎に異なっており、デコードは不可能で
あるという問題があった。

【０００６】本発明は、原画像に所定の情報を複雑な処
理を必要とせずに埋め込むことができ、また、画像デー
タに対して、その一部分が切り取られた場合でも、画像
データに埋め込まれた情報を安定的に確実に抽出(デコ
ード)できる画像処理装置および画像処理方法および情
報記録媒体を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、デジタル画像データを所定
の大きさの矩形に分割し、分割された各矩形のデジタル
画像データに対し、所定の規則に基づいて所定の情報を
電子透かしとして埋め込むエンコード手段と、デジタル
画像データに埋め込まれている電子透かし情報をデコー
ドするデコード手段とを有していることを特徴としてい
る。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の画像処理装置において、デジタル画像データに対す
る矩形の分割は、原画像の内容に依存せずに、原画像全
体にわたってなされることを特徴としている。

【０００９】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の画像処理装置において、デジタル画像データに対す
る矩形の分割は、原画像全体のうち有効な画像データを
有する画素を全く含まないか非常に少数しか含まない部
分を除外してなされることを特徴としている。

【００１０】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載の画像処理装置において、前記エンコード手段は、分
割された矩形内のデジタル画像データに対して、矩形内
を所定の大きさのウインドウで走査し、ウインドウ内の
パターンが所定のパターンとなるときに、ビット１また
はビット０の情報を埋め込むことを特徴としている。

【００１１】また、請求項５記載の発明は、請求項４記
載の画像処理装置において、前記ウインドウは、３×３
画素の大きさであり、分割された矩形内のデジタル画像
データに対して、該ウインドウを３画素ずつずらして走
査するようになっていることを特徴としている。

【００１２】また、請求項６記載の発明は、請求項１記
載の画像処理装置において、前記エンコード手段は、デ
コード手段による電子透かし情報のデコードの際に矩形
の位置が不明になるのを防ぐために、各矩形内のデジタ
ルデータに対して、所定の規則に基づいて、矩形位置判
定用情報を電子透かしとしてさらに埋め込むことを特徴
としている。

【００１３】また、請求項７記載の発明は、請求項１記
載の画像処理装置において、前記エンコード手段は、デ
コードの際の成功率を高めるために、電子透かしとして
埋め込まれるべき情報に誤り訂正符号を付加することを
特徴としている。

【００１４】また、請求項８記載の発明は、請求項１記
載の画像処理装置において、前記エンコード手段は、デ
コードの際の成功率を高めるために、分割された全ての
矩形に、同じ電子透かし情報を埋め込んでおき、前記デ
コード手段は、デコードの過程において、各々の矩形か
らそれぞれデコードされた情報が抽出された場合に、そ
れらを統合することを特徴としている。

【００１５】また、請求項９記載の発明は、デジタル画
像データを矩形に分割し、分割された各矩形内のデジタ
ル画像データに対して、所定の大きさのウインドウで走
査し、ウインドウ内のパターンが所定のパターンとなる
ときに、所定の情報を電子透かしとして埋め込むエンコ
ード工程と、各矩形内に埋め込まれた電子透かし情報を
デコードするデコード工程とを有していることを特徴と
している。

【００１６】また、請求項１０記載の発明は、デジタル
画像データを矩形に分割し、分割された各矩形内のデジ
タル画像データに対して、所定の大きさのウインドウで
走査し、ウインドウ内のパターンが所定のパターンとな
るときに、所定の情報を電子透かしとして埋め込むエン
コード工程と、各矩形内に埋め込まれた電子透かし情報
をデコードするデコード工程とのうち少なくとも１つの
工程を有していることを特徴としている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明に係る画像処理装置の
構成例を示す図である。図１を参照すると、この画像処
理装置は、電子的なデジタル画像データを原画像として
取り込む画像入力部１と、埋め込まれるべき所定の情報
を入力する情報入力部２と、原画像を矩形に分割する矩
形分割部３と、原画像(デジタル画像データ)や埋め込ま
れるべき所定の情報などが記憶されるメモリ４と、原画
像に所定の情報を電子透かしとして埋め込むエンコード
処理を行なうエンコード部５と、デジタル画像データに
埋め込まれている所定の情報を抽出するデコード処理を
行なうデコード部６と、各種制御を行なう制御部７と、
画像データなどを保存するデータ保存部８と、デコード
結果などを出力する結果出力部９とを有している。

【００１８】ここで、情報入力部２は、原画像に対して
電子透かしとして埋め込まれるべき所定の情報(文字
列，画像など)を入力させるようになっている。

【００１９】また、矩形分割部３は、原画像を予め決め
られた大きさ(例えば、２５５画素×２５５画素の大き
さ)の矩形(ブロック)に分割するようになっている。こ
の際、矩形分割部３は、図２に示すように、縦，横とも
それぞれ予め決定した大きさの矩形で、原画像の内容に
依存せず全体を分割することもできるし、あるいは、図
３に示すように、縦，横ともそれぞれ予め決定した大き
さの矩形で、原画像全体のうち有効な画像データを有す
る画素を全く含まないか非常に少数しか含まない部分を
除外して、分割することもできる。本発明では、後述の
ように、原画像中の文字画像などの部分を利用して情報
を埋め込むようにしており、文字画像などが存在しない
矩形(ブロック)では情報の埋め込みはなされない。従っ
て、情報などを効率良く埋め込むためには、図３のよう
に、縦，横ともそれぞれ予め決定した大きさの矩形で、
原画像全体のうち有効な画像データを有する画素を全く
含まないか非常に少数しか含まない部分を除外して、分
割する方が良い。なお、以下では、説明の便宜上、画像
入力部１から取り込まれた原画像は、２値画像であると
する。

【００２０】また、エンコード部５は、情報入力部２か
ら入力された埋め込まれるべき所定の情報をビット列に
変換して、分割された各矩形(各ブロック)のそれぞれに
ついて、変換したビット列(埋め込み情報)の埋め込み処
理を行なうようになっている。この埋め込み処理は、具
体的には、次のようにして行なうようになっている。す
なわち、埋め込み処理は、基本的には、埋め込みたい情
報(ビット列とする)を３×３の大きさのウインドウの２
次元パターンに対応させることによってなされる。

【００２１】図４(ａ)には、ビット１を表わすパターン
(４種類)が示され、また、図４(ｂ)には、ビット０を表
わすパターン(４種類)が示されている。

【００２２】ここで、エンコード処理は、分割された各
矩形が、例えば、２５５×２５５画素の大きさをもつと
き、２５５×２５５画素の大きさの各矩形(各ブロック)
のそれぞれに対して同じ情報(ビット列)の埋め込みを行
なうようになっている。そして、各矩形(各ブロック)の
それぞれについて、例えば、図５に示すように、３×３
の大きさのウインドウを矩形の左上から右下に向けてラ
スタスキャン方向に３画素ずつずらしながら走査して埋
め込み処理(エンコード処理)を行なうようになってい
る。すなわち、この例では、埋め込み周期は３画素であ
り、矩形(ブロック)の大きさは２５５×２５５画素であ
って、埋め込み周期(３画素)の整数倍となっている。こ
れにより、矩形(ブロック)の大きさは、埋め込んだ位置
の周期が矩形(ブロック)の境界のところで不連続になる
のを防止できる。

【００２３】図６(ａ)乃至(ｄ)，図７(ａ)乃至(ｄ)，図
８(ａ)乃至(ｄ)は、埋め込み処理のルール(規則)を示す
図である。埋め込み処理のルール(規則)は、次のように
なっている。すなわち、原画像(２値画像)を３×３のウ
インドウで走査するときに、例えば、図６(ａ)乃至(ｄ)
のパターンＰ₀のいずれかが出現するとき、埋め込むべ
き情報がビット１のときには、パターンＰ₀をパターン
Ｐ₁のように変換し、また、埋め込むべき情報がビット
０のときには、パターンＰ₀をパターンＰ₂のように変更
する。

【００２４】また、原画像(２値画像)を３×３のウイン
ドウで走査するときに、例えば、図７(ａ)乃至(ｄ)のパ
ターンＰ₀のいずれかが出現するとき、埋め込むべき情
報がビット１のときには、パターンＰ₀はパターンＰ₁と
なっているので、パターンＰ₀を変更せず、そのままに
し、また、埋め込むべき情報がビット０のときには、パ
ターンＰ₀をパターンＰ₂のように変更する。

【００２５】また、原画像(２値画像)を３×３のウイン
ドウで走査するときに、例えば、図８(ａ)乃至(ｄ)のパ
ターンＰ₀のいずれかが出現するとき、埋め込むべき情
報がビット１のときには、パターンＰ₀をパターンＰ₁の
ように変更し、また、埋め込むべき情報がビット０のと
きには、パターンＰ₀はパターンＰ₂となっているので、
パターンＰ₀を変更せず、そのままにする。

【００２６】このように、３×３のウインドウを図５に
示したような仕方で走査していき、埋め込む対象となる
特定のパターンＰ₀が出現したときには、埋め込むべき
ビット値(ビット１またはビット０)に応じてこのパター
ンＰ₀を変更することで、ビット１，ビット０の埋め込
みを行なうことができる。この際、上記のルール(規則)
では、原画像(２値画像)の主にエッジ部分に埋め込むこ
とができ、２次元的なトポロジーが変換せず、見た目に
気付かれにくくなっている。

【００２７】図９には、埋め込み情報(電子透かし)とし
てのビット列，例えば”００１０１１１…”を各矩形
(各ブロック)のそれぞれについて埋め込んだ状態の一例
が示されている。ここで、各矩形(各ブロック)には、同
じビット列”００１０１１１…”が埋め込まれるが、そ
の埋め込まれ方は、各矩形(各ブロック)内の２値画像デ
ータの状態によって変わる。例えば、１つの矩形(ブロ
ック)内に文字画像などが少ない場合には、ビット列”
００１０１１１…”は、この矩形(ブロック)内でまばら
に埋め込まれる。これに対し、１つの矩形(ブロック)内
に文字画像などが多く存在する場合には、ビット列”０
０１０１１１…”は、この矩形(ブロック)内で密に埋め
込まれる。なお、図９において、“１”，“０”が記さ
れている箇所は、図６，図７，図８のパターンＰ₀が存
在したところを意味し、“１”，“０”が記されていな
い箇所は、パターンＰ₀以外のパターンとなっていると
ころ(“１”，“０”が埋め込まれない箇所)を意味して
いる。

【００２８】ところで、後述のデコード処理時に、各矩
形ごとに埋め込まれた情報(ビット列)をデジタル画像デ
ータから取り出すためには、上述のように分割された各
矩形(各ブロック)の先頭位置が正しく割り出される必要
がある(デコードの際にオリジナルの矩形の位置が不明
になるのを防ぐ必要がある)。すなわち、分割された少
なくとも１つの矩形を包括するように画像の一部分が切
り取られればデコードが可能となるが、一部分を切り取
った際に、特に問題となるのは、画像をどの部分で矩形
に分割したかが不明になることである。なお、画像デー
タの場合、全体の中から欲しい一部分のみを切り取って
利用することは日常的に行なわれることであるが、従来
の電子透かし方法ではこのような画像処理に対しては無
力であった。

【００２９】この課題を解決するため、エンコード部５
は、各矩形(各ブロック)の先頭位置を識別させるための
情報(矩形位置判定用情報)、すなわちビット列として例
えば”１１１１１１１１”を、埋め込まれるべき本来の
情報(例えば”００１０１１１…”)に付加するようにな
っている(埋め込まれるべき本来の情報(例えば”００１
０１１１…”)に先立って埋め込むようになっている)。

【００３０】図１０には、矩形位置判定用情報として、
ビット列”１１１１１１１１”が各矩形(各ブロック)に
付加された状態の一例が示されている。なお、この場合
も、前述したように、各矩形(各ブロック)には、同じビ
ット列”１１１１１１１１００１０１１１…”が埋め込
まれるが、その埋め込まれ方は、各矩形(各ブロック)内
の２値画像の状態によって変わる。

【００３１】さらに、エンコード部５は、デコードの際
の成功率を高めるために、埋め込まれるべき所定の情報
に誤り訂正符号を付加することができる。

【００３２】また、デコード部６は、エンコード部５で
上記のように原画像に埋め込まれた情報(電子透かし情
報)を読み出すようになっている。すなわち、エンコー
ド部５のエンコード処理に合わせて、３×３の大きさの
ウインドウをラスタスキャン方向に３画素ずつずらしな
がら走査して、図４(ａ)のいずれかのパターンが出現し
たとき、ビット１と判断し、図４(ｂ)のいずれかのパタ
ーンが出現したときに、ビット０と判断して、埋め込ま
れたビット列をデコードするようになっている。

【００３３】この際、第三者が、例えば図１０に示した
ような画像に対し、図１１に示すように、符号Ｄの部分
を切り取って無断で用いたとする。この場合、著作者
は、第三者によって用いられている符号Ｄの部分に対し
てデコード部６でデコード処理して、この画像に所定の
情報(電子透かし)が埋め込まれているか否かを調べる
が、上記符号Ｄの部分は、一般には、矩形の区切りとは
一致しておらず、このままでは、矩形(ブロック)内に埋
め込まれたビット列を正しく読み出すことができない。

【００３４】そこで、符号Ｄの部分に対してデコード処
理を行なうとき、デコード部６は、矩形(ブロック)の先
頭位置を先ず検出するようになっている。すなわち、エ
ンコード部５では、前述のように、矩形(ブロック)の先
頭位置を識別させるために、図１０に示したように、矩
形位置判定用情報として、ビット列”１１１１１１１
１”を各矩形(各ブロック)に付加しているので、デコー
ド部６は、デコード対象となる画像をラスタスキャン方
向に３×３の大きさのウインドウで順次に走査してデコ
ードするとき、ビット列”１１１１１１１１”が得られ
るか否かを判断し、ある走査位置となったときにビット
列”１１１１１１１１”が得られたときには、この位置
を矩形(ブロック)の先頭位置として割り出すようになっ
ている。

【００３５】図１２には、この様子が示されている。す
なわち、符号Ｄの部分に対してデコード処理を行なうと
き、ウインドウが符号Ｅ₁の位置となったときに、この
位置Ｅ₁を１つの矩形の先端位置として割り出し、さら
に、ウインドウが符号Ｅ₂の位置となったときに、この
位置Ｅ₂を次の矩形の先端位置として割り出すようにな
っている。

【００３６】ところで、図１１のように符号Ｄの部分を
切り取るとき、切り取られた符号Ｄの部分から３×３の
大きさのウインドウで３画素ずつずらしたから順次に走
査する場合、この３×３の大きさのウインドウが矩形
(ブロック)の先頭の３×３の画素のところに合致すると
は限らない。図１３には、符号Ｄの部分の切り取られ方
の例(９種類の例)が示されている。図１３(ｉ)のように
切り取られるときには、切り取られた符号Ｄの部分から
３×３の大きさのウインドウで３画素ずつずらしたから
順次に走査するとき、この３×３の大きさのウインドウ
が矩形(ブロック)の先頭の３×３の画素のところに合致
し、従って、このときには正しいデコードを行なうこと
ができる。しかしながら、図１３(ａ)乃至(ｈ)のように
切り取られるときには、切り取られた符号Ｄの部分から
３×３の大きさのウインドウで３画素ずつずらしたから
順次に走査するとき、この３×３の大きさのウインドウ
が矩形(ブロック)の先頭の３×３の画素のところに合致
せず、このときには正しいデコードを行なうことができ
ない。

【００３７】図１３(ａ)乃至(ｉ)のうちのどの仕方で切
り取られるかは一般にわからないため、デコード部６
は、図１１のように符号Ｄの部分が切り取られるとき、
この符号Ｄの部分について３×３の大きさのウインドウ
の走査開始位置を図１４(ａ)乃至(ｉ)の９通りに設定
し、９通りのそれぞれの場合についてデコード処理を試
みる。そして、９通りのデコード処理において、切り取
られた符号Ｄの部分から３×３の大きさのウインドウで
３画素ずつずらしたから順次に走査するとき、この３×
３の大きさのウインドウが矩形(ブロック)の先頭の３×
３の画素のところに合致するときには、“１１１１１１
１１…”が得られる筈であり、このときのデコード処理
結果を採用することができる。例えば、図１３(ａ)に示
すような切り取られ方がされた場合、図１４(ａ)乃至
(ｉ)の９通りについてそれぞれデコード処理が試される
とき、図１４(ｉ)の場合に“１１１１１１１１…”が得
られ、これがデコード処理結果として採用される。

【００３８】また、デコード部６において、矩形(ブロ
ック)の先頭位置を割り出す場合、矩形(ブロック)内に
対するビット列”１１１１１１１１”の出現位置は、こ
の矩形(ブロック)内の文字画像などの状態に応じて、一
般に、矩形(ブロック)毎に異なったものとなり、従っ
て、ある矩形(ブロック)ではその先頭位置を正しく割り
出すことができるが、ある矩形(ブロック)ではその先頭
位置を正しく割り出すことができない場合が生じる。そ
こで、デコード部６は、デコード対象となる画像部分Ｄ
が複数の矩形(ブロック)を含む大きさのものである場
合、デコード処理を１つの矩形(ブロック)だけでなく、
デコード対象となる画像部分Ｄに含まれている複数の矩
形(ブロック)のそれぞれについて行ない、複数の矩形
(ブロック)のそれぞれについてなされたデコード処理結
果を統合して、最終的なデコード処理結果とするように
なっている。

【００３９】この統合処理としては、例えば、多数決処
理を用いることができる。具体的に、例えば、ビット毎
に多数決論理を用い、より信頼性の高い方のビット値を
採用するようになっている。

【００４０】次にこのような構成の画像処理装置の処理
動作について説明する。図１５はエンコード部５におけ
るエンコード処理の概要を示すフローチャートである。
図１５を参照すると、まず、ステップＳ１０１では、情
報入力部２により、埋め込まれるべき所定の情報(文字
列，画像など)をメモリ４に取り込む。次に、ステップ
Ｓ１０２では、メモリ４に取り込まれた所定の情報をビ
ット列に変換する。次に、ステップＳ１０３では、ビッ
ト列に誤り訂正符号(誤り訂正用のビット)を付加する。
次に、ステップＳ１０４では、ビット列にさらに矩形位
置判定用のビットを付加する。

【００４１】次に、ステップＳ１０５では、所定の情報
を埋め込む対象の画像(原画像)を画像入力部１によりデ
ジタル画像データとしてメモリ４に取り込む。次に、ス
テップＳ１０６では、ステップＳ１０５で取り込んだ原
画像を矩形に分割する。より具体的には、図２に示すよ
うに、原画像全体を画像の内容に依らずに均一に分割す
るか、あるいは、図３に示すように、原画像全体のうち
有効な画像データを有する画素を全く含まない部分，非
常に少数しか含まない部分を除外して、分割する。ここ
で、分割された矩形数をＮｒとする。

【００４２】次に、ステップＳ１０７では、矩形の数を
計数するカウンターｉを０に初期設定する。次に、ステ
ップＳ１０８では、カウンターｉを１だけインクリメン
トする。次に、ステップＳ１０９では、注目矩形内を３
×３画素のウインドウで３画素ずつ走査し、注目矩形内
の画像データに所定の情報を埋め込む。次に、ステップ
Ｓ１１０では、カウンターｉがＮｒよりも大きくなった
かを判定し、カウンターｉがＮｒよりも大きくなければ
ステップＳ１０８に戻り、次の矩形について同様の埋め
込み処理を行なう。そして、ステップＳ１１０で、カウ
ンターｉがＮｒとなったとき、エンコード処理を終了す
る。

【００４３】また、図１６，図１７はデコード部６にお
けるデコード処理の概要を示すフローチャートである。
図１６，図１７を参照すると、まず、ステップＳ２０１
では、画像入力部１により、デコードする対象の画像を
デジタル画像データとしてメモリ４に取り込む。次に、
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で取り込んだ
画像全体から埋め込まれている所定の情報を抽出し、２
次元のビット列を取り出す。

【００４４】次に、ステップＳ２０３では、ステップＳ
２０２で得られた２次元のビット列の始点に、エンコー
ド時に用いたウインドウ(３×３画素の大きさのウイン
ドウ)と同じ大きさのウインドウをセットする。次に、
ステップＳ２０４では、エンコードした時と同じ順序で
ウインドウを走査し、ウインドウ内の２次元ビット列を
取り出し、１次元のビット列に変換する。

【００４５】なお、２次元ビット列を介さずに直接１次
元のビット列を取り出すことが可能である。ただし、処
理時間を考慮した場合、画像を一旦２次元のビット列に
置き換えてから１次元ビット列を取り出したほうが有利
になる。つまり、２次元のビット列を介さない場合、毎
回画像を走査しながらビット値を取り出すことになる。
それに対して、一旦２次元のビット列に置き換えると、
そのサイズは画像サイズの１／３×１／３＝１／９にな
り、高速化が望める。

【００４６】次に、ステップＳ２０５では、ステップＳ
２０４で取り出した１次元のビット列がエンコード時に
付加した矩形位置判定用のビットの条件を満たすか否か
を判定する。この条件を満たす場合は、ステップＳ２０
６へ進み、満たさない場合はステップＳ２０８へ進む。

【００４７】ステップＳ２０６では、ステップＳ２０５
においてステップＳ２０４で取り出した１次元のビット
列がエンコード時に付加した矩形位置判定用のビットの
条件を満たすと判定されたので、ステップＳ２０４で取
り出した１次元のビット列を１つの候補(１つの矩形)と
して保存する。次に、ステップＳ２０７では、ビット列
候補数(矩形数)をインクリメントして、ステップＳ２０
８に進む。

【００４８】ステップＳ２０８では、画像の終点までウ
インドウで走査したか否かを判定する。終点まで走査し
ていない場合はステップＳ２０９へ進み、ステップＳ２
０９では、２次元ビット列上のウインドウをラスター方
向に移動してステップＳ２０４に戻り、同様の処理を繰
り返し行なう。このようにして、ステップＳ２０８にお
いて、終点まで走査した場合はステップＳ２１０へ進
む。

【００４９】ステップＳ２１０では、１次元ビット列候
補の数(矩形数)を判定する。この結果、候補数(矩形数)
が１の場合はステップＳ２１２へ進み、また、候補数
(矩形数)が２以上の場合はステップＳ２１１へ進む。ス
テップＳ２１１では、複数のビット列候補を１つにまと
める(統合する処理を行なう)。より具体的には、例え
ば、ビット毎に多数決論理を用い、より信頼性の高い方
のビット値を採用する。図１８にはその一例が示されて
いる。

【００５０】ステップＳ２１２では、ビット列の誤り訂
正符号を用いて誤り訂正を行なう。次に、ステップＳ２
１３では、デコード結果を出力し、デコード処理を終了
する。

【００５１】このように、本発明によれば、予め画像デ
ータに著作権者の署名など任意のデータを元の画像デー
タを損なうことなく埋め込んでおくことができ、コピー
された画像データに対してデコード処理を施すことで埋
め込んだ署名などを取り出し、著作権を主張することが
できる。

【００５２】より具体的に、本発明によれば、画像デー
タに任意のデータ(例えば複写機の機番や日付など)をユ
ーザに気付かれることなく埋め込んでおくことができる
ので、デジタルデータである限りは埋め込んだデータを
もとに追跡が可能である。さらに画像データに秘密の情
報を電子透かしとして埋め込んで通信するといった秘匿
通信などの様々な利用法が考えられ、非常に重要かつ応
用の広い技術に適用できる。

【００５３】上述の例では、画像入力部１から入力され
る原画像は、２値画像であるとしたが、本発明は画像の
データの種類によらず適用が可能である。例えば、原画
像が多値，カラーなどである場合にも適用可能である。
図１９には、原画像が多値画像である場合の本発明の適
用例が示されている。原画像が多値画像である場合、多
値画像は、階調の数に応じたビット数分のビットプレー
ンとして表現される。図１９には、多値画像が２５６階
調のものであり(１画素当り８ビットで表現されるもの
であり)、従って、８枚のビットプレーンＰ₁〜Ｐ₈によ
って表現される場合が示されている。この場合、各ビッ
トプレーンＰ₁〜Ｐ₈は、それぞれ、２値画像であるの
で、８枚のビットプレーンのうちの１枚のビットプレー
ン(２値画像)，例えばＰ₁にエンコード部５により前述
したような仕方で所定の情報を埋め込むことができる。
そして、この場合には、デコード部６は、８枚のビット
プレーンのうちの１枚のビットプレーン(２値画像)，例
えばＰ₁に埋め込まれている所定の情報を、前述のよう
な仕方で読み出すことができる。

【００５４】また、上述の例では、ウインドウの大きさ
を３×３画素としたが、ウインドウの大きさは、任意の
もの，例えば２×２画素，あるいは４×４画素のものに
することができる。しかしながら、図４，図６，図７，
図８で説明したように、ビット“１”，“０”を表現す
るためのパターンとしては、２×２画素では情報量が少
なすぎ、また、４×４画素では情報量が多すぎるので、
３×３画素のものが最適なパターンと考えられる。従っ
て、ウインドウの大きさは、３×３画素であるのが最も
良い。

【００５５】図２０は図１の画像処理装置のハードウェ
ア構成例を示す図である。図２０を参照すると、この画
像処理装置は、例えばパーソナルコンピュータ等で実現
され、全体を制御するＣＰＵ２１と、ＣＰＵ２１の制御
プログラム等が記憶されているＲＯＭ２２と、ＣＰＵ２
１のワークエリア等として使用されるＲＡＭ２３と、原
画像を読込むスキャナ２４と、所定の情報を入力する入
力装置２５と、デコード結果などを出力する結果出力装
置(例えば、ディスプレイやプリンタ)２６とを有してい
る。

【００５６】ここで、スキャナ２４，入力装置２５，結
果出力装置２６は、図１の画像入力部１，情報入力部
２，結果出力部６にそれぞれ対応している。また、ＣＰ
Ｕ２１は、図１の制御部７，矩形分割部３，エンコード
部５，デコード部６の機能を有している。

【００５７】なお、ＣＰＵ２１におけるこのような制御
部７，矩形分割部３，エンコード部５，デコード部６等
としての機能は、例えばソフトウェアパッケージ(具体
的には、ＣＤ−ＲＯＭ等の情報記録媒体)の形で提供す
ることができ、このため、図１６の例では、情報記録媒
体３０がセットさせるとき、これを駆動する媒体駆動装
置３１が設けられている。

【００５８】換言すれば、本発明の画像処理装置は、イ
メージスキャナ，ディスプレイ等を備えた汎用の計算機
システムにＣＤ−ＲＯＭ等の情報記録媒体に記録された
プログラムを読み込ませて、この汎用計算機システムの
マイクロプロセッサにエンコード処理，デコード処理を
実行させる装置構成においても実施することが可能であ
る。この場合、本発明のエンコード処理，デコード処理
を実行するためのプログラム(すなわち、ハードウェア
システムで用いられるプログラム)は、媒体に記録され
た状態で提供される。プログラムなどが記録される情報
記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭに限られるものではな
く、ＲＯＭ，ＲＡＭ，フレキシブルディスク，メモリカ
ード等が用いられても良い。媒体に記録されたプログラ
ムは、ハードウェアシステムに組み込まれている記憶装
置、例えばハードディスク装置にインストールされるこ
とにより、このプログラムを実行して、エンコード処理
機能、デコード処理機能を実現することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１乃至請
求項１０の発明によれば、デジタル画像データを所定の
大きさの矩形に分割し、分割された各矩形のデジタル画
像データに対し、所定の規則に基づいて所定の情報を電
子透かしとして埋め込むエンコード手段と、デジタル画
像データに埋め込まれている電子透かし情報をデコード
するデコード手段とを有しているので、原画像に所定の
情報を複雑な処理を必要とせずに埋め込むことができ
る。

【００６０】特に、請求項２の発明によれば、画像をそ
の内容によらず全体を分割するので、処理が簡単で高速
に処理することができる。

【００６１】また、請求項３の発明によれば、スキャナ
で画像を取り込んだ場合に周囲に現れることが多い余白
部分や、その他の画像中に現れる無用な余白部分を除い
て矩形に分割することができる。すなわち、余白部分の
みを切り取って再利用することは通常考えづらく、また
情報を埋め込むにも非可視性の点から困難である。従っ
て、余白部分を除外して情報を埋め込むことは無用な部
分に情報を埋め込んで目立たせてしまうことを防止で
き、無駄なエンコード処理を行なわずに済む。

【００６２】また、請求項６の発明によれば、請求項１
記載の画像処理装置において、前記エンコード手段は、
デコード手段による電子透かし情報のデコードの際に矩
形の位置が不明になるのを防ぐために、各矩形内のデジ
タルデータに対して、所定の規則に基づいて矩形位置判
定用情報を電子透かしとしてさらに埋め込むので、デコ
ードの際に２次元的に得られるビット列パターンから本
来の埋め込んだ１次元のビット列パターンを得ることが
できる。すなわち、画像の一部分を切り取って再利用さ
れた場合にも埋め込んだ情報の復号(デコード)が可能と
なる。すなわち、画像データに対して、その一部分が切
り取られた場合でも、画像データに埋め込まれた情報を
安定的に確実に抽出(デコード)できる。

【００６３】また、請求項７の発明によれば、請求項１
記載の画像処理装置において、前記エンコード手段は、
デコードの際の成功率を高めるために、電子透かしとし
て埋め込まれるべき情報に誤り訂正符号を付加するの
で、仮にいくらかの埋め込み情報の欠落があっても確実
にデコードすることができる。

【００６４】また、請求項８の発明によれば、デコード
の対象の画像が複数の矩形をまたがって切り取られた場
合に、それぞれ矩形に対してデコードされた結果が得ら
れるが、これらの複数のデコード結果を統合することに
よって、より正確に埋め込み情報のデコードができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像処理装置の構成例を示す図で
ある。

【図２】矩形分割部による矩形の分割の一例を示す図で
ある。

【図３】矩形分割部による矩形の分割の一例を示す図で
ある。

【図４】ビット１，ビット０を表わすパターンを示す図
である。

【図５】埋め込み処理(エンコード処理)の仕方を説明す
るための図である。

【図６】埋め込み処理のルールを示す図である。

【図７】埋め込み処理のルールを示す図である。

【図８】埋め込み処理のルールを示す図である。

【図９】埋め込み情報(電子透かし)としてのビット列を
各矩形(各ブロック)のそれぞれについて埋め込んだ状態
の一例を示す図である。

【図１０】矩形位置判定用情報としてのビット列”１１
１１１１１１”が各矩形(各ブロック)に付加された状態
の一例を示す図である。

【図１１】図１０の画像に対して切り取られる部分Ｄを
示す図である。

【図１２】矩形の先端位置の検出の仕方を説明するため
の図である。

【図１３】画像の切り取られ方の例を示す図である。

【図１４】９通りのデコード処理を説明するための図で
ある。

【図１５】エンコード部におけるエンコード処理の概要
を示すフローチャートである。

【図１６】デコード部におけるデコード処理の概要を示
すフローチャートである。

【図１７】デコード部におけるデコード処理の概要を示
すフローチャートである。

【図１８】デコード結果の統合処理の一例を示す図であ
る。

【図１９】原画像が多値画像である場合の本発明の適用
例を説明するための図である。

【図２０】図１の画像処理装置のハードウェア構成例を
示す図である。

【符号の説明】

１画像入力部２情報入力部３矩形分割部４メモリ５エンコード部６デコード部７制御部８データ保存部９結果出力部２１ＣＰＵ２２ＲＯＭ２３ＲＡＭ２４スキャナ２５入力装置２６結果出力装置３０情報記録媒体３１媒体駆動装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デジタル画像データを所定の大きさの矩
形に分割し、分割された各矩形のデジタル画像データに
対し、所定の規則に基づいて所定の情報を電子透かしと
して埋め込むエンコード手段と、デジタル画像データに
埋め込まれている電子透かし情報をデコードするデコー
ド手段とを有していることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】請求項１記載の画像処理装置において、
デジタル画像データに対する矩形の分割は、原画像の内
容に依存せずに、原画像全体にわたってなされることを
特徴とする画像処理装置。
【請求項３】請求項１記載の画像処理装置において、
デジタル画像データに対する矩形の分割は、原画像全体
のうち有効な画像データを有する画素を全く含まないか
非常に少数しか含まない部分を除外してなされることを
特徴とする画像処理装置。
【請求項４】請求項１記載の画像処理装置において、
前記エンコード手段は、分割された矩形内のデジタル画
像データに対して、矩形内を所定の大きさのウインドウ
で走査し、ウインドウ内のパターンが所定のパターンと
なるときに、ビット１またはビット０の情報を埋め込む
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】請求項４記載の画像処理装置において、
前記ウインドウは、３×３画素の大きさであり、分割さ
れた矩形内のデジタル画像データに対して、該ウインド
ウを３画素ずつずらして走査するようになっていること
を特徴とする画像処理装置。
【請求項６】請求項１記載の画像処理装置において、
前記エンコード手段は、デコード手段による電子透かし
情報のデコードの際に矩形の位置が不明になるのを防ぐ
ために、各矩形内のデジタルデータに対して、所定の規
則に基づいて、矩形位置判定用情報を電子透かしとして
さらに埋め込むことを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】請求項１記載の画像処理装置において、
前記エンコード手段は、デコードの際の成功率を高める
ために、電子透かしとして埋め込まれるべき情報に誤り
訂正符号を付加することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】請求項１記載の画像処理装置において、
前記エンコード手段は、デコードの際の成功率を高める
ために、分割された全ての矩形に、同じ電子透かし情報
を埋め込んでおき、前記デコード手段は、デコードの過
程において、各々の矩形からそれぞれデコードされた情
報が抽出された場合に、それらを統合することを特徴と
する画像処理装置。
【請求項９】デジタル画像データを矩形に分割し、分
割された各矩形内のデジタル画像データに対して、所定
の大きさのウインドウで走査し、ウインドウ内のパター
ンが所定のパターンとなるときに、所定の情報を電子透
かしとして埋め込むエンコード工程と、各矩形内に埋め
込まれた電子透かし情報をデコードするデコード工程と
を有していることを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】デジタル画像データを矩形に分割し、
分割された各矩形内のデジタル画像データに対して、所
定の大きさのウインドウで走査し、ウインドウ内のパタ
ーンが所定のパターンとなるときに、所定の情報を電子
透かしとして埋め込むエンコード工程と、各矩形内に埋
め込まれた電子透かし情報をデコードするデコード工程
とのうち少なくとも１つの工程を有していることを特徴
とするプログラムを記録した情報記録媒体。