JP2003174556A

JP2003174556A - 画像処理装置及び画像処理方法

Info

Publication number: JP2003174556A
Application number: JP2002240118A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Miyake; 信孝三宅; Minoru Kusakabe; 稔日下部; Kiyoshi Umeda; 清梅田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2003-06-20
Also published as: US7171019B2; US20030059085A1

Abstract

(57)【要約】【課題】画像に付加情報を埋め込む方法において、画
質劣化を軽減する方法、及び付加情報を抽出する際の抽
出エラー率を減少する方法において、更なる改善の余地
があった。【解決手段】画像に対して所定の情報を埋め込む画像
処理装置において、画像を入力する入力手段と、前記入
力された画像を複数の画像領域に分割する分割手段と、
複数の異なる周期性を発生させる周期性発生手段と、前
記分割手段により分割された画像領域の各画素の画素値
に対して、前記周期性に基づいて所定値を加算する加算
手段と、前記所定の情報に応じて、前記複数の周期性の
中から加算する周期性を選択する選択手段とを有するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置及び
画像処理方法に関し、特に、画像情報中に、該画像情報
とは別の情報、例えば音声情報や、テキスト文書情報、
画像に関する諸情報、全く別の画像情報等を付加情報と
して、視覚的に目立たぬように埋め込む画像処理に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像情報中に、画像に関連の
ある他の情報を多重化する研究が盛んに行われている。

【０００３】近年では、電子透かし技術と称し、写真、
絵画等の画像情報中に、その著作者名や、使用許可の可
否等の付加情報を視覚的に判別しづらい様に多重化し
て、インターネット等のネットワークを通じて流通する
技術が標準化されつつある。

【０００４】電子透かし技術の一般的な付加情報の埋め
込みは、実空間上で埋め込む方法と、周波数領域を利用
して埋め込む方法とがある。

【０００５】実空間上での埋め込みで最も単純な方法
は、画像情報をビットプレーンに分解し、ＬＳＢのビッ
トプレーンを付加情報のビットプレーンとして割り当て
る方法である。

【０００６】また、周波数領域での埋め込みでは、フー
リエ変換、離散コサイン変換、ウェーブレット変換等の
直交変換が用いられるが、視覚的に目立ちづらい高周波
域、もしくは、圧縮時の変換係数の量子化による影響を
受けづらい低中周波域を用いて、特定帯域の変換係数を
変更することによって付加情報を埋め込む方法がある。
また、スペクトル拡散を用いて攻撃耐性を強固にした電
子透かし方法もある。

【０００７】このような従来例に関しては、「電子透か
しの基礎」（松井甲子雄著、森北出版）に詳しい。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した技術
は以下の問題点がある。

【０００９】すなわち、従来の電子透かしの方法は、何
れも電子ファイル上で使用することを前提にしている点
である。

【００１０】図１１は、電子透かし技術の一般的な付加
情報の埋め込みを示した図である。画像情報Ａと付加情
報Ｂが加算器１１０１を介して多重化され、Ｃという多
重化情報に変化する。図１１は画像情報の実空間領域で
付加情報を多重化する例である。この多重化情報Ｃを各
種フィルタリング等の画像処理や、非可逆圧縮等の符号
化をせずに流通することが可能であれば、多重化情報Ｃ
から付加情報Ｂを復号することは従来技術でも容易であ
る。インターネット上で流通する画像情報では、多少の
ノイズ耐性があれば、エッジ強調、平滑化等の画質向上
のデジタルフィルタを通しても復号が可能になる。

【００１１】しかし、今、多重化した画像をプリンタ等
の出力装置により印字し、その印字物から付加情報を取
り出す場合を想定する。しかも、使用するプリンタが単
色あたり２階調から数階調程度の表現能力しか有してい
ないプリンタ出力を想定する。近年、インクジェットプ
リンタは、染料濃度を薄くしたインクを有したり、出力
するドット径を可変に制御したりして、単色あたり数階
調表現できる装置が上市されているが、それでも疑似階
調処理を用いない限り、写真調の画像の階調性は表現で
きない。

【００１２】すなわち、図１１の電子透かし技術を用い
た多重化方法をプリンタに出力するという前述の想定で
は、図１２に示すように、疑似階調処理１２０１により
多重化情報ＣはＤという量子化情報に変化し、その後、
プリンタ出力１２０２にて紙上に印字されることによ
り、非常に劣化したＥという紙上情報（印字物）に変化
する。従って、紙上の情報から付加情報を復号するとい
うことは、図１２の一連の処理後の紙上情報Ｅから付加
情報Ｂを復号することになるわけである。この１２０
１、１２０２の両処理による情報の変化量は非常に大き
く、視覚的に判別できないように付加情報を多重化し、
かつ、多重化した付加情報を紙上から正しく復号するこ
とは非常に困難なことになる。

【００１３】前述した実空間上でビットプレーンに付加
情報を埋め込む方法では、紙上での復号は不可能に近
い。

【００１４】一方、周波数の特定帯域の電力値を変更す
る方法でも同様である。

【００１５】例えば、特開平７−１２３２４４では、視
覚的に感度の低い色差成分、及び彩度成分の高周波域に
付加情報を埋め込むことにより情報の多重化を行う技術
を提案している。

【００１６】しかし、前述の提案では、各ビットデータ
が、各々の特定帯域に割り当てられて、その帯域にパタ
ーンを加算するか否かで１か０かを表現する。復号に関
しては、特定帯域の周波数成分を抽出し、閾値処理によ
り１か０かを判定している。

【００１７】この方法では、以下の問題点が生じる。・電力の絶対的な値の閾値処理の為、紙上からの復号で
はノイズに弱い。・ノイズに強くする為には強固に多重化する必要があ
り、画質劣化を伴う。・擬似階調処理が後段に入る為、電力の絶対的な値は擬
似階調処理のフィルタの為、劣化する恐れあり。・紙の回転耐性を持たせる為に、特定帯域のスタートビ
ットが必要である。・処理が複雑である。

【００１８】すなわち、特定帯域の電力の絶対的な値の
大小により１か０かのビットを判定する方法は問題点が
多い。

【００１９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、情報埋め込みによる画質劣化を抑え、
かつ、紙上から容易に情報を抽出可能な画像処理装置及
び画像処理方法を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の画像処理装置は、画像に対して所定の情報
を埋め込む画像処理装置において、画像を入力する入力
手段と、前記入力された画像を複数の画像領域に分割す
る分割手段と、複数の異なる周期性を発生させる周期性
発生手段と、前記分割手段により分割された画像領域の
各画素の画素値に対して、前記周期性に基づいて所定値
を加算する加算手段と、前記所定の情報に応じて、前記
複数の周期性の中から加算する周期性を選択する選択手
段とを有することを特徴とする。

【００２１】また、画像に対して所定の情報を埋め込む
画像処理装置において、画像を入力する入力手段と、前
記入力された画像を複数の画像領域に分割する分割手段
と、複数の異なる周期性を発生させる周期性発生手段
と、前記分割手段により分割された画像領域の各画素の
画素値に対して、前記周期性に基づいて所定値を加算す
る加算手段と、前記所定の情報に応じて、前記複数の周
期性の中から加算する周期性を選択する選択手段と、各
画素を色材単位の濃度信号に変換する変換手段と、前記
変換手段による変換後の濃度信号を印字媒体に記録する
記録手段とを有し、前記加算手段による加算処理は、前
記変換手段による変換以前の情報に対して行うことを特
徴とする。

【００２２】また、本発明の画像処理方法は、画像に対
して所定の情報を埋め込む画像処理方法において、前記
画像を入力する入力工程と、前記入力された画像を複数
の画像領域に分割する分割工程と、複数の異なる周期性
を発生させる周期性発生工程と、前記分割工程により分
割された画像領域の各画素の画素値に対して、前記周期
性に基づいて所定値を加算する加算工程と、前記所定の
情報に応じて、前記複数の周期性の中から加算する周期
性を選択する選択工程とを有することを特徴とする。

【００２３】また、画像に対して所定の情報を埋め込む
画像処理方法において、画像を入力する入力工程と、前
記入力された画像を複数の画像領域に分割する分割工程
と、複数の異なる周期性を発生させる周期性発生工程
と、前記分割工程により分割された画像領域の各画素の
画素値に対して、前記周期性に基づいて所定値を加算す
る加算工程と、前記所定の情報に応じて、前記複数の周
期性の中から加算する周期性を選択する選択工程と、各
画素を色材単位の濃度信号に変換する変換工程と、前記
変換工程による変換後の濃度信号を印字媒体に記録する
記録工程とを有し、前記加算工程による加算処理は、前
記変換工程による変換以前の情報に対して行うことを特
徴とする。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る好適な実施形態を詳細に説明する。尚、実施形態にお
ける画像処理装置は、主として、プリンタエンジンへ出
力すべき画像情報を作成するコンピュータ内のプリンタ
ドライバソフト、もしくは、アプリケーションソフトと
して内蔵することが効率的であるが、複写機、ファクシ
ミリ、プリンタ本体等にハードウエア、及びソフトウエ
アとして内蔵することも効果がある。

【００２５】（第１の実施形態）図１は、第１の実施形
態の画像処理システムの構成を表すブロック図である。

【００２６】１００、及び１０１はともに入力端子を示
し、１００からは多階調の画像情報が入力され、１０１
からは、画像情報の中に埋め込むべき必要な付加情報が
入力される。この付加情報は、入力端子１００にて入力
される画像情報とは別の情報、例えば音声情報や、テキ
スト文書情報、入力端子１００にて入力される画像に関
する著作権、撮影日時、撮影場所、撮影者等の諸情報、
また、全く別の画像情報等、様々な応用が考えられる。

【００２７】１０２は、付加情報多重化装置を示し、視
覚的に判別しづらいように、画像情報中に付加情報を埋
め込ませる装置である。この付加情報多重化装置１０２
は、付加情報の多重化とともに、入力した多階調の画像
情報の量子化をも司る。

【００２８】１０３はプリンタを示し、付加情報多重化
装置１０２で作成された情報をプリンタエンジンにて出
力する。プリンタは、インクジェットプリンタ、レーザ
ープリンタ等、疑似階調処理を用いることにより階調表
現を実現するプリンタを想定する。

【００２９】出力された印字物は、スキャナ１０４を用
いて印字物上の情報を読み取り、付加情報分離装置１０
５によって、印字物中に埋め込まれた付加情報を分離
し、出力端子１０６に出力する。

【００３０】図２は、図１の付加情報多重化装置１０２
の構成を示すブロック図である。

【００３１】２００は色変換部を示し、入力された画像
情報を、ＲＧＢ等の輝度信号から、記録するインク等の
色材による色空間に変換する。

【００３２】２０１はブロック化部を示し、個々のイン
ク色に分解された画像信号を所定領域単位に区分する。
このブロック化は矩形でも良いし、矩形以外の領域に区
分しても良い。

【００３３】２０２は周期性選択部を示し、ブロック化
部２０１にてブロック化した領域単位で、入力端子１０
１で入力された付加情報に基づき、特定の周期性を選択
する。

【００３４】２０３、２０４は、周期性Ａ発生部、周期
性Ｂ発生部を示し、スイッチ２０５にて周期性選択部２
０２の選択結果により選択される。選択された周期性
は、加算手部２０６にて画像信号に加算される。

【００３５】２０７は擬似階調処理部を示し、各色の多
重化後の画像情報を、疑似階調処理することによって、
入力階調数よりも少ない量子化レベルに変換し、複数画
素の量子化値によって面積的に階調性を表現する。擬似
階調処理は、ディザ処理、誤差拡散処理等があるが、本
実施形態では、より階調表現力に優れた誤差拡散処理を
仮定する。

【００３６】２１０は、ＣＰＵ２１１、ＲＯＭ２１２、
ＲＡＭ２１３などからなる制御部である。ＣＰＵ２１１
は、ＲＯＭ２１２に保持された制御プログラムに従っ
て、上述した各構成の動作、及び処理を制御する。ＲＡ
Ｍ２１３は、ＣＰＵ２１１の作業領域として使用され
る。

【００３７】図３は、擬似階調処理部２０７のひとつで
ある誤差拡散処理の詳細を表すブロック図である。一般
的な誤差拡散処理は、文献Ｒ．Ｆｌｏｙｄ＆Ｌ．Ｓｔｅ
ｉｎｂｅｒｇ：“ＡｎＡｄａｐｔｉｖｅＡｌｏｇｏ
ｒｉｔｈｍｆｏｒＳｐａｔｉａｌＧｒａｙｓｃａ
ｌｅ”，ＳＩＤＳｙｍｐｏｓｉｕｍＤｉｇｅｓｔｏ
ｆＰａｐｅｒｐｐ．３６〜３７（１９７５）に詳
細が記載されている。

【００３８】いま、量子化値が２値である誤差拡散処理
を例にして説明する。尚、量子化は２値に限らず、多
値、３値、４値でもよい。

【００３９】３００は加算器を示し、付加情報が加算さ
れた多重化情報の注目画素値と既に２値化された周辺画
素の分配された量子化誤差が加算される。

【００４０】量子化条件制御部からの量子化閾値と誤差
の加算された加算結果とを比較部３０１にて比較し、所
定の閾値よりも大きい場合には“１”を、それ以外では
“０”を出力する。例えば、８ビットの精度で画素の階
調を表現する場合には、最大値である“２５５”と最小
値である“０”で表現するのが一般的である。いま、量
子化値が“１”の時に、紙上にドット（インク、トナー
等）が印字されると仮定する。

【００４１】３０２は減算器を示し、量子化結果と前述
した加算結果との誤差を算出し、誤差配分演算部３０３
に基づいて、今後の量子化処理が施される周辺画素に誤
差を配分する。誤差の配分割合は注目画素との相対的な
距離に基づいて実験的に設定された誤差の配分テーブル
３０４を予め所有しておき、配分テーブルに記された配
分割合に基づいて誤差を分配する。

【００４２】図３の配分テーブル３０４は、周囲４画素
分の配分テーブルを示しているが、これに限るものでは
ない。

【００４３】次に周期性選択部２０２を含む全体の動作
手順について、図４のフローチャートを基に説明する。

【００４４】Ｓ４００は、変数ｉの初期化を示す。変数
ｉは垂直方向のアドレスをカウントする変数である。

【００４５】Ｓ４０１は、変数ｊの初期化を示す。変数
ｊは水平方向のアドレスをカウントする変数である。

【００４６】続いてＳ４０２は、ｉ、ｊのアドレス値に
よる判定工程であり、現在の処理アドレスであるｉ、ｊ
の座標が多重化処理を実行すべき領域に属しているか否
かを判定している。

【００４７】図５を基に多重化領域について説明する。
図５は、水平画素数がＷＩＤＴＨ、垂直画素数がＨＥＩ
ＧＨＴから成る、ひとつの画像イメージを示している。
いま、この画像イメージ中に付加情報を多重化すると仮
定する。画像イメージの左上を原点とし、横Ｎ画素、縦
Ｍ画素でブロック化をする。本実施形態では、原点を基
準点としてブロック化を行なうが、原点から離れた点を
基準点として設定しても良い。この画像イメージ中に最
大限の情報を多重化する場合に、Ｎ×Ｍのブロックを基
準点から配置していく。すなわち、水平方向に配置可能
なブロック数をＷ、垂直方向に配置可能なブロック数を
Ｈとすると、以下の関係になる。Ｗ＝ＩＮＴ（ＷＩＤＴＨ／Ｎ）・・・式１Ｈ＝ＩＮＴ（ＨＥＩＧＨＴ／Ｍ）・・・式２但し、ＩＮＴ（）は（）内の整数部分を示す。

【００４８】式１、式２において割り切れない剰余画素
数が、Ｎ×Ｍのブロックを複数配置した時の端部に相当
し、符号多重化領域外となる。

【００４９】図４中、Ｓ４０２にて、現在処理している
注目画素が多重化領域内と判定された場合には、多重化
すべき付加情報を読み込む。いま、説明を容易にする為
に、付加情報をｃｏｄｅ［］という配列を用いて、各
１ビットづつ表現するものとする。例えば付加情報を４
８ビット分の情報と仮定すると、配列ｃｏｄｅ［］は
ｃｏｄｅ［０］からｃｏｄｅ［４７］まで、各１ビット
づつが格納されていることになる。

【００５０】Ｓ４０３において、変数ｂｉｔは、以下の
ように配列ｃｏｄｅ［］内の情報を代入する。ｂｉｔ＝ｃｏｄｅ［ＩＮＴ（ｉ／Ｍ）×Ｗ＋ＩＮＴ（ｊ／Ｎ）］・・・式３

【００５１】続いて、Ｓ４０４にて代入した変数ｂｉｔ
が“１”か否かを判定する。前述したように、配列ｃｏ
ｄｅ［］内の情報は各１ビットずつ格納されている
為、変数ｂｉｔの値も“０”か“１”かの何れかを示す
ことになる。Ｓ４０４にて、“０”と判定された場合に
は、Ｓ４０５にて周期性Ａを、“１”と判定された場合
には、Ｓ４０６にて周期性Ｂを選択する。

【００５２】続いてＳ４０７では、選択された周期性の
加算を行う。

【００５３】図６（ａ）、（ｂ）は、それぞれ周期性
Ａ、Ｂの一例を表した例である。図中、ひとつのマスを
１画素分と想定している。マス中の数値は加算値を示
し、空白のマスは加算値０とする。すなわち、周期性
Ａ、Ｂの各々の所定周期で、画素値に対して、＋α、−
αの加算が実行される。

【００５４】図６（ａ）、（ｂ）では、周期の方向性の
みが異なっている。すなわち、水平方向、垂直方向の各
々の周期を互いに入れ替えただけである。

【００５５】図６では、８×８画素のテーブルにて加算
周期を示しているが、これはブロックサイズＮ×Ｍ画素
と同一でなくてもテーブルを繰り返し用いれば良い。

【００５６】続いて、Ｓ４０８では水平方向変数ｊをカ
ウントアップし、Ｓ４０９にて画像の水平画素数である
ＷＩＤＴＨ未満か否かを判定し、処理画素数がＷＩＤＴ
Ｈになるまで前述の処理を繰り返す。また、水平方向の
処理がＷＩＤＴＨ画素数分終了すると、Ｓ４１０にて垂
直方向変数ｉをカウントアップし、Ｓ４１１にて画像の
垂直画素数であるＨＥＩＧＨＴ未満か否かを判定し、処
理画素数がＨＥＩＧＨＴになるまで前述の処理を繰り返
す。

【００５７】以上の動作手順により、Ｎ×Ｍ画素よりな
るブロック単位で、付加情報の符号に応じた周期性を付
加することが可能になる。

【００５８】誤差拡散法における擬似階調処理は、前述
した配分テーブル３０４の特性に依存するが、一般的に
広帯域のハイパスフィルタの特性を有している。その
為、図６（ａ）、（ｂ）にて示した、周期の方向性のみ
を変化させた同一の低中周波数帯域での付加では、付加
した帯域の電力は誤差拡散フィルタにより若干遮断する
ものの、それぞれほぼ均一に減衰させることができる。
すなわち、以下の点に気をつけて設計するのが好まし
い。・発生させる複数の周期性は、それぞれ方向性のみが異
なっていること。・誤差拡散法の配分テーブルによるフィルタの遮断特性
は、異方性がなくほぼ均一となる特性のテーブルを用い
ること。

【００５９】また、付加した帯域の電力が紙上でどの程
度残余しているかは、画質との最適化において実験的に
振幅値αを決定することになる。

【００６０】次に、付加情報分離装置１０５について説
明する。

【００６１】図７は、付加情報分離装置１０５の構成を
示すブロック図である。

【００６２】７００は、入力端子を示し、スキャナで読
み込まれた画像情報が入力される。使用するスキャナの
解像度は、印字物を作成するプリンタ解像度と同等以上
が好ましい。当然、正確に印字物のドットの点在情報を
読み込む為には、サンプリング定理により、スキャナ側
はプリンタ側よりも２倍以上の解像度が必要になる。し
かし、同等以上であれば、正確でなくとも、ある程度ド
ットが点在しているのを判別することは可能である。本
実施形態では、説明を容易にするためにプリンタ解像度
とスキャナ解像度が同一解像度と想定する。

【００６３】７０１は、幾何学的ずれ検出部を示し、ス
キャナで入力した画像の幾何学的ずれを検出する手。当
然、プリンタ出力、スキャナ入力を経ている為に、スキ
ャナからの入力端子７００から送信される画像情報は、
プリンタ出力以前の画像情報とは幾何学的に大きくずれ
ている場合がある。そこで、幾何学的ずれ検出部７０１
では、印字物中の画像情報が印字されていると想定され
ている端部４点を検出する。いま、プリンタ解像度とス
キャナ解像度が同一解像度であれば、プリンタの紙上記
録時の斜行、及び、スキャナに印字物をセットする時の
ずれ等により、画像の回転方向（傾き）が補正すべき大
きな要因となる。そのため、この端部４点を検出するこ
とにより、どの程度回転方向でずれが生じているかが判
断できる。

【００６４】７０２は、ブロック化部を示し、Ｐ×Ｑ画
素単位にブロック化をする。このブロックは、多重化時
にブロック化したＮ×Ｍ画素よりも小さくなければなら
ない。すなわち、Ｐ≦Ｎ、かつＱ≦Ｍ・・・式４の関係が成り立つ。

【００６５】また、Ｐ×Ｑ画素単位のブロック化は、あ
る一定間隔毎スキップしてブロック化を行う。すなわ
ち、多重化時のＮ×Ｍ画素よりなるブロックと想定され
る領域内に、Ｐ×Ｑ画素単位のブロックがひとつ内包す
るようにブロック化する。スキップ画素数は、水平Ｎ画
素分、垂直Ｍ画素分が基本となるが、幾何学的ずれ検出
手段７０１より検出したずれ量をブロック数で割り出
し、１ブロックあたりのずれ量を演算して、スキップ画
素数に加算して補正する必要がある。

【００６６】７０３は、直行変換部を示し、ブロック化
したＰ×Ｑ画素を直行変換する。ただ、２次元の直交変
換を行う時には、Ｑ＝Ｐの正方ブロックでブロック化す
る必要がある。本実施形態では、ＤＣＴ（離散コサイン
変換）を例にする。

【００６７】Ｐ×Ｐ画素よりなるブロックの二次元ＤＣ
Ｔの変換係数は、

【外１】

【００６８】但し、Ｃ（ｘ）＝１／√２（ｘ＝０），Ｃ（ｘ）＝１（ｘ≠０）・・・式５で与えられる。

【００６９】７０４は、クラス分類部を示し、直交変換
係数の帯域毎にクラス分類する。図８は、Ｐ＝Ｑ＝１６
の時のクラス分類の一例を示している。図８は、１ブロ
ック内の直交変換係数Ｆ（ｕ，ｖ）を表していて、左上
がＤＣ成分、残りの２５５成分がＡＣ成分となる。い
ま、Ｆ（４，８）を中心とするクラスＡと、Ｆ（８，
４）を中心とするクラスＢの２クラスを作成する。２ク
ラスを図中、太線で示す。このクラス分類手段は、全２
５６成分をクラス分類する必要はなく、所望の成分を中
心とした複数のクラスに分類するだけで良い。この必要
なクラス数は、多重化時に付加した周期性の数に対応す
る。すなわち、周期性の数よりもクラス数は多くなるこ
とはない。

【００７０】７０５は、電力比較部を示し、各クラスの
電力の総和を比較する。演算を高速にする為に、発生し
た変換係数の絶対値を電力の代用としても良い。各クラ
スの電力の総和を比較することで、付加情報の信号を判
断する。

【００７１】いま、多重化時に図６（ａ）、（ｂ）の周
期性Ａ、Ｂを施した例について説明する。前述したよう
に、周期性Ａ、Ｂを付加した後の擬似階調による量子化
では、付加した振幅値αに大きく依存するが、各々角度
の異なる斜め方向にドットが並ぶテクスチャが発生しや
すい。すなわち、周期性Ａを付加したブロックでは、直
交変換処理を行うと、図８のクラスＡに大きな電力が発
生する。

【００７２】一方、周期性Ｂを付加したブロックでは、
直交変換処理を行うと、図８のクラスＢに大きな電力が
発生する。すなわち、クラスＡとクラスＢの電力の大小
関係を相対的に比較することにより、該当するブロック
の多重化時に付加した周期性が、周期性Ａ、周期性Ｂの
何れであるかが判断できる。周期性は、付加情報の符号
（式３のｂｉｔ）に連動している為、周期性の種類が識
別できるということは、多重化された符号が特定できる
ことに相当する。

【００７３】図４に示したフローチャートの例では、ｂ
ｉｔ＝０を周期性Ａ、ｂｉｔ＝１を周期性Ｂに設定して
いる為、クラスＡの電力の方が大きい場合には、ｂｉｔ
＝０、クラスＢの電力の方が大きい場合には、ｂｉｔ＝
１と判断できる。

【００７４】本実施形態では、多重化時に付加する周期
性が、周期性Ａ、Ｂの２通りであり、また、分離時のク
ラス分類もクラスＡ、クラスＢの２通りという例を示し
た。これは、ブロック内の付加情報が１ビットである例
であるが、当然、より多くの周期性の種類を制御して、
より多くのクラス分類をすることも可能である。

【００７５】本実施形態では、従来例のように多重化時
に直交変換をして情報を埋め込む必要はない。ただ単
に、異なる周期性を付加するだけで、量子化後の周波数
の偏りを作成している。しかも、周波数の偏りが、誤差
拡散法の高周波成分発生に紛れる為、視覚的に偏りは検
知されづらい。

【００７６】以上、本実施形態を説明してきたが、幾何
学的ずれが大きければ大きいほど、ブロック化した画像
が傾いているために、所望の周波数からずれてしまう。
例えば、Ｆ（４，８）に大きな電力が発生するように多
重化した場合でも、画像が傾くと、当然、発生する周波
数もＦ（４，８）からずれてしまう。そのため、幾何学
的ずれ量を基にクラス分類の構成を動的に変化させる構
成も考えられる。当然、ずれ量が少なければ、クラス分
類は１成分のみで１クラスを構成しても良い。

【００７７】また、周期性Ａ、Ｂ及び、クラス分類のク
ラスＡ、クラスＢは一例であり、これに限るものではな
い。他の周期性を持たせても良い。また、周期性の付加
は、テーブルを用いずに、カウンタを用いて、水平、垂
直の周期を変化させても良い。

【００７８】また、量子化は２値化を例にして説明した
が、これには限らない。

【００７９】また、直交変換は、ＤＣＴを例に説明した
が、これに限るものではない。アダマール変換、フーリ
エ変換、ウェーブレット変換等、他の直交変換でも良い
ことは当然である。

【００８０】（第２の実施形態）図９は、第２の実施形
態の付加情報多重化装置の構成を示すブロック図であ
る。

【００８１】図９では、色変換部２００が、加算部２０
６の後段に位置しているのが特徴である。すなわち、図
２の実施形態では、入力したＲＧＢ等の画像情報をＹＭ
ＣＫ等のインク色に変換した後に、各インク色毎に周期
性を加算することにより多重化を実現してきたが、図９
の実施形態では、直接ＲＧＢの輝度情報に周期性を加算
し、多重化を実現することが特徴である。

【００８２】本実施形態では、入力した画像情報と同じ
色空間にて多重化処理を完了させている為、多重化後の
情報を再び電子ファイルとして保存、流通等に用いるこ
ともできる。

【００８３】すなわち、加算部２０６後の多重化情報
を、電子透かしが挿入された画像ファイルとして用いる
ことも、また、色変換、擬似階調処理を経てプリンタエ
ンジンに送信し、電子透かし入りの紙上画像として用い
ることもできる。しかも、どちらの場合も同一処理で実
現可能であり、汎用性は非常に高い。

【００８４】以上本発実施形態を説明してきたが、本実
施形態では、付加情報の所定ビットが１か０かによっ
て、画像信号に加算する周期性を選択している。分離
（抽出）時は電力値の相対比較により判定する為、例え
ば特開平７−１２３２４４であるような特定帯域による
絶対的な電力値は必要ない。すなわち、特定帯域の電力
の値と所定閾値とで絶対比較を行う従来例では、擬似階
調処理の影響、紙上でのノイズの影響等、様々な劣化工
程による悪影響が問題となっていたが、本発明の相対比
較を行う方法では、対象となる各々の帯域で均一、公平
に劣化する為に、上記の悪影響を軽減することが可能と
なる。

【００８５】以上、付加情報多重化装置、及び、付加情
報分離装置の各々について説明してきたが、本実施形態
は、この組み合わせに限定するものではない。分離装置
による分離方法は、直交変換を用いずに、バンドパスフ
ィルタを用いて復号する方法もある。

【００８６】（第３の実施形態）図１０は、第３の実施
形態の付加情報多重化装置の構成を示すブロック図であ
る。

【００８７】本実施形態は、図９に示した実施形態の各
ブロックを、付加情報の多重化を実現する処理ブロック
と、プリンタエンジン特性に依存する画像処理ブロック
との２種に分類し、それぞれを、アプリケーションソフ
トと、プリンタドライバとに切り分ける構成にした点が
特徴である。

【００８８】図１０において、１０００はアプリケーシ
ョンソフトを示し、画像情報は入力端子１００を介し
て、また、付加情報は入力端子１０１を介して各々入力
し、画像情報と付加情報とを多重化する一連の多重化処
理を経て、出力端子１００１に多重化データを出力す
る。

【００８９】出力端子１００１は所定フォーマットの形
式に変換して電子ファイルとしてコンピュータ上の記憶
装置に格納されるか、もしくは、作成した多重化データ
をそのままプリンタドライバ１００２に送信する。電子
ファイル化された多重化データは、通常の画像情報と同
様に他のアプリケーションソフトに使用してドキュメン
トを作成したり、インターネットに流通させたりするこ
とができる。

【００９０】一方、プリンタドライバ１００２は、入力
端子１００３を介して、アプリケーションソフト１００
０から、もしくは、他のアプリケーションソフトから多
重化データを入力する。

【００９１】プリンタドライバ１００２では、接続して
いるプリンタ固有の画像処理である色変換部２００、擬
似階調処理部２０７による処理を実行した後に出力端子
１００４を介してプリンタに送信され、多重化データで
あるか否かに関わらず画像データを印字する。

【００９２】すなわち本実施形態では、多重化を実現す
る処理をアプリケーションソフト内で完成させている
為、プリンタエンジン固有の特性に依存しない多重化処
理が実現する。例えば、前述した図２に示した実施形態
では、プリンタエンジンの特性に依存した色変換処理の
後に多重化処理が施される構成の為、プリンタエンジン
固有のインク色の特性に最適化した多重化処理のパラメ
ータ設計が必要であった。その結果、多重化処理を実現
するプリンタの数に比例して、機種毎に機種依存の多重
化パラメータを設計しなくてはならなくなり、設計の負
荷は増大する。

【００９３】それに比べて、本実施形態では多重化処理
とプリンタデバイス固有の処理とを完全に分離した構成
の為、多重化処理を実現するアプリケーションソフトさ
え用いれば、プリンタドライバでの多重化処理の搭載の
有無に関わらず如何なるプリンタからも多重化データの
印字物を作成することができる。

【００９４】例えば、複数のプリンタを所有する使用者
は、アプリケーションソフトで多重化処理を施した画像
データに関しては、プリンタ、及び、該プリンタのデバ
イスドライバを任意に切り替えても、常に同様な多重化
印字が可能になる。

【００９５】（その他の実施形態）また、本発明は、複
数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス
機器、リーダ、プリンタ等）から構成されるシステムに
適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写
機、ファクシミリ装置等）に適用しても良い。

【００９６】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記
録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納された
プログラムコードを読み出し実行することによっても、
達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体
から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施
形態の機能を実現することになり、そのプログラムコー
ドを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実
行することにより、前述した実施形態の機能が実現され
るだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、
コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステ
ム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。

【００９７】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指
示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに
備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行
い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現さ
れる場合も含まれることは言うまでもない。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
付加情報に応じて異なる周期性を選択して付加情報の埋
め込みを実現することにより、付加情報の埋め込みによ
る画像の画質劣化等が視認されず、かつ、紙上からも容
易に抽出可能にして付加情報を画像に埋め込むことがで
きる。

【００９９】また、容易に画像情報への付加情報の多重
化が実現できる為、画像情報中に音声情報や秘匿情報を
埋め込むサービス、アプリケーションが提供できる。ま
た、紙幣、印紙、有価証券等の不正な偽造行為を抑制し
たり、画像情報の著作権侵害を防止したりすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像処理システムを示す要部ブロック
図

【図２】図１の付加情報多重化装置を示す要部ブロック
図

【図３】図２の誤差拡散手段を示す要部ブロック図

【図４】周期性選択手段を含む多重化処理の動作手順を
示すフローチャート

【図５】ブロック化の一例

【図６】加算する２種の周期性の一例

【図７】図１の付加情報分離装置を示す要部ブロック図

【図８】直行変換ブロック内のクラス分類の一例

【図９】第２の実施形態の付加情報多重化装置を示す要
部ブロック図

【図１０】第３の実施形態の付加情報多重化装置を示す
要部ブロック図

【図１１】従来法の多重化の一例を示すブロック図

【図１２】従来法の多重化の一例を示すブロック図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梅田清東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5B057 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB07 CB12 CB16 CB19 CE08 CE13 CE18 CG07 CH07 CH08 5C076 AA14 BA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像に対して所定の情報を埋め込む画像
処理装置において、画像を入力する入力手段と、前記入力された画像を複数の画像領域に分割する分割手
段と、複数の異なる周期性を発生させる周期性発生手段と、前記分割手段により分割された画像領域の各画素の画素
値に対して、前記周期性に基づいて所定値を加算する加
算手段と、前記所定の情報に応じて、前記複数の周期性の中から加
算する周期性を選択する選択手段とを有することを特徴
とする画像処理装置。
【請求項２】前記複数の周期性は、周期の方向性を変
化させたことを特徴とする請求項１記載の画像処理装
置。
【請求項３】前記複数の周期性は、水平方向の周期と
垂直方法の周期とを互いに入れ替えた組であることを特
徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項４】前記加算手段は、前記各画素に応じた輝
度信号に対して所定値を加算することを特徴とする請求
項１記載の画像処理装置。
【請求項５】前記加算手段は、前記各画素に応じた濃
度信号に対して所定値を加算することを特徴とする請求
項１記載の画像処理装置。
【請求項６】前記周期性の発生は、各々異なる複数の
テーブルを用いることを特徴とする請求項１記載の画像
処理装置。
【請求項７】画像に対して所定の情報を埋め込む画像
処理装置において、画像を入力する入力手段と、前記入力された画像を複数の画像領域に分割する分割手
段と、複数の異なる周期性を発生させる周期性発生手段と、前記分割手段により分割された画像領域の各画素の画素
値に対して、前記周期性に基づいて所定値を加算する加
算手段と、前記所定の情報に応じて、前記複数の周期性の中から加
算する周期性を選択する選択手段と、各画素を色材単位の濃度信号に変換する変換手段と、前記変換手段による変換後の濃度信号を印字媒体に記録
する記録手段とを有し、前記加算手段による加算処理は、前記変換手段による変
換以前の情報に対して行うことを特徴とする画像処理装
置。
【請求項８】前記入力手段、前記分割手段、前記周期
性発生手段、前記加算手段、前記選択手段の各手段と、
前記変換手段、前記記録手段の各手段との組み合わせは
任意に切り替え可能な構成であることを特徴とする請求
項７記載の画像処理装置。
【請求項９】前記入力手段、前記分割手段、前記周期
性発生手段、前記加算手段、前記選択手段の各手段によ
る処理をアプリケーションソフト内で実行し、前記変換
手段、前記記録手段の各手段による処理をプリンタドラ
イバ内で実行することを特徴とする請求項７記載の画像
処理装置。
【請求項１０】画像に対して所定の情報を埋め込む画
像処理方法において、前記画像を入力する入力工程と、前記入力された画像を複数の画像領域に分割する分割工
程と、複数の異なる周期性を発生させる周期性発生工程と、前記分割工程により分割された画像領域の各画素の画素
値に対して、前記周期性に基づいて所定値を加算する加
算工程と、前記所定の情報に応じて、前記複数の周期性の中から加
算する周期性を選択する選択工程とを有することを特徴
とする画像処理方法。
【請求項１１】画像に対して所定の情報を埋め込む画
像処理方法において、画像を入力する入力工程と、前記入力された画像を複数の画像領域に分割する分割工
程と、複数の異なる周期性を発生させる周期性発生工程と、前記分割工程により分割された画像領域の各画素の画素
値に対して、前記周期性に基づいて所定値を加算する加
算工程と、前記所定の情報に応じて、前記複数の周期性の中から加
算する周期性を選択する選択工程と、各画素を色材単位の濃度信号に変換する変換工程と、前記変換工程による変換後の濃度信号を印字媒体に記録
する記録工程とを有し、前記加算工程による加算処理は、前記変換工程による変
換以前の情報に対して行うことを特徴とする画像処理方
法。
【請求項１２】コンピュータ上で実行されることによ
って、請求項９の画像処理方法を実現するプログラム。
【請求項１３】コンピュータ上で実行されることによ
って、請求項１０の画像処理方法を実現するプログラ
ム。
【請求項１４】請求項１２記載のプログラムを記録し
た記録媒体。
【請求項１５】請求項１３記載のプログラムを記録し
た記録媒体。