CN101521720A - 图像处理装置和图像处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图像处理装置和图像处理方法，所述图像处理装置包括：图像接收单元，其接收图像；像素添加单元，其以由所述图像接收单元接收到的图像内的每个目标区域或将所述区域分割成的每个子区域作为划界，从而指定成为基于所述划界的参考的参考像素，并且基于所述参考像素将像素添加在独立于所述图像内的像素簇的位置处；以及输出单元，其输出由所述像素添加单元添加有像素的图像。

Description

图像处理装置和图像处理方法
技术领域
本发明涉及一种图像处理装置和图像处理方法。
背景技术
一种在保持内容(图像)质量的同时将相关的附加信息嵌入该内容中的技术叫做数字水印。
这里，将信息嵌入图像中是指根据信息变更图像，其中可以利用扫描仪读取变更后的图像从而通过图像处理从该图像中取出所嵌入的信息。
作为相关的技术，为了提供一种与基本以诸如漫画等线性操作构成的图像相适合的数字水印技术，例如JP-A-2002-232698(这里使用的术语“JP-A”是指“未经审查的已公布日本专利申请”)披露：块分割部分将二值图像分割成多个块，像素数计算部分针对每块计算黑色像素数，算术运算部分针对目标块计算黑色像素数对参考值p取模的余数，变化像素数计算部分判断待嵌入目标块中的水印信息是“1”还是“0”，其中作为判断结果，如果水印信息为“1”，那么得到变化像素数为具有(3/4)p的余数，或者如果水印信息为“0”，那么得到变化像素数为具有(1/4)p的余数，并且像素变更部分根据变化像素数改变目标块内的像素的像素值。
此外，为了提供一种能够精确地取出机密信息的水印信息嵌入装置和水印信息检测装置，例如JP-A-2003-101762披露：水印信息嵌入装置设置有多个点图形，其中利用点阵改变波向和/或波长，一种符号给予一个点图形，并且通过排列点图形的组合而给出机密信息；水印信息检测装置设置有与点图形具有相同波向和波长的二维小波滤波器，滤波器的数量与点图形的数量相同，其中计算出具有水印的图像中的任一区域和多个二维小波滤波器的卷积，而且判断出将与具有最大卷积的二维小波滤波器相对应的点图形嵌入该区域中。
发明内容
本发明的目的是提供这样一种图像处理装置和图像处理方法：即，可以在不改变原始存在于所接收到的图像中的像素簇本身的情况下将信息嵌入图像中。
(1)根据本发明的第一方面，提供一种图像处理装置，包括：图像接收单元，其接收图像；像素添加单元，其以由所述图像接收单元接收的图像内的每个目标区域或将所述区域分割成的每个子区域作为划界，从而指定成为基于所述划界的参考的参考像素，并且基于所述参考像素将像素添加在独立于所述图像内的像素簇的位置处；以及输出单元，其输出由所述像素添加单元添加有像素的图像。
(2)如第(1)项所述的图像处理装置，其中，所述像素添加单元将待添加的像素的位置确定为沿着相对于所述参考像素的预定方向，或者基于距所述参考像素的距离来确定待添加的像素的位置。
(3)如第(1)或(2)项所述的图像处理装置，其中，在指定了多个所述参考像素的情况下，所述像素添加单元指定处在不与所述划界重叠的位置处的参考像素。
(4)如第(1)至(3)项中任一项所述的图像处理装置，还包括：复杂度计算单元，其计算由所述图像接收单元接收到的每个目标区域的复杂度或将所述目标区域分割成的每个子区域的复杂度，其中在指定了多个所述参考像素的情况下，所述像素添加单元通过基于由复杂度计算单元计算出的复杂度指定所述参考像素从而添加所述像素。
(5)如第(4)项所述的图像处理装置，其中，所述像素添加单元基于由所述复杂度计算单元计算出的复杂度来确定是否添加像素。
(6)如第(4)或(5)项所述的图像处理装置，还包括：提取单元，其从所述图像中提取字符区域；以及识别单元，其对由所述提取单元提取出的字符区域进行识别，其中所述复杂度计算单元基于所述识别单元的识别结果，来计算由所述图像接收单元接收的图像内的每个目标区域的复杂度或将所述目标区域分割成的每个子区域的复杂度。
(7)如第(1)项所述的图像处理装置，其中，所述像素添加单元具有不同于其他待添加像素的顶端待添加像素。
(8)根据本发明的第二方面，提供一种图像处理装置，包括：图像接收单元，其接收图像；像素添加单元，其以由所述图像接收单元接收到的图像内的每个目标区域或将所述区域分割成的每个子区域作为划界，从而指定成为基于所述划界的参考的参考像素，并且基于所述参考像素将像素添加在独立于所述图像内的像素簇的位置处；输出单元，其输出由所述像素添加单元添加有像素的图像；区域提取单元，其提取出由所述输出单元输出的所述图像内的图像区域；以及信息提取单元，其基于由所述区域提取单元提取出的图像区域内的独立像素与其他像素之间的位置关系来提取添加到所述图像中的信息。
(9)根据本发明的第三方面，提供一种图像处理方法，包括：接收图像；利用所接收到的图像内的每个目标区域或将所述区域分割为划界的每个子区域从而基于所述划界来指定用于参考的参考像素，并且基于所述参考像素将像素添加在独立于所述图像内的像素簇的位置处；以及输出添加有像素的图像。
(10)根据本发明的第四方面，提供一种图像处理方法，包括：接收图像；利用所接收到的图像内的每个目标区域或将所述区域分割为划界的每个子区域从而基于所述划界来指定用于参考的参考像素，并且基于所述参考像素将像素添加在独立于所述图像内的像素簇的位置处；输出添加有像素的图像；提取所输出的图像内的图像区域；以及基于所提取的图像区域内的独立像素与其他像素之间的位置关系来提取添加到所述图像中的信息。
使用如第(1)项所述的图像处理装置，可以在不改变原始存在于所接收到的图像内的像素簇本身的情况下将信息嵌入图像中。
使用如第(2)项所述的图像处理装置，可以将多条信息嵌入图像中。
使用如第(3)项所述的图像处理装置，与嵌入成与划界重叠的参考像素相比，可以更加容易地恢复所嵌入的信息。
使用如第(4)项所述的图像处理装置，与不具有此构造的情况相比，可抑制将像素添加在明显的位置。
使用如第(5)项所述的图像处理装置，可以判断是否将像素添加在明显的位置。
使用如第(6)项所述的图像处理装置，与不具有此构造的情况相比，可以改善复杂度的精度。
使用如第(7)项所述的图像处理装置，可以指定顶端嵌入的信息。
使用如第(8)项所述的图像处理装置，可以在不改变原始存在于所接收到的图像内的像素簇本身的情况下将信息嵌入图像中，并且可以从图像中提取出信息。
使用如第(9)项所述的图像处理方法，可以在不改变原始存在于所接收到的图像内的像素簇本身的情况下将信息嵌入图像中。
使用如第(10)项所述的图像处理方法，可以在不改变原始存在于所接收到的图像内的像素簇本身的情况下将信息嵌入图像中，并且可以从图像中提取出信息。
附图说明
基于下面各图对本发明的示例性实施例进行详细说明，其中：
图1为根据第一实施例的构造实例的概念模块框图；
图2为控制模块的功能构造实例的概念模块框图；
图3为示出根据第一实施例的处理实例的流程图；
图4A～4D为示出表示嵌入图像中的信息的黑色像素的位置实例的说明图；
图5为示出嵌有附加信息的图像实例的说明图；
图6为根据第二实施例的功能构造实例的概念模块框图；
图7为示出根据第二实施例的处理实例的流程图；
图8为示出根据第三实施例的处理实例的流程图；
图9为示出其中顶部附加信息不同于其他信息图像的图像实例的说明图；
图10为根据第四实施例的功能构造实例的概念模块框图；以及
图11为示出实现第一至第四实施例的计算机的硬件构造实例的框图。
具体实施方式
下面将参考附图说明实施本发明的优选实施例。
图1为根据第一实施例的构造实例的概念模块框图。
模块通常指的是逻辑上可分离的软件(计算机程序)或硬件的一部分。从而，本实施例中的模块不仅是计算机程序中的模块，而且还是硬件构造中的模块。因此，本实施例还用于说明计算机程序、系统以及方法。作为解释，使用术语“存储”、“被存储”以及与它们等同的用语，但是这些用语是指存储或被存储在存储装置中或者是进行控制以存储或被存储在针对计算机程序的实施例的存储装置中。而且，模块与功能几乎是一一对应的，但是在执行过程中，一个模块可以由一个程序组成，多个模块可以由一个程序组成，或者反过来，一个模块可以由多个程序组成。而且，可以在一台计算机上执行多个模块，或者可以在分布式环境或并行环境中的多台计算机上来执行一个模块。一个模块可以包含另一个模块。在下文中，术语“连接”既指物理连接又指逻辑连接(例如，数据的交换、指示或数据之间的参考关系)。
此外，系统或装置由通过诸如网络(包括一一对应的通信连接)等通信装置而连接的多台计算机、硬件或装置构成，或者由一台计算机、硬件或装置构成。“装置”与“系统”用作同义术语。
将要嵌有信息的图像(待处理的图像数据)可以是二值图像、彩色图像或多值图像。在下文中，待嵌入的信息也称作附加信息。这里使用的术语“预定的”指的是“预先确定的”或“根据当时或一直到那时为止的情形而确定的”。
如图1所示，本实施例具有控制模块11、存储模块12、操作模块13、显示模块14以及输入/输出模块15。
与存储模块12、操作模块13、显示模块14以及输入/输出模块15相连接的控制模块11根据存储在存储模块12中的图像处理程序来操作，并且进行将附加信息嵌入处理目标的图像数据中的处理。控制模块通过对存储模块12、操作模块13、显示模块14以及输入/输出模块15进行控制或与这些模块协作来进行上述处理。后面将详细地说明此处理的具体内容。
与控制模块11相连接的存储模块12包括用于保存控制模块11所执行的程序的计算机可读记录介质。该存储模块12还用作工作存储器，该工作存储器用于存储在控制模块11进行图像处理的过程中所产生的各种数据。
与控制模块11相连接的操作模块13控制键盘或鼠标来接收用户的操作并且将操作内容输出到控制模块11中。
与控制模块11相连接的显示模块14控制显示器以使其根据从控制模块11输入的指令向用户呈现信息。
与控制模块11相连接的输入/输出模块15根据来自控制模块11的指令将从诸如扫描仪等外部装置输入的数据输入到存储模块12中或将图像数据输出到诸如打印机等外部装置中。
这里，下面将说明由控制模块11进行的处理的具体内容。
控制模块11将从输入/输出模块15输入的图像数据，即处理目标图像数据存储在存储模块12中，并且进行下面的处理以将附加信息嵌入该图像数据中。
图2为控制模块11的功能构造实例的概念模块框图。换言之，如图2所示，利用功能上包括附加信息编码模块21、字符区域提取模块22、块分割模块23、附加信息复用模块24以及图像输出模块25在内的控制模块11来进行处理。这里，例如利用字符区域提取模块22、块分割模块23以及附加信息复用模块24来进行下述操作：接收图像，以所接收到的图像内的每个目标区域或将区域分割成的每个子区域作为划界，从而指定成为基于该划界的参考的参考像素，以及基于参考像素在独立于图像内的像素簇的位置处添加像素。
与附加信息复用模块24相连接的附加信息编码模块21利用预定的误差校正码对附加信息进行编码，并且将编码后的附加信息发送到附加信息复用模块24。尽管可以采用任何编码方法，但诸如BCH编码或里德-所罗门编码(Reed-Solomon code)等块编码是适合的。
与块分割模块23相连接的字符区域提取模块22接收图像数据，从图像数据中提取出被判断为字符区域的局部区域并且将所提取的局部区域发送到块分割模块23。例如，局部区域可以是矩形的，并且可以通过计算四个角的坐标来提取该局部区域。具体地，以下述方式提取出被判断为字符区域的局部区域：首先，基于颜色数提取出由黑白二值组成的区域；进而对该区域进行投影以检测表示线之间空间的白底区域是否近乎规则地存在于该区域中；以及提取出规则存在的局部区域作为字符区域。
与字符区域提取模块22和附加信息复用模块24相连接的块分割模块23将由字符区域提取模块22提取出的字符区域分割成预定的块尺寸，并且将分割后的块发送到附加信息复用模块24中。更具体而言，例如从字符区域的左上角逐次划分块，而且在块超出字符区域的右端或下端不划分块。
与附加信息编码模块21、块分割模块23以及图像输出模块25相连接的附加信息复用模块24基于从附加信息编码模块21接收的附加信息和从块分割模块23接收的块内作为参考的黑色像素，从而在独立于块内黑色像素的位置处添加表示附加信息的黑色像素。此外，可以对将目标区域分割成的每个子区域(块)来进行此处理。更具体而言，例如从附加信息编码模块21发送来的附加信息的编码序列的顶端一位接一位地取出信息，并且沿着从左上方到右下方的方向依次将该信息嵌入由块分割模块23分割的块中，并且将嵌有附加信息的块(图像)发送到图像输出模块25中。跳过块内黑色像素数少于预定数的块而不将信息嵌入其中。此外，术语“独立于黑色像素的位置”指的是不与黑色像素和其他黑色像素相接触的孤立的位置。后面将利用图4A～4D和图5详细地说明附加信息复用模块24的处理实例。
此外，附加信息复用模块24可以直接接收图像数据或者从字符区域提取模块22接收字符图像，基于接收到的图像内的目标区域(例如每个像素簇或者每多个像素簇)从原始图像中指定用于参考的黑色像素，并且将所指定的黑色像素作为用于参考的黑色像素。这里，像素簇可以是以4连接或8连接而连接的黑色像素群或者为字符图像。下面将示例性说明每个像素簇或每多个像素簇的目标区域。
此外，附加信息复用模块24可以将添加黑色像素的位置确定为与用于参考的参考像素的相对位置(例如上方或下方)，或者基于距用于参考的黑色像素的距离来确定添加黑色像素的位置。
与附加信息复用模块24相连接的图像输出模块25输出通过附加信息复用模块24添加有黑色像素的图像。更具体而言，例如图像输出模块25经由输入/输出模块15来控制打印机以使其打印出嵌有附加信息的图像。
下面将参考图3所示的流程图来说明第一实施例的处理实例。
在步骤S302中，附加信息编码模块21接收待嵌入的附加信息。
在步骤S304中，附加信息编码模块21对在步骤S302中接收到的附加信息进行编码。
在步骤S306中，字符区域提取模块22接收要嵌入信息的目标图像数据。
在步骤S308中，字符区域提取模块22从在步骤S306中接收到的图像数据中提取字符区域。
在步骤S310中，块分割模块23将在步骤S308中提取出的字符区域分割成块。
在步骤S312中，附加信息复用模块24对在步骤S310中分割成的块的内部进行图形搜索。该图形搜索通过在块的内部搜索图形从而确定添加表示附加信息的黑色像素的位置。
在步骤S314中，附加信息复用模块24基于在步骤S312中的搜索结果的位置将表示附加信息的黑色像素(或多个黑色像素，以下称为“信息图像”)添加到原始图像中。后面将利用图4A～4D和图5详细说明步骤S312和步骤S314中的处理实例。
在步骤316中，图像输出模块25输出在步骤S314中添加有信息图像的图像。
步骤S302和步骤S304中的处理需要在步骤S314之前进行，但是不必如图3的流程图所示那样在步骤S306之前进行，或者可以与步骤S306～S312并行地进行该处理。
图4A～4D为示出表示待嵌入图像中的信息的黑色像素的位置实例的说明图。换言之，下面将说明由附加信息复用模块24进行的步骤S312和步骤S314的处理。
如果待嵌入的附加信息为“1”，那么从目标块内的图像中搜索如图4A所示的图形(即由局部字符41和白色区域42组成的图形)，如果找到该图形，那么如图4B所示将原始图像的中央部分中的多个像素(适用像素43)从白色反转为黑色。适用像素43变成信息图像。进而操作转入对下个块的处理。如果没有找到如图4A所示的图形，那么不进行任何操作并且转入对下个块的处理。
如果待嵌入的附加信息为“0”，那么从目标块内的图像中搜索如图4C所示的图形(即由局部字符45和白色区域46组成的图形)，如果找到该图形，那么如图4D所示将原始图像的中央部分中的多个像素(适用像素47)从白色反转为黑色。适用像素47变成信息图像。进而操作转入对下个块的处理。如果没有找到如图4C所示的图形，那么不进行任何操作并且转入对下个块的处理。
信息图像为独立黑色像素。独立黑色像素是指不是在原始图像的黑色图像内而是在与原始图像的黑色图像不接触的分离位置处的黑色像素，其中独立黑色像素可以由一个或多个像素组成。
在找到如图4A或4C所示的图形并且可以添加对应于“1”或“0”的信息图像的情况下，或者在没有找到该图形并且不能添加信息图像的情况下，将接下来的附加信息的位嵌入下一个块。换言之，尽管利用适当的参数在误差校正系统中对附加信息进行编码是没有问题的，但是如果在块内不能找到独立黑色像素，那么就不能嵌入相应附加信息的位，而且将丢失这些位。
在此处理中，如果待嵌入的附加信息为“1”，那么在以将要新嵌入的信息图像(适用像素43)为基点的情况下，沿着竖直方向(向上或向下)的最接近字符构成像素(局部字符41)位于下方。相反地，如果待嵌入的附加信息为“0”，那么沿着竖直方向(向上或向下)最接近将要新添加的信息图像(适用像素47)的字符构成像素(局部字符45)位于上方。相反地，在检测所嵌入的附加信息时，首先检测独立黑色像素(信息图像)，并且根据黑色像素与字符构成像素沿着竖直方向的距离是向上更短还是向下更短从而检测附加信息。
尽管在如图4A～4D所示的实例中待添加的独立黑色像素(信息图像)的尺寸为2×2像素，但如果在分辨率约为600dpi时独立黑色像素具有3×3像素的尺寸，那么它们对于人眼也是几乎不可见的。此外，期望在分辨率约为600dpi时待添加的独立黑色像素的周边由少数白色像素包围，从而避免当复印多次时与字符构成像素连接。
图5为示出嵌有附加信息的图像实例的说明图。换言之，如前所述，示例性说明嵌有附加信息的字符图像。
该字符图像嵌有“0100”4位的附加信息。换言之，信息图像55存在于块51内，并且沿着竖直方向最接近该信息图像55的字符构成像素位于上方。从而，发现将“0”添加到块51中。信息图像56存在于块52内，并且沿着竖直方向最接近该信息图像56的字符构成像素位于下方。从而，发现将“1”添加到块52中。类似地，信息图像57存在于块53内而信息图像58存在于块54内，并且沿着竖直方向最接近信息图像57和信息图像58的字符构成像素分别位于上方。从而，发现将“0”添加到块53中并且将“0”添加到块54中。
下面将说明第二实施例。
第二实施例的构造实例的概念模块构成与图1所示的第一实施例相同。图6为根据第二实施例的控制模块11的功能构造实例的概念模块框图。相同或相似的部分由与第一实施例相同的附图标记标示，并且不再对其进行说明。
第二实施例包括附加信息编码模块21、字符区域提取模块22、块分割模块23、附加信息复用模块24、图像输出模块25以及图像复杂度分析模块61。
挑出与第一实施例的不同之处进行说明。附加信息复用模块24与附加信息编码模块21、块分割模块23、图像输出模块25以及图像复杂度分析模块61相连接，并且图像复杂度分析模块61与附加信息复用模块24相连接。
第二实施例的目的在于以较小劣化的图像质量的格式嵌入附加信息，其中如图6所示将图像复杂度分析模块61新添加到控制模块11的构造中。
如果存在多个添加黑色像素的位置，那么附加信息复用模块24基于由图像复杂度分析模块61计算出的复杂度来确定添加黑色像素的位置。换言之，例如如果存在可以添加独立黑色像素的多个位置，那么可以从图像复杂度分析模块61查询这些位置周围的图像复杂度，并且将独立黑色像素添加到具有最高复杂度的位置。此外，附加信息复用模块24可以基于由图像复杂度分析模块61计算出的复杂度来确定是否添加黑色像素。
图像复杂度分析模块61计算图像中每个目标字符区域的复杂度或字符区域内的每个块的复杂度。图像的复杂度是指表示图像的拥挤或混乱的程度，并且用于指定表示待添加信息的黑色像素的添加位置。换言之，例如在接收到来自附加信息复用模块24的询问时，针对围绕该位置的周边区域计算出沿着纵向和横向的交替的总数(从黑色到白色或从白色到黑色切换的数量)，并且将该交替的总数定义为复杂度。更具体而言，假定周边区域的尺寸为25像素×25像素，首先对每25行计算出交替的数量，然后相加。然后，对每25列计算交替的数量，然后相加。将沿着列方向的数量和沿着行方向交替的数量相加从而得到图像复杂度。为了计算图像复杂度，可以利用FFT计算频率。进而在频率空间中处于预定频率或更高频率时，就称图像复杂度高。
块分割模块23可以识别由字符区域提取模块22提取出的字符区域内的字符图像。换言之，例如块分割模块23可以进行字符识别，并且可以将作为黑色像素簇的字符图像和作为字符识别结果的字符图像的识别结果(字符代码)发送到附加信息复用模块24中。
而且在这种情况下，图像复杂度分析模块61可以从附加信息复用模块24接收块分割模块23的字符识别结果，并且基于该字符识别结果计算图像复杂度。例如，可以根据字符代码预先计算复杂度，并且从作为识别结果的字符代码确定复杂度。
下面将参考如图7所示的流程图来说明第二实施例的处理实例。
步骤S702～S710与图3所示的流程图中的步骤S302～S310相同。
在步骤S712中，以与图3所示的流程图中步骤S312相同的方式搜索图形，并且找到多个搜索结果。如果不存在适用图形或存在一个适用图形，那么不进行步骤S714的处理。
在步骤S714中，图像复杂度分析模块61分析块或字符图像的复杂度。
在步骤S716中，附加信息复用模块24基于步骤S714中的作为分析结果的复杂度将信息图像添加到该位置从而将信息图像添加到在步骤S712所找到的那些图形之中。
在步骤S718中，以与步骤S316相同的方式输出添加有信息图像的图像。
下面将说明第三实施例。
第三实施例的构造实例的概念模块构成与如图1所示的第一实施例相同。根据第三实施例的控制模块11的功能构造实例的概念模块构成与如图2所示的第一实施例相同。
挑出与第一个实施例的不同之处进行说明。在第三实施例中，更加容易地对附加信息进行解码，并且除了下述一点以外控制模块11的构造与图2所示的构造相同：即，如果提取出能够在块内添加黑色像素的多个独立位置(参考像素位置)，那么附加信息复用模块24从多个所提取的位置中选择出与块不重叠的嵌入位置(例如靠近块中心的位置)。由此，例如如果所选择的位置靠近块中心，那么将独立黑色像素添加到充分远离块周边部分的位置，借此，即使当提取附加信息时在分割块位置的估计中存在或多或少的误差(在嵌入附加信息时与提取附加信息时之间的分割块的差值)，也可降低在一个分割块内包括有两个独立的点的可能性。
下面将参考图8所示的流程图来说明第三实施例的处理实例。
步骤S802～S810与图3所示的流程图中的步骤S302～S310相同。
在步骤S812中，以与图3所示流程图中的步骤S312相同的方式搜索图形，找到多个搜索结果。如果仅找到一个图形作为搜索结果，那么可以不进行步骤S814的处理。
在步骤S814中，附加信息复用模块24从在步骤S812中搜索到的图形位置之中选择靠近目标块中心的位置作为附加信息的嵌入位置。
在步骤S816中，附加信息复用模块24基于在步骤S814中选择的嵌入位置添加信息图像。
在步骤S818中，以与步骤S316中相同的方式输出添加有信息图像的图像。
在第一至第三实施例中，当附加信息复用模块24嵌入附加信息(添加信息图像)时，可以使顶端(第一个)信息图像不同于其他(即第二个和随后的)信息图像以确保同步性。换言之，如果从附加信息编码模块21接收到的附加信息位于顶端，那么附加信息复用模块24例如可依序添加多个独立黑色像素作为信息图像。并且如前所述，使第二个和随后的信息图像成为一个黑色像素。而且，该黑色像素的尺寸可以不同于其他黑色像素的尺寸。此外，信息图像可以不是黑色像素，而可以是区别于其他信息图像的不同颜色的像素。
在图5所示和前面所述的实例中，其中顶端信息图像不同于其他信息图像(多个黑色像素)的处理中的图像实例如图9所示。在如图9所示的实例中，为了嵌入处于“0100”4位的附加信息顶端的附加信息“0”，采用两个黑色像素(黑色像素91和92)。而且，信息像素的黑色像素91和92表示以“0”作为附加信息和同步信号(起始信号)两种含义。当然，如果位于顶端的附加信息为“1”，那么将两个黑色像素(黑色像素91和92)另外添加到参考像素上去。此外，在嵌入第二个和随后的附加信息时，采用一个黑色像素(信息图像56、57、58)。
下面将说明第四实施例。
第四实施例为从根据第一至第三实施例的添加有信息图像的图像中对附加信息进行解码的解码装置。
第四实施例的构造实例的概念模块构成与图1所示的第一实施例相同。这些模块进行从图像中对附加信息进行解码的处理。
图10为根据第四实施例的控制模块11的功能构造实例的概念模块框图。
第四实施例包括字符区域提取模块101、块分割模块102以及附加信息提取模块103。
与块分割模块102相连接的字符区域提取模块101从输入图像数据中提取出被判断为字符区域的局部区域，并且将所提取的局部区域发送到块分割模块102中。换言之，例如字符区域提取模块101从由扫描仪读取的输入图像数据中提取出具有类似字符特征的局部区域(嵌有附加信息的图像区域)。例如，局部区域可以是矩形的，并且通过计算四个角的坐标来提取局部区域。具体地，以下述方式提取出被判断为字符区域的局部区域：首先，基于颜色数提取出由黑白二值组成的区域；进一步地对该区域进行投影以检测该区域中表示线间空间的白底区域是否近乎规则地存在；以及提取出规则存在的局部区域作为字符区域。
与字符区域提取模块101和附加信息提取模块103相连接的块分割模块102将由字符区域提取模块101提取的字符区域分割成预定的块尺寸，并且将分割后的块发送到附加信息提取模块103中。更具体而言，例如从字符区域的左上角逐次划分块，并且在块超出字符区域的右端或下端不划分块。
与块分割模块102相连接的附加信息提取模块103基于由块分割模块102分割的块内的独立黑色像素与其他黑色像素之间的位置关系提取出被添加到输入图像数据中的信息，并且输出所提取的附加信息。换言之，附加信息提取模块103从由块分割模块102分割的每个块中提取信息。具体而言，例如在跳过其中块内的黑色像素数少于或等于预定值的块的同时，从块中搜索独立黑色像素，并且判断独立黑色像素从上方更接近字符构成像素还是从下方更接近字符构成像素，由此，如果独立黑色像素从上方更接近字符构成像素，那么检测出“0”作为附加信息，或者如果独立黑色像素从下方更接近字符构成像素，那么检测出“1”作为附加信息。最后，在误差校正系统中对附加信息进行解码。由此，可以获得原始附加信息。
此外，如果位于顶端的信息图像不同于其他信息图像，那么首先搜索不同的信息图像(例如多个黑色像素)，并且利用所搜索的位于顶端的信息图像从下一个块中提取出第二个和随后的信息图像以检测附加信息。
下面将参考图11来说明前面各实施例中的硬件构造实例。如图11所示的硬件构造实例例如为由个人计算机(PC)构成的图像处理系统，并且具有诸如扫描仪等的数据读取单元1117和诸如打印机等的数据输出单元1118。
对应于各种模块的CPU(中央处理单元)1101或如前面各实施例所述的控制模块11为用于根据计算机程序来进行处理的控制部分，该计算机程序记述诸如附加信息编码模块21、字符区域提取模块22、块分割模块23、附加信息复用模块24、图像复杂度分析模块61以及附加信息提取模块103等各种模块的每一个的执行顺序。
ROM(只读存储器)1102存储CPU 1101所使用的程序和操作参数。对应于存储模块12的RAM(随机存取存储器)1103存储有在CPU 1101的执行中所使用的程序和在执行过程中适当改变的参数。CPU 1101、ROM 1102以及RAM 1103经由CPU总线构成的主机总线1104而彼此连接。
主机总线1104经由桥接器1105与诸如PCI(外围组件互连/接口)总线等的外部总线1106相连接。
对应于操作模块13的键盘1108和诸如鼠标等的指点设备1109是由操作者操作的输入设备。对应于显示模块14的显示器1110由将各种信息显示为文本或图像信息的液晶显示单元或CRT(阴极射线管)构成。
对应于存储模块12的HDD(硬盘驱动器)1111包含有硬盘并且驱动硬盘以记录或再现待由CPU 1101执行的程序或信息。硬盘存储目标的图像数据和添加有信息图像的图像数据。而且，硬盘还存储其他各种数据处理程序和各种计算机程序。
驱动器1112对记录在诸如磁盘、光盘、磁光盘或安装的半导体存储器等可移动记录介质1113上的数据或程序进行读取，并且将数据或程序提供到经由接口1107、外部总线1106、桥接器1105以及主机总线1104连接的RAM 1103中。可移动记录介质1113可以以与硬盘相同的方式用作数据记录区域。
连接端口1114用于连接外部连接装置1115，并且具有诸如USB或IEEE 1394等的连接部分。连接端口1114经由接口1107、外部总线1106、桥接器1105以及主机总线1104与CPU 1101连接。通信单元1116与网络连接并且与外界进行数据通信处理。对应于输入/输出模块15的数据读取单元1117例如为扫描仪并且进行图像读取处理。对应于输入/输出模块15的数据输出单元1118例如为打印机并且对图像数据进行输出处理。
如图11所示的硬件构造为一个构造实例，并且前面的各实施例不限于如图11所示的构造，而是可以是能够执行如前面各实施例中所述的各模块的任何构造。例如，一些模块可以由专用硬件(例如特定用途集成电路：ASIC)构成，一些模块可以存在于经由通信线路连接的外部系统中，或者如图11所示的多个系统可以经由通信线路彼此连接从而以彼此协作的方式进行操作。此外，也可以将该硬件构造并入复印机、传真机、扫描仪、打印机或多功能装置(具有扫描、打印、复印以及传真中两种或两种以上功能的图像处理装置)。
尽管上面已经说明了第一至第四实施例，但也可以将第一至第三实施例与第四个实施例结合起来。换言之，图像处理装置可以具有将附加信息嵌入图像中和从图像中对附加信息进行解码两种能力。在这种情况下，第四实施例的字符区域提取模块101提取出从图像输出模块25输出的图像内的图像区域。
尽管已经利用图4A～4D和图5将信息图像与字符构成像素之间的相对位置作为表示待嵌入图像中的信息的黑色像素(信息图像)的位置实例，但也可以利用信息图像与字符构成像素之间的距离差值来表示附加信息(例如在一定的分辨率下以点数或毫米来表示)。例如，如果附加信息为“0”，那么距离在1毫米之内，或者如果附加信息为“1”，那么距离为2毫米或更长。而且，可以利用相对位置与距离的组合来表示附加信息。例如，距离可以随着上或下的相对位置而变化。
尽管在前面的各实施例中已经示例性地说明了作为嵌入附加信息的图像区域的字符区域和作为嵌入附加信息的位置参考的字符构成像素，但也可以使用线性操作。
此外，尽管在前面的各实施例中将附加信息嵌入到每个块中，但可以将附加信息嵌入到每多个块中。嵌入的目标的单位不是块，而可以是字符图像、像素簇或者例如在诸如表格等线性操作的情况下表格内的单元格。
此外，尽管在前面的各实施例中通过跳过的方式而不将信息嵌入其内黑色像素数少于预定数量的块中，但也可以计算块内黑色像素的复杂度，并且如果黑色像素不复杂则可以不嵌入信息。
此外，尽管在前面的各实施例中已经示例性地说明了作为参考像素的黑色像素、作为像素簇的黑色像素群以及作为待添加像素的黑色像素，但参考像素、像素簇以及待添加像素的颜色不必限于黑色，而可以是白色或者任何其他颜色(蓝色、灰色等)。
此外，尽管已经示例性地将矩形块作为区域的划界，但划界不必为矩形块，而可以是用于分割区域的边界或者任何其他形状或边界线。
如上所述的程序可以通过将其存储在记录介质中来提供，或者可以经由通信装置将其分布来提供。在这种情况下，例如可以将如上所述的程序理解为“记录程序的计算机可读记录介质”的发明。
“记录程序的计算机可读记录介质”指的是其上记录有程序的可以在计算机上读取并且用于安装、执行或循环程序的记录介质。
记录介质的实例可包括：数字化通用光盘(DVD)(例如作为由DVD论坛制定的标准的“DVD-R、DVD-RW、DVD-RAM”或者作为由DVD+RW制定的标准的“DVD+R，DVD+RW”)、致密光盘(CD)、只读存储器(CD-ROM)、可记录CD(CD-R)、可重写CD(CD-RW)、磁光盘(MO)、软盘(FD)、磁带、硬盘、只读存储器(ROM)、电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)、闪存以及随机存取存储器(RAM)。
而且可以将所有或部分程序记录在记录介质上，并且对其进行保存或循环。此外，可以利用诸如无线网络或在局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、国际互联网、内联网、外联网中使用的有线网络或其组合等传输介质通过通信对上述程序进行传输，或者可将上述程序加载到载波上。
而且，如前所述的程序可以是另一程序的一部分，或是连同其他程序一起记录在记录介质上。可以通过分割程序而将其记录在多个记录介质上。此外，上述程序可以以压缩或编码等任何形式记录，只要该程序可恢复即可。
出于解释和说明的目的提供了本发明的示例性实施例的上述说明。其本意并不是穷举或将本发明限制在所公开的确切形式。显然，对于本技术领域的普通技术人员可以进行许多修改和变型。选择和说明上述示例性实施例是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，因此使得本技术领域的其他技术人员能够理解本发明所适用的各种实施例并预见到适合于特定应用的各种修改。目的在于通过所附权利要求书及其等同内容限定本发明的范围。

Claims (10)

1.一种图像处理装置，包括：
图像接收单元，其接收图像；
像素添加单元，其以由所述图像接收单元接收到的图像内的每个目标区域或将所述区域分割成的每个子区域作为划界，从而指定成为基于所述划界的参考的参考像素，并且基于所述参考像素将像素添加在独立于所述图像内的像素簇的位置处；以及
输出单元，其输出由所述像素添加单元添加有像素的图像。
2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，
所述像素添加单元将待添加的像素的位置确定为沿着相对于所述参考像素的预定方向，或者基于距所述参考像素的距离来确定待添加的像素的位置。
3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，
在指定了多个所述参考像素的情况下，所述像素添加单元指定处在不与所述划界重叠的位置处的参考像素。
4.根据权利要求1所述的图像处理装置，还包括：
复杂度计算单元，其计算由所述图像接收单元接收到的每个目标区域的复杂度或将所述目标区域分割成的每个子区域的复杂度，
其中，在指定了多个所述参考像素的情况下，所述像素添加单元通过基于由所述复杂度计算单元计算出的复杂度指定所述参考像素从而添加所述像素。
5.根据权利要求4所述的图像处理装置，其中，
所述像素添加单元基于由所述复杂度计算单元计算出的复杂度来确定是否添加像素。
6.根据权利要求4所述的图像处理装置，还包括：
提取单元，其从所述图像中提取字符区域；以及
识别单元，其对由所述提取单元提取出的字符区域进行识别，
其中，所述复杂度计算单元基于所述识别单元的识别结果，来计算由所述图像接收单元接收到的图像内的每个目标区域的复杂度或将所述目标区域分割成的每个子区域的复杂度。
7.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，
所述像素添加单元具有不同于其他待添加像素的顶端待添加像素。
8.一种图像处理装置，包括：
图像接收单元，其接收图像；
像素添加单元，其以由所述图像接收单元接收到的图像内的每个目标区域或将所述区域分割成的每个子区域作为划界，从而指定成为基于所述划界的参考的参考像素，并且基于所述参考像素将像素添加在独立于所述图像内的像素簇的位置处；
输出单元，其输出由所述像素添加单元添加有像素的图像；
区域提取单元，其提取出由所述输出单元输出的所述图像内的图像区域；以及
信息提取单元，其基于由所述区域提取单元提取出的图像区域内的独立像素与其他像素之间的位置关系来提取添加到所述图像中的信息。
9.一种图像处理方法，包括：
接收图像；
利用所接收到的图像内的每个目标区域或将所述区域分割为划界的每个子区域从而基于所述划界来指定用于参考的参考像素，并且基于所述参考像素将像素添加在独立于所述图像内的像素簇的位置处；以及
输出添加有像素的图像。
10.一种图像处理方法，包括：
接收图像；
利用所接收到的图像内的每个目标区域或将所述区域分割为划界的每个子区域从而基于所述划界来指定用于参考的参考像素，并且基于所述参考像素将像素添加在独立于所述图像内的像素簇的位置处；
输出添加有像素的图像；
提取所输出的图像内的图像区域；以及
基于所提取的图像区域内的独立像素与其他像素之间的位置关系来提取添加到所述图像中的信息。
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