CN1778100B - 水印信息嵌入装置及方法、水印信息检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水印信息嵌入装置及方法、水印信息检测装置及方法和含水印文书。本发明生成可以正确检测水印文书的含水印文书。文书图像生成部(101)根据文书数据(105)生成文书图像。水印图像生成部(102)用点图案表示水印信息(106)，同时生成用表示特定值来点图案表示水印信息(106)的记录区域的轮廓部的水印图像。含水印文书图像合成部(103)将文书图像生成部(101)的文书图像和水印图像生成部(102)的水印图像重叠，生成含水印文书图像。

Description

水印信息嵌入装置及方法、水印信息检测装置及方法

技术领域

本发明是一种有关于给文书(document)图像附加水印信息的水印信息嵌入装置以及嵌入方法、以及从利用此水印信息嵌入装置和水印信息嵌入方法附加水印信息的文书中检测出水印信息的水印信息检测装置以及检测方法。

背景技术

以不容易被肉眼察觉的方式将防止图像或文书数据被复制、伪造用的信息或者机密信息嵌入的“电子水印”以数据的保存或交接全部是在电子媒体上进行作为前提，并且通过水印嵌入的信息不会劣化或消失，因此可以可靠地进行信息检测。同样，对于在纸媒体上印刷的文书，为了不使文书被不正当地改篡或复制，以文字以外的在视觉上不刺眼的形式将不容易被改篡的秘密信息嵌入印刷的文书中的方法变得有必要。

向来，这种技术中有将信息数据化，以基准点标记和位置判别标记之间的距离(点数)来表示信息的方法(参照例如专利文献1：日本特开平09-179494号公报)。

但是，在上述已有的技术中，检测时需要对利用扫描仪等输入设备读取的输入图像进行以1个像素为单位的精密的检测处理，所以当纸面有污点或者印刷时或读取时有干扰噪声等情况下，会对信息检测带来很大的影响。

这样，在上述已有的技术中，对利用扫描仪等输入设备将印刷的文书再次输入到计算机中，对埋入的秘密信息进行检测处理的情况下，由于文书印刷时的污点或者输入时发生的旋转等图像变形，使得输入图像中存在有许多干扰噪声成分，因此存在难于正确取出秘密信息的问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题采用了以下所述的构成。

<构成1>

本发明是具备以下所述特征的水印信息嵌入装置：具备生成文书图像的文书图像生成部；生成PN代码的PN代码生成部；对于规定的水印信息，利用PN代码生成部生成的PN代码进行扩散，生成水印图像的水印图像生成部；以及将所述文书图像和水印图像重叠生成含水印文书图像的含水印文书图像合成部，其特征在于，还具备：生成多种PN代码的PN代码生成部；以及对规定的水印信息，以行单位或者列单位使用多种PN代码进行扩散的水印图像生成部。

<构成2>

本发明是构成1中所述的水印信息嵌入装置，其特征在于：具备生成表示在行方向和列方向不同种类的PN代码的二维PN代码的PN代码生成部。

<构成3>

本发明是具备以下所述特征的水印信息嵌入装置：具备生成多页文书图像的文书图像生成部；生成表示在行方向、列方向、以及页方向不同种类的PN代码的三维PN代码的PN代码生成部；对于规定的水印信息，利用PN代码生成部生成的行方向和列方向的PN代码构成的二维PN代码，使水印信息扩散，生成一页份额的水印图像，同时利用页方向的PN代码生成多页水印图像的水印图像生成部；以及将多页文书图像和对应于这些页的水印图像重叠生成含水印的文书图像的含水印文书图像合成部。

<构成4>

又，本发明是构成1～3中记载的任一项水印信息嵌入装置，其特征在于，水印图像的多种点图案配置于一面，其中至少有一种点图案表示特定的水印信息。

<构成5>

又，本发明是具备以下所述特征的水印信息嵌入装置，即具备：从所述文书中提取水印图像，同时通过对于水印图像取PN代码的相关来确定水印信息的记录区域的水印检测部，所述的水印检测部是：用不同的PN代码取相关，在检测出与各个PN代码对应的相关值的峰值的情况下，对应于该峰值提取以行或者列为单位的地址的水印检测部。

<构成6>

又，本发明是构成5中所述的水印信息嵌入装置，其特征在于，具备根据PN代码的相关值的峰值，判定水印信息是否能正常检测，不能够正常检测的情况下则进行规定的修正的水印检测部。

<构成7>

又，本发明是构成5或6所述的任一项水印信息嵌入装置，其特征在于，具备利用表示在行方向和列方向上不同种类的PN代码的二维PN代码取相关，以此确定水印信息的记录区域的水印检测部。

<构成8>

又，本发明是构成5或6所述的任一项水印信息嵌入装置，其特征在于，具备文书由多页构成，并且取与表示在行方向、列方向和页方向上不同种类的PN代码的三维PN代码的相关，确定水印信息的记录区域的水印检测部。

<构成9>

又，本发明是构成5中记载的水印信息检测装置，其特征在于，水印图像的多种点图案配置于一面，其中至少一种点图案表示特定的水印信息。

<构成10>

本发明是具备以下特征的水印信息嵌入方法，即利用如构成1所述的水印信息嵌入装置，对规定的水印信息以行单位或者列单位用多种PN代码进行扩散生成水印图像，将该水印图像和规定的文书图像合成，作为含水印文书输出。

<构成11>

又，本发明是构成10记载的水印信息嵌入方法，其特征在于水印图像的多种点图案被配置于一面，其中至少一种点图案表示特定的水印信息。

<构成12>

又，本发明的水印信息检测方法，是利用如构成5所述的水印信息检测装置，从水印信息用PN代码扩散，作为水印图像记录的文书中提取水印信息的水印信息检测方法，其特征在于：从所述文书中提取水印图像，同时对该水印图像取PN代码的相关，以此确定水印信息的记录区域，并且用不同的PN代码取相关，在检测出与各个PN代码对应的相关值的峰值的情况下，对应于该峰值提取以行或者列为单位的地址。

<构成13>

又，本发明是构成12记载的水印信息检测方法，其特征在于，水印图像的多种点图案被配置于一面，其中至少有一种点图案表示特定的水印信息。

附图说明

图1是本发明的水印信息嵌入装置和水印信息检测装置的实施例1的构成图；

图2是水印图像生成部的动作流程图；

图3是表示水印信号的1个例子的说明图；

图4是从arctan(1/3)方向看图3(1)的像素值变化的截面图；

图5是其他水印信号的说明图；

图6是在将单位(unit)排列的状态下的说明图；

图7是将代码字的1个符号嵌入水印图像中的方法的说明图；

图8是将水印信息嵌入到水印图像中的方法的流程图；

图9是水印信息的嵌入处理的说明图；

图10是在水印信息区域的周围设置的轮廓部的单位图案说明图；

图11是表示含水印文书的1个例子的说明图；

图12是将图11的1部分扩大表示的说明图；

图13是水印检测部的处理流程图；

图14是设定输入图像和单位图案的区隔位置后的输入图像的1个例子的说明图；

图15是输入图像中的，对应于单位A的区域的1个例子的说明图；

图16是从与波的传播方向平行的方向看图15的截面图；

图17是符号单位的判定方法的说明图；

图18是信息复原的1个例子的说明图；

图19是数据代码的复原方法的流程图；

图20是数据代码的复原方法的说明图；

图21是比特确信度运算的说明图；

图22是实施例2的说明图；

图23是移位寄存器代码发生器的构成图；

图24是4次的最长代码系列发生器的构成图；

图25是最长代码系列的自相关函数的说明图；

图26是水印图像生成的说明图；

图27是水印检测部的动作说明图；

图28是实施例3的动作说明图(其1)；

图29是实施例3的动作说明图(其2)；

图30是二维PN代码的说明图；

图31是实施例4中的二维PN代码的检测处理说明图；

图32是二维PN代码的配置例的说明图；

图33是三维PN代码的说明图。

具体实施方式

下面用具体例详细说明本发明的实施形态。

实施例1

实施例1是为了解决上述问题，在水印信息的区域的轮廓部中配置特定值的信号图案的例子。例如，实施例1在水印信息的图像区域的周围配置了表示1的信号图案。

<构成>

图1是本发明的水印信息嵌入装置和水印信息检测装置的实施例1的构成图。

图中的装置是由水印信息嵌入装置100和水印信息检测装置300构成的。含水印文书200被水印信息嵌入装置100输出，而且是作为水印信息检测装置300的检测对象的含水印文书。

水印信息嵌入装置100由计算机构成，根据文书数据和镶嵌在文书当中的水印信息生成文书图像，在纸媒体上进行印刷的装置。水印信息嵌入装置100具备文书图像生成部101、水印图像生成部102、含水印文书图像合成部103和输出装置104。并且文书数据105是由文书生成工具等生成的数据。水印信息106是以文字以外的形式镶嵌在纸媒体中的信息(文字列、图像或者声音数据等)。并且形成这样的结构，即这些文书数据105和水印信息106被保存在硬盘装置或者半导体存储器等存储装置里，或者能够通过网络接口从外部读入。

文书图像生成部101是生成将文书数据105印刷到纸面上的状态的图像的功能部。具体地说，文书图像中的白色像素区域是什么也没有印刷的部分，黑色像素区域是涂布黑色涂料的部分。以下以本发明的实施形态中在白色纸面上用黑色墨水(单色)进行印刷为前提进行说明。但是本发明并不局限于此，在进行彩色(多色)印刷的情况下同样也可适用于本发明。

水印图像生成部102是将水印信息106数据化后变换得到的数值N元编码(N为2或2以上)，再将代码字的各符号分配到提前准备好的信号中去的功能部。信号是通过在任意大小的矩形区域中排列点的方法表现具有任意方向和波长的波，对波的方向和波长分配符号的信号。水印图像是把这些信号根据某种规则配置到图像上的图像。即水印图像生成部102有着生成将水印信息106表现成点图案的水印图像功能。有关该水印图像生成处理的详细情况将在后面记述。

含水印文书图像合成部103为将文书图像和水印图像重叠，生成含水印文书图像的功能部。并且，含水印文书图像合成部103具有将相当于水印图像中水印信息106的区域的轮廓部作为表示特定值的点图案生成含水印文书图像的功能。

输出装置104是印刷输出含水印文书图像的打印机等输出装置。所以，文书图像生成部101、水印图像生成部102和含水印文书图像合成部103也可以作为打印机驱动器中的1个功能表现出来，或者也可以由分别独立的软件实现。

含水印文书200是在原文书数据105中嵌入了水印信息106的印刷品。即对应于水印图像的点图案被作为底纹图案配置，并且印刷有文书图像的文书。

水印信息检测装置300是读取印刷在含水印文书200中的图像，将嵌入的水印信息复原的装置。具备输入装置301和水印检测部302。

输入装置301是扫描仪等输入装置，将含水印文书200上的图像作为多值辉度的灰色图像读取的装置。而水印检测部302是对于输入图像进行滤波器处理，检测出嵌入的信号，从检测出的信号复原符号，将嵌入的水印信息取出的功能部。又，水印检测部302具有在检测出的信号中连续存在表示特定值的区域的情况下，将其判定为是对应水印信息的区域的轮廓部，将此轮廓部所决定的区域确定为水印信息的记录区域确定的功能。

<动作>

下面对上述水印信息嵌入装置100和水印信息检测装置300的动作进行说明。首先对于水印信息嵌入装置100的动作进行说明。

(文书图像生成部101)

文书数据105是含有字体(font)信息和配置信息的数据，用文字处理机软件等作成。文书图像生成部101以该文书数据105为基础，在文书被印刷在纸张上的状态下生成每1页的图像。该文书图像是黑白2值图像，图像上的白色像素(值为1的像素)为背景，黑色像素(值为0的像素)为文字区域(墨水涂布区域)。

(水印图像生成部102)

水印信息106为文字、声音、图像等各种数据，在水印图像生成部102中，从这些信息中生成作为文书图像背景重叠的水印图像。

图2是水印图像生成部102的处理流程图

首先，将水印信息106变换为N元代码(步骤S101)。N为任意数，在此例中为了使说明简化，设N＝2。所以，在步骤S101中生成的代码是2元代码，用0和1的比特列表示。在该步骤S101中，可以将数据直接编码，也可以将数据编码为加密数据。

接着，对代码字的各符号分配水印信号(步骤S102)。水印信号是利用点(黑色像素)的排列表现具有任意波长和方向的波的信号。关于该水印信号的详细情况会在后面加以记述。

然后，将对应于编码的数据的比特列的信号单位(unit)配置于水印图像上(步骤S103)。

下面对在上述步骤S102中对代码字的各符号分配的水印信号进行说明。

图3是水印信号的1个例子的说明图。

水印信号的宽度和高度分别记为Sw和Sh。Sw和Sh可以取不同的值，但是在本例中为了说明简单，设Sw＝Sh。长度的单位是像素数，图3的例子中，设Sw＝Sh＝12。这些信号印刷到纸面上的大小取决于水印图像的分辨率。例如，水印图像为600dpi(dotperinch：分辨率的单位，即1英寸中的点数)的图像时，图3的水印信号的宽度和高度在含水印文书中是12/600＝0.02(英寸)。

以下将宽度和高度为Sw和Sh的矩形作为1个信号的单位，叫做“信号单位(unit)”。图3(1)中，点和点之间的距离在相对于水平轴arctan(3)(arctan为tan的反函数)方向上密集，波的传播方向为arctan(-1/3)。在下面将这个信号单位称作单位A。图3(2)中，点和点之间的距离在相对于水平轴arctan(-3)方向上密集，波的传播方向为arctan(1/3)。在下面将这个信号单位称作单位B。

图4为从arctan(1/3)的方向看图3(1)中的像素值变化的截面图。

图4中，排列着点的部分为波的最小值的波腹(振幅最大的点)，没有点排列的部分是波的最大值的波腹。而且，在1单位中分别存在着两个点密集排列的区域，因此在这个例子中每1单位的频率是2。波的传播方向和点密集排列的方向垂直，因此单位A的波对于水平方向成arctan(-1/3)，单位B的波对于水平方向成arctan(1/3)。并且，在arctan(a)的方向和arctan(b)的方向垂直的时候，a×b＝-1。

本例中，对由单位A表现的水印信号分配符号0，对由单位B表现的水印信号分配符号1。并且将这些称作符号单位。

水印信号当中，除了图3(1)、(2)中所示外，又可以考虑例如下面所述的点排列。

图5是其他水印信号的说明图。

图5中的(3)，点和点之间的距离在相对于水平轴arctan(1/3)方向上密集，波的传播方向为arctan(-3)。在下面将这个信号单位称作单位C。

图5(4)中，点和点之间的距离在相对于水平轴arctan(-1/3)方向上密集，波的传播方向为arctan(3)。在下面将这个信号单位称作单位D。图5(5)中，点和点之间的距离在相对于水平轴arctan(1)方向上密集，波的传播方向为arctan(-1)。还有，也可以认为，图5(5)中，点和点之间的距离在相对于水平轴arctan(-1)方向上密集，波的传播方向为arctan(1)。在下面将这个信号单位称作单位E。

这样一来，在开始的分配组合外，分配符号0和符号的单位的组合的图案可以认为有多个，因此也可以将把哪个水印信号分配到哪个符号作为机密，使得其他人(不正当的人)不能够轻易解读嵌入的信号。

而且，在图2的步骤S102中，在将水印信息用4元代码编码的情况下，也可以例如对单位A分配代码字的符号0，对单位B分配代码字的符号1，对单位C分配代码字的符号2，对单位D分配代码字的符号3。

图3和图5所示的水印信号的一个例子中，使1单位中的点数完全相等，因此通过将这些单位无间隔地排列起来，水印图像的表观浓淡显得均匀。所以，在印刷的纸面上看上去像是具有单一浓度的灰色图像作为背景被埋入。

为了做出这样的效果，例如，在将单位E定义为背景单位(没有分配符号的信号单位)，将其无间隔地排列，作为水印图像的背景，然后将符号单位(单位A，单位B)嵌入水印图像的情况下，将符号单位(单位A，单位B)与要嵌入的位置的背景单位(单位E)替换。

图6是将单位加以排列的状态的说明图。

图6的(1)是，在将单位E定义为背景单位，将其无间隔地排列作为水印图像的背景的情况的说明图。图6的(2)是在图6(1)的背景图像中嵌入单位A的1个例子。图6的(3)是在图6(1)的背景图像中嵌入单位B的1个例子。在本例中，对于把背景单位作为水印图像的背景的方法进行了说明，但是也可以通过只配置符号单位生成水印图像。

下面对将代码字的1个符号嵌入到水印图像中的方法进行说明。

图7为其说明图。

图7的例子是嵌入“0101”比特列的情况。如图7的(1)、(2)所示，将相同的符号单位反复嵌入。这是为了防止在文书中的文字盖在嵌入的符号单位上的情况下，信号检测时不能检测到，符号单位的反复嵌入次数和配置的图案(在下面称作“单位图案”)是任意的。

即作为单位图案的1个例子，可以像图7的(1)那样，将反复次数定为4(1个单位图案中存在4个符号单位)，或如图7的(2)所示，将反复次数定为2(1个单位图案中存在两个符号单位)，或是也可以将反复次数定为1(1个单位图案中只存在1个符号单位)。

又，图7的(1)、(2)对1个符号单位分配1个符号，也可以像在图7的(3)那样，对符号单位的配置图案提供符号。

在1页份额的水印图像中可以嵌入多少比特的信息量，取决于信号单位的大小、单位图案的大小和文书图像的大小。在文书图像的水平方向和垂直方向上是否嵌入了若干信号，可以作为已知进行信号检测，也可以通过从输入装置输入的图像大小和信号单位的大小进行逆运算。

假设在1页份额的水印图像的水平方向上有Pw个，垂直方向上有Ph个单位图案嵌入，则图像中任意位置的单位图案可以表示为U(x、y)，x＝1～Pw，y＝1～Ph，U(x、y)被称作“单位图案行列”。并且，在1页当中可以嵌入的比特数被称作“嵌入比特数”。嵌入比特数为Pw×Ph。

图8是将水印信息嵌入到水印图像中去的流程图。

在这里，对于向1张(1页份额)的水印图像复嵌入相同的信息的情况进行说明。这是因为，通过将相同的信息反复嵌入，在将水印图像和文书图像重叠时，即使是由于一整个单位图案被涂抹掉，使嵌入信息消失的情况下，也能够将嵌入的信息取出。

首先，将水印信息106变换为N元代码(步骤S201)。这和图2的步骤S101的处理相同。在下面，把被编码的数据称作数据代码，利用单位图案的组合表现的数据代码称作数据代码单位Du。

接着，利用数据代码的代码长(这里是比特数)和嵌入比特数，计算能够将1页图像的数据代码单位反复嵌入的次数(步骤S202)。在本例中，将数据代码的代码长数据插入除水印图像区域的轮廓部外的单位图案行列的第1行。而且，也可以将数据代码的代码长作为固定长，代码长数据不嵌入水印图像中。

数据代码单位的嵌入回数Dn可以将数据代码长记为Cn用以下的式子进行计算。

[式1]

$\mathrm{Dn}=\left[\frac{\mathrm{Pw}\&times;(\mathrm{Ph}-1)}{\mathrm{Cn}}\right]$

在这里〔A〕为不超过A的最大整数

在这里如果将剩余表达为Rn(Rn＝Cn-(Pw×(Ph-1)))，等于在单位图案行列中嵌入Dn次的数据代码单位和相当于数据代码的前头Rn比特份额的单位图案。但是，剩余部分的Rn比特不1定嵌入。

图9是水印信息的嵌入处理说明图。

图9中，单位图案行列的大小假设为9×11(11行9列)，数据代码长假设为12(图中标有0～11编号的是数据代码的各代码字)。

接着向单位图案行列的第1行里嵌入代码长数据(步骤S203)。图9中的例子是以9比特的数据表达代码长，仅嵌入1次的例子，但是在单位图案行列的宽度Pw足够大的情况下，和数据代码一样，可以反复嵌入代码长数据。

而且，在单位图案行列的第2行以后，反复嵌入数据代码单位(步骤S204)。如图9所示，从数据代码的MSB(most significant bit)或者LSB(1east significant bit)依次在行方向嵌入。图9中的例子是将数据代码单位嵌入7次，还将数据代码的前头6比特嵌入的例子。

数据的嵌入方法可以如图9所示沿着行方向连续嵌入，也可以沿着列方向连续嵌入。

下面对在本例中插入的轮廓部进行说明。

水印图像生成部102生成如图9所示的，在水印信息区域的周围连续配置表示“1”的单位图案的含水印文书图像。

图10是设置在水印信息区域周围的轮廓部的单位图案说明图。

如图所示，在水印图像区域的周围连续配置表示“1”的单位图案。而对于内部的水印信息区域，其图示省略。

以上是对水印图像生成部102的水印图像生成处理的说明。接下来对水印信息嵌入装置100的含水印文书图像合成部103进行说明。

(含水印文书图像合成部103)

含水印图像合成部103将文书图像生成部101生成的文书图像与水印图像生成部102生成的水印图像重叠。含水印文书图像的各像素的值是通过文书图像和水印图像的对应的像素值的逻辑积运算(AND)计算出的。即文书图像和水印图像中只要有其中1个为0(黑)，含水印文书图像的像素值即为0(黑)，其余情况都为1(白)。

图11是含水印文书图像的1个例子的说明图。

图12是将图11部分放大后的说明图。

在这里，单位图案采用图7(1)中的图案。含水印文书图像由输出装置104输出。

以上是对水印信息嵌入装置100的动作的说明。

下面参照图1、图13～21对水印信息检测装置300的动作进行说明。

(水印检测部302)

图13是水印检测部302的处理流程图。

首先，利用扫描仪等输入装置301将含水印文书图像输入到计算机的存储器等(步骤S301)。将这种图像称作输入图像。输入图像为多值图像，在下面作为256灰度等级的灰色图像加以说明。输入图像的分辨率(输入装置301读入时的分辨率)可以不同于上述水印信息嵌入装置100生成的含水印文书图像的分辨率，但是在这里作为与上述水印信息嵌入装置100生成的含水印文书图像相同分辨率的情况进行说明。并且假设输入图像进行回转、伸缩等修正。

下面根据输入图像的大小和信号单位的大小计算嵌入的单位图案的个数(步骤S302)。例如，假设输入图像的大小为W(宽)×H(高)，信号单位的大小为Sw×Sh，单位图案为Uw×Uh个单位所构成，则输入图像中嵌入的单位图案的个数(N＝Pw×Ph)可用下式计算。

[式2]

$\mathrm{Pw}=\frac{W}{\mathrm{Sw}\&times;\mathrm{Uw}},\mathrm{Ph}=\frac{H}{\mathrm{Sh}\&times;\mathrm{Uh}}$

但是，在水印信息嵌入装置100和水印信息检测装置300的分辨率不同的情况下，根据其分辨率之比对输入图像中的信号单位的大小进行规一化后，再进行上述运算。

然后，根据在步骤S302中计算得到的单位图案数对输入图像设定单位图案的区隔位置(步骤S303)。

图14表示输入图像(图14(1))和设定了单位图案的区隔位置之后的输入图像(图14(2))的一个例子。

接着，对每个单位图案的区隔进行符号单位的检测，复原单位图案行列(步骤S304)。下面对信号检测进行详细说明。

图15是输入图像中的，对应于图3(1)所示的单位A的区域的一个例子的说明图。

图3中信号单位是2值图像，但是在这里是多值图像。在印刷2值图像的情况，因为存在墨水的渗透等原因而使得浓淡连续变化，因此如图15所示，点的周围出现白色和黑色的中间色。所以，从与波的传播方向平行的方向看到的图15是下面的情况。

图16是从与波的传播方向平行的方向看图15的截面图。

如图所示，图4中为矩形波，而图16则变成了圆滑的波。

而且，实际上由于纸张厚度的局部变化、印刷文书的污点、输出装置或图像输入装置的不安定性等因素，在输入图像中附加有多种干扰噪声，但是在这里对不存在干扰噪声成分的情况进行说明。但是使用这里说明的方法，对于附加有干扰噪声成分的图像也可以检测出稳定的信号。

以下为了从输入图像中检测出信号单位，使用可以同时定义波的频率、方向和影响范围的二维弱波(wavelet)滤波器。下面举的是使用二维弱波滤波器中的1种、即Gabor滤波器的例子，只要是具有和Gabor滤波器同样性质的滤波器，不必一定是Gabor滤波器，也可以使用定义具有和信号单相位同的点图案的模板，进行图案匹配(pattem matching)等方法。

以下表示Gabor滤波器G(x、y)，x＝0～gw-1，y＝0～gh-1。gw和gh是滤波器的大小，在这里和使用上述水印信息嵌入装置100嵌入的信号单位有着相同的大小。

[式3]

$G(x,y)=\exp [-\mathrm{\&pi;}\{\frac{{(x-x0)}^2}{A^2}+\frac{{(y-y0)}^2}{B^2}\left\}\right]\&times;\exp [-2\mathrm{\&pi;i}\{u(x-x0)+v(y-y0)\left\}\right]$

I为虚数单位

x＝0～gw-1，y＝0～gh-1，x0＝gw/2，y0＝gh/2

A：水平方向的影响范围，B：垂直方向的影响范围

tan-1(u/v)：波的方向，：

频率

在信号检测中，要准备和嵌入的信号单位的种类数目相同的Gabor滤波器，并且这些滤波器要有和嵌入到水印图像中去的符号单位同样的频率、波的方向，有一样的大小。在这里称对应于图3中的单位A和单位B的Gabor滤波器为滤波器A，滤波器B。

在输入图像中任意位置上的滤波器输出值是根据滤波器和图像之间的卷积积分(convolution)算出的。Gabor滤波器的情况下因为存在实数滤波器和虚数滤波器(实数滤波器和虚数滤波器相差半个波长的相位)，以其均方值为滤波器的输出值。例如，滤波器A的实数滤波器和图像间的卷积分记为Rc，与虚数滤波器间的卷积分记为Ic，则输出值F(A)可用以下的公式计算。

[公式4]

$F\left(A\right)=\sqrt{{\mathrm{Rc}}^2+{\mathrm{Ic}}^2}$

图17是有关于判定镶嵌于根据步骤S303断开的单位图案U(x、y)中的符号单位是单位A还是单位B的方法的说明图。

对于单位图案U(x、y)进行的符号判定如下所述进行。

(1)1边移动滤波器A的位置，1边就单位图案U(x、y)中所有的位置对F(A)进行计算，结果得到的最大值作为对于单位图案U(x、y)的滤波器A的输出值，将此值记为Fu(A、x、y)。

(2)同(1)一样计算对于单位图案U(x、y)的滤波器B的输出值，将此值记为Fu(B、x、y)。

(3)比较Fu(A、x、y)和Fu(B、x、y)，如果Fu(A、x、y)≥Fu(B、x、y)，则判定嵌入单位图案U(x、y)中的符号单位是单位A，如果Fu(A、x、y)＜Fu(B、x、y)，则判定嵌入单位图案U(x、y)中的符号单位是单位B。

在(1)和(2)中，滤波器的移动幅度可以任意调节，也可以只计算单位图案上的具有代表性的位置的输出值。并且，在(3)中的Fu(A、x、y)和Fu(B、x、y)的差的绝对值如果小于预先设定的阈值，也可以认为不能够判定。

在(1)中，在一边移动滤波器一边计算卷积积分的过程中，在F(A)的最大值超过了预先设定的阈值的情况下，就立即判定嵌在单位图案U(x、y)中的符号单位是单位A，也可以停止处理。在(2)中也同样，在F(B)的最大值超过了预先设定的阈值的情况下，也可以就立即判定嵌在U(x、y)中的符号单位是单位B。

以上是对信号检测(步骤S304)的详细说明。下面再次回到图13的流程图，对下一步骤S305进行说明。步骤S305将单位图案行列的符号连结起来再次构成数据代码，复原原来的信息。

图18是信息复原的一个例子的说明图。

信息复原的步骤如下所示。

(1)对嵌在各个单位图案中的符号进行检测(图18①)。

(2)连结符号，复原数据代码(图18②)。

(3)复原数据代码后将嵌入的信息取出(图18③)。

图19～21为数据代码的复原方法的一个例子的说明图。复原方法基本上是图8的逆操作。

图19是数据代码的复原方法流程图。

图20是数据代码的复原方法的说明图。

首先，从单位图案行列检测出轮廓部(步骤S401)。这一处理是检测图10所示的水印信息区域的周围配置的表示“1”的图案的处理。即检测单位图案行列的行方向和列方向上连续配置“1”的部分。而且在检测出这样的部分之后，判定其内部为水印信息区域。其后的处理是将轮廓部的单位图案从检测对向中去除。

接着，从单位图案行列的第1行取出代码长数据部分，得到嵌入的数据代码的代码长(步骤S402)。

下面根据单位图案行列的大小和在步骤S402中得到的数据代码的代码长，计算将数据代码单位嵌入的次数Dn以及剩余Rn(步骤S403)。

然后，从单位图案行列的第2行开始以与步骤S203相反的方法取出数据代码单位(步骤S404)。图20的例子中，从U(1、2)(2行1列)起依序将12个图案单位一一分解(U(1、2)～U(3、3)、U(4、3)～U(6、4)、…)。由于Dn＝7，Rn＝6，12个图案单位(数据代码单位)被取出7次，作为剩余，取出6个(相当于数据代码单位上位的6个)单位图案(U(4、11)～U(9、11))。

下面通过对在步骤S404中取出的数据代码单位进行比特确信度运算，再次构成嵌入的数据代码(步骤S405)。以下对比特确信度运算进行说明。

图21是比特確信度运算的説明图。

如图所示，最初从单位图案行列的第2行第1列中取出的数据代码单位记为Du(1、1)～Du(12、1)，依次记为Du(1、2)～Du(12、2)、…。剩余部分记为Du(1、8)～Du(6、8)。比特确信度运算是对各个数据代码单位的要素采取以多数决定的方法等，决定数据代码的各个符号的值。因此，即使由于与文字区域重叠或者纸面有污点，而没能从任意数据代码单位中的任意单位中正确检测出信号的情况下(比特反转错误等)，最终也能正确地将数据代码复原。

具体地说，例如数据代码的第1比特，在Du(1、1)、Du(12)、…、Du(1、8)的信号检测的结果多数为1的情况下判定为1，为0占多数的情况下判定为0。同样，数据代码的第2比特，根据Du(2、1)、Du(2、2)、…、Du(2、8)的信号检测结果的多数决定进行判定，数据代码的第12比特，根据Du(12、1)、Du(12、2)、…、Du(12、7)(因为不存在Du(12、8)，所以到Du(12、7)为止)的信号检测结果的多数决定判定。

比特确信度的计算也可以通过加上图17中的信号检测滤波器的输出值的方法计算。假定例如将符号0分配给图3(1)的单位A，符号1分配给图3(2)的单位B，对于Du(m、n)的滤波器A的最大输出值记为Df(A、m、n)，对于Du(m、n)的滤波器B的最大输出值记为Df(B、m、n)，则数据代码的第M比特为

[式5]

$\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Dn}}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{Df}(A,M,n)\&GreaterEqual;\underset{n=1}{\overset{\mathrm{Dn}}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{Df}(B,M,n)$

的情况下判定为1，此外的情况下判定为0。但是在N＜Rn的情况下Df的加法运算则到n＝1～Rn+1为止。

在这里对反复嵌入数据代码的情况进行了说明，但是通过在数据编码时使用纠错码，也可以不用反复嵌入数据符号单元的。

<效果>

如上所述，采用实施例1，有以下所述效果。

(1)由于利用点排列的不同来表现嵌入信息，不伴随对于原文书的字体、文字间和行间的间距的变更。

(2)因为分配符号的点图案和没有分配符号的点图案的浓度(一定区间内的点数)相同，对于人眼，看上去像是在文书背景上加了相同浓度的网状花纹，信息的存在不显眼。

(3)如果将分配有符号的点图案和没有被分配符号的点图案设定为保密，解读嵌入的信息就很困难。

(4)表示信息的图案是细点图案的集合，因为作为文书背景整面嵌入，即使嵌入算法被公开，对印刷的文书的嵌入信息的改篡也很困难。

(5)由于利用波(浓淡变化)的方向上的不同检测嵌入信号(不进行以1个像素为单位的详细检测)，即使印刷文书有一些污点等情况下也可以进行稳定的信息检测。

(6)由于反复嵌入同样的信息，并且在检测时利用所有的反复嵌入的信息进行信息复原，即使在字体比较大文字遮盖了部分信号，或者纸张的污点等使得部分信息丢失情况下，也可以稳定地取出嵌入的信息。

(7)因为在水印信息区域的周围连续配置表示特定的值的单位图案，即使含水印文书200有褶皱或者被拉长等情况下，也可以正确地检测水印信息区域。其结果是，能够实现更可靠的信息检测。

实施例2

实施例2是用PN(Pseudo Noise；模拟干扰)代码将水印信息扩散后生成的水印图像的例子。

图22是实施例2的构成图。

图示的装置是由水印信息嵌入装置100a和水印信息检测装置300a构成的。含水印文书200是利用水印信息嵌入装置100a输出的含水印文书。

水印信息嵌入装置100a由文书图像生成部101、水印图像生成部102a、含水印文书图像合成部103、输出设备104、文书数据105、水印信息106和PN代码生成部107构成。在这里，文书图像生成部101、含水印文书图像合成部103～水印信息106与实施例1相同，因此对相对应的部分标以同样的符号并且省略其说明。水印图像生成部102a含有对水印信息106用PN代码生成部107生成的PN代码进行扩散，生成水印图像的功能。而且，PN代码生成部107是利用公开的方法(关于该方法将在下面叙述)生成PN代码(模拟随机系列)的功能部。

水印信息检测装置300a是由输入装置301和水印检测部302a构成的。水印检测部302a具有利用取得与PN代码的相关，检测水印信息区域，同时从检测出的水印信息区域取出水印信息，同时根据PN代码的相关值的峰值，判定水印信息是否已经正常检测出，在未能正常检测出的情况下，进行规定的修正的功能。

<动作>

在说明实施例2的水印信息嵌入装置100a的总体动作之前，首先对PN代码进行说明。

[关于最长代码]

最长代码是n比特的代码列，其中0和1的数目要么相等，要么相差在1以内，并且自相关在相位相同的情况下为1，相位不同的情况下自相关为0，或者为-1/n的代码列。最长代码用于在同步型和单用户的CDMA(Code Division Multiple Access；码分多址)的代码扩散和同步修正。最长代码是由某一长度的移位寄存器和反馈生成的。例如，n表示移位寄存器的级数时，用

L＝2n-1

得到的L比特为最长代码列的长度，由下面的移位寄存器代码发生器生成。

图23为移位寄存器代码发生器的构成图

图中，rj为各移位寄存器的状态，si为各移位寄存器所乘的系数(0或1)，移位寄存器代码发生器是由多级反馈逻辑耦合的回路构成的。该发生器生成的最长代码列oj为

[式6]

$o_{i+n}=\underset{j=0}{\overset{n-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{s}_j{r}_{i+j}$

图24是4次的最长代码列发生器的构成图。

图示的代码发生器，图23中的s0＝1，s1＝1，s2＝s3＝0。寄存器值的初始条件假设为0001时，生成的系列为

000100110101111  000100110101111  0001001...

周期15(系列长15)的最长代码(下划线的单位为1周期)。

最长代码系列的自相关函数通过系列的1周期与在时间上1比特1比特错开的数值的乘积的平均值来计算。例如，在把代码系列的比特值1设为mi＝1，比特值为0设为mi＝-1时，自相关函数可以由

[式7]

$R\left(t\right)=\frac{1}{L}\underset{i=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\&Sigma;}}}{m}_i{m}_{i+1}$

得出。在tmodL＝0的情况下为1，不是tmodL＝0的情况下为-1/L。

图25为最长代码系列的自相关函数的说明图。

如图所示，相同的最长代码系列取相关时，相位一样的时候为1，相位错开的时候为-1/L。因此，用最长代码系列扩散的信号通过与扩散时使用的最长代码取相关，容易实现同步。

因为相同周期的代码系列少，最长代码在非同步型CDMA等和多系列混合存在的环境中采用由多个移位寄存器代码发生器的组合生成的Gold系列等。

以下对不同于实施例1的图22的PN代码生成部107和水印图像生成部102a的动作进行说明。

PN代码生成部107生成PN代码。作为PN代码，使用由图23的移位寄存器代码发生器得到的Gold系列或者以其他方法得到的模拟随机系列。系列的生成，除了利用代码发生器等的动态生成外，也可以利用表格等静态生成的方法等生成。

水印图像生成部102a，将从水印信息106得到的信息比特列用从PN代码生成部107得到的PN代码进行扩散，生成水印图像。

图26是生成水印图像的说明图。

利用PN代码进行的扩散，可以采用例如下面的方法进行。

(1)嵌入信息比特“0”的情况下，原封不动使用PN代码。

(2)嵌入信息比特“1”的情况下，将PN代码的所有比特反转后使用。

(3)将各信息比特量、的PN代码加以连结，与图像连续嵌入。

在PN代码的长度为15比特的情况下，信息比特N利用PN代码进行扩散的结果是，被扩展到(N×15)比特。将对应于扩展后的代码系列的单位图案，像在实施例1中说明的那样进行瓦片状配置，生成水印图像。配置方向可以是横向也可以是纵向。在图示的例子中，表示的是将水印图像全部用PN代码扩散的情况。

在单位图案表示1比特的情况下，水印图像为对应于由PN代码扩散的序列的图案的罗列。在单位图案表示2比特或更多的信息的情况下，被扩散的序列也可以嵌入到信息的比特深度方向(在将各比特考虑作平面的情况下的深度方向)，又可以只在特定比特深度的平面嵌入。

下面以不同于实施例1的点为中心对水印信息检测装置300a的动作进行说明。

输入装置301的动作与实施例1相同。为了提取水印信息，水印检测部302a对从输入装置301输出的信号计算与嵌入时使用的PN系列的相关值。

图27是表示水印检测部的动作的说明图。

计算的相关值按照嵌入时配置PN系列的顺序，例如1比特(bit)1比特错开进行计算。错开的方向，在横向配置时为横向，纵向配置时为纵向。

最长代码的情况下，相位为0时取值1，此外的情况取值-1/L，因此水印检测部302的滤波器的输出值中，只有实际被当作水印嵌入的部分的相关值高。虽然相关值会在有噪声的情况下上下波动，利用阈值仅检测出相关值高的部分，这样可以确定嵌入信息的水印区域的位置。而且即使不是最长代码的系列，也因为相同相位的情况下相关值最高，同步是可能的。在这里，相关值利用上述的[式7]计算。这里在简单书写时可以采用下面的式子。

(相关值)＝|(代码与PN代码一致的数目)-(代码与PN代码不一致的数目)|÷(PN代码长)

如这个式子所示，不一定要进行使相关值的最大值为1的归一化。将相同的PN代码以相同的相位使用于行单位时，在PN代码的相关如图27(2)所示。

又，被扩散的值根据在水印信息嵌入装置100a一侧的上述(1)～(3)，可以通过以下条件得到。

(代码与PN代码一致的数目)≥(代码与PN代码不一致的数目)：0

(代码与PN代码一致的数目)＜(代码与PN代码不一致的数目)：1

在这里，与PN代码的相关值高于阈值的代码系列的集合被作为水印图像区域检测出。

与PN代码的相关必然在PN代码周期的间隔中发生，因此在有PN周期以上的间隔空着的情况下，由于扫描的纸张被拉长等原因，可能在信号的间隔中发生间隙，提取出错误的情报。在这种情况下，在本具体例中，例如可以采取将有间隔的部分的数据删掉的对策。

而存在PN代码周期未满的间隔的情况下，由于褶皱等造成在检测时当作信息丢失，可以插入假数据(例如全部比特都为0)等以进行修补。在删掉信息的情况下和插入假数据的情况下，在该部分出错的几率变高，为了确保作为整个含水印文书200a的信号的同步，可以对纠错码和数据块密码取同步，使可以正确检测信息的几率上升。

又，信息的删除和插入在通过滤波进行的信号检测(上述步骤S304的信号检测处理)的间隔最大的部分等处进行，也可使出错率降低。

上面的说明是对整个水印图像利用PN代码进行扩散处理的情况进行的说明，也可以像实施例1一样，仅在水印图像区域的周围，或者内部的部分区域进行。在这种情况下，通过定义配置利用PN代码扩散的信息的规则，可以进行水印图像的抽提取，对褶皱或者延伸进行信息的修正。

<效果>

如上所述，采用实施例2，利用PN代码将水印信息扩散，生成水印图像，因此除了实施例1的效果之外，还有以下所述效果。即在检测水印信息的情况下，可以提高水印图像区域的检测精度。其结果是，即使存在褶皱或者延伸等所产生的信息的丢失，也可以进行例如插入纠错码那样的处理，可以提高信息得到正确提取的几率。

实施例3

实施例3是以行单位或者列单位使用多个PN代码的例子。

<构成>

附图的结构与图22所示的实施例2相同，因此在这里援用图22进行说明。实施例3的PN代码生成部107形成能够生成多个不同的PN代码的构成。而且水印图像生成部102a具有使用PN代码生成部107生成的多个PN代码，以行单位或者列单位用各PN代码进行扩散生成水印图像的功能。其他构成与实施例2相同。

<动作>

下面首先说明以行单位分别使用多个(本例中为2个)不同的PN代码的情况。

[水印信息嵌入装置100a一方的动作]

PN代码生成部107生成N种不同的PN代码(本例中为PN代码A，PN代码B两种)。而且，水印图像生成部102a以行单位利用各PN代码进行扩散，生成水印图像。即在有N种PN代码时，第1行PN代码为0，第2行PN代码为1，...，第N行PN代码为(N-1)，第N+1行PN代码为0，...以这样的规则切换PN代码进行扩散。此外的动作和实施例2相同。

[水印信息检测装置300a一方的动作]

图28是表示实施例3的动作的说明图(其1)。

如图28中的(1)所示，对水印检测部302a的滤波器输出值(根据单位图案提取的值(参照图17))，使用嵌入时用的N种PN代码，对全体进行相关值的计算。在本具体例中，设N＝2。

在用最长代码系列和Gold代码系列作为PN代码的情况下，由于与其他代码的相关很低，只在用与嵌入时所用的系列相同的系列而且相位相同的时候，相关值取高值。

使用于得到峰值的相关值的PN代码的种类，相当于行单位的地址。例如，与PN代码A的相关大的，是第1行、第(n+1)行(n为1或1以上的自然数)。与PN代码B相关大的，是第2行、第(n+2)行(n为1或1以上的自然数)。因此，PN代码的号码0～n可以看作是嵌入信息的行地址。在这里，在实际位置与行地址之间有差距的情况下，利用删掉信息或插入假数据(dummy data)等方法，可以修正到与原地址相同的地址位置。

在删掉信息的情况下插入假数据时，在该处信息(检测)的出错可能性变高，为了取得全体信号的同步，可以对纠错码和数据块密码取同步，从而可以提高能够正确检测信息的可能性。

又，信息的删除和插入利用通过滤波进行的信号检测的间隔最大的部分等进行，这样可使出错率降低。

下面对分别以列为单位使用多个不同的PN代码的情况进行说明。

[水印信息嵌入装置100a一方的动作]

PN代码生成部107生成N种不同的PN代码(本例中为PN代码A，PN代码B两种)。而且水印图像生成部102a以列单位利用各PN代码进行扩散生成水印图像。即在存在N种PN代码的情况下，第1列PN代码为0，第2列PN代码为1，...，第N列PN代码为(N-1)，第N+1列PN代码为0，...以这样的规则切换PN代码进行扩散。

[水印信息检测装置300a一方的动作]

图29是表示实施例3的动作的说明图(其2)。

如图29中的(1)所示，和上述以行为单位的情况相同，对于水印检测部302a的滤波器的输出值(根据单位图案提取的值)，使用嵌入时用的N种PN代码对全体进行相关值计算。在本具体例中，设N＝2。

在这种情况下，使用于得到峰值的相关值上的PN代码种类相当于列单位的地址。例如，与PN代码A的相关大的，是第1列、第(n+1)列(n为1或1以上的自然数)。而与PN代码B的相关大的，是第2列、第(n+2)列(n为1或1以上的自然数)。因此，PN代码的号码0～n可以看作嵌入信息的列地址。在这里，在实际位置与列地址之间有差距的情况下，通过删掉信息或插入假数据等，可以修正为与原地址相同的地址位置。

在删掉信息的情况下插入假数据时，在该处信息(检测)的出错可能性变高，作为整体为了取得信号的同步，可以对纠错码和数据块密码取同步，能够提高可以正确检测信息的可能性。

而且，又，信息的删除和插入利用通过滤波进行的信号检测的间隔最大的部分等进行，这样可使出错率降低。

<效果>

如上所述，采用实施例3，由于能够以行单位或列单位利用多种PN代码进行扩散，除去实施例2的效果外，因为嵌入信号的绝对地址，对褶皱和延伸可以进行订正。这样，在横向和纵向上，即使是因为褶皱或延伸而没有同步的部分，也可以取得同步，可以使信息提取精度进一步提高。

实施例4

实施例4是使用二维PN代码的例子。

<构成>

图上的构成与图22所示的实施例2相同，因此利用图22进行说明。实施例4的PN代码生成部107形成能够生成多个不同的PN代码的构成。水印图像生成部102a具有利用PN代码生成部107生成的多个的PN代码，将二维的PN代码使用于扩散，生成水印图像的功能。此外的构成与实施例2，例3相同。

<动作>

[水印信息嵌入装置100a一方的动作]

PN代码生成部107生成二维的PN代码。

图30是二维PN代码的说明图。

如图所示，生成在水平方向为PN代码A，垂直方向为PN代码B的二维PN代码。即PN代码A和PN代码B为相互的比特值互为反转值的代码。例如，从上面起第2个PN代码A的比特值为根据PN代码B的上位第2个比特的值，各比特值反转的值。

又，值表示“0”的2为维PN代码与值表示“1”的二维PN代码，各比特值相互反转。

水印图像生成部102a利用这样的二维PN代码进行扩散生成水印图像。即在本具体例中，对于水印信息106，用二维PN代码进行扩散。此外的动作和实施例2相同。

[水印信息检测装置300a一方的动作]

图31是在实施例4中的二维PN代码的检测处理说明图。

水印检测部302a在检测二维PN代码的情况下，分别用水平方向的PN代码和垂直方向的PN代码计算相关值。计算水平方向的相关值时，如图31(1)所示，相关值的峰值在垂直方向上连续出现，在垂直方向上计算相关值时，如图31(2)所示，相关值的峰值在水平方向上连续出现。由此可知，这些峰值连续的部分的交点(在图中为左上)为二维PN代码的顶点，据此可知，该二维PN代码的位置和矩形区域。

图32是二维PN代码的配置例的说明图。

图示的例子中，二维PN代码是在水平方向和垂直方向上分别为PN代码0，PN代码1，PN代码2，...这样形成的。比如，在图上详细表示的二维PN代码是，水平方向为对应于PN代码1的比特列，垂直方向为对应于PN代码2的比特列。从而，各二维PN代码可以具有固有的行地址和列地址，其结果是，即使是在检测侧也能够可靠地检测出二维PN代码的位置。

<效果>

采用如上所述的实施例4，由于使用二维PN代码作为扩散水印信息用的PN代码，除了实施例2的效果外，还有下述结果，即以一个二维PN代码可以具备行地址和列地址，在检测的时候也可以确定一个二维PN代码的位置。其结果是，即使在含水印文书200a上有褶皱和延伸的情况下，也可以正确地提取水印信息。

实施例5

实施例5是将PN代码扩张到三维的情况下的例子。

<构成>

在图上的构成和图22所示的实施例2一样，因此利用图22进行说明。在实施例5中作为嵌入对象的文书数据105，不单是一页，而是由多页构成。而且，文书图像生成部101形成能够生成像这样的多页的文书数据的文书图像的结构。

而且，实施例5的PN代码生成部107形成能够对应于由多页构成的文书数据105，生成三维PN代码的结构。水印图像生成部102a具有利用PN代码生成部107生成的三维PN代码，使水印信息106的值扩散，生成水印图像的功能。此外的构成与实施例2和例4相同。

<动作>

[水印信息嵌入装置100a一方的动作]

PN代码生成部107生成三维PN代码。

图33是三维PN代码的说明图。

如图所示，生成在水平方向上为PN代码A，垂直方向上为PN代码B的二维PN代码的基础上，再在页方向上有PN代码C的三维PN代码。关于二维PN代码，由于与实施例4相同，在这里省略其说明。

水印图像生成部102a利用这样的三维PN代码进行扩散生成水印图像。即对有多页的文书图像的每一页，依次嵌入三维PN代码中的各二维平面的二维PN代码(图示的例子中，PN代码A和PN代码B所构成的PN代码)。

[水印信息检测装置300a一方的动作]

水印检测部302a在从有多页的含水印文书200中检测水印信息的情况下，从各页中提取二维PN代码。提取二维PN代码的处理与实施例4相同，因此在这里省略其说明。然后，取各二维PN代码的平面的值与多个页方向的PN代码、即PN代码C的相关。在这里，在相关低的情况下，表示进行了页的删除或者插入。此外的动作和实施例2、实施例4相同。

<效果>

如上所述采用实施例5，则使PN代码扩张到三维，因此除去实施例2的效果外，即使是由多页构成的文书的情况下，只用PN代码，也能够检测页的删除和插入的状态。

如上所述，采用本发明，由于在水印图像区域的周围配置特定值的点图案，因此能够正确检测出水印图像区域，其结果是，能够正确检测出水印信息。

又，采用本发明，对于水印信息利用PN代码进行扩散，因此可以正确地检测出水印图像区域，还可以对由图像的畸变和褶皱所产生的信号畸变进行修正，其结果是，具有不容易受褶皱等的影响的效果。

产业上的利用可能性

●在上述实施例1中，在水印信息的记录区域的周围形成轮廓部，但是如果例如像矩形的相邻两边那样，有确定记录区域时必要的部分，也可以不将其周围全部覆盖。并且，包括实施例1～5，作为水印信息的记录区域并不限定于矩形，比如也可以是圆形等形状。在这种情况下，在实施例1中，将其记录区域的轮廓部设定为规定的值，这样对于任何形状都会得到同样的效果。又，在实施例1中，将轮廓部的值设定成“1”，但是也可以是“0”。

●在上述实施例2～5中，作为PN代码，只要是在嵌入侧和检测侧具有共同的规则性的代码，可以使用最长代码(M序列)、Gold代码等任意代码列。

●在实施例5中，作为嵌入/检测的PN代码，使用三维PN代码，因此不仅对于静止图像，也可以检测含有多帧的动态图像、三维物体等一义地嵌入信息的立方体(动态图像的情况下为帧编号和位置)。并且在动态图像的情况下，可以检测帧丢失和插入。

●利用上述实施例2～5中的PN代码扩散的信息，可以是电子水印区域的全部，也可以只是电子水印区域的轮廓(外框)。又可以选择隔50个像素进行配置等任意设置方法。但是，在配置时使用的规则在嵌入侧和检测侧必须相同。

●在上述实施例2～5中，对水印信息106用在一面上配置点图案的水印图像表现，但是并不限定于这种方法，只要是将水印信息106在文书上一样嵌入的方式，同样能够使用。

●在上述实施例1～5中，含水印文书200、200a采用纸印刷文书，但是除此以外也可以采用例如显示在显示器上的图像。

Claims (13)

1.一种水印信息嵌入装置，具备

生成文书图像的文书图像生成部；

生成PN代码的PN代码生成部；

对于规定的水印信息，利用PN代码生成部生成的PN代码进行扩散，生成水印图像的水印图像生成部；

以及将所述文书图像和水印图像重叠生成含水印文书图像的含水印文书图像合成部，其特征在于，还具备：

生成多种PN代码的PN代码生成部；以及

对规定的水印信息，以行单位或者列单位使用多种PN代码进行扩散的水印图像生成部。

2.根据权利要求1所述的水印信息嵌入装置，其特征在于：

具备生成表示在行方向和列方向不同种类的PN代码的二维PN代码的PN代码生成部。

3.一种水印信息嵌入装置，其特征在于：具备

生成多页文书图像的文书图像生成部；

生成表示在行方向、列方向、以及页方向不同种类的PN代码的三维PN代码的PN代码生成部；

对于规定的水印信息，利用PN代码生成部生成的行方向和列方向的PN代码构成的二维PN代码，使水印信息扩散，生成一页份额的水印图像，同时利用页方向的PN代码生成多页水印图像的水印图像生成部；以及

将多页文书图像和对应于这些页的水印图像重叠生成含水印的文书图像的含水印文书图像合成部。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的水印信息嵌入装置，其特征在于：

水印图像的多种点图案配置于一面，其中至少有一种点图案表示特定的水印信息。

5.一种水印信息检测装置，是从水印信息用PN代码扩散，作为水印图像记录的文书中提取所述水印信息的水印信息检测装置，其特征在于：

具备从所述文书中提取水印图像，同时通过对于水印图像取PN代码的相关来确定水印信息的记录区域的水印检测部，

所述的水印检测部是：用不同的PN代码取相关，在检测出与各个PN代码对应的相关值的峰值的情况下，对应于该峰值提取以行或者列为单位的地址的水印检测部。

6.根据权利要求

所述的水印信息检测装置，其特征在于：

具备根据PN代码的相关值的峰值，判定水印信息是否能正常检测，不能够正常检测的情况下则进行规定的修正的水印检测部。

7.

根据权利要求5或6所述的水印信息检测装置，其特征在于：

具备利用表示在行方向和列方向上不同种类的PN代码的二维PN代码取相关，以此确定水印信息的记录区域的水印检测部。

8.根据权利要求5或6所述的水印信息检测装置，其特征在于：具备

文书由多页构成，

并且取与表示在行方向、列方向和页方向上不同种类的PN代码的三维PN代码的相关，确定水印信息的记录区域的水印检测部。

9.根据权利要求5所述的水印信息检测装置，其特征在于：

水印图像的多种点图案配置于一面，其中至少一种点图案表示特定的水印信息。

10.一种水印信息嵌入方法，其特征在于：利用如权利要求1所述的水印信息嵌入装置，对规定的水印信息以行单位或者列单位用多种PN代码进行扩散生成水印图像，将该水印图像和规定的文书图像合成，作为含水印文书输出。

11.根据权利要求10所述的水印信息嵌入方法，其特征在于：水印图像的多种点图案被配置于一面，其中至少一种点图案表示特定的水印信息。

12.一种水印信息检测方法，是利用如权利要求5所述的水印信息检测装置，从水印信息用PN代码扩散，作为水印图像记录的文书中提取水印信息的水印信息检测方法，其特征在于：

从所述文书中提取水印图像，同时对该水印图像取PN代码的相关，以此确定水印信息的记录区域，

并且用不同的PN代码取相关，在检测出与各个PN代码对应的相关值的峰值的情况下，对应于该峰值提取以行或者列为单位的地址。

13.根据权利要求12所述的水印信息检测方法，其特征在于：水印图像的多种点图案被配置于一面，其中至少有一种点图案表示特定的水印信息。

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