JP2000287059A - 画像処理装置及び画像処理方法及び記憶媒体 - Google Patents
画像処理装置及び画像処理方法及び記憶媒体Info
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Abstract
ができるようにするとともに、類似度の比較的低い画像
の画質保護と、類似度の比較的高い画像の偽造防止とを
両立させることができるようにする。 【解決手段】 出力装置及び出力日時を特定することが
可能な所定の情報を、特定画像106との類似度に応じ
た耐性を持つ電子透かしとして出力画像に埋め込む埋め
込み処理手段を具備することにより、操作者の意図した
画像を出力しながら類似度に応じた特定画像106の偽
造抑止を実現できるようにする。
Description
像処理方法及び記憶媒体に関し、特に、デジタル画像デ
ータの画像処理の分野に関わり、特に紙幣の偽造を防止
するためにデジタル画像化されたデータヘ他の付加情報
を埋め込むことを可能にするものに適用して好適なもの
である。
じて、原稿台等に置かれた原稿上の画像を読み取って印
刷物や電子的な記憶媒体等に忠実に記録動作を行ってい
た。
術の進歩などにより、出力命令された画像情報を忠実に
印刷物上に再現することが可能になってきている。した
がって、従来の装置では、これを悪用、あるいは「いた
ずら」等によって紙幣あるいは有価証券等の偽造が禁止
されているもの、あるいは絵画等の著作物を複写して印
刷させることが可能であった。
1966号では、画像情報を入力する入力手段と、上記
画像情報によって表される画像と忠実な再生を禁止され
ている特定画像との類似度を多段階に評価する評価手段
と、上記評価手段による多段階の評価に応じた度合いで
入力された画像情報を変換処理する処理手段とを有する
画像処理装置が提案されている。
置の目的は、特定画像に類似度があると判定された画像
の出力画像を使用不可能にすることであり、そのために
色変換や斜体変換、拡大縮小等のように、人間が識別可
能な変換処理がその類似度に応じて行われる。
が比較的低くても人間に識別可能な変換処理が行われる
ために、特定画像と一部分のみ、または分散的に数箇所
で似ている部分をもつだけの、人間が見れば容易に特定
画像と異なると判定できる別の画像も操作者が意図しな
い変換処理を行われて出力されることになる。
偽造することに対する抑止効果をもたせることができる
ようにすることを第1の目的とする。
と、類似度の比較的高い画像の偽造防止とを両立させる
ことができるようにすることを第2の目的とする。
は、出力装置及び出力日時を特定することが可能な所定
の情報を、特定画像との類似度に応じた耐性を持つ電子
透かしとして出力画像に埋め込む埋め込み処理手段を具
備することを特徴としている。また、本発明の画像処理
装置の他の特徴とするところは、画像情報を入力する入
力手段と、上記画像情報によって表される画像と、忠実
に再生することを禁止されている特定画像との類似度を
多段階に評価する評価手段と、上記評価手段による多段
階の評価に応じた度合いで、上記入力手段により入力さ
れた画像情報を変換処理する画像情報変換処理手段と、
上記評価手段よる多段階の評価に応じた度合いで電子透
かしの埋め込み手法及び耐性パラメータの両方、または
何れか一方を選択する選択手段とを具備することを特徴
としている。また、本発明の画像処理装置のその他の特
徴とするところは、画像情報を入力する入力手段と、上
記画像情報によって表される画像と、忠実に再生するこ
とを禁止されている特定画像との類似度を多段階に評価
する評価手段と、上記評価手段による多段階の評価に応
じた度合いで、上記入力手段により入力された画像情報
を変換処理する画像情報変換処理手段と、上記評価手段
による多段階の評価に応じた度合いで可視の変換処理と
不可視の変換処理とを選択する選択手段とを具備するこ
とを特徴としている。また、本発明の画像処理装置のそ
の他の特徴とするところは、上記変換処理は、電子透か
しの埋め込み処理であることを特徴としている。また、
本発明の画像処理装置のその他の特徴とするところは、
上記評価手段は、上記特定画像に含まれる電子透かし情
報と所定の情報との類似度を評価することを特徴として
いる。また、本発明の画像処理装置のその他の特徴とす
るところは、上記選択手段は、上記の評価に応じた度合
いで電子透かしの埋め込み手法及び耐性パラメータを選
択可能であることを特徴としている。
力日時を特定することが可能な所定の情報を、特定画像
との類似度に応じた耐性を持つ電子透かしとして出力画
像に埋め込む埋め込み処理ステップを行うことを特徴と
している。また、本発明の画像処理方法の他の特徴とす
るところは、画像情報を入力する入力ステップと、上記
画像情報によって表される画像と、忠実に再生すること
を禁止されている特定画像との類似度を多段階に評価す
る評価ステップと、上記評価ステップによる多段階の評
価に応じた度合いで、上記入力ステップにより入力され
た画像情報を変換処理する画像情報変換処理ステップ
と、上記評価ステップよる多段階の評価に応じた度合い
で電子透かしの埋め込み手法及び耐性パラメータの両
方、または何れか一方を選択する選択ステップを行うこ
とを特徴としている。また、本発明の画像処理方法のそ
の他の特徴とするところは、画像情報を入力する入力ス
テップと、上記画像情報によって表される画像と忠実に
再生することを禁止されている特定画像との類似度を多
段階に評価する評価ステップと、上記評価ステップによ
る多段階の評価に応じた度合いで、上記入力ステップに
より入力された画像情報を変換処理する画像情報変換処
理ステップと、上記評価ステップによる多段階の評価に
応じた度合いで可視の変換処理と不可視の変換処理とを
選択する選択ステップとを行うことを特徴としている。
また、本発明の画像処理方法のその他の特徴とするとこ
ろは、上記変換処理は、電子透かしの埋め込み処理であ
ることを特徴としている。また、本発明の画像処理方法
のその他の特徴とするところは、上記評価ステップは、
上記特定画像に含まれる電子透かし情報と所定の情報と
の類似度を評価することを特徴としている。また、本発
明の画像処理方法のその他の特徴とするところは、上記
選択ステップは、上記の評価に応じた度合いで電子透か
しの埋め込み手法及び耐性パラメータを選択可能である
ことを特徴としている。
構成する各手段としてコンピュータを機能させるための
プログラムをコンピュータから読み出し可能に格納した
ことを特徴としている。また、本発明の記憶媒体の他の
特徴とするところは、上記画像処理方法の手順をコンピ
ュータに実行させるためのプログラムをコンピュータか
ら読み出し可能に格納したことを特徴としている。
や出力日時などを特定可能な所定の情報を類似度に応じ
た耐性を持つ電子透かしとして出力画像に埋め込まれて
いることにより、操作者の意図した画像を出力しなが
ら、上記埋め込まれた電子透かし情報から出力装置や出
力日時などを特定することが可能となる。
像との類似度に応じて出力画像の使用を不可能にする人
間に識別可能な変換処理と、電子透かしのように出力画
像は使用可能であるが耐性に応じた強さで偽造を特定で
きる情報を埋め込む処理の何方を行うのかを、類似度に
応じて選択することが可能となる。
タル情報の著作権保護のために電子透かしと呼ばれる技
術が知られている。一般的に、電子透かし技術はデジタ
ル化された画像データの画素値などを密かに変換するこ
とよって著作権情報や利用者情報、及び種々の識別番号
などを埋め込む技術である。
とにより著作権情報や利用者情報、及び識別情報などを
得ることができ、不正コピーを追跡することが可能であ
る。
め込まれた情報が知覚できないこと、すなわち元のデジ
タル情報の品質劣化が少なく埋め込めることである(品
質)。
埋め込まれた情報が残り続けること、すなわちデータ圧
縮やフィルタ処理のような編集や攻撃によっても埋め込
まれた情報が失われないことである(耐性)。
込める情報の量を選択することができることである(情
報量)。
する概略図を示したものである。図1に示したように、
操作者が出力を意図した入力画像101は、まず類似度
抽出部102において特定画像106との類似度が抽出
される。
報第2661966号に紙幣・証券類似特徴抽出回路と
して示されているように、画像のカラースペクトル分布
や、一部あるいは全体的な画像パターンを比較する回路
や方法等によって実現することができる。また、画像の
大きさやすかしパターンや磁気パターン等を識別する回
路や方法等によっても実現することができる。
類似度に基づいて、電子透かしの耐性を耐性決定部10
3で決定する。この耐性は、用いる電子透かし方式が固
定の場合、後述の耐性を定めるパラメータに相当し、用
いる電子透かし方式が選択可能である場合、上記耐性を
定めるパラメータも含めて手法を選択することに相当す
る。
似度と、電子透かしの手法や耐性の対応はあらかじめそ
の対応をテーブル化しておくこと等によって実現でき
る。
子透かし手法及び耐性パラメータに応じた電子透かし情
報の埋め込みを電子透かし埋め込み部104で行う。こ
こで、類似度に応じて耐性をもつ電子透かしとは、類似
度が高い出力画像ほど変形されにくい電子透かしを埋め
込むことを意味する。この耐性の強さに応じた電子透か
し手法には種々の方法が考えられるが、一例として以下
のような手法が考えられる。
な手法が知られている。すなわち、多値の静止画像を例
にとると、電子透かしを埋め込む方法は空間領域に埋め
込む方式と周波数領域に埋め込む方法の二つに大きく分
類でき、下記のような種々の方法が知られている。
ッチワークによるものとしてIBMの方式(W.Ben
der,D.Gruhl,N.Morimoto,Te
chniques for Data Hidin
g、”Proceedingsof the SPI
E,San Jose CA,USA,Februar
y1995)や、G.B.Rhoads,W.Lin
n:“Steganographymethods e
mploying embedded”、USPPat
entNumber5,636,292などが挙げられ
る。
ては、離散コサイン変換を利用するものとして、NTT
の方式(中村、小川、高嶋、”デジタル画像の著作権保
護のための周波数領域における電子透かし方式”、SC
1S’97−26A,1997年1月)の他に、離散フ
ーリェ変換を利用するものとして防衛大の方式(大西、
岡、松井、”PN系列による画像への透かし署名法”、
SClS’9726B,1997年1月)がある。
るものとして三菱、九大の方式(石塚、坂井、櫻井、”
ウェーブレット変換を用いた電子透かし技術の安全性と
信頼性に関する実験的考察”、SClS’97−26
D,1997年1月)、及び松下の方式(”ウェーブレ
ット変換に基づくデジタル・ウォーターマークー画像圧
縮、変換処理に対するロバスト性について一”、井上、
宮崎、山本、桂、SCIS’98−3.2.A,199
8年1月)などが挙げられる。
化は少ないが耐性が弱く、周波数変換を用いる手法は晶
質劣化は比較的大きいが耐性が強いと言われており、必
要に応じた手法を選択することが可能である。また、1
つの電子透かし手法においても、以下のようにして耐性
を選択することが可能である。
場合、その静止画の画像データを8×8画素のブロック
に分割し、そのブロック毎にDCT(Discreat
eCosine Transfom:離散的コサイン変
換)を行う。以下、そのDCTしたブロックをDCT係
数ブロック、DCT係数ブロックの1係数をDCT係
数、1枚の画像のDCT係数ブロックの集合をDCT係
数ブロック群と呼ぶこととする。
像xを画像変換器201によってDCT変換し、その出
力であるDCT係数ブロック群を電子透かし埋め込み器
202の入力として用いる。
め込むDCT係数ブロックを1つ選択し、そのDCT係
数ブロック中の1つのDCT係数を量子化することによ
って1ビットの埋め込みビットを埋め込む。
たDCT係数の位置を鍵情報として保存する。例とし
て、座標u,vの位置にあるDCT係数の値をs{u,
v}、量子化ステップをhと表わし、以下に示すような
規則により、電子透かしビットの「0」或いは「1」を
埋め込む。 a・h<s{u,v}≦(a+1)・h ...(1) となるaを求める。
行う。
る。ここで、鍵情報となるのは座標u,vと量子化ステ
ップhの値である。最後に、そのブロック群を逆変換器
203を用いてIDCT(lnverseDCT:逆D
CT)を行って、8×8画素のブロックにもどし、それ
を再構成する。
すように画像変換器201を用いて同様のDCTをした
DCT係数ブロック群から、電子透かし抽出器205に
おいて、保存してある鍵情報を用いて埋め込んだDCT
係数の位置とhの値を得て、 b・h<c{u,v}≦(b+1)・h ...(4) となるbを求め、bが偶数ならば埋め込みビットは
「0」と判断し、奇数ならば「1」と判断する。
るには以下の手法が考えられる。DCT係数ブロックの
中から埋め込みを行う1つのDCT係数を選択するとき
に、低周波成分を表わすDCT係数を選べば耐性を強く
することができる。これは、高周波成分が画像圧縮や種
々のフィルタリング処理等によって失われやすいのに対
して、低周波成分は失われにくい性質があるためであ
る。
も耐性を強くすることができる。これは、量子化ステッ
プhが大きければ、上述の式(2)、及び式(3)にお
ける操作量が大きくなり、種々の変形処理によって他の
値に変更されにくくなるためである。
CT係数ブロック、及び埋め込むDCT係数を1つとし
て説明したが、その数を増すごとによっても耐性を強く
することができる。これは、1ビットに対して1つのD
CT係数に埋め込んだのみであれば、種々の変形処理に
よってその値が失われる可能性が大きいが、複数のDC
T係数に同じビットを埋め込んでおけばその大半が失わ
れる可能性が少なくなるためである。
化しておくことによっても耐性を強くすることができ
る。これは、埋め込みビットのいくつかが失われても誤
り訂正符号によって復元されるためである。ここで、用
いる誤り訂正符号の訂正能力が高ければ高いほど耐性が
強くなるのは明らかである。
が、画像の低周波成分を変化させたり、多くのビットを
埋め込むために画像の品質が多少劣化することがある。
また、逆の操作を行えば、耐性は弱くなるが画質の良い
電子透かし手法が実現できる。
を用いる手法に限らず、ウェーブレット変換やフーリエ
変換を用いる手法や、空間領域に埋め込む手法に対して
も同じ傾向をもつと言える。
似度に応じて上記のような電子透かし手法や、周波数成
分や、量子化ステップや、埋め込み個数や、誤り訂正符
号等のパラメータを選択することによって、類似度に応
じた耐性をもつ電子透かし埋め込みが電子透かし埋め込
み部104において実現され、出力画像105が出力さ
れる。
ては出力機器の機種番号、製品番号等の識別情報や出力
日時などを含む種々の情報が考えられる。また、本実施
の形態では、多値画像の電子透かしを例にとり説明した
が、本実施の形態に用いる電子透かしは多値の電子透か
しに限られず、2値情報に対して埋め込みを行う電子透
かし手法を含む。
2の実施の形態を説明する概略図を示したものである。
特に、類似度抽出部102を電子透かし抽出部302と
したものである。これは、紙幣や有価証券などの特定画
像106にあらかじめ人間の目に識別しにくい電子透か
し情報が埋め込まれている場合を想定している。
や偽造防止の手段として電子透かし技術が一般的に用い
られるようになったときに、紙幣や有価証券にあらかじ
め定められた手法によってそれが複写や偽造を禁止され
た情報であることを示す特定の情報を電子透かし情報と
して埋め込むことは十分考えられるため、現実的な想定
である。
と同様であるので同じ番号を付して説明を省略し、電子
透かし抽出部302についてのみ説明する。電子透かし
抽出部302は、特定画像106にあらかじめ定められ
た電子透かし手法の抽出器であり、操作者が出力を意図
した入力画像101は、まず302において定められた
手順により電子透かし情報の抽出が行われる。
複写や偽造が禁止された情報であることを示す特定情報
とを比較し、その類似度を出力する。この類似度は、電
子透かし情報と特定情報のビット比較等によって算出す
ることができる。上記算出した類似度を電子透かし埋め
込み部104に入力して、上述した第1の実施の形態と
同様の処理を行う。
て特定画像106の変形処理を行ったものを入力画像と
した場合、埋め込まれた電子透かし情報も変形され、電
子透かし抽出部302で抽出される類似度は行われた変
形処理よって異なる。しかし、入力画像の電子透かし情
報が大きく失われるほどの変形処理を行えば、通常画質
も大きく劣化するので人間の目で偽造であるかどうかを
識別できる。
ば、電子透かし抽出部302で抽出される電子透かし情
報の類似度は高くなり、それに応じた耐性の強い電子透
かし情報が電子透かし埋め込み部104で埋め込まれ
る。よって、本実施の形態によっても偽造を抑止するこ
とが可能である。
3の実施の形態を説明する概略図を示したものである。
第1及び第2の実施の形態では人間の目に識別しにくい
電子透かしを用いる例を説明したが、上述の特許公報第
2661966号に示されたような色変換や斜体変換、
拡大縮小等といった人間の目に識別可能な変化処理と組
み合わせることも可能である。
れる類似度があらかじめ定めた値以上であれば入力画像
に対して人間の目に識別可能な変換処理を行い、それ未
満であれば人間の目に識別しにくい所定の耐性をもつ電
子透かし埋め込み処理を画像変換部404において行
う。
403において行われる。さらに、類似度がほとんど一
致し、入力画像が複写や偽造が禁止された特定画像10
6であると推定される場合には、出力を停止したり、画
像として使用できない黒塗り等の処理をするなどの画像
変換と組み合わせることも可能である。
ーブル化しておく等によって可能である。本実施の形態
において、類似度抽出部102は電子透かし抽出部30
2であっても良い。
態を実現するための装置及び方法及び実施の形態で説明
した方法を組み合わせて行う方法のみに限定されるもの
ではなく、上記システム又は装置内のコンピュータ(C
PUあるいはMPU)に、上記実施の形態を実現するた
めのソフトウエアのプログラムコードを供給し、このプ
ログラムコードに従って上記システムあるいは装置のコ
ンピュータが上記各種デバイスを動作させることにより
上記実施の形態を実現する場合も本発明の範礒に含まれ
る。
グラムコード自体が上記実施の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自体、及びそのプログ
ラムコードをコンピュータに供給するための手段、具体
的には上記プログラムコードを格納した記憶媒体は本発
明の範嬢に含まれる。
媒体としては、例えばフロッピーディスク、ハードディ
スク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁
気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いる
ことができる。
ログラムコードのみに従って各種デバイスを制御するこ
とにより、上記実施の形態の機能が実現される場合だけ
ではなく、上記プログラムコードがコンピュータ上で稼
働しているOS(オペレーティングシステム)、あるい
は他のアプリケーションソフト等と共同して上記実施の
形態が実現される場合にもかかるプログラムコードは本
発明の範躊に含まれる。
が、コンピュータの機能拡張ボ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格納された
後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡
張ボードや機能格納ユニットに備わるCPU等が実際の
処理の一部または全部を行い、その処理によって上記実
施の形態が実現される場合も本発明の範薦に含まれる。
写や偽造が禁止された紙幣や有価証券などの特定画像と
の類似度に応じた耐性をもつ電子透かしを埋め込むよう
にしたので、操作者の意図した画像を出力しながら類似
度に応じた特定画像の偽造抑止を実現することができ
る。
が比較的高い画像は人間の目に識別可能な処理が行わ
れ、類似度が比較的低い画像は人間の目に識別しにくい
処理が行われるように選択可能にしたので、紙幣や有価
証券などの複写や偽造が禁止された特定画像の偽造防止
と画質保護とを両立させることができる。
を説明する図である。
要図である。
る図である。
る図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 出力装置及び出力日時を特定することが
可能な所定の情報を、特定画像との類似度に応じた耐性
を持つ電子透かしとして出力画像に埋め込む埋め込み処
理手段を具備することを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項2】 画像情報を入力する入力手段と、 上記画像情報によって表される画像と、忠実に再生する
ことを禁止されている特定画像との類似度を多段階に評
価する評価手段と、 上記評価手段による多段階の評価に応じた度合いで、上
記入力手段により入力された画像情報を変換処理する画
像情報変換処理手段と、 上記評価手段よる多段階の評価に応じた度合いで電子透
かしの埋め込み手法及び耐性パラメータの両方、または
何れか一方を選択する選択手段とを具備することを特徴
とする画像処理装置。 - 【請求項3】 画像情報を入力する入力手段と、 上記画像情報によって表される画像と、忠実に再生する
ことを禁止されている特定画像との類似度を多段階に評
価する評価手段と、 上記評価手段による多段階の評価に応じた度合いで、上
記入力手段により入力された画像情報を変換処理する画
像情報変換処理手段と、 上記評価手段による多段階の評価に応じた度合いで可視
の変換処理と不可視の変換処理とを選択する選択手段と
を具備することを特徴とする画像処理装置。 - 【請求項4】 上記変換処理は、電子透かしの埋め込み
処理であることを特徴とする請求項2または3に記載の
画像処理装置。 - 【請求項5】 上記評価手段は、上記特定画像に含まれ
る電子透かし情報と所定の情報との類似度を評価するこ
とを特徴とする請求項2または3に記載の画像処理装
置。 - 【請求項6】 上記選択手段は、上記の評価に応じた度
合いで電子透かしの埋め込み手法及び耐性パラメータを
選択可能であることを特徴とする請求項3に記載の画像
処理装置。 - 【請求項7】 出力装置及び出力日時を特定することが
可能な所定の情報を、特定画像との類似度に応じた耐性
を持つ電子透かしとして出力画像に埋め込む埋め込み処
理ステップを行うことを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項8】 画像情報を入力する入力ステップと、 上記画像情報によって表される画像と、忠実に再生する
ことを禁止されている特定画像との類似度を多段階に評
価する評価ステップと、 上記評価ステップによる多段階の評価に応じた度合い
で、上記入力ステップにより入力された画像情報を変換
処理する画像情報変換処理ステップと、 上記評価ステップよる多段階の評価に応じた度合いで電
子透かしの埋め込み手法及び耐性パラメータの両方、ま
たは何れか一方を選択する選択ステップとを行うことを
特徴とする画像処理方法。 - 【請求項9】 画像情報を入力する入力ステップと、 上記画像情報によって表される画像と忠実に再生するこ
とを禁止されている特定画像との類似度を多段階に評価
する評価ステップと、 上記評価ステップによる多段階の評価に応じた度合い
で、上記入力ステップにより入力された画像情報を変換
処理する画像情報変換処理ステップと、 上記評価ステップによる多段階の評価に応じた度合いで
可視の変換処理と不可視の変換処理とを選択する選択ス
テップとを行うことを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項10】 上記変換処理は、電子透かしの埋め込
み処理であることを特徴とする請求項8または9に記載
の画像処理方法。 - 【請求項11】 上記評価ステップは、上記特定画像に
含まれる電子透かし情報と所定の情報との類似度を評価
することを特徴とする請求項8または9に記載の画像処
理方法。 - 【請求項12】 上記選択ステップは、上記の評価に応
じた度合いで電子透かしの埋め込み手法及び耐性パラメ
ータを選択可能であることを特徴とする請求項9に記載
の画像処理方法。 - 【請求項13】 請求項1〜6に記載の画像処理装置を
構成する各手段としてコンピュータを機能させるための
プログラムをコンピュータから読み出し可能に格納した
ことを特徴とする記憶媒体。 - 【請求項14】 請求項7〜12の何れか1項に記載の
画像処理方法の手順をコンピュータに実行させるための
プログラムをコンピュータから読み出し可能に格納した
ことを特徴とする記憶媒体。
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