JP2001103281A - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 擬似階調処理を用いて画像情報の階調表現を
行う場合でも、その画像情報に埋め込まれた付加情報を
も正確に表現し、その結果、擬似階調表現された記録画
像からその付加情報を復号することができるようにする
画像処理装置及び画像処理方法を提供することである。 【解決手段】 入力された多値の画像情報を、ｎ×ｍ画
素のマトリクスの単位にディザ法を用いて量子化し、そ
の量子化された画像情報に対し、付加情報を構成するＮ
ビットの各ビットの情報を、前記マトリクスの縦横夫々
の方向に複数個配列させることによって構成されるブロ
ックを単位として、そのブロック内で複数の集合した画
素によって表現し、結果として、Ｎ個のブロックによっ
て付加情報を表現するように多重化する。

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、画像出力装置の機種名、機体
番号等のインデックス情報を付加情報として画像情報に
多重化して合成し、インクジェットプリンタ、熱溶融型
転写プリンタ、レーザプリンタ等、プリンタエンジンの
特性に従って、疑似階調処理を実行して画像情報を表現
する画像処理装置及び画像処理方法に関する。

【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、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（これを電子透かし技術
という）、インターネット等のネットワークを通じて、
その画像情報を流通させることが一般化しつつある。

【０００４】また、他の応用分野としては、複写機、プ
リンタ等の画像出力装置の高画質化に伴い、紙幣、印
紙、有価証券等の不正な偽造を防止する目的で、紙上に
出力された画像から出力機器、及び、その機体番号を特
定する為に、その画像中に付加情報を埋め込む技術があ
る。

【０００５】例えば、特開平７−１２３２４４号公報で
は、視覚的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。

【０００６】図１２は、一般的な付加情報の埋め込み処
理を示した図である。

【０００７】図１２に示すように、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。ここで、その多重化処理は、画像
情報の各画素が展開される実空間上で実行しても良い
し、その画像情報にフーリエ変換等を施して、周波数空
間での情報に変換してからその高周波成分に対して実行
しても良い。そして、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、非可逆性圧縮等の符号化処理を
行なわずに流通配布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、付加情報Ｂの復号化
が可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、インターネットなどを介して入手した画像情報
を各色当たり、２階調から数階調程度の表現能力しか有
していない画像出力装置を用いて出力する場合には、以
下のような問題点がある。

【０００９】また、この問題は画像情報の入手先がどこ
であるかに係らず、画像出力装置の階調表現能力に依存
して発生する。

【００１０】例えば、近年の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用いたり、出力するド
ット径を可変制御したりして、各画素各色あたり数階調
程度の階調表現能力があるが、それでも疑似階調処理を
用いない限りは、写真画像の階調表現はできない。

【００１１】この点について、図１３を参照して説明す
る。

【００１２】即ち、図１３に示すようにインターネット
などから入手した画像情報、即ち、多重化情報Ｃは、疑
似階調処理１２０１により量子化情報Ｄに変化する。そ
の後、その量子化情報Ｄはプリンタ出力１２０２され、
記録用紙などの媒体上に画像として記録される。この結
果、得られる画像は元々の画像情報Ａと比較して非常に
劣化した紙上情報Ｅに変化する。この場合、前述した偽
造防止の目的の為に紙上情報から付加情報を復号すると
いうことは、図１３に示す一連の処理後の紙上情報Ｅか
ら付加情報Ｂを復号することを意味する。このような擬
似階調処理１２０１、プリンタ出力１２０２による情報
の変化は非常に大きく、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】特開平７−１２３２４４号公報では、高周
波成分に情報を付加させることを開示しているが、後段
の疑似階調処理において誤差拡散法を実行した場合に
は、誤差拡散法特有のハイパスフィルタの特性により、
付加情報を有する高周波帯域が誤差拡散で発生するテク
スチャの帯域に埋没してしまい、復号に失敗する恐れが
多分にある。また、復号には非常に精度の高いスキャナ
装置が必要になる。

【００１４】このような理由から、入手した画像情報か
ら付加情報を取り出すために疑似階調処理を前提としな
ければならない場合、図１３に示すような処理は適さな
いことがわかる。言い換えると、疑似階調処理の特性を
大きく活かした付加情報の多重化方式が求められる。

【００１５】さて、付加情報の多重化と疑似階調処理の
冗長性とを結び付けた技術の例として、特許第２６４０
９３９号、特許第２７７７８００号がある。

【００１６】前者の発明は、濃度パターン法を用いて画
像を２値化する際に、同一階調を表す複数のディザマト
リクスの中からいづれか一つを選定することによって、
画像信号中にデータを混入するものである。しかし、濃
度パターン法は、入力解像度に比べて出力解像度が高い
場合に有効な方法であり、その解像度の比率が大きくな
い限り、高階調を表現するのは困難である。また、ディ
ザマトリクスの配列の変更により符号を識別する方法を
適用した場合、記録媒体に記録された画像から付加情報
を復号することは極めて困難な事は容易に想像できる。
即ち、原信号である画像情報の画素値が不明な状態で
は、誤った復号をしてしまう可能性が非常に大きい。特
に、インクジェット記録を行う場合には、その記録原理
からもインク液滴による画素の記録位置精度が悪く、前
者の発明を適用する事は不可能である。

【００１７】また、後者の発明は、カラーのディザパタ
ーン法を用いて、その配列により付加情報を多重化する
方法である。この方法は、前者の発明と比べて、より多
くの付加情報を多重化できるが、色成分の配列を変化さ
せるので、色見が変化し、特に、画像中において濃度変
化の少ない平坦部において画質劣化が大きくなる。ま
た、記録媒体に記録された画像から付加情報を復号する
ことも更に困難になることが予想される。

【００１８】いずれにしても、ディザマトリクスの配列
を変化させる両者の方法では、復号が困難であるという
問題がある。

【００１９】本願発明の出願人は、先に疑似階調処理と
異種符号との多重化について、誤差拡散法のテクスチャ
の冗長性を利用した符号の埋め込みについて提案した。
しかしながら、疑似階調処理は誤差拡散法のみならず組
織的ディザ法を用いることも想定できるため、疑似階調
処理にディザ法を想定した多重化方法の必要性が生じて
きているものの、未だ有効な多重化方法が提案されてい
ないのが現状である。

【００２０】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、擬似階調処理を用いて画像情報の階調表現を行う場
合でも、その画像情報に埋め込まれた付加情報をも正確
に表現し、その結果、擬似階調表現された記録画像から
その付加情報を復号することができるようにする画像処
理装置及び画像処理方法を提供することを目的としてい
る。

【００２１】

【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以下の構成を備える。

【００２２】即ち、多値の画像情報を入力する入力手段
と、前記多値の画像情報を、ｎ×ｍ画素のマトリクスの
単位にディザ法を用いて量子化する量子化手段と、前記
量子化された画像情報に対し、付加情報を構成するＮビ
ットの各ビットの情報を、前記マトリクスを縦横夫々の
方向に複数個配列させることによって構成されるブロッ
クを単位とし、前記ブロック内で複数の集合した画素に
よって表現し、Ｎ個のブロックによって前記付加情報を
表現するように多重化する多重化手段とを有することを
特徴とする画像処理装置を備える。

【００２３】なお、前記マトリクスは連続した画素で閾
値の変化が少ない集中型のディザマトリクスであること
が望ましく、さらに、前記付加情報はそのディザマトリ
クス内で量子化閾値が高く設定されている位置に多重化
することが望ましい。

【００２４】また、前記複数の集合した画素は、マトリ
クスの周辺部に存在する画素によって構成されると良
い。

【００２５】さらに、前記ブロックにおける多重化の位
置は、常に同じ位置であっても良いし、ブロック毎に異
なっていても良い。

【００２６】さて、前記多重化手段は、量子化処理する
画素のアドレスを管理するカウンタと、前記付加情報を
多重化する画素に対して量子化閾値、或いは、画素値を
制御する多重化制御手段とを有することが好ましく、さ
らに、多重化位置をブロック毎に異ならせるよう、ブロ
ック毎に予め定められた複数の多重化の位置から１つを
選択する選択手段を有するようにしても良い。

【００２７】加えて、前記多重化手段による付加情報の
多重化を量子化された画像情報に繰り返して施すように
多重化手段を制御する制御手段を備えることが望まし
い。

【００２８】また他の発明によれば、多値の画像情報を
入力する入力工程と、前記多値の画像情報を、ｎ×ｍ画
素のマトリクスの単位にディザ法を用いて量子化する量
子化工程と、前記量子化された画像情報に対し、付加情
報を構成するＮビットの各ビットの情報を、前記マトリ
クスの縦横夫々の方向に複数個配列させることによって
構成されるブロックを単位とし、前記ブロック内で複数
の集合した画素によって表現し、Ｎ個のブロックによっ
て前記付加情報を表現するように多重化する多重化工程
とを有することを特徴とする画像処理方法を備える。

【００２９】さらに他の発明によれば、画像処理を行う
プログラムコードを格納したコンピュータ可読メモリで
あって、前記プログラムコードは、多値の画像情報を入
力する入力処理を行なうコードと、前記多値の画像情報
を、ｎ×ｍ画素のマトリクスの単位にディザ法を用いて
量子化する量子化処理を行なうコードと、前記量子化さ
れた画像情報に対し、付加情報を構成するＮビットの各
ビットの情報を、前記マトリクスの縦横夫々の方向に複
数個配列させることによって構成されるブロックを単位
として、前記ブロック内で複数の集合した画素によって
表現し、Ｎ個のブロックによって前記付加情報を表現す
るように多重化する多重化処理を行なうコードとを有す
ることを特徴とするコンピュータ可読メモリを備える。

【００３０】以上の構成により本発明は、入力された多
値の画像情報を、ｎ×ｍ画素のマトリクスの単位にディ
ザ法を用いて量子化し、その量子化された画像情報に対
し、付加情報を構成するＮビットの各ビットの情報を、
前記マトリクスの縦横夫々の方向に複数個配列させるこ
とによって構成されるブロックを単位として、そのブロ
ック内で複数の集合した画素によって表現し、結果とし
て、Ｎ個のブロックによって付加情報を表現するように
多重化する。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施形態について詳細に説明する。

【００３２】図１は本発明の好適な実施形態である画像
処理装置の構成を示すブロック図である。この装置は図
１に示すように、画像情報を処理するホストコンピュー
タ（以下、ホストという）１００、画像原稿を読み取っ
て画像情報を生成するスキャナ１１０、通信回線を介し
て画像情報を受信する通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１
２０、ＬＡＮを介して画像情報を受信するＬＡＮインタ
フェース１３０、画像情報を画像として表示するＬＣ
Ｄ、ＰＤＰ、ＦＥＤ、或いは、ＣＲＴなどのディスプレ
イ１４０、画像情報を画像として記録用紙などの記録媒
体に出力するプリンタ１５０、画像処理に必要な種々の
マンマシン操作を行うキーボード（ＫＢ）１６０、マウ
ス１７０から構成されている。

【００３３】ホスト１００は、画像処理や通信制御処理
などを行うＣＰＵ、制御プログラムなどを格納するＲＯ
Ｍ、画像情報を格納したり画像処理のための作業領域と
して用いるＲＡＭ、大容量のデータを格納するハードデ
ィスク、光磁気ディスク、また、種々の周辺機器を接続
するためのインタフェースを有している。

【００３４】通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１２０が受
信するデータはファクシミリデータでも良いし、インタ
ーネットを介して入力するデジタル画像情報でも良い。

【００３５】また、プリンタ１５０は基本的にはホスト
１００とのインタフェースとなるプリンタコントローラ
とプリンタエンジンから構成され、そのプリンタエンジ
ンはインクジェット方式に従うプリンタエンジンでも良
いし、電子写真方式に従うプリンタエンジン、或いは、
他の記録方式に従うエンジンでも良い。

【００３６】以上のような構成の画像処理装置は、例え
ば、上記構成から通信インタフェースやＬＡＮインタフ
ェースを取り外し、ディスプレイとキーボードとマウス
などを操作パネルとしてまとめると、単体の複写機とし
て構成できるし、また、ＬＡＮインタフェースを取り外
し、ディスプレイとキーボードとマウスなどを操作パネ
ルとしてまとめ、通信インタフェースをファクシミリ専
用のインタフェースとするならば、単体のファクシミリ
として構成できるなど、具体的な装置としては種々の態
様がある。また、パソコンをホストとして採用し、上記
の機器を周辺機器として接続するなら、画像処理システ
ムを構成することができる。

【００３７】尚、以下の説明における画像処理は、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
るホスト内のプリンタドライバソフトとして実現するこ
とが効率的であるが、複写機、ファクシミリ、プリンタ
本体等に組み込んだハードウエア、或いは、ソフトウエ
アによって実現しても良い。

【００３８】図２は例えばホストにインストールされた
プリンタドライバが実行する画像処理の概要を示すブロ
ック図である。

【００３９】図２において、２００は多階調の画像情報
を、２０１は画像中に多重化させるべき付加情報を入力
する入力端子である。この付加情報は、プリンタの機種
名、機種番号、画像情報に関する著作権情報等、様々な
情報が考えられる。２０２は画像情報の処理にかかる各
画素の位置情報であるアドレスをカウントするカウン
タ、２０３は入力端子２０１からの付加情報とカウンタ
２０２からのアドレス情報に基づいて符号多重化を制御
する符号多重化制御部、２０４は符号多重化制御部２０
３からの制御信号とカウンタ２０２からのアドレス情報
とに基づいて、ディザ信号を発生させるディザ信号発生
部、２０５はディザ信号に基づいた閾値と画像情報の各
画素とを逐次比較する比較部、２０６は比較部２０５か
らの出力である量子化値が出力される出力端子である。

【００４０】以上の構成のプリンタドライバは画像情報
中に符号を多重化させていく。

【００４１】次に、図３に示すフローチャートを参照し
て、図２に示す構成のプリンタドライバが実行する符号
多重化して量子化する処理について説明する。ここで
は、各画素が８ビットで表現される多値データ（その値
は０〜２５５）を取り扱い、画像サイズを"height"画素
（縦方向）×"width"画素（横方向）である画像中に付
加情報を多重化して量子化（二値化）する例について説
明する。

【００４２】まず、ステップＳ２０１では、画像情報の
垂直方向のアドレスを司る変数（ｉ）を“０”に初期化
し、次のステップＳ２０２では、同様に、画像情報の水
平方向のアドレスを司る変数（ｊ）を“０”に初期化す
る。

【００４３】さらに、ステップＳ２０３は、式（１）に
より変数（flag）の値を設定する。

【００４４】 flag＝code[i mod a×n][j mod b×m] ………（１） ここで、ａ、ｂは任意の係数を示し、ｎ、ｍは夫々量子
化に使用するディザマトリクスの垂直方向、水平方向サ
イズを示す。また、ｍｏｄは除算後の余を示す演算記号
であり、例えば、（ｘ ｍｏｄ ｙ）はｘをｙで除算し
た余を示す。さらに、code[][]は符号を多重化する相対
アドレス各々に対応した値をもった配列であり、code
[0][0]からcode[an-1][bm-1]までのａｎ×ｂｍ画素分に
ついての値が設定されている。なお、以下の説明ではａ
×ｎをａｎ、ｂ×ｍをｂｍと記述する。

【００４５】図４は配列code[][]の一例を示す図であ
り、ｎ＝ｍ＝４、ａ＝２、ｂ＝３の例が示されている。

【００４６】図４において、実線で囲まれた各四角形は
１画素を示し、太い実線で囲まれた４×４画素は、ディ
ザマトリクスのひとつの単位を示している。また、ａ＝
２、ｂ＝３の為、８×１２画素が配列code[][]のひとつ
の単位となる。各画素には、０、１、或いは、それ以外
の数値が設定されている。各画素において、“−”で示
された画素は、０、１以外の数値が設定されている。即
ち、変数flagは、この配列内で設定されている数値が代
入され、８×１２画素周期で繰り返されることになる。

【００４７】続いて、ステップＳ２０４において、代入
されたflagの値が“０”であり、かつ、多重化する符号
中の対象となるビット（ｘビット目とする）が“１”で
あるかどうかを調べる。この実施形態では、例えば、多
重化する付加情報がｃビット分の情報である場合には、
ａｎ×ｂｍ画素単位（以下、この単位を基本ブロックと
称す）で１ビット分の情報を多重化することになる。つ
まり、基本ブロックがｃブロック分で、ｃビット分の付
加情報の多重化は完結する。偽造防止等の用途では、復
号が可能な領域が印刷物中のどこかに存在していれば良
いので、このｃビット分の情報を繰り返し、画像全体に
多重化するのは好ましいことである。

【００４８】さて、ｃビット分の符号では、ｘは１≦ｘ
≦ｃの値を取りうる。フローチャートでは説明を省略し
ているが、基本ブロック毎にｘの値は更新される。

【００４９】ステップＳ２０４の条件が満たされた場合
（即ち、ＹＥＳ）と判定された場合には、処理はステッ
プＳ２０５に進み、閾値である変数（ｔｈ）の値を“２
５５”に設定する。これに対して、ステップＳ２０４の
条件が満たされない場合（即ち、ＮＯ）と判定された場
合には、処理はステップＳ２０６に進み、ステップＳ２
０４と同様に、代入されたflagの値が“１”であり、か
つ、多重化する符号中の対象となるビット（ｘｂｉｔ
目）が“１”であるかを調べる。

【００５０】ステップＳ２０６でＹＥＳと判定された場
合には、処理はステップＳ２０７に進み、閾値である変
数ｔｈの値を“０”に設定する。これに対して、ＮＯと
判定された場合には、処理はステップＳ２０８に進み、
式（２）に従って閾値（ｔｈ）を設定する。

【００５１】 th＝dither[i mod n][j mod m] ……（２） ここで、dither[][]はディザ信号が格納された配列であ
る。

【００５２】図５はディザマトリクスの一例を示す図で
あり、特に、ｎ＝ｍ＝４の場合の配列dither[][]の例が
示されている。図５の各画素に記載された数値は、量子
化閾値として変数（ｔｈ）に代入され、４×４画素を一
周期として繰り返し使用される。

【００５３】続いて、ステップＳ２０９では、ステップ
Ｓ２０５〜Ｓ２０７の何れかのステップで設定された変
数（ｔｈ）と入力した画像情報の画素値（image[i]
[j]）との大小比較を行う。

【００５４】ここで、image[i][j]＞ｔｈと判定された
場合には、処理はステップＳ２１０に進み、量子化値
（bi_data[i][j]）に“１”を代入し、image[i][j]≦ｔ
ｈと判定された場合には、処理はステップＳ２１１に進
み、量子化値（bi_data[i][j]）に“０”を代入する。

【００５５】次に、ステップＳ２１２では、変数（ｊ）
の値を＋１加算した後、ステップＳ２１３において、変
数（ｊ）の値が画像の水平方向サイズ（width）未満で
あるかどうかを調べる。ここで、ｊ＜widthであれば、
処理はステップＳ２０３に戻り、一連の処理を繰り返
す。これに対して、ｊ≧widthであれば、処理はステッ
プＳ２１４に進み、変数（ｉ）の値を＋１加算した後、
ステップＳ２１５において、変数（ｉ）の値が画像の垂
直方向サイズ（height）未満であるかどうかを調べる。

【００５６】ここで、ｉ＜heightであれば、処理はステ
ップＳ２０２に戻り、一連の処理を繰り返す。これに対
して、ｉ≧heightであれば、画像中の全画素の量子化結
果が決定すると判断して処理を終了する。

【００５７】以上説明した処理では、多重化する符号の
ビットが“１”の時のみ量子化閾値の変更を行い、
“０”の時には量子化閾値の変更を行わない。言いかえ
ると、符号が“０”となる基本ブロックは通常のディザ
処理となる。つまり、対象となる基本ブロックの符号が
“１”か否かを基本ブロックの最初の画素の時に判断
し、“１”の時のみ量子化閾値変更の多重化処理を実行
する。

【００５８】図６〜図８は、以上説明した処理を実際に
実行した例を示す図である。ここで例として取り上げる
画像情報は中濃度の平坦部（画素毎の濃度変化がないか
小さい領域）である。

【００５９】図６は画像情報を図５に示したディザマト
リクスを用いて２値化した結果を示している。なお、図
６では符号の多重化はしておらず、図中、黒く塗られた
画素は量子化値が“１”、白く塗られた画素は量子化値
“０”である。この場合、図５に示すディザマトリクス
から、全ての画素値は４０〜７１の範囲にある。

【００６０】図７は多重化する符号の例（８ビット情
報）を示す図である。図７において、各四角は１ビット
分の信号を表し、黒く塗られたビットは“１”、白く塗
られたビットは“０”とする。また、各四角の上或いは
下に記された数字は、何ビット目かを表している前述し
たｘの値であり、左上がＭＳＢであり、右下がＬＳＢで
ある。つまり、図７に示す符号の例は“１０１００１０
０”（２進数）＝１６４（１０進数）の値を表してい
る。

【００６１】図８は、図３に示すフローチャートに基づ
いて、図７に示す符号を図６に示す画像情報に多重化し
た結果を示す図である。

【００６２】前述したように、ｎ＝ｍ＝４、ａ＝２、ｂ
＝３、即ち、縦８画素×横１２画素で構成される基本ブ
ロック内に符号が１ビット分多重化されることになるの
で、図７に示す８ビットの情報を多重化するには、縦８
画素×横１２画素の基本ブロックが８ブロック分必要に
なる。図８において、太い実線で囲まれた領域が基本ブ
ロックに相当し、８つの基本ブロックで８ビットの情報
が多重化されていることが示されている。

【００６３】以上、好適な実施形態の一例について説明
してきたが、この実施形態を実現するにあたり、重要な
点が２点ある。

【００６４】ひとつは、ディザマトリクスについてであ
る。

【００６５】ディザマトリクスは、マトリクス内にドッ
トを集中させる集中型の方が好ましい。なぜなら、所
謂、ベイヤ型等で代表される、マトリクス内にドットを
分散させる分散型では復号が困難になりやすいからであ
る。集中型の場合には、画像の低中濃度域では、成長さ
せるドットの集合間に空間的な余白が存在する為、その
余白を利用すれば符号を多重化しやすくなる利点があ
る。当然、集中型のみならず、網点型等でも同様の対応
は可能である。

【００６６】これに対して、分散型では、ディザの周期
が短い為、空間周波数が高くなり多重化しにくくなる。

【００６７】まとめると、ディザ処理による空間周波数
のパワーの集中が低周波域に偏るほど、多重化は容易に
なる。

【００６８】このようなことを考慮して、この実施形態
では、低中濃度では復号が容易になるような設定になっ
ている。すなわち、図４〜図５の例では、符号の多重化
に使用する画素のディザ信号の値（量子化閾値）が本来
は高い値である為、低中濃度ではドットがオン
（“１”）になりにくい。言い換えると、量子化閾値の
高い画素において多重化処理を実施すれば、低中濃度部
でドットがオンになった場合は、その画素は符号の多重
化に使用され、しかも、多重化する符号が“１”である
可能性が高いと判断できるからである。

【００６９】実際に記録用紙などの記録媒体上でのドッ
ト径の広がりや、例えば、インクにじみ等を考慮した場
合、多重化に使用する画素は、少なくとも中間濃度（画
素値の精度を８ビットとした場合には１２８）以上の量
子化閾値の画素に対して設定するのが好ましい。

【００７０】また、量子化閾値を越えにくいとは中間濃
度以上の値を示す。

【００７１】もうひとつの重要な点は、符号多重化の周
期を、ディザマトリクス周期の整数倍に設定することで
ある。

【００７２】当然のことながら、非整数倍の場合には、
エリアシング（量子化ノイズ）が生じ画質劣化が大きく
なる。また、非整数倍の場合には、符号多重化に使用す
る画素の本来の閾値が管理できないという問題点もあ
る。すなわち、これら２つの周期が異なると、多重化に
使用する画素位置も徐々にずれることになるため、例え
ば、集中型のディザマトリクスを使用した場合には、量
子化閾値が小さい画素に多重化に使用する画素が移動す
る可能性もある。このような移動によって、ドットを成
長させる核の部分が符号の多重化を行う場所となった場
合、復号は困難になる。

【００７３】しかし、整数倍であっても、ディザマトリ
クスと符号多重化の周期を同じにして多重化すると画質
劣化が大きくなり、付加情報の復号は非常に困難であ
る。ディザ法の場合、解像性と階調性がトレードオフに
なる為、特に集中型のディザパターンでは、マトリクス
サイズを大きくするのは限度がある。そのため、多重化
処理の単位として、複数のディザマトリクスのブロック
を用い、ａｍ×ｂｎ画素単位（ａ、ｂは任意の自然数、
但しａ＝ｂ＝１の場合を除く）で付加情報を多重化する
のが好ましい。

【００７４】従って以上説明した実施形態によれば、集
中型ディザマトリクスを用いて二値化処理を行なうとと
もに、そのディザマトリクスの周辺部に付加情報を多重
化するビットを設けて、複数のディザマトリクス（２
（縦方向）×３（横方向）個）で構成される基準ブロッ
クに１ビットの付加情報を多重化するようにする。そし
て、その基準ブロックをｎ個集めることで、ｎビットの
付加情報を多重化することができる。

【００７５】特に、二値化画像の低中濃度域では、その
ディザマトリクスの周辺部に空間的な余白が存在するこ
とにより、その余白に対して、確実に付加情報を多重化
することができる。また、この多重化により画素のＯＮ
／ＯＦＦが変化するが、その変化が高濃度域で発生して
も、或いは、低中濃度域で発生しても画像全体の濃度変
化に影響が少ない場所で発生するようにしているので、
付加情報の多重化に伴う画質劣化を最小限にできる。

【００７６】さらに、付加情報の各ビットは、二値化画
像上において、図４に示すように、複数のディザマトリ
クスの端部を複数個集めて構成される複数画素によって
表現されることになるので、この画像からの付加情報の
復号化もより確実に行うことができるようになる。

【００７７】また、カラー画像情報に符号の多重化する
場合、ある特定色成分の画像情報に対してのみ多重化を
実行する構成をとっても良い。例えば、Ｃ（シアン）、
Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロ）、Ｋ（ブラック）の４色
成分を用いてフルカラー画像を表現する場合には、最も
視覚的に感度の低いＹ成分にのみ処理をするのが好まし
い。

【００７８】さらに、以上の説明では、ディザマトリク
スのサイズとして４×４画素を例に説明してきたが、本
発明は当然これによって限定されるものではない。より
高い階調性を表現する為には、解像度を犠牲にしてマト
リクスサイズを大きくとっても良いし、４×４画素をサ
ブマトリクスとして設定し、複数のサブマトリクスを用
いて、サブマトリクス単位で各画素の閾値を多少変化さ
せることにより、高階調性を表現させるようにしても良
い。

【００７９】またさらに、以上の説明では、符号の多重
化周期は、画像の横方向に３ｎ、縦方向に２ｍ（ｎ、ｍ
はディザマトリクスサイズ）として説明したが、本発明
は当然これによって限定されるものではない。例えば、
符号多重化の単位がなるべく正方になるように横方向と
縦方向の画素数を設定する方が視覚的にも好ましい。

【００８０】またさらに、以上の説明では、code[][]と
いう配列を用いて符号の多重化について説明したが、使
用するパターンが単純であれば、パターンを配列として
保持せずに、アドレスの簡単な演算で量子化閾値の変更
を制御しても良い。

【００８１】

【他の実施形態】図９は、他の実施形態に従う画像処理
の概要を示すブロック図である。

【００８２】なお、図９において、図２で説明したのと
同じ構成要素には同じ参照番号を付し、その説明は省略
する。

【００８３】図９において、８０１は入力端子１０１か
らの付加情報とカウンタ１０２からのアドレス情報とに
基づいて、符号多重化処理を制御する符号多重化制御
部、８０２は符号多重化制御部８０１からの要求信号に
応答して、所定のテーブルを符号多重化制御部８０１に
送信するテーブル制御部である。

【００８４】テーブル制御部８０２は、前述の実施形態
で説明したcode[][]の配列を複数種テーブルとして保持
し、基本ブロック単位に乱数を発生させることにより、
格納されている配列の中からひとつを選択して出力す
る。なお、格納されている配列は全て同一サイズより構
成されている。

【００８５】図１０はテーブル制御部８０２に格納され
ている４種の配列を示す図である。

【００８６】これら４つの配列（ａ）〜（ｄ）は、図４
に示した例と同様に、ｎ＝ｍ＝４、ａ＝２、ｂ＝３であ
る。各配列において、小さい四角各々は１画素を示し、
太線で囲んだ４×４画素は、ディザマトリクスのひとつ
の単位を示している。

【００８７】これら４種の配列のうち、どの配列を選択
するかは基本ブロック単位に乱数により決定する。

【００８８】図１１は実際の画像処理例を示す図であ
り、図８と同様、図６に示した２値化結果に図７で示し
た符号を多重化した例である。

【００８９】図１１と図８との違いは、図８が固定の配
列を用いて多重化するのに対し、図１１は乱数を用いて
複数の配列から１つを選択して多重化する点にある。

【００９０】このような実施形態に従えば、１種のみの
固定配列を用いて付加情報を多重化する場合に比べ、多
重化処理の周期に伴う規則性が乱れ、パワーが集中する
空間周波数が多少分散される為、画質劣化がより少なく
なる。

【００９１】以上、この実施形態では、複数種のテーブ
ルを保持しておき、これらの１つを切り替え選択しなが
ら用いる例について説明したが、テーブルの選択に乱数
を用いなくとも、その切り替えには規則性を持たせても
良いことは勿論である。

【００９２】なお、以上説明した２つの実施形態では、
ディザ法の量子化閾値を変更する方法について説明した
が、ディザ法の場合、量子化閾値を変更することと、量
子化閾値を固定にして、閾値と比較する画素値を変更す
ることとは基本的に等価であるので、上記説明した多重
化方法においても、画像情報にディザ信号の雑音を付加
するようにしても良いことは勿論である。

【００９３】また、以上説明した２つの実施形態では、
量子化処理を２値化処理を例にして説明したが、本発明
はこれによって限定されるものではなく、２値以上の階
調への量子化処理を行っても良いことは言うまでもな
い。

【００９４】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリン
タなど）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
など）に適用してもよい。

【００９５】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ェ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。

【００９６】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。

【００９７】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明した図３に示すフローチャー
トに対応するプログラムコードが格納されることにな
る。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、入
力された多値の画像情報を、ｎ×ｍ画素のマトリクスの
単位にディザ法を用いて量子化し、その量子化された画
像情報に対し、付加情報を構成するＮビットの各ビット
の情報を、前記マトリクスの縦横夫々の方向に複数個配
列させることによって構成されるブロックを単位とし
て、そのブロック内で複数の集合した画素によって表現
し、結果として、Ｎ個のブロックによって付加情報を表
現するように多重化するので、付加情報の多重化による
画質劣化等が視認されず、かつ、エリアシングが発生せ
ず、高画質で容易に復号可能な多重化を行うことができ
るという効果がある。

【００９９】また、本発明により、容易に画像情報への
付加情報の多重化が実現できる為、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という利点もある。

【０１００】さらに、画像情報が量子化閾値を越えにく
い位置に所定の情報を付加することにより、付加された
所定の情報を正確に復号することができる。

【０１０１】またさらに、画像情報を量子化するブロッ
ク単位の整数倍単位で所定の情報を付加することによ
り、画像の劣化を抑えて所定の情報を付加することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施形態である画像処理装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】例えばホストにインストールされたプリンタド
ライバが実行する画像処理の概要を示すブロック図であ
る。

【図３】プリンタドライバが実行する符号多重化／量子
化処理を示すフローチャートである。

【図４】多重化配列code[][]の一例を示す図である。

【図５】ディザマトリクスの一例を示す図である。

【図６】多重化していない画像情報の２値化処理の例を
示す図である。

【図７】付加情報としての符号の例を示す図である。

【図８】図６に示す二値化画像に図７に示す符号を多重
化した例を示す図である。

【図９】他の実施形態に従う画像処理の概要を示すブロ
ック図である。

【図１０】他の実施形態に従う複数の多重化配列の例を
示す図である。

【図１１】他の実施形態に従い、図６に示す二値化画像
に図７に示す符号を多重化した例を示す図である。

【図１２】従来の一般的な付加情報の埋め込み処理を示
した図である。

【図１３】従来法の多重化の一例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

２００、２０１ 入力端子 ２０２ カウンタ ２０３、８０１ 符号多重化制御部 ２０４ ディザ信号発生部 ２０５ 比較部 ２０６ 出力端子 ８０２ テーブル制御部

───────────────────────────────────────────────────── 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） 2C262 BB06 BB23 CA13 CA16 5B021 AA01 AA02 AA05 AA19 LG07 LG08 LL05 QQ04 5B057 AA11 CA07 CA12 CB07 CB12 CB19 CC03 CE08 CE13 DA08 DB02 5C076 AA14 AA36 BB12 5C077 LL14 MP01 NN09 PP19 PP21 PP58 PQ12 PQ17 PQ20 RR06 RR15 TT05

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多値の画像情報を入力する入力手段と、 前記多値の画像情報を、ｎ×ｍ画素のマトリクスの単位
   にディザ法を用いて量子化する量子化手段と、 前記量子化された画像情報に対し、付加情報を構成する
   Ｎビットの各ビットの情報を、前記マトリクスを縦横夫
   々の方向に複数個配列させることによって構成されるブ
   ロックを単位とし、前記ブロック内で複数の集合した画
   素によって表現し、Ｎ個のブロックによって前記付加情
   報を表現するように多重化する多重化手段とを有するこ
   とを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記マトリクスは連続した画素で閾値の
   変化が少ない集中型のディザマトリクスであることを特
   徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記付加情報は、前記ディザマトリクス
   内で、量子化閾値が高く設定されている位置に多重化す
   ることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記複数の集合した画素は、前記マトリ
   クスの周辺部に存在する画素によって構成されることを
   特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記ブロックにおける多重化の位置は、
   常に同じ位置であることを特徴とする請求項１に記載の
   画像処理装置。
6. 【請求項６】 前記ブロックにおける多重化の位置は、
   ブロック毎に異なることを特徴とする請求項１に記載の
   画像処理装置。
7. 【請求項７】 前記多重化手段は、 量子化処理する画素のアドレスを管理するカウンタと、 前記付加情報を多重化する画素に対して量子化閾値、或
   いは、画素値を制御する多重化制御手段とを有すること
   を特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
8. 【請求項８】 前記多重化手段は、さらに、多重化位置
   を前記ブロック毎に異ならせるよう、前記ブロック毎に
   予め定められた複数の多重化の位置から１つを選択する
   選択手段を有することを特徴とする請求項７記載の画像
   処理装置。
9. 【請求項９】 前記多重化手段による前記付加情報の多
   重化を前記量子化された画像情報に繰り返して施すよう
   に前記多重化手段を制御する制御手段をさらに有するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
10. 【請求項１０】 多値の画像情報を入力する入力工程
    と、 前記多値の画像情報を、ｎ×ｍ画素のマトリクスの単位
    にディザ法を用いて量子化する量子化工程と、 前記量子化された画像情報に対し、付加情報を構成する
    Ｎビットの各ビットの情報を、前記マトリクスの縦横夫
    々の方向に複数個配列させることによって構成されるブ
    ロックを単位として、前記ブロック内で複数の集合した
    画素によって表現し、Ｎ個のブロックによって前記付加
    情報を表現するように多重化する多重化工程とを有する
    ことを特徴とする画像処理方法。
11. 【請求項１１】 画像処理を行うプログラムコードを格
    納したコンピュータ可読メモリであって、前記プログラ
    ムコードは、 多値の画像情報を入力する入力処理を行なうコードと、 前記多値の画像情報を、ｎ×ｍ画素のマトリクスの単位
    にディザ法を用いて量子化する量子化処理を行なうコー
    ドと、 前記量子化された画像情報に対し、付加情報を構成する
    Ｎビットの各ビットの情報を、前記マトリクスの縦横夫
    々の方向に複数個配列させることによって構成されるブ
    ロックを単位として、前記ブロック内で複数の集合した
    画素によって表現し、Ｎ個のブロックによって前記付加
    情報を表現するように多重化する多重化処理を行なうコ
    ードとを有することを特徴とするコンピュータ可読メモ
    リ。
12. 【請求項１２】 画像情報を入力する入力手段と、 前記画像情報を量子化する量子化手段と、 前記量子化手段により前記画像情報が量子化閾値を越え
    にくい位置に所定の情報を付加する付加手段とを有する
    ことを特徴とする画像処理装置。
13. 【請求項１３】 画像情報を入力する入力工程と、 前記画像情報を量子化する量子化工程と、 前記量子化工程において前記画像情報が量子化閾値を越
    えにくい位置に所定の情報を付加する付加工程とを有す
    ることを特徴とする画像処理方法。
14. 【請求項１４】 画像処理を行うプログラムコードを格
    納したコンピュータ可読メモリであって、前記プログラ
    ムコードは、 画像情報を入力する入力処理を行なうコードと、 前記画像情報を量子化する量子化処理を行なうコード
    と、 前記量子化処理において前記画像情報が量子化閾値を越
    えにくい位置に所定の情報を付加する付加処理を行なう
    コードとを有することを特徴とするコンピュータ可読メ
    モリ。
15. 【請求項１５】 画像情報を入力する入力手段と、 前記画像情報を所定ブロック単位で量子化する量子化手
    段と、 前記所定ブロックの整数倍単位で所定の情報を付加する
    付加手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
16. 【請求項１６】 画像情報を入力する入力工程と、 前記画像情報を所定ブロック単位で量子化する量子化工
    程と、 前記所定ブロックの整数倍単位で所定の情報を付加する
    付加工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
17. 【請求項１７】 画像処理を行うプログラムコードを格
    納したコンピュータ可読メモリであって、前記プログラ
    ムコードは、 画像情報を入力する入力処理を行なうコードと、 前記画像情報を所定ブロック単位で量子化する量子化処
    理を行なうコードと、 前記所定ブロックの整数倍単位で所定の情報を付加する
    付加処理を行なうコードとを有することを特徴とするコ
    ンピュータ可読メモリ。