JP2001157032A

JP2001157032A - 画像加工方法、画像加工装置、記録媒体、及び伝送媒体

Info

Publication number: JP2001157032A
Application number: JP33883499A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Inaba; 宏幸稲葉; Masao Kasahara; 正雄笠原
Original assignee: Sunmoretec Co Ltd
Current assignee: Sunmoretec Co Ltd
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2001-06-08
Anticipated expiration: 2019-11-29
Also published as: JP3470223B2

Abstract

(57)【要約】【課題】識別情報を電子透かしとして合成している画
像情報に対し、並行移動及び回転等のアフィン変換並び
に部分的な切り取り等の加工処理による識別情報の復元
精度の低下を抑制し、画像情報の美観を損ねることなく
透かし情報の強度を上げることを可能とする画像加工方
法、画像加工装置、記録媒体、及び伝送媒体を提供す
る。【解決手段】二次元離散フーリエ変換を用いて画像情
報の周波数領域に識別情報に基づく透かし情報を合成す
ることで並行移動に対する耐性を高め、回転対称の識別
情報に基づく透かし情報を合成することで回転に対する
耐性を高め、様々に並行移動した複数の識別情報に基づ
く透かし情報を一つの画像情報に合成することで画像情
報の美観を損ねず透かし情報の強度を上げることを可能
とし、元の画像情報を複数の領域に分割し夫々の領域に
透かし情報を合成することで切り取りに対する耐性を高
める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像情報、及び該
画像情報の電子透かしとなる透かし情報を合成する画像
加工方法、その画像加工方法を実施する画像加工装置、
その画像加工装置を実現するためのプログラムが記録さ
れた記録媒体、及びそのプログラムの伝送に使用する伝
送媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の情報化社会の進展により、様々な
種類の商品及びサービスが、国内外を問わずインターネ
ット等のネットワーク上で取り引きされるようになり、
これに伴って画像情報及び音楽情報等の著作権により保
護されるべき多種多様なマルチメディアコンテンツがネ
ットワーク上で流通するようになってきている。

【０００３】ところがネットワーク上で、マルチメディ
アコンテンツを流通させる場合、著作者及び著作権者に
とっては、作品に対する不正複写等の不正利用により、
盗用、改変、芸術性を歪める様な編集、及び当然得られ
るべき報酬の損失等の不安要素が多いという問題があ
る。

【０００４】この問題を解決する方法として、特定の識
別情報を電子透かしとしてマルチメディアコンテンツに
合成しておき、不正利用されたマルチメディアコンテン
ツから識別情報を分離することにより情報の流出源を確
認する方法が普及しつつある。マルチメディアコンテン
ツの大部分を占めると考えられる画像情報には、冗長成
分が多く含まれており、この冗長成分に電子透かしが埋
め込まれるのが一般的である。

【０００５】なお電子透かしとして埋め込まれる情報と
しては、前述の著作権情報の他に、コピー制限情報及び
デジタル署名情報等の各種の情報が挙げられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら画像情報
に対して、ＪＰＥＧ(Joint Photographic coding Exper
ts Group) 等の非可逆圧縮、並行移動及び回転等のアフ
ィン変換、並びにクリッピングと呼ばれる部分的な切り
取り等のごく一般的な加工処理が行われた場合でも、電
子透かしとして埋め込まれた識別情報が変換及び／又は
欠落するため、識別情報の復元精度が低くなるという問
題がある。

【０００７】画像情報に対する識別情報の埋め込みとし
ては、空間領域に対する埋め込みと、周波数領域に対す
る埋め込みとに大別することができ、空間領域に対する
埋め込みを行った場合では、特にアフィン変換及び切り
取り等の画像加工により、識別情報の変換及び／又は欠
落が発生しやすいという問題がある。

【０００８】また識別情報の分離を容易にすべく、識別
情報の強度を上げて画像情報に埋め込むと、画像情報が
本来備える美観を損ねるという問題がある。

【０００９】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、円環状のバーコードデータ等の回転対称の識別
情報を電子透かしとして埋め込むことにより、回転に耐
性を有する画像加工方法等の提供を主たる目的とする。

【００１０】また離散フーリエ変換を用いて周波数領域
に、識別情報を埋め込むことにより、並行移動及び切り
取り等の画像加工に耐性を有する画像加工方法等の提供
を他の目的とする。

【００１１】そして識別情報を並行移動した変位識別情
報を複数個生成した上で、並行移動の量が異なる複数個
の変位識別情報を、一つの画像情報に埋め込むことによ
り、美観に対する影響を小さくし、識別情報の強度を上
げることが可能な画像加工方法等の提供を更に他の目的
とする。

【００１２】しかも画像情報を複数の領域に分割し、夫
々の領域に識別情報を埋め込むことにより切り取り等の
画像加工に耐性を有する画像加工方法等の提供を更に他
の目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る画像加工
方法は、画像情報、及び該画像情報の電子透かしとなる
透かし情報を合成する画像加工方法において、前記透か
し情報は、回転対称のパターンである二次元の識別情報
に基づくことを特徴とする。

【００１４】第２発明に係る画像加工方法は、第１発明
において、前記識別情報を、所定の変換関数で逆変換し
た変換識別情報を生成し、該変換識別情報に、強度変数
を乗じて透かし情報を生成し、該透かし情報を電子透か
しとして、前記画像情報と合成して透かし入り画像情報
を生成することを特徴とする。

【００１５】第３発明に係る画像加工方法は、第１発明
において、前記画像情報を、所定の変換関数で変換した
変換画像情報を生成し、前記識別情報に、強度変数を乗
じて透かし情報を生成し、該透かし情報を、電子透かし
として、変換画像情報と合成し、透かし情報を合成した
変換画像情報を、前記変換関数で逆変換して、透かし入
り画像情報を生成することを特徴とする。

【００１６】第４発明に係る画像加工方法は、第１発明
において、前記画像情報を、所定の変換関数で変換した
変換画像情報を生成し、前記識別情報を、並行移動して
変位識別情報を生成し、該変位識別情報に、強度変数を
乗じて透かし情報を生成し、該透かし情報を、電子透か
しとして、変換画像情報と合成し、透かし情報を合成し
た変換画像情報を、前記変換関数で逆変換して透かし入
り画像情報を生成することを特徴とする。

【００１７】第５発明に係る画像加工方法は、第１発明
において、前記画像情報を、所定の変換関数で変換した
変換画像情報を生成し、前記識別情報を、前記変換関数
で逆変換して変換識別情報を生成し、該変換識別情報を
並行移動し、並行移動した変換識別情報を、前記変換関
数で変換して変位識別情報を生成し、該変位識別情報
に、強度変数を乗じて透かし情報を生成し、該透かし情
報を、電子透かしとして、変換画像情報と合成し、透か
し情報を合成した変換画像情報を、前記変換関数で逆変
換して透かし入り画像情報を生成することを特徴とす
る。

【００１８】第６発明に係る画像加工方法は、第４発明
又は第５発明において、前記並行移動の量が異なる変位
識別情報に基づく透かし情報を複数個生成し、複数個の
透かし情報を、電子透かしとして、一つの変換画像情報
と合成することを特徴とする。

【００１９】第７発明に係る画像加工方法は、第２発明
乃至第６発明のいずれかにおいて、前記画像情報は、原
画像情報を複数個に分割した情報であり、複数の画像情
報の夫々に基づいて、透かし入り画像情報を生成するこ
とを特徴とする。

【００２０】第８発明に係る画像加工方法は、第２発明
乃至第７発明のいずれかにおいて、前記識別情報は、円
環状であり、前記変換関数は、離散フーリエ変換を行う
関数であることを特徴とする。

【００２１】第９発明に係る画像加工装置は、画像情
報、及び該画像情報の電子透かしとなる透かし情報を合
成する画像加工装置において、前記透かし情報の元にな
る情報として、回転対称のパターンである二次元の識別
情報を記録する手段を備えることを特徴とする。

【００２２】第１０発明に係る画像加工装置は、第９発
明において、前記識別情報を、所定の変換関数で逆変換
した変換識別情報を生成する手段と、該変換識別情報
に、強度変数を乗じた透かし情報を生成する手段と、該
透かし情報を、電子透かしとして、前記画像情報と合成
した透かし入り画像情報を生成する手段とを備えること
を特徴とする。

【００２３】第１１発明に係る画像加工装置は、第９発
明において、前記画像情報を、所定の変換関数で変換し
た変換画像情報を生成する手段と、前記識別情報に、強
度変数を乗じた透かし情報を生成する手段と、該透かし
情報を、電子透かしとして、変換画像情報と合成する手
段と、透かし情報を合成した変換画像情報を、前記変換
関数で逆変換した透かし入り画像情報を生成する手段と
を備えることを特徴とする。

【００２４】第１２発明に係る画像加工装置は、第９発
明において、前記画像情報を、所定の変換関数で変換し
た画像情報を生成する手段と、前記識別情報を、並行移
動した変位識別情報を生成する手段と、該変位識別情報
に、強度変数を乗じた透かし情報を生成する手段と、該
透かし情報を、電子透かしとして、変換画像情報と合成
する手段と、透かし情報を合成した変換画像情報を、前
記変換関数で逆変換した透かし入り画像情報を生成する
手段とを備えることを特徴とする。

【００２５】第１３発明に係る画像加工装置は、第９発
明において、前記画像情報を、所定の変換関数で変換し
た変換画像情報を生成する手段と、前記識別情報を、前
記変換関数で逆変換した変換識別情報を生成する手段
と、該識別情報を並行移動する手段と、並行移動した変
換識別情報を、前記変換関数で変換した変位識別情報を
生成する手段と、該変位識別情報に、強度変数を乗じた
透かし情報を生成する手段と、該透かし情報を、電子透
かしとして、変換画像情報と合成する手段と、透かし情
報を合成した変換画像情報を、前記変換関数で逆変換し
た透かし入り画像情報を生成する手段とを備えることを
特徴とする。

【００２６】第１４発明に係る画像加工装置は、第１２
発明又は第１３発明において、前記変位識別情報を生成
する手段は、並行移動の量が異なる複数の変位識別情報
を生成すべくなしてあり、前記変換画像情報と合成する
手段は、複数の変位識別情報を、電子透かしとして、一
つの変換画像情報と合成すべくなしてあることを特徴と
する。

【００２７】第１５発明に係るコンピュータでの読み取
りが可能な記録媒体は、コンピュータに、画像情報、及
び該画像情報の電子透かしとなる透かし情報を合成させ
るプログラムを記録してある、コンピュータでの読み取
りが可能な記録媒体において、コンピュータに、前記画
像情報を、所定の変換関数で変換した変換画像情報を生
成させるプログラムコード手段と、コンピュータに、前
記識別情報を、前記変換関数で逆変換した変換識別情報
を生成させるプログラムコード手段と、コンピュータ
に、前記変換識別情報を並行移動させるプログラムコー
ド手段と、コンピュータに、並行移動した変換識別情報
を、前記変換関数で変換した変位識別情報を生成させる
プログラムコード手段と、コンピュータに、生成した変
位識別情報に、強度変数を乗じた透かし情報を生成させ
るプログラムコード手段と、コンピュータに、生成した
透かし情報を電子透かしとして、変換画像情報と合成さ
せるプログラムコード手段と、コンピュータに、透かし
情報を合成した変換画像情報を、前記変換関数で逆変換
した透かし入り画像情報を生成させるプログラムコード
手段とを含むコンピュータプログラムを記録してあるこ
とを特徴とする。

【００２８】第１６発明に係るコンピュータプログラム
の伝送に使用するものである伝送媒体は、コンピュータ
に、画像情報、及び該画像情報の電子透かしとなる透か
し情報を合成させるプログラムの伝送に使用する伝送媒
体において、コンピュータに、前記画像情報を、所定の
変換関数で変換した変換画像情報を生成させるプログラ
ムコード手段と、コンピュータに、前記識別情報を、前
記変換関数で逆変換した変換識別情報を生成させるプロ
グラムコード手段と、コンピュータに、前記変換識別情
報を並行移動させるプログラムコード手段と、コンピュ
ータに、並行移動した変換識別情報を、前記変換関数で
変換した変位識別情報を生成させるプログラムコード手
段と、コンピュータに、生成した変位識別情報に、強度
変数を乗じた透かし情報を生成させるプログラムコード
手段と、コンピュータに、生成した透かし情報を電子透
かしとして、変換画像情報と合成させるプログラムコー
ド手段と、コンピュータに、透かし情報を合成した変換
画像情報を、前記変換関数で逆変換した透かし入り画像
情報を生成させるプログラムコード手段とを含むコンピ
ュータプログラムの伝送に使用するものであることを特
徴とする。

【００２９】第１発明、第８発明、及び第９発明では、
円環状のバーコードデータ等の回転対称のパターンであ
る識別情報に基づく透かし情報を、電子透かしとするこ
とにより、回転等のアフィン変換が施されても、電子透
かしの変換及び／又は欠落が少なく、分離時の識別情報
の復元精度を高めることが可能である。

【００３０】第２発明及び第１０発明では、変換関数と
して、例えば空間領域を周波数領域へ変換する離散フー
リエ変換関数を用い、該離散フーリエ変換関数にて識別
情報を逆変換し、画像情報の周波数領域における振幅成
分に逆変換した識別情報に基づく透かし情報を合成する
ことにより、合成した透かし情報の位置が移動した状態
でも、位置ズレにより影響を受けるのは周波数領域にお
ける位相成分だけであり、振幅成分に合成されている透
かし情報には影響が少なく、透かし入り画像情報から分
離することができるので、並行移動等のアフィン変換及
び切り取り等の画像加工に耐性を有し、分離時の識別情
報の復元精度を高めることが可能である。

【００３１】第３発明及び第１１発明では、画像情報を
周波数領域へ変換した上で、透かし情報を合成すること
により、識別情報を逆変換して合成するときに必要な、
画像情報の階調に合わせた量子化が不要となるので、量
子化の際に発生するエラーを抑制し、分離時の識別情報
の復元精度を高めることが可能である。

【００３２】第４発明、第５発明、第６発明、第１２発
明、第１３発明、第１４発明、第１５発明、及び第１６
発明では、並行移動させた識別情報に基づく透かし情報
を生成し、特に並行移動の量が異なる複数の識別情報に
基づいて生成した複数の透かし情報を一つの変換した画
像情報に合成することで、透かし入り画像情報に発生す
る透かし情報に基づく特定の模様を目立たなくし、これ
により画像情報が本来備える美観を損ねること無く透か
し情報の強度を上げることが可能である。

【００３３】第７発明では、原画像情報を分割した各領
域の夫々に透かし情報を合成することにより、切り取り
等の画像加工に耐性を有し、分離時の識別情報の復元精
度を高めることが可能である。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明の画像加工
装置を示すブロック図である。図中１０は汎用型コンピ
ュータを用いた本発明の画像加工装置であり、画像加工
装置１０は、本発明の画像加工装置用のプログラム及び
データ等の情報を記録したＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体２
０から、プログラム及びデータ等の情報を読み取るＣＤ
−ＲＯＭドライブ等の補助記憶手段１２、並びに補助記
憶手段１２により読み取られたプログラム及びデータ等
の情報を記録するハードディスク等の記録手段１３を備
えている。

【００３５】そして記録手段１３からプログラム及びデ
ータ等の情報を読み取り、一時的に情報を記憶するＲＡ
Ｍ１４に記憶して、ＣＰＵ１１により実行することで、
汎用型コンピュータは、本発明の画像加工装置１０とし
て動作する。さらに画像加工装置１０は、キーボード及
びマウス等の入力手段１５、モニタ及びプリンタ等の出
力手段１６、並びに通信手段１７を備えている。

【００３６】なお通信手段１７を用いることにより、イ
ンターネット等の通信ネットワークを介してサーバコン
ピュータ４０に接続することが可能であり、サーバコン
ピュータ４０が備える本発明のプログラム及びデータ等
の情報を記録している記録媒体４１から、各種中継装置
及び通信線等の伝送媒体３０を介して、本発明のプログ
ラム及びデータ等の情報を伝送させて記録手段１３に記
録し、実行するようにしてもよい。

【００３７】また記録手段１３には、画像の加工に用い
られる所定の変換関数、及び画像情報と合成すべき透か
し情報の元となる識別情報が記録されている。変換関数
としては（二次元）離散フーリエ変換用の関数が記録さ
れており、また識別情報としては回転対称の二値パター
ンである円環状バーコードが記録されている。離散フー
リエ変換を用いて、画像情報の周波数領域に識別情報に
基づく透かし情報の合成を行うことができ、これにより
空間領域に合成する場合と比較して、並行移動及び回転
等のアフィン変換に対して耐性の強い透かし情報の合成
を行うことが可能となる。

【００３８】なお周波数領域へ変換する変換関数として
は、離散フーリエ変換以外に離散コサイン変換がある
が、離散コサイン変換では、変換結果に位相情報を含ま
ないため、並行移動に対する耐性が弱くなる。

【００３９】次に二次元離散フーリエ変換における並行
移動及び回転による耐性を説明する。画像情報Ｉ（ｘ，
ｙ）の二次元離散フーリエ変換は、式１のように定義さ
れている。

【００４０】

【数１】

【００４１】式１において、画像情報Ｉ（ｘ，ｙ）が巡
回的に並行移動して、Ｉ′（ｘ，ｙ）＝Ｉ（ｘ−ａ，ｙ
−ｂ）となる場合、Ｉ′（ｘ，ｙ）の二次元離散フーリ
エ変換は、式２のように示される。なおここでいう巡回
的な並行移動とは、限られた範囲内を並行移動する点
が、一方の範囲限界を超えた場合、一方の範囲限界の反
対側である他方の範囲限界から出現するように移動する
ことを示し、例えば（ｘ₀，ｙ₀）、（ｘ₁，ｙ₀）、
（ｘ₁，ｙ₀）、（ｘ₁，ｙ₁）、但し（ｘ₀＜ｘ₁，
ｘ₀＜ｙ₁）で示される範囲内の点（ｘ，ｙ）が、（ｘ
−ａ，ｙ−ｂ）の並行移動を行う場合で、ｘ−ａ＜
ｘ₀、ｙ−ｂ＜ｙ₀であるときに、点（ｘ，ｙ）は｛ｘ
₁−（ｘ−ａ），ｙ ₁−（ｙ−ｂ）｝に移動することを
いう。

【００４２】

【数２】

【００４３】式２に示されるように平行移動された画像
情報Ｉ′（ｘ，ｙ）の二次元離散フーリエ変換Ｆ′
（ｕ，ｖ）は、画像情報Ｉ（ｘ，ｙ）の二次元離散フー
リエ変換Ｆ（ｕ，ｖ）に対して位相回転因子（式２中の
波線部）が乗ぜられた形になることがわかる。従って式
３に示すように、二次元離散フーリエ変換の振幅情報は
平行移動による影響を受けないことがわかる。

【００４４】｜Ｆ′（ｕ，ｖ）｜＝｜Ｆ（ｕ，ｖ）｜………………式３

【００４５】また画像情報Ｉ（ｘ，ｙ）を角度φだけ回
転したＩ″ （ｘ，ｙ）を、極座標表示してＰ（ｒ，θ
−φ）として示す場合、Ｉ″（ｘ，ｙ）の二次元離散フ
ーリエ変換を式２のようにＩ（ｘ，ｙ）を用いて示すの
は困難である。しかしながらＰ（ｒ，θ）＝Ｒ（ｒ）と
表せるとき、即ち回転対称図形であるとき、Ｉ″（ｘ，
ｙ）の二次元離散フーリエ変換はＦ（ｘ，ｙ）に等しく
なる。

【００４６】このように回転対称の識別情報を、二次元
離散フーリエ変換を用いて、画像情報に合成し電子透か
しとする場合、並行移動及び回転等のアフィン変換に対
して耐性の強い透かし情報の合成を行うことができる。

【００４７】また線対称の識別情報を用いた場合には、
反転等の変換に対して耐性が強くなることは言うまでも
なく、従って、回転対称であり、しかも線対称である円
環状の識別情報を用いることにより、様々なアフィン変
換に対する耐性を強化することが可能となる。

【００４８】なお二次元離散フーリエ変換を直接定義式
に従って行った場合、ＣＰＵ１１に対する処理負荷が増
大するという問題がある。このため二次元離散フーリエ
変換の基本となる周期の項を２のべき乗になるように選
択し、これを高速に求める高速フーリエ変換を二次元離
散フーリエ変換に代替して行うようにしてもよい。

【００４９】図２は本発明の画像加工方法において識別
情報として用いられる円環状バーコードを示す説明図で
ある。図２に示すように円環状バーコードは、回転対称
の図形であり、半径方向に識別情報となるバーコード情
報の二値パターンが含まれている。

【００５０】周波数領域に合成される円環状バーコード
においては、周辺部分は高周波成分となり、中心方向へ
いくにつれて、中周波成分、そして低周波成分となる。
このため半径を大きくして中周波成分から高周波成分に
かけて合成を行うことにより、画像情報が本来備える美
観を損ねず電子透かしを埋め込むことが可能となり、半
径を小さくして低周波成分から中周波成分にかけて合成
をおこなうことにより、ＪＰＥＧ等の高周波成分の情報
を取り除く非可逆圧縮及びローパスフィルタ等の画像加
工方法に対する耐性を強化することが可能となる。

【００５１】次に画像情報に識別情報に基づく透かし情
報を合成する場合の配置について説明する。図３は本発
明の画像加工方法において画像情報に合成される透かし
情報の配置を示す説明図である。図３に示す例では、２
５６ドット×２５６ドットの原画像情報が、夫々１２８
ドット×１２８ドットの４つの領域の画像情報に区分さ
れており、区分された画像情報の夫々に透かし情報が合
成される。

【００５２】このように原画像情報を複数の画像情報に
区分し、夫々の画像情報に透かし情報を合成することに
より、原画像情報から点線で示す部分を切り取る画像加
工（クリッピング）を行っても、切り取った部分が１２
８ドット×１２８ドット、即ち各画像情報の領域より大
きい場合、切り取られた部分に合成されている透かし情
報は、本来合成されている透かし情報を巡回的に並行移
動したものと同様であるため、切り取られた部分から透
かし情報を分離し、復元することが可能である。

【００５３】図３では原画像情報を４つの領域に区分す
る例を示したが、更に多くの小さい領域に区分すること
により、クリッピングに対する耐性を強化することがで
き、また格子状に区分する以外に、例えば二次元離散フ
ーリエ変換用の関数を適切な形式に定義した上で、六角
形のハニカム状に区分してもよく、予想されるクリッピ
ングに対応した形状に区分することで、更にクリッピン
グに対する耐性を強化することができる。

【００５４】次に本発明の画像加工方法における透かし
情報の合成処理を説明する。実施の形態１．図４は本発明の実施の形態１における画
像加工方法での透かし情報の合成処理を示す説明図であ
る。先ず円環状バーコードにて示される識別情報を、二
次元離散フーリエ変換用の関数にて逆変換することによ
り（ＩＤＦＴ）、変換識別情報を生成し（Ｓ１０１）、
生成した変換識別情報に強度変数ｗを乗じ（Ｓ１０
２）、更に画像情報の階調数に応じて量子化した透かし
情報を生成し（Ｓ１０３）、生成した透かし情報を電子
透かしとして画像情報に合成し、透かし入り画像情報を
生成する（Ｓ１０４）。なおステップ１０３において、
例えば２５６階調の画像情報に透かし情報を合成する場
合には、２５６段階の量子化が行われる。

【００５５】実施の形態２．実施の形態２は、実施の形
態１において識別情報ではなく、画像情報を変換して透
かし情報を合成する方法である。図５は本発明の実施の
形態２における画像加工方法での透かし情報の合成処理
を示す説明図である。先ず画像情報を、二次元離散フー
リエ変換用の関数にて変換することにより（ＤＦＴ）、
変換画像情報を生成する（Ｓ２０１）。

【００５６】また円環状バーコードにて示される識別情
報に強度変数ｗを乗じて透かし情報を生成し（Ｓ２０
２）、生成した透かし情報を変換画像情報と合成し（Ｓ
２０３）、そして透かし情報を合成した変換画像情報
を、二次元離散フーリエ変換用の関数にて逆変換するこ
とにより（ＩＤＦＴ）、透かし入り画像情報を生成する
（Ｓ２０４）。

【００５７】実施の形態２における画像合成方法を、数
式を用いて下記に示す。

【００５８】

【数３】

【００５９】このように実施の形態２では、識別情報の
量子化が不要であるため、量子化時に発生し易いエラー
を抑制し、分離時における識別情報の復元精度を高める
ことが可能である。

【００６０】実施の形態３．実施の形態３は、実施の形
態２において、識別情報を巡回的に並行移動させた上で
透かし情報を生成する方法である。図６は本発明の実施
の形態３における画像加工方法での透かし情報の合成処
理を示す説明図である。先ず画像情報を、二次元離散フ
ーリエ変換用の関数にて変換することにより（ＤＦ
Ｔ）、変換画像情報を生成する（Ｓ３０１）。

【００６１】また円環状バーコードにて示される識別情
報を、二次元離散フーリエ変換用の関数にて逆変換する
ことにより（ＩＤＦＴ）、変換識別情報を生成し（Ｓ３
０２）、生成した変換識別情報を巡回的に並行移動し
（Ｓ３０３）、並行移動した変換識別情報を、二次元離
散フーリエ変換用の関数にて変換することにより（ＤＦ
Ｔ）、変位識別情報を生成し（Ｓ３０４）、さらに変位
識別情報に強度変数ｗを乗じて透かし情報を生成し（Ｓ
３０５）、生成した透かし情報を変換画像情報と合成す
る（Ｓ３０６）。さらにステップＳ３０２〜Ｓ３０６の
処理を繰り返し、並行移動の量が異なる変換識別情報に
基づく複数の透かし情報を生成し、生成した複数の透か
し情報を一つの変換画像情報に合成する。そして透かし
情報を合成した変換画像情報を、二次元離散フーリエ変
換用の関数にて逆変換することにより（ＩＤＦＴ）、透
かし入り画像情報を生成する（Ｓ３０７）。

【００６２】実施の形態３における画像合成方法を、数
式を用いて下記に示す。

【００６３】

【数４】

【００６４】但し（ａｉ，ｂｉ）（１＜ｉ＜Ｍ）は、適
当な乱数の系列であり、式４に示すステップＳ３０６中
の成分Ｓｉ（ｕ，ｖ）は、Ｅ（ｕ，ｖ）の逆フーリエ変
換像を（ａｉ，ｂｉ）だけ、巡回的に並行移動した像の
フーリエ変換になっており、Ｍをある程度大きくすれ
ば、画像情報のほぼ全域に渡って、並行移動の量が異な
る複数の透かし情報の合成が行われることになる。

【００６５】

【数５】

【００６６】なお実施の形態３において、識別情報を変
換することなく式４の波線部で示される成分を乗じても
よい。図７は本発明の実施の形態３における画像加工方
法での透かし情報の合成処理を示す説明図である。図７
に示すように円環状バーコードにて示される識別情報に
式４の波線部で示される成分を乗じて、変位識別情報を
生成し（Ｓ４０１）、生成した変位識別情報に強度変数
ｗを乗じて透かし情報を生成する（Ｓ３０５）。なお図
６に示す画像加工方法と同様の処理については、同一の
ステップ番号を付し、その説明を省略する。

【００６７】このように実施の形態３では、巡回的に並
行移動させた識別情報に基づく透かし情報を、変換した
画像情報のほぼ全域に渡って合成することで、円環状バ
ーコードを合成することにより発生し易くなる環状の縞
模様を目立たなくし、これにより画像情報が本来備える
美観を損ねることなく強度変数ｗの強度を上げることが
可能となる。

【００６８】次に本発明の画像加工方法における識別情
報の分離処理を説明する。図８は本発明の画像加工方法
にて合成した識別情報の分離処理を示す説明図である。
透かし入り画像情報を、二次元離散フーリエ変換用の関
数にて変換することにより（ＤＦＴ）、変換透かし入り
画像情報を生成し（Ｓ５０１）、生成した変換透かし入
り画像情報における透かし情報の合成位置を円周状に積
分して、積分情報を生成する（Ｓ５０２）。

【００６９】そして積分情報と、元の画像情報の平均輝
度変数との差を計算し（Ｓ５０３）、計算された差を二
値化することにより、識別情報を分離する（Ｓ５０
４）。なお透かし入り画像情報に合成されている透かし
情報の強度が十分に強い場合、ステップＳ５０３の処理
は不要となる。

【００７０】識別情報の分離処理を、数式を用いて下記
に示す。

【００７１】

【数６】

【００７２】なおＣ_iは透かし情報が合成されている領
域に含まれる円周の一つを表し、｜Ｃ_i｜は、その円周
上に含まれる画素数である。このように実施の形態１又
は２の合成方法により合成を行った場合、円周領域Ｃ_i
上の画像情報に基づく成分が、識別情報に基づく成分に
比べて十分に小さければ、識別情報を分離できることが
示される。

【００７３】また実施の形態３の合成方法により合成を
行った場合、ステップＳ５０２における積分の中で、識
別情報に基づく成分は式５のように示すことができる。

【００７４】

【数７】

【００７５】式５はＥ（ｕ，ｖ）のＣ_i上の輝度値をｐ
とすると、以下の様に変形することができる。

【００７６】

【数８】

【００７７】このように波線部の並行移動による影響分
は、“１”となるので、実施の形態１又は２の合成方法
により合成を行った場合と同様に、識別情報を分離する
ことができる。

【００７８】次に本発明の画像加工方法により画像情報
及び識別情報を合成及び分離した結果について説明す
る。図９乃至図１２は本発明の画像加工方法により画像
情報及び識別情報を合成及び分離した状態を示す説明図
である。

【００７９】図９（ａ）及び図１０（ａ）は透かし入り
画像情報を示し、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）は透かし
入り画像情報から分離した識別情報を示している。ただ
し図１０は原画像情報を４つの画像情報に区分して、夫
々に識別情報を合成し、中央部を切り取り、切り取った
部分から識別情報を分離した状況を示している。なお原
画像情報の大きさは２５６ドット×２５６ドットであ
り、切り取った部分の大きさは１２８ドット×１２８ド
ットである。

【００８０】図１０（ｂ）に示すように、切り取られた
部分から分離した識別情報は、図９（ｂ）に示す識別情
報とほぼ同様であり、原画像情報を複数の画像情報に区
分して、夫々に識別情報を合成することにより、部分的
な切り取りが行われた場合でも、分離時の識別情報を復
元することができる。

【００８１】図１１（ａ）及び図１２（ａ）は透かし入
り画像情報を示し、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）は透
かし入り画像情報から分離した識別情報を示している。
図１１（ａ）は、図９（ａ）を９０度左回転させた透か
し入り画像情報であり、図１２（ａ）は、図９（ｂ）を
２度左回転させた透かし入り画像情報である。

【００８２】図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）に示すよう
に、回転させた透かし入り画像情報から分離した識別情
報は、図９（ｂ）に示す識別情報とほぼ同様であり、回
転対称の識別情報を用いることにより回転等の画像加工
が行われた場合でも、分離時の識別情報を復元すること
ができる。

【００８３】次にアフィン変換及び切り取り以外の処理
に対する識別情報の復元精度を実験した結果について説
明する。表１は本発明の画像加工法により合成した透か
し入り画像情報に各種の処理を行った結果を示す比較表
である。

【００８４】

【表１】

【００８５】表１には、強度変数ｗを夫々２００、４０
０、及び６００とした場合での夫々の透かし入り画像情
報の画質（ＳＮＲ）、並びに夫々の透かし入り画像情報
にＪＰＥＧ圧縮、エッジ強調、走査線抜き取り（１
本）、及びプリンタ印刷→スキャナ再読取を行った結果
を示している。

【００８６】ＪＰＥＧ圧縮に関する項目には、識別情報
を分離し読み取ることができた圧縮率を示しており、そ
の他の処理に関する項目には、識別情報を分離し読み取
ることができたか否かを定性的に○又は×で示してい
る。

【００８７】表１に示すように、本発明の画像加工方法
は、ＪＰＥＧ圧縮、エッジ強調、走査線抜取、及び印刷
→再読取等の画像加工に対しても耐性を有する。

【００８８】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明では、円環状の
バーコードデータ等の回転対称のパターンである識別情
報に基づく透かし情報を、電子透かしとすることによ
り、回転等の画像加工が施されても、電子透かしの変換
及び／又は欠落が少ない等、優れた効果を奏する。

【００８９】また本発明では、離散フーリエ変換関数を
用い、該離散フーリエ変換関数にて識別情報を逆変換
し、画像情報の周波数領域における振幅成分に逆変換し
た識別情報に基づく透かし情報を合成することにより、
合成した透かし情報の位置が並行移動された場合でも、
位置ズレにより影響を受けるのは位相成分だけであり、
振幅成分に合成されている透かし情報には影響が少な
く、透かし入り画像情報から分離することができるの
で、並行移動等の画像加工に耐性を有し、分離時の識別
情報の復元精度を高めることが可能である等、優れた効
果を奏する。

【００９０】さらに本発明では、画像情報を周波数領域
へ変換した上で、透かし情報を合成することにより、識
別情報を逆変換して合成するときに必要な、画像情報の
階調に合わせた量子化が不要となるので、量子化の際に
発生するエラーを抑制し、分離時の識別情報の復元精度
を高めることが可能である等、優れた効果を奏する。

【００９１】そして本発明では、並行移動させた識別情
報に基づく透かし情報を生成し、特に並行移動の量が異
なる複数の識別情報に基づいて生成した複数の透かし情
報を一つの変換した画像情報に合成することで、透かし
入り画像情報に発生する透かし情報に基づく特定の模様
を目立たなくし、これにより画像情報が本来備える美観
を損ねること無く透かし情報の強度を上げることが可能
である等、優れた効果を奏する。

【００９２】しかも本発明では、原画像情報を分割した
各領域の夫々に透かし情報を合成することにより、切り
取り等の画像加工に耐性を有し、分離時の識別情報の復
元精度を高めることが可能である等、優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像加工装置を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の画像加工方法において識別情報として
用いられる円環状バーコードを示す説明図である。

【図３】本発明の画像加工方法において画像情報に合成
される透かし情報の配置を示す説明図である。

【図４】本発明の実施の形態１における画像加工方法で
の透かし情報の合成処理を示す説明図である。

【図５】本発明の実施の形態２における画像加工方法で
の透かし情報の合成処理を示す説明図である。

【図６】本発明の実施の形態３における画像加工方法で
の透かし情報の合成処理を示す説明図である。

【図７】本発明の実施の形態３における画像加工方法で
の透かし情報の合成処理を示す説明図である。

【図８】本発明の画像加工方法にて合成した識別情報の
分離処理を示す説明図である。

【図９】本発明の画像加工方法により画像情報及び識別
情報を合成及び分離した状態を示す説明図である。

【図１０】本発明の画像加工方法により画像情報及び識
別情報を合成及び分離した状態を示す説明図である。

【図１１】本発明の画像加工方法により画像情報及び識
別情報を合成及び分離した状態を示す説明図である。

【図１２】本発明の画像加工方法により画像情報及び識
別情報を合成及び分離した状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１０画像加工装置１１ＣＰＵ１２補助記憶手段１４ＲＡＭ１５入力手段１６出力手段１７通信手段２０記録媒体３０伝送媒体４０サーバコンピュータ４１記録媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5B017 AA06 BA09 BB09 5B057 AA20 CA12 CA16 CB12 CB16 CB19 CE08 CG09 5C076 AA14 5J104 AA14 9A001 GG03 HH28 LL03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像情報、及び該画像情報の電子透かし
となる透かし情報を合成する画像加工方法において、前記透かし情報は、回転対称のパターンである二次元の
識別情報に基づくことを特徴とする画像加工方法。
【請求項２】前記識別情報を、所定の変換関数で逆変
換した変換識別情報を生成し、該変換識別情報に、強度変数を乗じて透かし情報を生成
し、該透かし情報を電子透かしとして、前記画像情報と合成
して透かし入り画像情報を生成することを特徴とする請
求項１に記載の画像加工方法。
【請求項３】前記画像情報を、所定の変換関数で変換
した変換画像情報を生成し、前記識別情報に、強度変数を乗じて透かし情報を生成
し、該透かし情報を、電子透かしとして、変換画像情報と合
成し、透かし情報を合成した変換画像情報を、前記変換関数で
逆変換して、透かし入り画像情報を生成することを特徴
とする請求項１に記載の画像加工方法。
【請求項４】前記画像情報を、所定の変換関数で変換
した変換画像情報を生成し、前記識別情報を、並行移動して変位識別情報を生成し、該変位識別情報に、強度変数を乗じて透かし情報を生成
し、該透かし情報を、電子透かしとして、変換画像情報と合
成し、透かし情報を合成した変換画像情報を、前記変換関数で
逆変換して透かし入り画像情報を生成することを特徴と
する請求項１に記載の画像加工方法。
【請求項５】前記画像情報を、所定の変換関数で変換
した変換画像情報を生成し、前記識別情報を、前記変換関数で逆変換して変換識別情
報を生成し、該変換識別情報を並行移動し、並行移動した変換識別情報を、前記変換関数で変換して
変位識別情報を生成し、該変位識別情報に、強度変数を乗じて透かし情報を生成
し、該透かし情報を、電子透かしとして、変換画像情報と合
成し、透かし情報を合成した変換画像情報を、前記変換関数で
逆変換して透かし入り画像情報を生成することを特徴と
する請求項１に記載の画像加工方法。
【請求項６】前記並行移動の量が異なる変位識別情報
に基づく透かし情報を複数個生成し、複数個の透かし情報を、電子透かしとして、一つの変換
画像情報と合成することを特徴とする請求項４又は請求
項５に記載の画像加工方法。
【請求項７】前記画像情報は、原画像情報を複数個に
分割した情報であり、複数の画像情報の夫々に基づいて、透かし入り画像情報
を生成することを特徴とする請求項２乃至請求項６のい
ずれかに記載の画像加工方法。
【請求項８】前記識別情報は、円環状であり、前記変換関数は、離散フーリエ変換を行う関数であるこ
とを特徴とする請求項２乃至請求項７にいずれかに記載
の画像加工方法。
【請求項９】画像情報、及び該画像情報の電子透かし
となる透かし情報を合成する画像加工装置において、前記透かし情報の元になる情報として、回転対称のパタ
ーンである二次元の識別情報を記録する手段を備えるこ
とを特徴とする画像加工装置。
【請求項１０】前記識別情報を、所定の変換関数で逆
変換した変換識別情報を生成する手段と、該変換識別情報に、強度変数を乗じた透かし情報を生成
する手段と、該透かし情報を、電子透かしとして、前記画像情報と合
成した透かし入り画像情報を生成する手段とを備えるこ
とを特徴とする請求項９に記載の画像加工装置。
【請求項１１】前記画像情報を、所定の変換関数で変
換した変換画像情報を生成する手段と、前記識別情報に、強度変数を乗じた透かし情報を生成す
る手段と、該透かし情報を、電子透かしとして、変換画像情報と合
成する手段と、透かし情報を合成した変換画像情報を、前記変換関数で
逆変換した透かし入り画像情報を生成する手段とを備え
ることを特徴とする請求項９に記載の画像加工装置。
【請求項１２】前記画像情報を、所定の変換関数で変
換した画像情報を生成する手段と、前記識別情報を、並行移動した変位識別情報を生成する
手段と、該変位識別情報に、強度変数を乗じた透かし情報を生成
する手段と、該透かし情報を、電子透かしとして、変換画像情報と合
成する手段と、透かし情報を合成した変換画像情報を、前記変換関数で
逆変換した透かし入り画像情報を生成する手段とを備え
ることを特徴とする請求項９に記載の画像加工装置。
【請求項１３】前記画像情報を、所定の変換関数で変
換した変換画像情報を生成する手段と、前記識別情報を、前記変換関数で逆変換した変換識別情
報を生成する手段と、該識別情報を並行移動する手段と、並行移動した変換識別情報を、前記変換関数で変換した
変位識別情報を生成する手段と、該変位識別情報に、強度変数を乗じた透かし情報を生成
する手段と、該透かし情報を、電子透かしとして、変換画像情報と合
成する手段と、透かし情報を合成した変換画像情報を、前記変換関数で
逆変換した透かし入り画像情報を生成する手段とを備え
ることを特徴とする請求項９に記載の画像加工装置。
【請求項１４】前記変位識別情報を生成する手段は、
並行移動の量が異なる複数の変位識別情報を生成すべく
なしてあり、前記変換画像情報と合成する手段は、複数の変位識別情
報を、電子透かしとして、一つの変換画像情報と合成す
べくなしてあることを特徴とする請求項１２又は請求項
１３に記載の画像加工装置。
【請求項１５】コンピュータに、画像情報、及び該画
像情報の電子透かしとなる透かし情報を合成させるプロ
グラムを記録してある、コンピュータでの読み取りが可
能な記録媒体において、コンピュータに、前記画像情報を、所定の変換関数で変
換した変換画像情報を生成させるプログラムコード手段
と、コンピュータに、前記識別情報を、前記変換関数で逆変
換した変換識別情報を生成させるプログラムコード手段
と、コンピュータに、前記変換識別情報を並行移動させるプ
ログラムコード手段と、コンピュータに、並行移動した変換識別情報を、前記変
換関数で変換した変位識別情報を生成させるプログラム
コード手段と、コンピュータに、生成した変位識別情報に、強度変数を
乗じた透かし情報を生成させるプログラムコード手段
と、コンピュータに、生成した透かし情報を電子透かしとし
て、変換画像情報と合成させるプログラムコード手段
と、コンピュータに、透かし情報を合成した変換画像情報
を、前記変換関数で逆変換した透かし入り画像情報を生
成させるプログラムコード手段とを含むコンピュータプ
ログラムを記録してあることを特徴とするコンピュータ
での読み取りが可能な記録媒体。
【請求項１６】コンピュータに、画像情報、及び該画
像情報の電子透かしとなる透かし情報を合成させるプロ
グラムの伝送に使用する伝送媒体において、コンピュータに、前記画像情報を、所定の変換関数で変
換した変換画像情報を生成させるプログラムコード手段
と、コンピュータに、前記識別情報を、前記変換関数で逆変
換した変換識別情報を生成させるプログラムコード手段
と、コンピュータに、前記変換識別情報を並行移動させるプ
ログラムコード手段と、コンピュータに、並行移動した変換識別情報を、前記変
換関数で変換した変位識別情報を生成させるプログラム
コード手段と、コンピュータに、生成した変位識別情報に、強度変数を
乗じた透かし情報を生成させるプログラムコード手段
と、コンピュータに、生成した透かし情報を電子透かしとし
て、変換画像情報と合成させるプログラムコード手段
と、コンピュータに、透かし情報を合成した変換画像情報
を、前記変換関数で逆変換した透かし入り画像情報を生
成させるプログラムコード手段とを含むコンピュータプ
ログラムの伝送に使用するものであることを特徴とする
伝送媒体。