JP2003152979A

JP2003152979A - 文書印刷装置および文書印刷方法

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Publication number: JP2003152979A
Application number: JP2001345086A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Otake; 正敏大竹; Mikiro Kawahara; 三紀郎河原; Sobai Kaku; 素梅郭
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2003-05-23

Abstract

(57)【要約】【課題】偽造された印刷物を摘発することができる文
書印刷装置を提供する。【解決手段】文書印刷装置１に、電子文書が記憶され
た電子文書記憶部２と、管理情報が記憶された管理情報
記憶部３と、前記電子文書記憶部２に記憶された電子文
書と前記管理情報記憶部３に記憶された管理情報とを入
力し、前記電子文書内に前記管理情報を電子透かし情報
として埋め込み、電子透かし情報が埋め込まれた電子文
書を出力する電子透かし合成部４と、この電子透かし合
成部４から出力された電子透かし情報が埋め込まれた電
子文書に基づいて文書を印刷し、前記管理情報記憶部３
に記憶された該当する管理情報を更新する文書印刷部５
とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子文書に電子透
かし情報を埋め込んで印刷を行う文書印刷装置および文
書印刷方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子文書の不正コピーを摘発するため
に、電子透かし技術が用いられている。電子透かし技術
とは、電子文書に、表面的には知覚できない形で所定の
情報を埋め込むものである。なお、ここで言う電子文書
とは、デジタル化された文字データのみならず、静止画
像データ、動画像データ、オーディオデータ等のデジタ
ル化されたマルチメディアデータも含むものとする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の電子透かし技術
は、電子文書での不正コピーを摘発することはできた
が、偽造された印刷物を摘発することはできなかった。
これは、印刷物（紙面などに印刷された文書）からは、
電子透かし情報を読み出すことができなかったからであ
る。電子透かし情報を読み出すことができなかった理由
は、印刷や読み出しの際に、電子透かし情報に対応する
印刷箇所のコントラストが変化して、電子透かし情報が
失われてしまう、または、印刷物の退色や劣化等による
ためである。

【０００４】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、偽造された印刷物を摘発することができ
る文書印刷装置および文書印刷方法を提供するものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、電子文書が記憶された電子文書記憶部と、管理情
報が記憶された管理情報記憶部と、前記電子文書記憶部
に記憶された電子文書と前記管理情報記憶部に記憶され
た管理情報とを入力し、前記電子文書内に前記管理情報
を電子透かし情報として埋め込み、電子透かし情報が埋
め込まれた電子文書を出力する電子透かし合成部と、こ
の電子透かし合成部から出力された電子透かし情報が埋
め込まれた電子文書に基づいて文書を印刷し、前記管理
情報記憶部に記憶された該当する管理情報を更新する文
書印刷部とを有することを特徴とする文書印刷装置であ
る。

【０００６】請求項２に記載の発明は、所定の暗号鍵
を用いて前記電子文書記憶部に記憶された電子文書から
メッセージダイジェストを生成するメッセージダイジェ
スト生成部を有し、前記電子透かし合成部は、前記管理
情報に加えて前記メッセージダイジェスト生成部によっ
て生成されたメッセージダイジェストをも電子透かし情
報として前記電子文書に埋め込むことを特徴とする請求
項１に記載の文書印刷装置である。

【０００７】請求項３に記載の発明は、管理者が管理
する管理者パスフレーズから暗号鍵を生成する暗号鍵生
成部を有し、前記メッセージダイジェスト生成部は、前
記暗号鍵生成部によって生成された暗号鍵を用いて前記
電子文書記憶部に記憶された電子文書からメッセージダ
イジェストを生成することを特徴とする請求項２に記載
の文書印刷装置である。

【０００８】請求項４に記載の発明は、電子文書を記
憶する電子文書記憶ステップと、管理情報を記憶する管
理情報記憶ステップと、前記電子文書記憶ステップで記
憶された電子文書と前記管理情報記憶ステップで記憶さ
れた管理情報とを入力し、前記電子文書内に前記管理情
報を電子透かし情報として埋め込み、電子透かし情報が
埋め込まれた電子文書を出力する電子透かし合成ステッ
プと、この電子透かし合成ステップで出力された電子透
かし情報が埋め込まれた電子文書に基づいて文書を印刷
し、前記管理情報記憶ステップで記憶された該当する管
理情報を更新する文書印刷ステップとを有することを特
徴とする文書印刷方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形
態における文書印刷装置１の構成を示すブロック図で
ある。この文書印刷装置１は、電子文書記憶部２、管
理情報記憶部３、電子透かし合成部４、文書印刷部５
を有する。

【００１０】電子文書記憶部２には、電子透かし情報が
埋め込まれる前の電子文書（原電子文書）が記憶され
る。なお、ここで言う電子文書とは、デジタル化された
文字データのみならず、デジタル化された静止画像デー
タ、動画像データ、オーディオデータ等のマルチメディ
アデータをも含むものとする。管理情報記憶部３には管
理情報が記憶される。管理情報とは、電子文書または印
刷物（紙面に印刷された文書）を管理するための情報で
あり、例えば、文書ＩＤ、印刷回数、総印刷部数等のこ
とである。

【００１１】電子透かし合成部４は、電子文書に電子透
かし情報を埋め込む。すなわち、電子透かし合成部４
は、電子文書記憶部２から送られる電子文書と、管理情
報記憶部３から送られる管理情報とを入力し、管理情報
を電子透かし情報にして電子文書に埋め込み、電子透か
し情報が埋め込まれた電子文書（以下、電子透かし入り
電子文書という）を文書印刷部５に送る。なお、電子文
書に電子透かし情報を埋め込む方法については、後述す
る。

【００１２】文書印刷部５は、電子透かし合成部４から
送られた電子透かし入り電子文書を紙面に印刷する。電
子透かし情報は、電子透かし入り電子文書が印刷された
印刷物においては、背景や地紋の中に隠されていたり、
文字の輪郭に隠されていたり、写真などの画像の中に隠
されていたりする。

【００１３】本実施形態における文書印刷装置１には、
コンピュータ（電子計算機）が内蔵されている。そし
て、電子文書記憶部２および管理情報記憶部３は、コン
ピュータに内蔵または接続されるハードディスク、フレ
キシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ（CD-Recor
dable）、ＣＤ−ＲＷ（CD-ReWritable）、光磁気ディス
ク、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memor
y）あるいはこれらの組み合わせによって構成される。

【００１４】また、電子透かし合成部４は、専用のハー
ドウェアによって実現されるものであっても、コンピュ
ータ内のソフトウェアによって実現されるものであって
もよい。ここで言うソフトウェアとは、コンピュータ内
のメモリにロードされるプログラムのことである。

【００１５】なお、上記のプログラムをコンピュータ読
み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録
されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行さ
せることにより、電子透かし合成部４の機能を実現して
もよい。ここで言う「コンピュータ読み取り可能な記録
媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、
ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等の可搬媒体や、
コンピュータに内蔵されるハードディスク等の記憶装置
のことである。

【００１６】図２は、本実施形態における文書印刷装
置１の動作を示すフローチャートである。なお、以下の
説明におけるＳ１等の符号は、フローチャート中のステ
ップを表す。まず、電子透かし合成部４が、管理情報か
ら電子透かし情報を生成し（Ｓ１）、生成した電子透か
し情報を電子文書に付加する（Ｓ２）。すなわち、電子
透かし情報を電子文書の背景、地紋、文字の輪郭、画像
等に埋め込む。そして、文書印刷部５が、電子透かし入
りの電子文書から印刷物（印刷文書）を作成し（Ｓ
３）、文書の印刷実績に基づいて管理情報を更新する
（Ｓ４）。

【００１７】本実施形態における文書印刷装置１によっ
て作成された印刷物（紙面に印刷された文書）からは、
電子透かし情報として管理情報を読み出すことができる
ので、偽造された印刷物を摘発することができる。例え
ば、電子文書記憶部２に記憶された、電子透かし情報が
入っていない電子文書（原電子文書）が何者かによって
盗まれ、この何者かが、盗んだ電子文書を印刷したとす
る。すると、この何者かが作った盗まれた電子文書によ
る印刷物には、電子透かし情報として管理情報が埋め込
まれていないので、この何者かが作った盗まれた電子文
書による印刷物を、偽造または改ざんされたものとして
摘発することができる。さらに、コピー牽制パターンが
印刷されている用紙に対して、本実施形態における文書
印刷装置１による印刷を行うと、印刷物の光学的コピー
による複製物についても、偽造されたものとして摘発が
できる。

【００１８】また、本実施形態における文書印刷装置１
によって作成された印刷物（紙面に印刷された文書）か
らは、電子透かし情報として管理情報を読み出すことが
できるので、印刷物のデザインを損なうことなく、管理
情報を印刷物に付加することができる。すなわち、従来
の印刷物には、管理用のバーコードが全て又は一部のペ
ージに印刷されたものがあったが、これは、デザイン上
望ましくない場合が多かった。これに対して、本実施形
態における文書印刷装置１によって作成された印刷物に
は、読者には見えない電子透かし情報として管理情報が
埋め込まれているので、印刷物のデザインを損なうこと
がない。なお、ここで言う印刷物とは、例えば、書籍、
雑誌、コミック、ちらし、カタログ、壁紙、パッケー
ジ、証券、カード等のことである。

【００１９】図３は、本発明の第２の実施形態におけ
る文書印刷装置１ａの構成を示すブロック図である。こ
の文書印刷装置１ａは、第１の実施形態における文書印
刷装置１が有する構成に加えて、管理者パスフレーズ入
力部６、暗号鍵生成部７、メッセージダイジェスト生
成部８を有する。

【００２０】管理者パスフレーズ入力部６には、この文
書印刷装置１ａの管理者が管理する管理者パスフレーズ
が入力される。管理者パスフレーズ入力部６は、入力さ
れた管理者パスフレーズを暗号鍵生成部７に送る。暗号
鍵生成部７は、管理者パスフレーズ入力部６から送られ
た管理者パスフレーズから暗号鍵を生成し、生成した暗
号鍵をメッセージダイジェスト生成部８に送る。メッセ
ージダイジェスト生成部８は、暗号鍵生成部７から送ら
れた暗号鍵を用いて、電子文書記憶部２に記憶された電
子文書（原電子文書）からメッセージダイジェストを生
成し、生成したメッセージダイジェストを電子透かし合
成部４に送る。パスフレーズとは、パスワードより長い
数字や文字列による符号である。このパスフレーズは、
電子文書の偽造防止、電子文書の信頼性を維持するため
に使用される。なお、パスフレーズは、パスワードであ
っても良い。

【００２１】従って、電子透かし合成部４は、管理情報
記憶部３から送られる管理情報と共に、メッセージダイ
ジェスト生成部８から送られるメッセージダイジェスト
をも電子透かし情報にして電子文書（原電子文書）に埋
め込む。

【００２２】図４は、上述したメッセージダイジェス
トを生成する動作を示す図である。図４（ａ）は、文書
データ本体（電子文書）からメッセージダイジェストを
生成する動作を示す図である。文書データ本体（電子文
書）から、暗号鍵を用いて、例えば、暗号方式として共
通鍵暗号ＣＢＣモードを使用してメッセージダイジェス
トを作成し、文書データ本体（電子文書）のメッセージ
ダイジェストとする。そして、このメッセージダイジェ
ストを電子透かし情報として電子文書に埋め込む。電子
透かし情報を暗号化すると、文書データ本体（電子文
書）および電子透かしの埋め込み方法を盗まれた場合で
あっても、メッセージダイジェストの作成方法が不明で
あるので、真正な電子透かし入り電子文書と同一の電子
透かし情報が入った文書データ本体を偽造することが難
しくなる。

【００２３】図４（ｂ）は、管理者パスフレーズから暗
号鍵を生成する動作を示す図である。上述したケース
で、文書印刷装置１ａの管理者のみが知り得る管理者パ
スフレーズから暗号鍵を生成するようにすれば、本物と
同一の電子透かし情報が入った文書データ本体を偽造す
ることが更に難しくなる。なお、図４（ｂ）にて生成さ
れた暗号鍵は、図４（ａ）の暗号鍵として利用される。

【００２４】図５は、本実施形態における文書印刷装
置１ａの動作を示すフローチャートである。なお、以下
の説明におけるＳ１１等の符号は、フローチャート中の
ステップを表す。管理者が、管理者パスフレーズ入力部
６に管理者パスフレーズを入力する（Ｓ１１）と、この
管理者パスフレーズ入力部６は、入力された管理者パス
フレーズを暗号鍵生成部７に送る。暗号鍵生成部７は、
管理者パスフレーズから暗号鍵を生成する（Ｓ１２）。
そして、メッセージダイジェスト生成部８が、暗号鍵を
用いて電子文書記憶部２に記憶されている電子文書から
メッセージダイジェストを作成する（Ｓ１３）。

【００２５】そして、電子透かし合成部４が、管理情報
記憶部３に記憶された管理情報および上記のメッセージ
ダイジェストから電子透かし情報を生成し（Ｓ１４）、
生成した電子透かし情報を電子文書に付加する（Ｓ１
５）。すなわち、電子透かし情報を電子文書の背景、地
紋、文字の輪郭、画像等のいずれかの箇所に埋め込む。
そして、文書印刷部５が、電子透かし入りの電子文書か
ら印刷物（印刷文書）を作成し（Ｓ１６）、この印刷文
書の印刷実績に基づいて管理情報記憶部３に記憶されて
いる、該当する電子文書の管理情報を更新する（Ｓ１
７）。この管理情報を更新することにより、文書が、い
つ（時）、誰が、何版目、何部など印刷した際に得る又
は得られる情報から、文書を管理し、偽造や改ざんの防
止に役立てることができる。

【００２６】本実施形態における文書印刷装置１ａによ
って作成された印刷物（紙面に印刷された電子文書）か
らは、電子透かし情報として、元の電子文書（原電子文
書）から作成したメッセージダイジェストを読み出すこ
とができるので、印刷物が偽造されたか否かの判断をす
ることができる。例えば、何者かが、正当な手段で作成
された印刷物の一部を改ざんした印刷物を作ったとす
る。すると、この何者かが作った一部が改ざんされた印
刷物には、電子透かし情報としてメッセージダイジェス
トが埋め込まれてはいるものの、埋め込まれているメッ
セージダイジェストと、印刷物（印刷された電子文書）
とが一致しない。すなわち、印刷された電子文書からメ
ッセージダイジェストを作成し、このメッセージダイジ
ェストと、印刷物に埋め込まれていたメッセージダイジ
ェストとを比較すると、両者は一致しない。これによ
り、この印刷物は、電子文書の一部を改ざんされたもの
と判定することができる。また、電子透かし情報を電子
文書の全体に埋め込んでおけば、改ざんの箇所を特定す
ることもできる。

【００２７】次に、上述してきた電子文書（原電子文
書）に電子透かし情報を埋め込む方法の一例について説
明する。上述した実施形態における電子透かし情報は、
より高いロバスト性を得ることを目的として、スペクト
ル拡散とウェーブレット変換を利用する。この他にも、
電子透かし情報を埋め込む方法は多々ある。また、電子
透かし情報を埋め込む対象の情報として、後述では、画
像を用いているが、文書、音声等でも同様な埋め込む方
法が用いられる。

【００２８】（電子透かし情報のスペクトル拡散の方
法）まず、電子透かし情報のスペクトル拡散について説
明する。第１に、鍵情報を用いてバイナリデータである
電子透かし情報Ｂを符号化する。鍵ｋｅｙ１を初期値と
する疑似乱数系列ｍn 、および予め定められている実数
パラメータαを用いて、長さＮの拡散系列ｘn を以下の
ようにして算出する。

【数１】

【００２９】なお、ここで生成して用いる乱数系列は、
暗号学的に安全性の高いものを利用することが好まし
い。この疑似乱数系列の生成には、例えば、Ｇｏｌｄ
Ｃｏｄｅ，ＫａｓａｍｉＣｏｄｅ，Ｍ−ｓｅｑｕｅｎ
ｃｅ，Ｐｅｒｆｅｃｔｍａｐなどを利用する。

【００３０】次に、電子透かし情報ＢをＬ進数（Ｌ≧
２）に基数変換し、変換後の各桁の値（以下、これを
「シンボル値」と言う）をＳｋ（０≦ｋ＜Ｋ）とする。
そして、ｋ＝０，１，・・・，Ｋ−１について、次の数
式により表わされる処理を実行する。

【数２】

【００３１】（拡散された電子透かし情報の検出方法）
次に、上記手順により生成された拡散系列から、電子透
かし情報を取り出す方法について説明する。まず、鍵情
報ｋｅｙ１を基に疑似乱数系列ｍn を求める。また、得
られた拡散された電子透かし情報をｙn とする。そし
て、上記擬似乱数系列を用いて、次の数式により、長さ
Ｎのシンボル値検出用系列ｑn(k,l) を求める。

【数３】

【００３２】すべてのｎについて、数式（３）の処理を
実行した後、ｑn(k,l) の平均値が０となるようにシフ
トする。

【００３３】そして、このｑn(k,l) と拡散された電子
透かし情報ｙn とから、l ＝０，１，・・・，Ｌ−１に
ついて、シンボルレスポンス値Ｚl を以下の数式により
求める。

【数４】

【００３４】このようにして求められたＺl が最大値を
とる時のl が、検出されたシンボル値であり、このシン
ボル値を基数変換することにより、元の電子透かし情報
Ｂを取り出すことができる。

【００３５】（フーリエ変換の平行移動不変特性）次
に、電子透かし情報を画像化した電子透かし画像を平行
移動してもフーリエ変換の結果得られる振幅成分が不変
であることを説明する。図６は、画像の平行移動とそ
の画像をフーリエ変換した結果との関係を示す参考図で
ある。まず、電子透かし画像のみを繰り返し配列したタ
イリングによって構成されている画像を例にとって考え
る。図６（ａ）は、Ｍ画素×Ｍ画素の電子透かし画像を
２×２の４枚配列した画像（２Ｍ画素×２Ｍ画素）を示
している。ここで、左上の電子透かし画像の開始座標か
ら（Ｏx,Ｏy ）だけオフセットした位置からＭ画素×Ｍ
画素のブロック画像を切り出して離散フーリエ変換して
得られる係数行列をＦ（ｕ, ｖ）とする。フーリエ変換
の平行移動に関する性質から、埋込処理によって変更さ
れた係数Ｗ（ｕn,ｖn ）とＦ（ｕn,ｖn ）との間には、
次式の関係が成り立つ。

【数５】

【００３６】つまり、図６（ｂ）に示すように、Ｗ（ｕ
n,ｖn ）とＦ（ｕn,ｖn ）との間に、係数の次数とオフ
セットに応じた位相差が生じる。ところが、振幅成分に
着目すると、平行移動に関係なく一定（図６（ｂ）にお
けるｒ）である。従って、振幅成分に対して電子透かし
情報を合成すれば、平行移動に関係なく透かし成分を取
り出すことが可能となる。この性質を利用することによ
って、画像が切り抜かれた場合にも電子透かし情報を検
出することが可能となる。

【００３７】一方、電子透かし画像が原画像に加算され
て電子透かし入り画像となっている場合には、Ｆ（ｕn,
ｖn ）は、平行移動前後間の原画像に対応する成分の差
によって大きく異なる値をとることになる。しかしなが
ら、この原画像による影響を大きな雑音として考える
と、前述したスペクトル拡散のような雑音に強い変調方
式を用いることによって、このような場合にも信号を検
出して、電子透かし情報を取り出すことが可能であると
考えられる。

【００３８】（電子透かしの合成手順）次に、上で説明
したスペクトル拡散の方法とフーリエ変換の平行移動不
変特性、およびウェーブレット変換の周波数解析特性を
利用することによって、ロバスト性に優れた電子透かし
情報を合成する手順について説明する。図７は、電子
透かし合成手順を示す流れ図である。図７において、符
号１００は原画像データ、１１１および１１２は、それ
ぞれ、原画像データ１００をフーリエ変換（２１０）す
ることによって得られる振幅情報および位相情報であ
る。また、１２０は原画像データ１００に埋め込む電子
透かし情報、１２１は電子透かし情報１２０をスペクト
ル拡散（２２０）して得られる拡散された電子透かし情
報である。また、１５０は、この合成手順の結果得られ
る電子透かし埋め込み済み画像データである。

【００３９】以下、図７を参照しながら、合成手順の詳
細を説明する。

【００４０】原画像データ（１００）をｆ（ｘ，ｙ）と
する。この原画像データｆ（ｘ，ｙ）をＭ画素×Ｍ画素
のブロックに分割し、それをｂ（ｎ1,ｎ2 ）と表す。そ
して、ｂ（ｎ1,ｎ2 ）を次式によりフーリエ変換（２１
０）して、Ｆ（ｕ，ｖ）を求める。但し、ここで、ｊは
虚数単位である。

【数６】

【００４１】このＦ（ｕ，ｖ）の振幅成分（振幅情報１
１１）と位相成分（位相情報１１２）をそれぞれ次のよ
うに表わす。

【数７】

【数８】

【００４２】次に、鍵情報ｋｅｙ２から生成される疑似
乱数数列を用いて、整数値の組（ｕn,ｖn ）（０≦ｎ＜
Ｎ）を重複がないように選ぶ。ただし、（ｕn,ｖn ）は
埋め込み処理を行う予め定められた中間周波数帯の中に
あるようにする。

【００４３】つまり、ｓｑｒｔ（ｕn＾２＋ｖn＾２）の
値が所定の上限値と下限値の範囲内にあるように（ｕn,
ｖn ）の組を選択する。但し、ここで「ｓｑｒｔ（）」
は平方根を表わし、「＾」はべき乗を表わす。具体的に
は、例えば、前述のブロック画像のサイズＭを用いて
（Ｍ／１６）≦ｓｑｒｔ（ｕn＾２＋ｖn＾２）≦（Ｍ／
４）を満足するように（ｕn,ｖn ）の組を選択すること
が好ましい。

【００４４】このような（ｕn,ｖn ）および任意の実数
ｐｏｗｅｒ１を用いて、次式で示すように、電子透かし
情報（１２０）を基に求められた拡散された透かし情報
ｘn（１２１）を振幅成分Ａｍｐ（ｕ，ｖ）に合成する
（２２５、第１合成過程、第１合成部）。

【数９】

【数１０】

【００４５】最後に逆フーリエ変換（２３０）を実行
し、電子透かし情報を合成したブロック画像ｂ′（ｘ、
ｙ）を得る。以上の処理を、分割したすべてのブロック
に対して実行することによって、電子透かし情報を合成
した画像ｆ′（ｘ、ｙ）を得る。

【００４６】次に、電子透かし情報の合成によるノイズ
を画像の局所的な特徴に合わせることで、ノイズを低減
させる手順を説明する。まず、原画像データをウェーブ
レット変換することによって、局所的な画像の特徴を取
り出してみる。ウェーブレット変換（２４２）により、
原画像ｆ（ｘ，ｙ）はサブバンド画像に分解され、互い
に直行する部分画像（Ｄj(n)ｆ）（ｘ，ｙ）で表わされ
る。そして、この部分画像（Ｄj(n)ｆ）（ｘ，ｙ）を用
いて、解像度ｊにおけるＤj の成分のエネルギーＰj ｆ
（ｘ，ｙ）を次式により求める。

【数１１】

【００４７】このように求められたＰj ｆ（ｘ，ｙ）を
最近傍法により２＾(−ｊ)倍拡大し、原画像と同じ大き
さのエネルギーマップデータＥn （ｘ，ｙ）を得る（高
周波エネルギーデータの算出２４２）。このマップデー
タが所定値以下になるように次式に示す方法で閾値処理
を施す。

【数１２】

【００４８】次に、下の式のように、電子透かし情報を
合成した画像ｆ′（ｘ、ｙ）と原画像データｆ（ｘ、
ｙ）との差分Ｄｉｆｆ（ｘ，ｙ）を求める（２３５）。

【数１３】

【００４９】最後に、エネルギーマップデータＥn
（ｘ，ｙ）を利用して、重みマスクＥn（ｘ，ｙ）・ｐ
ｏｗｅｒ２（ｐｏｗｅｒ２は任意の正の実数）を作成し
（２４６）、再度、電子透かし情報を原画像データｆ
（ｘ，ｙ）に合成する（２５０，２５５、第２合成過
程、第２合成部）。すなわち、次式の通りである。

【数１４】

【００５０】数式（１４）で得られるｆ′（ｘ，ｙ）
が、電子透かし埋め込み済み画像データ（１５０）であ
る。このように、ウェーブレット変換を用いることによ
って、人間に知覚されにくく、高いロバスト性を持つ電
子透かし情報を埋め込んだ画像データを得ることができ
る。

【００５１】（電子透かし情報の検出手順）次に、上記
手順によって埋め込まれた電子透かし情報の検出の手順
について説明する。図８は、電子透かし検出手順を示
す流れ図である。図８において、符号１５０ｓは透かし
検出対象となる電子透かし埋め込み済み画像データ、１
６０は電子透かし埋め込み済み画像データ１５０ｓを基
に得られる振幅情報、１７０はシンボル値検出用系列、
１２０はこの検出手順の結果抽出される電子透かし情報
である。

【００５２】以下、図８を参照しながら、電子透かし検
出手順の詳細について説明する。まず、検出対象画像
ｆ′（ｘ，ｙ）（電子透かし埋め込み済み画像データ１
５０ｓ）をＭ画素×Ｍ画素のブロックｂ′（ｎ1,ｎ2 ）
に分割して離散フーリエ変換（２７０）し、Ｆ′（ｕ，
ｖ）を求める。次に、鍵情報ｋｅｙ２を用いて、電子透
かし合成手順における場合と同様に整数列の組（ｕn,ｖ
n ）を作成する。そして、この（ｕn,ｖn ）とＡｍｐ′
（ｕ，ｖ）とから、次式に示すように、電子透かし情報
を持つ振幅成分（振幅情報１６０）を取り出し、ｙn に
格納する。

【数１５】

【００５３】また、擬似乱数系列を基に、長さＮの透か
し情報シンボル値検出用系列ｑn(k,l)を以下のようにし
て得る（１７０）。

【数１６】

【００５４】すべてのｎについて情報シンボル値検出用
系列ｑn(k,l)を求めた後、これらの値の平均値が０とな
るようにシフトする。そして、ｙn とｑn(k,l)とを基
に、数式（４）を用いてシンボルレスポンス値Ｚl を求
める（２８０）。以上の処理を、l ＝０，１，・・・，
Ｌ−１の各々のl について実行し、Ｚl が最大となる時
のl を検出されたシンボル値とする（２９０）。このよ
うに得られたシンボル値l に対して、Ｌ進数の基数変換
を行い、検出された透かし情報Ｓk （１２０）を得る。
なお、電子透かし情報を埋め込む対象を画像として説明
したが、文書、音声などでも同様の処理が行われる。

【００５５】図９は、前述した第１および第２の実施
形態における電子透かし合成部４の詳細構成を示すブロ
ック図である。図９に示すように、電子透かし合成部４
は、透かし情報拡散部５０２と帯域分割部５０４と帯域
選択部５０６と透かし情報埋め込み部５０８とノイズ軽
減化部５１０とデータ合成部５１２とを備えている。透
かし情報拡散部５０２は、図７に示したスペクトル拡散
（２２０）の処理を行う。帯域分割部５０４は、図７に
示したフーリエ変換（２１０）により画像の周波数帯域
を分割する処理を行う。帯域選択部５０６は、数式
（９）および数式（１０）に示した（ｕn,ｖn ）の組を
所定の中間周波数帯の中にあるように選択する処理に対
応する。透かし情報埋め込み部５０８は、数式（９）お
よび数式（１０）を用いて拡散された電子透かし情報を
原画像の振幅成分に合成する処理（図７の符号２２５に
対応）を行う。ノイズ軽減化部５１０は、ウェーブレッ
ト変換を利用してエネルギーマップデータを作成する処
理（図７の符号２４２，２４４，２４６に対応）を行
う。また、データ合成部５１２は、数式（１３）および
数式（１４）を用いた画像の合成に相当する処理を行
う。

【００５６】なお、原画像が単色画像（例えばグレース
ケール画像）である場合には、原画像の明度のチャネル
に透かし情報を埋め込むようにする。また、原画像がカ
ラー画像である場合には、原画像のデータ表現方法に応
じて、明度のチャネルあるいは各原色のチャネルに電子
透かし情報を埋め込むようにする。

【００５７】図１０は、前述の電子透かし検出手順を
組み込んだ電子透かし検出装置の構成を示すブロック図
である。図１０において、符号１５０ｓは検出対象とす
る電子透かし埋め込み済み画像データ、３０２は電子透
かし埋め込み済み画像データ１５０ｓを基に電子透かし
情報を検出する透かし検出処理部、１２０は透かし検出
処理部によって検出され出力される電子透かし情報であ
る。また、３０５は電子透かし埋め込み済み画像データ
１５０ｓを記憶する記憶部である。

【００５８】電子透かし埋め込み済み画像データ１５０
ｓは、記録媒体読み取り手段あるいは通信手段（いずれ
も図示せず）を用いて、デジタルデータとして外部から
取り込む。あるいは、電子透かし情報が埋め込まれた印
刷物１９０をスキャナ３１２を用いてデジタル化するこ
とによって電子透かし埋め込み済み画像データ１５０ｓ
を作成しても良い。

【００５９】図１１は、透かし検出処理部３０２の詳
細構成を示すブロック図である。図１１に示すように、
透かし検出処理部３０２は、帯域分割部５３２と帯域選
択部５３４と透かし情報抽出部５３６とを備えている。
帯域分割部５３２は、図８に示したフーリエ変換（２７
０）により画像の周波数帯域を分割する処理を行う。帯
域選択部５３４は、数式（１５）に示した（ｕn,ｖn ）
の組を所定の中間周波数帯の中にあるように選択する処
理に対応する。透かし情報抽出部は５３６は、この（ｕ
n,ｖn ）の組を用いて電子透かし情報を含んだ振幅成分
を取り出し、数式（４）を用いてシンボルレスポンス値
を算出し、このシンボルレスポンス値を基に電子透かし
情報を抽出する処理（図１１の符号２８０および２９０
に対応）を行う。

【００６０】図１０および図１１からも明らかなよう
に、この電子透かし検出装置は元の原画像データを必要
としないことが特徴である。このような特徴により、当
該電子透かし検出装置そのもののコスト、および同装置
の利用コストの低減化につながるとともに、広い範囲の
画像データや文書、音声を透かし検出の対象とすること
が可能となる。

【００６１】次に、このような電子透かし情報の応用方
法について説明する。第１の応用目的は、不正コピーの
検出である。例えば、画像の権利者に固有の情報（例え
ば、著作権者の氏名又は名称）を電子透かし情報として
埋め込んでおくことにより、その画像が不正にコピーさ
れた場合にも、電子透かし情報を検出することによっ
て、その不正コピーを機械的に発見することが可能とな
る。本発明によれば、元のデジタルデータに限らず、様
々なフィルタリング処理がかけられたり、一部分が改変
されたりした場合や、印刷物からも透かしを検出できる
ため、従来技術による電子透かし情報よりも利用範囲を
大幅に広げることができる。

【００６２】第２の応用目的は、偽造の防止である。例
えば、真正の印刷物には予め本発明による電子透かし情
報を埋め込んでおくこととすると、本願発明による透か
し検出装置を用いることにより、電子透かし情報の埋め
込まれてない偽造印刷物を容易に発見することができ
る。印刷物に埋め込まれている電子透かし情報は人間の
視覚によっては検知されないものであるので、電子透か
し情報の存在そのものを秘密にすることにより、より一
層強力な偽造防止手段とすることができる。

【００６３】なお、上述の電子透かし合成部４および電
子透かし検出装置は、コンピュータを用いて実現しても
よい。そして、上述した電子透かし合成および電子透か
し検出の各過程の処理は、プログラムの形式でコンピュ
ータ読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。
そして、このプログラムをコンピュータが読み出して実
行することにより、上記の処理が行われてもよい。な
お、ここで言う「コンピュータ読み取り可能な記録媒
体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、磁気ハードディスク、半
導体メモリ等のことである。

【００６４】以上述べたように、本発明では、スペクト
ル拡散とウェーブレット変換を利用して印刷画像に対し
ても利用できる電子透かし技術を実現している。また、
フーリエ変換の振幅成分を利用するによって、平行移動
不変の性質を生かすことができ、これにより印刷画像を
スキャナで取り込んだ時に生じる解像度の誤差をカバー
でき、かつ切り抜き編集に対して対して有効に検出可能
な電子透かし技術を実現した。

【００６５】なお、上記の説明では、透かし情報を埋め
込む対象を静止画像データとしたが、これ以外のデータ
に透かし情報を埋め込むようにしても良い。例えば、動
画像データや文書データや音声データなどの所定の中間
周波数帯域のみに電子透かし情報を埋め込むようにして
も良い。このような電子透かしを埋め込まれたデータは
ロバスト性が高く、このデータに対して例えばＤ／Ａ変
換およびＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換を施しても
電子透かし情報が保存されており、上記の説明と同様の
方法により、電子透かし情報を検出することができる。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、印刷物（紙面に印刷さ
れた文書）から電子透かし情報として管理情報を読み出
すことができるので、偽造または改ざんされた印刷物を
摘発することができる。また、印刷物のデザインを損な
うことなく、管理情報を印刷物に付加することができ
る。

【００６７】また、本発明によれば、印刷物（紙面に印
刷された文書）から電子透かし情報としてメッセージダ
イジェストを読み出すことができるので、偽造または改
ざんされた印刷物を摘発することができる。

【００６８】また、文書印刷装置の管理者のみが知り得
る管理者パスフレーズから暗号鍵を生成するようにすれ
ば、本物と同一の電子透かし情報が入った文書データを
偽造または改ざんすることが更に難しくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における文書印刷
装置１の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における文書印刷
装置１の動作を示すフローチャートである。

【図３】本発明の第２の実施形態における文書印刷
装置１ａの構成を示すブロック図である。

【図４】メッセージダイジェストを生成する動作を
示す図である。

【図５】本発明の第２の実施形態における文書印刷
装置１ａの動作を示すフローチャートである。

【図６】透かしパターン画像の平行移動とその画像
をフーリエ変換した結果との関係を示す参考図である
（ａ）。また、平行移動前後の位相成分差を示すグラフ
である（ｂ）。

【図７】この発明による電子透かし合成手順を示す
流れ図である。

【図８】この発明による電子透かし検出手順を示す
流れ図である。

【図９】この発明による電子透かし合成部４の詳細
構成を示すブロック図である。

【図１０】この発明による電子透かし検出装置の構
成を示すブロック図である。

【図１１】この発明による電子透かし検出装置にお
ける透かし検出処理部の詳細構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１文書印刷装置１ａ文書印刷装置２電子文書記憶部３管理情報記憶部４電子透かし合成部５文書印刷部６管理者パスフレーズ入力部７暗号鍵生成部８メッセージダイジェスト生成部１００原画像データ１１１振幅情報１１２位相情報１２０電子透かし情
報１２１拡散された電子透かし情報１５０、１５０ｓ電子透かし埋め込み済み画像データ１６０振幅情報１７０シンボル値検
出用系列１９０印刷物２１０フーリエ変換２２０スペクトル拡散２３０逆フーリエ変
換２４２ウェーブレット変換２４４高周波エネルギーの算出２４６重みマスク作成２７０フーリエ変換２８０シンボルレスポンス値算出２９０シンボル値検出３０２透かし検出処
理部３０５記憶部３１２スキャナ５０２透かし情報拡散部５０４帯域分割部５０６帯域選択部５０８透かし情報埋
め込み部５１０ノイズ軽減化部５１２データ合成部５３２帯域分割部５３４帯域選択部５３６透かし情報抽出部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 5/92 Ｈ０４Ｌ 9/00 ６７５Ａ (72)発明者郭素梅東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内Ｆターム(参考） 5B057 CA12 CA16 CB12 CB16 CE08 CF10 5C052 AA01 AA16 DD10 5C053 FA04 FA23 FA27 FA30 LA03 LA11 5C076 AA14 BA06 CA10 5J104 AA08 AA13 AA14 LA02 LA05 NA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子文書が記憶された電子文書記憶部
と、管理情報が記憶された管理情報記憶部と、前記電子文書記憶部に記憶された電子文書と前記管理情
報記憶部に記憶された管理情報とを入力し、前記電子文
書内に前記管理情報を電子透かし情報として埋め込み、
電子透かし情報が埋め込まれた電子文書を出力する電子
透かし合成部と、この電子透かし合成部から出力された電子透かし情報が
埋め込まれた電子文書に基づいて文書を印刷し、前記管
理情報記憶部に記憶された該当する管理情報を更新する
文書印刷部とを有することを特徴とする文書印刷装置。
【請求項２】所定の暗号鍵を用いて前記電子文書記
憶部に記憶された電子文書からメッセージダイジェスト
を生成するメッセージダイジェスト生成部を有し、前記電子透かし合成部は、前記管理情報に加えて前記メ
ッセージダイジェスト生成部によって生成されたメッセ
ージダイジェストをも電子透かし情報として前記電子文
書に埋め込むことを特徴とする請求項１に記載の文書印
刷装置。
【請求項３】管理者が管理する管理者パスフレーズ
から暗号鍵を生成する暗号鍵生成部を有し、前記メッセージダイジェスト生成部は、前記暗号鍵生成
部によって生成された暗号鍵を用いて前記電子文書記憶
部に記憶された電子文書からメッセージダイジェストを
生成することを特徴とする請求項２に記載の文書印刷装
置。
【請求項４】電子文書を記憶する電子文書記憶ステ
ップと、管理情報を記憶する管理情報記憶ステップと、前記電子文書記憶ステップで記憶された電子文書と前記
管理情報記憶ステップで記憶された管理情報とを入力
し、前記電子文書内に前記管理情報を電子透かし情報と
して埋め込み、電子透かし情報が埋め込まれた電子文書
を出力する電子透かし合成ステップと、この電子透かし合成ステップで出力された電子透かし情
報が埋め込まれた電子文書に基づいて文書を印刷し、前
記管理情報記憶ステップで記憶された該当する管理情報
を更新する文書印刷ステップとを有することを特徴とす
る文書印刷方法。