JP2003209676A - 電子透かし埋め込み装置，電子透かし検出装置，電子透かし埋め込み方法，及び，電子透かし検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機密情報の検出時に精度を向上させるための
電子透かし埋め込み装置を提供する。 【解決手段】 透かし画像形成部１００６は，文書画像
を参照して，機密情報１００４を基に透かし画像を作成
する。文書画像を，所定のフィルタによって所定のシン
ボルを識別可能なドットパターンを埋め込むための埋め
込み領域を算出し，埋め込み領域に対し，文字領域の割
合が所定の閾値以下であるか否かを判断し，文字領域の
割合が所定の閾値以下である場合に，埋め込み領域の文
字領域と重ならない領域に，機密情報の少なくとも一部
を成すシンボルを識別可能なドットパターン（シンボル
ユニット）を所定の数埋め込むことを特長とする。文書
画像を参照し，文字領域に重ならない領域にのみ機密情
報を埋め込むため，元の文書がどのようなものであって
も確実に機密情報を埋め込むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，印刷済みの透かし
入り文書に対し文字列の追加や消去などの変更が行われ
た場合に，その文書をスキャナ等でコンビュータに入力
して処理を行うことにより，原本からの変更の有無やそ
の位置を特定するための電子透かし埋め込み／検出技術
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】画像や文書データなどにコピー・偽造防
止のための情報や機密情報を人の目には見えない形で埋
め込む「電子透かし」は，保存やデータの受け渡しがす
べて電子媒体上で行われることを前提としており，透か
しによって埋め込まれている情報の劣化や消失がないた
め確実に情報検出を行うことができる。これと同様に，
紙媒体に印刷された文書に対しても，文書が不正に改ざ
んされたりコピーされることを防ぐために，文字以外の
視覚的に目障りではない形式でかつ容易に改ざんが不可
能であるような機密情報を印刷文書に埋め込む方法が必
要となっている。

【０００３】印刷物として最も広く利用される白黒の二
値の文書に対する電子透かし埋め込み方法としては，以
下のような技術が知られている。

【０００４】［１］特開平９−１７９４９４「機密情報
記録方法」 ４００ｄｐｉ以上のプリンタで印刷されることを想定す
る。情報を数値化し，基準点マークと位置判別マークと
の距離（ドット数）により情報の表現を行う。

【０００５】［２］特開２００１−７８００６「白黒２
値文書画像への透かし情報埋め込み・検出方法及びその
装置」 任意の文字列を囲む最小矩形をいくつかのブロックに分
割し，それらを２つのグループ（グループ１，グループ
２）に分ける（グループの数は３つ以上でも良い）。例
えば信号が１の場合はグループ１のブロック中の特徴量
を増やしグループ２の各ブロック中の特徴量を減らす。
信号が０の場合は逆の操作を行う。ブロック中の特徴量
は，文字領域の画素数や文字の太さ，ブロックを垂直に
スキャンして最初に文字領域にぶつかる点までの距離な
どである。

【０００６】［３］特開２００１−５３９５４「情報埋
込み装置，情報読み出し装置，電子透かしシステム，情
報埋め込み方法，情報読み出し方法及び記録媒体」 １つの文字を囲む最小矩形の幅と高さをその文字に対す
る特徴量として定め，２つ以上の文字間での特徴量の大
小関係の分類パターンによりシンボルを表すものとす
る。例えば３つの文字からは６つの特徴量が定義でき，
これらの大小関係のパターンの組合わせを列挙し，これ
らの組合わせを２つのグループに分類し，それぞれにシ
ンボルを与える。埋め込む情報がシンボル０であって，
これを表すために選択された文字の特徴量の組合わせパ
ターンがシンボル１であった場合，６つの特徴量のうち
いずれかを文字領域を膨らませるなどして変化させる。
変化させるパターンは変化量が最小となるように選択す
る。

【０００７】［４］特願平１０−２００７４３「文書処
理装置」 万線スクリーン（細かい平行線で構成された特殊スクリ
ーン）のスクリーン線を後方に移動させるかどうかによ
り情報を表現する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで，印刷済みの
文書に対する文字の上書きまたは消去などの変更が行わ
れた場合，変更箇所を知るためには原本との比較が必要
である。手書きなどで変更が行われた場合には，印刷文
字と異なるためにすぐ見分けがつくが，同じフォントで
上書き印刷を行った場合などには，変更箇所を見分ける
ことが困難になる。従来例［１］〜［４］の中には，印
刷文書内に埋め込んだ情報が正しく読み取れなくなるこ
とによって改ざんの有無を判定する方法もあるが，紙面
の汚れや印刷時や読み取り時に雑音が付加された場合な
どでも情報が読み取れなくなるため，検出精度は高くな
い。

【０００９】本発明は，従来の電子透かし埋め込み／検
出技術が有する上記問題点に鑑みてなされたものであ
り，本発明の目的は，機密情報の検出精度を向上させる
ことの可能な，新規かつ改良された電子透かし埋め込み
装置，電子透かし検出装置，電子透かし埋め込み方法，
及び，電子透かし検出方法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め，本発明の第１の観点によれば，文書画像に対して電
子透かしにより機密情報を埋め込む，電子透かし埋め込
み装置が提供される。本発明の電子透かし埋め込み装置
（１００１）は，前記文書画像を参照して，前記機密情
報（１００４）を基に透かし画像を作成する透かし画像
形成部（１００６）を備え，前記透かし画像形成部（１
００６）は，前記文書画像を，所定のフィルタによって
所定のシンボルを識別可能なドットパターンを埋め込む
ための埋め込み領域を算出し，前記埋め込み領域に対
し，文字領域の割合が所定の閾値以下であるか否かを判
断し，文字領域の割合が所定の閾値以下である場合に，
前記埋め込み領域の文字領域と重ならない領域に，前記
機密情報の少なくとも一部を成すシンボルを識別可能な
ドットパターン（シンボルユニット）を所定の数埋め込
むことを特長とする。

【００１１】また，前記透かし画像形成部（１００６）
は，文字領域の割合が所定の閾値を超える前記埋め込み
領域の，文字領域と重ならない領域に，前記シンボルユ
ニットを複数種類，所定の数ずつ埋め込むことを特長と
する。

【００１２】また，前記透かし画像形成部（１００６）
は，前記埋め込み領域の文字領域と重なる領域に，前記
機密情報とは無関係のシンボルであるドットパターン
（背景ユニット）を埋め込むことを特長とする。

【００１３】また，上記課題を解決するため，本発明の
第２の観点によれば，文書画像に対して電子透かしによ
り埋め込まれた機密情報を検出する，電子透かし検出装
置が提供される。本発明の電子透かし検出装置（１００
２）において，前記文書画像は，所定のフィルタによっ
て所定のシンボルを識別可能なドットパターンを埋め込
むための複数の埋め込み領域に分割され，前記各埋め込
み領域に，前記機密情報の少なくとも一部を成すシンボ
ルを識別可能なドットパターン（シンボルユニット），
あるいは，前記機密情報とは無関係のシンボルであるド
ットパターン（背景ユニット）が埋め込まれることによ
って，前記機密情報が埋め込まれている。

【００１４】そして，前記機密情報を検出する透かし検
出部（１０１１）を備え，前記透かし検出部は，前記ド
ットパターンから所定のシンボルを識別可能な複数種類
のフィルタを備え，前記各埋め込み領域ごとに，前記複
数種類のフィルタによりマッチングを行い，一の前記フ
ィルタのマッチング数が他のすべての前記フィルタのマ
ッチング数に比べて非常に大きい前記埋め込み領域か
ら，前記一のフィルタに対応する，前記機密情報の少な
くとも一部を検出することを特徴とする。

【００１５】また，前記透かし検出部は，前記各フィル
タのマッチング数の間に差が無い前記埋め込み領域から
は，前記機密情報を検出しないことを特徴とする。

【００１６】また，上記課題を解決するため，本発明の
第３の観点によれば，文書画像に対して電子透かしによ
り機密情報を埋め込む，電子透かし埋め込み方法が提供
される。本発明の電子透かし埋め込み方法は，以下の第
１〜第５工程を含むことを特徴とする。 前記文書画像を，所定のフィルタによって所定のシン
ボルを識別可能なドットパターンを埋め込むための複数
の埋め込み領域に分割する第１工程。 前記各埋め込み領域ごとに，文字領域の割合が所定の
閾値以下であるか否かを判断する第２工程。 文字領域の割合が所定の閾値以下である場合に，前記
埋め込み領域の文字領域と重ならない領域に，前記機密
情報の少なくとも一部を成すシンボルを識別可能なドッ
トパターン（シンボルユニット）を所定の数埋め込む第
３工程。 文字領域の割合が所定の閾値を超える前記埋め込み領
域の，文字領域と重ならない領域に，前記シンボルユニ
ットを複数種類，所定の数ずつ埋め込む第４工程。 前記埋め込み領域の文字領域と重なる領域に，前記機
密情報とは無関係のシンボルであるドットパターン（背
景ユニット）を埋め込む第５工程。

【００１７】また，上記課題を解決するため，本発明の
第４の観点によれば，文書画像に対して電子透かしによ
り埋め込まれた機密情報を検出する，電子透かし検出方
法が提供される。本発明の電子透かし検出方法におい
て，前記文書画像は，所定のフィルタによって所定のシ
ンボルを識別可能なドットパターンを埋め込むための複
数の埋め込み領域に分割され，前記各埋め込み領域に，
前記機密情報の少なくとも一部を成すシンボルを識別可
能なドットパターン（シンボルユニット），あるいは，
前記機密情報とは無関係のシンボルであるドットパター
ン（背景ユニット）が埋め込まれることによって，前記
機密情報が埋め込まれている。

【００１８】そして，前記各埋め込み領域ごとに，複数
種類のフィルタによりマッチングを行い，一の前記フィ
ルタのマッチング数が他のすべての前記フィルタのマッ
チング数に比べて非常に大きい前記埋め込み領域から
は，前記一のフィルタに対応する，前記機密情報の少な
くとも一部を検出し，前記各フィルタのマッチング数の
間に差が無い前記埋め込み領域からは，前記機密情報を
検出しないことを特徴とする。

【００１９】上記電子透かし埋め込み装置，電子透かし
検出装置，電子透かし埋め込み方法，及び，電子透かし
検出装置によれば，以下のような効果が得られる， （ａ）電子透かしを挿入する文書画像の文字の配置状態
を参照し，文字領域以外の領域にのみ機密情報の一部を
成す有効なシンボルユニットを埋め込むため，元の文書
がどのようなものであっても確実に機密情報を埋め込む
ことができる。 （ｂ）シンボルユニットを埋め込まない領域には，シン
ボルユニットを複数種類，所定の数ずつ埋め込むことに
より，検出時に，機密情報の一部を成す有効なシンボル
ユニットが埋め込まれていないことを確実に判定でき
る。 （ｃ）埋め込み情報の検出時に，ある領域に対する複数
種類のフィルタの出力値のそれぞれの総和などによりシ
ンボルの判定を行うため，情報検出の精度が高く保たれ
る。

【００２０】また，前記透かし入り文書画像合成部は，
前記機密情報の埋め込み時及び／又は検出時の各種属性
情報を，前記透かし入り文書画像の４隅部分に記録する
ことが好ましい。かかる構成によれば，以下の効果が得
られる。 （ｄ）埋め込んだ信号数などの属性情報をセットする属
性記録領域を信号を埋め込む領域の４隅に設定すること
で，機密情報を検出する際に入出力デバイスのハードウ
ェア的な誤差に影響されることなく正確に属性情報を取
り出すことが可能となり，それ以降の検出精度を向上さ
せることができる。

【００２１】さらに，上記電子透かし検出装置におい
て，改ざん検出を行う機能を追加することが可能であ
る。すなわち，本発明の他の電子透かし検出装置（２０
０１）は，文字消去改ざん検出部（２０１２）をさらに
備え，前記文字消去改ざん検出部は，前記機密情報が埋
め込まれた文書画像を所定の閾値で二値化することによ
り，文字領域の画素値を０，背景領域の画素値を１とし
て文字領域抽出画像を作成し，前記機密情報が埋め込ま
れた文書画像の，前記シンボルユニットが検出できない
領域の画素値を０，シンボルユニットが検出できる領域
の画素値を１としてシンボルユニット抽出画像を作成
し，前記文字領域抽出画像と前記シンボルユニット抽出
画像とを比較することにより（差分画像を生成して），
前記透かし入り文書画像に対する改ざんを検出すること
を特徴とする。かかる構成によれば，さらに以下のよう
な効果が得られる。 （ｅ）印刷された文書に対し，任意の文字列を消去する
ような不正があった場合，その文書の原文がなくても改
ざんが検出でき，改ざん場所も特定できる。

【００２２】さらに，上記電子透かし検出装置におい
て，改ざん検出のための付加情報を機密情報と共に挿入
することにより改ざん検出を行う機能を追加することが
可能である。すなわち，本発明の他の電子透かし検出装
置（３００１）は，前記文書画像に対する前記機密情報
の埋め込み時に埋め込まれた前記シンボルユニットの数
を検出する，埋め込み信号数検出部（３０１３）と，前
記入力画像に対する前記所定のフィルタの出力値を算出
し，各埋め込み領域ごとに記録する，フィルタ出力値算
出部（３０１４）と，前記埋め込み信号数検出部の検出
値と，前記フィルタ出力値算出部の算出値とから，前記
透かし画像に埋め込まれた前記シンボルユニットの数を
検出するための最適な閾値を計算する，最適閾値判定部
（３０１５）と，前記透かし入り文書画像に実際に埋め
込まれている前記シンボルユニットの数を検出する，検
出信号計数部（３０１６）と，前記埋め込み信号数検出
部の検出値と，前記信号検出計数部の計数値とを比較す
ることにより，前記透かし入り文書画像に対する改ざん
の有無を判定する，改ざん判定部（３０１７）と，をさ
らに備えたことを特徴とする。

【００２３】かかる構成によれば，さらに以下のような
効果が得られる。 （ｆ）文書画像をいくつかのブロックに分割し，各ブロ
ック内に埋め込んだシンボルユニット数を記録すること
で，ブロック単位で改ざん検出を行うことができ，改ざ
ん場所の特定が可能となる。 （ｇ）埋め込んだ信号数を記録することで，信号検出や
改ざん検出のための最適な閾値を求めることができる。 （ｈ）印刷された文書に対し，空白部分に文字列を追加
したり，任意の文字列を修正液などで消去するような不
正があった場合，その文書の原文がなくても改ざんが検
出でき，改ざん場所も特定できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら，
本発明にかかる電子透かし埋め込み装置，電子透かし検
出装置，電子透かし埋め込み方法，及び，電子透かし検
出方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。な
お，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構
成を有する構成要素については，同一の符号を付するこ
とにより重複説明を省略する。

【００２５】（第１の実施の形態）図１は，本発明の第
１の実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置及び電
子透かし検出装置の構成を示す説明図である。まず，電
子透かし埋め込み装置１００１についてついて説明す
る。

【００２６】（電子透かし埋め込み装置１００１）電子
透かし埋め込み装置１００１は，文書データ１００３
と，文書に埋め込む機密情報１００４を基に文書画像を
構成し，紙媒体に印刷を行う装置である。文書データ１
００３は，フォント情報やレイアウト情報を含むデータ
であり，ワープロソフト等の文書作成ツール等により作
成されたデータである。また，機密情報１００４は，紙
媒体に文字以外の形式で埋め込む情報であり，文字，画
像，音声などの各種データである。

【００２７】電子透かし埋め込み装置１００１は，図１
に示したように，文書画像形成部１００５と，透かし画
像形成部１００６と，透かし入り文書画像合成部１００
７と，出力デバイス１００８により構成されている。

【００２８】（文書画像形成部１００５）文書画像形成
部１００５では，文書データ１００３を紙面に印刷した
状態の画像が作成される。具体的には，文書画像中の白
画素領域は何も印刷されない部分であり，黒画素領域は
黒の塗料が塗布される部分である。なお，本実施の形態
では，白い紙面に黒のインク（単色）で印刷を行うこと
を前提として説明するが，本発明はこれに限定されず，
カラー（多色）で印刷を行う場合であっても，同様に本
発明を適用可能である。

【００２９】（透かし画像形成部１００６）透かし画像
形成部１００６は，機密情報１００４をディジタル化し
て数値に変換したものをＮ元符号化し（Ｎは２以上の自
然数である。符号化されたビット列を「符号語」と称す
る。），符号語の各シンボルをあらかじめ用意した透か
し信号に割り当てる。本実施の形態は，透かし画像形成
部１００６による透かしの埋め込み動作に特徴を有す
る。すなわち，透かし画像形成部１００６は，文書デー
タ１００３に対し機密情報１００４を埋め込む際に，文
書データ１００３を参照することにより，文書データ１
００３がどのようなものであっても確実に機密情報１０
０４を埋め込むことができる。透かし信号とその埋め込
み動作については，さらに後述する。

【００３０】（透かし入り文書画像合成部１００７，出
力デバイス１００８）透かし入り文書画像合成部１００
７は，文書画像と透かし画像を重ね合わせて透かし入り
の文書画像を作成する。また，出力デバイス１００８
は，プリンタなどの出力装置であり，透かし入り文書画
像を紙媒体に印刷する。したがって，文書画像形成部１
００５，透かし画像形成部１００６，透かし入り文書画
像合成部１００７はプリンタドライバの中の一つの機能
として実現されていても良い。

【００３１】印刷文書１００９は，元の文書データ１０
０３に対して機密情報１００４を埋め込んで印刷された
ものであり，物理的に保管・管理される。

【００３２】電子透かし埋め込み装置１００１は以上の
ように構成されている。次いで，透かし画像形成部１０
０６が文書データ１００３に対し機密情報１００４を埋
め込む際に用いられる透かし信号について説明する。

【００３３】（信号ユニット）透かし信号は，ドット
（黒画素）の配列によって任意の波長と方向を持つ波を
表現したものである。以下，幅と高さがＳｗ，Ｓｈの矩
形を１つの信号の単位として「信号ユニット」と称す
る。図２は信号ユニットの一例を示す説明図である。

【００３４】幅Ｓｗと高さＳｈは異なっていても良い
が，本実施の形態では説明を容易にするためＳｗ＝Ｓｈ
とする。長さの単位は画素数であり，図２の例ではＳｗ
＝Ｓｈ＝１２である。これらの信号が紙面に印刷された
ときの大きさは，透かし画像の解像度に依存しており，
例えば透かし画像が６００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉ
ｎｃｈ：解像度の単位であり，１インチ当たりのドット
数）の画像であるとしたならば，図２の信号ユニットの
幅と高さは，印刷文書上で１２／６００＝０．０２（イ
ンチ）となる。

【００３５】図２（１）は，ドット間の距離が水平軸に
対してａｒｃｔａｎ（３）（ａｒｃｔａｎはｔａｎの逆
関数）の方向に密であり，波の伝搬方向はａｒｃｔａｎ
（−１／３）である。以下，この信号ユニットをユニッ
トＡと称する。図２（２）はドット間の距離が水平軸に
対してａｒｃｔａｎ（−３）の方向に密であり，波の伝
搬方向はａｒｃｔａｎ（１／３）である。以下，この信
号ユニットをユニットＢと称する。

【００３６】図３は，図２（１）の画素値の変化をａｒ
ｃｔａｎ（１／３）の方向から見た断面図である。図３
において，ドットが配列されている部分が波の最小値の
腹（振幅が最大となる点）となり，ドットが配列されて
いない部分は波の最大値の腹となっている。

【００３７】また，ドットが密に配列されている領域は
それぞれ１ユニットの中に２つ存在するため，この例で
は１ユニットあたりの周波数は２となる。波の伝播方向
はドットが密に配列されている方向に垂直となるため，
ユニットＡの波は水平方向に対してａｒｃｔａｎ（−１
／３），ユニットＢの波はａｒｃｔａｎ（１／３）とな
る。なお，ａｒｃｔａｎ（ａ）の方向とａｃｒｔａｎ
（ｂ）の方向が垂直のとき，ａ×ｂ＝−１である。

【００３８】信号ユニットには図２（１），（２）で示
されるもの以外にも，例えば図４（３）〜（５）で示さ
れるようなドット配列が考えられる。図４（３）は，ド
ット間の距離が水平軸に対してａｒｃｔａｎ（１／３）
の方向に密であり，波の伝搬方向はａｒｃｔａｎ（−
３）である。以下，この信号ユニットをユニットＣと称
する。図４（４）は，ドット間の距離が水平軸に対して
ａｒｃｔａｎ（−１／３）の方向に密であり，波の伝搬
方向はａｒｃｔａｎ（３）である。以下，この信号ユニ
ットをユニットＤと称する。図４（５）は，ドット間の
距離が水平軸に対してａｒｃｔａｎ（１）の方向に密で
あり，波の伝搬方向はａｒｃｔａｎ（−１）である。な
お，図４（５）は，ドット間の距離が水平軸に対してａ
ｒｃｔａｎ（−１）の方向に密であり，波の伝搬方向は
ａｒｃｔａｎ（１）であると考えることもできる。以
下，この信号ユニットをユニットＥと称する。

【００３９】（シンボルユニット）信号ユニットに符号
語のシンボルを割り当て，信号ユニットを透かし画像に
埋め込むことにより，機密情報１００４を透かし画像に
埋め込むことができる。以下，符号語のシンボルを割り
当てた信号ユニットを「シンボルユニット」と称する。

【００４０】機密情報１００４を符号語に変換する際の
次元数により，必要なシンボルユニットの数が定まる。
機密情報を２元符号化（Ｎ＝２）する場合には，シンボ
ルユニットを２種類（例えば，ユニットＡ，ユニット
Ｂ）用意し，例えば，ユニットＡにシンボル０を割り当
て，ユニットＢにシンボル１を割り当てることができ
る。また，機密情報を４元符号化（Ｎ＝４）する場合に
は，シンボルユニットを４種類（例えば，ユニットＡ，
ユニットＢ，ユニットＣ，ユニットＤ）用意し，例え
ば，ユニットＡにシンボル０を，ユニットＢにシンボル
１を，ユニットＣにシンボル２を，ユニットＤにシンボ
ル３を割り当てることができる。

【００４１】（背景ユニット）さらに，例えば，ユニッ
トＥに符号語のシンボルとは無関係のシンボル（例え
ば，機密語をＮ元符号化する場合，シンボルＮ）を割り
当て，これを背景ユニットと定義し，これを隙間なく並
べて透かし画像の背景とすることができる。以下，符号
語のシンボルとは無関係のシンボルを割り当てた信号ユ
ニットを「背景ユニット」と称する。背景ユニットを隙
間なく並べて，そこにシンボルユニットを埋め込む場合
には，埋め込もうとする位置の背景ユニットと，埋め込
むシンボルユニットとを入れ替える。

【００４２】図５（１）はユニットＥを背景ユニットと
定義し，これを隙間なく並べて透かし画像の背景とした
場合を示す説明図である。図５（２）は図５（１）の背
景画像の中にシンボルユニットとしてのユニットＡを埋
め込んだ一例を示し，図５（３）は図５（１）の背景画
像の中にシンボルユニットとしてのユニットＢを埋め込
んだ一例を示している。

【００４３】図５に示した一例においては，各信号ユニ
ット中のドットの数をすべて等しくしているため，これ
ら信号ユニットを隙間なく並べることにより，透かし画
像の見かけの濃淡が均一となる。したがって，印刷され
た紙面上では，単一の濃度を持つグレー画像が背景とし
て埋め込まれているように見える。また，信号ユニット
に対するシンボルの割り当ての組み合わせは無数に考え
られる。このようにして，第三者（不正者）に透かし信
号を簡単に解読できないようにすることができる。

【００４４】（ユニットパターン）機密情報１００４を
符号化した符号語の各シンボルについて，単に対応する
シンボルユニットを配置していくことによっても，透か
し画像に機密情報１００４を埋め込むことは可能であ
る。本実施の形態では，第三者による不正な解読を一層
防止するために，符号語の各シンボルに対して，信号ユ
ニットの配置パターン（以下，ユニットパターンと称す
る。）を定義し，ユニットパターンを配置することによ
って透かし画像に機密情報１００４を埋め込む方法につ
いて説明する。ユニットパターンの概念について，図６
を参照しながら説明する。

【００４５】図６は，本実施の形態で採用するユニット
パターンとそのユニットパターンが表すシンボルの一例
を示したものである。ここで，１つのユニットパターン
を幅（列）×高さ（行）＝４×２の信号ユニットの行列
とする。また，背景ユニットをユニットＥ（シンボル
２）とし，これに埋め込まれるシンボルユニットをユニ
ットＡ（シンボル０）及びユニットＢ（シンボル１）と
する。図６（１）では，ユニットＡ（シンボル０）を所
定の閾値（例えば６）以上配置して，ユニットパターン
全体としてシンボル０を表す。図６（２）では，ユニッ
トＢ（シンボル１）を所定の閾値（例えば６）以上配置
して，ユニットパターン全体としてシンボル１を表す。
図６（３）では，ユニットＡとユニットＢとをほぼ同数
（同数あるいはいずれかのシンボルユニットが１つ多
い）配置して，ユニットパターン全体としてシンボル２
を表す。

【００４６】以上，電子透かし埋め込み装置１００１の
構成及び透かし信号について説明した。次いで，電子透
かし埋め込み装置１００１の動作について，図７〜図１
３を参照しながら説明する。

【００４７】まず，文書画像形成部１００５は，文書デ
ータ１００３を基に，文書が紙に印刷された状態の画像
をページごとに作成する。この文書画像は白黒の二値画
像であるものとして説明する。以下の説明中，文書画像
の「文字領域」とはプリンタで印刷したときにインク
（トナー）を塗布する領域であり，文書画像上では輝度
値が０の画素（黒い画素）である。また，「背景領域」
とはプリンタで印刷したときにインク（トナー）を塗布
しない領域であり，文書画像の輝度値が１である画素
（白い画素）のことを示すものとする。

【００４８】透かし画像形成部１００６は，機密情報１
００４から文書画像の背景として重ねあわせる透かし画
像を作成する。以下に，透かし画像形成部１００６の動
作について，図７を参照しながら説明する。図７は，透
かし画像形成部１００６の処理の流れを示す説明図であ
る。

【００４９】（ステップＳ１１０１）ステップＳ１１０
１では，機密情報１００４をＮ元符号に変換する。Ｎは
任意であるが，以下では簡単のためＮ＝２（機密情報１
００４を２元符号に変換する）とする。従って，ステッ
プＳ１１０１で生成される符号語は，０と１のビット列
で表現されるものとする。このステップＳ１１０１では
機密情報１００４をそのまま符号化しても良いし，暗号
化したものを符号化しても良い。

【００５０】（ステップＳ１１０２）ステップＳ１１０
２では，符号語の各シンボルに対して，図６に示したよ
うに，ユニットパターンを割り当てる。

【００５１】（ステップＳ１１０３）ステップＳ１１０
３では，シンボルユニット配置可否行列を定義する。シ
ンボルユニット配置可否行列は文書画像を１つのブロッ
クの大きさがＳｗ（幅）×Ｓｈ（高さ）画素のブロック
画像に分割した画像を行列で表したものであり，文書画
像の対応するブロックにシンボルユニットを埋め込める
かどうかを表すものである。これは文字領域にシンボル
ユニットを挿入した場合には検出不可能となるため，あ
らかじめシンボルユニットを埋め込むことが可能な場所
を指定するための行列である。行列の要素の値が１であ
れば，文書画像の対応するブロックにはシンボルユニッ
トを埋め込むことが可能であり，値が０であれば背景ユ
ニットを埋め込むことになる。ここで，Ｓｗ，Ｓｈはそ
れぞれ信号ユニットの幅と高さであり，入力文書画像の
大きさをＷ×Ｈとするとユニット行列Ｕｍの要素数は， 幅（列）×高さ（行）＝Ｍｗ×Ｍｈ＝Ｗ／Ｓｗ×Ｈ／Ｓ
ｈ となる。

【００５２】シンボルユニット配置可否行列の各要素は
文書画像の対応するブロック中に文字領域が存在するか
どうかによって決定する。例えば，シンボルユニット配
置可否行列の任意の要素（Ｘ，Ｙ）（Ｙ行Ｘ列）は入力
文書画像のｘ＝Ｘ×Ｓｗ〜（Ｘ＋１）×Ｓｗ，ｙ＝Ｙ×
Ｓｈ〜（Ｙ＋１）×Ｓｈの中に含まれている文字領域
（輝度値が０の画素）がＴｎ画素以下である場合には
１，文字領域がＴｎ画素より大きい場合には０とする。
Ｔｎは閾値でありＳｗ×Ｓｈ×０．５以下の小さな数と
する。

【００５３】図８はシンボルユニット配置可否行列作成
の例を示している。図８（１）はシンボルユニット配置
可否行列の各要素に対応するブロックを入力文書画像上
に重ねて示したものである。図８（２）では各ブロック
中に文字領域が含まれている場合に，対応するブロック
の値を０としていることを示している。図８（３）で
は，文字領域判定結果からシンボルユニット配置可否行
列の各要素の値を決定している。

【００５４】（ステップＳ１１０４）ステップＳ１１０
４ではユニットパターン配置可否行列を作成する。これ
は，文書画像中のこの行列に対応する領域にユニットパ
ターンを挿入可能な場合には要素の値が１となり，挿入
不可能な場合は０となる。ユニットパターンを幅（列）
×高さ（行）＝４×２の信号ユニットの行列と定義する
と，ユニットパターン挿入可否の判定は以下のように行
う。まず，図８（３）に示したシンボルユニット配置可
否行列を４×２の領域に区分する。１つの領域を構成す
る８個の信号ユニットのうち，所定の閾値Ｔｕ個（Ｔｕ
は６程度）以上がシンボルユニット埋め込み可能（シン
ボルユニット配置可否行列の値が１）であればユニット
パターン埋め込み可能とし，それ以外の場合はユニット
パターン埋め込み不可能とする。

【００５５】図９はユニットパターン配置可否行列の作
成過程の例を説明した図である。図９（１）は１つのユ
ニットパターンが８つの信号ユニットから構成されてい
ることを示している。図９（２）は各ユニットパターン
に対し，対応するシンボルユニット配置可否行列の要素
が１である数がＴｕ（＝６）以上のユニットパターンに
は１が，それ以外のユニットパターンには０が与えられ
ていることを示している。図９（３）はユニットパター
ン配置可否行列の各要素の値をセットしていることを示
している。

【００５６】（ステップＳ１１０５）ステップＳ１１０
５ではユニットパターン配置可否行列を参照してユニッ
トパターン行列を作成する。符号語のシンボルは，ユニ
ットパターン行列中に繰り返しセットされるが，ユニッ
トパターンが埋め込み不可能な要素にはセットされな
い。例えば図１０のように，ユニットパターン行列およ
びユニットパターン配置可否行列の大きさをＰｗ×Ｐｈ
＝４×４であるとし，符号語のシンボルが（００１１）
の４ビットであったとする。この図ではユニットパター
ン配置可否行列の１行２列目の要素の値が０であるた
め，符号語のシンボルの２ビット目（シンボル０）はセ
ットされずに，シンボル２がセットされ，１行３列目に
符号語のシンボルの２ビット目がセットされる。

【００５７】（ステップＳ１１０６）ステップＳ１１０
６ではユニットパターン行列とシンボルユニット配置可
否行列を基にユニット行列Ｕｍを作成する。ユニット行
列Ｕｍはシンボルユニット配置可否行列と同じ大きさで
あり，信号ユニットの配置パターンを記述する行列であ
る。信号ユニットの配置のルールを以下のように定め
る。

【００５８】・ステップ１：シンボルユニット配置可否
行列において要素が０の位置には背景ユニット（シンボ
ル２）をセットする（図１１（１））。 ・ステップ２：ユニットパターン行列の要素が符号語の
シンボルの場合には，ユニット行列Ｕｍの対応する領域
にそのシンボルに対応するシンボルユニットをセットす
る（図１１（２））。 ・ステップ３：ユニットパターン行列が符号語のシンボ
ル以外（ユニットパターン配置可否行列の値が０）の場
合には，０を表すシンボルユニットと１を表すシンボル
ユニットを同じ数だけセットする（図１１（３））。 ・ステップ４：信号ユニットがセットされていない領域
に背景ユニットをセットする（図１１（４））。

【００５９】要約すれば，文字領域には背景シンボルを
セットし，任意のユニットパターンのうち背景領域がＴ
ｕ（＝６）以上あれば符号語のシンボルを割り当て，そ
れ以外の場合は背景領域に２種類のシンボルユニットを
同じ数だけ割り当てる。背景領域が奇数の場合は残りの
一つには背景シンボルをセットすることになる。これに
より，符号語のシンボルが割り当てられているユニット
パターンには同じユニットパターンが６つ以上セットさ
れているため，検出時には埋め込んだシンボルユニット
に対するフィルタの出力値の合計値が，もう片方のフィ
ルタの出力の合計値よりも大幅に大きくなり，符号語の
シンボルが割り当てられていないユニットパターンは２
つのフィルタの出力値の合計の差が小さくなる。したが
って，符号語を割り当てたユニットパターンであるか割
り当てていないユニットパターンであるかの判定が容易
になる効果がある。

【００６０】（埋め込み条件の記録）電子透かし検出装
置１００２における入力画像における信号ユニットの大
きさは，電子透かし埋め込み装置１００１で設定した信
号ユニットの大きさ，および出力デバイスの解像度と入
力デバイスの解像度の比から計算することができる。

【００６１】例えば， ・電子透かし埋め込み装置１００１で文書中に埋め込ん
だ信号ユニットの大きさが幅×高さ＝Ｓｗ×Ｓｈ（画
素）である。 ・電子透かし検出装置１００２の入力画像における信号
ユニットの大きさはＳｉｗ×Ｓｉｈである。 ・出力デバイス１００８の解像度がＤｏｕｔ（ｄｐ
ｉ），入力デバイス１０１０の解像度がＤｉｎ（ｄｐ
ｉ）である。 とすると， Ｓｉｗ＝Ｓｗ×Ｄｉｎ／Ｄｏｕｔ Ｓｉｈ＝Ｓｈ×Ｄｉｎ／Ｄｏｕｔ となる。

【００６２】しかしながらプリンタやスキャナの機械的
な精度誤差（ＤｉｎやＤｏｕｔが設定通りの値になって
いない）により，ＳｉｗやＳｉｈが必ずしも上記の式の
ようにはならない。これにより電子透かし検出装置１０
０２の入力画像における信号検出位置にずれが生じ，埋
め込んだ機密情報１００４の検出精度が低下する。

【００６３】例えばＳｗ＝Ｓｈ＝１２，Ｄｏｕｔ＝６０
０でＤｉｎ＝４００であるとすると，Ｓｉｗ＝Ｓｉｈ＝
１２×４００／６００＝８となるが，ＤｏｕｔやＤｉｎ
に誤差が含まれていてＳｉｗやＳｉｈが８とならない場
合が考えられる。Ｓｉｗの誤差が０．１％（０．００８
画素の誤差，実際はもう少し大きい）であったとしてで
も，Ａ４サイズの紙をスキャナ解像度４００ｄｐｉで取
り込んだ場合は，入力画像の大きさはおよそ幅×高さ＝
３０００×４０００（画素）程度となり，画像の左端を
基準とした場合には画像の右端における位置ずれは３０
００×０．００８＝２４（画素）となり，３つ分の信号
ユニットのずれとなり検出精度に重大な影響を与える。

【００６４】この解決策として，透かし画像に埋め込む
信号ユニットの数を，任意の十分大きな整数Ｎｓの倍数
としておくことで，入力画像の信号埋め込み領域の大き
さから信号ユニットの大きさを逆算するときの誤差の吸
収に利用する方法がある。以下では，これとは別の方法
について説明する。

【００６５】本実施の形態では，図１２に示したよう
に，ユニット行列Ｕｍの４隅を透かし画像の埋め込んだ
信号ユニット数（ユニット行列Ｕｍのサイズ）やプリン
タの解像度などの埋め込み条件の記録領域（以下，属性
記録領域と称する。）とする方法について説明する。す
なわち，図１２（１）に示したように，ユニット行列Ｕ
ｍ（ｘ，ｙ）の大きさをｘ＝１〜Ｍｗ，ｙ＝１〜Ｍｈと
したときにＵｍ（１，１），Ｕｍ（Ｍｗ，１），Ｕｍ
（１，Ｍｈ），Ｕｍ（Ｍｗ，Ｍｈ）付近を属性記録領域
として使用する。

【００６６】図１２（２）はユニット行列のサイズをユ
ニット行列の属性情報記録部にセットする例の説明図で
ある。ここではＭｗ，Ｍｈをそれぞれ１６ビットで表現
し，属性記録領域１に記録する方法を示している。例え
ばＭｗ＝４００を１６ビットの２進数で表現すると，
「０００００００１１００１００００」となる。これを
ユニット行列の表現規則（ステップＳ１１０５）にした
がって「１１１１１１１２２１１２１１１１」という値
に変換する。これをユニット行列Ｕｍ（２，１）〜Ｕｍ
（１７，１）に記録する。同様にＭｈ＝６００を二進数
で表現し，ユニット行列の表現規則に変換し，これをユ
ニット行列Ｕｍ（１，２）〜Ｕｍ（１，１７）に記録す
る。

【００６７】図１２（２）のＵｍ（２，２）〜Ｕｍ（１
７，１７）の領域はプリンタの解像度など他の属性を記
録しても良いし，電子透かし検出装置１００２において
ユニット行列のサイズを確実に検出できるよう，Ｍｗと
Ｍｈを繰り返し記録しても良い。また，ここではＵｍ
（１，１）〜Ｕｍ（１７，１７）を属性記録領域１とし
て使用したが，Ｕｍ（１，１）〜Ｕｍ（Ｘ，Ｙ）をどの
範囲まで広げるかは，属性として記録する情報量やＤｏ
ｕｔやＤｉｎに含まれている誤差などの見積もりによっ
て変化する。さらに，属性記録領域の大きさは既知であ
るか，または属性記録領域の範囲を属性記録領域自体に
記録し，この領域には機密情報１００４を埋め込まず，
また検出時もこの領域は無視するようにする。図１２
（２）では属性記録領域１について説明したが，属性記
録領域２〜属性記録領域４についても同様である。

【００６８】ユニット画像の４隅に属性情報領域を設定
することによる効果は，後述の電子透かし検出装置１０
０２の説明部分で説明する。

【００６９】（ステップＳ１１０７）図１３はステップ
Ｓ１１０７の例を示している。ステップＳ１１０７では
ステップＳ１１０６で作成したユニット行列Ｕｍ（図１
３（１））に従って信号ユニットを背景画像に配置する
（図１３（２））。信号ユニットを並べることにより作
成した背景画像に文書画像を重ね合わせ，透かし入り文
書画像を作成する（図１３（３））。

【００７０】以上，電子透かし埋め込み装置装置１００
１について説明した。次いで，図１，図１４〜図１９を
参照しながら，電子透かし検出装置１００２について説
明する。

【００７１】（電子透かし検出装置１００２）電子透か
し検出装置１００２は，紙媒体に印刷されている文書１
００９を画像として取り込み，埋め込まれている機密情
報１００４を復元する装置である。電子透かし検出装置
１００２は，図１に示したように，入力デバイス１０１
０と，透かし検出部１０１１により構成されている。

【００７２】入力デバイス１０１０は，スキャナなどの
入力装置であり，紙に印刷された文書１００９を多値階
調のグレイ画像として計算機に取り込む。また，透かし
検出部１０１１は，入力画像に対してフィルタ処理を行
い，埋め込まれた信号を検出する。検出された信号から
シンボルを復元し，埋め込まれた機密情報１００４を取
り出す。

【００７３】以上のように構成される電子透かし検出装
置１００２の動作について，図１４〜図１９を参照しな
がら説明する。

【００７４】（透かし検出部１０１１，ステップＳ１２
０１）図１４は透かし検出部１０１１の処理の流れを示
している。ステップＳ１２０１では入力デバイス１０１
０から透かし入り印刷文書の画像を入力する。

【００７５】（ステップＳ１２０２）ステップＳ１２０
２では入力された画像から信号ユニットが埋め込まれて
いる領域（以下，信号領域と称する。）の輪郭線を検出
し，画像の回転などの補正を行う。

【００７６】図１５は信号領域の検出方法の説明図であ
る。図１５（１）はステップＳ１２０１で入力された画
像である。ここでは信号領域の上端を検出する例を示し
ている。入力された画像をＩｍｇ（ｘ，ｙ），ｘ＝０〜
Ｗｉ−１，ｙ＝０〜Ｈｉ−１とする。また，電子透かし
埋め込み装置１００１で文書中に埋め込んだ信号ユニッ
トの大きさが幅×高さ＝Ｓｗ×Ｓｈ（画素），出力デバ
イス１００８の解像度をＤｏｕｔ（ｄｐｉ），入力デバ
イス１０１０の解像度をＤｉｎ（ｄｐｉ）として， ｔＳｗ＝ＳＷ×Ｄｉｎ／Ｄｏｕｔ ｔＳｈ＝Ｓｈ×Ｄｉｎ／Ｄｏｕｔ とする。すなわち，ｔＳｗとｔＳｈはＩｍｇにおける理
論上の信号ユニットの大きさであり，信号検出フィルタ
はこの値を基に設計される。

【００７７】この画像Ｉｍｇから信号領域の上端検出の
ためのサンプル領域Ｓ（ｘ），ｘ＝１〜Ｓｎを設定す
る。ＳｎはＷｉ／Ｎｐ（Ｎｐは１０〜２０程度の整数）
であるものとする。また，Ｓ（ｘ）の幅はＷｓ＝ｔＳｗ
×Ｎｔ（Ｎｔは２〜５程度の整数），高さはＨｓ＝Ｈｉ
／Ｎｈ（Ｎｈは８程度）とし，Ｓ（ｘ）のＩｍｇにおけ
る水平方向の位置はｘ×Ｎｐとする。

【００７８】任意のＳ（ｎ）における信号領域の上端Ｓ
Ｙ０（ｎ）の検出方法を以下に示す。 ・ステップ１：ＩｍｇからＳ（ｎ）に対応する領域を切
り取る（図１５）。 ・ステップ２：Ｓ（ｎ）に対してフィルタＡとフィルタ
Ｂを施し，Ｓ（ｎ）内の水平方向における最大値をＦｓ
（ｙ）に記録する（図１５）。 ・ステップ３：ある閾値Ｔｙを設定し，Ｆｓ（１）〜Ｆ
ｓ（Ｔｙ−１）の平均値をＶ０（Ｔｙ），Ｆｓ（Ｔｙ）
−Ｆｓ（Ｔｙ）〜Ｆｓ（Ｈｓ）の平均値をＶ１（Ｔｙ）
とする。Ｖ１（Ｔｙ）−Ｖ０（Ｔｙ）が最大となるＴｙ
をＳ（ｎ）における信号領域の上端の位置としてＳＹ０
（ｎ）にセットする（図１５）。

【００７９】図１５（４）はＦｓ（ｙ）のｙに対する値
の変化を示した図である。図のようにＩｍｇの信号ユニ
ットのない領域は信号検出フィルタの出力値の平均値は
小さく，一方文書画像出力部１００１によって背景部分
にはシンボルユニット（ユニットＡまたはユニットＢ）
を密に配置しているため信号検出フィルタの出力値が大
きくなる（文書の余白部分は背景部分であり，ここにも
密に埋め込んである）。したがって，信号領域とそれ以
外の領域の境界付近を境に信号検出フィルタの出力値が
大きく変動し，これを領域検出に利用している。

【００８０】ステップ１〜ステップ３をＳ（ｘ），ｘ＝
１〜Ｓｎについて行いＳＹ０（ｘ），ｘ＝１〜Ｓｎを得
る。信号領域の上端はこれによって得られたサンプル点
Ｓ０（ｘ×Ｎｐ，ＳＹ０（ｘ）），ｘ＝１〜Ｓｎを最小
二乗法などを用いて直線近似して得る。他の輪郭線も上
記と同様の方法を用いて検出し，例えば信号領域の上端
が水平になるように信号領域を回転移動した画像を以下
では入力画像と呼ぶ。

【００８１】図１６は属性領域に埋め込まれたユニット
行列の大きさを復元する方法の例を示している。ここで
は，入力画像の信号領域は（Ｉｘ０，Ｉｙ０）〜（Ｉｘ
１，Ｉｙ１）とし，属性記録領域１の情報を復元する例
を示す。 ・ステップ１：入力画像の（Ｉｘ０，Ｉｙ０）付近の領
域を切り取る（図１６）。 ・ステップ２：切り取られた領域に対して属性領域１を
設定する（図１６）。属性領域１は文書画像出力部１
００１で設定したものと同じものであるとし，例えばＭ
ｗを１６ビットで表したときの最上位ビットは（Ｉｘ０
＋ｔＳｗ，Ｉｙ０）に，最下位ビットは（Ｉｘ０＋ｔＳ
ｗ×１７，Ｉｙ０）に埋め込まれているものとして検出
する。 ・ステップ３：ステップ２で設定したＭｗの埋め込み領
域に対し，フィルタＡとフィルタＢを施し，各ビット位
置でフィルタＡとフィルタＢの出力値の大きいほうに対
応するシンボルユニットが，そのビット位置に埋め込ま
れているものと判定する（図１６）。 ・ステップ４：文書画像出力部１００１でセットしたと
きと逆の順序でＭｗの値を復元する（図１６，）。

【００８２】入力画像における信号ユニットの大きさの
理論値ｔＳｗ，ｔＳｈは誤差が含まれているものの，属
性記録領域における信号検出位置は，図１５で検出した
境界線をそれぞれ基準としているため，例えばＳｗ＝Ｓ
ｈ＝１２，Ｄｏｕｔ＝６００，Ｄｉｎ＝４００の場合で
は，ｔＳｗ＝ｔＳｈ＝１２×４００／６００＝８である
ため，属性記録領域は８×１７＝１３６画素程度の大き
さしかなく，仮に誤差が１％（実際はこれより少ない）
程度であっても属性領域の基準点から最も離れた位置で
も１画素程度の誤差となり，ほぼ正確に信号検出位置を
設定することが可能となる効果がある。

【００８３】入力画像における信号ユニットの真の幅Ｓ
ｉｗは，属性記録領域から取り出されたユニット行列の
幅Ｍｗと図１５から得られた信号領域の幅Ｉｘ１−Ｉｘ
０を基に， Ｓｉｗ＝Ｍｗ／（Ｉｘ１−Ｉｘ０） によって算出できる。同様に信号ユニットの真の幅Ｓｉ
ｈは， Ｓｉｈ＝Ｍｈ／（Ｉｙ１−Ｉｙ０） によって算出できる。

【００８４】（ステップＳ１２０３，Ｓ１２０４）図１
７はステップＳ１２０３とステップＳ１２０４の説明図
である。ステップＳ１２０３はユニットパターンごとに
フィルタ出力値の合計を計算する。図１７において，ユ
ニットパターンＵ（ｘ，ｙ）を構成する信号ユニット毎
にフィルタＡとのコンボリューション（たたみこみ積
分）を計算し，それぞれの信号ユニットに対するコンボ
リューションの出力値の総和をユニットパターンに対す
るフィルタＡの出力値Ｆｕ（Ａ，ｘ，ｙ）と定義する。
ただし，信号ユニット毎のコンボリューションは，フィ
ルタＡの位置を信号ユニット毎に水平・垂直方向にずら
しながら計算した結果の最大値とする。

【００８５】フィルタＢについても同様にしてユニット
パターンＵ（ｘ，ｙ）に対する出力値Ｆｕ（Ｂ，ｘ，
ｙ）を計算する。

【００８６】ステップＳ１２０４ではＦｕ（Ａ，ｘ，
ｙ）とＦｕ（Ｂ，ｘ，ｙ）を比較し，これらの差の絶対
値｜Ｆｕ（Ａ，ｘ，ｙ）−Ｆｕ（Ｂ，ｘ，ｙ）｜があら
かじめ定められた閾値Ｔｐより小さければ符号語のシン
ボルが割り当てられていないものとする。それ以外の場
合はＦｕ（Ａ，ｘ，ｙ）とＦｕ（Ｂ，ｘ，ｙ）の大きい
ほうのシンボルが割り当てられているものと判定する。
すなわち，Ｆｕ（Ａ，ｘ，ｙ）＞Ｆｕ（Ｂ，ｘ，ｙ）で
あればＵ（ｘ，ｙ）にはシンボル０が埋め込まれ，Ｆｕ
（Ａ，ｘ，ｙ）＜Ｆｕ（Ｂ，ｘ，ｙ）であればＵ（ｘ，
ｙ）にはシンボル１が埋め込まれているものとする。

【００８７】図１８はステップＳ１２０３とステップＳ
１２０４を実現する別の方法の説明図である。図１８に
おいて，図１７と同様にユニットパターンＵ（ｘ，ｙ）
を構成する信号ユニット毎にフィルタＡとのコンボリュ
ーションを計算する。このときシンボルユニット検出の
ための閾値Ｔｓを定め，各信号ユニットに対するフィル
タＡのコンボリューションがＴｓ以上であれば，この信
号はシンボルＡであると判定する。ユニットパターンＵ
（ｘ，ｙ）内においてシンボルＡであると判定された数
をユニットパターンＵ（ｘ，ｙ）に対するフィルタＡの
出力値Ｆｕ（Ａ，ｘ，ｙ）と定義する。ただし，信号ユ
ニット毎のコンボリューションは，フィルタＡの位置を
信号ユニット毎に水平・垂直方向にずらしながら計算し
た結果の最大値とする。

【００８８】フィルタＢについても同様にしてユニット
パターンＵ（ｘ，ｙ）に対する出力値Ｆｕ（Ｂ，ｘ，
ｙ）を計算する。

【００８９】Ｆｕ（Ａ，ｘ，ｙ）とＦｕ（Ｂ，ｘ，ｙ）
がユニットパターン内で検出された信号数であることを
除き，ステップＳ１２０４の処理は図１７と同じとな
る。

【００９０】入力画像から得られるすべてのユニットパ
ターンに対して図１７または図１８，もしくは図１７と
図１８の処理を同時に行い，ユニットパターン行列Ｕを
作成する。

【００９１】（ステップＳ１２０５）ステップＳ１２０
５では判定されたシンボルを基に埋め込まれた情報を復
号する。図１９はユニットパターン行列から符号語を取
り出す方法の例を示している。図１９ではシンボルが割
り当てられていない要素にはシンボル２がセットされて
いるものとし，シンボル２がセットされている要素を無
視してシンボルを取り出して符号語を復元する。

【００９２】以上説明したように，本実施の形態によれ
ば，以下の効果が得られる。 （ａ）透かしを挿入する文書画像の文字の配置状態を参
照し，文字に重ならない領域にのみ意味のある情報（符
号語のシンボル）を埋め込むため，元の文書がどのよう
なものであっても確実に機密情報を埋め込むことができ
る。 （ｂ）符号語のシンボルを埋め込まない領域には，相反
する信号ユニットを同じ数だけ配置することにより，検
出時にシンボルが埋め込まれていないことを確実に判定
できる。 （ｃ）埋め込み情報の検出時に，ある領域に対する２つ
のフィルタの出力値のそれぞれの総和などによりシンボ
ルの判定を行うため，情報検出の精度が高く保たれる。 （ｄ）埋め込んだ信号数などの属性情報をセットする属
性記録領域を信号を埋め込む領域の４隅に設定すること
で，機密情報を検出する際に入出力デバイスのハードウ
ェア的な誤差に影響されることなく正確に属性情報を取
り出すことが可能となり，それ以降の検出精度を向上さ
せることができる。

【００９３】（第２の実施の形態）図２０は，本発明の
第２の実施の形態にかかる電子透かし埋め込み装置及び
電子透かし検出装置の構成を示す説明図である。第１の
実施の形態と異なる点は，電子透かし検出装置２００２
に文字消去改ざん検出部２０１２が追加された点であ
る。ここで，電子透かし埋め込み装置１００１の構成お
よび動作は第１の実施の形態と同一であるものとする。

【００９４】（文字消去改ざん検出部２０１２）文字消
去改ざん検出部２０１２は，印刷文書１００９に対して
文字部分を修正液などで消去するなどの改ざんが行われ
た場合に，改ざんの有無および改ざん場所を検出する処
理を行う部分である。

【００９５】図２１は文字消去改ざん検出部の動作を示
す流れ図である。ここで想定している改ざんは，印刷文
書１００９の文字部分一部が修正液などで消去されたよ
うな場合である。改ざん検出の基本的な原理は以下の通
りである。電子透かし埋め込み装置１００１により作成
された印刷文書１００９には， （１）文字領域には背景ユニットが埋め込まれており，
シンボルユニットは埋め込まれていない。 （２）背景領域（文字領域以外の領域）にはシンボルユ
ニットが密に埋め込まれている。 という特徴がある。このため，（印刷文書の）文字領域
を消去することによってその領域を背景領域に改ざんさ
れても，その部分に新たにシンボルユニットを埋め込む
ことが困難であるため，信号検出時に「背景領域である
にもかかわらずシンボルユニットが埋め込まれていない
領域（不正な領域）」が出現することを利用している。

【００９６】以下の説明では，入力デバイス１０１０で
入力された画像に対して回転などの補正を行った画像
を，第１の実施の形態と同様に入力画像と呼ぶ。また， ・電子透かし埋め込み装置１００１で文書中に埋め込ん
だ信号ユニットの大きさが幅×高さ＝Ｓｗ×Ｓｈ（画
素）である。 ・埋め込んだ信号ユニット数は，横×高さ＝ｎｗ×ｎｈ
である。 ・埋め込んだシンボルユニットはユニットＡとユニット
Ｂの二種類である。 ・入力画像における信号ユニットの大きさはＳｉｗ×Ｓ
ｉｈである。 という前提で説明を行う。

【００９７】ここで，出力デバイスの解像度と入力デバ
イスの解像度が等しい場合には，Ｓｉｗ＝Ｓｗ，Ｓｉｈ
＝Ｓｈとなるが，解像度が異なる場合にはそれらの比に
よってＳｉｗとＳｉｈが計算される。例えば出力デバイ
スの解像度が６００ｄｐｉで入力デバイスの解像度が４
００ｄｐｉであった場合には，Ｓｉｗ＝Ｓｗ×２／３，
Ｓｉｈ＝Ｓｈ×２／３となる。

【００９８】（ステップＳ２１０１）ステップＳ２１０
１では入力画像を二値化することによって文字領域を検
出する。入力デバイスによって入力された画像におい
て，文字領域は輝度値が小さく（黒に近い色），背景領
域は輝度値が大きい（白に近い色）。印刷文書には全面
に透かし信号が埋め込まれているが，透かし信号は単位
面積当たりのドットの数が文字領域に比べて非常に少な
いため，二値化処理によって，透かし信号を含む背景領
域と文字領域とを切り分けることができる。二値化の閾
値はあらかじめ定めておいても良いし，入力画像の輝度
値の分布から判別分析法などの画像処理手法を用いて動
的に定めても良い。

【００９９】図２２は，文字領域抽出画像の説明図であ
る。二値化された画像において，文字領域に対応する画
素値を０，背景領域に対応する画素値を１と定める。二
値化によって得られる画像をさらにｎｗ×ｎｈの大きさ
に縮小した画像を文字領域抽出画像と呼ぶ（図２２）。
縮小する際は縮小前の二値画像のＳｉｗ×Ｓｉｈ画素ブ
ロックから１画素の値を決定するが，縮小前の二値画像
のＳｉｗ×Ｓｉｈ画素のうち値が０である画素が所定の
閾値Ｔｎ以上であれば，それに対応する文字領域抽出画
像の画素値を０とする。閾値ＴｎはＳｉｗ×Ｓｉｈ×
０．５程度の値とする。

【０１００】ステップＳ２１０２では入力画像に対して
ユニット行列Ｕｍの作成およびシンボルユニットの検出
を行い，ユニット抽出画像を生成する。

【０１０１】（ステップＳ２１０２）図２３はステップ
Ｓ２１０２の説明図である。まず，入力画像をｎｗ×ｎ
ｈ個のブロック（１ブロックの大きさはＳｉｗ×Ｓｉ
ｈ）に分割し（図２３（２）），分割されたブロックご
とに信号検出フィルタによりシンボルユニットの検出を
行う。

【０１０２】シンボルユニットが検出できたかどうかの
判定は図１８の説明と同様に，信号検出フィルタＡまた
はＢのどちらかの出力値が閾値Ｔｓを超えた場合，その
ブロックにはシンボルユニットが埋め込まれていると判
定する。ここでは，どちらの信号が埋め込まれているか
を区別する必要がないことに注意する。すべてのブロッ
クに対してシンボルユニットの検出が行われた結果を画
像で表したものをユニット抽出画像と呼ぶ（図２３
（３））。ユニット抽出画像の大きさは分割されたブロ
ック数と同じでＳｗ×Ｓｈである。図２３のユニット抽
出画像において，画像の大きさは白い画素（画素値は
１）はシンボルユニットが検出されたものとし，黒い画
素（画素値は０）はシンボルユニットが検出できなかっ
たものとする。

【０１０３】（ステップＳ２１０３）ステップＳ２１０
３ではステップＳ２１０１で作成した文字領域抽出画像
とステップＳ２１０２で作成したユニット抽出画像を比
較し，改ざんを検出する。入力画像の文字領域に重なる
部分にはもともとシンボルユニットを埋め込んでいな
い，すなわち背景部分にのみシンボルユニットを埋め込
んでいるため，ユニット抽出画像におけるシンボルユニ
ット検出領域（画素値は１）と文字領域抽出画像におけ
る背景領域（画素値は１）は一致する。したがって文字
領域抽出画像とユニット抽出画像の差分画像を生成し，
値が０にならない領域が「印刷文書（紙）に対して辞書
消去による改ざんが行われた部分」として検出される。

【０１０４】図２４はステップＳ２１０３の説明図であ
る。ここでは改ざんが行われていないため，差分画像は
すべての画素の値が０となる。

【０１０５】図２５は改ざんがあった場合の説明図であ
る。入力画像の文字領域が消去されており，文字領域抽
出画像のそれに対応する領域からは文字領域が抽出され
ないため画素値が１となる（図２５（３））。しかしな
がら同じ領域からユニットシンボルは検出されないた
め，ユニット抽出画像の対応する領域は画素値が０とな
る（図２５（６））。したがって，これらの差分画像を
計算したときに画素値が０とならない領域が出現し，こ
こが改ざん場所であることが特定できる（図２５
（９））。

【０１０６】なお，信号ユニットの大きさを非常に小さ
いものにし，１つの文字の隙間にもシンボルユニットを
埋め込むことによって，修正液等で文字を消去して上か
ら異なる文字を上書したとしても，文字の隙間に埋め込
んだシンボルユニットが消されているため，これが検出
不能になる。したがってこれを利用すれば，ユニット抽
出画像において，シンボルユニットが全く検出できない
領域があれば，改ざんされている可能性があるとするこ
とも可能である。

【０１０７】文字領域抽出画像およびユニット抽出画像
は，それぞれ領域拡大縮小などの画像処理手法を用いて
雑音除去等を行って高周波成分を除去した後，改ざん検
出を行っても良い。これにより，雑音成分に影響されず
に安定した改ざん検出を行うことが可能となる。

【０１０８】以上説明したように，本実施の形態によれ
ば，以下の効果が得られる。 （ｅ）印刷された文書に対し，主に任意の文字列を修正
液などで消去するような不正があった場合，その文書の
原文がなくても改ざんが検出でき，改ざん場所も特定で
きる。

【０１０９】（第３の実施の形態）図２６は本発明の第
３の実施の形態の構成を示す図である。第１の実施の形
態と異なる点は，電子透かし埋め込み装置３００１に埋
め込み信号数記録部３０１２が追加され，電子透かし検
出装置３００２に埋め込み信号数検出部３０１３，フィ
ルタ出力値算出部３０１４，最適閾値判定部３０１５，
検出信号計数部３０１６および改ざん判定部３０１７が
追加された点である。ここで，その他の構成要素の動作
は第１の実施の形態と同一であるものとする。

【０１１０】（埋め込み信号数記録部３０１２）埋め込
み信号数記録部３０１２は，透かし画像に埋め込む信号
数を透かし画像自体に記録する部分である。この信号数
は原文の文書画像の文字数やレイアウトに依存して変化
する。

【０１１１】（埋め込み信号数検出部３０１３）埋め込
み信号数検出部３０１３は埋め込み信号数記録部３０１
２で記録した数値を復元し，透かし画像作成時に埋め込
んだ信号数を取り出す。

【０１１２】（フィルタ出力値算出部３０１４）フィル
タ出力値算出部３０１４では入力画像に対する信号検出
フィルタの出力値を計算し，信号埋め込み位置ごとに記
録する。

【０１１３】（最適閾値判定部３０１５）最適閾値判定
部３０１５ではフィルタ出力値算出部３０１４で計算し
た出力値と埋め込み信号数検出部３０１３で得た埋め込
み信号数を利用して，信号検出のための最適な閾値を計
算する。

【０１１４】（検出信号計数部３０１６）検出信号計数
部３０１６は最適閾値判定部３０１５で得られた閾値を
用いて入力画像に埋め込まれた信号数を数える。

【０１１５】（改ざん判定部３０１７）改ざん判定部３
０１７は，埋め込み信号数検出部３０１３で記録した正
解数と検出信号計数部３０１６で得られた信号数を比較
することにより改ざん等が行われたかどうかの判定，お
よび改ざん場所の特定を行う。

【０１１６】（埋め込み信号数記録部３０１２）図２７
は埋め込み信号数記録部３０１２の動作を示す流れ図で
ある。

【０１１７】（ステップＳ３１０１）図２８はステップ
Ｓ３１０１の説明図である。ステップＳ３１０１では，
まずユニット行列Ｕｍ（図２８（２））の左端のＩｗ個
分の要素を埋め込みシンボルユニット数の記録用のユニ
ット（記録用ユニット帯と呼ぶ）として使用する（図２
８（３））。次に，ユニット行列Ｕｍの記録用ユニット
帯を除いた部分を（横×縦＝）Ｂｗ×Ｂｈ個のブロック
に分割する（これをユニット数記録単位行列Ｎｕ（ｘ，
ｙ）ｘ＝１〜Ｂｗ，ｙ＝１〜Ｂｈと呼ぶ）。各ブロック
の大きさはユニット行列Ｕｍの要素数を大きさの単位と
して（幅×高さ＝）ｂｗ×ｂｈとする（図２８
（４））。

【０１１８】ユニット行列Ｕｍの左端に記録用ユニット
帯を配置する場合，ユニット数記録単位行列に関して設
定可能なパラメータは，横方向のブロック数，ブロック
の高さ方向の大きさである。残りの縦方向のブロック数
とブロックの幅方向の大きさは，設定したパラメータお
よび記録用ユニット帯の幅，ユニット行列Ｕｍのパラメ
ータから自動的に決定される。

【０１１９】以下の説明では，ユニット行列Ｕｍの大き
さ（要素数）をＭｗ×Ｍｈとしたとき，横方向のブロッ
ク数をＢｗ＝４，ブロックの高さ方向の大きさをｂｈ＝
１６，記録用ユニット帯の幅をＩｗ＝４とする。したが
って，縦方向のブロック数はＢｈ＝Ｍｈ／ｂｈ＝Ｍｈ／
１６，ブロックの幅方向の大きさはｂｗ＝（Ｍｈ−Ｉ
ｗ）／Ｂｗ＝（Ｍｈ−４）／４となる。

【０１２０】（ステップＳ３１０２，ステップＳ３１０
３）図２９はステップＳ３１０２およびステップＳ３１
０３の説明図である。ステップＳ３１０２ではユニット
行列Ｕｍにおいてユニット数記録単位行列の各要素に対
応する領域に含まれるシンボルユニットの数を計測す
る。図２９の例ではユニット数記録単位行列Ｎｕ（Ｘ，
Ｙ）におけるシンボルユニット数の計測方法を示してお
り，以下のステップにより実行される。 ・ステップ１：Ｎｕ（Ｘ，Ｙ）に対応するユニット行列
Ｕｍ上での領域を取り出す（図２９，）。 ・ステップ２：ステップ１で取り出された領域内に埋め
込まれているシンボルユニットの数を計測する（図２９
，）。 ここで，シンボルユニットの埋め込み規則は第１の実施
の形態で説明したものと同様に，入力文書画像の文字領
域にはシンボルユニットは埋め込まれていないものとす
る。図２９の例では，この領域に埋め込まれたシンボル
ユニット数は７１であったものとする。

【０１２１】ステップＳ３１０３はステップＳ３１０２
で計測されたシンボルユニット数を記録用ユニット帯に
記録する。以下にそのステップを示す。 ・ステップ３：Ｎ（Ｘ，Ｙ）＝７１を二進数で表現する
（図２９）。 ・ステップ４：ステップ３の結果を記録用ユニット帯の
対応する領域にセットする。（図２９，）

【０１２２】ここで示した例は，ユニット数記録単位行
列の１行に対応するユニット行列Ｕｍの行数ｂｈを１
６，記録用ユニット帯の幅Ｉｗを４としているため，ユ
ニット数記録単位行列の各行に対して記録用のユニット
数はＩｗ×ｂｈ＝４×１６＝６４となる。またユニット
数記録単位行列の列数Ｂｗは４であるため，ユニット数
記録単位行列の１つの要素に割り当てられる記録用のユ
ニット数（単位記録ユニット数と呼ぶ）はＩｗ×ｂｈ侶
ｗ＝６４／４＝８となる。したがって，ユニット記録単
位行列の各行に対応する記録用ユニット帯の１〜２行目
にはユニット記録単位行列の１列目の情報を，３〜４行
目には２列目，５〜６行目には３列目，７〜８行目には
４列目の情報をそれぞれ単位記録ユニット数（８ビッ
ト）で記録することになる。

【０１２３】この例ではユニット数を記録しているが，
ユニット記録単位行列の「各要素に対応するユニット行
列Ｕｍの領域中に埋め込むことができる信号ユニット数
の最大値」に対する「シンボルユニット数」の割合を記
録しても良い。割合を記録する方式は，「ユニット記録
単位行列の各要素に対応するユニット行列Ｕｍの範囲が
大きく，その中に含まれるユニット数も多くなり，この
数を表現するために必要なビット数が単位記録ユニット
数を超えるような場合」や「ユニット記録単位行列の列
数を増やしたため，ユニット記録単位行列の一つの要素
の情報を表現するために割り当てられる単位記録ユニッ
ト数が少なくなった場合」に有効となる。また，改ざん
場所の特定はユニット記録単位行列の要素単位に行うた
め，同じ入力文書画像に対してユニット記録単位行列の
行数や列数を増やすことにより，印刷文書に対する改ざ
ん場所の特定を詳細に行うことが可能になる利点がある
が，それだけ記録用ユニット帯を大きく取るか，または
単位記録ユニット数を小さくする必要がある。

【０１２４】なお，記録用ユニット帯は文書画像の文字
領域に重ならないよう，文書画像の余白部分に設定す
る。また，記録用ユニット帯はユニット行列Ｕｍの右
端，または上端，下端に設定しても，以降の処理を「記
録用ユニット帯が文書画像の上下にある」という前提で
行えば同じ効果が得られる。

【０１２５】さらに，ユニット行列Ｕｍの左右に記録用
ユニット帯を設定し，それぞれ同じ情報をセットしても
良い。この場合，用紙が汚れたりして片方の記録用ユニ
ット帯の情報が読み取れなくなった場合でも，もう一方
の記録用ユニット帯から情報を読み取ることにより，安
定して改ざん検出等の処理を行うことができる効果があ
る。これは上下方向についても同様である。

【０１２６】なお，記録用ユニット帯を文書画像のどこ
に設定したかは，第１の実施の形態で説明した属性記録
領域に記述することにより，既知である必要はなくな
る。

【０１２７】（埋め込み信号数検出部３０１３）以下の
説明では第２の実施の形態の説明と同様に， ・電子透かし埋め込み装置３００１で文書中に埋め込ん
だ信号ユニットの大きさがＳｗ×Ｓｈ（画素）である。 ・埋め込んだ信号ユニット数は，横×高さ＝ｎｗ×ｎｈ
である。 ・埋め込んだシンボルユニットはユニットＡとユニット
Ｂの二種類である。 ・入力画像における信号ユニットの大きさはＳｉｗ×Ｓ
ｉｈである。 という前提で説明を行う。

【０１２８】図３０は埋め込み信号数検出部３０１３の
説明図である。埋め込み信号数の検出は以下のステップ
で行う。 ・ステップ１：入力画像をＳｗ×Ｓｈ個のブロックに分
割して，ユニット行列Ｕｍを設定する（図３０）。 ・ステップ２：ユニット行列Ｕｍの記録用ユニット帯に
相当する部分を取り出す（図３０）。 ・ステップ３：記録用ユニット帯に信号検出フィルタを
施すことによって埋め込んだビット列を復元する（図３
０，）。図２９において，記録用ユニット帯に相
当するユニット行列Ｕｍの各要素に対応する入力画像上
の領域に対し，２つのフィルタ（フィルタＡとフィルタ
Ｂ）の出力値を計算し，出力値が大きいほうのフィルタ
に対応するシンボルユニットが埋め込まれているものと
する。この例ではフィルタＡの出力値が大きいためユニ
ットＡ（シンボル０）が埋め込まれていると判定されて
いる。 ・ステップ４：復元されたビット列を基にユニット数記
録単位行列を復元する（図３０）。

【０１２９】（フィルタ出力値算出部３０１４）図３１
はフィル列出力値算出部３０１４の説明図である。ここ
では埋め込み信号数検出部で設定したユニット行列Ｕｍ
の各要素に対して，以下のステップにより信号検出フィ
ルタの出力値を記録する。 ・ステップ１：ユニット行列Ｕｍの任意の要素に対応す
る入力画像の領域に対して信号検出フィルタ（フィルタ
ＡとフィルタＢ）の出力値を計算する（図３０）。信
号検出フィルタはそれぞれ対象とする領域に対して上下
左右にずらしながら出力値を計算し，フィルタＡによる
出力値の最大値とフィルタＢによる出力値の最大値の大
きいほうを求める。 ・ステップ２：ユニット行列Ｕｍのすべての要素につい
てステップ１を行い，出力値をフィルタ出力値行列Ｆｍ
（ｘ，ｙ），ｘ＝１〜Ｓｗ，ｙ＝１〜Ｓｈの対応する要
素に記録する。

【０１３０】（最適閾値判定部３０１５）図３２は最適
閾値判定部３０１５の説明図である。ここでの閾値は，
ユニット行列Ｕｍの各領域に対応する入力画像の領域に
ユニットシンボルが埋め込まれているかどうかを判定す
るための閾値（Ｔｓと呼ぶ）であり，フィルタ出力値行
列の任意の要素の値が閾値Ｔｓを超えたならば，入力画
像のそれに対応する位置にはシンボルユニットが埋め込
まれているものと判定する。最適閾値判定は以下のステ
ップで行われる。 ・ステップ１：フィルタ出力値行列の要素（信号検出フ
ィルタの出力値）の平均Ｆａ，標準偏差Ｆｓなどから閾
値ｔｓの初期値を設定する（図３２）。ここでは例え
ば初期値をｔｓ＝Ｆａ−Ｆｓ＊３とする。 ・ステップ２：フィルタ出力値行列をｔｓによって二値
化し，ユニット抽出画像を作成する（図３２）。 ・ステップ３：ユニット抽出画像に対してユニット数記
録単位行列を当てはめる（図３２）。 ・ステップ４：ユニット抽出画像のユニット数記録単位
行列の各要素に対応する領域中のシンボルユニット数を
数え，ユニット数記録単位行列に記録する（図３２
）。 ・ステップ５：埋め込み信号数検出部３０１３で復号さ
れた記録用ユニット帯に記録されていたシンボルユニッ
ト数とステップ４から得られたシンボルユニット数の差
分の絶対値をユニット数記録単位行列の要素毎に計算
し，すべての要素についての合計値をＳｆ（ｔｓ）とす
る（図３２）。 ・ステップ６：Ｓｆ（ｔｓ）が最小となるｔｓをＴｓと
して記録する（図３２）。 ・ステップ７：ｔｓにΔｔを加え，ｔｓを更新する（図
３２）。Δｔはあらかじめ定めた値か，ステップ１で
求めた標準偏差Ｆｓ（例えばΔｔ＝Ｆｓ×０．１とする
など）から算出しても良い。 ・ステップ８：Ｔｓが予定した値に達したならば終了す
る。そうでなければ，ステップ１に戻る（図３２）。

【０１３１】（検出信号計数部３０１６）図３３は検出
信号計数部３０１６の説明図である。この部分の処理は
最適閾値判定部３０１５から得られた最適閾値Ｔｓによ
ってフィルタ出力値行列を二値化したユニット抽出画像
を用いて，最適閾値判定部３０１５とほぼ同一の処理を
行う。 ・ステップ１：フィルタ出力値行列をＴｓによって二値
化し，ユニット抽出画像を作成する（図３３）。 ・ステップ２：ユニット抽出画像に対してユニット数記
録単位行列を当てはめる（図３３）。 ・ステップ３：ユニット抽出画像のユニット数記録単位
行列の各要素に対応する領域中のシンボルユニット数を
数え，ユニット数記録単位行列に記録する（図３３
）。 ・ステップ４：埋め込み信号数検出部３０１３で復号さ
れた記録用ユニット帯に記録されていたシンボルユニッ
ト数とステップ３から得られたシンボルユニット数の差
分Ｄ（Ｘ，Ｙ）をユニット数記録単位行列の要素毎に計
算する（図３３）。ユニット数記録単位行列の任意の
要素Ｎｕ（Ｘ，Ｙ）におけるＤ（Ｘ，Ｙ）は，記録用ユ
ニット帯から復元されたユニットシンボル数をＲ（Ｘ，
Ｙ），ステップ３で計測されたユニットシンボル数をＣ
（Ｘ，Ｙ）としてＤ（Ｘ，Ｙ）＝Ｒ（Ｘ，Ｙ）−ｃ
（Ｘ，Ｙ）によって計算されるものとする。

【０１３２】（改ざん判定部３０１７）ユニット数記録
単位の任意の要素Ｎ（Ｘ，Ｙ）における改ざんの判定は
Ｄ（Ｘ，Ｙ）を用いて以下のように行う。 （１）文字が追加された改ざん：Ｄ（Ｘ，Ｙ）＞ＴＡ
（ＴＡは正の整数）「記録されていたユニットシンボル
数より検出されたユニットシンボル数の方が少ない場合
には，本来埋め込まれていたユニットシンボルの上に文
字が追加されたために検出不能になったと判断。」 （２）文字が消去された改ざん：Ｄ（Ｘ，Ｙ）＜ＴＣ
（ＴＣは負の整数）「記録されていたユニットシンボル
数より検出されたユニットシンボル数の方が多い場合に
は，本来埋め込まれていなかったユニットシンボルが検
出された。これは文字を修正液などで消去した後に，画
像に文字領域ではない汚れが生じ，これに信号検出フィ
ルタが反応したものと判断。第２の実施の形態で検出で
きなかった文字消去による改ざんを検出するため。」 （３）改ざんなし：（１），（２）以外

【０１３３】以上説明したように，本実施の形態によれ
ば，以下の効果が得られる。 （ｆ）文書画像をいくつかのブロックに分割し，各ブロ
ック内に埋め込んだシンボルユニット数を記録すること
で，ブロック単位で改ざん検出を行うことができ，改ざ
ん場所の特定が可能となる。 （ｇ）埋め込んだ信号数を記録することで，信号検出や
改ざん検出のための最適な閾値を求めることができる。 （ｈ）印刷された文書に対し，空白部分に文字列を追加
したり，任意の文字列を修正液などで消去するような不
正があった場合，その文書の原文がなくても改ざんが検
出でき，改ざん場所も特定できる。

【０１３４】以上，添付図面を参照しながら本発明にか
かる電子透かし埋め込み装置，電子透かし検出装置，電
子透かし埋め込み方法，及び，電子透かし検出方法の好
適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に
限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載
された技術的思想の範疇内において各種の変更例または
修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについ
ても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解され
る。

【０１３５】例えば，第３の実施の形態の処理のあとに
第１の実施の形態の処理を行い，最適閾値判定部３０１
５で得られた最適閾値Ｔｓを第１の実施の形態のステッ
プＳ１２０３およびステップＳ１２０４の処理（図１
８）の閾値Ｔｓとして用いても良い。これによりＴｓを
固定値とした場合よりも埋め込み情報の抽出の精度が向
上する。

【０１３６】同様に第３の実施の形態の処理のあとに第
２の実施の形態の処理を行い，最適閾値判定部３０１５
で得られた最適閾値Ｔｓを第２の実施の形態の閾値Ｔｓ
として用いることも可能である。これによりＴｓを固定
値とした場合よりも改ざん検出の精度が向上する。

【０１３７】

【発明の効果】以上説明したように，本発明の主要な効
果を挙げれば以下の通りである。 （ａ）透かしを挿入する文書画像の文字の配置状態を参
照し，文字に重ならない領域にのみ意味のある情報（符
号語のシンボル）を埋め込むため，元の文書がどのよう
なものであっても確実に機密情報を埋め込むことができ
る。 （ｂ）符号語のシンボルを埋め込まない領域には，相反
する信号ユニットを同じ数だけ配置することにより，検
出時にシンボルが埋め込まれていないことを確実に判定
できる。 （ｃ）埋め込み情報の検出時に，ある領域に対する２つ
のフィルタの出力値のそれぞれの総和などによりシンボ
ルの判定を行うため，情報検出の精度が高く保たれる。 （ｄ）埋め込んだ信号数などの属性情報をセットする属
性記録領域を信号を埋め込む領域の４隅に設定すること
で，機密情報を検出する際に入出力デバイスのハードウ
ェア的な誤差に影響されることなく正確に属性情報を取
り出すことが可能となり，それ以降の検出精度を向上さ
せることができる。

【０１３８】さらに，上記発明の実施の形態で説明した
応用例によれば，さらに，以下の効果を得ることができ
る。 （ｅ）印刷された文書に対し，主に任意の文字列を修正
液などで消去するような不正があった場合，その文書の
原文がなくても改ざんが検出でき，改ざん場所も特定で
きる。 （ｆ）文書画像をいくつかのブロックに分割し，各ブロ
ック内に埋め込んだシンボルユニット数を記録すること
で，ブロック単位で改ざん検出を行うことができ，改ざ
ん場所の特定が可能となる。 （ｇ）埋め込んだ信号数を記録することで，信号検出や
改ざん検出のための最適な閾値を求めることができる。 （ｈ）印刷された文書に対し，空白部分に文字列を追加
したり，任意の文字列を修正液などで消去するような不
正があった場合，その文書の原文がなくても改ざんが検
出でき，改ざん場所も特定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子透かし埋め込み装置及び電子透かし検出装
置の構成を示す説明図である。

【図２】信号ユニットの一例を示す説明図であり，
（１）はユニットＡを，（２）はユニットＢを示してい
る。

【図３】図２（１）の画素値の変化をａｒｃｔａｎ（１
／３）の方向から見た断面図である。

【図４】信号ユニットの一例を示す説明図であり，
（３）はユニットＣを，（４）はユニットＤを，（５）
はユニットＥを示している。

【図５】背景画像の説明図であり，（１）はユニットＥ
を背景ユニットと定義し，これを隙間なく並べた透かし
画像の背景とした場合を示し，（２）は（１）の背景画
像の中にユニットＡを埋め込んだ一例を示し，（３）は
（１）の背景画像の中にユニットＢを埋め込んだ一例を
示している。

【図６】ユニットパターンの一例を示す説明図である。

【図７】透かし画像形成部１００６の処理の流れを示す
流れ図である。

【図８】シンボルユニット配置可否行列の一例を示す説
明図である

【図９】ユニットパターン配置可否行列の一例を示す説
明図である。

【図１０】ユニットパターン行列の一例を示す説明図で
ある。

【図１１】ユニット行列の一例を示す説明図である。

【図１２】属性記録領域の説明図である。

【図１３】ステップＳ１１０７の一例を示す説明図であ
る。

【図１４】透かし検出部１０１１の処理の流れを示す説
明図である。

【図１５】信号領域の検出方法の説明図である。

【図１６】属性領域に埋め込まれたユニット行列の大き
さを復元する方法の一例を示す説明図である。

【図１７】ステップＳ１２０３とステップＳ１２０４の
説明図である。

【図１８】ステップＳ１２０３とステップＳ１２０４を
実現する別の方法の説明図である。

【図１９】ユニットパターン行列から符号語を取り出す
方法の一例を示す説明図である。

【図２０】本発明の第２の実施の形態の構成を示す図で
ある。

【図２１】文字消去改ざん検出部の動作を示す流れ図で
ある。

【図２２】文字領域抽出画像の説明図である。

【図２３】ステップＳ２１０２の説明図である。

【図２４】ステップＳ２１０３の説明図である。

【図２５】改ざんがあった場合の説明図である。

【図２６】本発明の第３の実施の形態の構成を示す説明
図である。

【図２７】埋め込み信号数記録部３０１２の動作を示す
流れ図である。

【図２８】ステップＳ３１０１の説明図である。

【図２９】ステップＳ３１０２およびステップＳ３１０
３の説明図である。

【図３０】埋め込み信号数検出部３０１３の説明図であ
る。

【図３１】フィル列出力値算出部３０１４の説明図であ
る。

【図３２】最適閾値判定部３０１５の説明図である。

【図３３】検出信号計数部３０１６の説明図である。

【符号の説明】

１００１，２００１，３００１ 電子透かし埋め込み装
置 １００２，２００２，３００２ 電子透かし検出装置 １００３，２００３，３００３ 文書データ １００４，２００４，３００４ 機密情報 １００５，２００５，３００５ 文書画像形成部 １００６，２００６，３００６ 透かし画像形成部 １００７，２００７，３００７ 透かし入り文書画像合
成部 １００８，２００８，３００８ 出力デバイス １００９，２００９，３００９ 印刷文書（紙） １０１０，２０１０，３０１０ 入力デバイス １０１１，２０１１ 透かし検出部 ２０１２ 文字消去改ざん検出部 ３０１２ 埋め込み信号記録部 ３０１３ 埋め込み信号数検出部 ３０１４ フィルタ出力値算出部 ３０１５ 最適閾値判定部 ３０１６ 検出信号数計数部 ３０１７ 改ざん判定部

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 文書画像に対して電子透かしにより機密
   情報を埋め込む，電子透かし埋め込み装置であって，前
   記文書画像を参照して，前記機密情報を基に透かし画像
   を作成する透かし画像形成部を備え，前記透かし画像形
   成部は，前記文書画像を，所定のフィルタによって所定
   のシンボルを識別可能なドットパターンを埋め込むため
   の埋め込み領域を算出し，前記埋め込み領域に対し，文
   字領域の割合が所定の閾値以下であるか否かを判断し，
   文字領域の割合が所定の閾値以下である場合に，前記埋
   め込み領域の文字領域と重ならない領域に，前記機密情
   報の少なくとも一部を成すシンボルを識別可能なドット
   パターン（シンボルユニット）を所定の数埋め込むこと
   を特長とする，電子透かし埋め込み装置。
2. 【請求項２】 前記透かし画像形成部は，前記文書画像
   を複数の埋め込み領域に分割し，各埋め込み領域ごと
   に，文字領域の割合が所定の閾値以下であるか否かを判
   断することを特徴とする，請求項１に記載の電子透かし
   埋め込み装置。
3. 【請求項３】 前記透かし画像形成部は，文字領域の割
   合が所定の閾値を超える前記埋め込み領域の，文字領域
   と重ならない領域に，前記シンボルユニットを複数種
   類，所定の数ずつ埋め込むことを特長とする，請求項１
   または２に記載の電子透かし埋め込み装置。
4. 【請求項４】 前記透かし画像形成部は，前記埋め込み
   領域の文字領域と重なる領域に，前記機密情報とは無関
   係のシンボルであるドットパターン（背景ユニット）を
   埋め込むことを特長とする，請求項１，２または３のい
   ずれかに記載の電子透かし埋め込み装置。
5. 【請求項５】 前記シンボルユニットは，ドットの配列
   規則が波を形成していることを特徴とする，請求項１，
   ２，３または４のいずれかに記載の電子透かし埋め込み
   装置。
6. 【請求項６】 前記シンボルユニットは，ドットの波の
   方向及び／又は波長を変化させることによって，所定の
   フィルタによって所定のシンボルを識別可能であること
   を特徴とする，請求項１，２，３，４または５のいずれ
   かに記載の電子透かし埋め込み装置。
7. 【請求項７】 前記文書画像と前記透かし画像とを重ね
   合わせて透かし入り文書画像を作成する透かし入り文書
   画像合成部と，前記透かし入り文書画像を印刷する出力
   デバイスと，をさらに備えたことを特徴とする，請求項
   １，２，３，４，５または６のいずれかに記載の電子透
   かし埋め込み装置。
8. 【請求項８】 前記透かし入り文書画像合成部は，前記
   機密情報の埋め込み時及び／又は検出時の各種属性情報
   を，前記透かし入り文書画像の４隅部分に記録すること
   を特徴とする，請求項７に記載の電子透かし埋め込み装
   置。
9. 【請求項９】 前記透かし画像に埋め込む前記シンボル
   ユニット及び前記背景ユニットの数を，前記透かし画像
   の余白領域に記録する埋め込み信号数記録部をさらに備
   えたことを特徴とする，請求項１，２，３，４，５，
   ６，７または８のいずれかに記載の電子透かし埋め込み
   装置。
10. 【請求項１０】 文書画像に対して電子透かしにより埋
    め込まれた機密情報を検出する，電子透かし検出装置で
    あって，前記文書画像は，所定のフィルタによって所定
    のシンボルを識別可能なドットパターンを埋め込むため
    の複数の埋め込み領域に分割され，前記各埋め込み領域
    に，前記機密情報の少なくとも一部を成すシンボルを識
    別可能なドットパターン（シンボルユニット），あるい
    は，前記機密情報とは無関係のシンボルであるドットパ
    ターン（背景ユニット）が埋め込まれることによって，
    前記機密情報が埋め込まれており，前記機密情報を検出
    する透かし検出部を備え，前記透かし検出部は，前記ド
    ットパターンから所定のシンボルを識別可能な複数種類
    のフィルタを備え，前記各埋め込み領域ごとに，前記複
    数種類のフィルタによりマッチングを行い，一の前記フ
    ィルタのマッチング数が他のすべての前記フィルタのマ
    ッチング数に比べて非常に大きい前記埋め込み領域か
    ら，前記一のフィルタに対応する，前記機密情報の少な
    くとも一部を検出することを特徴とする，電子透かし検
    出装置。
11. 【請求項１１】 前記透かし検出部は，前記各フィルタ
    のマッチング数の間に差が無い前記埋め込み領域から
    は，前記機密情報を検出しないことを特徴とする，請求
    項１０に記載の電子透かし検出装置。
12. 【請求項１２】 文字消去改ざん検出部をさらに備え，
    前記文字消去改ざん検出部は，前記機密情報が埋め込ま
    れた文書画像を所定の閾値で二値化することにより，文
    字領域の画素値を０，背景領域の画素値を１として文字
    領域抽出画像を作成し，前記機密情報が埋め込まれた文
    書画像の，前記シンボルユニットが検出できない領域の
    画素値を０，シンボルユニットが検出できる領域の画素
    値を１としてシンボルユニット抽出画像を作成し，前記
    文字領域抽出画像と前記シンボルユニット抽出画像とを
    比較することにより，前記透かし入り文書画像に対する
    改ざんを検出することを特徴とする，請求項１０または
    １１に記載の電子透かし検出装置。
13. 【請求項１３】 前記文書画像に対する前記機密情報の
    埋め込み時に埋め込まれた前記シンボルユニットの数を
    検出する，埋め込み信号数検出部と，前記入力画像に対
    する前記所定のフィルタの出力値を算出し，各埋め込み
    領域ごとに記録する，フィルタ出力値算出部と，前記埋
    め込み信号数検出部の検出値と，前記フィルタ出力値算
    出部の算出値とから，前記透かし画像に埋め込まれた前
    記シンボルユニットの数を検出するための最適な閾値を
    計算する，最適閾値判定部と，前記透かし入り文書画像
    に実際に埋め込まれている前記シンボルユニットの数を
    検出する，検出信号計数部と，前記埋め込み信号数検出
    部の検出値と，前記信号検出計数部の計数値とを比較す
    ることにより，前記透かし入り文書画像に対する改ざん
    の有無を判定する，改ざん判定部と，をさらに備えたこ
    とを特徴とする，請求項１０，１１または１２のいずれ
    かに記載の電子透かし検出装置。
14. 【請求項１４】 前記埋め込み信号数検出部は，前記機
    密情報の埋め込み時に埋め込まれた前記シンボルユニッ
    トの数を，前記透かし入り文書画像の余白領域に記録さ
    れた情報から検出することを特徴とする，請求項１３に
    記載の電子透かし検出装置。
15. 【請求項１５】 前記最適閾値判定部は，前記埋め込み
    信号数検出部の検出値と，前記フィルタ出力値算出部の
    算出値との差を，すべての前記埋め込み領域について合
    計し，合計値が最も小さくなるように，前記閾値を決定
    することを特徴とする，請求項１３または１４に記載の
    電子透かし検出装置。
16. 【請求項１６】 文書画像に対して電子透かしにより機
    密情報を埋め込む，電子透かし埋め込み方法であって，
    前記文書画像を，所定のフィルタによって所定のシンボ
    ルを識別可能なドットパターンを埋め込むための複数の
    埋め込み領域に分割する第１工程と，前記各埋め込み領
    域ごとに，文字領域の割合が所定の閾値以下であるか否
    かを判断する第２工程と，文字領域の割合が所定の閾値
    以下である場合に，前記埋め込み領域の文字領域と重な
    らない領域に，前記機密情報の少なくとも一部を成すシ
    ンボルを識別可能なドットパターン（シンボルユニッ
    ト）を所定の数埋め込む第３工程と，文字領域の割合が
    所定の閾値を超える前記埋め込み領域の，文字領域と重
    ならない領域に，前記シンボルユニットを複数種類，所
    定の数ずつ埋め込む第４工程と，前記埋め込み領域の文
    字領域と重なる領域に，前記機密情報とは無関係のシン
    ボルであるドットパターン（背景ユニット）を埋め込む
    第５工程と，を含むことを特長とする，電子透かし埋め
    込み方法。
17. 【請求項１７】 文書画像に対して電子透かしにより埋
    め込まれた機密情報を検出する，電子透かし検出方法で
    あって，前記文書画像は，所定のフィルタによって所定
    のシンボルを識別可能なドットパターンを埋め込むため
    の複数の埋め込み領域に分割され，前記各埋め込み領域
    に，前記機密情報の少なくとも一部を成すシンボルを識
    別可能なドットパターン（シンボルユニット），あるい
    は，前記機密情報とは無関係のシンボルであるドットパ
    ターン（背景ユニット）が埋め込まれることによって，
    前記機密情報が埋め込まれており，前記各埋め込み領域
    ごとに，複数種類のフィルタによりマッチングを行い，
    一の前記フィルタのマッチング数が他のすべての前記フ
    ィルタのマッチング数に比べて非常に大きい前記埋め込
    み領域からは，前記一のフィルタに対応する，前記機密
    情報の少なくとも一部を検出し，前記各フィルタのマッ
    チング数の間に差が無い前記埋め込み領域からは，前記
    機密情報を検出しないことを特徴とする，電子透かし検
    出方法。