JP2004064516A

JP2004064516A - 電子透かし挿入方法及びその装置並びに電子透かし検出方法及びその装置

Info

Publication number: JP2004064516A
Application number: JP2002221482A
Authority: JP
Inventors: Isao Shinohara; 篠原　勲; Ayumi Harada; 原田　歩美; Masahiro Harumoto; 春本　昌宏
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】画像が拡大又は縮小し、更に、回転していても電子透かしを検出できるロバストな電子透かし挿入装置及び電子透かし検出装置を提供する。
【解決手段】電子透かし挿入装置は、画像をラージセルに分割し、レベル変化の多い各ラージセルに電子透かしを挿入する。電子透かしは、基準点１乃至３にある基準信号１乃至基準信号３及びデータ点１乃至６にあるデータ信号１乃至データ信号６を有する。電子透かし検出装置は、各基準信号を検出し、検出された基準信号の幾何学的関係より、画像の倍率及び回転角を検出し、画像に対してその倍率及び回転角の補正を行った上でデータ点にあるデータ信号を検出する。
【選択図】　　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データに電子透かしを挿入する電子透かし挿入方法及びその装置並びに電子透かしが挿入された画像データから電子透かしを検出する電子透かし検出方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像データに電子透かしを挿入する技術が開発され、著作権等を有する者等を特定する情報、著作物等の利用を許諾する場合の利用方法及び条件に関する情報等を電子透かしの形態で画像データに挿入することが実用化されてきている。
【０００３】
通常は電子透かしは電子データの形態で挿入され、検出されるが、印刷にも対応した電子透かしも登場してきている。これは、電子透かしが挿入された画像データが印刷された場合であっても、印刷された画像データから電子透かしを検出できるようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来ある印刷にも対応した電子透かしは、スキャナを用いて印刷物を読み取ることを前提としている。このような前提のもとでは、読み取られた画像の縮尺は予め知られており、画像が回転していることはない。また、スキャナは６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉ程度の高解像度を有するので高周波成分に埋め込まれている電子透かしを検出することができる。更に、カメラで読み取る場合と異なり手振れが生ずる場合もない。更に、スキャナにより一定の光源により画像が照射されるので、信号対雑音比、コントラストもよい。
【０００５】
一方、近年カメラを内蔵し、電子メール機能及びＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄ　Ｗｉｄｅ　Ｗｅｂ）ブラウザ機能を有する携帯電話が普及してきている。このような携帯電話のカメラで電子透かしが挿入された画像を読み取り、携帯電話からそのような画像を電子メールの添付ファイル又はホームページのフォーム情報として送れば、ＷＷＷサーバ側は電子透かしを検出し、それに基づいてデータベースから情報を検索し、携帯電話はＷＷＷサーバ、メールサーバ等からその様な情報の提供等の様々なサービスを受けることができる。
【０００６】
従って、携帯電話の内蔵カメラ等で読み取った画像から電子透かしを検出することを可能とする電子透かし挿入方法及びその装置並びに電子透かし検出方法及びその装置の登場が望まれている。
【０００７】
しかしながら、携帯電話の内蔵カメラ等で読み取った画像は、画像とカメラの間の距離等が変動要因となり、縮尺が不定である。また、携帯電話の内蔵カメラ等で読み取った画像は、画像とカメラの間の相対回転角等が変動要因となり、少なからず回転している場合が多い。更に、携帯電話の内蔵カメラで読み取った画像は、解像度が低い。例えば、３ｃｍ×４ｃｍの画像を６００ｄｐｉのスキャナで読み取った場合の画素数は、６７万、１２００ｄｐｉのスキャナで読み取った場合の画素数は、２６８万であるのに対し、現在普及している携帯電話の内蔵カメラの画素数は１０万乃至３０万程度であることより明らかである。更に、携帯電話の内蔵カメラ等で読み取った画像は、手振れが生じている場合がある。更に、携帯電話の内蔵カメラ等で読み取った画像は、一般の外光のもとで読み取られるので、信号対雑音比及びコントラストが十分でない場合が多い。
【０００８】
そこで、本発明は、縮尺が不定であり、回転していて、解像度が低く、手振れが生じていて、信号対雑音比が悪く、コントラストも悪い画像であっても電子透かしの形態で埋め込まれたデータを安定して検出することを可能とするロバストな電子透かし挿入方法及びその装置並びに電子透かし検出方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点によれば、空間領域において、画像の倍率及び回転角を検出するための基準信号を画像に挿入するステップと、前記空間領域において、前記基準信号と所定の幾何学的関係にある位置に、挿入すべきデータに対応した値のデータ信号を画像に挿入するステップと、を有することを特徴とする電子透かし挿入方法が提供される。
【００１０】
上記の電子透かし挿入方法において、前記基準信号は、所定の幾何学的関係にある複数の成分を備えてもよい。
【００１１】
上記の電子透かし挿入方法において、前記各成分は、芯と周辺を備え、原画像のレベル分布にかかわらず、各成分挿入後に各成分の芯のレベルと周辺のレベルの大小関係が常に所定の関係となるように各成分を挿入してもよい。
【００１２】
上記の電子透かし挿入方法において、前記データ信号は、芯と周辺を備え、前記データ信号が第１の論理レベルを表すときは、芯では原画像に第１のオフセット値が加算され、周辺では原画像が平坦化されるように、前記データ信号が第２の論理レベルを表すときは、芯及び周辺で原画像が平坦化されるように前記データ信号を挿入してもよい。
【００１３】
上記の電子透かし挿入方法において、前記画像を複数のブロックに分割するステップを更に有し、前記基準信号及び前記データ信号を、一部又は全部のブロックに挿入してもよい。
【００１４】
上記の電子透かし挿入方法において、前記基準信号及び前記データ信号を挿入するべきブロックの決定をするステップを更に有してもよい。
【００１５】
上記の電子透かし挿入方法において、前記決定をするステップでは、前記ブロックを更に細かい小ブロックに分割し、前記小ブロック間のレベル分布差に基づいて、前記決定をしてもよい。
【００１６】
本発明の第２の観点によれば、空間領域において、画像の倍率及び回転角を検出するための基準信号を基に前記画像の倍率及び回転角を検出するステップと、前記画像を前記倍率及び前記回転角に基づいて補正するステップと、前記補正がされた画像の前記空間領域において、前記基準信号と所定の幾何学的関係にある位置に挿入されているデータ信号を検出するステップと、を有することを特徴とする電子透かし検出方法が提供される。
【００１７】
上記の電子透かし検出方法において、前記基準信号は、所定の幾何学的関係にある複数の成分を備え、前記画像の倍率及び回転角を検出するステップは、前記画像に埋め込まれている前記基準信号の各成分を検出するステップと、検出された各成分間の幾何学的関係より前記画像の倍率及び回転角を検出するステップとを有してもよい。
【００１８】
上記の電子透かし検出方法において、前記データ信号を検出するステップでは、前記基準信号と所定の幾何学的関係にある位置及びその位置の周辺で所定の論理値に対応したデータ信号の検出を試み、前記データ信号の検出を試みた何れかの位置において前記所定の論理値に対応したデータ信号が検出されたならば、前記データ信号の論理値が前記所定の論理値であると判断してもよい。
【００１９】
上記の電子透かし検出方法において、前記データ信号は、芯と周辺を備え、前記データ信号を検出するステップでは、前記芯の候補位置のレベルと前記周辺の候補位置のレベルに基づいて、前記データ信号を検出してもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
［実施形態１］
まず、本実施形態で用いるスモールセル及びラージセルの関係について図１を参照して説明する。例えば、スモールセルは５×５画素の大きさの正方形のセルであり、ラージセルは１５０×１５０画素の大きさの正方形のセルである。従って、１つのラージセルには３０×３０個のスモールセルが入る。
【００２２】
次に、本発明の実施形態による電子透かし挿入装置について詳細に説明する。
【００２３】
図２を参照すると、本実施形態による電子透かし挿入装置は、挿入ラージセル選択部１０３、電子透かし挿入部１０４を備える。また、電子透かし挿入装置の出力は印刷部１０５に供給される。
【００２４】
挿入ラージセル選択部１０３は、画像データ１０１を入力し、画像を構成する全てのラージセルのうち電子透かしを挿入するべきラージセルを選択する。電子透かし挿入部１０４は、挿入ラージセル選択部１０２で選択されたラージセルの画像に挿入データ１０２を電子透かしの形態で挿入する。印刷部１０５は、電子透かしの形態で挿入データ１０２が挿入された画像を印刷して、印刷物１０６を出力する。
【００２５】
なお、挿入ラージセル選択部１０３及び電子透かし挿入部１０４は、コンピュータをこれらの部分として機能させるためのプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによっても実現することができる。
【００２６】
次に、挿入ラージセル選択部１０３について説明する。
【００２７】
人間の視覚特性は、平坦部分ではノイズを検知しやすいが、エッジ部分等の輝度変化の大きい部分ではノイズを検知しにくいということが知られている。従って、本実施形態では、電子透かしを埋め込んだ後の画質をできる限り劣化させないために、平坦部には電子透かしを挿入せずに輝度変化の大きい部分に電子透かしを挿入する。本実施形態では、ラージセルの単位で電子透かしを挿入するか否かを分ける。すなわち、画像を構成するラージセルのうち輝度変化が少ないと判断されるラージセルには全く電子透かしを挿入せず、輝度変化が大きいと判断されるラージセルにのみ電子透かしを挿入する。
【００２８】
次に、各ラージセルに電子透かしを挿入するか否かを判断する方法について図３を参照して説明する。
【００２９】
判断の対象となるラージセルに含まれる全てのスモールセル、そのラージセルの右側に隣接するスモールセル及びそのラージセルの下側に隣接するスモールセルについて（ステップＳ５０１）、Ｌａｂ表色系のＬ値のヒストグラム及び平均値を図４（ａ）に示すように求める（ステップＳ５０２）。そして、ラージセル内の各スモールセルについて（ステップＳ５０３）、右側に隣接するスモールセルとの間での同一のＬ値の頻出度数の差の絶対値の全てのＬ値についての総和Ｓ１（図４（ｂ）のハッチング部の面積）を求める（ステップＳ５０４）。また、各スモールセルについて、同様に、下側に隣接するスモールセルとの間での同一のＬ値の頻出度数の差の絶対値の全てのＬ値についての総和Ｓ２（図４（ｃ）のハッチング部の面積）を求める（ステップＳ５０５）。そして、総和Ｓ１が所定のしきい値以上であり（ステップＳ５０６）且つ総和Ｓ２がその所定のしきい値以上であり（ステップＳ５０７）且つ平均値が所定の範囲にある（ステップＳ５０８）スモールセルにマークを付ける（ステップＳ５０９）。そして、判断の対象となっているラージセルに含まれる全てのスモールセルのうちマークを付けられたスモールセルの割合が所定の値（例えば７０％）以上であるかどうかを判断し（ステップＳ５１０）、そうである場合には、そのラージセルに電子透かしを挿入すると判断し（ステップＳ５１１）、そうでない場合には、そのラージセルに電子透かしを挿入しないと判断する（ステップＳ５１２）。
【００３０】
なお、平均値が所定の範囲にあることもマークを付けるための判断基準としたのは、輝度が黒レベルに近い部分又は輝度が白レベルに近い部分に電子透かしを挿入すると、その電子透かしが視覚上目立ってしまうことから、そのような部分には電子透かしを挿入しないようにするためである。従って、このようなことを考慮しなければ、平均値が所定の範囲にあることをマークを付けるための判断基準から外してもよい（ステップＳ５０８を削除してもよい）。
【００３１】
次に、電子透かしを挿入する対象としたラージセルに電子透かしを挿入する方法について説明する。これは、電子透かし挿入部１０４によって行われる。
【００３２】
図５に示すように、ラージセルの縁がほぼ外接し、ラージセルの中心をその中心とする円をラージセル内に設け、その円の中心に基準点１、その円の最も上の点に基準点２、その円の最も右の点に基準点３を設ける。また、その円を８等分した点が基準点２及び基準点３を含むようにその円を８等分し、８等分点のうち基準点２及び基準点３を除いた６点に基準点２を始点とした右回りの順にデータ点１乃至データ点６を設ける。
【００３３】
そして、基準点１乃至基準点３に基準信号１乃至基準信号３を挿入する。このような配置で基準信号１乃至基準信号３を挿入することにより、後述するように、画像の読み込み側で基準信号１乃至基準信号３の相対位置関係により読み込んだ画像の倍率及び回転角を検出することが可能となる。
【００３４】
また、データ点１乃至データ点６にデータ信号１乃至データ信号６を挿入する。１つのデータ信号は１ビットを表し、従って、６つのデータ信号を合わせて６ビットの挿入データ（２^６＝６４通りのデータ）１０２を挿入することができる。
【００３５】
次に、各基準点へ各基準信号を挿入する方法について説明する。
【００３６】
人間の視覚特性は、色成分に対しては輝度成分ほど敏感ではなく、また、色成分ＲＧＢのうちでも色成分Ｂの変化については相対的に鈍感である。その視覚特性を利用して、本実施形態では、データ信号に比べて目立ちやすい基準信号を色成分Ｂに挿入する。
【００３７】
各基準信号は、図６に示すような芯と周辺より構成される。芯は、２×２個のスモールセルより構成され、周辺は、芯の周りを囲む１２個のスモールセルより構成される。図５では、基準信号を２×２個のスモールセルで描いているが、これは芯に相当する。
【００３８】
各基準点へ各基準信号を挿入する方法について図７、図８を参照して説明する。なお、図８は、図面を簡略化するために周辺部が４個のスモールセルより構成するように描いているが、実際には周辺部は１２個のスモールセルより構成される。図１０、図１２も同様である。
【００３９】
（１）周辺を構成する各スモールセルについて、色成分Ｂのレベルの平均値を求める。ここで求まる平均値を、
ａｖｅ１，　ａｖｅ２，．．．，ａｖｅ１２
とする。
【００４０】
（２）平均値ａｖｅ１，　ａｖｅ２，．．．，ａｖｅ１２の最大値に所定値Ｄを加算した値をｍａｘ＿ｓｈｕｈｅｎとする。所定値Ｄの値は、例えば、３０である。
【００４１】
（３）芯を構成する各スモールセルについて、色成分Ｂのレベルの平均値を求める。ここで求まる平均値を、
ａｖｅ１３，　ａｖｅ１４，．．．，ａｖｅ１６
とする。
【００４２】
（４）平均値ａｖｅ１３，　ａｖｅ１４，．．．，ａｖｅ１６の最小値をｍｉｎ＿ｓｈｉｎとする。
【００４３】
（５）値ｍａｘ＿ｓｈｕｈｅｎから値ｍｉｎ＿ｓｈｉｎを引いた差の値をｐｌｕｓ＿ｖａｌｕｅとする。
【００４４】
（６）値ｐｌｕｓ＿ｖａｌｕｅを芯の各画素の色成分Ｂのレベルに加算する。
【００４５】
（７）値ｐｕｌｓ＿ｖａｌｕｅの３０％を周辺の各画素の色成分Ｂのレベルから減算する。
【００４６】
この様に各基準点へ各基準信号を挿入することにより、各基準点での芯のレベルが増加し、その周辺のレベルが減少する。特に、原画において芯のレベルが周辺のレベルに比べて低い場合であっても、この方法を用いることにより、芯のレベルを周辺のレベルよりも高くすることが可能となる。
【００４７】
次に、各データ点へ各データ信号を挿入する方法について説明する。
【００４８】
まず、この方法について概説すると、データ点に埋め込むべきデータの値が１であるときには、芯にある各画素に、芯がピーク部として検出されるように、オフセット値を加算し、周辺の各画素に、周辺の各スモールセルのレベルの平均値が揃うように、オフセット値を加算又は減算する。データ点に埋め込むべきデータの値が０であるときには、芯にある画素に、芯の各スモールセルのレベルの平均値が揃い且つ芯の平均レベルが周辺の平均レベルと同一になるように２種類のオフセット値を加算又は減算し、周辺にある画素に、周辺の各スモールセルのレベルの平均が揃うように、オフセット値を加算又は減算する。また、基準信号とデータ信号とが干渉しないように、すなわち、基準信号を誤ってデータ信号として検出したり、データ信号を誤って基準信号として検出したりすることのないように、データ信号を、基準信号を埋め込む色成分Ｂとは異なった色成分である色成分Ｒ及び色成分Ｇに埋め込む。
【００４９】
データ点に埋め込むべきデータの値が１であるときのデータ点へデータ信号を挿入する方法について図９、図１０を参照して説明する。
【００５０】
（１）周辺を構成する各スモールセルについて、色成分Ｒのレベルの平均値を求める。ここで求まる平均値を、
ａｖｅ１，　ａｖｅ２，．．．，　ａｖｅ１２
とする。
【００５１】
（２）平均値ａｖｅ１，　ａｖｅ２，．．．，　ａｖｅ１２の平均値をａｖｅ＿ｓｈｕｈｅｎとする。
【００５２】
（３）平均値ａｖｅ１，　ａｖｅ２，．．．，　ａｖｅ１２の最大値をｍａｘ＿ｓｈｕｈｅｎとする。
【００５３】
（４）芯を構成する各スモールセルについて、色成分Ｒのレベルの平均値を求める。ここで求まる平均値を、
ａｖｅ１３，　ａｖｅ１４，．．．，ａｖｅ１６
とする。
【００５４】
（５）平均値ａｖｅ１３，　ａｖｅ１４，．．．，ａｖｅ１６の最小値をｍｉｎ＿ｓｈｉｎとする。
【００５５】
（６）値ｍａｘ＿ｓｈｕｈｅｎから値ｍｉｎ＿ｓｈｉｎを引いた差の値をｐｌｕｓ＿ｖａｌｕｅとする。
【００５６】
（７）値ｐｌｕｓ＿ｖａｌｕｅを芯の各画素の色成分Ｒのレベルに加算する。
【００５７】
（８）周辺の各スモールセルの色成分Ｒのレベルの平均値からａｖｅ＿ｓｈｕｈｅｎを差し引いた値をそのスモールセルの各画素の色成分Ｒのレベルから差し引くことにより、周辺の各スモールセルの色成分Ｒのレベルの平均値をａｖｅ＿ｓｈｕｈｅｎに等しくする。
【００５８】
（９）色成分Ｇについて（１）〜（８）を行う。
【００５９】
データ点に埋め込むべきデータの値が０であるときのデータ点の処理の方法について図１１、図１２を参照して説明する。
【００６０】
（１）周辺を構成する各スモールセルについて、色成分Ｒのレベルの平均値を求める。ここで求まる平均値を、
ａｖｅ１，　ａｖｅ２，．．．，ａｖｅ１２
とする。
【００６１】
（２）平均値ａｖｅ１，　ａｖｅ２，．．．，ａｖｅ１２の平均値をａｖｅ＿ｓｈｕｈｅｎとする。
【００６２】
（３）芯を構成する各スモールセルについて、色成分Ｒのレベルの平均値を求める。ここで求まる平均値を、
ａｖｅ１３，　ａｖｅ１４，．．．，ａｖｅ１６
とする。
【００６３】
（４）平均値ａｖｅ１３，　ａｖｅ１４，．．．，ａｖｅ１６の平均値をａｖｅ＿ｓｈｉｎとする。
【００６４】
（５）芯の各スモールセルの色成分Ｒのレベルの平均値からａｖｅ＿ｓｈｉｎを差し引いた値をそのスモールセルの各画素の色成分Ｒのレベルから差し引くことにより、芯の各スモールセルの色成分Ｒのレベルの平均値をａｖｅ＿ｓｈｉｎに等しくする。
【００６５】
（６）ａｖｅ＿ｓｈｉｎからａｖｅ＿ｓｈｕｈｅｎを差し引いた値を芯の各画素の色成分Ｒのレベルから差し引くことにより、芯の全画素の色成分Ｒのレベルの平均値をａｖｅ＿ｓｈｕｈｅｎに等しくする。
【００６６】
（７）周辺の各スモールセルの色成分Ｒのレベルの平均値からａｖｅ＿ｓｈｕｈｅｎを差し引いた値をそのスモールセルの各画素の色成分Ｒのレベルから差し引くことにより、周辺の各スモールセルの色成分Ｒのレベルの平均値をａｖｅ＿ｓｈｕｈｅｎに等しくする。従って、芯の全画素の色成分Ｒのレベルの平均値、周辺の各スモールセルの色成分Ｒのレベルの平均値及びａｖｅ＿ｓｈｕｈｅｎは皆等しくなる。
【００６７】
（８）色成分Ｇについて（１）〜（７）を行う。
【００６８】
以上のような方法で基準信号とデータ信号より構成される電子透かしが選択されたラージセルに挿入された画像が、印刷部１０５で印刷され、電子透かしの挿入された印刷物１０６が生成される。
【００６９】
次に、本発明の実施形態による電子透かし検出装置について詳細に説明する。
【００７０】
図１３を参照すると、本実施形態による電子透かし検出装置は、基準信号検出部１０８及びデータ信号検出部１０９を備える。また、電子透かし検出装置は、画像入力部１０７が出力する画像データを供給される。また、基準信号検出部１０８及びデータ信号検出部１０９は、電子透かし挿入部１０４に対応した電子透かし検出部１１１を構成する。
【００７１】
画像入力部１０７は、電子透かしの形態で挿入データが挿入された印刷物１０６を読み込む。画像入力部１０７としては、携帯電話に搭載されたカメラ、携帯電話に接続されたカメラ等を想定している。従って、画像入力部１０７が出力する画像データは、倍率が不定であり、また、少なからず回転している。更に、明度及びコントラストも不定である。基準信号検出部１０８は、画像入力部１０７から入力した画像データから基準信号を検出する。データ信号検出部１０９は、基準信号検出部１０８から入力する基準信号を参照して、画像入力部１０７から入力する画像データから検出データ１１０を出力する。正しくデータを検出できたときには、検出データ１１０は挿入データ１０２と同一である。
【００７２】
なお、基準信号検出部１０８及びデータ信号検出部１０９は、コンピュータをこれらの部分として機能させるためのプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによっても実現することができる。
【００７３】
次に、基準信号検出部１０８の動作について図１４乃至図１９を参照して説明する。
【００７４】
図１４、図１５を参照すると、画像入力部１０７から出力される画像データは倍率が不定であるので、最初に倍率を最小（例えば５０％）にし（ステップＳ５２１）、ステップＳ５２２乃至ステップＳ５３６の処理をした結果、基準信号１乃至基準信号３の組が所定数以上検出できたかどうかを判断する（ステップＳ５３７）。ステップＳ５３７の判断結果が肯定的であれば、正常終了する。一方、ステップＳ５３７の判断結果が否定的であれば、倍率を所定ステップ（例えば２５％）上げて（ステップＳ５３９）、最大倍率（例えば２００％）を超えたか否かを判断する（ステップＳ５４０）。ステップＳ５４０の判断結果が肯定的であれば、エラー出力して（ステップＳ５４１）、処理を終了する。一方、ステップＳ５４０の判断結果が否定的であれば、ステップＳ５２２乃至ステップＳ５３６の処理を繰り返す。
【００７５】
次に、ステップＳ５２２乃至ステップＳ５３６の処理について説明する。
【００７６】
図１６に示すように、基準信号を検出する４×４個のスモールセルより構成される候補領域を設け、候補領域を水平方向及び垂直方向に１スモールセルずつシフトしながら、候補領域のスモールセル１３〜１６に基準信号の芯が現れるかどうかをみる（ステップＳ５２２）。
【００７７】
まず、現在の候補領域の基準信号の芯を検出するべき領域（スモールセル１３乃至スモールセル１６）の色成分Ｂの平均値が電子透かし挿入装置で用いた所定値Ｄを超えているか否かを判断する（ステップＳ５２３）。ステップＳ５２３の判断結果が否定的であれば、現在の候補領域のスモールセル１３乃至スモールセル１６に基準信号の芯がないと判断する（ステップＳ５２４）。
【００７８】
一方、ステップＳ５２３の判断結果が肯定的であれば、ステップＳ５２５乃至ステップ５３４で、
（１）現在の候補領域の基準信号の芯を検出するべき領域（スモールセル１３乃至スモールセル１６）の色成分Ｂの平均値からその現在の候補領域の基準信号の芯を検出するべき領域の周辺の４つの部分（スモールセル５及びスモールセル６より成る部分、スモールセル７及びスモールセル９より成る部分、スモールセル８及びスモールセル１０より成る部分並びにスモールセル１１及びスモールセル１２より成る部分）それぞれの色成分Ｂの平均値を引いた差が上述の所定値Ｄの３０％を超えているか否かを判断する（ステップＳ５２５乃至ステップＳ５３３）。３つ以上の部分についてその判断結果が肯定的であれば（ステップＳ５３４でＹＥＳ）、現在の候補領域のスモールセル１３乃至スモールセル１６に基準信号の芯があると判断する（ステップＳ５３５）。一方、２つ以上の部分についてその判断結果が否定的であれば（ステップＳ５３４でＮＯ）、現在の候補領域のスモールセル１３乃至スモールセル１６に基準信号の芯がないと判断する（ステップＳ５２４）。
【００７９】
ステップＳ５２２乃至ステップＳ５３５までの処理が終了したならば、スモールセル１３乃至スモールセル１６に基準信号があると判断された全ての候補領域の中心座標を用いて、正常な基準信号１乃至基準信号３の組を検出する（ステップＳ５３６）。
【００８０】
図１７を参照すると、画像データが−１８０度から１８０度の範囲で回転していると仮定すると、基準点１のＹ座標は基準点２のＹ座標よりも大きく、基準点３のＸ座標は基準点１のＸ座標よりも大きい。また、カメラ読み取りを考慮しても、基準点１と基準点２との間の距離Ｌ１と基準点１と基準点３との間の距離Ｌ２とはほぼ等しい。更に、本方法では、倍率を変えながら基準信号を検出しているので、現在の倍率に相当した距離Ｌ１及び距離Ｌ２の範囲が定まる。更に、基準点１と基準点２を結ぶ線分と基準点１と基準点３を結ぶ線分はほぼ直交する。
【００８１】
従って、下記の条件を全て満たす基準点１’乃至基準点３’の組を正常な基準点１乃至基準点３の組とする。
【００８２】
（１）基準点１’のＹ座標＞基準点２’のＹ座標
（２）基準点３’のＸ座標＞基準点１’のＸ座標
（３）基準点１’と基準点２’との間の距離と基準点１’と基準点３’との間の距離との差が０を中心とした所定範囲内に収る
（４）基準点１’と基準点２’との間の距離が所定範囲内
（５）基準点１’と基準点３’との間の距離が所定範囲内
（６）基準点１’と基準点２’を結ぶ線分と基準点１’と基準点２’を結ぶ線分が直交する。
【００８３】
図１８に示すＣ言語で表したプログラムは、上記（１）乃至（６）の条件を満たす正常な基準点１乃至基準点３の組を求めるものである。
【００８４】
図１８に示すプログラムにおいては、まず各基準点を基準点２であると想定した上で、次に順次各基準点を基準点１であると想定して、条件（１）及び（４）が満たされているかどうかを判断し、更にその上で、順次各基準点を基準点３であると想定して、条件（２）、（３）、（５）及び（６）が満たされているかどうかを判断する。
【００８５】
上記条件（１）乃至条件（６）の全てを満たすか否かにより正常な基準点１乃至基準点３の組の検出が終了すると、画像データは印刷物及びカメラを通して得たものであるので、同一の基準点１及び基準点２に対し複数の異なった基準点３が検出されている場合がある。その場合には、その複数の異なった基準点３のうち、基準信号の芯を検出した領域の色成分Ｂの平均値からその基準信号の芯を検出するべき領域の周辺の４つの部分それぞれの色成分Ｂの平均値を引いた差（ステップＳ５２６で求めた差、ステップＳ５２８で求めた差、ステップＳ５３０で求めた差及びステップＳ５３２で求めた差）の和が最大のものを選択し、他のものは削除する。図１９に示すＣ言語で表したプログラムは、この選択を行うものであり、削除するもののｄｒｏｐの値をＴＲＵＥにしている。
【００８６】
なお、画像を１８０度回転させて、ステップＳ５２１乃至ステップ５４０の処理を再度行えば、画像データが−１８０度から１８０度の範囲を超えて回転していることによる倍率及び回転角の検出洩れを防止することができる。
【００８７】
次に、データ信号検出部１０９の動作について図２０乃至図２３を参照して説明する。
【００８８】
図２０を参照すると、全ての正常な基準点１乃至基準点３の組について（ステップＳ５６１）、基準点１乃至基準点３の組に対応した６つのデータ点の位置にあるデータ信号（データ信号１乃至データ信号６）の値を全ての正常な基準点１乃至基準点３の組について求めた後に（ステップＳ５６２乃至ステップ５６５）、データ信号１乃至データ信号６それぞれについて上記の正常な組の間の多数決によりその値を求め、求まったデータ信号１乃至データ信号６の値を合わせて検出データ１１１を求める（ステップＳ５６６）。
【００８９】
次に、ステップＳ５６２乃至ステップ５６５の処理について説明する。
【００９０】
基準点１を中心としたラージセルを含む領域の画像のサイズを正規化し、回転角を補正する（ステップＳ５６２）。サイズの正規化には、ステップＳ５３７で基準信号１乃至基準信号３の組を所定数以上検出しできたと判断したときの倍率及び基準点１と基準点２との間の距離又は基準点１と基準点３との間の距離を用いる。つまり、画像をその倍率で拡大又は縮小し、そのうえで、基準点１と基準点２との間の距離又は基準点１と基準点３との間の距離に逆比例する数値で拡大する。回転角の補正では、ステップＳ５３７で基準信号１乃至基準信号３の組を所定数以上検出できたと判断したときの基準点２から基準点１に向かう線分がＹ軸となす角度及び基準点１から基準点３に向かう線分がＸ軸となす角度が０になるように画像を回転する。
【００９１】
次に、全てのデータ点（データ点１乃至データ点６）について（ステップＳ５６３）、図５に示す関係に従って、データ点の座標を求め（ステップＳ５６４）、データ点にあるデータ信号の値ＤＡＴＡを検出する（ステップＳ５６５）。
【００９２】
次に、図２１を参照してステップＳ５６５の処理の詳細について説明する。
【００９３】
データ信号の値ＤＡＴＡに０を代入し（ステップＳ５７１）、図２２に示すように、データ点を４×４個のスモールセルの中心としたとき及びデータ点から±１個のスモールセルだけ離れた周辺の８個の点それぞれを４×４個のスモールセルの中心としたときについて（ステップＳ５７２）、データＤＤＡＴＡ（後述）を検出し（ステップＳ５７３）、検出データＤＤＡＴＡが１であれば（ステップＳ５７４でＹＥＳ）、データ信号の値ＤＡＴＡに１を代入する（ステップＳ５７５）。すなわち、位置誤差を見積もった複数のデータ点のうちの少なくとも一つのデータ点において値が１のデータＤＤＡＴＡを検出したならば、データ信号の値ＤＡＴＡを１とし、そうでなければデータ信号の値ＤＡＴＡを０とする。
【００９４】
次に、図２３を参照してステップＳ５７３の処理の詳細について説明する。なお、以下の説明でのＹ値とは、色成分Ｒのレベルと色成分Ｇのレベルとの平均値である（Ｙ＝（Ｒ＋Ｇ）／２）。
【００９５】
（１）データ信号の芯を検出するべき領域（スモールセル１３乃至スモールセル１６）のＹ値からデータ信号の芯を検出するべき領域の周辺の４つの部分（スモールセル５及びスモールセル６より成る部分、スモールセル７及びスモールセル９より成る部分、スモールセル８及びスモールセル１０より成る部分並びにスモールセル１１及びスモールセル１２より成る部分）それぞれのＹ値の平均値を引いた差が上述の所定値Ｄの３０％を超えているか否かを判断する（ステップＳ５８１乃至ステップＳ５８９）。３つ以上の部分についてその判断結果が肯定的であれば（ステップＳ５９０でＹＥＳ）、芯を検出するべき領域（スモールセル１３乃至スモールセル１６）のＹ値の平均値からデータ信号の芯を検出するべき領域の周辺（スモールセル１乃至スモールセル１２より成る部分）のＹ値の平均値を引いた差が上述の所定値Ｄに所定の乗数を乗じた数を超えているか否かを判断する（ステップＳ５９１）。ステップＳ５９１の判断結果が肯定的であれば、検出データＤＤＡＴＡの値を１とする（ステップＳ５９２）。一方、ステップＳ５９０の判断結果又はステップＳ５９１の判断結果が否定的であれば、検出データＤＤＡＴＡの値を０とする（ステップＳ５９３）。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、空間領域において、画像の倍率及び回転角を検出するための基準信号を画像に挿入し、前記空間領域において、基準信号と所定の幾何学的関係にある位置に、挿入すべきデータに対応した値のデータ信号を画像に挿入するので、その画像が印刷され、カメラで読まれるという環境においても、ロバストにデータ信号を検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態で用いるスモールセル、スモールセル及びラージセルを示す図である。
【図２】本発明の実施形態による電子透かし挿入装置等を示すブロック図である。
【図３】図１に示す挿入ラージセル選択部の動作を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す挿入ラージセル選択部の動作を説明するためのグラフである。
【図５】本発明の実施形態で用いる基準点、データ点及びラージセルの位置関係を示す図である。
【図６】本発明の実施形態で用いる基準点及びデータ点の芯及び周辺を示す図である。
【図７】図１に示す電子透かし挿入部が基準信号を挿入するときの動作を示す図である。
【図８】図１に示す電子透かし挿入部が基準信号を挿入した画像レベルの例を示す図である。
【図９】図１に示す電子透かし挿入部が値が１のデータ信号を挿入するときの動作を示す図である。
【図１０】図１に示す電子透かし挿入部が値が１のデータ信号を挿入した画像のレベルの例を示す図である。
【図１１】図１に示す電子透かし挿入部が値が０のデータ信号を挿入するときの動作を示す図である。
【図１２】図１に示す電子透かし挿入部が値が０のデータ信号を挿入した画像のレベルの例を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態による電子透かし検出装置等を示すブロック図である。
【図１４】図１３に示す基準信号検出部の動作を示すフローチャート（１／２）である。
【図１５】図１３に示す基準信号検出部の動作を示すフローチャート（２／２）である。
【図１６】図１３に示す基準信号検出部の動作を説明するための図である。
【図１７】図１３に示す基準信号検出部の動作を説明するための他の図である。
【図１８】図１３に示す基準信号検出部の動作を説明するためのプログラムリスト（１／２）である。
【図１９】図１３に示す基準信号検出部の動作を説明するためのプログラムリスト（２／２）である。
【図２０】図１３に示すデータ信号検出部の動作を示すフローチャート（１／３）である。
【図２１】図１３に示すデータ信号検出部の動作を示すフローチャート（２／３）である。
【図２２】図１３に示すデータ信号検出部の動作を説明するための図である。
【図２３】図１３に示すデータ信号検出部の動作を示すフローチャート（３／３）である。
【符号の説明】
１０１　画像データ
１０２　挿入データ
１０３　挿入ラージセル選択部
１０４　電子透かし挿入部
１０５　印刷部
１０６　印刷物
１０７　画像入力部
１０８　基準信号検出部
１０９　データ信号検出部
１１０　検出データ
１１１　電子透かし検出部

Claims

空間領域において、画像の倍率及び回転角を検出するための基準信号を画像に挿入するステップと、
前記空間領域において、前記基準信号と所定の幾何学的関係にある位置に、挿入すべきデータに対応した値のデータ信号を画像に挿入するステップと、
を有することを特徴とする電子透かし挿入方法。
請求項１に記載の電子透かし挿入方法において、
前記基準信号は、所定の幾何学的関係にある複数の成分を備えることを特徴とする電子透かし挿入方法。
請求項２に記載の電子透かし挿入方法において、
前記各成分は、芯と周辺を備え、原画像のレベル分布にかかわらず、各成分挿入後に各成分の芯のレベルと周辺のレベルの大小関係が常に所定の関係となるように各成分を挿入することを特徴とする電子透かし挿入方法。
請求項１に記載の電子透かし挿入方法において、
前記データ信号は、芯と周辺を備え、前記データ信号が第１の論理レベルを表すときは、芯では原画像に第１のオフセット値が加算され、周辺では原画像が平坦化されるように、前記データ信号が第２の論理レベルを表すときは、芯及び周辺で原画像が平坦化されるように前記データ信号を挿入することを特徴とする電子透かし挿入方法。
請求項１に記載の電子透かし挿入方法において、
前記画像を複数のブロックに分割するステップを更に有し、
前記基準信号及び前記データ信号を、一部又は全部のブロックに挿入することを特徴とする電子透かし挿入方法。
請求項５に記載の電子透かし挿入方法において、
前記基準信号及び前記データ信号を挿入するべきブロックの決定をするステップを更に有することを特徴とする電子透かし挿入方法。
請求項６に記載の電子透かし挿入方法において、
前記決定をするステップでは、前記ブロックを更に細かい小ブロックに分割し、前記小ブロック間のレベル分布差に基づいて、前記決定をすることを特徴とする電子透かし挿入方法。
空間領域において、画像の倍率及び回転角を検出するための基準信号を基に前記画像の倍率及び回転角を検出するステップと、
前記画像を前記倍率及び前記回転角に基づいて補正するステップと、
前記補正がされた画像の前記空間領域において、前記基準信号と所定の幾何学的関係にある位置に挿入されているデータ信号を検出するステップと、
を有することを特徴とする電子透かし検出方法。
請求項８に記載の電子透かし検出方法において、
前記基準信号は、所定の幾何学的関係にある複数の成分を備え、
前記画像の倍率及び回転角を検出するステップは、
前記画像に埋め込まれている前記基準信号の各成分を検出するステップと、
検出された各成分間の幾何学的関係より前記画像の倍率及び回転角を検出するステップとを有することを特徴とする電子透かし検出方法。
請求項８に記載の電子透かし検出方法において、
前記データ信号を検出するステップでは、
前記基準信号と所定の幾何学的関係にある位置及びその位置の周辺で所定の論理値に対応したデータ信号の検出を試み、前記データ信号の検出を試みた何れかの位置において前記所定の論理値に対応したデータ信号が検出されたならば、前記データ信号の論理値が前記所定の論理値であると判断することを特徴とする電子透かし検出方法。
請求項８に記載の電子透かし検出方法において、
前記データ信号は、芯と周辺を備え、
前記データ信号を検出するステップでは、
前記芯の候補位置のレベルと前記周辺の候補位置のレベルに基づいて、前記データ信号を検出することを特徴とする電子透かし検出方法。
空間領域において、画像の倍率及び回転角を検出するための基準信号を画像に挿入する手段と、
前記空間領域において、前記基準信号と所定の幾何学的関係にある位置に、挿入すべきデータに対応した値のデータ信号を画像に挿入する手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし挿入装置。
請求項１２に記載の電子透かし挿入装置において、
前記基準信号は、所定の幾何学的関係にある複数の成分を有することを特徴とする電子透かし挿入装置。
請求項１３に記載の電子透かし挿入装置において、
前記各成分は、芯と周辺を備え、原画像のレベル分布にかかわらず、各成分挿入後に各成分の芯のレベルと周辺のレベルの大小関係が常に所定の関係となるように各成分を挿入することを特徴とする電子透かし挿入装置。
請求項１２に記載の電子透かし挿入装置において、
前記データ信号は、芯と周辺を備え、前記データ信号が第１の論理レベルを表すときは、芯では原画像に第１のオフセット値が加算され、周辺では原画像が平坦化されるように、前記データ信号が第２の論理レベルを表すときは、芯及び周辺で原画像が平坦化されるように前記データ信号を挿入することを特徴とする電子透かし挿入装置。
請求項１２に記載の電子透かし挿入装置において、
前記画像を複数のブロックに分割する手段を更に有し、
前記基準信号及び前記データ信号を、一部又は全部のブロックに挿入することを特徴とする電子透かし挿入装置。
請求項１６に記載の電子透かし挿入装置において、
前記基準信号及び前記データ信号を挿入するべきブロックの決定をする手段を更に備えることを特徴とする電子透かし挿入装置。
請求項１７に記載の電子透かし挿入装置において、
前記決定をする手段は、前記ブロックを更に細かい小ブロックに分割し、前記小ブロック間のレベル分布差に基づいて、前記決定をすることを特徴とする電子透かし挿入装置。
空間領域において、画像の倍率及び回転角を検出するための基準信号を基に前記画像の倍率及び回転角を検出する手段と、
前記画像を前記倍率及び前記回転角に基づいて補正する手段と、
前記補正がされた画像の前記空間領域において、前記基準信号と所定の幾何学的関係にある位置に挿入されているデータ信号を検出する手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし検出装置。
請求項１９に記載の電子透かし検出装置において、
前記基準信号は、所定の幾何学的関係にある複数の成分を備え、
前記画像の倍率及び回転角を検出する手段は、
前記画像に埋め込まれている前記基準信号の各成分を検出する手段と、
検出された各成分間の幾何学的関係より前記画像の倍率及び回転角を検出する手段とを備えることを特徴とする電子透かし検出装置。
請求項１９に記載の電子透かし検出装置において、
前記データ信号を検出する手段は、
前記基準信号と所定の幾何学的関係にある位置及びその位置の周辺で所定の論理値に対応したデータ信号の検出を試み、前記データ信号の検出を試みた何れかの位置において前記所定の論理値に対応したデータ信号が検出されたならば、前記データ信号の論理値が前記所定の論理値であると判断することを特徴とする電子透かし検出装置。
請求項１９に記載の電子透かし検出装置において、
前記データ信号は、芯と周辺を有し、
前記データ信号を検出する手段は、
前記芯の候補位置のレベルと前記周辺の候補位置のレベルに基づいて、前記データ信号を検出することを特徴とする電子透かし検出装置。
請求項１乃至７の何れか１項に記載の電子透かし挿入方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
請求項８乃至１１の何れか１項に記載の電子透かし検出方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法により作成された電子透かし入り画像データ。
請求項１乃至７の何れか１項に記載の方法により作成された電子透かし入り画像の印刷物。