JP2005086356A - 情報記録装置及び情報検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンテンツの画質の劣化を招くことなく、バーコードを利用して多くの情報をコンテンツに記録することができる情報記録装置を得ることを目的とする。
【解決手段】 画像コンテンツの周波数成分と２次元バーコードの画像パターンの周波数成分とを加算し、加算後の周波数成分から２次元バーコードの画像パターンを含む画像コンテンツを復元するように構成した。これにより、画像コンテンツの画質の劣化を招くことなく、２次元バーコードを利用して多くの情報を画像コンテンツに記録することができる効果を奏する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、コンテンツに情報を記録する情報記録装置と、コンテンツから情報を検出する情報検出装置に関するものである。

従来の情報記録装置は、バーコードを情報の記録用に使用し、電子透かしをコンテンツのセキュリティ用に使用している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１６１１９９号公報（段落番号［００２２］から［００２５］、図２）

従来の情報記録装置は以上のように構成されているので、バーコードを情報の記録用に使用しているが、バーコードが電子透かしとしてコンテンツに埋め込まれる訳ではなく、単に、コンテンツの一部にバーコードが張り付けられるものであるため、コンテンツの画質が劣化するなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、コンテンツの画質の劣化を招くことなく、バーコードを利用して多くの情報をコンテンツに記録することができる情報記録装置を得るものである。
また、第２の目的は、情報記録装置により電子透かしとして埋め込まれているバーコードを検出することができる情報検出装置を得るものである。

この発明に係る情報記録装置は、コード要素抽出手段により抽出されたコードの要素に応じてコンテンツ要素抽出手段により抽出されたコンテンツの要素を変更するようにしたものである。

この発明は、コード要素抽出手段により抽出されたコードの要素に応じてコンテンツ要素抽出手段により抽出されたコンテンツの要素を変更するように構成したので、コンテンツの画質の劣化を招くことなく、バーコードなどのコードを利用して多くの情報をコンテンツに記録することができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による情報記録装置と情報検出装置を示すシステム構成図であり、図において、情報記録装置１は２次元バーコードを画像コンテンツに電子透かしとして埋め込み、その画像コンテンツを情報検出装置２に送信する。情報検出装置２は情報記録装置１から画像コンテンツを受信すると、その画像コンテンツに電子透かしとして埋め込まれている２次元バーコードを検出する。

図２はこの発明の実施の形態１による情報記録装置を示す構成図であり、図において、部分画像切り出し部１１は画像コンテンツから５６×５６画素の部分画像（２次元バーコードを埋め込む位置の画像）を切り出し、部分画像分割部１２は部分画像を８×８画素毎の部分画像に分解する。
ＤＣＴ変換部１３は部分画像分割部１２により分解された部分画像を受けると、その部分画像に対するＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）変換を実施して、その部分画像の周波数成分（画像コンテンツの要素）を示すＤＣＴ係数を出力する。なお、部分画像切り出し部１１、部分画像分割部１２及びＤＣＴ変換部１３はコンテンツ要素抽出手段を構成している。
低域フィルタ１４はＤＣＴ変換部１３から出力されたＤＣＴ係数が低域領域に属すれば、そのＤＣＴ係数を変更することなく加算器１８に出力し、そのＤＣＴ係数が高域領域に属すれば、そのＤＣＴ係数を“０”に変更して加算器１８に出力する。

画像パターン分割部１５は５６×５６画素の２次元バーコードの画像パターンを８×８画素毎の部分画像に分解する。ＤＣＴ変換部１６は画像パターン分割部１５により分解された部分画像を受けると、その部分画像に対するＤＣＴ変換を実施して、その部分画像の周波数成分（２次元バーコードの要素）を示すＤＣＴ係数を出力する。なお、画像パターン分割部１５及びＤＣＴ変換部１６はコード要素抽出手段を構成している。
高域フィルタ１７は低域フィルタ１４と略逆特性のフィルタ特性が設定され、ＤＣＴ変換部１６から出力されたＤＣＴ係数が高域領域に属すれば、そのＤＣＴ係数を変更することなく加算器１８に出力し、そのＤＣＴ係数が低域領域に属すれば、そのＤＣＴ係数を“０”に変更して加算器１８に出力する。

加算器１８は低域フィルタ１４から出力されたＤＣＴ係数と高域フィルタ１７から出力されたＤＣＴ係数を加算する。
逆ＤＣＴ変換部１９は加算器１８による加算後のＤＣＴ係数に対する逆ＤＣＴ変換を実施して、８×８画素の部分画像を復元する。コンテンツ復元部２０は逆ＤＣＴ変換部１９が８×８画素の部分画像を順次復元して、５６×５６画素の部分画像の復元が完了すると、５６×５６画素の部分画像を元の画像コンテンツに嵌め込んで画像コンテンツを復元する。なお、低域フィルタ１４、高域フィルタ１７、加算器１８、逆ＤＣＴ変換部１９及びコンテンツ復元部２０は要素変更手段を構成している。

図３はこの発明の実施の形態１による情報検出装置を示す構成図であり、図において、部分画像切り出し部２１は２次元バーコードが埋め込まれている画像コンテンツから５６×５６画素の部分画像を切り出し、部分画像分割部２２は部分画像を８×８画素毎の部分画像に分解する。
ＤＣＴ変換部２３は部分画像分割部２２により分解された部分画像を受けると、その部分画像に対するＤＣＴ変換を実施して、その部分画像の周波数成分を示すＤＣＴ係数を出力する。なお、部分画像切り出し部２１、部分画像分割部２２及びＤＣＴ変換部２３は周波数成分抽出手段を構成している。

高域フィルタ２４は高域フィルタ１７と同一特性のフィルタ特性が設定され、ＤＣＴ変換部２３から出力されたＤＣＴ係数が高域領域に属すれば、そのＤＣＴ係数を変更することなく逆ＤＣＴ変換部２５に出力し、そのＤＣＴ係数が低域領域に属すれば、そのＤＣＴ係数を“０”に変更して逆ＤＣＴ変換部２５に出力する。なお、高域フィルタ２４は周波数成分抽出手段を構成している。
逆ＤＣＴ変換部２５は高域フィルタ２４から出力されたＤＣＴ係数に対する逆ＤＣＴ変換を実施して、８×８画素の部分画像を復元する。バーコード検出部２６は逆ＤＣＴ変換部２５が８×８画素の部分画像を順次復元して、２次元バーコードの画像パターンの復元が完了すると、その画像パターンから２次元バーコードを検出する。なお、逆ＤＣＴ変換部２５及びバーコード検出部２６はコード検出手段を構成している。
図４はこの発明の実施の形態１による情報記録装置の処理内容を示す説明図であり、図５はこの発明の実施の形態１による情報検出装置の処理内容を示す説明図である。

次に動作について説明する。
まず、情報記録装置１の部分画像切り出し部１１は、２次元バーコードを埋め込む画像コンテンツが与えられると、その画像コンテンツから２次元バーコードを埋め込む位置の画像として５６×５６画素の部分画像の切り出しを行う（ステップＳＴ１）。
情報記録装置１の部分画像分割部１２は、部分画像切り出し部１１が５６×５６画素の部分画像を切り出すと、一般的な８×８画素対応のＤＣＴ変換部１３を使用できるようにするため、５６×５６画素の部分画像を８×８画素毎の部分画像に分解する（ステップＳＴ２）。

情報記録装置１のＤＣＴ変換部１３は、部分画像分割部１２から８×８画素の部分画像を受ける毎に、８×８画素の部分画像に対するＤＣＴ変換を実施して、その部分画像の周波数成分を示すＤＣＴ係数を出力する（ステップＳＴ３）。
情報記録装置１の低域フィルタ１４は、図４に示すように、ＤＣＴ変換部１３から出力されたＤＣＴ係数が低域領域に属すれば（斜線が施されている領域）、そのＤＣＴ係数を変更することなく加算器１８に出力し、そのＤＣＴ係数が高域領域に属すれば（斜線が施されていない領域）、そのＤＣＴ係数を“０”に変更して加算器１８に出力する（ステップＳＴ４）。

一方、情報記録装置１の画像パターン分割部１５は、画像コンテンツに埋め込む２次元バーコードが与えられると、その２次元バーコードの白点を輝度０、黒点を輝度１に変換して５６×５６画素の画像パターンを生成し、その画像パターンを８×８画素毎の部分画像に分解する（ステップＳＴ５）。
情報記録装置１のＤＣＴ変換部１６は、画像パターン分割部１５から８×８画素の部分画像を受ける毎に、８×８画素の部分画像に対するＤＣＴ変換を実施して、その部分画像の周波数成分を示すＤＣＴ係数を出力する（ステップＳＴ６）。

情報記録装置１の高域フィルタ１７は、図４に示すように、低域フィルタ１４と略逆特性のフィルタ特性が設定され、ＤＣＴ変換部１６から出力されたＤＣＴ係数が高域領域に属すれば（斜線が施されていない領域）、そのＤＣＴ係数を変更することなく加算器１８に出力し、そのＤＣＴ係数が低域領域に属すれば（斜線が施されている領域）、そのＤＣＴ係数を“０”に変更して加算器１８に出力する（ステップＳＴ７）。
情報記録装置１の加算器１８は、低域フィルタ１４からＤＣＴ係数が出力され、高域フィルタ１７からＤＣＴ係数が出力されると、相互に対応する画素位置のＤＣＴ係数同士を加算する（ステップＳＴ８）。
これにより、ＤＣＴ係数の低域領域は画像コンテンツに係る部分画像の係数になり、ＤＣＴ係数の高域領域は２次元バーコードの画像パターンに係る部分画像の係数になる。

情報記録装置１の逆ＤＣＴ変換部１９は、加算器１８による加算後のＤＣＴ係数を受けると、そのＤＣＴ係数に対する逆ＤＣＴ変換を実施して、８×８画素の部分画像を復元する（ステップＳＴ９）。８×８画素の部分画像は、２次元バーコードの画像パターンを含んでいる。
情報記録装置１のコンテンツ復元部２０は、逆ＤＣＴ変換部１９が８×８画素の部分画像を順次復元して、５６×５６画素の部分画像の復元が完了すると、５６×５６画素の部分画像を元の画像コンテンツに嵌め込んで画像コンテンツを復元する（ステップＳＴ１０）。

情報検出装置２の部分画像切り出し部２１は、情報記録装置１から２次元バーコードが埋め込まれている画像コンテンツを受けると、その画像コンテンツから２次元バーコードが含まれている位置の画像（図５の点線の□）である５６×５６画素の部分画像の切り出しを行う（ステップＳＴ１１）。
情報検出装置２の部分画像分割部２２は、部分画像切り出し部２１が５６×５６画素の部分画像を切り出すと、一般的な８×８画素対応のＤＣＴ変換部２３を使用できるようにするため、５６×５６画素の部分画像を８×８画素毎の部分画像に分解する（ステップＳＴ１２）。

情報検出装置２のＤＣＴ変換部２３は、部分画像分割部２２から８×８画素の部分画像を受ける毎に、８×８画素の部分画像に対するＤＣＴ変換を実施して、その部分画像の周波数成分を示すＤＣＴ係数を出力する（ステップＳＴ１３）。
情報検出装置２の高域フィルタ２４は、図４及び図５に示すように、高域フィルタ１７と同一特性のフィルタ特性が設定され、ＤＣＴ変換部２３から出力されたＤＣＴ係数が高域領域に属すれば（斜線が施されていない領域）、そのＤＣＴ係数を変更することなく逆ＤＣＴ変換部２５に出力し、そのＤＣＴ係数が低域領域に属すれば（斜線が施されている領域）、そのＤＣＴ係数を“０”に変更して逆ＤＣＴ変換部２５に出力する（ステップＳＴ１４）。
これにより、ＤＣＴ係数の高域領域には２次元バーコードの画像パターンに係る部分画像の係数が残るが、画像コンテンツに係る部分画像の係数は除去される。

情報検出装置２の逆ＤＣＴ変換部２５は、高域フィルタ２４からＤＣＴ係数を受けると、そのＤＣＴ係数に対する逆ＤＣＴ変換を実施して、８×８画素の部分画像を復元する（ステップＳＴ１５）。８×８画素の部分画像は、２次元バーコードの画像パターンのみを含んでいる。
情報検出装置２のバーコード検出部２６は、逆ＤＣＴ変換部２５が８×８画素の部分画像を順次復元して、２次元バーコードの画像パターンの復元が完了すると、その画像パターンから２次元バーコードを検出する（ステップＳＴ１６）。例えば、２次元バーコードの画像パターンの各画素値と所定の閾値を比較し、画像パターンの画素値が所定の閾値より大きければ、その画素が２次元バーコードの黒点であると判断して２次元バーコードを検出する。

以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、画像コンテンツの周波数成分と２次元バーコードの画像パターンの周波数成分とを加算し、加算後の周波数成分から２次元バーコードの画像パターンを含む画像コンテンツを復元するように構成したので、画像コンテンツの画質の劣化を招くことなく、２次元バーコードを利用して多くの情報を画像コンテンツに記録することができる効果を奏する。
また、この実施の形態１によれば、２次元バーコードの画像パターンを含む画像コンテンツの周波数成分から２次元バーコードの画像パターンの周波数成分を取得し、その周波数成分から２次元バーコードを検出するように構成したので、情報記録装置１により電子透かしとして埋め込まれている２次元バーコードを検出することができる効果を奏する。

この実施の形態１では、ＤＣＴ変換部１３，１６，２３がＤＣＴ変換を実施して周波数成分を抽出するものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、ＤＦＴ，ＦＦＴやウェーブレット変換などの周波数変換処理を実施して周波数成分を抽出するようにしてもよい。
また、部分画像切り出し部１１，２１が画像コンテンツの部分画像を切り出してからＤＣＴ変換を実施するものについて示したが、画像コンテンツの全部又は一部のＤＣＴ変換を実施してから部分画像を切り出すようにしてもよい。

また、この実施の形態１では、２次元バーコードのＤＣＴ係数のフィルタリングに高域フィルタ１７を用いるものについて示したが、低域フィルタや帯域通過フィルタを用いてもよい。また、これらの高域フィルタ１７や帯域通過フィルタでは、通過周波数は必ずしもそのまま通過させなくてもよく、遮断周波数は必ずしもゼロにしなくてもよい。また、画像コンテンツに対するフィルタと２次元バーコードに対するフィルタを必ずしも逆の特性にしなくてもよい。
この実施の形態１では、５６×５６画素の２次元バーコードを用いるものについて示したが、５６ではなくても８の整数倍であればよい。なお、８の整数倍でない場合、ＤＣＴ変換や逆ＤＣＴ変換を実施する際に端数が発生するが、その端数を別途ＤＣＴ変換や逆ＤＣＴ変換を実施するようにしたり、その端数を切り捨てるようにしたりすれば、８の整数倍でなくてもよい。

また、この実施の形態１では、２次元バーコードの画像パターンを生成する際、２次元バーコードの白点を輝度０、黒点を輝度１とするものについて示したが、２次元バーコードの白点を輝度１、黒点を輝度０とするようにしてもよい。また、０や１以外の値でもよいし、輝度以外の色信号、色差信号やＲＧＢ信号などに変換してもよい。また、電子透かしを埋め込む画像コンテンツの部分画像やその周囲の画素の輝度値や色信号、ＲＧＢ信号などに応じて変更や変調してもよい。

実施の形態２．
上記実施の形態１では、２次元バーコードを画像コンテンツに電子透かしとして埋め込むに際し、１つの画像コンテンツに対して、１つの２次元バーコードが用意されているものについて示したが、画像パターンが同一の２次元バーコードを複数用意して、複数の２次元バーコードを１つの画像コンテンツに埋め込むようにしてもよい。
この場合、複数の２次元バーコードを検出した後、多数決や平均などの操作を行うことにより、検出した２次元バーコードの検出精度を高めることができる効果を奏する。
また、画像パターンが同一の２次元バーコードを複数の画像コンテンツに埋め込むようにしてもよい。この場合も、２次元バーコードの検出精度を高めることができる効果を奏する。

さらに、複数の画像コンテンツにそれぞれ画像パターンが異なる２次元バーコードを埋め込むようにしてもよい。その際、各２次元バーコードで表現される情報は同一であってもよいし、同一でなくてもよい。
画像パターンが異なる２次元バーコードを埋め込む場合、画像パターンによっては、２次元バーコードの検出精度を高めることができる効果を奏する。また、２次元バーコードを埋め込んだことによる画像コンテンツの画質劣化を小さくすることができる効果を奏する。さらに、異なる２次元バーコードを使用した場合、２次元を超えた３次元以上のバーコードとして使用できるという効果も奏する。

上記実施の形態１では、２次元バーコードを特に分割することなく、画像コンテンツに電子透かしとして埋め込んでいるが、２次元バーコードを電子透かしとして埋め込む際、その２次元バーコードを複数の２次元バーコードに分割し、複数の分割した２次元バーコードを電子透かしとして埋め込んでもよい。この場合、電子透かしが埋め込まれた画像コンテンツの画質劣化が少なくなったり、電子透かしを検出する際の精度が向上したりする効果が得られる。
また、２次元バーコードを電子透かしとして埋め込む際、その画像パターンをそれ自体では意味を持たない複数の画像パターンに分割してから埋め込んでもよい。この場合も、電子透かしが埋め込まれた画像コンテンツの画質劣化が少なくなったり、電子透かしを検出する際の精度が向上したりするという効果が得られる。

また、上記実施の形態１では、特に言及していないが、２次元バーコードを画像コンテンツに電子透かしとして埋め込むに際し、画像コンテンツの画像特性に応じた２次元バーコードを用意するようにしてもよい。例えば、画像コンテンツの模様等が混んでいる場合には、複雑な模様等になる２次元バーコードを用意し、画像コンテンツの模様等が少ない場合には、単純な模様等になる２次元バーコードを用意する。これにより、２次元バーコードを埋め込むことによる画像コンテンツの画質劣化を抑制することができる効果を奏する。
また、画像コンテンツの画像特性に応じた画像パターンの画素値を有する２次元バーコードを用意するようにしてもよい。例えば、画像コンテンツの輝度値の変化が大きい場合には、輝度値の変化が大きい２次元バーコードを用意し、画像コンテンツの輝度値の変化が小さい場合には、輝度値の変化が小さい２次元バーコードを用意する。これにより、２次元バーコードを埋め込むことによる画像コンテンツの画質劣化を抑制することができる効果を奏する。

また、上記実施の形態１では、５６×５６画素の２次元バーコードを電子透かしとして画像コンテンツに埋め込むものについて示したが、５６×５６画素の２次元バーコードを拡大又は縮小してから画像コンテンツに埋め込むようにしてもよい。
２次元バーコードを拡大してから画像コンテンツに埋め込む場合、２次元バーコードの画像パターンの周波数成分が低域側にシフトし、２次元バーコードを縮小してから画像コンテンツに埋め込む場合、２次元バーコードの画像パターンの周波数成分が高域側にシフトすることになる。

上記実施の形態１では、部分画像切り出し部１１が部分画像を切り出す位置が予め設定されているものについて示したが、部分画像切り出し部１１が画像コンテンツの画像特性や２次元バーコードの画像パターンを考慮して、その画像コンテンツから切り出す部分画像の位置を決定するようにしてもよい。
例えば、画像コンテンツや２次元バーコードの画像パターンの輝度信号や色信号及びそれらの周波数表現であるＤＣＴ係数などの平均値や分散値、相関値など、また、部分的な総和や平均値との差分値、あるいは、画像コンテンツや２次元バーコードの画像パターン内部の輝度値のヒストグラムなどを使用して、その画像コンテンツから切り出す部分画像の位置を決定するようにしてもよい。
また、画像コンテンツに２次元フィルタなどを適用して、その画像コンテンツから切り出す部分画像の位置を決定するようにしてもよい。

また、この実施の形態２では、画像コンテンツの画像特性や２次元バーコードの画像パターンを考慮して、低域フィルタ１４及び高域フィルタ１７のフィルタ特性を決定するようにしてもよい。これにより、画像コンテンツの画質劣化が少ない周波数成分に２次元バーコードを埋め込むことができる効果を奏する。
また、上記実施の形態１では、部分画像切り出し部１１が部分画像を切り出す位置が予め設定されているものについて示したが、部分画像切り出し部１１が乱数に応じて画像コンテンツから切り出す部分画像の位置を決定するようにしてもよい。これにより、情報検出装置２でも同じ乱数を使用して画像コンテンツから切り出す部分画像の位置を決定すれば、予め部分画像を切り出す位置を設定しなくても、画像コンテンツに埋め込まれている２次元バーコードの位置を検索する処理が不要になる。

上記実施の形態１では、２次元バーコードを画像コンテンツに電子透かしとして埋め込むものについて示したが、２次元バーコードを１次元バーコードに変換してから画像コンテンツに電子透かしとして埋め込むようにしてもよい。これにより、２次元バーコードを埋め込むよりも、画像コンテンツの画質劣化を抑制することができる場合がある。
また、上記実施の形態１では、２次元バーコードを特に回転させることなく、画像コンテンツに埋め込むものについて示したが、２次元バーコードを回転させてから画像コンテンツに埋め込むようにしてもよい。この場合、回転の角度は２次元バーコードの水平方向に対して、９０／１８０／２７０／３６０度などが考えられるが、それ以外でもよい。このように、２次元バーコードを回転させてから埋め込むことにより、画質の劣化を少なくしたり、検出精度を高めたりすることができる効果を奏する。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３による情報記録装置を示す構成図であり、図において、部分画像切り出し部３１は画像コンテンツから５６×５６画素の部分画像を切り出して、その部分画像の画素値を出力する画素値抽出手段を構成している。画素判定部３２は２次元バーコードの画素が白点であるか黒点であるかを判定する画素判定手段を構成している。画素値変更部３３は画素判定部３２の判定結果に応じて部分画像切り出し部３１により抽出された部分画像の画素値を変更する。コンテンツ復元部３４は画素値変更部３３により画素値が変更された部分画像を元の画像コンテンツに嵌め込んで画像コンテンツを復元する。なお、画素値変更部３３及びコンテンツ復元部３４は画素値変更手段を構成している。

図７はこの発明の実施の形態３による情報検出装置を示す構成図であり、図において、部分画像切り出し部４１は２次元バーコードが埋め込まれている画像コンテンツから５６×５６画素の部分画像を切り出し、その部分画像の画素値を出力する画素値抽出手段を構成している。平均値演算部４２は部分画像切り出し部４１により切り出された部分画像の画素毎に、当該画素の周辺に位置する画素を抽出し、その周辺画素の画素値の平均値を演算（周辺画素に関する画素値演算）する画素値演算手段を構成している。バーコード検出部４３は部分画像切り出し部４１から出力された画素値と平均値演算部４２により演算された平均値を比較し、その比較結果から２次元バーコードを検出するコード検出手段を構成している。
図８はこの発明の実施の形態３による情報記録装置の処理内容を示す説明図であり、図９はこの発明の実施の形態３による情報検出装置の処理内容を示す説明図である。

次に動作について説明する。
まず、情報記録装置１の部分画像切り出し部３１は、画像コンテンツから予め位置が決められている５６×５６画素の部分画像を切り出して、その部分画像の画素値を出力する（ステップＳＴ２１）。
情報記録装置１の画素判定部３２は、５６×５６画素の２次元バーコードが与えられると、その２次元バーコードの画素が白点であるのか、黒点であるかのかを判定する。

情報記録装置１の画素値変更部３３は、部分画像切り出し部３１から部分画像の画素値を受けると、画素判定部３２の判定結果を参照して、その部分画像の各画素に対応する２次元バーコードの画素が白点であるのか、黒点であるかのかを認識する。
そして、画素値変更部３３は、部分画像の画素に対応する２次元バーコードの画素が白点であれば、部分画像の画素の画素値である輝度値に“１”を加算する（ステップＳＴ２２）。
一方、部分画像の画素に対応する２次元バーコードの画素が黒点であれば、部分画像の画素の輝度値をそのままとする。
情報記録装置１のコンテンツ復元部３４は、画素値変更部３３が部分画像の全画素に対して上記の処理を実施すると、上記処理後の部分画像を元の画像コンテンツに嵌め込んで画像コンテンツを復元する（ステップＳＴ２３）。

情報検出装置２の部分画像切り出し部４１は、情報記録装置１から２次元バーコードが埋め込まれている画像コンテンツを受けると、その画像コンテンツから予め位置が決められている５６×５６画素の部分画像を切り出し、その部分画像の画素値を出力する（ステップＳＴ３１）。
情報検出装置２の平均値演算部４２は、部分画像切り出し部４１により切り出された部分画像の画素毎に、当該画素の周辺に位置する画素を抽出し、その周辺画素の輝度値の平均値を演算する（ステップＳＴ３２）。

情報検出装置２のバーコード検出部４３は、部分画像切り出し部４１により切り出された部分画像の画素毎に、当該画素の輝度値と平均値演算部４２により演算された周辺画素の輝度値の平均値とを比較する。
そして、当該画素の輝度値が周辺画素の輝度値の平均値より高ければ、当該画素が白点であると認定し、当該画素の輝度値が周辺画素の輝度値の平均値より高くなければ、当該画素が黒点であると認定する。
バーコード検出部４３は、部分画像の全画素に対して上記の認定処理を実施すると、その認定結果から５６×５６画素の白点と黒点の画像パターンを作成し、その画像パターンを２次元バーコードとして出力する（ステップＳＴ３３）。

以上で明らかなように、この実施の形態３によれば、画素値変更部３３が画素判定部３２の判定結果に応じて部分画像切り出し部３１により抽出された部分画像の画素値を変更するように構成したので、画像コンテンツの画質の劣化を招くことなく、２次元バーコードを利用して多くの情報を画像コンテンツに記録することができる効果を奏する。
また、この実施の形態３によれば、部分画像の画素毎に、当該画素の輝度値と周辺画素の輝度値の平均値を比較し、その比較結果から２次元バーコードを検出するように構成したので、情報記録装置１により電子透かしとして埋め込まれている２次元バーコードを検出することができる効果を奏する。

なお、この実施の形態３では、画像コンテンツの画素の輝度値を変更する際、２次元バーコードの画素が黒点であれば、画像コンテンツの画素の輝度値を変更せず（０を加算）、２次元バーコードの画素が白点であれば、画像コンテンツの画素の輝度値に“１”を加算するものについて示したが、これに限るものではなく、例えば、２次元バーコードの画素が白点であれば、画像コンテンツの画素の輝度値を変更せず、２次元バーコードの画素が黒点であれば、画像コンテンツの画素の輝度値に“１”を加算するようにしてもよい。また、“０”や“１”以外の値を加算してもよいし、減算してもよい。
また、画像コンテンツの対応する画素や、その周囲の画素の輝度値に応じて変更するようにしてもよいし、画素の輝度値以外の色信号、色差信号やＲＧＢ信号などを変更するようにしてもよい。

この実施の形態３では、電子透かしとして２次元バーコードを埋め込む位置が予め決められているものについて示したが、上記実施の形態２でも言及したように、乱数を用いて２次元バーコードを埋め込む位置を決定するようにしてもよい。また、インターリーブの手法を用いて一定の間隔を置いて２次元バーコードを埋め込んでもよいし、図１０に示すように、パターンマッチングなどの手法を用いて、検出側で埋め込み位置を見つけるようにしてもよい。

以下、図１０のパターンマッチングによる電子透かし埋め込み位置の検出方法を説明する。
まず、画像コンテンツから８×８画素の部分画像を切り出して（ステップＳＴ４１）、その部分画像をＤＣＴ変換して８×８のＤＣＴ係数を作成し（ステップＳＴ４２）、そのＤＣＴ係数を低域フィルタに通して、高域領域（斜線が施されていない領域）に属するＤＣＴ係数を除去する（ステップＳＴ４３）。
その後、低域フィルタから出力されたＤＣＴ係数に対する逆ＤＣＴ変換を実施して、８×８画素の部分画像を取得し（ステップＳＴ４４）、８×８画素の部分画像を元の画像コンテンツに嵌め込む（ステップＳＴ４５）。なお、ステップＳＴ４１〜ＳＴ４５の処理は、画像コンテンツの全体に適用するまで繰り返し実施し、上記の処理が完了すると、画像コンテンツから５６×５６画素の部分画像の切り出しを行う（ステップＳＴ４６）。

一方、２次元バーコードの位置決め信号など、２次元バーコードに共通の基本パターンを８×８画素の部分画像に分割して（ステップＳＴ４７）、その部分画像をＤＣＴ変換して８×８のＤＣＴ係数を取得し（ステップＳＴ４８）、そのＤＣＴ係数を低域フィルタに通して、高域領域（斜線が施されていない領域）に属するＤＣＴ係数を除去する（ステップＳＴ４９）。
その後、低域フィルタから出力されたＤＣＴ係数に対する逆ＤＣＴ変換を実施して、８×８画素の部分画像を取得し（ステップＳＴ５０）、８×８画素の部分画像を元の基本パターンに嵌め込む（ステップＳＴ５１）。なお、ステップＳＴ４７〜ＳＴ５１の処理は、２次元バーコードの基本パターンの全体に適用するまで繰り返し実施して、５６×５６画素の画像パターンを取得する。

最後に、５６×５６画素の画像パターンと、画像コンテンツから切り出した５６×５６画素の部分画像とのパターンマッチング演算を実施する（ステップＳＴ５２）。パターンマッチング演算は、５６×５６画素の部分画像の切り出し位置を変更しながら、画像コンテンツを構成する全ての５６×５６画素の部分画像をマッチング対象として演算する。
そして、パターンマッチング演算の演算結果を参照して、画像コンテンツを構成する全ての５６×５６画素の部分画像の中で、５６×５６画素の画像パターンと最も一致している５６×５６画素の部分画像を特定し、その部分画像の位置を電子透かしの埋め込み位置として検出する（ステップＳＴ５２）。

なお、パターンマッチング演算において、マッチングさせるテンプレートには、２次元バーコードで固定的に決められている同期や位置決めのコードを入れておいてもよく、それ以外のコード部分はチェッカーフラグのように、画素毎に黒点と白点が交互に並んだテンプレートを用いてもよい。
また、図１０のパターンマッチングによる電子透かし埋め込み位置の検出方法では、ステップＳＴ４１〜ＳＴ４５、ＳＴ４７〜ＳＴ５１で、ＤＣＴ変換と低域フィルタの適用、逆ＤＣＴ変換を行っているが、これらの処理を行わないで、パターンマッチング演算を行ってもよい。
この実施の形態３では、電子透かしとて２次元バーコードを検出する際、ある点の輝度値とその周囲の輝度の平均値との差分をとったが、電子透かしを埋め込む際、予め差分を取るための輝度値を画像コンテンツ内に設定しておいて、それを使用して２次元バーコードを検出してもよい。

実施の形態４．
図１１はこの発明の実施の形態４による情報記録装置を示す構成図であり、図において、図６と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
画素値変更部３５は図６の画素値変更部３３と同様に、画素判定部３２の判定結果に応じて部分画像切り出し部３１により抽出された部分画像の画素値を変更するが、その際、画像コンテンツが複数のフレームからなる動画像である場合には、偶数フレームの画素値の増減方向と奇数フレームの画素値の増減方向が反対になるように、各フレームの画素値を変更する。

図１２はこの発明の実施の形態４による情報検出装置を示す構成図であり、図において、部分画像切り出し部５１は動画像である画像コンテンツの各フレームから５６×５６画素の部分画像を切り出し、その部分画像の画素値を出力する画素値抽出手段を構成している。加算器５２は部分画像切り出し部５１から出力された画素値が属するフレームが偶数フレームであれば、そのフレームの画素値を画素総計値に加算する。減算器５３は部分画像切り出し部５１から出力された画素値が属するフレームが奇数フレームであれば、その画素総計値から当該フレームの画素値を減算する。なお、加算器５２及び減算器５３は加減算手段を構成している。総計値格納部５４は全フレームの画素値の画素総計値を格納し、バーコード検出部５５は総計値格納部５４に格納されている画素総計値から２次元バーコードを検出する。なお、総計値格納部５４及びバーコード検出部５５はコード検出手段を構成している。
図１３はこの発明の実施の形態４による情報記録装置の処理内容を示す説明図であり、図１４はこの発明の実施の形態４による情報検出装置の処理内容を示す説明図である。

次に動作について説明する。
まず、情報記録装置１の部分画像切り出し部３１は、動画像である画像コンテンツの各フレームを読み込む毎に、そのフレームから予め位置が決められている５６×５６画素の部分画像を切り出して、その部分画像の画素値である輝度値を出力する（ステップＳＴ６１）。なお、画像コンテンツが例えば８フレーム構成である場合には、画像コンテンツは０フレーム目から７フレーム目まで存在する。
情報記録装置１の画素判定部３２は、５６×５６画素の２次元バーコードが与えられると、その２次元バーコードの白点を輝度０、黒点を輝度１に変換して５６×５６画素の画像パターンを生成する（ステップＳＴ６２）。

情報記録装置１の画素値変更部３５は、部分画像切り出し部３１から部分画像の輝度値を受けると、その部分画像が属するフレームが偶数フレームであるのか、奇数フレームであるのかを判断する。
画素値変更部３５は、その部分画像が属するフレームが偶数フレームである場合、その部分画像の画素毎に、当該画素の輝度値に対して、当該画素に対応する２次元バーコードの画素の輝度値（“０”または“１”）を加算する（ステップＳＴ６３）。
一方、その部分画像が属するフレームが奇数フレームである場合、その部分画像の画素毎に、当該画素の輝度値から、当該画素に対応する２次元バーコードの画素の輝度値（“０”または“１”）を減算する（ステップＳＴ６４）。
情報記録装置１のコンテンツ復元部３４は、画素値変更部３５が全フレームの部分画像の全画素に対して上記の処理を実施すると、上記処理後の部分画像を元の画像コンテンツのフレームに嵌め込んで画像コンテンツを復元する（ステップＳＴ６５）。

情報検出装置２の部分画像切り出し部５１は、情報記録装置１から画像コンテンツの各フレームを受ける毎に、そのフレームから予め位置が決められている５６×５６画素の部分画像を切り出し、その部分画像の画素値である輝度値を出力する（ステップＳＴ７１）。
情報検出装置２の加算器５２は、部分画像切り出し部５１から出力された輝度値が属するフレームが偶数フレームであれば（例えば、０フレーム目、２フレーム目）、そのフレームの輝度値を総計値格納部５４に格納されている画素総計値に加算する（ステップＳＴ７２）。ただし、初期段階では、全ての画素の画素総計値が０に初期化されている。
情報検出装置２の減算器５３は、部分画像切り出し部５１から出力された輝度値が属するフレームが奇数フレームであれば（例えば、１フレーム目、３フレーム目）、総計値格納部５４に格納されている画素総計値から当該フレームの輝度値を減算する（ステップＳＴ７３）。

情報検出装置２のバーコード検出部５５は、全てのフレームの部分画像の画素に対して上記の処理が完了すると、部分画像の画素毎に、当該画素の画素総計値と所定の閾値（例えば、“２５５”）を比較する。
そして、当該画素の画素総計値が所定の閾値より大きければ、当該画素を白点と認定する一方、当該画素の画素総計値が所定の閾値より大きくなければ、当該画素を黒点と認定することにより、その部分画像から２次元バーコードを検出する（ステップＳＴ７４）。

以上で明らかなように、この実施の形態４によれば、画像コンテンツが複数のフレームからなる動画像である場合には、偶数フレームの画素値の増減方向と奇数フレームの画素値の増減方向が反対になるように、各フレームの画素値を変更するので、画像コンテンツが複数のフレームからなる動画像であっても、画像コンテンツの画質の劣化を招くことなく、２次元バーコードを利用して多くの情報を画像コンテンツに記録することができる効果を奏する。
また、この実施の形態４によれば、部分画像切り出し部５１から出力された画素値が属するフレームが偶数フレームであれば、そのフレームの画素値を画素総計値に加算し、部分画像切り出し部５１から出力された画素値が属するフレームが奇数フレームであれば、その画素総計値から当該フレームの画素値を減算するように構成したので、画像コンテンツが複数のフレームからなる動画像であっても、電子透かしとして埋め込まれている２次元バーコードを検出することができる効果を奏する。

なお、この実施の形態４では、画像コンテンツに電子透かしを埋め込む際、偶数フレームの部分画像の画素の輝度値には、２次元バーコードの輝度値を加算し、奇数フレームの部分画像の画素の輝度値からは、２次元バーコードの輝度値を減算するものについて示したが、これに限るものではなく、奇数フレームの部分画像の画素の輝度値には、２次元バーコードの輝度値を加算し、偶数フレームの部分画像の画素の輝度値からは、２次元バーコードの輝度値を減算するようにしてもよい。

また、この実施の形態４では、加算と減算を行うフレームを偶数フレームと奇数フレームで選択するものについて示したが、乱数や数式、各フレームの画像の特性などで選択し、それを検出側で再現できるようにしてもよい。
この実施の形態４では、画像コンテンツのフレーム単位で、画素の輝度値を加減算するものについて示したが、画像コンテンツのフィールド単位で、画素の輝度値を加減算するようにしてもよい。
また、この実施の形態４では、画像コンテンツの画素値を変更するに際して、画素値を増加させるフレーム又はフィールドの数と、画素値を減少させるフレーム又はフィールドの数とを略同数に設定するものについて示したが、画素値を増加又は減少させるフレーム又はフィールドの数が、画素値を変更しないフレーム又はフィールドの数と略同数か、それ以下に設定するようにしてもよい。例えば、偶数フレームの画素の輝度値は加減算するが、奇数フレームの画素の輝度値は加減算しないようにする。
さらに、この実施の形態４では、２次元バーコードの黒点を輝度０、白点を輝度１として、埋め込み対象である画像コンテンツに加算または減算したが、０や１以外の数値でもよく、マイナスの値を用いてもよい。また、閾値として“２５５”を用いるものについて示したが、他の値であってもよく、２つ以上の閾値を組み合わせて用いてもよい。

以上のように、この発明によれば、コンテンツの画質の劣化を招くことなく、多くの情報が記録されているコンテンツを生成するものに適している。

この発明の実施の形態１による情報記録装置と情報検出装置を示すシステム構成図である。 この発明の実施の形態１による情報記録装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による情報検出装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１による情報記録装置の処理内容を示す説明図である。 この発明の実施の形態１による情報検出装置の処理内容を示す説明図である。 この発明の実施の形態３による情報記録装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による情報検出装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による情報記録装置の処理内容を示す説明図である。 この発明の実施の形態３による情報検出装置の処理内容を示す説明図である。 パターンマッチングによる電子透かし埋め込み位置の検出方法を示す説明図である。 この発明の実施の形態４による情報記録装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による情報検出装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態４による情報記録装置の処理内容を示す説明図である。 この発明の実施の形態４による情報検出装置の処理内容を示す説明図である。

符号の説明

１ 情報記録装置、２ 情報検出装置、１１ 部分画像切り出し部、１２ 部分画像分割部（コンテンツ要素抽出手段）、１３ ＤＣＴ変換部（コンテンツ要素抽出手段）
１４ 低域フィルタ（要素変更手段）、１５ 画像パターン分割部（コード要素抽出手段）、１６ ＤＣＴ変換部（コード要素抽出手段）、１７ 高域フィルタ（要素変更手段）、１８ 加算器（要素変更手段）、１９ 逆ＤＣＴ変換部（要素変更手段）、２０ コンテンツ復元部（要素変更手段）、２１ 部分画像切り出し部（周波数成分抽出手段）、２２ 部分画像分割部（周波数成分抽出手段）、２３ ＤＣＴ変換部（周波数成分抽出手段）、２４ 高域フィルタ（周波数成分抽出手段）、２５ 逆ＤＣＴ変換部（コード検出手段）、２６ バーコード検出部（コード検出手段）、３１ 部分画像切り出し部（画素値抽出手段）、３２ 画素判定部（画素判定手段）、３３，３５ 画素値変更部（画素値変更手段）、３４ コンテンツ復元部（画素値変更手段）、４１ 部分画像切り出し部（画素値抽出手段）、４２ 平均値演算部（画素値演算手段）、４３ バーコード検出部（コード検出手段）、５１ 部分画像切り出し部（画素値抽出手段）、５２ 加算器（加減算手段）、５３ 減算器（加減算手段）、５４ 総計値格納部（コード検出手段）、５５ バーコード検出部（コード検出手段）。

Claims (27)

1. コンテンツの要素を抽出するコンテンツ要素抽出手段と、情報が記録されているコードの要素を抽出するコード要素抽出手段と、上記コード要素抽出手段により抽出されたコードの要素に応じて上記コンテンツ要素抽出手段により抽出されたコンテンツの要素を変更する要素変更手段とを備えた情報記録装置。
2. コード要素抽出手段は、バーコードの要素を抽出することを特徴とする請求項１記載の情報記録装置。
3. コンテンツ要素抽出手段がコンテンツの要素として、そのコンテンツの周波数成分を抽出する一方、コード要素抽出手段がバーコードの要素として、そのバーコードの画像パターンの周波数成分を抽出し、要素変更手段が当該バーコードの画像パターンの周波数成分に応じて当該コンテンツの周波数成分を変更し、変更後の周波数成分からバーコードの画像パターンを含むコンテンツを復元することを特徴とする請求項２記載の情報記録装置。
4. コンテンツ要素抽出手段がコンテンツから部分画像を切り出して、その部分画像の周波数成分を抽出し、要素変更手段がバーコードの画像パターンの周波数成分に応じて当該部分画像の周波数成分を変更し、変更後の周波数成分からバーコードの画像パターンを含む部分画像を復元して、その部分画像を元のコンテンツに嵌め込むことを特徴とする請求項３記載の情報記録装置。
5. コンテンツ要素抽出手段がコンテンツの周波数成分を抽出して、そのコンテンツの周波数成分から部分画像の周波数成分を切り出し、要素変更手段がバーコードの画像パターンの周波数成分に応じて当該部分画像の周波数成分を変更し、変更後の周波数成分からバーコードの画像パターンを含む部分画像を復元して、その部分画像を元のコンテンツに嵌め込むことを特徴とする請求項３記載の情報記録装置。
6. 要素変更手段は、コンテンツ要素抽出手段及びコード要素抽出手段により抽出された周波数成分に対するフィルタリング処理を実施してから、コンテンツの周波数成分を変更することを特徴とする請求項３記載の情報記録装置。
7. 要素変更手段は、コンテンツ要素抽出手段により抽出された周波数成分に適用するフィルタの特性と、コード要素抽出手段により抽出された周波数成分に適用するフィルタの特性とを、略逆特性に設定することを特徴とする請求項６記載の情報記録装置。
8. コンテンツ要素抽出手段がコンテンツの要素として、そのコンテンツの画素値を抽出する一方、コード要素抽出手段がバーコードの要素として、そのバーコードの画素値を抽出し、要素変更手段が上記コード要素抽出手段により抽出された画素値から当該バーコードの画素が白点であるか黒点であるかを判定し、その判定結果に応じて当該コンテンツの画素値を変更することを特徴とする請求項２記載の情報記録装置。
9. コンテンツ要素抽出手段がコンテンツから部分画像を切り出して、その部分画像の画素値を抽出し、要素変更手段が判定結果に応じて当該部分画像の画素値を変更して、画素値変更後の部分画像を元のコンテンツに嵌め込むことを特徴とする請求項８記載の情報記録装置。
10. 要素変更手段は、コンテンツが動画像のコンテンツである場合、そのコンテンツを構成するフレーム又はフィールドの画素値を増加又は減少させることを特徴とする請求項１または請求項８記載の情報記録装置。
11. 要素変更手段は、コンテンツの画素値を変更するに際して、画素値を増加させるフレーム又はフィールドの数と、画素値を減少させるフレーム又はフィールドの数とを略同数に設定することを特徴とする請求項１０記載の情報記録装置。
12. 要素変更手段は、コンテンツの画素値を変更するに際して、画素値を増加又は減少させるフレーム又はフィールドの数が、画素値を変更しないフレーム又はフィールドの数と略同数か、それ以下に設定することを特徴とする請求項１０記載の情報記録装置。
13. １つのコンテンツに対して画像パターンが同一のバーコードが複数用意され、複数のバーコードを１つのコンテンツに電子透かしとして埋め込むことを特徴とする請求項２から請求項１２のうちのいずれか１項記載の情報記録装置。
14. 複数のコンテンツに対して画像パターンが同一のバーコードが用意され、同一のバーコードを複数のコンテンツに電子透かしとしてそれぞれ埋め込むことを特徴とする請求項２から請求項１２のうちのいずれか１項記載の情報記録装置。
15. １つのバーコードが分割されている分割バーコードが用意され、その分割バーコードをコンテンツに電子透かしとして埋め込むことを特徴とする請求項２から請求項１２のうちのいずれか１項記載の情報記録装置。
16. 画像パターンが異なる同一情報のバーコードが複数用意され、複数のバーコードをコンテンツに電子透かしとしてそれぞれ埋め込むことを特徴とする請求項２から請求項１２のうちのいずれか１項記載の情報記録装置。
17. コンテンツの画像特性に応じたバーコードが用意され、そのバーコードをコンテンツに電子透かしとして埋め込むことを特徴とする請求項２から請求項１２のうちのいずれか１項記載の情報記録装置。
18. コンテンツの画像特性に応じた画像パターンの画素値を有するバーコードが用意され、そのバーコードをコンテンツに電子透かしとして埋め込むことを特徴とする請求項２から請求項１２のうちのいずれか１項記載の情報記録装置。
19. 拡大又は縮小されているバーコードが用意され、そのバーコードをコンテンツに電子透かしとして埋め込むことを特徴とする請求項２から請求項１２のうちのいずれか１項記載の情報記録装置。
20. コンテンツ要素抽出手段は、コンテンツの画像特性及びバーコードの画像パターンを考慮して、そのコンテンツから切り出す部分画像の位置を決定することを特徴とする請求項４または請求項９記載の情報記録装置。
21. 要素変更手段は、コンテンツの画像特性及びバーコードの画像パターンを考慮して、コンテンツ要素抽出手段及びコード要素抽出手段により抽出された周波数成分に適用するフィルタの特性を決定することを特徴とする請求項６記載の情報記録装置。
22. コンテンツ要素抽出手段は、乱数に応じてコンテンツから切り出す部分画像の位置を決定することを特徴とする請求項４または請求項９記載の情報記録装置。
23. 情報が記録されているコードの画像パターンを含むコンテンツの周波数成分を抽出する周波数成分抽出手段と、上記周波数成分抽出手段により抽出された周波数成分からコードの画像パターンの周波数成分を取得する周波数成分取得手段と、上記周波数成分取得手段により取得された周波数成分からコードを検出するコード検出手段とを備えた情報検出装置。
24. コード検出手段は、情報記録装置がコードをコンテンツに電子透かしとして埋め込む際に、そのコードの画像パターンの周波数成分に適用しているフィルタの特性と同一特性のフィルタを周波数成分取得手段により取得された周波数成分に適用して、その周波数成分からコードを検出することを特徴とする請求項２３記載の情報検出装置。
25. 情報が記録されているコードの画像パターンを含むコンテンツの画素値を抽出する画素値抽出手段と、上記コンテンツの画素毎に、当該画素の周辺に位置する画素を抽出し、その周辺画素に関する画素値演算を実施する画素値演算手段と、上記画素値抽出手段により抽出された画素値と上記画素値演算手段の演算結果を比較し、その比較結果からコードを検出するコード検出手段とを備えた情報検出装置。
26. 情報が記録されているコードの画像パターンを含むコンテンツが動画像のコンテンツである場合、そのコンテンツを構成するフレーム又はフィールドの画素値を抽出する画素値抽出手段と、上記画素値抽出手段により抽出された画素値が属するフレーム又はフィールドに応じて、その画素値を画素総計値に加算、あるいは、その画素総計値から当該画素値を減算する加減算手段と、全フレーム又はフィールドの画素値の画素総計値からコードを検出するコード検出手段とを備えた情報検出装置。
27. コンテンツはバーコードの画像パターンを含んでいることを特徴とする請求項２３から請求項２６のうちのいずれか１項記載の情報検出装置。

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