JP2005204036A - 印刷対応電子透かし埋込み装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子透かし情報の埋込みパターンの推測や解析を困難にし、複製のできない電子透かし入り印刷物を製作する。
【解決手段】画像編集部Ａ（５２）が、電子透かしを埋め込むブロックを任意の数に分割し、それを任意の並びに替え、電子透かし埋め込み部５３が、デジタル画像に電子透かし情報の埋込みを行う。このときに並び替えに用いた並び順は電子透かし情報の検出時に必要となる。更に、画像編集部Ｂ（５８）が、電子透かし情報が埋込まれた画像を、埋込みに使用した並びのパターンを用いて電子透かしを埋込んだときと同じ状態に戻し、電子透かし検出部５７が、その画像に対する電子透かしを検出することで複製品との照合を行う。
【選択図】 図５

Description

本発明は、印刷物に対し表面的には知覚出来ない形式で情報を埋込み、埋め込まれた情報を検出することによって不正コピーの発見を容易にする、印刷対応電子透かし埋込み装置およびその方法に関する。

画像や音声などのデジタルコンテンツに他の情報を隠し持たせることができる「電子透かし」技術が存在する。図７にその概要が示されている。
すなわち、「電子透かし」とは、画像データや音声データなどのデジタルコンテンツに他の情報を埋込み、不可視もしくは不可聴の状態で隠し持たせる技術である。特徴としては、コンテンツの中に別の情報（電子透かし情報）を埋め込むことができ、電子透かし情報はコンテンツを加工（圧縮・切り抜き・拡大・縮小）しても消すことができないことにある。また、コンテンツの品質を保ったまま第三者が電子透かし情報を除去することは困難であり、電子透かし情報の入ったコンテンツを不正にＷｅｂ（World Wide Web）上で公開するとパトロールシステムによって検知、警告される。

一方、上記した「電子透かし」技術を印刷物に応用した印刷対応電子透かし技術が存在する。図８に、電子透かし入り印刷物製作方法とその検出方法が示されている。
すなわち、デジタル製版工程で処理される画像情報を印刷物になったときに肉眼では認識できない形で変更し、電子透かし用の識別情報を埋め込む。絵柄や色など印刷物の仕上がりにはほとんど影響がなく、人間の肉眼ではその違いが認識できない。この印刷物に関しスキャナなどを用いて再びデジタル化し専用のソフトウェアに入力すると、埋め込まれた電子透かし情報を検出することが可能となる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−６４７００号公報（段落０００２〜段落０００４）

ところで、図８に示されるように、複製対応電子透かし埋込装置を用いて、印刷したい画像に電子透かしを埋込み印刷することで、複製しても電子透かしの検出ができない印刷物を製作することができる。この電子透かしの検出の有無を用いて、正規品、複製品を区別することができる。上記した電子透かしは、図９、図１０に示されるように、画像を同じ形状のブロック（ここでは１〜４）に分け、そこに同じ透かしを埋め込むため、規則性のある一定のパターンとして埋め込まれてしまう。同じ透かしを複数埋め込むのは検出の確度を上げるためである。このように、パターンが一定であるためその原理を知る者に電子透かしを解析される恐れがある。
また、図１１に示すように、電子透かしの入った正規の印刷物を高性能なスキャナ、デジタルカメラなどを用いて一旦デジタル画像に変換し、その画像を高性能なプリンタなどによって再度印刷することにより、電子透かし情報は入っていないが、外見上、正規品の複製品が作ることができる。また正規品から電子透かしを解析して同じ透かしを埋め込むことにより正規品と同様の電子透かしの入った複製品を作ることもできてしまう恐れがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電子透かしを埋め込むブロックを任意の数に分割し、それを任意の並びに替えた状態でデジタル画像に電子透かし情報を埋め込むことで、電子透かし情報の埋込みパターンの推測や解析を困難にし、複製のできない電子透かし入り印刷物を製作することのできる、印刷対応電子透かし埋込み装置およびその方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために本発明は、画像を格子状の任意サイズのブロックに分割し、当該ブロックを単位に電子透かしを埋込む電子透かし埋込み装置であって、前記分割したブロックを更に任意の小ブロックに分割し、当該分割された小ブロックを単位に前記画像をランダムに再配置する第１の画像編集部と、前記小ブロック単位で再配置された画像に電子透かしを埋込み、電子透かし埋込み済み画像データを生成する電子透かし埋込み部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明において、前記ランダムに再配置された小ブロックの並びパターンを記憶しておき、前記電子透かし埋込み部による電子透かし埋込み後、前記記憶された並びパターンから前記小ブロックへの分割前の元の並びに戻す第２の画像編集部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明において、前記電子透かし埋込み済み画像データを基に印刷を行い、印刷物を生成する電子透かし埋込み済み画像印刷部と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明において、前記電子透かしが埋込まれた画像を、前記埋込みに使用した並びのパターンを用いて電子透かしを埋込んだときと同じ状態に戻し、その画像に対する電子透かしを検出する電子透かし検出部と、を備えたことを特徴とする。

上記した課題を解決するために本発明は、画像を格子状の任意サイズのブロックに分割し、当該ブロックを単位に電子透かしを埋込む電子透かし埋込み方法であって、前記分割したブロックを更に任意の小ブロックに分割し、当該分割された小ブロックを単位に前記画像をランダムに再配置するステップと、前記小ブロック単位で再配置された画像に電子透かしを埋込み、電子透かし埋込み済み画像データを生成するステップと、を有することを特徴とする。

また、本発明において、前記電子透かし埋め込み済みの画像データを生成するステップは、電子透かし情報をスペクトラム拡散することにより、拡散された透かし情報を生成するスペクトラム拡散ステップと、原画像データをフーリエ交換することにより、振幅データと位相情報を抽出する第１のフーリエ変換ステップと、前記拡散された電子透かし情報と前記振幅データとを合成する第１の合成ステップと、前記第１の合成ステップにおける出力情報と前記位相情報とを基に逆フーリエ変換し、この逆フーリエ変換の結果と原画像データとの差分である差分画像データを生成する差分画像生成ステップと、前記原画像データをウェーブレット変換することにより画像のエネルギーマップデータを算出するエネルギーマップデータ算出ステップと、前記原画像データと前記差分画像データと前記エネルギーマップデータを基に電子透かし埋込み済み画像データを合成する第２の合成ステップと、をサブステップとして有することを特徴とする。

また、本発明において、検出対象画像データをフーリエ変換し、予め定められた周波数帯域の振幅データを抽出する第２のフーリエ変換ステップと、前記振幅データを基に、所定の情報シンボル値検出用系列を用いてシンボルレスポンス値を求め、このシンボルレスポンス値を基に電子透かし情報を検出する検出ステップと、を更にサブステップとして有することを特徴とする。

本発明によれば、第１の編集部が、電子透かしを埋め込むブロックを任意の数に分割し、それを任意の並びに替えた状態で、電子透かし埋め込み部によりデジタル画像に電子透かし情報を埋め込むことで、電子透かし情報の埋込みパターンの推測や解析を困難にし、複製のできない電子透かし情報入り印刷物を製作することができる。また、第２の編集部が、ランダムに再配置された小ブロックの並びパターンを記憶しておき、電子透かし埋込み後、先に記憶された並びパターンから小ブロックへの分割前の元の並びに戻すことで、分割、並び替えのされた電子透かし情報を埋込むことができ、このときに並び替えに用いた並び順は電子透かし情報の検出時に必要となる。
更に、本発明によれば、画像印刷部が、電子透かし埋込み済み画像データを基に印刷を行い、印刷物を生成することで、複製しても電子透かし情報の検出が出来ない印刷物を製作することができる。また、電子透かし検出部が、電子透かし情報が埋込まれた画像を、埋込みに使用した並びのパターンを用いて電子透かしを埋込んだときと同じ状態に戻し、その画像に対する電子透かしを検出することで複製品との照合が可能になる。

図１は、本発明の印刷対応電子透かし埋込み方法の原理を説明するために引用した図である。ここでは、電子透かし情報を埋め込む原画像のデジタル画像を任意の数（１−１〜４−４）のブロックに分割し、それを任意の並びに並び替えた状態にしてデジタル画像にデジタル画像に電子透かし情報を埋込むこととしている。これにより、電子透かし情報の埋込みパターンの推測、解析ができなくなる。ここで、電子透かしのパターン情報は検出用に保持しておく。図２にその詳細が示されている。

すなわち、ここでは、電子透かし情報を埋込むブロック毎にデジタル画像を分割し、さらにそのブロックを任意の数の小ブロックに等サイズで分割している。また、その小ブロックを任意の並びに替えた後、複製対応電子透かし埋込装置によりデジタル画像に透かしを埋め込む。透かしを埋め込んだ後、小ブロックの並びを元に戻す。これにより、分割、並び替えのされた電子透かし情報を埋め込むことができる。このとき並び替えに用いた並び順は電子透かしの検出時に必要となる。
なお、画像の分割、および並び替えは、画像編集ソフトウェアを用いることにより行なわれる。

図３は、上記により分割、並び替えされ、埋め込まれた電子透かし情報の検出方法の原理を説明するために引用した図である。
ここでは、電子透かし情報が埋め込まれたデジタル画像を、埋込みの際に使用した並びのパターンを用いて電子透かし情報を埋込みのときと同じ形態に戻している。そして、そのデジタル画像に対し電子透かし検出装置により電子透かし情報を検出する。
図４に示されるように、複製対応電子透かし埋込装置を用いて、印刷したい画像に電子透かし情報を埋込み印刷することで、複製されても電子透かしの検出ができない印刷物を製作することができる。

図５は、本発明の印刷対応電子透かし埋込み装置の一実施形態を示すブロック図である。図５に示されるように、本発明の印刷対応電子透かし埋込み装置は、原画像記憶部５１と、画像編集部Ａ（５２）と、電子透かし埋込み部５３と、並びパターン記憶部５４と、画像編集部Ｂ（５５）と、出力画像記憶部５６と、電子透かし検出部５７と、真贋結果出力部５８で構成される。

原画像記憶部５１には電子透かし情報埋込み対象となるデジタル画像が格納されている。画像編集部Ａ（５２）は、画像を格子状の任意サイズのブロックに分割し、当該分割されたブロックを更に任意の小ブロックに分割し、この小ブロックを単位に原画像をランダムに再配置して電子透かし埋込み部５３へ供給する。なお、このとき再配置されるブロックの並びパターンは、並びパターン記憶部５４に記憶しておく。
電子透かし埋込み部５３は、小ブロック単位で再配置された画像に電子透かし情報を埋込み、電子透かし埋込み済み画像データを生成して画像編集部Ｂ（５５）へ供給する。画像編集部Ｂ（５５）は、電子透かし埋込み部５３による電子透かし情報の埋込み後、並びパターン記憶部５４に記憶された並びパターンから小ブロックへの分割前の元の並びに戻して出力画像記憶部５６へ供給する。出力画像記憶部５６に格納された電子透かし埋込み済み画像データは、図示せぬ電子透かし埋込み済み画像印刷部に供給され、所望の電子透かし情報入りデジタル画像の印刷物を出力する。

一方、電子透かし検出部５７は、出力画像記憶部５６から読み出される電子透かしが埋込まれた画像を、埋込みに使用した並びのパターンを用いて電子透かしを埋込んだときと同じ状態に戻し、その画像に対する電子透かしを検出して真贋結果出力部５８へ供給する。真贋結果出力部５８は、電子透かし検出部４７による電子透かし情報に基づき正規品であるか複製品であるかの判定を行う。

図６に、本発明の印刷対応電子透かし埋込み装置による電子透かし情報埋込みの詳細手順が示されている。
図６において、符号５３４は原画像データである。この原画像データ５３４をフーリエ変換（５３５）することにより、ブロック分割、色空間変換を経て振幅データ５３８および位相情報５３９を得ることができる。符号５３１は、原画像データ５３４に埋め込む電子透かし情報である。この電子透かし情報５３１をスペクトラム拡散（５４３）することによって拡散された電子透かし情報が得られる。次に、拡散された電子透かし情報を振幅データ５３８に合成する（５４５）。さらに、位相情報５１２を用いて逆フーリエ変換（５４４）を実行し、このことにより電子透かし情報を合成した画像データが得られる。

一方、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ために、原画像データ４３４をウェーブレット変換し（５４０）、原画像データ５３４はサブバンド画像に分解され、互いに直交する部分画像で表わされる。そして、この部分画像を基に原画像５３４と同じ大きさのエネルギーマップデータを得る（５４１：高周波エネルギー算出）。
次に、先に逆フーリエ変換（５４４）の処理によって得られた電子透かし情報を合成した画像と原画像データ５３４との差分を求める（５４７）。更に、上記したエネルギーマップデータ重みマスク作成（５４２）の処理を行い、再度、電子透かし情報を原画像データ４３４に合成する（５４８，５４９）。このようにして、電子透かし埋込み済み画像データが得られ、出力画像記憶部５６に格納される。

なお、上記のように埋込まれた電子透かし情報を検出する場合は以下の手順に従う。つまり、電子透かし検出対象となる電子透かし埋込み済み画像データは、例えば、印刷物をスキャナなどでスキャンすることによって得られたデジタルデータである。電子透かし埋込み済み画像データを離散フーリエ変換（図示せず）することにより、同画像データの振幅データが得られる。一方、擬似乱数系列を基に、シンボル値検出用系列が得られる。次に、上記した振幅データとシンボル値検出用系列とを基に、シンボルレスポンス値を算出する処理を行い、シンボル値検出を行う。このように得られたシンボル値に対して、基数変換を行い、検出された電子透かし情報を得る。

以上説明のように本発明は、電子透かしを埋め込むブロックを任意の数に分割し、それを任意の並びに替えた状態でデジタル画像に電子透かし情報を埋め込むことで、電子透かし情報の埋込みパターンの推測や解析を困難にし、複製のできない電子透かし情報入り印刷物を製作するものである。また、ランダムに再配置された小ブロックの並びパターンを記憶しておき、電子透かし埋込み後、先に記憶された並びパターンから小ブロックへの分割前の元の並びに戻すことで、分割、並び替えのされた電子透かし情報を埋込むことができる。なお、このときに並び替えに用いた並び順は電子透かし情報の検出時に必要となる。
更に、本発明は、電子透かし埋込み済み画像データを基に印刷を行い、印刷物を生成することで、複製しても電子透かし情報の検出が出来ない印刷物を製作するものであり、また、電子透かし情報が埋込まれた画像を、埋込みに使用した並びのパターンを用いて電子透かしを埋込んだときと同じ状態に戻し、その画像に対する電子透かしを検出することで複製品との照合が可能になる。

本発明の印刷対応電子透かし埋込み方法を説明するために引用した図である。 本発明の印刷対応電子透かし埋込み方法を説明するために引用した図である。 図１、図２に示す方法で埋め込まれた電子透かし情報の検出方法を説明するために引用した図である。 図１、図２に示す方法で埋め込まれた電子透かし情報の検出方法を説明するために引用した図である。 本発明の印刷対応電子透かし埋込み装置の一実施形態を示すブロック図である。 図５に示す電子透かし埋込み部による電子透かし情報の埋込み手順の詳細を示す図である。 「電子透かし技術」について説明するために引用した図である。 従来の印刷対応電子透かし埋込み装置を説明するために引用した図である。 従来の複製対応電子透かし情報入り印刷物の製作方法を説明するために引用した図である。 従来の複製対応電子透かし情報入り印刷物の製作方法を説明するために引用した図である。 従来における電子透かしの入った複製品の製作手順を説明するために引用した図である。

符号の説明

５１…原画像記憶部、５２…画像編集部Ａ、５３…電子透かし埋込み部、５４…並びパターン記憶部、５５…画像編集部Ｂと、５６…出力画像記憶部、５７…電子透かし検出部、５８…真贋結果出力部

Claims (7)

1. 画像を格子状の任意サイズのブロックに分割し、当該ブロックを単位に電子透かしを埋込む電子透かし埋込み装置であって、
   前記分割したブロックを更に任意の小ブロックに分割し、当該分割された小ブロックを単位に前記画像をランダムに再配置する第１の画像編集部と、
   前記小ブロック単位で再配置された画像に電子透かしを埋込み、電子透かし埋込み済み画像データを生成する電子透かし埋込み部と、
   を備えたことを特徴とする電子透かし埋込み装置。
2. 前記ランダムに再配置された小ブロックの並びパターンを記憶しておき、前記電子透かし埋込み部による電子透かし埋込み後、前記記憶された並びパターンから前記小ブロックへの分割前の元の並びに戻す第２の画像編集部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋込み装置。
3. 前記電子透かし埋込み済み画像データを基に印刷を行い、印刷物を生成する電子透かし埋込み済み画像印刷部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋込み装置。
4. 前記電子透かしが埋込まれた画像を、前記埋込みに使用した並びのパターンを用いて電子透かしを埋込んだときと同じ状態に戻し、その画像に対する電子透かしを検出する電子透かし検出部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋込み装置。
5. 画像を格子状の任意サイズのブロックに分割し、当該ブロックを単位に電子透かしを埋込む電子透かし埋込み方法であって、
   前記分割したブロックを更に任意の小ブロックに分割し、当該分割された小ブロックを単位に前記画像をランダムに再配置するステップと、
   前記小ブロック単位で再配置された画像に電子透かしを埋込み、電子透かし埋込み済み画像データを生成するステップと、
   を有することを特徴とする電子透かし埋込み方法。
6. 前記電子透かし埋め込み済み画像データを生成するステップは、
   電子透かし情報をスペクトラム拡散することにより、拡散された電子透かし情報を生成するスペクトラム拡散ステップと、
   原画像データをフーリエ交換することにより、振幅データと位相情報を抽出する第１のフーリエ変換ステップと、
   前記拡散された電子透かし情報と前記振幅データとを合成する第１の合成ステップと、
   前記第１の合成ステップにおける出力情報と前記位相情報とを基に逆フーリエ変換し、この逆フーリエ変換の結果と原画像データとの差分である差分画像データを生成する差分画像生成ステップと、
   前記原画像データをウェーブレット変換することにより画像のエネルギーマップデータを算出するエネルギーマップデータ算出ステップと、
   前記原画像データと前記差分画像データと前記エネルギーマップデータを基に電子透かし埋込み済み画像データを合成する第２の合成ステップと、
   をサブステップとして有することを特徴とする請求項５に記載の電子透かし埋込み方法。
7. 検出対象画像データをフーリエ変換し、予め定められた周波数帯域の振幅データを抽出する第２のフーリエ変換ステップと、
   前記振幅データを基に、所定のデータシンボル値検出用系列を用いてシンボルレスポンス値を求め、このシンボルレスポンス値を基に電子透かし情報を検出する検出ステップと、
   を更にサブステップとして有することを特徴とする請求項６に記載の電子透かし埋込み方法。
   

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