JP2005318200A

JP2005318200A - 画像処理装置及び画像処理方法

Info

Publication number: JP2005318200A
Application number: JP2004132885A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Okamoto; 仁岡本
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2005-11-10

Abstract

【課題】画像データに情報を埋め込む場合に、攻撃に対する耐性の強さと情報埋め込みによる画質劣化のバランスをより適切に設定できるようにする。
【解決手段】本発明の画像処理装置は、画像データを入力する画像データ入力部１と、入力された画像データに埋め込むべき埋め込み情報を入力する埋め込み情報入力部２と、入力された埋め込み情報を複数の情報に分割する埋め込み情報分割部３と、分割された複数の情報をそれぞれ異なる耐性で画像データに埋め込む情報埋め込み部４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像データに不可視又は可視の情報を埋め込む画像処理装置及び画像処理方法に関する。

近年のコンピュータ及びネットワークの発達は著しく、文字データのみならず画像データ、音声データ等、多種の情報がコンピュータの内部、あるいはネットワークの内部で取り扱われるようになってきている。その際、画像データや音声データの中に、著作権情報や利用者情報等の付加情報を付与し、権利者の保護や利用者の利便性の向上を図ることが多くなっている。その代表的な技術が電子透かし技術である。電子透かし技術は、人間の知覚（視覚、聴覚）特性を利用したもので、静止画、動画、オーディオ等のデジタルコンテンツに対して、コンテンツの中身とは別の情報を、人間に知覚できないように埋め込む技術である。電子透かしによる情報の埋め込み技術に関しては、例えば下記特許文献１及び非特許文献１に記載された技術が知られている。

また、下記特許文献１には、埋め込み対象の透かし情報をデジタルデータに埋め込むときに、これに適用した埋め込み方式のバージョンを特定するバージョン情報を共通埋め込み情報として強い耐性でデジタルデータに埋め込んでおき、この透かしが埋め込まれたデジタルデータから透かし情報を読み出す際には、強い耐性を有する共通埋め込み情報（バージョン情報）を抽出し、この抽出した共通透かし情報から、実際の透かし情報を埋め込むのに適用した埋め込み方式のバージョンを特定し、この特定したバージョンに対応する透かし抽出手法を用いて、デジタルデータに埋め込まれている透かし情報を抽出する技術が記載されている。

一方、下記特許文献２には、解析しやすさの異なる複数の著作権保護手段（電子透かし手法）をディジタルコンテンツに実行して、実行後のディジタルコンテンツを配信することにより、攻撃に対する耐性を向上させるとともに、攻撃の有無を検出可能とした技術が記載されている。

特開２００１−２２３８８０号公報 "調査対象技術の技術概要「電子透かし」"、［Online］、特許庁、［平成１６年３月１１日検索］、インターネット〈http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu/denshi_sukashi/gaiyo.pdf〉特開２００１−２４５１３２号公報

ところで、一般に静止画の画像データへの情報埋め込みに適用される電子透かし技術には、透かし情報の埋め込み対象となる元の画像（以下、原画像）の視覚的な画質劣化が小さいこと、外部からの攻撃に対する耐性が強いこと、埋め込み可能な情報量が多いこと、などが求められる。ただし、それらは互いにトレードオフの関係にあるため、例えば、攻撃に対して耐性の強い電子透かしを埋め込むようにすると、原画像と比較したときの画質劣化が顕著になる。そうした場合、画像に電子透かしが埋め込まれていることが第三者によって比較的容易に確認できてしまうため、人為的な攻撃の対象になりやすくなる。また、そのような条件で電子透かしが埋め込まれた画像は画質の劣化を嫌う利用者にとって煩わしいものとなる。さらに、原画像の画像データに埋め込まれる情報量が多くなると、それにつれて原画像の画質劣化も顕著になる。

また、電子透かしに限らず、情報を埋め込んだり伝送したりする際には、データのやりとりを行うときにパリティビットを付加するなどして誤りを検出して訂正する機構を用意するが、例えば外部からの攻撃により、誤りの検出及び訂正可能な範囲を超えて情報が失われた場合は、埋め込まれた情報も総て失われてしまう。この点は、上記特許文献１及び特許文献２に記載された技術でも同様である。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、画像データに情報を埋め込む場合に、攻撃に対する耐性の強さと情報埋め込みによる画質劣化のバランスをより適切に設定することができる画像処理装置及び画像処理方法を提供することにある。

本発明に係る画像処理装置は、画像データを入力するデータ入力手段と、このデータ入力手段によって入力された画像データに埋め込むべき埋め込み情報を入力する情報入力手段と、この情報入力手段によって入力された埋め込み情報を複数の情報に分割する情報分割手段と、この情報分割手段で分割された複数の情報をそれぞれ異なる耐性で画像データに埋め込む情報埋め込み手段とを備えるものである。

本発明に係る画像処理方法は、画像データを入力する第１のステップと、この第１のステップで入力された画像データに埋め込むべき埋め込み情報を入力する第２のステップと、この第２のステップで入力された埋め込み情報を複数の情報に分割する第３のステップと、この第３のステップで分割された複数の情報をそれぞれ異なる耐性で前記画像データに埋め込む第４のステップとを有するものである。

本発明に係る画像処理装置及び画像処理方法では、入力された画像データに埋め込み情報を埋め込む場合に、その埋め込み情報を複数の情報に分割し、これら複数の情報をそれぞれ異なる耐性で画像データに埋め込むことにより、外部からの攻撃で全ての埋め込み情報が一度に消失する危険性が小さくなる。また、埋め込み情報を分割した複数の情報のなかで、一部の情報を強い耐性で埋め込み、他の情報をそれよりも弱い耐性で埋め込むことにより、画質への影響をできるだけ小さく抑えつつ、一部の情報を外部の攻撃から頑強に保護することが可能となる。

本発明の画像処理装置及び画像処理方法によれば、画像データに埋め込むべき埋め込み情報を複数の情報に分割し、これら複数の情報をそれぞれ異なる耐性で画像データに埋め込むことにより、画像データへの情報埋め込みに際して、攻撃に対する耐性の強さと情報埋め込みによる画質劣化のバランスをより適切に設定することが可能となる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。図示のように本実施形態に係る画像処理装置は、画像データ入力部１と、埋め込み情報入力部２と、埋め込み情報分割部３と、情報埋め込み部４と、画像データ蓄積部５と、情報読み取り部６と、埋め込み情報統合部７と、埋め込み情報出力部８と、画像データ出力部９とを備えた構成となっている。

画像データ入力部１は、自装置（画像処理装置）で処理される画像データを入力するものである。この画像データ入力部１は、例えば、スキャナ装置とその制御手段、磁気ディスクやメモリカード等のリード／ライト装置とその制御手段、ネットワーク等を介してデータの授受を行うデータ転送装置、またはアプリケーションソフトウェアで作成したファイルをビットマップ画像データにラスタライズするラスタライザー（RIP;raster image processor）などを用いて構成されるものである。画像データ入力部１から入力される画像データには、情報の埋め込み対象となる画像データや、情報の読み取り対象となる画像データが含まれる。また、入力画像データとしては、例えば、印刷物からスキャンされた画像データ、デジタルカメラで撮影した画像データ、またはアプリケーションソフトウェアで作成したファイルなどを例示することができる。

埋め込み情報入力部２は、情報の埋め込み対象となる画像データに対して、当該画像データに埋め込むべき埋め込み情報の入力を受け付けて、実際に入力された埋め込み情報を取得するものである。この埋め込み情報入力部２は、例えば、埋め込むべき文字情報を入力するキーボードとその制御手段、埋め込むべき情報を所定の形式で記載したファイルを蓄積する磁気ディスクやメモリカード等のリード／ライト装置とその制御手段、ネットワーク等を介して埋め込むべき情報の授受を行うデータ転送装置などを用いて構成されるものである。

埋め込み情報分割部３は、埋め込み情報入力部２から入力された埋め込み情報を所定の単位で複数の情報（以下、単位情報とも記す）に分割するとともに、この分割によって得られた複数の情報にそれぞれ情報の重要性に応じた優先度を設定するものである。具体例として、「http://www.fujixerox.co.jp/product/dcc_400cp/」のＵＲＬが埋め込み情報として入力された場合は、このＵＲＬを「http://www.fujixerox.co.jp/」「product/」「dcc_400cp/」といった３つの単位情報に分割するとともに、各々の単位情報に対して「http://www.fujixerox.co.jp/」には第１位の優先度、「product/」には第２位の優先度、「dcc_400cp/」には第３位の優先度を設定する。

情報埋め込み部４は、画像データ入力部１から入力されかつ情報の埋め込み対象とされた画像データに対し、上記複数の単位情報を符号化して埋め込むものである。例えば、単位情報がＵＲＬなど文字情報であれば、そこから分割された複数の単位情報を表す各々の文字を、例えば８ビットの文字コード（ＪＩＳコード等）に符号化して画像データに埋め込む。また、情報埋め込み部４では、埋め込み情報分割部３で分割された複数の単位情報をそれぞれ異なる耐性で画像データに埋め込む。ここで記述する「耐性」とは、埋め込み情報に対して外部から攻撃を受けたとき、この攻撃に耐えうる情報の特性（安定性、頑健性、恒常性など）を意味する。外部からの攻撃には、意図的な攻撃のほかに、意図的ではない攻撃（画像の圧縮処理など）も含まれる。

さらに詳述すると、情報埋め込み部４では、複数の単位情報を画像データに埋め込むにあたって、実際に埋め込み対象となる単位情報に設定された優先度に応じて耐性の強さを決定する。具体的には、優先度が最も高い単位情報、すなわち第１位の優先度に設定された単位情報「http://www.fujixerox.co.jp/」は、最も強い耐性で埋め込むように決定し、それよりも優先度が低い単位情報、すなわち第２位の優先度に設定された単位情報「product/」は、２番目に強い耐性で埋め込むように決定し、それよりも更に優先度が低い単位情報、すなわち第３位の優先度に設定された単位情報「dcc_400cp/」は、３番目の強い耐性で埋め込むように決定する。

ただし、優先度の設定ランク数に対して耐性の設定可能ランク数が少ない場合は、優先度の設定ランク（順位）が異なる複数の単位情報を同じランクの耐性でまとめて埋め込むようにする。例えば、上述のように優先度の設定ランクが「第１位」〜「第３位」までの３つのランクに分かれているのに対し、情報埋め込み時に適用可能な耐性の設定ランクが「強」ランクと「弱」ランクの２つしか存在しない場合は、優先度の設定ランクが「第１位」の単位情報を「強」ランクの耐性で埋め込むように決定し、優先度の設定ランクが「第２位」と「第３位」の単位情報を「弱」ランクの耐性で埋め込むように決定する。

ちなみに、本実施形態においては、相対的に強い耐性（強ランクの耐性）で画像データに単位情報を埋め込む第１の情報埋め込み部４Ａと、相対的に弱い耐性（弱ランクの耐性）で画像データに単位情報を埋め込む第２の情報埋め込み部４Ｂとを用いて情報埋め込み部４が構成されるものとする。また、第１の情報埋め込み部４Ａと第２の情報埋め込み部４Ｂのどちらで単位情報を埋め込むかについては、各々の単位情報に設定された優先度（順位）に応じて決定するものとする。第１の情報埋め込み部４Ａ及び第２の情報埋め込み部４Ｂによる情報の埋め込み方法については後段で詳しく説明する。

画像データ蓄積部５は、画像データ入力部１から入力された画像データや情報埋め込み部４によって情報が埋め込まれた画像データを記憶蓄積するものである。この画像データ蓄積部５は、例えば、ハードディスクドライブやＤＶＤ（Digital Video Disc）−ＲＡＭ(Random Access Memory)／±ＲＷ(rewritable)／±Ｒ(recordable)ドライブ等の大容量記憶装置などを用いて構成されるものである。

情報読み取り部６は、情報埋め込み部４によって画像データに埋め込まれた情報（複数の単位情報）を読み取るものである。この情報読み取り部６は、上記第１の情報埋め込み部４Ａによって画像データに埋め込まれた情報（すなわち、相対的に強い耐性で埋め込まれた単位情報）を読み取る第１の情報読み取り部６Ａと、上記第２の情報埋め込み部４Ｂによって画像データに埋め込まれた情報（すなわち、相対的に弱い耐性で埋め込まれた単位情報）を読み取る第２の情報読み取り部６Ｂとを用いて構成されている。

情報統合部７は、情報読み取り部６によって読み取られた情報（複数の単位情報）を統合し、一連の情報として再構成（連結）するものである。

埋め込み情報出力部８は、情報読み取り部６によって画像データから読み取られかつ情報統合部７によって統合された埋め込み情報を所定の形式で出力するものである。この埋め込み情報出力部８は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイ等とその制御手段、プリンタ装置とその制御手段、磁気ディスクやメモリカード等のリード／ライト装置とその制御手段、またはネットワーク等を介してデータの授受を行うデータ転送装置などを用いて構成されるものである。埋め込み情報出力部８からは、例えば、用紙に印刷された文書、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイに出力されたデータあるいはＨＴＭＬ（Hyper Text Markup Language）等により整形されたファイル、または各制御手段への指示が、所定の形式で出力される。

画像データ出力部９は、出力が指示された画像データあるいは情報が埋め込まれた画像データを所定の形式で出力するものである。この画像データ出力部９は、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等とその制御手段、プリンタ装置とその制御手段、磁気ディスクやメモリカード等のリード／ライト装置とその制御手段、またはネットワーク等を介してデータの授受を行うデータ転送装置などを用いて構成されるものである。画像データ出力部９からは、例えば、用紙に印刷された文書、またはＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイに出力された画像データあるいは所定のフォーマットに変換されたファイルが、画像データとして出力される。なお、埋め込み情報出力部８と画像データ出力部９は、共通（同一）の機能部として構成してもよいし、別々の機能部として構成してもよい。

続いて、本発明の実施形態に係る画像処理装置の処理手順（画像処理方法）について説明する。なお、ここでは画像データに情報を埋め込む際に適用される処理手順と、画像データに埋め込まれた情報を読み取る際に適用される処理手順に分けて説明する。

図２は画像データに情報を埋め込む際に適用される処理手順を示すフローチャートである。まず、印刷物からスキャンされた画像データ、デジタルカメラで撮影した画像データ、またはアプリケーションソフトウェアで作成したファイルなど、情報の埋め込み対象となる画像データを画像データ入力部１から入力する（ステップＳ１）。画像データの入力に係る入力操作は画像処理装置を使用するユーザによって行われる。また、画像データ入力部１から入力された画像データは画像データ蓄積部５に記憶蓄積される。

次に、先に入力された画像データに埋め込むべき埋め込み情報を埋め込み情報入力部２から入力する（ステップＳ２）。この場合、例えば、文字情報や所定の形式でデータが記載されたファイル等の情報を埋め込み情報として入力する。埋め込み情報の入力に係る入力操作は画像処理装置を使用するユーザによって行われる。また、埋め込み情報入力部２から入力された埋め込み情報は埋め込み情報分割部３に送られる。ここでは一例として、「http://www.fujixerox.co.jp/product/dcc_400cp/」のＵＲＬ(Uniform Resource Locator)が埋め込み情報として入力されたものとする。ただし、埋め込み情報としては、ここで例示したＵＲＬに限らず、例えば、画像データの識別情報（ＩＤ）や権利情報（著作権情報等）、画像データの撮影や作成に関する情報（撮影者、撮影日、撮影場所、作成条件等）など、様々な情報を適用することができる。

次いで、先に入力された埋め込み情報を埋め込み情報分割部３で複数の単位情報に分割するとともに、この分割によって得られた複数の単位情報にそれぞれ優先度を設定する（ステップＳ３）。埋め込み情報の分割は所定の単位で行う。例えば、埋め込み情報が複数の項目に分かれている場合は、項目単位で埋め込み情報を複数の単位情報に分割する。また、上述のように「http://www.fujixerox.co.jp/product/dcc_400cp/」のＵＲＬが埋め込み情報として入力された場合は、このＵＲＬがドメイン名、ディレクトリ名、ファイル名といった階層構造の文字情報をスラッシュで区切って記述されることから、スラッシュの位置を基準とした文字列単位で「http://www.fujixerox.co.jp/」「product/」「dcc_400cp/」といった３つの単位情報に分割する。

ここで、上記ＵＲＬを表す一連の情報の中で、インターネット上での情報の保存場所を指定するドメイン名を含む単位情報があれば、これに続くディレクトリ名やファイル名がなくても、そのドメイン名で指定された情報の保存場所（サイト、ホームページ等）を検索することで目的のファイルを見付け出すことが可能となる。また、ドメイン名と合わせてディレクトリ名の単位情報があれば、目的のファイルが収納された場所（範囲）を特定できるため、ファイルの検索を容易に行うことが可能となる。さらに、ドメイン名、ディレクトリ名、ファイル名の全ての単位情報があれば、目的のファイルを確実かつ容易に見付け出すことが可能となる。

このことから本実施形態においては、上記３つの単位情報に対して、ＵＲＬで指定された情報を見付け出すときに必須となる情報、つまりプロトコル名とともにドメイン名を含む単位情報については、最も高い優先度（以下、第１位の優先度）に設定し、以降、ドメイン名を含む単位情報に連結する単位情報の配列順にしたがって優先度の順位を第２位、第３位、…といった具合に１つずつ下げて設定する。したがって、上記ＵＲＬの例では、「http://www.fujixerox.co.jp/」の単位情報が第１位の優先度、「product/」の単位情報が第２位の優先度、「dcc_400cp/」の単位情報が第３位の優先度に設定されることになる。こうして優先度が設定された複数の単位情報は埋め込み情報分割部３から情報埋め込み部４へと送られる。

なお、埋め込み情報分割部３による埋め込み情報の分割と優先度の設定に係る処理は、埋め込むべき情報の内容に応じて、その処理条件（分割条件、設定条件）を任意に変更可能であるが、上記ＵＲＬの例で説明したように、優先度が第１位に設定された単位情報があれば、それよりも優先度の低い単位情報がなくても、所望の情報に辿り着けるような条件で行われることが望ましい。

続いて、上述のように分割された複数の単位情報を情報埋め込み部４に取り込み、この情報埋め込み部４で画像データに対する情報（可視情報または不可視情報）の埋め込みを行う。その際、情報埋め込み部４では、各々の単位情報に設定された優先度を確認する（ステップＳ４）。そして、最も高い優先度（第１位の優先度）に設定された単位情報であれば、この単位情報を第１の情報埋め込み部４Ａで画像データに埋め込む（ステップＳ５）。また、第２位以降の優先度に設定された単位情報であれば、この単位情報を第２の情報埋め込み部４Ｂで画像データに埋め込む（ステップＳ６）。この場合、情報埋め込み対象となる画像データは、画像データ入力部１から情報埋め込み部４へと送られるか、画像データ蓄積部５から情報埋め込み部４へと読み出される。

ここで、第１の情報埋め込み部４Ａと第２の情報埋め込み部４Ｂは互いに異なる耐性で画像データに単位情報を埋め込むもので、より具体的には、第１の情報埋め込み部４Ａの方が第２の情報埋め込み部４Ｂよりも強い耐性で単位情報を埋め込むものである。したがって、第１位の優先度（相対的に高い優先度）に設定された単位情報「http://www.fujixerox.co.jp/」は、第１の情報埋め込み部４Ａによって相対的に強い耐性で画像データに埋め込まれ、第２位以降の優先度（相対的に低い優先度）に設定された単位情報「product/」及び「dcc_400cp/」は、第２の情報埋め込み部４Ｂによって相対的に弱い耐性で画像データに埋め込まれることになる。

具体的な情報埋め込み方法について説明すると、まず、第１の情報埋め込み部４Ａでは、図３に示すように、情報の埋め込み対象となる画像データをサブバンド分割し、ｎ（ｎは２以上の正数）階層に分割した最低周波数帯域のサブバンド信号をLLnとする。そして、最低周波数帯域のサブバンド信号LLnに含まれる各データLLn(i,j)を、図４に示すように、所定のステップＱで除算して量子化し、これによって得られたデータＱLLn(i,j)の最下位ビットを、当該周波数帯域の画像データに埋め込むべき情報（単位情報）に応じて変更する。例えば、埋め込むべき情報が「０」であれば最下位ビットを「０」に符号化して情報を埋め込み、埋め込むべき情報が「１」であれば最下位ビットを「１」に符号化して情報を埋め込む。この場合、サブバンド信号LLnが６４×６４個のデータから成るものであれば、最大で４０９６ビット＝５１２バイトの情報を埋め込むことができる。

これに対して、第２の情報埋め込み部４Ｂでは、上記第１の情報埋め込み部４Ａによってｎ階層にサブバンド分割された画像データにおいて、上記最低周波数帯域のサブバンド信号LLnよりも周波数が高いサブバンド信号HHｎに含まれる各データHHｎ(i,j)を上記同様に所定のステップＱで除算して量子化し、これによって得られたデータＱHHｎ(i,j)の最下位ビットを、当該周波数帯域の画像データに埋め込むべき情報（単位情報）に応じて変更する。例えば、埋め込むべき情報が「０」であれば最下位ビットを「０」に符号化して情報を埋め込み、埋め込むべき情報が「１」であれば最下位ビットを「１」に符号化して情報を埋め込む。

一般に、人間の目の周波数特性として高域側に存在する誤差や歪みは視覚的に知覚されにくいため、画像データを圧縮する際には低域側の情報をできるだけ残して高域側の情報を削除するなど、画像処理に伴う誤差や歪みを高域側に集める傾向がある。そのため、最低周波数帯域に情報を埋め込む第１の情報埋め込み部４Ａの方が、それよりも高周波側に情報を埋め込む第２の情報埋め込み部４Ｂに比較して、一般的な画像処理に対する情報の耐性が頑強であり、埋め込んだ情報が失われる可能性が低くなる。また、情報埋め込み部４で画像データに情報を埋め込む場合は、上記複数の単位情報を個別に符号化して埋め込む。これにより、単位情報「http://www.fujixerox.co.jp/」を符号化したコードデータと、単位情報「product/」を符号化したコードデータと、単位情報「dcc_400cp/」を符号化したコードデータが、それぞれ個別の情報として画像データに埋め込まれる。

このような手法で情報埋め込み部４（第１の情報埋め込み部４Ａ及び第２の情報埋め込み部４Ｂ）により複数の単位情報を画像データに埋め込んだ後は、上記図４に示すように、各々のサブバンド信号LLn，HHｎの各データ（情報埋め込み済みの量子化データ）を上記ステップＱで乗算して逆量子化し、これによって得られたサブバンド信号から画像データを復元（再構成）することにより、上記３つの単位情報が不可視情報として画像全体に埋め込まれた画像データ（情報埋め込み済みの画像データ）を生成する（ステップＳ７）。上記ステップＳ４〜Ｓ７の処理は情報埋め込み部４で順に行われる。また、情報埋め込み部４で生成された情報埋め込み済みの画像データは画像データ蓄積部５に記憶蓄積される。

その後、ユーザからの出力要求に応じて、上記情報埋め込み済みの画像データを画像データ蓄積部５から読み出して画像データ出力部９へと送り、この画像データ出力部９で当該画像データを所定の形式で出力する（ステップＳ８）。以上で、画像データに情報を埋め込むための一連の処理が終了となる。

このように画像データに埋め込みべき埋め込み情報を複数の単位情報に分割し、これら複数の単位情報をそれぞれ異なる耐性で画像データに埋め込むことにより、複数の単位情報にそれぞれの情報の重要性に応じて優先度を設定した場合に、優先度の高い単位情報は外部から攻撃を受けても簡単に消失しないように高い耐性で埋め込み、優先度が低い単位情報は画質への影響を抑えるために低い耐性で埋め込むなど、画像データへの情報埋め込みに際して、攻撃に対する耐性の強さと情報埋め込みによる画質劣化のバランスをより適切に設定することが可能となる。

図５は画像データに埋め込まれた情報を読み取る際に適用される処理手順を示すフローチャートである。まず、印刷物からスキャンされた画像データ、デジタルカメラで撮影した画像データ、またはアプリケーションソフトウェアで作成したファイルなど、情報が埋め込まれた画像データ（情報埋め込み済みの画像データ）を画像データ入力部１から入力する（ステップＳ１１）。画像データの入力に係る入力操作は画像処理装置を使用するユーザによって行われる。また、画像データ入力部１から入力された画像データは画像データ蓄積部５に記憶蓄積される。

次に、先に入力された画像データを情報読み取り部６に送り、その画像データに埋め込まれた情報を情報読み取り部６で読み取る（ステップＳ１２，Ｓ１３）。この場合、情報読み取り部６は、第１の情報読み取り部６Ａと第２の情報読み取り部６Ｂを備えることから、これらの２つの情報読み取り部６Ａ，６Ｂで情報の読み取りを順に行う。

すなわち、第１の情報読み取り部６Ａでは、図６に示すように、情報が埋め込まれた画像データをサブバンド分割し、ｎ階層に分割した最低周波数帯域のサブバンド信号LLnの各データLLn(i,j)を所定のステップＱで量子化（除算）して得られたデータＱLLn(i,j)の最下位ビットを確認する。そして、最下位ビットが「０」であれば、そこに埋め込まれた情報を「０」と復号化して読み取り、最下位ビットが「１」であれば、そこに埋め込まれた情報を「１」と復号化して読み取る。

また、第２の情報読み取り部６Ｂでは、上記第１の情報読み取り部６Ａでｎ階層にサブバンド分割された画像データにおいて、上記最低周波数帯域のサブバンド信号LLnよりも周波数が高いサブバンド信号HHｎの各データHHｎ(i,j)を所定のステップＱで量子化して得られたデータＱHHｎ(i,j)の最下位ビットを確認する。そして、最下位ビットが「０」であれば、そこに埋め込まれた情報を「０」と復号化して読み取り、最下位ビットが「１」であれば、そこに埋め込まれた情報を「１」と復号化して読み取る。

このような情報の読み取り処理を、第１の情報読み取り部６Ａ及び第２の情報読み取り部６Ｂは、画像データ入力部１から入力された情報埋め込み済みの画像データを対象に、情報が埋め込まれたサブバンド信号の各々について実施することにより、情報埋め込み部６（第１の情報埋め込み部４Ａ及び第２の情報埋め込み部４Ｂ）によって画像データに埋め込まれた全ての情報を読み取り、その読み取り結果から元の埋め込み情報を再構成すべく、画像データから読み取った全ての情報を埋め込み情報統合部７に出力する（ステップＳ１４）。この場合、画像データ入力部１から入力された画像データには複数の単位情報が個別に符号化して埋め込まれているため、この画像データから情報読み取り部６で情報の読み取りを行うことにより、当該画像データから複数の単位情報を個別に読み取ることができる。なお、画像データに埋め込まれた情報の読み取り結果を出力する場合は、これと同時に、区切られた各画像データ毎にどれだけのエラーが生じ、それを修正したかを出力してもよい。

ここで、第２の情報読み取り部６Ｂで読み取り対象となる情報は、第２の情報埋め込み部４Ｂで埋め込まれた情報となり、かかる情報は、相対的に弱い耐性で画像データに埋め込まれているため、外部からの何らかの攻撃により情報の一部または全部を読み取ることができない状況を招くことも考えられる。そうした場合の対応として、例えば、第２の情報読み取り部６Ｂで読み取り対象となる情報（第２の情報埋め込み部４Ｂで埋め込まれた情報）のうち、最も上位の情報である「product/」が何らかの理由で読み取れなかった場合は、それよりも下位の情報「dcc_400cp/」も含めてそれらの情報を全て廃棄する。そして、第２の情報読み取り部６Ｂによる読み取り結果として、読み取り対象となった全ての情報が読み取り不可となった旨を通知すべく、エラーコードを出力する。また、「product/」の情報が正常に読み取られ、これに続く下位の情報である「dcc_400cp/」が何らかの理由で読み取れなかった場合は「dcc_400cp/」のみを廃棄する。そして、第２の情報読み取り部６Ｂによる読み取り結果として、「product/」に続く下位情報が読み取り不可となった旨を通知すべく、エラーコードと「product/」を出力する。なお、情報読み取り部６における読み取り失敗時の対応方法は、画像データへの埋め込み対象となる情報の種類や耐性に対する要求に応じて適宜選択すればよく、ここで記述した方法に限定されるものではない。

続いて、埋め込み情報統合部７では、情報読み取り部６で読み取られた情報、すなわち第１の情報読み取り部６Ａで読み取られた情報と、第２の読み取り部６Ｂで読み取られた情報を統合する（ステップＳ１５）。その際、例えば、上記第１の情報読み取り部６Ａで読み取られた情報（単位情報）が「http://www.fujixerox.co.jp/」であって、上記第２の情報読み取り部６Ｂで読み取られた情報（単位情報）が「product/」及び「dcc_400cp/」であれば、これら複数の情報を上記優先度の設定順（第１位〜第３位の順）に並べて統合（連結）することにより、元の情報(URL)である「http://www.fujixerox.co.jp/product/dcc_400cp/」を再構成する。また、埋め込み情報統合部７では、情報読み取り部６で読み取られた複数の情報の一部に欠損が生じていた場合、欠損のない情報の全部又は一部を統合することにより、元の埋め込み情報（埋め込み情報入力部２で入力された埋め込み情報）に準ずる情報を再構成する。例えば、上述のように「dcc_400cp/」の情報が欠損していた場合は、欠損のない「http://www.fujixerox.co.jp/」の情報と「product/」の情報を統合することにより、元の埋め込み情報に準ずる情報(URL)「http://www.fujixerox.co.jp/product/」を再構成する。また、上述のように「product/」の情報が欠損していた場合は、欠損のない「http://www.fujixerox.co.jp/」の情報と「dcc_400cp/」の情報のうち、「http://www.fujixerox.co.jp/」だけを用いた情報の統合により、元の埋め込み情報に準ずる情報(URL)「http://www.fujixerox.co.jp/」を再構成する。

こうして埋め込み情報統合部７で統合された埋め込み情報は埋め込み情報出力部８に送られ、この埋め込み情報出力部８により、紙に印刷された文書、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイに出力されたデータあるいはＨＴＭＬ等により整形されたファイル、または各制御手段への指示、例えば、所定のファイルの総てあるいは一部の表示、印刷の許可あるいは禁止等として出力される（ステップＳ１６）。以上で、画像データから埋め込み情報を読み取るための一例の処理が終了となる。

なお、上記実施形態においては、画像処理技術（電子透かし技術）を用いて情報の埋め込みを行うものとしたが、これ以外にも、例えば、赤外光や紫外光のみに反応する不可視インク等の特殊なインクを用いて情報の埋め込みを行うことも可能である。また、優先度に応じて埋め込み条件（埋め込み方法等）を切り換える場合の具体的な形態としては、例えば、優先度が高い単位情報は不可視の情報で埋め込み、優先度が低い単位情報は可視の情報で埋め込む場合などが考えられる。この場合、不可視の情報で埋め込んだ方が、外部からの攻撃対象になりにくいため、より強い耐性で埋め込まれることになる。

また、埋め込み情報分割部３で分割した複数の単位情報を符号化して埋め込む場合は、その符号化方法又は符号化パラメータを、各々の情報に設定された優先度に応じて切り換えることにより、耐性の強さを変えることが可能である。この場合、符号化方法の切り換えは、電子透かしの埋め込み技術として公知の方法、例えば、画素の値を置換して情報を埋め込む方法（画素置換法）や、画像の周波数領域を利用して情報を埋め込む方法（周波数利用法）、濃度パターンを利用して情報を埋め込む方法（濃度パターン法）などの間で適宜切り換えることが可能である。また、符号化パラメータの切り換えは、例えば、上記実施形態のように情報を埋め込む画像の周波数領域や量子化ステップ数（Ｑの値）、あるいは画素置換法で情報を埋め込むビットプレーンや濃度パターン法におけるパターンサイズなどを対象に切り換えることが可能である。

本発明の実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。画像データに情報を埋め込む際に適用される処理手順を示すフローチャートである。具体的な情報埋め込み方法を説明する図（その１）である。具体的な情報埋め込み方法を説明する図（その２）である。像データに埋め込まれた情報を読み取る際に適用される処理手順を示すフローチャートである。具体的な情報読み取り方法を説明する図である。

符号の説明

１…画像データ入力部、２…埋め込み情報入力部、３…埋め込み情報分割部、４…情報埋め込み部、５…画像データ蓄積部、６…情報読み取り部、７…埋め込み情報統合部、８…埋め込み情報出力部、９…画像データ出力部

Claims

画像データを入力するデータ入力手段と、
前記データ入力手段によって入力された前記画像データに埋め込むべき埋め込み情報を入力する情報入力手段と、
前記情報入力手段によって入力された前記埋め込み情報を所定の単位で複数の情報に分割する情報分割手段と、
前記情報分割手段で分割された前記複数の情報をそれぞれ異なる耐性で前記画像データに埋め込む情報埋め込み手段と
を備えることを特徴とする画像処理装置。
前記情報分割手段は、前記複数の情報に優先度を設定し、
前記情報埋め込み手段は、前記複数の情報を前記画像データに埋め込むときに、埋め込み対象となる情報に設定された前記優先度に応じて耐性の強さを決定する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記情報埋め込み手段は、前記複数の情報のうち、前記優先度が相対的に高く設定された情報を、前記耐性が相対的に強い条件で前記画像データに埋め込む
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記情報分割手段は、前記複数の情報に優先度を設定し、
前記情報埋め込み手段は、前記複数の情報を前記画像データに埋め込むときの埋め込み条件を前記優先度に応じて切り換えることにより、前記耐性の強さを可変する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記情報埋め込み手段は、前記複数の情報を個別に符号化して前記画像データに埋め込む
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記情報埋め込み手段によって前記画像データに埋め込まれた前記複数の情報を読み取る情報読み取り手段を具備する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記情報読み取り手段によって読み取られた前記複数の情報を統合することにより、前記情報入力手段によって入力された前記埋め込み情報を再構成する埋め込み情報統合手段を具備する
ことを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
前記埋め込み情報統合手段は、前記情報読み取り手段によって読み取られた前記複数の情報の一部に欠損が生じていた場合、欠損の無い情報の全部または一部を統合することにより、前記情報入力手段によって入力された前記埋め込み情報に準ずる情報を再構成する
ことを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。
前記埋め込み情報統合手段は、前記複数の情報に設定された優先度を基に当該複数の情報を統合する
ことを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。
画像データを入力する第１のステップと、
前記第１のステップで入力された前記画像データに埋め込むべき埋め込み情報を入力する第２のステップと、
前記第２のステップで入力された前記埋め込み情報を所定の単位で複数の情報に分割する第３のステップと、
前記第３のステップで分割された前記複数の情報をそれぞれ異なる耐性で前記画像データに埋め込む第４のステップと
を有することを特徴とする画像処理方法。