JP2006238119A - 情報抽出方法および情報抽出装置および情報抽出プログラムおよび記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ドットパターンの位置を特定するための基準点や検出フィルタによる前処理を必要とせずにドットパターンの位置を決定することで、印刷物に埋め込まれている情報を精度良く抽出するための情報抽出方法、情報抽出装置、情報抽出プログラム、および、記録媒体を提供する。
【解決手段】印刷物を画像として読み取る画像読取ステップと、前記画像においてドットパターンで情報が埋め込まれている矩形領域の四辺に相当する回帰線を求める回帰線算出ステップと、前記各回帰線を前記矩形領域の内部に向かってドットパターンサイズ分だけ平行移動していくことで内部のドットパターンの回帰線を求める平行移動ステップと、平行移動ステップで得られた回帰線の交点からドットパターンの位置を決めるドットパターン位置決定ステップと、位置決定したドットパターンから埋め込み情報を抽出する情報抽出ステップと、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、微小なドットパターンを格子状に並べて配置することで情報が埋め込まれている印刷物から、埋め込まれている情報を精度良く抽出する技術、特に、ドットパターンの位置を正確に決定する技術に関する。

近年、記録媒体の一つである印刷物に対して記載内容とは別に何らかの情報を埋め込むことで、印刷物に対する付加価値を提供する技術が開発されている。付加価値としては、印刷物のセキュリティやコンテンツ保護、元のデジタルデータやＷｅｂページとの関連付けなどがある。これらを実現するために、印刷物に何らかのパターンを配置することで情報を埋め込む技術が開発されている。

従来から知られている技術としてはバーコードがあるが、バーコードを埋め込む領域を紙面上に確保する必要があったり、またバーコードと印刷物が切り離されたりと問題点がある。最近では、バーコード以外の情報埋め込み技術として、目立ちにくいパターンを印刷物の背景に並べて配置する技術がある。

特許文献１に記載の「ドットコード」には、四隅にマーカと呼ばれる基準点を配置し内部にはドットイメージで情報を表現したブロックを複数個配置したドットコードについて述べられている。

特許文献２に記載の「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」には、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用いることで情報が埋め込まれている印刷物から、情報を抽出するための方法および装置が述べられている。

特許文献３に記載の「画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラム」には、スラッシュ「／」とバックスラッシュ「＼」のパターンを背景に2次元的に配置することで情報が埋め込まれた印刷物から、情報を抽出するための装置および方法が述べられている。

ここで重要となるのは、印刷物から情報をいかに正確に抽出するか、つまり配置したパターンの位置をいかに正確に決定できるかということになる。
特許第２８３３９７５号公報 特開２００３−２０９６７６号公報 特開２００４−３３６２１９号公報

しかしながら、特許文献１ではブロックの位置を特定するために、埋め込み情報を表すドットイメージとは別に基準点を描画するスペースが必要になる。また、その基準点を表す黒画素の連結成分の大きさによっては、印刷物の見た目を損なう可能性もある。

また、特許文献２では印刷物を読み取った画像に対して透かし検出フィルタを施すことで、ドットパターンの位置を特定可能にしている。

また、特許文献３では情報を埋め込んだ画像中の領域である２次元デジタルコードの位置を特定可能にするために、同期パターンとよばれるパターンを実際のデータ領域の外周に配置しており、特許文献１と同様に位置を特定するための基準が別途描画する必要がある。

本発明では、かかる実情に鑑みてなされたものであり、ドットパターンの位置を特定するための基準点や検出フィルタによる前処理を必要とせずにドットパターンの位置を決定することで、印刷物に埋め込まれている情報を精度良く抽出するための情報抽出方法、情報抽出装置、情報抽出プログラム、および、記録媒体を提供することを目的とする。

本発明は、背景の矩形領域内に所定ドットパターンを格子状に並べて配置することで情報が埋め込まれている印刷物から当該埋め込まれている情報を抽出する情報抽出方法において、印刷物を画像として読み取る画像読取ステップと、前記画像においてドットパターンで情報が埋め込まれている前記矩形領域の四辺に相当する回帰線を求める回帰線算出ステップと、前記各回帰線を前記矩形領域の内部に向かってドットパターンサイズ分だけ平行移動していくことで内部のドットパターンの回帰線を求める平行移動ステップと、平行移動ステップで得られた回帰線の交点からドットパターンの位置を決めるドットパターン位置決定ステップと、位置決定したドットパターンから埋め込み情報を抽出する情報抽出ステップと、を有するものである。また、前記回帰線は、直線もしくは区分直線もしくは曲線である。また、前記回帰線算出ステップは、前記矩形領域の四辺それぞれにおいて最外周にあるドットパターンのいくつかをマッチングによって探索し、見つけたドットパターンの回帰線を算出するものである。また、前記ドットパターン位置決定ステップは、前記交点を中心とする所定範囲内で更にマッチングを行うことでドットパターンの位置を決めるものである。また、前記ドットパターン位置決定ステップは、前記交点を中心とする所定範囲内で更にマッチングを行うことでドットパターンの位置を決めるものである。

また、背景の矩形領域内に所定ドットパターンを格子状に並べて配置することで情報が埋め込まれている印刷物から当該埋め込まれている情報を抽出する情報抽出装置において、印刷物を画像として読み取る画像読取手段と、前記画像においてドットパターンで情報が埋め込まれている前記矩形領域の四辺に相当する回帰線を求める回帰線算出手段と、前記各回帰線を前記矩形領域の内部に向かってドットパターンサイズ分だけ平行移動していくことで内部のドットパターンの回帰線を求める平行移動手段と、平行移動ステップで得られた回帰線の交点からドットパターンの位置を決めるドットパターン位置決定手段と、位置決定したドットパターンから埋め込み情報を抽出する情報抽出手段とを備えたものである。また、前記回帰線は、直線もしくは区分直線もしくは曲線である。また、前記回帰線算出手段は、前記矩形領域の四辺それぞれにおいて最外周にあるドットパターンのいくつかをマッチングによって探索し、見つけたドットパターンの回帰線を算出するものである。また、前記平行移動手段は、回帰線を所定回数平行移動するたびに再度回帰線を算出し直すものである。また、前記ドットパターン位置決定手段は、前記交点を中心とする所定範囲内で更にマッチングを行うことでドットパターンの位置を決めるものである。

また、本発明は、請求項１に記載の情報抽出方法の各ステップをコンピュータシステムに実行させることを特徴とする情報抽出プログラムである。

また、本発明は、請求項１２に記載の情報抽出プログラムを格納したコンピュータに読み取り可能な記録媒体である。

したがって、本発明によれば、所定ドットパターンを格子状に並べて配置することで情報が埋め込まれている印刷物からドットパターンの位置を正確に決定することが可能となり、埋め込み情報を精度良く抽出することができるという効果を得る。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例にかかる情報抽出装置の一例を示している。

同図において、この情報抽出装置は、印刷物を画像として読み取るための画像読取手段１、ドットパターンを用いて情報が埋め込まれている矩形領域の四辺に相当する回帰線を算出する回帰線算出手段２、回帰線算出手段２で算出した回帰線を矩形領域内部に向かって平行移動し、矩形領域内部のドットパターンの回帰線を求める平行移動手段３、平行移動手段３で算出した回帰直線からドットパターンの位置を決定するドットパターン位置決定手段４、および、ドットパターン位置決定手段４で決定した位置でドットパターンの識別を行い、埋め込まれている情報を抽出する情報抽出手段５により、構成される。

図２には、図１に示した情報抽出装置が抽出する情報が、ビット０とビット１を表す２種類のドットパターン(「：」と「‥」)を矩形領域内に格子状に並べて配置することで情報を埋め込んだ印刷物の例を示す。本実施例では、回帰直線を用いて図２のような印刷物に埋め込まれている情報を抽出する方法の例を述べる。

以上の構成で、回帰線算出手段２では、ドットパターンを用いて情報が埋め込まれている矩形領域の四辺に相当する回帰線を算出する。ここで、回帰線算出手段２では矩形領域の上辺、下辺、左辺、右辺に相当する４つの回帰線を求めるが、ここでは、図３を用いて上辺と左辺の回帰線を算出する例を述べる。

上辺の回帰線（つまり水平回帰線）を算出する手順を述べると、まず矩形領域の上端にあるドットパターンのいくつかをテンプレートマッチングで見つける。図３では一つひとつのドットパターンを分かりやすくするためにドットパターンを破線の矩形で覆っており、この矩形をここではブロックと呼ぶことにする。

ここで、ドットパターン３１，３２，３３がマッチングで見つかったとすると、これらのドットパターンを覆うブロックの左上点を使って回帰直線３４を算出する。このように見つけたドットパターンから回帰線を算出することで、図３のブロック３８のように何らかの原因でドットが消失してしまったものがあっても矩形領域の上辺を求めることが可能になる。

同様にして、左辺の回帰線（つまり垂直回帰線）もまずマッチングによってドットパターン（図３ではドットパターン３５とドットパターン３６）を見つけて、そのドットパターンを覆うブロックの左上点を使って回帰直線３７を算出する。

平行移動手段３では、回帰線算出手段２で算出した回帰線を矩形領域内部に向かって平行移動し、矩形領域内部のドットパターンの回帰線を求める。例えば、図４に示すように、回帰直線４１は回帰線算出手段３で求めたものであり、それをドットパターンの間隔の大きさだけ下方向に平行移動し回帰直線４２を得る。同様にして矩形領域内の水平方向の回帰直線４３，４４…を得る。同様にして、回帰線算出手段３で算出した回帰直線４６を平行移動することで垂直回帰直線４７，４８…を得る。

ここで、回帰線をそのまま平行移動していくとドットパターンとのずれが生じる可能性がある。そこで、所定回数平行移動した場合には回帰線を算出し直す方法も考えられる。 ドットパターン位置決定手段４では、平行移動手段３で算出した回帰直線からドットパターンの位置を決定する。平行移動手段３で算出した水平回帰直線と垂直回帰直線の交点を求めることでブロック位置を決定する。更に正確な位置を確定するために、交点を中心とした所定範囲内でマッチングを行うことも考えられる。

情報抽出手段５では、ドットパターン位置決定手段４で決定した位置でドットパターンの識別を行い、埋め込まれている情報を抽出して出力する。

このようにして、本実施例では、所定ドットパターンを格子状に並べて配置することで情報が埋め込まれている印刷物からドットパターンの位置を正確に決定することが可能となり、埋め込み情報を精度良く抽出することができる。

ところで、上述した実施例では回帰直線を用いてドットパターンの位置を決定する方法を述べたが、一般には紙に生じる歪み等が原因で矩形領域の四辺を必ずしも回帰直線で表せるとは限らない。

そこで、ここでは回帰直線の代わりに区分直線（曲線も同様なので区分直線で説明する；すなわち、区分曲線も適用することが可能である）を用いてドットパターンの位置を決定する方法について述べる。

この場合、回帰線算出手段２では、ドットパターンを用いて情報が埋め込まれている矩形領域の四辺に相当する区分直線(曲線)を算出する。ここでは図５を用いて上辺、左辺に相当する区分直線（曲線）を算出する例を述べる。

図５は、回帰直線では矩形領域の上辺および左辺をうまく表現できないような例である。上辺に相当する区分直線（曲線）を算出するのに、まず矩形領域の上端にあるドットパターンのいくつかをテンプレートマッチングで見つける。

図５ではドットパターン５１，５２，５３が見つかったものとする。そして、見つかった各ドットパターンに相当するブロックの左上点を使って区分直線（曲線）５４を算出する。

同様にして、左辺の回帰線もまずマッチングによってドットパターン（図５ではドットパターン５５，５６，５７）を見つけて、そのドットパターンを覆うブロックの左上点を使って区分直線（曲線）５８を算出する。実際に区分直線や曲線を算出するには、周知の区分的直線近似や非線形回帰の手法を用いる。

平行移動手段３では、回帰線算出手段２で算出した区分直線（曲線）矩形領域内部に向かって平行移動し、矩形領域内部のドットパターンの回帰線を求める。

図６に矩形領域内部のドットパターンの回帰線を求める例を示す。区分直線６１は回帰線算出手段２で求めたものであり、それをドットパターンの間隔の大きさだけ下方向に平行移動し区分直線６２を得る。

同様に矩形領域内の水平方向の区分直線（曲線）６３，６４…を得る。また回帰線算出手段２で算出した回帰直線６６を平行移動することで区分直線（曲線）６７，６８…を得る。ここで、上述した実施例と同様に、回帰線をそのまま平行移動していくとドットパターンとのずれが生じる可能性があるので、所定回数平行移動した場合には回帰線を算出し直す方法も考えられる。

そして、ドットパターン位置決定手段４では、平行移動手段３で求めた区分直線の交点を算出することでブロック位置を決定する。上述した実施例と同様に、更に正確な位置を確定するために交点を中心とした所定範囲内でマッチングを行うことも考えられる。

最後に情報抽出手段５では、ドットパターン位置決定手段４で決定した位置でドットパターンの識別を行い、埋め込まれている情報を抽出する。

以上のように、本発明では、図２のように微小なドットパターンを格子状に並べて配置することで情報が埋め込まれている印刷物から、そのドットパターンの位置を正確に決定することができる。

ところで、本発明者は、これまでに印刷物の改ざんを検出する技術（特願２００２−３６７８５３号参照）や印刷物への情報埋め込み技術（特願２００４−１６７１１４号参照）としてドットパターンを用いた方法を開発してきた。

印刷物の見た目を損なわないようにするためにドットパターンは微小なものを使用している。そのため、情報を抽出する際にドットパターンの位置をいかに正確に決定できるかということが重要になってくる。

そこで、本発明では何らかの原因（ドットが薄い、ドットパターンが覆い隠されている）で位置を特定できないようなドットパターンが一部存在するような場合にも対応できるようにするために、一つひとつのドットパターンの位置を単独で探索するのではなく、ドットパターンの所定集合単位に探索を行うようにした。

具体的には、所定矩形領域内にドットパターンを格子状に並べて配置することで情報が埋め込まれている場合（図２参照）に、水平方向と垂直方向それぞれのドットパターンの回帰線（直線、区分直線、曲線）を求め（図３，４参照）、それらの回帰線の交点からドットパターンの位置を決定している。

したがって、本発明により抽出された印刷物に埋め込まれた情報は、後段の装置等により、例えば、印刷物の改竄検出などに適用される。

本発明の一実施例にかかる情報抽出装置の一例を示したブロック図。 ビット０とビット１を表す２種類のドットパターン(「：」と「‥」)を矩形領域内に格子状に並べて配置することで情報を埋め込んだ印刷物の例を示た概略図。 矩形領域の四辺に相当する各回帰線の算出の一例を示した概略図。 矩形領域内部のドットパターンの回帰直線を算出する一例を示した概略図。 区分直線を用いる一例を示した概略図。 矩形領域内部のドットパターンの区分直線を算出する一例を示した概略図。

符号の説明

１ 画像読取手段
２ 回帰線算出手段
３ 平行移動手段
４ ドットパターン位置決定手段
５ 情報抽出手段

Claims (12)

1. 背景の矩形領域内に所定ドットパターンを格子状に並べて配置することで情報が埋め込まれている印刷物から当該埋め込まれている情報を抽出する情報抽出方法において、
   印刷物を画像として読み取る画像読取ステップと、
   前記画像においてドットパターンで情報が埋め込まれている前記矩形領域の四辺に相当する回帰線を求める回帰線算出ステップと、
   前記各回帰線を前記矩形領域の内部に向かってドットパターンサイズ分だけ平行移動していくことで内部のドットパターンの回帰線を求める平行移動ステップと、
   平行移動ステップで得られた回帰線の交点からドットパターンの位置を決めるドットパターン位置決定ステップと、
   位置決定したドットパターンから埋め込み情報を抽出する情報抽出ステップと、
   を有することを特徴とする情報抽出方法。
2. 前記回帰線は、直線もしくは区分直線もしくは曲線であることを特徴とする請求項１に記載の情報抽出方法。
3. 前記回帰線算出ステップは、前記矩形領域の四辺それぞれにおいて最外周にあるドットパターンのいくつかをマッチングによって探索し、見つけたドットパターンの回帰線を算出することを特徴とする請求項１に記載の情報抽出方法。
4. 前記ドットパターン位置決定ステップは、前記交点を中心とする所定範囲内で更にマッチングを行うことでドットパターンの位置を決めることを特徴とする請求項１に記載の情報抽出方法。
5. 前記ドットパターン位置決定ステップは、前記交点を中心とする所定範囲内で更にマッチングを行うことでドットパターンの位置を決めることを特徴とする請求項１に記載の情報抽出方法。
6. 背景の矩形領域内に所定ドットパターンを格子状に並べて配置することで情報が埋め込まれている印刷物から当該埋め込まれている情報を抽出する情報抽出装置において、
   印刷物を画像として読み取る画像読取手段と、
   前記画像においてドットパターンで情報が埋め込まれている前記矩形領域の四辺に相当する回帰線を求める回帰線算出手段と、
   前記各回帰線を前記矩形領域の内部に向かってドットパターンサイズ分だけ平行移動していくことで内部のドットパターンの回帰線を求める平行移動手段と、
   平行移動ステップで得られた回帰線の交点からドットパターンの位置を決めるドットパターン位置決定手段と、
   位置決定したドットパターンから埋め込み情報を抽出する情報抽出手段と、
   を備えたことを特徴とする情報抽出装置。
7. 前記回帰線は、直線もしくは区分直線もしくは曲線であることを特徴とする請求項６に記載の情報抽出装置。
8. 前記回帰線算出手段は、前記矩形領域の四辺それぞれにおいて最外周にあるドットパターンのいくつかをマッチングによって探索し、見つけたドットパターンの回帰線を算出することを特徴とする請求項６に記載の情報抽出装置。
9. 前記平行移動手段は、回帰線を所定回数平行移動するたびに再度回帰線を算出し直すことを特徴とする請求項６に記載の情報抽出装置。
10. 前記ドットパターン位置決定手段は、前記交点を中心とする所定範囲内で更にマッチングを行うことでドットパターンの位置を決めることを特徴とする請求項６に記載の情報抽出装置。
11. 請求項１に記載の情報抽出方法の各ステップをコンピュータシステムに実行させることを特徴とする情報抽出プログラム。
12. 請求項１２に記載の情報抽出プログラムを格納したコンピュータに読み取り可能な記録媒体。

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