JP2006253839A - Apparatus for detecting watermark information, apparatus for embedding watermark information, method of detecting watermark information and method of embedding watermark information - Google Patents

Apparatus for detecting watermark information, apparatus for embedding watermark information, method of detecting watermark information and method of embedding watermark information Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for detecting watermark information for detecting a rotation angle of an image by using only electronic watermark information. <P>SOLUTION: The apparatus 300 has functions of an input section 310, a storage section 320a, a filter processing section 320b, a signal pattern specifying section 320c and a rotation angle detecting section 320d. The storage section 320a previously stores the kind of a signal pattern embedded in an image input by the input section 310, the section 320b applies filter processing to the image by using a plurality of kinds of filters, and the section 320c specifies the kind of the signal pattern embedded in the image on the basis of a result of processing. The section 320d obtains a rotation angle θ of the image from the relationship of angel information each represented by the signal pattern of the kind stored in the section 320a and the signal pattern of the specified kind. In this way, the rotation angle of the image can be highly accurately obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は,電子透かし情報を埋め込んだ画像を入力する際に生じる画像の回転方向のズレ(回転角)を検出する透かし情報検出装置およびこの透かし情報検出装置に画像の回転角を検出させることができる電子透かし情報を画像に埋め込む透かし情報埋め込み装置に関する。   The present invention provides a watermark information detection device that detects a shift (rotation angle) in the rotation direction of an image that occurs when an image in which electronic watermark information is embedded is input, and allows the watermark information detection device to detect the rotation angle of the image. The present invention relates to a watermark information embedding apparatus that embeds digital watermark information into an image.

カメラやスキャナを用いて電子透かし情報を埋め込んだ画像を取り込む場合,画像が意図しない方向に回転して取り込まれていることが多い。このため,電子透かしを埋め込んだ画像を読み取る際に,撮影した印刷物上の文字や罫線等の傾きを検出することにより,この意図しない画像の回転を補正する電子透かし検出装置が従来から提案されている(たとえば,特許文献1を参照。)。   When capturing an image in which digital watermark information is embedded using a camera or scanner, the image is often rotated and captured in an unintended direction. For this reason, a digital watermark detection apparatus that corrects unintentional image rotation by detecting the inclination of characters, ruled lines, etc. on a photographed printed material when reading an image with an embedded digital watermark has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1).

特開2004−15396号公報JP 2004-15396 A

ところで,従来の透かし情報検出装置では,論理的には0度から180度までの回転角を検出することができる。しかし,回転角を検出する際,その処理負荷は非常に大きい。これを考慮して,従来の透かし情報検出装置では,実用上,±3度程度までの範囲を対象としてその範囲の回転角のみを検出していた。このため,この範囲よりも大きく傾いた画像を検出することができなかった。この結果,ユーザは,画像が傾いてスキャンされないように用紙を所定の位置に注意深く置く必要があった。   By the way, the conventional watermark information detecting apparatus can logically detect a rotation angle from 0 degree to 180 degrees. However, the processing load when detecting the rotation angle is very large. Considering this, the conventional watermark information detecting apparatus detects only the rotation angle in the range up to about ± 3 degrees in practice. For this reason, an image inclined more greatly than this range could not be detected. As a result, the user has to carefully place the paper in place so that the image is not tilted and scanned.

また,従来の透かし情報検出装置では,前述したように,撮影した印刷物上の文字や罫線等の傾きを検出することにより,意図しない画像の回転を補正していた。このため,たとえば,CAD画像のように,水平方向および垂直方向以外の傾きをもった罫線が多い画像や,文字や罫線が極端に少ない画像などの場合,画像の傾きを精度よく検出することができなかった。この結果,検出された回転角に大きな誤差が発生する場合があった。   In addition, as described above, the conventional watermark information detection apparatus corrects unintentional image rotation by detecting the inclination of characters, ruled lines, and the like on the photographed printed material. For this reason, for example, in the case of an image having many ruled lines with inclinations other than the horizontal and vertical directions, such as a CAD image, or an image having extremely few characters and ruled lines, the inclination of the image can be detected with high accuracy. could not. As a result, a large error may occur in the detected rotation angle.

そこで,本発明は,このような問題に鑑みてなされたもので,その目的とするところは,電子透かしの地紋にある情報のみを用いて画像の回転角を検出する透かし情報検出装置および透かし情報検出装置に画像の回転角を検出させることができる電子透かし情報を画像に埋め込む透かし情報埋め込み装置およびこれらの方法を提供することにある。   Accordingly, the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a watermark information detection apparatus and watermark information for detecting the rotation angle of an image using only information in the background pattern of the digital watermark. An object of the present invention is to provide a watermark information embedding device and a method for embedding digital watermark information in an image that can cause a detection device to detect the rotation angle of the image.

上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかを含む透かし画像を埋め込んだ透かし入り文書画像から透かし情報を検出する透かし情報検出装置であって,上記透かし入り文書画像を入力する入力部と,上記透かし入り文書画像に埋め込まれている信号パターンの種類を予め記憶する記憶部と,上記埋め込まれた種類の信号パターンを特定することができるフィルタを含んだ複数種類のフィルタであって,上記埋め込まれた信号パターンの種類より多い数のフィルタを用いて,上記入力された透かし入り文書画像をそれぞれフィルタ処理するフィルタ処理部と,上記各フィルタ処理の結果に基づいて上記透かし入り文書画像に埋め込まれた信号パターンの種類を特定する信号パターン特定部と,上記記憶されている種類の信号パターンにより表される角度に関する情報と上記特定された種類の信号パターンにより表される角度に関する情報との関係から上記透かし入り文書画像の回転角を求める回転角検出部と,を備える透かし情報検出装置が提供される。   In order to solve the above-described problem, according to an aspect of the present invention, watermark information is obtained from a watermarked document image in which a watermark image including at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles is embedded. A watermark information detection apparatus for detecting, wherein an input unit for inputting the watermarked document image, a storage unit for preliminarily storing a signal pattern type embedded in the watermarked document image, and the embedded type Filtering the inputted watermarked document image using a plurality of types of filters including a filter capable of specifying a signal pattern, wherein the number of filters is larger than the number of types of the embedded signal pattern. A filter processing unit, and a signal embedded in the watermarked document image based on the result of each filter processing The watermark is determined based on the relationship between the signal pattern specifying unit for specifying the type of turn, the information on the angle represented by the stored type of signal pattern, and the information on the angle represented by the specified type of signal pattern. There is provided a watermark information detection device including a rotation angle detection unit for obtaining a rotation angle of an incoming document image.

これによれば,フィルタ処理に使用されるフィルタの数により特定される,ある一定の角度単位毎に,ある所定範囲の画像の回転角(すなわち,数度以上90度以下の入力画像の回転角)を全方向(360度)に渡って検出することができる。また,画像上の文字や罫線を用いることなく,地紋の信号パターンのみを用いて画像の数度〜数十度程度の回転角を検出することができる。なお,フィルタ処理に使用されるフィルタの数により特定される,ある一定の角度単位とは,たとえば,フィルタの数が10であれば,18度(=180度/10)となる。   According to this, the rotation angle of an image within a predetermined range (that is, the rotation angle of an input image that is not less than several degrees and not more than 90 degrees) for each certain angle unit specified by the number of filters used for the filter processing. ) Can be detected in all directions (360 degrees). Further, the rotation angle of several degrees to several tens of degrees of the image can be detected using only the ground pattern signal pattern without using characters and ruled lines on the image. The certain angle unit specified by the number of filters used for the filter processing is, for example, 18 degrees (= 180 degrees / 10) when the number of filters is 10.

上記課題を解決するために,本発明の他の観点によれば,所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかにより形成される特殊な系列パターンを含む透かし画像を埋め込んだ透かし入り文書画像から透かし情報を検出する透かし情報検出装置であって,上記透かし入り文書画像を入力する入力部と,上記複数種類の信号パターンに対応する複数種類のフィルタを用いて,上記入力された透かし入り文書画像をそれぞれフィルタ処理するフィルタ処理部と,上記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する上記各フィルタ処理の結果に基づいて,上記特殊な系列パターンに対して相関を演算することにより相関値の絶対値を相関絶対値としてそれぞれ求める相関演算処理部と,上記求められた複数の相関絶対値に基づいて上記透かし入り文書画像の回転角を求める回転角検出部と,を備える透かし情報検出装置が提供される。   In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, a watermark image including a special sequence pattern formed by at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles is embedded. A watermark information detecting apparatus for detecting watermark information from a watermarked document image, wherein the input is performed using an input unit for inputting the watermarked document image and a plurality of types of filters corresponding to the plurality of types of signal patterns. A filter processing unit for filtering each of the watermarked document images, and calculating a correlation for the special series pattern based on the result of each filter processing for a predetermined range of the input watermarked document image. The correlation calculation processing unit for obtaining the absolute value of the correlation value as the correlation absolute value, respectively, A rotation angle detector for determining the rotation angle of the watermarked document image, watermark information detecting device comprising the provided under the the correlation magnitude.

これによれば,フィルタ出力値に基づいて同期コードに対する相関値の絶対値を使用して回転角が検出される。このため,フィルタ出力値をそのまま使用して回転角を検出する場合に比べノイズ(入力画像上のよごれやしわなど)に強い。この結果,より精度よく入力画像の回転角を検出することができる。また,画像上の文字や罫線を用いることなく,同期コードのみを利用することにより,画像の数度〜数十度程度の回転を補正することができる。   According to this, the rotation angle is detected using the absolute value of the correlation value with respect to the synchronization code based on the filter output value. Therefore, it is more resistant to noise (such as dirt or wrinkles on the input image) than when the rotation angle is detected using the filter output value as it is. As a result, the rotation angle of the input image can be detected with higher accuracy. Further, by using only the synchronization code without using characters or ruled lines on the image, it is possible to correct rotation of the image by several degrees to several tens of degrees.

上記複数種類の信号パターンは,上記複数のドットを所定の位置に配列することにより形成されるドットの波の伝播方向とドットの波の波長または周波数のいずれかとによって上記所定の異なる角度をそれぞれ示すようにしてもよい。   The plurality of types of signal patterns respectively indicate the predetermined different angles depending on the propagation direction of the dot wave formed by arranging the plurality of dots at a predetermined position and either the wavelength or frequency of the dot wave. You may do it.

また,上記特殊な系列パターンは,1次元の特殊な系列を2次元に拡張した符号から構成されていてもよい。   The special sequence pattern may be configured by a code obtained by extending a one-dimensional special sequence to two dimensions.

また,上記1次元の特殊な系列は,1次元のPN符号であってもよい。   The one-dimensional special sequence may be a one-dimensional PN code.

また,上記特殊な系列パターンは,最長符号に基づく符号から構成されていてもよい。   The special sequence pattern may be composed of a code based on the longest code.

上記特殊な系列パターンは,この特殊な系列パターンの自己相関値の絶対値が,この特殊な系列パターンとこの特殊な系列パターンを逆順に並べ替えた系列パターンとの相関絶対値よりも大きいパターンを用いることができる。   The special sequence pattern is a pattern in which the absolute value of the autocorrelation value of the special sequence pattern is larger than the correlation absolute value of the special sequence pattern and the sequence pattern obtained by rearranging the special sequence pattern in reverse order. Can be used.

また,上記特殊な系列パターンは,固定長であってもよい。   The special sequence pattern may be a fixed length.

また,上記特殊な系列パターンは,この特殊な系列パターンの自己相関値の絶対値が,この特殊な系列パターンとこの特殊な系列を所定ビット数だけシフトさせた系列パターンとの相関絶対値よりも大きいパターンから構成されていてもよい。   In addition, the special sequence pattern has an absolute value of the autocorrelation value of the special sequence pattern that is greater than the correlation absolute value of the special sequence pattern and a sequence pattern obtained by shifting the special sequence by a predetermined number of bits. You may be comprised from the big pattern.

また,上記回転角検出部は,上記求められた複数の相関絶対値の最大値に基づいて,上記透かし入り画像の回転角を求めることができる。   In addition, the rotation angle detection unit can determine the rotation angle of the watermarked image based on the maximum value of the plurality of calculated correlation absolute values.

また,上記入力部は,上記特殊な系列パターンを複数含んだ透かし入り文書画像を入力し,上記回転角検出部は,上記求められた複数の相関絶対値に基づいて,上記入力された透かし入り文書画像に含まれる2以上の特殊な系列パターンの位置を特定してもよい。これにより,特定された2以上の特殊な系列パターンの位置関係から,上記透かし入り文書の数度〜数十度程度の画像のずれ(回転角)を求めることができる。   The input unit inputs a watermarked document image including a plurality of the special sequence patterns, and the rotation angle detection unit is configured to input the watermark input based on the plurality of obtained correlation absolute values. The positions of two or more special series patterns included in the document image may be specified. Thereby, an image shift (rotation angle) of about several degrees to several tens of degrees of the watermarked document can be obtained from the positional relationship between the two or more specified special series patterns.

また,上記相関演算処理部は,上記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する上記各フィルタ処理の結果に基づいて,上記特殊な系列パターンを正順方向に配列させた系列パターンに対する相関を演算するとともに上記特殊な系列パターンを逆順方向に配列させた系列パターンに対する相関を演算してもよい。   Further, the correlation calculation processing unit calculates a correlation with the sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the forward direction based on the result of the filter processing for the predetermined range of the input watermarked document image. While calculating, the correlation with respect to the sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the reverse forward direction may be calculated.

これにより,上記特殊な系列パターンを正順方向および逆順方向に配列させた系列パターンに対する相関絶対値がそれぞれ求められる。このようにして求められた複数の相関絶対値の大小を比較することにより,上記透かし入り文書画像の回転方向を求めることができる。   Thereby, the correlation absolute values are obtained for the sequence patterns in which the special sequence patterns are arranged in the forward and reverse directions. The rotation direction of the watermarked document image can be obtained by comparing the magnitudes of the plurality of correlation absolute values obtained in this way.

また,上記相関演算処理部は,上記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する上記各フィルタ処理の結果に基づいて,上記特殊な系列パターンを水平方向に走査することにより上記特殊な系列パターンに対する相関を演算してもよい。また,上記相関演算処理部は,上記特殊な系列パターンを垂直方向に走査することにより上記特殊な系列パターンに対する相関を演算してもよい。   Further, the correlation calculation processing unit scans the special sequence pattern in the horizontal direction based on the result of the filter processing for a predetermined range of the input watermarked document image, thereby the special sequence pattern. You may calculate the correlation with respect to. The correlation calculation processing unit may calculate a correlation with the special sequence pattern by scanning the special sequence pattern in the vertical direction.

これにより,上記特殊な系列パターンを水平方向および垂直方向に走査することにより,上記特殊な系列パターン相関絶対値がそれぞれ求められる。このようにして求められた複数の相関絶対値の大小を比較することにより,上記透かし入り文書画像の回転方向を求めることができる。   Thus, the special sequence pattern correlation absolute value is obtained by scanning the special sequence pattern in the horizontal direction and the vertical direction. The rotation direction of the watermarked document image can be obtained by comparing the magnitudes of the plurality of correlation absolute values obtained in this way.

また,上記相関演算処理部は,上記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する上記各フィルタ処理の結果に基づいて,上記特殊な系列パターンを正順方向に配列させた系列パターンおよび上記特殊な系列パターンを逆順方向に配列させた系列パターンを水平方向にそれぞれ走査することにより上記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算してもよい。また,上記相関演算処理部は,上記各系列パターンを垂直方向にそれぞれ走査することにより上記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算してもよい。   In addition, the correlation calculation processing unit includes a sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the forward direction and the special pattern based on a result of the filter processing on a predetermined range of the input watermarked document image. The correlation for each of the above series patterns may be calculated by scanning each of the series patterns in which various series patterns are arranged in the reverse direction in the horizontal direction. Further, the correlation calculation processing unit may calculate a correlation for each of the series patterns by scanning each of the series patterns in the vertical direction.

これにより,正順方向および逆順方向の特殊な系列パターンに対して水平方向および垂直方向にそれぞれ走査をすることによって,上記各系列パターンに対する相関絶対値がそれぞれ求められる。このようにして求められた複数の相関絶対値の大小を比較することにより,上記透かし入り文書画像の回転方向(透かし入り文書画像の90度単位の回転角)をより精度良く求めることができる。   Thus, the correlation absolute values for the respective sequence patterns are obtained by scanning the special sequence patterns in the forward and reverse directions in the horizontal direction and the vertical direction, respectively. By comparing the magnitudes of the plurality of correlation absolute values thus obtained, the rotation direction of the watermarked document image (rotation angle in units of 90 degrees of the watermarked document image) can be determined with higher accuracy.

また,上記特殊な系列パターンは,擬似乱数生成器により生成された1または2以上の1次元のビットパターンからなるパターンであってもよい。このとき,相関演算処理部は,擬似乱数生成器により生成された単数または複数の1次元のビットパターンに対して,水平方向,垂直方向それぞれの方向に相関演算し,1次元のビットパターンを逆方向に反転させたパターンに対して,水平方向,垂直方向それぞれについて相関演算し,その結果得られた相関値の絶対値の大小関係から画像の回転角を検出するようにしてもよい。   The special series pattern may be a pattern composed of one or more one-dimensional bit patterns generated by a pseudo-random number generator. At this time, the correlation calculation processing unit performs a correlation calculation in the horizontal direction and the vertical direction on one or more one-dimensional bit patterns generated by the pseudo-random number generator, and reverses the one-dimensional bit pattern. For the pattern inverted in the direction, correlation calculation may be performed in each of the horizontal direction and the vertical direction, and the rotation angle of the image may be detected from the magnitude relationship of the absolute values of the correlation values obtained as a result.

また,上記特殊な系列パターンは,擬似乱数生成器により生成された単数または複数の1次元のビットパターンを,水平・垂直方向に組み合わせた複数の2次元パターンであってもよい。このとき,複数の2次元パターンは,水平方向・垂直方向の両方もしくは一方の1次元ビットパターンの順序が逆転した関係にある2次元パターンを含み,相関演算処理部は,複数の2次元パターンはそれぞれ水平方向・垂直方向の順序によって対応する回転角度を持ち,それら複数の2次元パターンのうち前記パターン(紙面から読み取ったパターンのこと)と最も相関値の絶対値が大きい2次元パターンを決定することにより,回転角度を検出するようにしてもよい。   The special series pattern may be a plurality of two-dimensional patterns obtained by combining a single or a plurality of one-dimensional bit patterns generated by a pseudo-random number generator in the horizontal and vertical directions. At this time, the plurality of two-dimensional patterns include a two-dimensional pattern in which the order of one-dimensional bit patterns in both the horizontal direction and the vertical direction or one of them is reversed. Each of them has a rotation angle corresponding to the order in the horizontal direction and the vertical direction, and determines the two-dimensional pattern having the largest absolute value of the correlation value with the pattern (the pattern read from the paper) among the plurality of two-dimensional patterns. Thus, the rotation angle may be detected.

すなわち,上記特殊な系列パターンは,擬似乱数生成器により生成された1または2以上の1次元のビットパターンを水平方向または垂直方向のいずれかに配列させたビットパターンを組み合わせることにより生成される複数の2次元ビットパターンであって,上記複数の2次元ビットパターンに含まれる任意の第1の2次元ビットパターンに対して,水平方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第2の2次元ビットパターンと,水平方向に配列された1次元ビットパターンおよび垂直方向に配列された1次元ビットパターンの順序が逆転したビットパターンからなる第3の2次元ビットパターンと,垂直方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第4の2次元ビットパターンと,を含んでいてもよい。   That is, the special series pattern is generated by combining a bit pattern in which one or more one-dimensional bit patterns generated by a pseudo random number generator are arranged in either the horizontal direction or the vertical direction. The two-dimensional bit pattern in which the arrangement order of the one-dimensional bit patterns arranged in the horizontal direction is reversed with respect to any first two-dimensional bit pattern included in the plurality of two-dimensional bit patterns. A second two-dimensional bit pattern composed of a pattern, and a third two-dimensional bit pattern composed of a bit pattern in which the order of the one-dimensional bit pattern arranged in the horizontal direction and the one-dimensional bit pattern arranged in the vertical direction is reversed. , From a bit pattern in which the order of the one-dimensional bit pattern arranged in the vertical direction is reversed. A fourth two-dimensional bit pattern, may be included.

このとき,上記記憶部は,上記第1の2次元ビットパターン,上記第2の2次元ビットパターン,上記第3の2次元ビットパターンおよび上記第4の2次元ビットパターンにそれぞれ対応する固有の回転角を各ビットパターンに関連付けて記憶し,上記相関演算処理部は,上記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する上記各フィルタ処理の結果に基づいて,上記上記第1の2次元ビットパターン,上記第2の2次元ビットパターン,上記第3の2次元ビットパターンおよび上記第4の2次元ビットパターンのそれぞれの系列パターンを水平方向にそれぞれ走査することにより上記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算するとともに,上記各系列パターンを垂直方向にそれぞれ走査することにより上記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算してもよい。   At this time, the storage unit has a unique rotation corresponding to each of the first two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern. A corner is stored in association with each bit pattern, and the correlation calculation processing unit performs the first two-dimensional bit pattern based on the result of the filter processing on a predetermined range of the input watermarked document image. , The second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern are respectively scanned in the horizontal direction to calculate the correlation with each of the series patterns. At the same time, each series pattern is scanned in the vertical direction so as to correspond to each series pattern. Correlating may be calculated, respectively.

これにより,4つの各パターンに対して水平方向および垂直方向にそれぞれ走査をすることによって,上記各系列パターンに対する相関絶対値がそれぞれ求められる。このようにして,水平方向の走査により求められた複数の相関絶対値の大小が比較される。また,上記垂直方向の走査により求められた複数の相関絶対値の大小が比較される。   Accordingly, the correlation absolute values for the respective series patterns are obtained by scanning the four patterns in the horizontal direction and the vertical direction, respectively. In this way, the magnitudes of a plurality of correlation absolute values obtained by scanning in the horizontal direction are compared. Further, the magnitudes of the plurality of correlation absolute values obtained by the vertical scanning are compared.

そして,これらの比較結果によって上記第1の2次元ビットパターン,上記第2の2次元ビットパターン,上記第3の2次元ビットパターンおよび上記第4の2次元ビットパターンのうちから2次元ビットパターンが一つ特定される。この結果,特定された2次元ビットパターンに関連付けて上記記憶部に記憶されている固有の回転角を上記透かし入り文書画像の回転方向として求めることができる。   Based on these comparison results, a two-dimensional bit pattern is selected from the first two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern. One is identified. As a result, a unique rotation angle stored in the storage unit in association with the specified two-dimensional bit pattern can be obtained as the rotation direction of the watermarked document image.

また,上記相関演算処理部は,上記特殊な系列パターンを正順方向に配列させた系列パターンおよび上記特殊な系列パターンを逆順方向に配列させた系列パターンを上記透かし入り文書画像の水平方向または垂直方向のいずれか一方に走査することにより上記特殊な系列パターンに対する相関をそれぞれ演算することにより,正順方向の相関絶対値および逆順方向の相関絶対値をそれぞれ求めてもよい。   Further, the correlation calculation processing unit generates a sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the forward direction and a sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the reverse forward direction in the horizontal or vertical direction of the watermarked document image. The correlation absolute value in the forward direction and the correlation absolute value in the reverse direction may be obtained by calculating the correlation with respect to the special series pattern by scanning in either direction.

上記相関演算処理部は,このようにして求められた正順方向の相関絶対値の平均値および逆順方向の相関絶対値の平均値を比較し,比較の結果,大きい方の相関絶対値を1次元相関絶対値とする。さらに,上記相関演算処理部は,上記1次相関絶対値を演算するために用いられた系列パターンを上記透かし入り文書画像の水平方向または垂直方向のいずれか他方に走査することにより上記系列パターンに対する相関を演算することによって相関絶対値を求め,求められた相関絶対値と上記1次元相関絶対値とから2次元相関絶対値を算出するようにしてもよい。   The correlation calculation processing unit compares the average value of the correlation absolute value in the forward direction and the average value of the correlation absolute value in the reverse direction thus obtained, and as a result of the comparison, the larger correlation absolute value is set to 1. Dimensional correlation absolute value. Furthermore, the correlation calculation processing unit scans the sequence pattern used for calculating the primary correlation absolute value in either the horizontal direction or the vertical direction of the watermarked document image, and thereby performs the process on the sequence pattern. The correlation absolute value may be obtained by calculating the correlation, and the two-dimensional correlation absolute value may be calculated from the obtained correlation absolute value and the one-dimensional correlation absolute value.

このようにして算出された上記2次元相関絶対値と上記1次元相関絶対値の平均値との大小を比較することにより,処理の負荷を軽減しながら,上記透かし入り文書画像の回転方向(90度単位の回転角)を求めることができる。   By comparing the magnitude of the two-dimensional correlation absolute value calculated in this way with the average value of the one-dimensional correlation absolute value, the rotation direction (90 of the watermarked document image is reduced while reducing the processing load. Rotation angle in degrees).

また,上記信号パターン特定部は,上記フィルタ処理の結果出力された各フィルタ出力値に基づいて上記透かし入り文書画像に埋め込まれた信号パターンの種類を特定するようにしてもよい。すなわち,各フィルタ出力値が高い値をとるとき,上記透かし入り文書画像に埋め込まれたいずれかの種類の信号パターンに強く反応していると判断することができる。このように判断された信号パターンに含まれる角度に関する情報から上記透かし入り文書画像の回転角を求めることができる。   Further, the signal pattern specifying unit may specify the type of signal pattern embedded in the watermarked document image based on each filter output value output as a result of the filtering process. That is, when each filter output value takes a high value, it can be determined that it is strongly responding to any kind of signal pattern embedded in the watermarked document image. The rotation angle of the watermarked document image can be obtained from the information regarding the angle included in the signal pattern thus determined.

上記複数種類のフィルタは,上記透かし入り文書画像の回転角がそれぞれ異なる固有値となるときに,フィルタ出力値が最大となるフィルタを用いてもよい。これにより,最大のフィルタ出力値を出力したフィルタから透かし入り文書画像の回転角を特定することができる。   The plurality of types of filters may be filters that maximize the filter output value when the watermarked document image has different eigenvalues. Thereby, the rotation angle of the watermarked document image can be specified from the filter that has output the maximum filter output value.

なお,上記複数種類のフィルタは,ガボールフィルタであってもよい。   Note that the plurality of types of filters may be Gabor filters.

また,上記相関演算処理部は,上記フィルタ処理の結果出力された各フィルタ出力値に対応して変動する重みにより上記特殊な系列パターンに対する相関の演算に重み付けを行いながら,上記特殊な系列パターンに対する相関絶対値を求めてもよい。これによれば,各フィルタ出力値に対応して相関演算に重み付けを行うことにより,相関絶対値をより正確に演算することができる。この結果,求められた相関絶対値に基づいて上記透かし入り文書画像の回転角を精度よく求めることができる。   In addition, the correlation calculation processing unit weights the correlation calculation for the special sequence pattern with a weight that varies in accordance with each filter output value output as a result of the filter processing, and performs the calculation for the special sequence pattern. A correlation absolute value may be obtained. According to this, the correlation absolute value can be calculated more accurately by weighting the correlation calculation corresponding to each filter output value. As a result, the rotation angle of the watermarked document image can be accurately obtained based on the obtained correlation absolute value.

また,上記相関演算処理部は,上記重み付けの代わりに上記フィルタ処理の結果に基づき定められる固定値を用いて上記特殊な系列パターンに対する相関を演算してもよい。これによれば,相関演算処理の負荷が軽減される。この結果,処理全体の高速化を図ることができるため,より高速に上記透かし入り文書画像の回転角を求めることができる。   The correlation calculation processing unit may calculate a correlation for the special sequence pattern using a fixed value determined based on the result of the filter processing instead of the weighting. According to this, the load of the correlation calculation process is reduced. As a result, the entire processing can be speeded up, so that the rotation angle of the watermarked document image can be obtained at a higher speed.

上記透かし情報検出装置は,さらに,上記回転角検出部により検出された透かし入り画像の回転角に対応する重みにより上記フィルタ処理の結果出力された複数のフィルタ出力値に重み付けを行うことにより複数のフィルタ出力値を合成する合成部を備えていてもよい。   The watermark information detection apparatus further weights a plurality of filter output values output as a result of the filter processing by weights corresponding to the rotation angle of the watermarked image detected by the rotation angle detection unit. You may provide the synthetic | combination part which synthesize | combines a filter output value.

この場合,上記合成部は,上記フィルタ処理に用いた複数種類のフィルタのうち,少なくともいずれかのフィルタに対するフィルタ出力値を新たに生成するようにしてもよい。   In this case, the synthesis unit may newly generate a filter output value for at least one of the plurality of types of filters used for the filter processing.

また,上記合成部は,上記フィルタ処理に用いた複数種類のフィルタのうち,上記複数種類の信号パターンの少なくともいずれかに応じたフィルタによるフィルタ出力値を新たに生成するようにしてもよい。   The synthesizing unit may newly generate a filter output value by a filter corresponding to at least one of the plurality of types of signal patterns among the plurality of types of filters used for the filter processing.

また,上記合成部は,透かし入り文書画像が回転されていない場合に上記複数種類の信号パターンに応じたフィルタによるフィルタ処理の結果出力されるフィルタ出力値にほぼ等しいフィルタ出力値をそれぞれ生成するようにしてもよい。   The synthesizing unit may generate filter output values that are approximately equal to the filter output value output as a result of the filter processing by the filter corresponding to the plurality of types of signal patterns when the watermarked document image is not rotated. It may be.

また,上記合成部は,上記複数のフィルタ出力値のうち,上記入力された透かし入り文書画像の任意の範囲に位置する複数点のフィルタ出力値を合成することにより,上記任意の範囲内に位置する一点のフィルタ出力値を生成するようにしてもよい。   The synthesizing unit synthesizes filter output values at a plurality of points located in an arbitrary range of the input watermarked document image among the plurality of filter output values, so that the position is within the arbitrary range. One point of filter output value may be generated.

これによれば,フィルタ出力を合成する過程で,注目する位置の近傍のフィルタ出力を用いて,最終的なフィルタ出力が推定される。これにより,スキャン画像の汚れ(画像自体の劣化)や文字などの画素に対して読みとれなかった部分のフィルタ出力値を補償することができる。これにより,透かし入り文書画像自体の劣化や文字などの画素による劣化に基づいて生じるフィルタ出力値に含まれる誤差を少なくすることができる。この結果,透かし情報を精度よく抽出することができる。   According to this, in the process of synthesizing the filter outputs, the final filter output is estimated using the filter outputs near the position of interest. As a result, it is possible to compensate for the filter output value of a portion that cannot be read with respect to pixels such as dirt (degradation of the image itself) or characters, etc. As a result, it is possible to reduce errors included in the filter output value caused by deterioration of the watermarked document image itself or deterioration by pixels such as characters. As a result, watermark information can be extracted with high accuracy.

また,これによれば,画像を回転補正する必要がないので,回転補正のための回転検出時のフィルタ処理量を低減することができる。これにより,処理全体の高速化を図ることができる。   Further, according to this, since it is not necessary to correct the rotation of the image, it is possible to reduce the amount of filter processing at the time of detecting the rotation for the rotation correction. As a result, the overall processing speed can be increased.

上記課題を解決するために,本発明の他の観点によれば,画像に埋め込まれた透かし情報を透かし情報検出装置に検出させるために文書画像に透かし画像を埋め込む透かし情報埋め込み装置であって,文書画像を作成する文書画像作成部と,所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかにより形成される特殊な系列パターンを生成する系列パターン生成部と,上記生成された特殊な系列パターンを用いて上記透かし情報検出装置に入力された透かし入り文書画像の回転角を上記透かし情報検出装置に検出させるために,上記生成された特殊な系列パターンを含んだ透かし画像を作成する透かし画像作成部と,上記作成された文書画像と上記作成された透かし画像とを重ね合わせて透かし入り文書画像を生成する透かし入り文書画像合成部と,を備える透かし情報埋め込み装置が提供される。   In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, there is provided a watermark information embedding device that embeds a watermark image in a document image in order to cause the watermark information detection device to detect watermark information embedded in the image, A document image creation unit for creating a document image, a sequence pattern generation unit for generating a special sequence pattern formed by at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles, and the generated A watermark image including the generated special sequence pattern is generated so that the watermark information detection device can detect the rotation angle of the watermarked document image input to the watermark information detection device using a special sequence pattern. A watermark image creation unit for superimposing the created document image and the created watermark image onto the watermarked document image A watermarked document image synthesizing unit to be generated, the watermark information embedding apparatus comprising a provided.

これによれば,透かし情報検出装置に,画像上の文字や罫線を用いることなく,精度よく入力画像の回転角を検出させるための透かし入り文書画像を生成することができる。   According to this, it is possible to generate a watermarked document image for allowing the watermark information detecting apparatus to detect the rotation angle of the input image with high accuracy without using characters or ruled lines on the image.

このとき,上記特殊な系列パターンは,固定長であってもよい。   At this time, the special sequence pattern may have a fixed length.

また,上記特殊な系列パターンは,この特殊な系列パターンの自己相関値の絶対値が,この特殊な系列パターンとこの特殊な系列パターンを所定ビット数だけシフトさせた系列パターンとの相関絶対値よりも大きいパターンを用いることができる。   In addition, the special sequence pattern has an absolute value of the autocorrelation value of the special sequence pattern based on the correlation absolute value of the special sequence pattern and a sequence pattern obtained by shifting the special sequence pattern by a predetermined number of bits. Larger patterns can be used.

また,上記特殊な系列パターンは,この特殊な系列パターンの自己相関値の絶対値が,この特殊な系列パターンとこの特殊な系列パターンを逆順に並べ替えた系列パターンとの相関を示す相関絶対値よりも大きいパターンを用いることができる。   In addition, the above special sequence pattern has a correlation absolute value in which the absolute value of the autocorrelation value of the special sequence pattern indicates the correlation between the special sequence pattern and the sequence pattern obtained by rearranging the special sequence pattern in reverse order. Larger patterns can be used.

また,上記特殊な系列パターンは,1次元の特殊な系列を2次元に拡張した符号から構成されていてもよい。   The special sequence pattern may be configured by a code obtained by extending a one-dimensional special sequence to two dimensions.

また,上記透かし情報埋め込み装置は,さらに,上記作成された透かし入り文書画像を印刷する出力部を備えていてもよい。これによれば,透かし入り文書画像を紙などに印刷して出力することができる。   The watermark information embedding device may further include an output unit that prints the created watermarked document image. According to this, a watermarked document image can be printed on paper or the like and output.

上記課題を解決するために,本発明の他の観点によれば,所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかを含む透かし画像を埋め込んだ透かし入り文書画像から透かし情報を検出する透かし情報検出方法であって,上記透かし入り文書画像を入力し,上記入力した透かし入り文書画像に埋め込まれている信号パターンの種類を予め記憶部に記憶し,上記埋め込まれた種類の信号パターンを特定することができるフィルタを含んだ複数種類のフィルタであって,上記埋め込まれた信号パターンの種類より多い数のフィルタを用いて,上記入力された透かし入り文書画像をそれぞれフィルタ処理し,上記各フィルタ処理の結果に基づいて上記透かし入り文書画像に埋め込まれた信号パターンの種類を特定し,上記記憶部に記憶されている種類の信号パターンにより表される角度に関する情報と上記特定された種類の信号パターンにより表される角度に関する情報との関係から上記透かし入り文書画像の回転角を求める透かし情報検出方法が提供される。   In order to solve the above-described problem, according to another aspect of the present invention, watermark information is obtained from a watermarked document image in which a watermark image including at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles is embedded. A watermark information detection method for detecting a watermarked document image, wherein the watermarked document image is input, the type of signal pattern embedded in the input watermarked document image is stored in a storage unit in advance, and the embedded type Each of the input watermarked document images is filtered using a plurality of types of filters including a filter capable of specifying a signal pattern, wherein the number of filters is larger than the number of types of the embedded signal pattern. The type of signal pattern embedded in the watermarked document image is specified based on the result of each filtering process. A watermark for determining the rotation angle of the watermarked document image from the relationship between the information related to the angle represented by the signal pattern of the type stored in the storage unit and the information related to the angle represented by the signal pattern of the specified type An information detection method is provided.

これによれば,フィルタ処理に使用されるフィルタの数により特定される,ある一定の角度単位毎に,数度以上90度以下の入力画像の回転角を全方向に渡って検出することができる。また,画像上の文字や罫線を用いることなく,地紋の信号パターンのみを用いて回転角を検出することができる。   According to this, the rotation angle of the input image of several degrees or more and 90 degrees or less can be detected in all directions for every certain angle unit specified by the number of filters used for the filter processing. . Further, the rotation angle can be detected using only the ground pattern signal pattern without using characters or ruled lines on the image.

また,上記課題を解決するために,本発明の他の観点によれば,所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかにより形成される特殊な系列パターンを含む透かし画像を埋め込んだ透かし入り文書画像から透かし情報を検出する透かし情報検出方法であって,上記透かし入り文書画像を入力し,上記複数種類の信号パターンに対応する複数種類のフィルタを用いて,上記入力された透かし入り文書画像をそれぞれフィルタ処理し,上記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する上記各フィルタ処理の結果に基づいて,上記特殊な系列パターンに対して相関を演算することにより相関値の絶対値を相関絶対値としてそれぞれ求め,上記求められた複数の相関絶対値に基づいて上記透かし入り文書画像の回転角を求める透かし情報検出方法が提供される。   In order to solve the above problem, according to another aspect of the present invention, a watermark image including a special sequence pattern formed by at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles. A watermark information detecting method for detecting watermark information from a watermarked document image in which a watermark is embedded, wherein the watermarked document image is input and input using the plurality of types of filters corresponding to the plurality of types of signal patterns. Each of the watermarked document images is filtered, and a correlation value is calculated by calculating a correlation with respect to the special sequence pattern based on the result of each filtering process on a predetermined range of the input watermarked document image. Are obtained as correlation absolute values, respectively, and the watermarked sentence is based on the plurality of calculated correlation absolute values. Watermark information detecting method for determining the rotation angle of the image is provided.

これによれば,同期コードとの相関値を使用して回転角が検出される。これにより,フィルタ出力値を使用して回転角を検出する場合に比べノイズに強いため,より精度よく入力画像の回転角を検出することができる。   According to this, the rotation angle is detected using the correlation value with the synchronization code. As a result, the rotation angle of the input image can be detected with higher accuracy because it is more resistant to noise than when the rotation angle is detected using the filter output value.

また,上記透かし情報検出方法では,上記相関を演算するとき,上記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する上記各フィルタ処理の結果に基づいて,上記特殊な系列パターンを正順方向に配列させた系列パターンおよび上記特殊な系列パターンを逆順方向に配列させた系列パターンを水平方向にそれぞれ走査することにより上記各系列パターンに対する相関がそれぞれ演算されるとともに,上記各系列パターンを垂直方向にそれぞれ走査することにより上記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算されてもよい。   In the watermark information detection method, when the correlation is calculated, the special sequence pattern is arranged in the forward direction based on the result of each filtering process on a predetermined range of the input watermarked document image. Each of the sequence patterns is calculated by scanning in the horizontal direction each of the sequence patterns in which the sequence patterns and the special sequence patterns arranged in the reverse forward direction are scanned in the horizontal direction. Correlation with respect to each series pattern may be calculated by scanning.

これにより,求められた複数の相関絶対値の大小を比較することにより上記透かし入り文書画像の回転方向を求めることができる。   Thus, the rotation direction of the watermarked document image can be obtained by comparing the magnitudes of the plurality of obtained correlation absolute values.

また,上記透かし情報検出方法に用いる上記特殊な系列パターンは,擬似乱数生成器により生成された1または2以上の1次元のビットパターンを水平方向または垂直方向のいずれかに配列させることにより生成される複数の2次元ビットパターンであって,上記複数の2次元ビットパターンに含まれる任意の第1の2次元ビットパターンに対して,水平方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第2の2次元ビットパターンと,水平方向に配列された1次元ビットパターンおよび垂直方向に配列された1次元ビットパターンの順序が逆転したビットパターンからなる第3の2次元ビットパターンと,垂直方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第4の2次元ビットパターンと,を含んでいてもよい。   The special sequence pattern used in the watermark information detection method is generated by arranging one or more one-dimensional bit patterns generated by a pseudo random number generator in either the horizontal direction or the vertical direction. The order of the arrangement of the one-dimensional bit patterns arranged in the horizontal direction is reversed with respect to any first two-dimensional bit pattern included in the plurality of two-dimensional bit patterns. A second two-dimensional bit pattern consisting of the bit pattern, a first two-dimensional bit pattern arranged in the horizontal direction, and a third two-dimensional bit consisting of a bit pattern in which the order of the one-dimensional bit pattern arranged in the vertical direction is reversed. It consists of a pattern and a bit pattern in which the order of the one-dimensional bit pattern array arranged in the vertical direction is reversed. A two-dimensional bit pattern 4 may contain.

これらの上記第1の2次元ビットパターン,上記第2の2次元ビットパターン,上記第3の2次元ビットパターンおよび上記第4の2次元ビットパターンにそれぞれ対応する固有の回転角は各ビットパターンに関連付けて上記記憶部に記憶されていてもよい。   A unique rotation angle corresponding to each of the first two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern is set in each bit pattern. It may be associated and stored in the storage unit.

この4つの2次元ビットパターンを用いて上記相関を演算するとき,上記透かし情報検出方法では,上記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する上記各フィルタ処理の結果に基づいて,上記上記第1の2次元ビットパターン,上記第2の2次元ビットパターン,上記第3の2次元ビットパターンおよび上記第4の2次元ビットパターンのそれぞれの系列パターンを水平方向にそれぞれ走査することにより上記各系列パターンに対する相関がそれぞれ演算されるとともに,上記各系列パターンを垂直方向にそれぞれ走査することにより上記各系列パターンに対する相関がそれぞれ演算されることによって,相関絶対値がそれぞれ求められてもよい。   When the correlation is calculated using the four two-dimensional bit patterns, the watermark information detection method uses the filter processing based on the result of each filtering process on a predetermined range of the input watermarked document image. By scanning each series pattern of one two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern in the horizontal direction, each series The correlation absolute value may be obtained by calculating the correlation with each pattern and calculating the correlation with each series pattern by scanning each series pattern in the vertical direction.

上記透かし情報検出方法では,このようにして,上記水平方向の走査により求められた複数の相関絶対値の大小が比較されるとともに,上記垂直方向の走査により求められた複数の相関絶対値の大小が比較され,比較された結果によって上記第1の2次元ビットパターン,上記第2の2次元ビットパターン,上記第3の2次元ビットパターンおよび上記第4の2次元ビットパターンのうちから2次元ビットパターンが一つ特定される。このようにして特定された2次元ビットパターンに関連付けて上記記憶部に記憶されている固有の回転角から上記透かし入り文書画像の回転方向を求めることができる。   In the watermark information detecting method, the magnitudes of the plurality of correlation absolute values obtained by the horizontal scanning are compared in this way, and the magnitudes of the plurality of correlation absolute values obtained by the vertical scanning are compared. Are compared, and a two-dimensional bit is selected from the first two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern according to the comparison result. One pattern is specified. The rotation direction of the watermarked document image can be obtained from the specific rotation angle stored in the storage unit in association with the two-dimensional bit pattern specified in this way.

上記透かし情報検出方法では,上記相関を演算するとき,上記特殊な系列パターンを正順方向に配列させた系列パターンおよび上記特殊な系列パターンを逆順方向に配列させた系列パターンを上記透かし入り文書画像の水平方向または垂直方向のいずれか一方に走査することにより上記特殊な系列パターンに対する相関をそれぞれ演算することにより,正順方向の相関絶対値および逆順方向の相関絶対値をそれぞれ求め,求められた正順方向の相関絶対値の平均値および逆順方向の相関絶対値の平均値を比較することにより大きい方の相関絶対値を1次元相関絶対値とし,上記1次相関絶対値を演算するために用いられた系列パターンを上記透かし入り文書画像の水平方向または垂直方向のいずれか他方に走査することにより上記系列パターンに対する相関を演算することによって相関絶対値を求め,求められた相関絶対値と上記1次元相関絶対値とから2次元相関絶対値を算出してもよい。   In the watermark information detection method, when calculating the correlation, a sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the forward direction and a sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the reverse forward direction are used as the watermarked document image. The correlation absolute value in the forward direction and the correlation absolute value in the reverse forward direction were obtained by calculating the correlation with the special sequence pattern by scanning either in the horizontal direction or in the vertical direction. In order to calculate the above-mentioned primary correlation absolute value by setting the correlation absolute value which is larger than the average value of the correlation absolute value in the forward direction and the average value of the correlation absolute value in the reverse direction as a one-dimensional correlation absolute value. The sequence pattern is scanned by scanning the used sequence pattern in either the horizontal direction or the vertical direction of the watermarked document image. The absolute value correlation by calculating a correlation for, may calculate the two-dimensional correlation absolute value from the absolute value and the 1-dimensional correlation magnitude correlation obtained.

このようにして算出された上記2次元相関絶対値と上記1次元相関絶対値の平均値との大小を比較することにより上記透かし入り文書画像の回転方向を求めることができる。   The rotation direction of the watermarked document image can be obtained by comparing the two-dimensional correlation absolute value calculated in this way with the average value of the one-dimensional correlation absolute value.

上記透かし情報検出方法では,さらに,上記回転角検出部により検出された透かし入り画像の回転角に対応する重みによって上記フィルタ処理の結果出力された複数のフィルタ出力値に重み付けを行うことにより複数のフィルタ出力値を合成するようにしてもよい。   In the watermark information detecting method, a plurality of filter output values output as a result of the filtering process are weighted by a weight corresponding to the rotation angle of the watermarked image detected by the rotation angle detecting unit. You may make it synthesize | combine a filter output value.

これによれば,フィルタ出力を合成する過程で,スキャン画像の汚れや文字などの画素に対して読みとれなかった部分のフィルタ出力値を補償することができる。これにより,透かし入り文書画像自体の劣化や文字などの画素による劣化に基づいて生じるフィルタ出力値に含まれる誤差を少なくすることができる。この結果,透かし情報を精度よく抽出することができる。   According to this, in the process of synthesizing the filter output, it is possible to compensate for the filter output value of the portion that cannot be read for pixels such as dirt and characters of the scanned image. As a result, it is possible to reduce errors included in the filter output value caused by deterioration of the watermarked document image itself or deterioration by pixels such as characters. As a result, watermark information can be extracted with high accuracy.

また,上記課題を解決するために,本発明の他の観点によれば,画像に埋め込まれた透かし情報を検出させるために文書画像に透かし画像を埋め込む透かし情報埋め込み方法であって,文書画像を作成し,所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかにより形成される特殊な系列パターンを生成し,上記生成された特殊な系列パターンを用いて透かし情報検出装置に入力された透かし入り文書画像の回転角を上記透かし情報検出装置に検出させるために,上記生成された特殊な系列パターンを含んだ透かし画像を作成し,上記作成された文書画像と上記作成された透かし画像とを重ね合わせて透かし入り文書画像を生成する透かし情報埋め込み方法が提供される。   In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, there is provided a watermark information embedding method for embedding a watermark image in a document image in order to detect the watermark information embedded in the image. Create and generate a special sequence pattern formed by at least one of multiple types of signal patterns including information on predetermined different angles, and input to the watermark information detection device using the generated special sequence pattern In order to cause the watermark information detecting device to detect the rotation angle of the watermarked document image, a watermark image including the generated special sequence pattern is created, and the created document image and the created watermark are A watermark information embedding method for generating a watermarked document image by superimposing the image is provided.

これによれば,透かし情報検出装置が,画像上の文字や罫線を用いることなく電子透かしの地紋にある情報のみを用いて入力画像の回転角を検出することができるような透かし入り文書画像を生成することができる。   According to this, a watermarked document image can be detected so that the watermark information detection device can detect the rotation angle of the input image using only the information in the background pattern of the digital watermark without using characters or ruled lines on the image. Can be generated.

以上説明したように,本発明によれば,電子透かしの地紋にある情報のみを用いて画像の回転角を検出する透かし情報検出装置および透かし情報検出装置に画像の回転角を検出させることができる電子透かし情報を画像に埋め込む透かし情報埋め込み装置およびこれらの方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to detect a rotation angle of an image by using the watermark information detection device and the watermark information detection device that detect the rotation angle of the image using only the information in the background pattern of the digital watermark. It is possible to provide a watermark information embedding device for embedding digital watermark information in an image and a method thereof.

以下に,本発明の透かし情報処理装置にかかる好適な実施の形態について,(A)数度以上90度以下の入力画像(透かし入り文書画像)の回転角を検出する場合,(B)数度程度の入力画像の回転角を検出する場合,(C)90度単位の入力画像の回転角(入力画像の回転方向)を検出する場合,(D)検出された回転角を利用して各フィルタ出力を合成する場合,に分けて順に説明する。なお,本明細書および図面において,実質的に同一の構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Hereinafter, in a preferred embodiment of the watermark information processing apparatus of the present invention, (A) when detecting the rotation angle of an input image (watermarked document image) of several degrees to 90 degrees, (B) several degrees When detecting the rotation angle of the input image to the extent, (C) When detecting the rotation angle of the input image in 90 degree units (the rotation direction of the input image), (D) Each filter using the detected rotation angle When combining the output, it will be described in order. In the present specification and the drawings, components having substantially the same configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

<A.数度以上90度以下の入力画像の回転角を検出する場合>
(第1実施形態)
最初に,本発明の第1実施形態にかかる透かし情報処理装置について説明する。本実施形態にかかる透かし情報処理装置は,数度以上90度以下の入力画像の回転角を検出する。
<A. When detecting the rotation angle of an input image of several degrees to 90 degrees>
(First embodiment)
First, the watermark information processing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. The watermark information processing apparatus according to the present embodiment detects the rotation angle of an input image that is not less than several degrees and not more than 90 degrees.

(透かし情報処理装置の構成および機能)
本実施の形態の透かし情報処理装置の構成および機能について,図1を参照しながら説明する。透かし情報処理装置10は,文書画像に透かし情報を埋め込む透かし情報埋め込み装置100と透かし情報が埋め込まれた印刷文書220から透かし情報を検出する透かし情報検出装置300とから構成される。
(Configuration and function of watermark information processing apparatus)
The configuration and function of the watermark information processing apparatus according to this embodiment will be described with reference to FIG. The watermark information processing apparatus 10 includes a watermark information embedding apparatus 100 that embeds watermark information in a document image and a watermark information detection apparatus 300 that detects watermark information from a print document 220 in which the watermark information is embedded.

まず,透かし情報埋め込み装置100の構成及び機能について説明する。透かし情報埋め込み装置100は文書データ200と透かし情報210とを元に透かし入り文書画像を作成し,印刷文書220として紙に印刷する装置である。透かし情報埋め込み装置100は,文書画像作成部110と,透かし画像作成部120,透かし入り文書画像合成部130,出力部140および系列パターン生成部150により示された機能ブロックを有している。   First, the configuration and function of the watermark information embedding device 100 will be described. The watermark information embedding device 100 is a device that creates a watermarked document image based on the document data 200 and the watermark information 210 and prints it on paper as a print document 220. The watermark information embedding device 100 has a functional block indicated by a document image creation unit 110, a watermark image creation unit 120, a watermarked document image synthesis unit 130, an output unit 140, and a sequence pattern generation unit 150.

文書データ200は,印刷文書220として紙に印刷されたとき,視覚的に認識できるデータである。透かし情報210は,印刷文書220に文字以外の形式で埋め込まれていて,通常状態にて視覚的に認識できないデータ(たとえば,文字列,画像データ,音声データ等)である。   The document data 200 is data that can be visually recognized when printed on paper as a print document 220. The watermark information 210 is data (for example, character string, image data, audio data, etc.) that is embedded in the print document 220 in a format other than characters and cannot be visually recognized in a normal state.

文書画像作成部110は,文書データ200に基づいて,印刷されたときに視覚的に認識できる文書画像を作成する。この文書画像は白黒の二値画像であり,画像上で白い画素(値が1の画素)は背景であり,黒い画素(ドット,値が0の画素)は文字領域(インクが塗布される領域)である。   Based on the document data 200, the document image creation unit 110 creates a document image that can be visually recognized when printed. This document image is a black and white binary image. On the image, white pixels (pixels having a value of 1) are backgrounds, and black pixels (dots, pixels having a value of 0) are character regions (regions to which ink is applied). ).

透かし画像作成部120は,透かし情報210をディジタル化して数値に変換する。その結果が,図2の上部に情報のビット列として示されている。つぎに,透かし画像作成部120は,変換した数値(ビット列のそれぞれのビット)にあらかじめ取り決められたドットパターンから構成される信号パターンを割り当てることにより透かし画像を作成する。図2の中央に示した複数種類の信号パターンには,所定の異なる角度に関する情報が含まれている。   The watermark image creation unit 120 digitizes the watermark information 210 and converts it into a numerical value. The result is shown as a bit string of information at the top of FIG. Next, the watermark image creating unit 120 creates a watermark image by assigning a signal pattern composed of a predetermined dot pattern to the converted numerical value (each bit of the bit string). The plurality of types of signal patterns shown in the center of FIG. 2 include information on predetermined different angles.

作成された透かし画像は,図2の下部(信号パターンによりドットパターン化された後の情報)に示したように,複数種類の信号パターン(信号パターンs1〜s4)の少なくともいずれかがある規則に従って配置されたものである。   The created watermark image is in accordance with a rule having at least one of a plurality of types of signal patterns (signal patterns s1 to s4) as shown in the lower part of FIG. It is arranged.

透かし入り文書画像合成部130は,このようにして作成された文書画像と透かし画像とを重ね合わせることにより(文書画像に透かし画像を埋め込むことにより)透かし入り文書画像を作成する。   The watermarked document image composition unit 130 creates a watermarked document image by superimposing the created document image and the watermark image (by embedding the watermark image in the document image).

出力部140は,透かし入り文書画像を紙に印刷して,印刷文書220として出力する。この印刷文書220は,文書データ200に透かし情報210を埋め込んで印刷されたものであり,物理的に保管・管理される。   The output unit 140 prints the watermarked document image on paper and outputs it as a printed document 220. The print document 220 is printed by embedding watermark information 210 in the document data 200, and is physically stored and managed.

系列パターン生成部150は,上記複数種類の信号パターンの少なくともいずれかにより形成される特殊な系列パターンを生成する。系列パターン生成部150については,後述する第2実施形態にて詳細に説明する。   The sequence pattern generation unit 150 generates a special sequence pattern formed by at least one of the plurality of types of signal patterns. The sequence pattern generation unit 150 will be described in detail in a second embodiment to be described later.

このようにして,透かし情報埋め込み装置100は,透かし入り文書画像を作成し,出力するようになっている。なお,出力部140は,透かし情報埋め込み装置100の内部の機能であってもよく,プリンタなど外部の印刷装置により構成されていてもよい。   In this way, the watermark information embedding device 100 creates and outputs a watermarked document image. The output unit 140 may be an internal function of the watermark information embedding device 100 or may be configured by an external printing device such as a printer.

つぎに,透かし情報検出装置300の構成及び機能について説明する。透かし情報検出装置300は,印刷文書220を画像として読み込み,読み込んだ画像に埋め込まれている透かし情報210を復元する装置である。透かし情報検出装置300は,入力部310と透かし検出部320とにより示された機能ブロックを有している。   Next, the configuration and function of the watermark information detection apparatus 300 will be described. The watermark information detection device 300 is a device that reads the print document 220 as an image and restores the watermark information 210 embedded in the read image. The watermark information detection apparatus 300 has functional blocks indicated by the input unit 310 and the watermark detection unit 320.

入力部310は,印刷文書220を多値階調の入力画像として入力する。透かし検出部320は,入力画像に対してフィルタ処理を行うことにより,印刷文書220に埋め込まれた信号パターンを検出し,検出された信号パターンに含まれる情報に基づいて埋め込まれた透かし情報210を復元する。   The input unit 310 inputs the print document 220 as a multi-value gradation input image. The watermark detection unit 320 performs a filtering process on the input image to detect a signal pattern embedded in the print document 220, and uses the watermark information 210 embedded based on information included in the detected signal pattern. Restore.

この透かし検出部320は,図3に示したように,記憶部320a,フィルタ処理部320b,信号パターン特定部320cおよび回転角検出部320dにより示された機能ブロックを有している。   As shown in FIG. 3, the watermark detection unit 320 includes functional blocks indicated by the storage unit 320a, the filter processing unit 320b, the signal pattern specifying unit 320c, and the rotation angle detection unit 320d.

記憶部320aは,透かし入り文書画像に埋め込まれている信号パターンの種類を予め記憶する。フィルタ処理部320bは,複数種類のフィルタを用いて,透かし入り文書画像をそれぞれフィルタ処理する。信号パターン特定部320cは,各フィルタ処理の結果に基づいて,透かし入り文書画像に埋め込まれた信号パターンの種類を特定する。回転角検出部320dは,記憶部320aに記憶された種類の信号パターンにより表される角度に関する情報と信号パターン特定部320cによって特定された種類の信号パターンにより表される角度に関する情報との関係から透かし入り文書画像の回転角を求める。   The storage unit 320a stores in advance the types of signal patterns embedded in the watermarked document image. The filter processing unit 320b filters each of the watermarked document images using a plurality of types of filters. The signal pattern specifying unit 320c specifies the type of the signal pattern embedded in the watermarked document image based on the result of each filter process. The rotation angle detection unit 320d is based on the relationship between the information related to the angle represented by the type of signal pattern stored in the storage unit 320a and the information related to the angle represented by the type of signal pattern identified by the signal pattern identification unit 320c. The rotation angle of the watermarked document image is obtained.

このようにして,透かし情報検出装置300は,透かし入り文書画像(入力画像)の回転角を検出するようになっている。なお,入力部310は,透かし情報検出装置300の内部の機能であってもよく,カメラなどの撮像装置やスキャナなどの入力装置により構成されていてもよい。   In this way, the watermark information detection apparatus 300 detects the rotation angle of a watermarked document image (input image). Note that the input unit 310 may be an internal function of the watermark information detection device 300, or may be configured by an imaging device such as a camera or an input device such as a scanner.

また,透かし情報埋め込み装置100および透かし情報検出装置300は,図示しないCPU,ROM,RAMおよびインターフェースを主たる構成としたコンピュータを備えていて,ROMは,透かし情報埋め込み装置100および透かし情報検出装置300の各機能を実行するためのプログラムをそれぞれ記憶している。RAMは,信号パターンの種類を記憶する記憶部320aに相当し,フィルタ出力値等のデータも一時的に記憶する。CPUは,RAMに記憶されたデータを用いて,ROMに記憶された各プログラムを実行することにより上述した機能ブロックにて実行される各機能を達成するようになっている。   The watermark information embedding device 100 and the watermark information detection device 300 include a computer mainly composed of a CPU, a ROM, a RAM, and an interface (not shown), and the ROM is used for the watermark information embedding device 100 and the watermark information detection device 300. A program for executing each function is stored. The RAM corresponds to a storage unit 320a that stores signal pattern types, and temporarily stores data such as filter output values. The CPU achieves each function executed by the above-described functional block by executing each program stored in the ROM using data stored in the RAM.

つぎに,透かし情報埋め込み装置100および透かし情報検出装置300の動作について説明する。
(透かし情報埋め込み装置100の動作)
まず,透かし情報埋め込み装置100の動作について,透かし画像作成部120の処理の流れを示した図4を参照しながら説明する。
Next, operations of the watermark information embedding device 100 and the watermark information detection device 300 will be described.
(Operation of watermark information embedding device 100)
First, the operation of the watermark information embedding device 100 will be described with reference to FIG. 4 showing the processing flow of the watermark image creation unit 120.

透かし情報埋め込み装置100のCPU(透かし画像作成部120)は,ステップS101にて,透かし情報210をN次元符号に変換する。Nは任意であるが,本実施形態では,説明を容易にするためN=2(2次元符号)とする。2次元符号に変換された透かし情報210のビット列の一例を図2の上部に示す。   In step S101, the CPU (watermark image creation unit 120) of the watermark information embedding device 100 converts the watermark information 210 into an N-dimensional code. N is arbitrary, but in the present embodiment, N = 2 (two-dimensional code) is used for ease of explanation. An example of the bit string of the watermark information 210 converted into a two-dimensional code is shown in the upper part of FIG.

次いで,CPUは,ステップS102にて,透かし信号を2次元符号化された透かし情報210の各ドットに対してそれぞれ割り当てる。ここで,透し信号とは,信号パターン(図2を参照)であり,ドット(黒画素)の配列によって任意の波長(または周波数)と伝播方向を持つ波を表現したものである。   Next, in step S102, the CPU assigns a watermark signal to each dot of the watermark information 210 that has been two-dimensionally encoded. Here, the watermark signal is a signal pattern (see FIG. 2), and represents a wave having an arbitrary wavelength (or frequency) and propagation direction by the arrangement of dots (black pixels).

以下,幅と高さがSw,Shの矩形を1つの信号パターンとすると,図5は,ドット間の距離が水平軸に対してarctan(3)(arctanはtanの逆関数)の方向に密であり,波の伝搬方向はarctan(−1/3)である。   In the following, assuming that a rectangle having a width and height of Sw and Sh is one signal pattern, FIG. 5 shows that the distance between dots is dense in the direction of arctan (3) (arctan is the inverse function of tan) with respect to the horizontal axis. And the wave propagation direction is arctan (−1/3).

図6は,図5の画素値の変化をarctan(−1/3)の方向から見た断面図である。図6において,ドットが配列されている部分が波の最小値の腹(振幅が最大となる点)となり,ドットが配列されていない部分は波の最大値の腹となっている。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the change in the pixel value in FIG. 5 as viewed from the direction of arctan (−1/3). In FIG. 6, the portion where the dots are arranged is the antinode of the minimum value of the wave (the point where the amplitude is maximum), and the portion where the dots are not arranged is the antinode of the maximum value of the wave.

また,ドットが密に配列されている領域はそれぞれ1信号パターンの中に2つ存在するため,この例では1信号パターンあたりの周波数は2となる。波の伝播方向はドットが密に配列されている方向に垂直となるため,図5の信号パターンの波は水平方向に対してarctan(−1/3)となる。なお,arctan(a)の方向とacrtan(b)の方向が垂直のとき,a×b=−1である。   In addition, since there are two areas in which dots are densely arranged in one signal pattern, the frequency per signal pattern is 2 in this example. Since the wave propagation direction is perpendicular to the direction in which the dots are densely arranged, the signal pattern wave in FIG. 5 is arctan (−1/3) with respect to the horizontal direction. Note that a × b = −1 when the direction of arctan (a) and the direction of actan (b) are perpendicular.

このように,信号パターンは,複数のドットを配列することにより形成されるドットの波の方向(波の伝播方向)と波長(または周波数成分)とによって所定の角度を示す。これにより,透かし情報検出装置300は,入力画像に含まれる信号パターンが示す所定の角度に基づいて入力画像の回転角を検出する。   In this way, the signal pattern shows a predetermined angle depending on the wave direction (wave propagation direction) and wavelength (or frequency component) of dots formed by arranging a plurality of dots. Accordingly, the watermark information detection apparatus 300 detects the rotation angle of the input image based on the predetermined angle indicated by the signal pattern included in the input image.

前述したように,信号パターンの一例としては,図2の中央枠内に示した,4種類の信号パターンが挙げられる。(a)には,「11」の情報を記録するための信号パターンs1が示されている。信号パターンs1が示す角度θは,71.6度である。また,(b)には,「10」の情報を記録するための信号パターンs2が示されている。信号パターンs2が示す角度θは,108.4度である。さらに,(c)および(d)には,「01」および「00」の情報を記録するための信号パターンs3および信号パターンs4が示されている。信号パターンs3および信号パターンs4が示す各角度θは,161.6度および18.4度である。このように,信号パターンは,約72度,約108度,約162度,約18度といった角度の方向で,ある一定の周波数成分を持つドットパターンである。なお,上記角度については,CPUの処理では,CPUの処理負担を考慮して,72度,108度,162度,18度の各角度が角度情報として使用される。   As described above, as an example of the signal pattern, there are four types of signal patterns shown in the center frame of FIG. (A) shows a signal pattern s1 for recording information "11". The angle θ indicated by the signal pattern s1 is 71.6 degrees. Also, (b) shows a signal pattern s2 for recording information “10”. The angle θ indicated by the signal pattern s2 is 108.4 degrees. Further, (c) and (d) show a signal pattern s3 and a signal pattern s4 for recording information of “01” and “00”. Each angle θ indicated by the signal pattern s3 and the signal pattern s4 is 161.6 degrees and 18.4 degrees. Thus, the signal pattern is a dot pattern having a certain frequency component in the direction of angles such as about 72 degrees, about 108 degrees, about 162 degrees, and about 18 degrees. As for the above-mentioned angles, in the processing of the CPU, the angles of 72 degrees, 108 degrees, 162 degrees, and 18 degrees are used as the angle information in consideration of the processing burden on the CPU.

再び,図4に戻ると,つぎに,CPUは,ステップS103において,割り当てられた透かし情報210のビット列に対応して,ステップS102にて割り当てられた信号パターンを透かし画像上に配置する。配置後の透かし情報を図2の下部に示す。これにより,透かし情報210に基づいて,信号パターンによりドットパターン化された透かし画像が生成される。   Returning to FIG. 4 again, next, in step S103, the CPU arranges the signal pattern assigned in step S102 on the watermark image corresponding to the bit string of the assigned watermark information 210. The watermark information after the placement is shown in the lower part of FIG. As a result, a watermark image that is dot-patterned with the signal pattern is generated based on the watermark information 210.

一方,CPU(文書画像作成部110)は,文書データ200に基づいて文書画像を作成する。ついで,CPU(透かし入り文書画像合成部130)は,このようにして作成された透かし画像と文書画像とを重ね合わせることにより透かし入り文書画像を作成する。その後,CPU(出力部140)は,透かし入り文書画像を紙に印刷して,印刷文書220として出力する。   On the other hand, the CPU (document image creation unit 110) creates a document image based on the document data 200. Next, the CPU (watermarked document image composition unit 130) creates a watermarked document image by superimposing the watermark image created in this way and the document image. Thereafter, the CPU (output unit 140) prints the watermarked document image on paper and outputs it as a printed document 220.

(透かし情報検出装置300の動作)
つぎに,透かし情報検出装置300の動作について,図7を参照しながら説明する。
(Operation of Watermark Information Detection Device 300)
Next, the operation of the watermark information detection apparatus 300 will be described with reference to FIG.

まず,透かし情報検出装置300のCPU(入力部310)は,ステップS301にて,印刷文書をRAM等のメモリに入力する。入力された文書画像(以下,透かし入り文書画像または入力画像とも称する。)は,多値画像であり,以下では256階調のグレイ画像として説明する。また,入力画像の解像度(入力部310にて読み込むときの解像度)は,上記透かし情報埋め込み装置100にて作成された印刷文書と異なっていてもよいが,ここでは透かし情報埋め込み装置100にて作成された画像と同じ解像度であるとして説明する。   First, the CPU (input unit 310) of the watermark information detection apparatus 300 inputs a print document to a memory such as a RAM in step S301. The input document image (hereinafter also referred to as a watermarked document image or an input image) is a multi-valued image, and will be described below as a gray image with 256 gradations. Further, the resolution of the input image (resolution when read by the input unit 310) may be different from the print document created by the watermark information embedding device 100, but here it is created by the watermark information embedding device 100. In the following description, it is assumed that the resolution is the same as that of the generated image.

次いで,CPU(透かし検出部320)は,ステップS302にて,入力画像の大きさと信号パターンの大きさとから,信号パターンがいくつ埋め込まれているかを計算する。   Next, in step S302, the CPU (watermark detection unit 320) calculates how many signal patterns are embedded from the size of the input image and the size of the signal pattern.

つぎに,CPU(透かし検出部320)は,ステップS303にて,ステップS302で計算した信号パターン数をもとに,入力画像に埋め込まれた信号パターンの位置(座標)を特定し,入力画像を複数のブロックに分割する。次いで,CPU(透かし検出部320)は,ステップS304にて,信号パターン位置ごとに信号の検出を行い,ステップS305にて,信号パターンの行列を復元する。これにより,印刷文書220に埋め込まれた透かし情報が検出される。   Next, in step S303, the CPU (watermark detection unit 320) specifies the position (coordinates) of the signal pattern embedded in the input image based on the number of signal patterns calculated in step S302, and extracts the input image. Divide into multiple blocks. Next, in step S304, the CPU (watermark detection unit 320) detects a signal for each signal pattern position, and in step S305, restores the signal pattern matrix. Thereby, the watermark information embedded in the print document 220 is detected.

以下では,ステップS304にて,信号パターンを検出するために,信号パターンの波の周波数と方向,および影響範囲を同時に定義できる二次元ウェーブレットフィルタの一つであるガボールフィルタについて説明する。なお,二次元ウェーブレットフィルタは,ガボールフィルタと同様な性質を持つフィルタであれば,必ずしもガボールフィルタである必要はない。   Hereinafter, a Gabor filter, which is one of the two-dimensional wavelet filters that can simultaneously define the frequency and direction of the wave of the signal pattern and the influence range in order to detect the signal pattern in step S304, will be described. Note that the two-dimensional wavelet filter does not necessarily need to be a Gabor filter as long as it has the same properties as the Gabor filter.

以下の式(1)にガボールフィルタG(x,y),x=0〜gw−1,y=0〜gh−1を示す。gw,ghはフィルタのサイズであり,ここでは透かし情報埋め込み装置100で埋め込んだ信号パターンと同じ大きさである。   The following formula (1) shows the Gabor filter G (x, y), x = 0 to gw−1, and y = 0 to gh−1. gw and gh are filter sizes, which are the same size as the signal pattern embedded by the watermark information embedding apparatus 100 here.

本実施形態の信号検出では,透かし画像に埋め込んだ4種類の信号パターン(信号パターンs1,s2,s3,s4)と周波数,波の伝搬方向および大きさがそれぞれ等しい4つのガボールフィルタを含んだ10のガボールフィルタが用いられる。具体的には,検出時に使用するガボールフィルタは,埋め込み時に使用する信号パターンs1〜s4にそれぞれ強く反応するガボールフィルタa1〜a4(図8を参照)を含んだ10種類のフィルタ0〜9(図9(a)を参照)が使用される。10種類のフィルタ0〜9によってそれぞれ示される角度を以下に示す。   In the signal detection of the present embodiment, four types of signal patterns (signal patterns s1, s2, s3, s4) embedded in a watermark image and four Gabor filters each having the same frequency, wave propagation direction, and size are included. Gabor filters are used. Specifically, the Gabor filters used at the time of detection include ten types of filters 0 to 9 (see FIG. 8) including Gabor filters a1 to a4 (see FIG. 8) that react strongly to the signal patterns s1 to s4 used at the time of embedding. 9 (a)) is used. The angles respectively indicated by the ten types of filters 0 to 9 are shown below.

フィルタ0:約0度 (18度×0)
フィルタ1:約18度 (18度×1)
フィルタ2:約36度 (18度×2)
フィルタ3:約54度 (18度×3)
フィルタ4:約72度 (18度×4)
フィルタ5:約90度 (18度×5)
フィルタ6:約108度 (18度×6)
フィルタ7:約126度 (18度×7)
フィルタ8:約144度 (18度×8)
フィルタ9:約162度 (18度×9)
Filter 0: about 0 degrees (18 degrees x 0)
Filter 1: about 18 degrees (18 degrees x 1)
Filter 2: about 36 degrees (18 degrees x 2)
Filter 3: about 54 degrees (18 degrees x 3)
Filter 4: about 72 degrees (18 degrees x 4)
Filter 5: about 90 degrees (18 degrees x 5)
Filter 6: about 108 degrees (18 degrees x 6)
Filter 7: about 126 degrees (18 degrees x 7)
Filter 8: Approximately 144 degrees (18 degrees x 8)
Filter 9: about 162 degrees (18 degrees x 9)

このように,各フィルタが示す回転角は,フィルタ0を0度として,順に18度づつ大きくなる。なお,図8の埋め込み側のフィルタa1〜a4に対応する検出側のフィルタは,それぞれ,フィルタ4,フィルタ6,フィルタ9,フィルタ1である。たとえば,画像が傾いていない場合,図2の信号パターンs1はフィルタ4,信号パターンs2はフィルタ6,信号パターンs3はフィルタ9,信号パターンs4はフィルタ1に強く反応するようになっている。   As described above, the rotation angle indicated by each filter increases in order by 18 degrees with the filter 0 as 0 degree. Note that the filters on the detection side corresponding to the filters a1 to a4 on the embedding side in FIG. 8 are the filter 4, the filter 6, the filter 9, and the filter 1, respectively. For example, when the image is not inclined, the signal pattern s1 shown in FIG. 2 reacts strongly to the filter 4, the signal pattern s2 to the filter 6, the signal pattern s3 to the filter 9, and the signal pattern s4 to the filter 1.

記憶部320aには,埋め込み時に使用する信号パターンs1〜s4が記憶されている。よって,これらの信号パターンの種類に対応するフィルタが強く反応するとき(すなわち,図9(b)の太い矢印にて示すように,フィルタ4,フィルタ6,フィルタ9およびフィルタ1のフィルタ出力値が最大となるとき),フィルタ4,フィルタ6,フィルタ9およびフィルタ1に対応する信号パターンと記憶部320aに記憶されている信号パターンとが一致するため,CPUは,透かし入り文書画像の回転角を「0度」と算出する。   The storage unit 320a stores signal patterns s1 to s4 used at the time of embedding. Therefore, when the filters corresponding to these signal pattern types react strongly (that is, as indicated by the thick arrows in FIG. 9B), the filter output values of the filter 4, filter 6, filter 9 and filter 1 are Since the signal pattern corresponding to the filter 4, filter 6, filter 9, and filter 1 matches the signal pattern stored in the storage unit 320a, the CPU determines the rotation angle of the watermarked document image. Calculate as “0 degree”.

一方,フィルタ3,フィルタ5,フィルタ8およびフィルタ0が強く反応するとき,記憶部320aに記憶されている種類の信号パターンにより表される角度に関する情報と特定された種類の信号パターン(フィルタ3,フィルタ5,フィルタ8およびフィルタ0に対応する信号パターン)により表される角度に関する図9(c)の情報との関係から,CPUは,透かし入り文書画像の回転角を「18度」と算出する。   On the other hand, when the filter 3, filter 5, filter 8 and filter 0 react strongly, information on the angle represented by the type of signal pattern stored in the storage unit 320a and the specified type of signal pattern (filter 3, The CPU calculates the rotation angle of the watermarked document image as “18 degrees” from the relationship with the information of FIG. 9C regarding the angle represented by the filter 5, the signal pattern corresponding to the filter 8 and the filter 0. .

なお,検出時に使用するフィルタ数は,埋め込み時に使用するフィルタ数より一つ以上多ければいくつであってもよい。ただし,検出時に使用するフィルタ数が多ければ検出精度は向上するが,処理の負荷が大きくなり,検出時に使用するフィルタ数が少なければ検出精度は低下するが,処理の負荷も小さくなる。このことから,本実施形態では,検出時に使用するフィルタ数は,上述したように埋め込み時に使用するフィルタ数の2.5倍としている。この数値は,検出時のCPUの処理負担を過度に増大させることなく,360度すべての回転角を18度づつ検出できるため好ましい。   The number of filters used at the time of detection may be any number as long as it is one or more than the number of filters used at the time of embedding. However, if the number of filters used at the time of detection increases, the detection accuracy improves, but the processing load increases. If the number of filters used at the time of detection decreases, the detection accuracy decreases, but the processing load also decreases. Therefore, in the present embodiment, the number of filters used at the time of detection is 2.5 times the number of filters used at the time of embedding as described above. This numerical value is preferable because all 360 degrees of rotation angles can be detected in 18 degrees without excessively increasing the processing load on the CPU at the time of detection.

つぎに,図7のステップS304の信号検出処理の詳細を説明する。前述したように,図10に示したように,CPUは,ステップS304にて,フィルタ演算処理(ステップS304a),回転角検出処理(ステップS304b),フィルタ出力回転処理(ステップS304c)の順に処理を実行する。   Next, details of the signal detection processing in step S304 in FIG. 7 will be described. As described above, as shown in FIG. 10, in step S304, the CPU performs processing in the order of filter calculation processing (step S304a), rotation angle detection processing (step S304b), and filter output rotation processing (step S304c). Execute.

まず,フィルタ演算処理(ステップS304a)の詳細を説明する。入力画像は,図7のステップS303にて複数のブロックに分割されている。そこで,CPU(フィルタ処理部320b)は,図11に示したように,各フィルタA(A=0,1,2,・・・,9)を入力画像の水平方向および垂直方向にずらしながら,各ブロックのコンボリューション(畳み込み演算)をそれぞれ計算する。この結果から,CPU(フィルタ処理部320b)は,それぞれのブロック内で最大のフィルタ出力値を求める。   First, the details of the filter calculation process (step S304a) will be described. The input image is divided into a plurality of blocks in step S303 in FIG. Therefore, the CPU (filter processing unit 320b) shifts each filter A (A = 0, 1, 2,..., 9) in the horizontal direction and the vertical direction of the input image as shown in FIG. Each block convolution (convolution operation) is calculated. From this result, the CPU (filter processing unit 320b) obtains the maximum filter output value in each block.

各ブロックでのフィルタ出力値は,ガボールフィルタの場合,実数フィルタと虚数フィルタ(虚数フィルタは実数フィルタと半波長分位相がずれたフィルタ)が存在するため,それらの2乗平均値をフィルタ出力値とする。   The filter output value in each block is a real filter and an imaginary filter in the case of a Gabor filter (an imaginary filter is a filter whose phase is shifted by a half wavelength from the real filter). And

たとえば,フィルタaの実数フィルタと画像間のコンボリューションがRa,虚数フィルタとのコンボリューションがIaであったとすると,出力値F(a)は以下の式(2)で計算する。
F(a)=(R +I 1/2・・・(2)
For example, if the convolution between the real filter of the filter a and the image is Ra and the convolution of the imaginary filter is Ia, the output value F (a) is calculated by the following equation (2).
F (a) = (R a 2 + I a 2 ) 1/2 (2)

このようにして求められた10種類のフィルタ出力値に基づいて,CPU(信号パターン特定部320c)は,ステップS304bの回転角検出処理にて,入力画像U(x,y)の特定位置に埋め込まれている信号パターンの種類を判定する。次いで,CPU(回転角検出部320d)は,その判定結果に基づいて画像の回転角を求める。このステップS304bの回転角検出処理を以下に具体的に説明する。   Based on the ten types of filter output values obtained in this way, the CPU (signal pattern specifying unit 320c) embeds it at a specific position of the input image U (x, y) in the rotation angle detection process of step S304b. Determine the type of the signal pattern. Next, the CPU (rotation angle detector 320d) obtains the rotation angle of the image based on the determination result. The rotation angle detection process in step S304b will be specifically described below.

フィルタ0〜9の各フィルタに対応するフィルタ出力値の平均値をFave(0〜9)とし,18度単位での回転角の推定を行う重みをwθとすると,重みwは,つぎの式(3)で示される。
If the average value of the filter output values corresponding to the filters 0 to 9 is F ave (0 to 9), and the weight for estimating the rotation angle in units of 18 degrees is w θ , the weight w is given by It is shown by Formula (3).

たとえば,画像のずれのないとき(回転角=0,i=0)の重みは,w=Fave(4)+Fave(6)+Fave(9)+Fave(1)となる。このようにして,重みwの値から回転角が求められる。この回転角を用いて,CPUは,ステップS304cにて,フィルタ出力値を補正することにより画像の傾きをなくす。 For example, the weight when there is no image shift (rotation angle = 0, i = 0) is w 0 = F ave (4) + F ave (6) + F ave (9) + F ave (1). In this way, the rotation angle is determined from the value of the weight w 0. Using this rotation angle, the CPU eliminates the inclination of the image by correcting the filter output value in step S304c.

以上,信号検出処理(ステップS304)の詳細について説明した。再び,図7の流れ図に戻り,ステップS305について説明する。CPU(透かし検出部320)は,ステップS305にて,信号パターンのビット情報を連結することによってデータ符号を再構成することにより,元の情報を復元する。図12は,情報復元の一例を示す説明図である。情報復元のステップは以下の通りである。   The details of the signal detection process (step S304) have been described above. Returning to the flowchart of FIG. 7 again, step S305 will be described. In step S305, the CPU (watermark detection unit 320) restores the original information by reconstructing the data code by concatenating the bit information of the signal pattern. FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of information restoration. The steps of information restoration are as follows.

(1)CPUは,入力画像(図12(a))の各ブロックにて最大出力値となった各フィルタに基づいて(信号パターンの)ビット情報(「00」,「01」,「10」または「11」)を抽出する(図12(b))。各ブロックに対して検出されたフィルタとフィルタから抽出されるビット情報との関係を次に示す。   (1) The CPU uses the bit information (“00”, “01”, “10”) (signal pattern) based on each filter that has the maximum output value in each block of the input image (FIG. 12A). Or, “11”) is extracted (FIG. 12B). The relationship between the filter detected for each block and the bit information extracted from the filter is shown below.

情報「11」を検出するフィルタ:F((4+i)mod10,x,y)

情報「10」を検出するフィルタ:F((6+i)mod10,x,y)

情報「01」を検出するフィルタ:F((9+i)mod10,x,y)

情報「00」を検出するフィルタ:F((1+i)mod10,x,y)
Filter for detecting information “11”: F ((4 + i) mod10, x, y)

Filter for detecting information “10”: F ((6 + i) mod10, x, y)

Filter for detecting information “01”: F ((9 + i) mod10, x, y)

Filter for detecting information “00”: F ((1 + i) mod10, x, y)

ここで,たとえば,画像の回転方向のずれがない場合はi=0となり,画像の回転方向に18度のずれがある場合はi=1となる。   Here, for example, i = 0 when there is no shift in the rotation direction of the image, and i = 1 when there is a shift of 18 degrees in the rotation direction of the image.

(2)つぎに,CPUは,(1)にて検出されたビット情報を連結してデータ符号を復元する(図12(c))。
(3)さらに,CPUは,データ符号を復号して埋め込まれた情報を取り出す(図12(d))。
(2) Next, the CPU concatenates the bit information detected in (1) to restore the data code (FIG. 12 (c)).
(3) Further, the CPU decodes the data code and takes out the embedded information (FIG. 12 (d)).

以上,埋め込み側フィルタより一つ以上多いフィルタを検出側フィルタに使用して,入力画像の回転方向のずれ(回転角)を検出する透かし情報処理装置10について説明した。   In the above, the watermark information processing apparatus 10 has been described that detects a shift (rotation angle) in the rotation direction of an input image by using one or more filters more than the embedding filter as a detection filter.

これによれば,検出側のフィルタの数により特定される,ある一定の角度単位毎に,ある所定範囲の画像の回転角(すなわち,数度以上90度以下の入力画像の回転角)を全方向(360度)に渡って検出することができる。また,画像上の文字や罫線を用いることなく,地紋の信号パターンのみを用いて回転角を検出することができる。   According to this, for every certain angle unit specified by the number of filters on the detection side, the rotation angle of an image in a certain range (that is, the rotation angle of the input image of several degrees to 90 degrees) is all set. It can be detected across the direction (360 degrees). Further, the rotation angle can be detected using only the ground pattern signal pattern without using characters or ruled lines on the image.

ただし,式(3)にi=0,i=5,i=10,i=15をそれぞれ代入すると,w=w90=w180=w270となることから理解できるように,w〜w90の各値とw90〜w180の各値とw180〜w270の各値とw270〜wの各値とは同じ値を持つ。この結果,たとえば,回転角が5度の場合,回転角が95度の場合,回転角が185度の場合および回転角が275度の場合の区別がつかない。この結果,90度より大きく360度より小さい回転方向のずれを検出することができない。 However, if i = 0, i = 5, i = 10, and i = 15 are substituted into the equation (3), w 0 = w 90 = w 180 = w 270 , so that w 0- the values of the respective values and w 270 to w 0 of the values and w 180 to w 270 of each value and w 90 to w 180 of w 90 have the same value. As a result, for example, when the rotation angle is 5 degrees, the rotation angle is 95 degrees, the rotation angle is 185 degrees, and the rotation angle is 275 degrees, it cannot be distinguished. As a result, it is impossible to detect a shift in the rotational direction that is greater than 90 degrees and less than 360 degrees.

また,本実施形態では,フィルタの設定単位が18度なので,18度より小さい回転角を検出することができない。そこで,より精度よく画像の回転角を検出するために,(B)数度程度の入力画像の回転角を検出する方法,および,(C)90度単位の入力画像の回転角(90度以上の回転角)を検出する方法が必要となる。(B)および(C)の各方法については第3実施形態以降で説明する。   In this embodiment, since the setting unit of the filter is 18 degrees, a rotation angle smaller than 18 degrees cannot be detected. Therefore, in order to detect the rotation angle of the image with higher accuracy, (B) a method of detecting the rotation angle of the input image of about several degrees, and (C) the rotation angle of the input image in units of 90 degrees (90 degrees or more) A rotation angle) is required. Each method of (B) and (C) will be described in the third and subsequent embodiments.

(第2実施形態)
次に,第2実施形態について説明する。本実施形態にかかる透かし情報処理装置10では,フィルタ出力値から得られる情報中に含まれる特殊な系列(PN符号,PN:Pseudo−ramdom Number)を抽出し,この特殊な系列の相関値から回転角を求める点において,重みwの値(フィルタの種類)から回転角を求める第1実施形態にかかる透かし情報処理装置10と相異する。よって,この相異点を中心に第2実施形態にかかる透かし情報処理装置10について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the watermark information processing apparatus 10 according to the present embodiment, a special sequence (PN code, PN: Pseudo-ramdom Number) included in the information obtained from the filter output value is extracted and rotated from the correlation value of this special sequence. It differs from the watermark information processing apparatus 10 according to the first embodiment in that the angle is obtained from the value of the weight w 0 (filter type). Therefore, the watermark information processing apparatus 10 according to the second embodiment will be described focusing on this difference.

(透かし情報埋め込み装置100の構成)
まず,本実施形態の透かし情報埋め込み装置100の構成について説明する。前述したように,本実施形態の透かし情報埋め込み装置100は,第1実施形態の透かし情報埋め込み装置100の機能に図1に示した系列パターン生成部150が追加された機能ブロックを有している。系列パターン生成部150は,2次元PN符号(以下,同期コードとも称呼する。)を生成するようになっている。2次元PN符号は,図14に示したように,1次元PN符号系列を2次元に拡張したものであり,特殊な系列パターンの一例である。
(Configuration of watermark information embedding device 100)
First, the configuration of the watermark information embedding device 100 of this embodiment will be described. As described above, the watermark information embedding device 100 of this embodiment has a functional block in which the sequence pattern generation unit 150 shown in FIG. 1 is added to the function of the watermark information embedding device 100 of the first embodiment. . The sequence pattern generation unit 150 generates a two-dimensional PN code (hereinafter also referred to as a synchronization code). As shown in FIG. 14, the two-dimensional PN code is an example of a special sequence pattern, which is a two-dimensional extension of a one-dimensional PN code sequence.

(透かし情報検出装置300の構成)
つぎに,本実施形態の透かし情報検出装置300の構成について説明する。図13に示したように,本実施形態の透かし情報検出装置300は,第1実施形態の透かし情報検出装置300に相関演算処理部320eが追加された機能ブロックを有している。相関演算処理部320eは,フィルタ出力値から得られる情報中に含まれる特殊な系列の相関絶対値を求めるようになっている。
(Configuration of Watermark Information Detection Device 300)
Next, the configuration of the watermark information detection apparatus 300 of this embodiment will be described. As illustrated in FIG. 13, the watermark information detection apparatus 300 according to the present embodiment includes a functional block in which a correlation calculation processing unit 320 e is added to the watermark information detection apparatus 300 according to the first embodiment. The correlation calculation processing unit 320e obtains a correlation absolute value of a special series included in the information obtained from the filter output value.

(透かし情報埋め込み装置100の動作)
まず,本実施形態の透かし情報埋め込み装置100の動作について説明する。CPU(系列パターン生成部150)は,1次元PN符号系列を拡張した2次元PN符号を生成する。
(Operation of watermark information embedding device 100)
First, the operation of the watermark information embedding device 100 of this embodiment will be described. The CPU (sequence pattern generation unit 150) generates a two-dimensional PN code that is an extension of the one-dimensional PN code sequence.

1次元PN符号系列には,符号を前後逆順に並べた符号との相関が十分低い符号系列が用いられる。たとえば,1次元PN符号が「111101011001000」からなる15ビットの情報である場合,この1次元PN符号を前後逆順に並べた1次元PN符号は,「000100110101111」からなる15ビットの情報となる。   As the one-dimensional PN code sequence, a code sequence having a sufficiently low correlation with a code in which codes are arranged in reverse order in the front-rear direction is used. For example, when the one-dimensional PN code is 15-bit information consisting of “111101011001000”, the one-dimensional PN code in which the one-dimensional PN code is arranged in reverse order is 15-bit information consisting of “000100110101111”.

このように,たとえば,「111101011001000」のビットパターンに対して,そのままのパターン「111101011001000」を正順方向のビットパターンという。また,「111101011001000」のビットパターンの順序を逆転させたパターン「000100110101111」を逆順方向のビットパターンという。すなわち,逆順方向のビットパターンは,正順方向のビットパターンを逆方向から配列させたパターンである。   Thus, for example, with respect to the bit pattern “111101011001000”, the pattern “111101011001000” as it is is called a bit pattern in the forward direction. A pattern “000100110101111” obtained by reversing the order of the bit pattern “111101011001000” is referred to as a reverse forward bit pattern. That is, the reverse forward bit pattern is a pattern in which forward forward bit patterns are arranged from the reverse direction.

以下の式(4)用いて正順と正順および正順と逆順のそれぞれの組み合わせについて相関をとる。
The following formula (4) is used to correlate each combination of forward order and forward order and forward order and reverse order.

その結果,正順と正順との相関値Rは「1」となる。また,正順と逆順との相関値Rは「0.3333・・・」となる。このように,同じ順序の相関絶対値は,異なる順序の相関絶対値よりも高い符号となる。   As a result, the correlation value R between the normal order and the normal order is “1”. The correlation value R between the normal order and the reverse order is “0.3333...”. In this way, the correlation absolute values in the same order have higher signs than the correlation absolute values in different orders.

つぎに,CPU(透かし画像作成部120)は,この2次元に拡張したPN符号からなる同期コードに,所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかにより形成される特殊な系列パターンを当てはめることにより透かし画像(図15の同期コードのドットパターン)を作成する。図15に示したように,同期コード自体は,信号パターン(ドットパターン)の集合で構成され,画像に通常埋め込むディジタル情報と同じ方法で,信号パターンに変換され,一つ以上埋め込まれる。   Next, the CPU (watermark image creation unit 120) uses a special code formed by at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles in the synchronization code composed of the two-dimensionally expanded PN code. A watermark image (synchronized code dot pattern in FIG. 15) is created by applying a series pattern. As shown in FIG. 15, the synchronization code itself is composed of a set of signal patterns (dot patterns), and is converted into a signal pattern in the same manner as digital information normally embedded in an image, and one or more embedded.

ついで,CPU(透かし入り文書画像合成部130)は,生成された透かし画像を文書画像に埋め込むことにより,透かし入り文書画像を作成する。   Next, the CPU (watermarked document image composition unit 130) creates a watermarked document image by embedding the generated watermark image in the document image.

たとえば,CPUが,画像の一部に同期コードを埋め込む場合,たとえば,1つの信号パターンが1ビットの情報を表すときは,情報「0」を示す信号パターンと情報「1」を示す信号パターンとを両方,組み合わせて埋め込んでもよいし,情報「0」を示す信号パターンまたは情報「1」を示す信号パターンのいずれかのみを埋め込んでもよい。   For example, when the CPU embeds a synchronization code in a part of an image, for example, when one signal pattern represents 1-bit information, a signal pattern indicating information “0” and a signal pattern indicating information “1” Both may be embedded in combination, or only either a signal pattern indicating information “0” or a signal pattern indicating information “1” may be embedded.

また,1信号で複数ビットを表す場合(たとえば,信号パターンが2個ある場合,1個の信号パターンでnビットの情報を表現できる)は,複数ビット中の1ビットを同期コードに割り当て,その他のビットを情報埋め込みに使用することができる。たとえば,n=2の場合,図2に示したように,1個の信号パターンで2ビットの情報を表現できる。そこで,各信号パターンのLSB(Least Significant Bit)側(下位側)のビットを同期コードに割り当ててもよい。また,各信号パターンのMSB(Most Significant Bit)側(上位側)のビットを同期コードに割り当ててもよい。各信号パターンのLSB側(下位側)のビットを同期コードに割り当てた場合,信号パターンs1および信号パターンs3は,情報「1」を示し,信号パターンs2および信号パターンs4は,情報「0」を示す。 When one signal represents multiple bits (for example, when there are 2 n signal patterns, n signal information can be represented by one signal pattern), 1 bit among the multiple bits is assigned to the synchronization code, Other bits can be used for information embedding. For example, when n = 2, as shown in FIG. 2, 2-bit information can be expressed by one signal pattern. Therefore, the LSB (Least Significant Bit) side (lower side) bits of each signal pattern may be assigned to the synchronization code. Further, the MSB (Most Significant Bit) side (upper side) bit of each signal pattern may be assigned to the synchronization code. When the LSB side (lower order) bits of each signal pattern are assigned to the synchronization code, the signal pattern s1 and the signal pattern s3 indicate information “1”, and the signal pattern s2 and the signal pattern s4 indicate information “0”. Show.

このとき,同期コードは,全ビット反転した場合でも相関の絶対値は変わらず,全ビットを反転しない場合の情報を「0」,全ビットを反転した場合の情報を「1」とすることができる。または,全ビットを反転しない場合の情報を「1」,全ビットを反転した場合の情報を「0」とすることもできる。   At this time, the synchronization code does not change the absolute value of the correlation even when all bits are inverted, and the information when all bits are not inverted is "0", and the information when all bits are inverted is "1". it can. Alternatively, information when all bits are not inverted can be set to “1”, and information when all bits are inverted can be set to “0”.

したがって,同期コードは,1ビットの情報埋め込みに使用することができる。すなわち,本実施形態の場合,この1ビットは2次元PN符号全体に拡散して埋め込まれたことになるが,本実施形態の目的である回転検出や同期検出のみに同期コードを用いる場合には,同期コードは拡散して埋め込まれていても,拡散せずに埋め込まれていてもよい。   Therefore, the synchronization code can be used for embedding 1-bit information. That is, in the case of this embodiment, this 1 bit is diffused and embedded in the entire two-dimensional PN code. However, when the synchronization code is used only for rotation detection and synchronization detection, which are the purposes of this embodiment. The synchronization code may be spread and embedded or may be embedded without spreading.

このようにして,同期コードを含むすべての情報は,それぞれ対応する図2の信号パターンを用いて画像上に描画される。これらの信号パターンは,前述したように,信号パターンs1が約72度,信号パターンs2が約108度,信号パターンs3が約162度,信号パターンs4が約18度という角度の方向で,ある周波数成分を持つパターンが使用される。   In this way, all information including the synchronization code is drawn on the image using the corresponding signal pattern of FIG. As described above, these signal patterns have a frequency of about 72 degrees for the signal pattern s1, about 108 degrees for the signal pattern s2, about 162 degrees for the signal pattern s3, and about 18 degrees for the signal pattern s4. A pattern with components is used.

(透かし情報検出装置300の動作)
つぎに,本実施形態の透かし情報検出装置300の動作について説明する。CPUは,図7の画像入力処理(ステップS301)〜信号検出座標特定処理(ステップS303)を実行した後,信号検出処理(ステップS304)を実行する。この信号検出処理にて,CPU(フィルタ処理部320b)は,まず,図10のステップS304aのフィルタ演算処理を行う。
(Operation of Watermark Information Detection Device 300)
Next, the operation of the watermark information detection apparatus 300 of this embodiment will be described. The CPU executes the signal detection process (step S304) after executing the image input process (step S301) to the signal detection coordinate specifying process (step S303) in FIG. In this signal detection process, the CPU (filter processing unit 320b) first performs the filter calculation process in step S304a of FIG.

フィルタ処理について,各点のフィルタ出力値F(M,x,y)の詳細を示した図16を参照しながら説明する。各点のフィルタ出力値F(M,x,y)は,次のように算出される。まず,CPU(フィルタ処理部320b)は,入力画像の一部である画像Rに対してガボールフィルタBを走査しながら,畳み込み演算を行う。その結果は,フィルタ出力値F(B,x,y)として示されている。   The filtering process will be described with reference to FIG. 16 showing details of the filter output value F (M, x, y) at each point. The filter output value F (M, x, y) at each point is calculated as follows. First, the CPU (filter processing unit 320b) performs a convolution operation while scanning the Gabor filter B on the image R that is a part of the input image. The result is shown as a filter output value F (B, x, y).

フィルタ出力値F(B,x,y)が図16の上部に示した画像Rの点線内の中央位置にて最大値(黒になるほど,フィルタ出力値が高いことを示す)になるのは,ガボールフィルタBが,画像Rの点線内の特徴部分に強く反応するためである。   The filter output value F (B, x, y) becomes the maximum value (indicating that the filter output value is higher as it becomes black) at the center position within the dotted line of the image R shown in the upper part of FIG. This is because the Gabor filter B reacts strongly to the characteristic portion within the dotted line of the image R.

同様に,CPU(フィルタ処理部320b)は,画像Rに対してガボールフィルタAを走査しながら,畳み込み演算を行う。その結果は,フィルタ出力値F(A,x,y)として示されている。フィルタ出力値F(A,x,y)が図16の上部に示した画像Rの実線内の中央位置にて最大値になるのは,ガボールフィルタAが,画像Rの実線内の特徴部分に強く反応するためである。   Similarly, the CPU (filter processing unit 320b) performs a convolution operation while scanning the image R with the Gabor filter A. The result is shown as a filter output value F (A, x, y). The reason why the filter output value F (A, x, y) reaches the maximum value at the center position in the solid line of the image R shown in the upper part of FIG. This is because it reacts strongly.

この結果,各点の最大値を出力したフィルタを図16の左下に示す。フィルタBに強く反応している部分は白,フィルタAに強く反応している部分は黒で示されている。また,フィルタの種類によらない各点のフィルタ出力値を図16の右下に示す。このようにして,各フィルタによりフィルタ処理を行った結果,各フィルタに対応したフィルタ出力値が得られる。   As a result, the filter that outputs the maximum value of each point is shown in the lower left of FIG. The portion that reacts strongly with the filter B is shown in white, and the portion that reacts strongly with the filter A is shown in black. Also, the filter output value at each point regardless of the filter type is shown in the lower right of FIG. In this way, as a result of performing filter processing by each filter, filter output values corresponding to each filter are obtained.

つぎに,CPU(相関演算処理部320e)は,ステップS304bの回転角検出処理にて,フィルタ処理結果(フィルタ出力値)に対応した2次元相関演算を行う。たとえば,フィルタ結果を各回転角に対応した角度だけ回転させた後,水平方向および/または垂直方向にて同期コードとの2次元相関を演算してもよい。   Next, the CPU (correlation calculation processing unit 320e) performs a two-dimensional correlation calculation corresponding to the filter processing result (filter output value) in the rotation angle detection processing in step S304b. For example, after the filter result is rotated by an angle corresponding to each rotation angle, a two-dimensional correlation with the synchronization code may be calculated in the horizontal direction and / or the vertical direction.

ただし,相関演算時は,各回転角に合わせて情報「0」と情報「1」を示すフィルタを以下のように切り替える。
情報「11」を検出するフィルタ:F((4+i)mod10,x,y)
情報「10」を検出するフィルタ:F((6+i)mod10,x,y)
情報「01」を検出するフィルタ:F((9+i)mod10,x,y)
情報「00」を検出するフィルタ:F((1+i)mod10,x,y)
However, at the time of correlation calculation, the filter indicating the information “0” and the information “1” is switched as follows according to each rotation angle.
Filter for detecting information “11”: F ((4 + i) mod10, x, y)
Filter for detecting information “10”: F ((6 + i) mod10, x, y)
Filter for detecting information “01”: F ((9 + i) mod10, x, y)
Filter for detecting information “00”: F ((1 + i) mod10, x, y)

たとえば,LSB側に同期コードを埋め込んだ場合は,同期コードの情報「0」または同期コードの情報「1」は,次のようになる。
情報「1」を検出するフィルタ:F((4+i)mod10,x,y),または,F((9+i)mod10,x,y)
情報「0」を検出するフィルタ:F((6+i)mod10,x,y),または,F((1+i)mod10,x,y)
For example, when the synchronization code is embedded on the LSB side, the synchronization code information “0” or the synchronization code information “1” is as follows.
Filter for detecting information “1”: F ((4 + i) mod10, x, y) or F ((9 + i) mod10, x, y)
Filter for detecting information “0”: F ((6 + i) mod10, x, y) or F ((1 + i) mod10, x, y)

つぎに,このようにして得られたフィルタ出力値に基づいて特殊な系列(同期コード)を抽出し,この特殊な系列の相関絶対値を求める2次元相関演算方法について詳細に説明する。   Next, a two-dimensional correlation calculation method for extracting a special sequence (synchronization code) based on the filter output value thus obtained and obtaining the correlation absolute value of the special sequence will be described in detail.

CPU(相関演算処理部320e)は,2次元相関演算処理において,フィルタ出力値(式(1)の出力値)から,埋め込み時に使用したPN符号を抽出し,このPN符号の相関絶対値を演算する。   The CPU (correlation calculation processing unit 320e) extracts the PN code used at the time of embedding from the filter output value (output value of expression (1)) in the two-dimensional correlation calculation process, and calculates the correlation absolute value of this PN code. To do.

このとき,フィルタ出力値が一つの信号パターンにつき多ビットで得られる場合(たとえば,図2に示したように,一つの信号パターンが2ビットの情報を持つ場合)は,埋め込みに使用したビットプレーン(LSB側のビットまたはMSB側のビット)を相関演算に使用する。   At this time, if the filter output value can be obtained with multiple bits per signal pattern (for example, if one signal pattern has 2-bit information as shown in FIG. 2), the bit plane used for embedding (LSB side bit or MSB side bit) is used for correlation calculation.

たとえば,フィルタA,フィルタBの2種類のフィルタを用いた場合,2次元相関演算に用いる入力値は,次のようになる。たとえば,フィルタ出力値F(A,x,y)がフィルタ出力値F(B,x,y)以上の場合,2次元相関演算に用いる入力値は,式(1)を用いて求められたF(A,x,y)となる。一方,フィルタ出力値F(A,x,y)がフィルタ出力値F(B,x,y)より小さい場合,2次元相関演算に用いる入力値は,−F(B,x,y)となる。   For example, when two types of filters, filter A and filter B, are used, the input values used for the two-dimensional correlation calculation are as follows. For example, when the filter output value F (A, x, y) is greater than or equal to the filter output value F (B, x, y), the input value used for the two-dimensional correlation calculation is F obtained using the equation (1). (A, x, y). On the other hand, when the filter output value F (A, x, y) is smaller than the filter output value F (B, x, y), the input value used for the two-dimensional correlation calculation is −F (B, x, y). .

フィルタが4種類の場合,各フィルタの種類によって「11」,「10」,「01」および「00」の4種類のディジタル値を表現できるが,最も大きいフィルタ出力値に相当するディジタル値のなかで同期コードを使用するのに使用したビットプレーンが「1」の場合はF(M,x,y),「0」の場合は−F(M,x,y)としてもよい。ただし,F(M,x,y)は,もっとも出力値の大きかったフィルタMの出力値を指す。   When there are four types of filters, four types of digital values of “11”, “10”, “01”, and “00” can be expressed depending on the type of each filter. Among the digital values corresponding to the largest filter output value, When the bit plane used to use the synchronization code is “1”, it may be F (M, x, y), and when it is “0”, it may be −F (M, x, y). However, F (M, x, y) indicates the output value of the filter M having the largest output value.

具体的には,2ビットの情報を示す信号パターンについて,フィルタAに対応する信号パターンs1が示す情報を「11」,フィルタBに対応する信号パターンs2が示す情報を「10」,フィルタCに対応する信号パターンs3が示す情報を「01」,フィルタDに対応する信号パターンs4が示す情報を「00」とする。このとき,各4つの信号パターンのMSB側のビットに同期コードを埋め込んだ場合(埋め込みに使用したビットプレーンがMSB側のビットである場合),ビットプレーンがフィルタA,Bにより示される「1」のとき,もっとも出力値の大きかったフィルタMの出力値F(M,x,y)を2次元相関演算に用いる。一方,ビットプレーンがフィルタC,Dにより示される「0」のとき,もっとも出力値の大きかったフィルタMの出力値F(M,x,y)に−符号を付加した−F(M,x,y)を2次元相関演算に用いる。   Specifically, for the signal pattern indicating 2-bit information, the information indicated by the signal pattern s1 corresponding to the filter A is “11”, the information indicated by the signal pattern s2 corresponding to the filter B is “10”, and the filter C is indicated. Information indicated by the corresponding signal pattern s3 is “01”, and information indicated by the signal pattern s4 corresponding to the filter D is “00”. At this time, when the synchronization code is embedded in the MSB side bits of each of the four signal patterns (when the bit plane used for embedding is the MSB side bit), the bit plane is “1” indicated by the filters A and B. In this case, the output value F (M, x, y) of the filter M having the largest output value is used for the two-dimensional correlation calculation. On the other hand, when the bit plane is “0” indicated by the filters C and D, −F (M, x, y) is obtained by adding a sign to the output value F (M, x, y) of the filter M having the largest output value. y) is used for the two-dimensional correlation calculation.

ここで,図17に示したように,フィルタ結果内に存在する信号の間隔がpの場合,相関演算は,フィルタ結果内のpだけ離れている点の集合単位で行われる。たとえば,Nビットの同期コードとの相関を演算する場合,使用するフィルタ出力値は,{F(Mx,y,x,y),F(Mx+p,y,x+p,y),F(Mx+2p,y,x+2p,y),・・・,F(Mx+Np,y,x+Np,y)}となる。 Here, as shown in FIG. 17, when the interval of signals existing in the filter result is p, the correlation calculation is performed in units of sets that are separated by p in the filter result. For example, when calculating the correlation with an N-bit synchronization code, the filter output values to be used are {F (M x, y , x, y), F (M x + p, y , x + p, y), F (M x + 2p, y , x + 2p, y),..., F (M x + Np, y , x + Np, y)}.

たとえば,図18に示したように,1つの信号を15画素×15画素で生成し,同じ解像度で印刷・スキャンした場合,1つの信号は,入力画像上で15画素×15画素となる。これをこのまま間引き無しで1画素づつ,水平方向にずらしながらフィルタ処理を行うとフィルタ処理結果内の信号間隔pは「15」となる。この間隔pで相関演算を行うことにより,水平方向の相関値(1次元相関値)が求められる。水平方向の相関絶対値は,水平方向の相関値の絶対値として求められる。   For example, as shown in FIG. 18, when one signal is generated by 15 pixels × 15 pixels and printed and scanned at the same resolution, one signal becomes 15 pixels × 15 pixels on the input image. If the filter processing is performed while shifting this pixel by pixel in the horizontal direction without thinning, the signal interval p in the filter processing result is “15”. By performing a correlation calculation at this interval p, a horizontal correlation value (one-dimensional correlation value) is obtained. The horizontal correlation absolute value is obtained as the absolute value of the horizontal correlation value.

つぎに,図19に示したように,15画素×15画素で生成された1つの信号を,このまま間引き無しで1画素づつ,垂直方向にずらしながらフィルタ処理を行うとフィルタ処理結果内の信号間隔pは「15」となる。この間隔pで水平方向の相関演算結果を垂直方向に相関演算することにより,2次元の相関値が求められる。2次元相関絶対値は,2次元相関値の絶対値として求められる。   Next, as shown in FIG. 19, when one signal generated by 15 pixels × 15 pixels is subjected to filter processing while shifting in the vertical direction one pixel at a time without any thinning, the signal interval in the filter processing result is obtained. p is “15”. A two-dimensional correlation value is obtained by performing a correlation calculation in the vertical direction on the correlation calculation result in the horizontal direction at this interval p. The two-dimensional correlation absolute value is obtained as the absolute value of the two-dimensional correlation value.

このようにして,フィルタ出力値のピークを探す同期処理を行わずに相関演算処理を行うことができ,また,ピーク探索の同期ミスによる同期コードの欠落を防ぐことができる。   In this way, correlation calculation processing can be performed without performing synchronization processing for searching for the peak of the filter output value, and synchronization code loss due to peak search synchronization errors can be prevented.

以上の2次元相関演算を式にまとめると,位置(x,y)での相関値R(x,y)は,以下の式(5)にて算出される。
Summarizing the above two-dimensional correlation calculation into an equation, the correlation value R (x, y) at the position (x, y) is calculated by the following equation (5).

ただし,
p:フィルタ結果内の信号間隔
x+pi,y+pj:位置(x+pi,y+pj)で最もフィルタ出力値の高かったフィルタ
F(Mx+pi,y+pj,x+pi,y+pj):位置(x+pi,y+pj)で最もフィルタ出力値の高かったフィルタの出力値
However,
p: Signal interval M x + pi, y + pj in the filter result: filter F (M x + pi, y + pj , x + pi, y + pj) having the highest filter output value at the position (x + pi, y + pj): most filter output at the position (x + pi, y + pj) Output value of filter with high value

相関値R(x,y)は,水平方向の相関演算と垂直方向の相関演算とを組み合わせた2次元相関演算であり,以下に示すような水平方向の相関演算と垂直方向の相関演算とに分けることができる。   The correlation value R (x, y) is a two-dimensional correlation calculation that combines a horizontal correlation calculation and a vertical correlation calculation. For the horizontal correlation calculation and the vertical correlation calculation shown below, Can be divided.

すなわち,水平方向の相関演算は,次式で表される。
That is, the horizontal correlation calculation is expressed by the following equation.

また,垂直方向の相関演算は,次式で表される。
Also, the correlation calculation in the vertical direction is expressed by the following equation.

または,処理単純化のため,次の式(6)を用いることもできる。
Alternatively, for simplification of processing, the following equation (6) can be used.

この式(6)のように単純化した場合の2次元相関演算に用いる入力値は,フィルタA,フィルタBの2種類のフィルタを用いた場合,たとえばフィルタ出力値F(A,x,y)が,フィルタ出力値F(B,x,y)以上の場合,「1」(=sgn(1))の値をとり,フィルタ出力値F(A,x,y)が,フィルタ出力値F(B,x,y)より小さい場合,「−1」(=sgn(0))の値をとる。   The input value used for the two-dimensional correlation calculation in the case of simplification as shown in this equation (6) is, for example, the filter output value F (A, x, y) when two types of filters, filter A and filter B, are used. Is greater than or equal to the filter output value F (B, x, y), the value “1” (= sgn (1)) is taken, and the filter output value F (A, x, y) becomes the filter output value F ( If it is smaller than B, x, y), it takes a value of “−1” (= sgn (0)).

このようにして求められた入力値を用いた2次元相関演算は,フィルタ出力結果を1〜数ドットづつずらすことにより行われる。CPU(相関演算処理部320e)は,図10のステップS304bにて,各1次元の相関演算を式(5)を用いて逐次計算することにより以上に説明した2次元相関演算を行ってもよいし,式(6)を用いて一度に計算することにより以上に説明した2次元相関演算を行ってもよい。   The two-dimensional correlation calculation using the input value thus obtained is performed by shifting the filter output result by one to several dots. The CPU (correlation calculation processing unit 320e) may perform the above-described two-dimensional correlation calculation by sequentially calculating each one-dimensional correlation calculation using equation (5) in step S304b of FIG. However, the two-dimensional correlation calculation described above may be performed by calculating at once using Equation (6).

Nビットの最長符号を2次元に拡張したN×Nサイズの同期コードの場合,位相(すなわち,画像の回転角)が完全に一致する場合,相関絶対値|R(x,y)|は,「1」の値をとり,水平方向および垂直方向にて共にまったく一致しない場合,相関絶対値|R(x,y)|は,1/Nの値をとる。換言すると,CPU(フィルタ処理部320b)によって得られたフィルタ出力値のうち,実際に同期コードと一致した部分のみ,相関絶対値は高くなり,一致しない部分の相関絶対値は低くなる。 In the case of an N × N sized synchronization code obtained by extending the longest N-bit code in two dimensions, if the phases (that is, the rotation angles of the images) completely match, the correlation absolute value | R (x, y) | If a value of “1” is taken and neither the horizontal direction nor the vertical direction match at all, the correlation absolute value | R (x, y) | takes a value of 1 / N 2 . In other words, of the filter output values obtained by the CPU (filter processing unit 320b), only the portion that actually matches the synchronization code has a high correlation absolute value, and the non-matching portion has a low correlation absolute value.

たとえば,前述したように,図18および図19には,フィルタ処理の結果に対して,1ビットづつ同期コードのPN符号を水平方向および垂直方向にそれぞれ走査していき,この同期コードのPN符号に対する相関値を演算した結果,同期コードのPN符号と一致した位置では,相関値は「1」となり,最も相関が高くなる。そして,同期コードのPN符号との不一致が多くなるにつれて相関値は低くなる。この相関絶対値と画像の回転角との関係を利用して,相関絶対値から固有の回転角が求められる。   For example, as described above, in FIG. 18 and FIG. 19, the PN code of the synchronization code is scanned in the horizontal direction and the vertical direction bit by bit with respect to the result of the filter processing, respectively. As a result of calculating the correlation value for, the correlation value is “1” at the position that matches the PN code of the synchronization code, and the correlation is the highest. The correlation value decreases as the number of mismatches between the synchronization code and the PN code increases. Using the relationship between the correlation absolute value and the rotation angle of the image, a specific rotation angle is obtained from the correlation absolute value.

そこで,まず,CPU(相関演算処理部320e)は,上述した2次元相関演算により各回転角に対応した同期コードの相関絶対値|R(x,y)|を算出する。その後,CPU(回転角検出部320d)は,入力画像の所定範囲に対するフィルタ処理結果に基づいて算出された相関絶対値|R(x,y)|の最大値に対応する固有の回転角を画像の回転角として検出する。   Therefore, first, the CPU (correlation calculation processing unit 320e) calculates the absolute value | R (x, y) | of the synchronization code corresponding to each rotation angle by the above-described two-dimensional correlation calculation. Thereafter, the CPU (rotation angle detection unit 320d) displays the unique rotation angle corresponding to the maximum value of the correlation absolute value | R (x, y) | calculated based on the filter processing result for the predetermined range of the input image. It is detected as the rotation angle.

ここで,複数の同期コードが画像に一つ埋め込まれている場合,入力画像の所定の範囲は,入力画像全体の範囲でもよい。一方,図20に示したように,複数の同期コードが画像に埋め込まれている場合,入力画像の所定の範囲は,隣り合う同期コードの距離から算出される所定の範囲(たとえば,同期コードを中心として水平方向の一辺がBw,垂直方向の一辺がBhで示される矩形範囲)とすることができる。   Here, when one of a plurality of synchronization codes is embedded in the image, the predetermined range of the input image may be a range of the entire input image. On the other hand, as shown in FIG. 20, when a plurality of synchronization codes are embedded in an image, the predetermined range of the input image is a predetermined range calculated from the distance between adjacent synchronization codes (for example, the synchronization code is A rectangular range in which one side in the horizontal direction is indicated by Bw and one side in the vertical direction is indicated by Bh as a center.

つぎに,CPUは,図10のステップS304cにて,検出された画像の回転角に基づき,フィルタ出力値を補正することにより画像の傾きをなくす。   Next, the CPU eliminates the inclination of the image by correcting the filter output value based on the detected rotation angle of the image in step S304c of FIG.

最後に,CPUは,情報抽出(復元)の段階にて(図7のステップS305),次のようにフィルタに対応する情報を抽出する。
情報「11」を検出するフィルタ:F((4+i)mod10,x,y)

情報「10」を検出するフィルタ:F((6+i)mod10,x,y)

情報「01」を検出するフィルタ:F((9+i)mod10,x,y)

情報「00」を検出するフィルタ:F((1+i)mod10,x,y)
Finally, in the information extraction (restoration) stage (step S305 in FIG. 7), the CPU extracts information corresponding to the filter as follows.
Filter for detecting information “11”: F ((4 + i) mod10, x, y)

Filter for detecting information “10”: F ((6 + i) mod10, x, y)

Filter for detecting information “01”: F ((9 + i) mod10, x, y)

Filter for detecting information “00”: F ((1 + i) mod10, x, y)

以上,本実施形態によれば,画像上の文字や罫線を用いることなく,同期コードのみを利用することにより,数度以上90以下の画像の回転角が検出される。これにより,検出された回転角から画像の回転を補正することができる。特に,同期コードとの相関値を使用して回転角を検出するため,第1実施形態のようにフィルタ出力値を使用して回転角を検出する場合と比較してノイズに強い。この結果,より精度良く回転角を検出することができる。   As described above, according to the present embodiment, the rotation angle of the image of several degrees or more and 90 or less is detected by using only the synchronization code without using characters or ruled lines on the image. Thereby, the rotation of the image can be corrected from the detected rotation angle. In particular, since the rotation angle is detected using the correlation value with the synchronization code, it is more resistant to noise than when the rotation angle is detected using the filter output value as in the first embodiment. As a result, the rotation angle can be detected with higher accuracy.

<B.数度程度の入力画像の回転角を検出する場合>
(第3実施形態)
次に,第3実施形態について説明する。本実施形態にかかる透かし情報処理装置10では,画像に埋め込まれた複数の同期コードに基づいて入力画像の数度程度の回転角が検出される点において,画像に埋め込まれた一つ以上の同期コードに基づいて数度以上90度以下の回転角が検出される第2実施形態にかかる透かし情報処理装置10と機能上相異する。以下では,この相違点を中心に説明する。
<B. When detecting the rotation angle of an input image of several degrees>
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In the watermark information processing apparatus 10 according to the present embodiment, one or more synchronizations embedded in an image are detected in that a rotation angle of about several degrees of the input image is detected based on a plurality of synchronization codes embedded in the image. This is functionally different from the watermark information processing apparatus 10 according to the second embodiment in which a rotation angle of several degrees to 90 degrees is detected based on the code. In the following, this difference will be mainly described.

(透かし情報埋め込み装置100の動作)
本実施形態では,透かし情報埋め込み装置100のCPU(透かし入り文書画像合成部130)は,図20および図21に示したように,同期コードを画像(出力画像)に複数配置する。同期コードを配置する位置は,等間隔であってもよいし,非等間隔であってもよい。ただし,検出側(透かし情報検出装置300)が,入力する画像に埋め込まれた複数の同期コードの各位置を把握できる必要がある。なお,図20および図21では,同期コードは,等間隔に配置されている。同期コードが埋め込まれていない位置には,その他の情報が埋め込まれていてもよい。
(Operation of watermark information embedding device 100)
In the present embodiment, the CPU (watermarked document image composition unit 130) of the watermark information embedding device 100 places a plurality of synchronization codes in an image (output image) as shown in FIGS. The positions where the synchronization codes are arranged may be equally spaced or non-equally spaced. However, the detection side (watermark information detection apparatus 300) needs to be able to grasp each position of a plurality of synchronization codes embedded in an input image. In FIGS. 20 and 21, the synchronization codes are arranged at equal intervals. Other information may be embedded at a position where the synchronization code is not embedded.

CPUは,図21の中央の枠内に示したように,1つの信号パターンが1ビットの情報を表す場合は,情報「0」を示す信号パターンと情報「1」を示す信号パターンとを組み合わせることにより同期コードを生成し,生成された同期コードを画像に埋め込んでもよい。   As shown in the middle frame of FIG. 21, when one signal pattern represents 1-bit information, the CPU combines a signal pattern indicating information “0” and a signal pattern indicating information “1”. Thus, the synchronization code may be generated, and the generated synchronization code may be embedded in the image.

また,1信号パターンで複数ビットの情報を表す場合,複数ビット中の1ビットが同期コードに割り当てられ,その他のビットが情報の埋め込みに使用される。たとえば,信号パターンが2個ある場合,1個の信号パターンは,nビットの情報を表現することができる。一例としては,図2の枠内に示した信号パターンの場合,4個の信号パターンによって,2ビットの情報を表現することができる。 When a single signal pattern represents information of a plurality of bits, one bit among the plurality of bits is assigned to the synchronization code, and the other bits are used for information embedding. For example, when there are 2 n signal patterns, one signal pattern can represent n-bit information. As an example, in the case of the signal pattern shown in the frame of FIG. 2, 2-bit information can be expressed by four signal patterns.

(透かし情報検出装置300の動作)
上述したように,透かし情報検出装置300のCPU(相関演算処理部320e)は,式(5)または式(6)に示した2次元相関演算を用いて同期コードの相関絶対値|R(x,y)|を求める。この同期コードの相関演算による同期位置の検出は,画像の数度程度の回転にはさほど影響を受けずに実行することが可能だが,その理由を以下に述べる。
(Operation of Watermark Information Detection Device 300)
As described above, the CPU (correlation calculation processing unit 320e) of the watermark information detection apparatus 300 uses the two-dimensional correlation calculation shown in Expression (5) or Expression (6) to calculate the correlation absolute value | R (x , Y) | The detection of the synchronization position by the correlation calculation of the synchronization code can be executed without being affected by the rotation of the image several degrees. The reason will be described below.

傾いた画像をフィルタ処理すると,フィルタ処理結果の並びは,画像の傾きと同様に傾く。図22に回転角θが約3度傾いた画像をフィルタ処理した結果の一例を示す。フィルタ処理の結果,各信号パターンに対するフィルタ出力ピーク値が均等に並んでいるとすると,長さNの水平方向PN符号は,図22に簡略化して示したように,フィルタ結果上では幅pN,高さpの矩形が傾いた状態となる。   When a tilted image is filtered, the filter processing result is tilted in the same manner as the image tilt. FIG. 22 shows an example of the result of filtering an image with the rotation angle θ tilted by about 3 degrees. Assuming that the filter output peak values for each signal pattern are evenly arranged as a result of the filter processing, the horizontal direction PN code of length N has a width pN on the filter result, as shown in a simplified manner in FIG. The rectangle with the height p is inclined.

このような状態の入力画像に対して,CPU(相関演算処理部320e)が,画像が傾いていない場合と同様に水平方向に相関を演算しても,CPU(相関演算処理部320e)は,多少の傾きでは誤った信号を抽出しない。ただし,CPU(相関演算処理部320e)は,その画像の傾きを知らないために,場所によってはフィルタ出力結果に対して上下異なる信号の出力値を参照してしまうことも起こり得る。   Even if the CPU (correlation calculation processing unit 320e) calculates the correlation in the horizontal direction as in the case where the image is not inclined with respect to the input image in such a state, the CPU (correlation calculation processing unit 320e) A slight inclination does not extract the wrong signal. However, since the CPU (correlation calculation processing unit 320e) does not know the inclination of the image, it may happen that the output value of a different signal is referred to the filter output result depending on the location.

たとえば,図22の中心の信号について中心が完全に一致し,かつ,画像の傾きがθ,同期コードの長さがN(N信号),信号の間隔がpとすると,両端での読み取り位置の信号中心からのズレdは,次の式(7)で表すことができる。
For example, if the center of the center signal in FIG. 22 is completely coincident, the inclination of the image is θ, the length of the synchronization code is N (N signal), and the signal interval is p, the reading positions at both ends are The deviation d from the signal center can be expressed by the following equation (7).

たとえば,フィルタ出力値が十分に大きい範囲を,フィルタの中心から,αp/2の範囲(各信号中の円内)だと仮定する。ただし,α>0,また,多くの場合α≦1.0である。このとき,
の条件が成り立つ範囲では,フィルタ出力が十分強く,情報の確度が高いために,同期コードの情報を読み取ることができる。この結果,CPU(相関演算処理部320e)は,回転によるズレの影響を受けることなく,同期コードの相関絶対値|R(x,y)|を求めることができる。
For example, it is assumed that a sufficiently large range of the filter output value is a range of αp / 2 (within a circle in each signal) from the center of the filter. However, α> 0 and in many cases α ≦ 1.0. At this time,
In the range where the above condition is satisfied, the filter output is sufficiently strong and the information accuracy is high, so that the information of the synchronization code can be read. As a result, the CPU (correlation calculation processing unit 320e) can obtain the correlation code absolute value | R (x, y) | of the synchronization code without being affected by the deviation caused by the rotation.

前述したように,同期コードは2次元である。このため,図23に示したように,同期コードの中心から最も離れた位置にある信号は4隅の信号となり,中心の信号より若干遠くに位置する。この場合,4隅の信号の読み取り位置と実際の信号の中心とのズレは,次の式(8)で表すことができる。
As described above, the synchronization code is two-dimensional. For this reason, as shown in FIG. 23, the signal at the position farthest from the center of the synchronization code becomes the signal at the four corners, and is positioned slightly far from the signal at the center. In this case, the deviation between the signal reading positions at the four corners and the center of the actual signal can be expressed by the following equation (8).

上述したように,フィルタ出力値が十分大きい範囲を,フィルタの中心から,αp/2の範囲(各信号の円内)とすると,
の条件が成り立つ範囲では,フィルタ出力が十分強く,情報の確度が高いために,同期コードの情報を読み取ることができる。
As described above, if the range where the filter output value is sufficiently large is the range of αp / 2 from the center of the filter (within the circle of each signal),
In the range where the above condition is satisfied, the filter output is sufficiently strong and the information accuracy is high, so that the information of the synchronization code can be read.

この結果,CPU(相関演算処理部320e)は,回転によるズレの影響を受けることなく,同期コードの相関絶対値|R(x,y)|を求めることができる。   As a result, the CPU (correlation calculation processing unit 320e) can obtain the correlation code absolute value | R (x, y) | of the synchronization code without being affected by the deviation caused by the rotation.

上記(8)式を逆算すると,以下の式(9)が算出される。よって,画像の回転角θが式(9)を満たす範囲では,同期コードの情報抽出に画像の回転がほとんど影響を及ぼさない。
When the above equation (8) is calculated backward, the following equation (9) is calculated. Therefore, in the range where the rotation angle θ of the image satisfies Expression (9), the rotation of the image hardly affects the information extraction of the synchronization code.

上記式(9)のαに「0.8」,Nに「15」(同期コードが15画素×15画素(15信号×15信号)であることを示す)を代入すると,回転角θの最大値は約2.3度となる。すなわち,約2.3度の画像傾きは15×15信号サイズの同期コード抽出にほとんど影響を及ぼさないことが分かる。なお,αの値は,印刷環境やスキャン環境によって左右されるパラメータであり,実用上,印刷環境やスキャン環境を想定し実用上十分なフィルタ出力値が得られる値でなければならない。   Substituting “0.8” into α in the above equation (9) and “15” into N (indicating that the synchronization code is 15 pixels × 15 pixels (15 signals × 15 signals)), the maximum rotation angle θ The value is about 2.3 degrees. That is, it can be seen that an image inclination of about 2.3 degrees has little effect on the extraction of the 15 × 15 signal size synchronization code. Note that the value of α is a parameter that depends on the printing environment and the scanning environment, and should be a value that allows practically sufficient filter output values assuming the printing environment and the scanning environment.

たとえば,回転角θ=3.2度の場合,同期コード15信号×15信号(15画素×15画素)のうち,中心の11信号×11信号は,ほとんど誤りなく検出される。また,回転角θ=4度の場合,同期コード15信号×15信号のうち,中心の9信号×9信号は,ほとんど誤りなく検出される。これは,同期コードに15ビットの最長符号等を用いた場合,回転角を検出するために十分な長さといえる。以上の理由から,以下の説明において,CPU(相関演算処理部320e)は,画像の回転を意識せずに2次元相関演算を行う。   For example, in the case of the rotation angle θ = 3.2 degrees, the central 11 signals × 11 signals among the synchronization code 15 signals × 15 signals (15 pixels × 15 pixels) are detected with almost no error. When the rotation angle θ = 4 degrees, the center 9 signals × 9 signals among the synchronization code 15 signals × 15 signals are detected with almost no error. This can be said to be long enough to detect the rotation angle when the longest code of 15 bits is used as the synchronization code. For the above reason, in the following description, the CPU (correlation calculation processing unit 320e) performs two-dimensional correlation calculation without regard to image rotation.

ここで,2次元相関演算の同期コードとしては,同期コードとの自己相関絶対値が,同期コードとそれ以外の系列との相関絶対値よりも大きくなるコード(符号列)が使用される。自己相関絶対値は,通常,最大値となる。しかし,印刷された同期コードが,微小に回転してスキャンされると,スキャンされた同期コードの一部(たとえば,周辺部)が,本来の同期コードと異なるため,本来の同期コードのまま完全に読み取ることができず,一部誤った同期コードとして検出(すなわち,自己相関絶対値は最大値より小さい値として検出)されてしまう。   Here, as a synchronization code for the two-dimensional correlation calculation, a code (code string) having an autocorrelation absolute value with the synchronization code larger than a correlation absolute value between the synchronization code and other sequences is used. The autocorrelation absolute value is usually the maximum value. However, when the printed synchronization code is scanned with a slight rotation, a part of the scanned synchronization code (for example, the peripheral part) is different from the original synchronization code. Therefore, it is detected as a partially incorrect synchronization code (that is, the autocorrelation absolute value is detected as a value smaller than the maximum value).

本実施形態では,こうした一部誤った同期コードとの相関演算により求められる自己相関絶対値であっても,同期コードとそれ以外の系列(元々まったく異なっているコードや位相がずれたコード)との相関演算により求められる相関絶対値よりも大きくなる系列パターンを使用する。これにより,同期コードをさらに精度よく検出することができる。   In this embodiment, even if the autocorrelation absolute value is obtained by correlation calculation with such partially incorrect synchronization code, the synchronization code and other sequences (codes that are completely different or codes that are out of phase) A sequence pattern that is larger than the correlation absolute value obtained by the correlation calculation is used. As a result, the synchronization code can be detected with higher accuracy.

したがって,画像が大きく回転した場合にも同期コードを精度よく検出するためには,同期コードの自己相関絶対値が,同期コードとそれ以外の系列との相関絶対値よりも「十分に」大きいコードを使用することが好ましい。   Therefore, in order to detect the synchronization code accurately even when the image is greatly rotated, a code in which the autocorrelation absolute value of the synchronization code is “sufficiently” larger than the correlation absolute value of the synchronization code and other sequences. Is preferably used.

なお,同期コードの自己相関絶対値には,同期コード自身をそのまま自己相関して求められる値,同期コードを反転したコードと同期コード自身とを相関して求められる値,および,同期コードを反転したコード同士をそのまま自己相関して求められる値が含まれる。   The autocorrelation absolute value of the sync code is the value obtained by autocorrelation of the sync code itself, the value obtained by correlating the code with the sync code inverted and the sync code itself, and the sync code inverted. The value obtained by autocorrelating the codes as they are is included.

このような性質を持つ同期コードを用いて,CPUは,図7のステップS301〜ステップS303の処理後,画像の回転を意識せずに,ステップS304の信号検出処理を実行する。具体的には,CPU(フィルタ処理部320b)は,図24のステップS304aにて,前述したフィルタ演算処理を実行する。つぎに,CPU(相関演算処理部320e)は,ステップS304dにて2次元相関演算処理を実行する。   Using the synchronization code having such a property, the CPU executes the signal detection process of step S304 without being aware of the rotation of the image after the process of steps S301 to S303 in FIG. Specifically, the CPU (filter processing unit 320b) executes the above-described filter calculation process in step S304a of FIG. Next, the CPU (correlation calculation processing unit 320e) executes a two-dimensional correlation calculation process in step S304d.

たとえば,図20に示したように複数の同期コードが均等に画像に埋め込まれている場合,フィルタ演算処理の結果は図25の左側のようになり,2次元相関演算の結果は図25の右側のようになる。2次元相関演算の結果のうち,黒い部分は相関絶対値の高い部分を示し,グレーの部分は低い部分を示している。このことから,相関値が高い位置に,同期コードが埋め込まれていることがわかる。これを利用して,CPU(回転角検出部320d)は,この2次元相関演算の結果から同期コードの位置を検出する。   For example, when a plurality of synchronization codes are equally embedded in the image as shown in FIG. 20, the result of the filter calculation process is as shown on the left side of FIG. 25, and the result of the two-dimensional correlation calculation is the right side of FIG. become that way. Among the results of the two-dimensional correlation calculation, the black portion indicates a portion with a high correlation absolute value, and the gray portion indicates a low portion. From this, it can be seen that the synchronization code is embedded at the position where the correlation value is high. Using this, the CPU (rotation angle detector 320d) detects the position of the synchronization code from the result of the two-dimensional correlation calculation.

図25に示したように,検出された複数の同期コードの位置は,画像が傾いている角度と同じ角度だけ傾いている。そこで,CPU(回転角検出部320d)は,ステップS304bの回転角検出処理にて,2次元相関演算処理の結果から,複数の同期コードの位置を検出する。そして,CPU(回転角検出部320d)は,複数の同期コードの位置から画像の傾き角度(回転角θ)を求める。   As shown in FIG. 25, the positions of the detected plurality of synchronization codes are inclined by the same angle as the angle at which the image is inclined. Therefore, the CPU (rotation angle detection unit 320d) detects the positions of a plurality of synchronization codes from the result of the two-dimensional correlation calculation process in the rotation angle detection process in step S304b. Then, the CPU (rotation angle detection unit 320d) obtains the inclination angle (rotation angle θ) of the image from the positions of the plurality of synchronization codes.

ここで,2次元相関演算処理の結果から,同期コードの位置を検出する処理について詳細に説明する。CPU(回転角検出部320d)は,2次元相関演算結果の中から最も相関絶対値の大きい同期コード位置を検索初期値とし,図26に示したように,左右Bw,上下Bhだけ離れた部分に対して,それぞれ,所定の探索範囲内での相関絶対値の最大値を求め,そこを隣接する同期コードの位置とする。   Here, a process for detecting the position of the synchronization code from the result of the two-dimensional correlation calculation process will be described in detail. The CPU (rotation angle detection unit 320d) uses the synchronization code position having the largest correlation absolute value from the two-dimensional correlation calculation results as a search initial value, and as shown in FIG. 26, a part separated by left and right Bw and upper and lower Bh. For each, the maximum value of the correlation absolute value within a predetermined search range is obtained and used as the position of the adjacent synchronization code.

たとえば,図26に示したように,基準となる同期コードの位置を(x1,y1)とすると,その位置から右方向に隣接する同期コードを検索する場合,CPUは,右方向にBwだけ離れた部分を中心として,所定の探索範囲だけ探索する。このとき,所定の探索範囲は,図26の探索ウィンドウに示したように,x方向にw,y方向にhとなる。すなわち,x方向の探索範囲は,x1+Bw−(w/2)<x<x1+Bw+(w/2)となる。また,y方向の探索範囲は,y1−(h/2)<y<y1+(h/2)となる。   For example, as shown in FIG. 26, assuming that the position of the reference synchronization code is (x1, y1), when searching for a synchronization code adjacent in the right direction from that position, the CPU is separated by Bw in the right direction. A predetermined search range is searched centering on this part. At this time, the predetermined search range is w in the x direction and h in the y direction, as shown in the search window of FIG. That is, the search range in the x direction is x1 + Bw− (w / 2) <x <x1 + Bw + (w / 2). The search range in the y direction is y1− (h / 2) <y <y1 + (h / 2).

また,基準となる同期コードの位置から上方向に隣接する同期コードを検索する場合,CPUは,上方向にBhだけ離れた部分を中心として,上記所定の探索範囲だけ探索する。すなわち,x方向の探索範囲は,x1−(w/2)<x<x1+(w/2)となる。y方向の探索範囲は,y1+Bh−(h/2)<y<y1+Bh+(h/2)となる。   Further, when searching for a synchronization code adjacent in the upward direction from the position of the reference synchronization code, the CPU searches for the predetermined search range centering on a portion separated by Bh in the upward direction. That is, the search range in the x direction is x1− (w / 2) <x <x1 + (w / 2). The search range in the y direction is y1 + Bh− (h / 2) <y <y1 + Bh + (h / 2).

このようにして,所定の探索範囲で最大となる絶対相関値の位置に基づいて右方向に隣接した同期コードおよび上方向に隣接した同期コードが求められる。そして,以上の探索を繰り返すことにより全体の同期コードの位置が求められる。   In this way, the synchronization code adjacent in the right direction and the synchronization code adjacent in the upward direction are obtained based on the position of the absolute correlation value that is maximum in the predetermined search range. The position of the entire synchronization code is obtained by repeating the above search.

以上のようにして,すべての同期コードの位置を決定した後,CPUは,この同期コードの位置に基づいて画像の回転方向と回転角とを計算する。たとえば,埋め込まれた同期コードのうち,左右に隣接するいずれか2個の同期コードの位置を,図27に示した座標(x1,y1)および座標(x2,y2)と検出した場合,CPUは,画像の回転角θを次の式(10)を用いて求める。
After determining the positions of all the synchronization codes as described above, the CPU calculates the rotation direction and rotation angle of the image based on the positions of the synchronization codes. For example, when the positions of any two of the embedded synchronization codes adjacent to the left and right are detected as the coordinates (x1, y1) and coordinates (x2, y2) shown in FIG. The rotation angle θ of the image is obtained using the following equation (10).

この結果,画像の回転角θが,予め定められた範囲を超えない場合,CPU(回転角検出部320d)は,図24のステップS304eにて「Yes」と判定して,信号処理を終了する。一方,画像の回転角θが,予め定められた範囲を超える場合,CPU(回転角検出部320d)は,ステップS304eにて「No」と判定して,ステップS304fに進んで,求められた回転角θを用いて画像をずれた方向と反対方向に回転することにより,画像の回転方向のずれを補正する。   As a result, when the rotation angle θ of the image does not exceed the predetermined range, the CPU (rotation angle detection unit 320d) determines “Yes” in step S304e in FIG. 24 and ends the signal processing. . On the other hand, when the rotation angle θ of the image exceeds a predetermined range, the CPU (rotation angle detection unit 320d) determines “No” in step S304e, proceeds to step S304f, and determines the rotation obtained. By using the angle θ to rotate the image in the direction opposite to the direction in which the image is shifted, the shift in the rotation direction of the image is corrected.

その後,CPUは,再びステップS304aに戻り,ステップS304eにて「Yes」と判定されるまで,補正後の画像を用いて,ステップS304a,ステップS304d,ステップS304b,ステップS304eおよびステップS304fの処理を繰り返す。   Thereafter, the CPU returns to step S304a again, and repeats the processing of step S304a, step S304d, step S304b, step S304e, and step S304f using the corrected image until it is determined as “Yes” in step S304e. .

なお,ステップS304eにて用いられる予め定められた範囲の一例としては,±0.1度が挙げられる。すなわち,画像の回転角θが±0.1度の範囲内である場合は,CPUは,画像回転処理を行わずに処理を終了し,画像の回転角θが±0.1度を超える場合のみ画像回転処理を行うようにしてもよい。   An example of the predetermined range used in step S304e is ± 0.1 degrees. That is, when the image rotation angle θ is within a range of ± 0.1 degrees, the CPU ends the process without performing the image rotation process, and the image rotation angle θ exceeds ± 0.1 degrees. Only the image rotation process may be performed.

本実施形態によれば,画像上の文字や罫線を用いることなく,電子透かしの地紋の信号パターンのみを用いて画像の数度程度の回転を補正することができる。これにより,CADや斜め罫線の多い画像や,文字や罫線の極端に少ない画像など,様々なタイプの電子文書に対しても,これらの文書に埋め込まれた電子透かしの情報を確実に検出することができる。   According to the present embodiment, it is possible to correct rotation of the image by several degrees using only the signal pattern of the watermark pattern of the digital watermark without using characters or ruled lines on the image. This makes it possible to reliably detect information of digital watermarks embedded in various types of electronic documents, such as images with a lot of CAD and diagonal lines, and images with extremely few characters and lines. Can do.

<C.90度以上の入力画像の回転方向を検出する場合>
前述したように,(A)数度以上90度以下の入力画像の回転角を検出する場合,(B)数度程度の入力画像の回転角を検出する場合では,電子透かしの埋め込まれている画像が90度や180度,270度等に回転しているとき(すなわち,画像が90度より大きく傾いているとき),回転角を検出することができなった。
<C. When detecting the rotation direction of an input image of 90 degrees or more>
As described above, when (A) the rotation angle of the input image of several degrees to 90 degrees is detected, and (B) the rotation angle of the input image of several degrees is detected, a digital watermark is embedded. When the image is rotated to 90 degrees, 180 degrees, 270 degrees, etc. (that is, when the image is tilted more than 90 degrees), the rotation angle cannot be detected.

そこで,以下の実施形態では,画像に埋め込まれた,同期コードを含む透かし情報に対して,4つの2次元ビットパターンとの相関をそれぞれ演算することにより,入力された画像が90度より大きく傾いているときの画像の回転方向を検出可能な透かし情報処理装置10について説明する。   Therefore, in the following embodiment, the input image is inclined more than 90 degrees by calculating the correlation with the four two-dimensional bit patterns for the watermark information including the synchronization code embedded in the image. The watermark information processing apparatus 10 capable of detecting the rotation direction of the image when the image is being read will be described.

(第4実施形態)
まず,第4実施形態について説明する。本実施形態にかかる透かし情報処理装置10では,PN符号について正順と逆順との相関絶対値をそれぞれ求めることにより,その相関絶対値の大小関係から90度単位の画像の回転方向が検出される。以下にその検出方法を説明する。
(Fourth embodiment)
First, the fourth embodiment will be described. In the watermark information processing apparatus 10 according to the present embodiment, the rotation direction of the image in units of 90 degrees is detected from the magnitude relationship between the correlation absolute values by obtaining the correlation absolute values of the forward order and the reverse order for the PN code. . The detection method will be described below.

(透かし情報埋め込み装置100の動作)
本実施形態では,図13に示したように,同期コードには,1次元のPN符号系列を2次元に拡張した2次元PN符号を用いる。
(Operation of watermark information embedding device 100)
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, a two-dimensional PN code obtained by extending a one-dimensional PN code sequence to two dimensions is used as the synchronization code.

CPU(透かし入り文書画像合成部130)は,この2次元に拡張したPN符号からなる同期コードを画像に埋め込む。同期コード自体は信号パターンの集合で構成され,画像に通常埋め込むディジタル情報と同じ方法で,信号パターンに変換され埋め込まれる。   The CPU (watermarked document image synthesizing unit 130) embeds a synchronization code composed of the two-dimensionally expanded PN code in the image. The synchronization code itself is composed of a set of signal patterns, and is converted into a signal pattern and embedded in the same manner as digital information normally embedded in an image.

本実施形態では,埋め込まれる同期コードの数は,図28に示したように,複数であっても単数であってもよい。なお,同期コードを信号位置の同期に使用する場合,同期コードの数を増やすほど同期しやすくなり(画像を補正しやすくなり),画像の変形(たとえば,画像が印刷された紙の汚れやしわ等)に対する耐性が高くなる。   In the present embodiment, the number of embedded synchronization codes may be plural or singular as shown in FIG. When synchronization codes are used for signal position synchronization, the greater the number of synchronization codes, the easier it is to synchronize (the easier it is to correct the image) and the deformation of the image (for example, dirt or wrinkles on the paper on which the image is printed). Etc.).

また,埋め込み時は,たとえば1つの信号パターンが1ビットの情報を表す場合は,図28に示したように,そのまま「0」の情報を示す信号パターンと情報1を示す信号パターンの組み合わせで埋め込んでもよい。また,1信号で複数ビットを表す場合(たとえば,信号パターンが2個ある場合,1個の信号パターンでnビットの情報を表現できる)は,図2に示したように,複数ビット中の1ビットを同期コードに割り当て,その他のビットを情報埋め込みに使用してもよい。 When embedding, for example, when one signal pattern represents 1-bit information, as shown in FIG. 28, the signal pattern indicating “0” and the signal pattern indicating information 1 are embedded as they are. But you can. In addition, when one signal represents a plurality of bits (for example, when there are 2 n signal patterns, n-bit information can be represented by one signal pattern), as shown in FIG. One bit may be assigned to the synchronization code, and the other bits may be used for information embedding.

前述したように,この1次元のPN符号には,符号を前後逆順に並べた符号との相関が十分低い符号系列が用いられる。すなわち,PN符号のビットパターンが正順方向に配列されたパターンか,あるいは,逆順方向に配列されたパターンかわからないPN符号に対して,正順方向に配列されたビットパターンおよび逆順方向に配列されたビットパターンとでそれぞれ相関を演算する。これにより,正順方向の相関絶対値および逆順方向の相関絶対値がそれぞれ求められる。相関演算では,図29に示したように,相関の高い方向の相関絶対値が大きくなる。よって,相関絶対値の大小関係を比較することにより,より大きい相関絶対値が求められた方向に配列されたビットパターンをPN符号として特定することができる。   As described above, a code sequence having a sufficiently low correlation with a code in which codes are arranged in reverse order is used for the one-dimensional PN code. That is, the bit pattern of the PN code is arranged in the forward direction and the bit pattern arranged in the forward direction and the PN code in which the bit pattern of the PN code is not known. The correlation is calculated for each bit pattern. As a result, the correlation absolute value in the forward direction and the correlation absolute value in the reverse direction are obtained. In the correlation calculation, as shown in FIG. 29, the correlation absolute value in the direction of high correlation increases. Therefore, a bit pattern arranged in a direction in which a larger correlation absolute value is obtained can be specified as a PN code by comparing the magnitude relationship of the correlation absolute value.

また,同期コードは,全ビット反転した場合でも相関の絶対値は変わらず,全ビット反転する場合,または,全ビットしない場合で「0」または「1」の情報を表現する。   Further, the synchronization code does not change the absolute value of the correlation even when all bits are inverted, and represents information of “0” or “1” when all bits are inverted or when all bits are not used.

(透かし情報検出装置300の動作)
本実施形態にかかる透かし情報検出装置300の動作について説明する。図30に,本実施形態においてCPU(透かし検出部320)が実行する信号検出処理ルーチンを示したフローチャートを示す。
(Operation of Watermark Information Detection Device 300)
The operation of the watermark information detection apparatus 300 according to this embodiment will be described. FIG. 30 is a flowchart showing a signal detection processing routine executed by the CPU (watermark detection unit 320) in the present embodiment.

ステップS304aのフィルタ演算処理後,CPU(相関演算処理部320e)は,ステップ304dの2次元相関演算処理にて,フィルタ出力値シーケンスに対して,埋め込み時に使用したPN符号の正順および逆順のPN符号との相関値を計算する。なお,フィルタ出力値が1信号パターンにつき多ビットで得られる場合は,埋め込みに使用したビットプレーンを相関演算に使用する。   After the filter calculation process in step S304a, the CPU (correlation calculation processing unit 320e) performs PN codes in the normal order and reverse order of the PN codes used at the time of embedding with respect to the filter output value sequence in the two-dimensional correlation calculation process in step 304d. The correlation value with the code is calculated. When the filter output value is obtained with multiple bits per signal pattern, the bit plane used for embedding is used for correlation calculation.

相関演算処理の入力値は,フィルタA,フィルタBの2種類のフィルタを用いた場合,次のようになる。たとえばフィルタ出力値F(A,x,y)がフィルタ出力値F(B,x,y)以上である場合,相関演算処理の入力値は,F(A,x,y)となる。また,フィルタ出力値F(A,x,y)がフィルタ出力値F(B,x,y)より小さい場合,入力値は,−F(B,x,y)となる。   When two types of filters, filter A and filter B, are used, input values for correlation calculation processing are as follows. For example, when the filter output value F (A, x, y) is greater than or equal to the filter output value F (B, x, y), the input value of the correlation calculation process is F (A, x, y). When the filter output value F (A, x, y) is smaller than the filter output value F (B, x, y), the input value is −F (B, x, y).

フィルタ結果内に存在する信号の間隔がp(図17を参照)である場合,相関演算は,フィルタ結果内のpだけ離れている点の集合単位で行う。たとえば,Nビットの同期コードとの相関演算をとる場合,使用するフィルタ出力値は,{F(Mx,y,x,y),F(Mx+p,y,x+p,y),F(Mx+2p,y,x+2p,y),・・・,F(Mx+Np,y,x+Np,y)}となる。たとえば,1つの信号を18画素で生成し,同じ解像度で印刷・スキャンした場合,1つのシンボルは入力画像上で18画素となる。 When the interval of signals existing in the filter result is p (see FIG. 17), the correlation calculation is performed in units of sets that are separated by p in the filter result. For example, when a correlation operation with an N-bit synchronization code is performed, the filter output values to be used are {F (M x, y , x, y), F (M x + p, y , x + p, y), F (M x + 2p, y , x + 2p, y),..., F (M x + Np, y , x + Np, y)}. For example, when one signal is generated with 18 pixels and printed and scanned with the same resolution, one symbol becomes 18 pixels on the input image.

これをこのまま間引き無しで1画素づつ,ずらしながらフィルタ処理を行うとフィルタ処理結果内の信号間隔p=18となる。相関演算をこの間隔pで行うことにより,フィルタ出力値のピークを探す同期処理を行わずに相関演算処理を行うことができ,また,ピーク探索の同期ミスによる同期コードの欠落を防ぐことができる。   If the filter processing is performed while shifting this pixel by pixel without any thinning, the signal interval p = 18 in the filter processing result is obtained. By performing the correlation calculation at the interval p, the correlation calculation process can be performed without performing the synchronization process for searching for the peak of the filter output value, and the synchronization code can be prevented from being lost due to the peak search synchronization error. .

以上の2次元相関演算を式にまとめると,位置(x,y)での相関値R(x,y)は,式(11)のとおりとなる。
Summarizing the above two-dimensional correlation calculation into an equation, the correlation value R (x, y) at the position (x, y) is as shown in equation (11).

ただし,
p:フィルタ結果内の信号間隔
x+pi,y+pj:位置(x+pi,y+pj)で最もフィルタ出力値の高かったフィルタ
F(Mx+pi,y+pj,x+pi,y+pj):位置(x+pi,y+pj)で最もフィルタ出力値の高かったフィルタの出力値
However,
p: Signal interval M x + pi, y + pj in the filter result: filter F (M x + pi, y + pj , x + pi, y + pj) having the highest filter output value at the position (x + pi, y + pj): most filter output at the position (x + pi, y + pj) Output value of filter with high value

前述したように,相関値の演算は,フィルタ出力結果を1〜数ドットづつずらしながら相関演算を行う(図18および図19参照)。2次元の相関演算方法は,この演算を構成する各1次元の相関演算を式(4)を用いて逐次計算してもよいし,式(11)を用いて一度に計算してもよい。   As described above, the correlation value is calculated while shifting the filter output result by one to several dots (see FIGS. 18 and 19). In the two-dimensional correlation calculation method, each one-dimensional correlation calculation constituting this calculation may be sequentially calculated using Expression (4) or may be calculated at once using Expression (11).

2次元相関演算は,水平方向および垂直方向のそれぞれで正順方向および逆順方向の合計4パターン,すなわち,(水平方向,垂直方向)=(正順,正順),(正順,逆順),(逆順,正順),(逆順,逆順)の4パターンで相関演算が行われる。   The two-dimensional correlation operation is a total of four patterns in the forward direction and the reverse direction in each of the horizontal direction and the vertical direction, that is, (horizontal direction, vertical direction) = (forward order, forward order), (forward order, reverse order), Correlation calculation is performed in four patterns (reverse order, normal order) and (reverse order, reverse order).

Nビットの最長符号を2次元に拡張したN×Nサイズの同期コードの場合,位相が完全に一致する場合は相関絶対値|R(x,y)|=1をとり,水平/垂直共にまったく一致しない場合は相関絶対値|R(x,y)|=1/Nをとる。このため,透かし検出部320によって得られたフィルタ出力値のうち,実際に同期コードと一致した順序の部分のみ相関絶対値が高くなる。すなわち,図29に示したように,同じ順序(正順と正順,逆順と逆順)は,相関絶対値が高くなる。また,符号を反転したものは反転しないものと同じ結果となる。すなわち,正順と反転した正順,および,逆順と反転した逆順は,相関絶対値が高くなり,逆順と反転した正順,および,正順と反転した逆順は,相関絶対値が低くなる。 In the case of an N × N sized synchronization code obtained by extending the longest N-bit code in two dimensions, the correlation absolute value | R (x, y) | If they do not match, the correlation absolute value | R (x, y) | = 1 / N 2 is taken. For this reason, the correlation absolute value becomes high only in the part of the filter output value obtained by the watermark detection unit 320 that actually matches the synchronization code. That is, as shown in FIG. 29, the same order (normal order and normal order, reverse order and reverse order) has a high correlation absolute value. Also, the result of inverting the sign is the same as the result of not inverting. That is, the correlation absolute value is high in the normal order and the reverse normal order, and the reverse order and the reverse reverse order, and the correlation absolute value is low in the reverse order and the reverse normal order and the reverse order reverse to the normal order.

たとえば,フィルタ出力値シーケンスが逆順方向に向いている場合,逆順のPN符号が同期コードと一致した場合の相関絶対値が最も高くなる。実際の相関絶対値はノイズによって上下するが,同期コードと一致した部分が,他の部分よりも相関絶対値が高くなる場合が多い。   For example, when the filter output value sequence is directed in the reverse forward direction, the correlation absolute value is the highest when the reverse PN code matches the synchronization code. The actual correlation absolute value fluctuates due to noise, but the correlation absolute value is often higher in the portion that matches the synchronization code than in other portions.

このようにして,2次元相関演算処理により相関絶対値が得られた後,CPU(回転角検出部320d)は,図30のステップS304bに進んで,回転角検出処理を実行する。具体的には,CPUは,同期コードに使われているPN符号の正順と逆順の相関関係の大小により,画像の回転角による系列の方向と正順/逆順の相関の大小との関係に基づいて回転角の検出を行う。   After the correlation absolute value is obtained by the two-dimensional correlation calculation process in this way, the CPU (rotation angle detection unit 320d) proceeds to step S304b in FIG. 30 and executes the rotation angle detection process. Specifically, the CPU determines the relationship between the direction of the sequence based on the rotation angle of the image and the magnitude of the correlation between the normal order and the reverse order, depending on the magnitude of the correlation between the forward order and the reverse order of the PN code used in the synchronization code. Based on this, the rotation angle is detected.

図31には,回転した同期コードと回転方向との関係が示されている。「0度」に回転した(つまり回転していない)同期コードを第1の2次元ビットパターンとすると,第1の2次元ビットパターンに対して,水平方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターン(すなわち,逆順のビットパターン)からなる第2の2次元ビットパターンは,「90度」に回転した同期コードを示す。また,第1の2次元ビットパターンに対して,水平方向に配列された1次元ビットパターンおよび垂直方向に配列された1次元ビットパターンの順序が逆転したビットパターンからなる第3の2次元ビットパターンは,「180度」に回転した同期コードを示す。また,第1の2次元ビットパターンに対して,垂直方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第4の2次元ビットパターンは,「270度」に回転した同期コードを示す。   FIG. 31 shows the relationship between the rotated synchronization code and the rotation direction. Assuming that the synchronization code rotated to “0 degrees” (that is, not rotated) is the first two-dimensional bit pattern, an array of one-dimensional bit patterns arranged in the horizontal direction with respect to the first two-dimensional bit pattern The second two-dimensional bit pattern composed of the bit patterns in which the order is reversed (that is, the reverse bit pattern) indicates the synchronization code rotated to “90 degrees”. A third two-dimensional bit pattern comprising a bit pattern in which the order of the one-dimensional bit pattern arranged in the horizontal direction and the one-dimensional bit pattern arranged in the vertical direction is reversed with respect to the first two-dimensional bit pattern. Indicates a synchronization code rotated to “180 degrees”. In addition, the fourth two-dimensional bit pattern composed of a bit pattern in which the arrangement order of the one-dimensional bit pattern arranged in the vertical direction is reversed with respect to the first two-dimensional bit pattern is rotated to “270 degrees”. Indicates the synchronization code.

記憶部320aには,第1の2次元ビットパターン,第2の2次元ビットパターン,第3の2次元ビットパターンおよび第4の2次元ビットパターンにそれぞれ対応する固有の回転角(0度,90度,180度,270度)を各ビットパターンに関連付けて記憶しておく。   The storage unit 320a has unique rotation angles (0 degrees, 90 degrees) corresponding to the first two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern, respectively. Degrees, 180 degrees, and 270 degrees) are stored in association with each bit pattern.

回転方向の検出処理では,相関絶対値が大きい値を持つ方が,水平方向,垂直方向ともに正順である場合,同期コードは第1の2次元ビットパターンであると判断される。これにより,第1の2次元ビットパターンに関連付けて記憶部320aに記憶された固有の回転角から,入力画像の回転角は0度であると検出される。   In the detection process of the rotation direction, if the one having the larger correlation absolute value is in the normal order in both the horizontal direction and the vertical direction, it is determined that the synchronization code is the first two-dimensional bit pattern. As a result, the rotation angle of the input image is detected to be 0 degrees from the inherent rotation angle stored in the storage unit 320a in association with the first two-dimensional bit pattern.

なお,水平方向,垂直方向ともに正順である場合とは,画像の回転に伴って回転した同期コード(この場合は回転角は0度なので同期コードは回転していない)に対して正順方向に配列されたPN符号Aを水平方向に走査したときに得られる相関絶対値(の最大値)が,この同期コードに対して,逆順方向に配列されたPN符号Aを水平方向に走査したときに得られる相関絶対値(の最大値)より大きく,かつ,同期コードに対して正順方向に配列されたPN符号Aを垂直方向に走査したときに得られる相関絶対値(の最大値)が,この同期コードに対して,逆順方向に配列されたPN符号Aを垂直方向に走査したときに得られる相関絶対値(の最大値)より大きい場合をいう。   The case where the horizontal direction and the vertical direction are normal is the normal direction with respect to the synchronization code rotated with the rotation of the image (in this case, since the rotation angle is 0 degrees, the synchronization code is not rotated). When the PN code A arrayed in the horizontal direction is scanned in the horizontal direction, the correlation absolute value (the maximum value) obtained when the PN code A arrayed in the reverse forward direction is scanned in the horizontal direction with respect to this synchronization code. The absolute value of the correlation (the maximum value) obtained when the PN code A that is larger than (the maximum value of) the correlation code and is arranged in the forward direction with respect to the synchronization code is scanned in the vertical direction. , This synchronization code is greater than the absolute value of correlation (the maximum value) obtained when the PN code A arranged in the reverse forward direction is scanned in the vertical direction.

同様にして,水平方向が逆順,垂直方向が正順(=正順の反転)である場合,同期コードは第2の2次元ビットパターンであると判断され,回転角は90度(すなわち,画像の回転方向は時計回りに90度)であると判断される。ここで,水平方向が逆順,垂直方向が正順である場合とは,回転した同期コードとPN符号Aの逆順との水平方向の相関絶対値が,同期コードとPN符号Aの正順との水平方向の相関絶対値より大きく,かつ,同期コードとPN符号Aの正順(=PN符号Aの正順の反転)との垂直方向の相関絶対値が,同期コードとPN符号Aの逆順との垂直方向の相関絶対値よりも大きい場合をいう。   Similarly, when the horizontal direction is reverse order and the vertical direction is forward order (= reversal of forward order), it is determined that the synchronization code is the second two-dimensional bit pattern, and the rotation angle is 90 degrees (ie, image Is determined to be 90 degrees clockwise). Here, when the horizontal direction is reverse order and the vertical direction is normal order, the horizontal correlation absolute value between the rotated synchronization code and the reverse order of PN code A is the difference between the synchronization code and the normal order of PN code A. The correlation absolute value in the vertical direction between the synchronization code and the PN code A is larger than the horizontal correlation absolute value and the synchronization code and the PN code A in the normal order (= reversal of the PN code A in the normal order) Is greater than the absolute correlation value in the vertical direction.

また,水平方向,垂直方向ともに逆順(=逆順の反転)である場合,同期コードは第3の2次元ビットパターンであると判断され,回転角は180度(すなわち,画像の回転方向は時計回りに180度)であると判断される。ここで,水平方向,垂直方向ともに逆順である場合とは,回転した同期コードとPN符号Aの逆順(=PN符号Aの逆順の反転)との水平方向の相関絶対値が,同期コードとPN符号Aの正順との水平方向の相関絶対値より大きく,かつ,同期コードとPN符号Aの逆順(=PN符号Aの逆順の反転)との垂直方向の相関絶対値が,同期コードとPN符号Aの正順との垂直方向の相関絶対値よりも大きい場合をいう。   When the horizontal direction and the vertical direction are in reverse order (= reverse of reverse order), the synchronization code is determined to be the third two-dimensional bit pattern, and the rotation angle is 180 degrees (that is, the image rotation direction is clockwise). 180 degrees). Here, the case where both the horizontal direction and the vertical direction are in reverse order means that the correlation absolute value in the horizontal direction between the rotated synchronization code and the reverse order of PN code A (= reversal of the reverse order of PN code A) is the sync code and PN. The correlation absolute value in the vertical direction between the synchronization code and the reverse order of the PN code A (= reversal of the reverse order of the PN code A) is larger than the correlation absolute value in the horizontal direction with the forward order of the code A. This is the case where the correlation absolute value in the vertical direction with the positive order of the code A is larger.

さらに,水平方向が正順(=正順の反転),垂直方向が逆順である場合,同期コードは第4の2次元ビットパターンであると判断され,回転角は270度(すなわち,画像の回転方向は時計回りに270度)であると判断される。ここで,水平方向が正順,垂直方向が逆順である場合とは,回転した同期コードとPN符号Aの正順(=PN符号Aの正順の反転)との水平方向の相関絶対値が,同期コードとPN符号Aの逆順との水平方向の相関絶対値より大きく,かつ,同期コードとPN符号Aの逆順(=PN符号Aの逆順の反転)との垂直方向の相関絶対値が,同期コードとPN符号Aの正順との垂直方向の相関絶対値よりも大きい場合をいう。   Further, when the horizontal direction is normal order (= reversal of normal order) and the vertical direction is reverse order, it is determined that the synchronization code is the fourth two-dimensional bit pattern, and the rotation angle is 270 degrees (that is, image rotation) It is determined that the direction is 270 degrees clockwise. Here, when the horizontal direction is normal order and the vertical direction is reverse order, the correlation absolute value in the horizontal direction between the rotated synchronization code and the normal order of PN code A (= reversal of the normal order of PN code A) is , The correlation absolute value in the vertical direction between the synchronization code and the reverse order of the PN code A is larger than the horizontal correlation absolute value and the reverse order of the synchronization code and the PN code A (= reverse of the reverse order of the PN code A). This is a case where the absolute value of the correlation between the synchronization code and the normal order of the PN code A is larger than the absolute value of the correlation.

相関絶対値のピークの箇所は,同期コードが埋め込まれた位置に該当するため,情報の同期に相関絶対値のピーク位置を使用してもよい。たとえば,同期コードを図20のように配置した場合,相関絶対値によって同期コードの位置が分かるので,同期コードの相関絶対値がピークとなる同期コード位置を中心として,その周囲Bw×Bhの情報の抽出を行えば,画像がずれていても情報を精度よく取得することができる。   Since the location of the peak of the correlation absolute value corresponds to the position where the synchronization code is embedded, the peak position of the correlation absolute value may be used for information synchronization. For example, when the synchronization code is arranged as shown in FIG. 20, since the position of the synchronization code is known by the correlation absolute value, information about Bw × Bh around the synchronization code position where the correlation absolute value of the synchronization code peaks is the center. Can be obtained with high accuracy even if the images are shifted.

このようにして,図30のステップS304bの回転角検出処理により回転方向(90度単位の回転角)が得られた後,CPU(回転角検出部320d)は,ステップS304cに進んで,得られた回転角を用いてフィルタ出力回転処理を実行することにより,正しい順序の(ずれのない)画像を得る。   In this manner, after the rotation direction (rotation angle in units of 90 degrees) is obtained by the rotation angle detection process in step S304b of FIG. 30, the CPU (rotation angle detection unit 320d) proceeds to step S304c and is obtained. By executing the filter output rotation process using the rotation angle obtained, images in the correct order (no deviation) are obtained.

本実施形態によれば,この1次元のPN符号系列を2次元に拡張した2次元PN符号を用いることにより,水平方向および垂直方向のそれぞれにて正順か逆順かが検出される。これにより,正順または逆順の組み合わせにより90度単位の画像の回転方向を検出することができる。この結果,透かし情報に基づいて90度単位の画像の回転を補正することができる。また,フィルタ出力値を相関演算に使用することにより,フィルタ出力値の低い(信号のない)部分での同期コードの誤検出を防ぐことができる。   According to the present embodiment, by using a two-dimensional PN code obtained by extending the one-dimensional PN code sequence to two dimensions, the normal order or the reverse order is detected in each of the horizontal direction and the vertical direction. Thereby, the rotation direction of the image in units of 90 degrees can be detected by a combination of forward order or reverse order. As a result, it is possible to correct the rotation of the image in units of 90 degrees based on the watermark information. Further, by using the filter output value for the correlation calculation, it is possible to prevent erroneous detection of the synchronization code in a portion where the filter output value is low (no signal).

(第5実施形態)
次に,第5実施形態について説明する。本実施形態の透かし検出部320では,正順方向または逆順方向のいずれか一方の相関演算処理において,水平方向および垂直方向の両方の演算が実行され,正順方向または逆順方向のいずれか他方の相関演算処理において,水平方向もしくは垂直方向のどちらか片側の演算のみが実行される点において,正順方向および逆順方向の相関演算処理において,水平方向および垂直方向の両方の相関演算が実行される第4実施形態の透かし検出部320と動作上相異する。以下では,この相違点を中心に説明する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described. In the watermark detection unit 320 of the present embodiment, both horizontal and vertical calculations are executed in either the forward or reverse correlation calculation process, and either the forward or reverse forward direction is performed. In the correlation calculation processing, only horizontal or vertical calculation is performed on one side, and in the normal forward and reverse forward correlation calculation processing, both horizontal and vertical correlation calculations are executed. The operation is different from the watermark detection unit 320 of the fourth embodiment. In the following, this difference will be mainly described.

(透かし検出部320の動作)
本実施形態にかかる透かし検出部320の動作について説明する。本実施形態では,フィルタ処理によって得られたフィルタ出力値シーケンスに対して,埋め込み時に使用したPN符号の正順と逆順のPN符号との相関値を計算する。
(Operation of Watermark Detection Unit 320)
An operation of the watermark detection unit 320 according to the present embodiment will be described. In this embodiment, the correlation value between the forward and reverse PN codes of the PN code used at the time of embedding is calculated for the filter output value sequence obtained by the filter processing.

本実施形態では,透かし検出部320により実行される信号検出処理(図7のステップS304)において,図30のステップS304aのフィルタ演算処理が実行された後,CPU(相関演算処理部320e)は,水平方向および垂直方向の両方において正順方向の相関演算処理を実行する。しかし,CPU(相関演算処理部320e)は,逆順方向からの相関演算処理については,水平方向のみ実施する。   In the present embodiment, in the signal detection process (step S304 in FIG. 7) executed by the watermark detection unit 320, after the filter calculation process in step S304a in FIG. 30 is executed, the CPU (correlation calculation processing unit 320e) Correlation calculation processing in the forward direction is executed in both the horizontal direction and the vertical direction. However, the CPU (correlation calculation processing unit 320e) performs the correlation calculation process from the reverse forward direction only in the horizontal direction.

相関値の演算は,フィルタ出力結果を1ドットづつずらしながら行われる。図18および図19に示したように,2次元の相関演算方法は,この演算を構成する各1次元の相関演算を式(4)を用いて逐次計算してもよいし,式(11)を用いて一度に計算してもよい。   The correlation value is calculated while shifting the filter output result by one dot. As shown in FIG. 18 and FIG. 19, in the two-dimensional correlation calculation method, each one-dimensional correlation calculation constituting this calculation may be sequentially calculated using Expression (4), or Expression (11) You may calculate at once using.

本実施形態では,水平方向のみ正順方向および逆順方向の相関演算が行われる。すなわち,相関演算は,水平方向のみ正順および逆順の合計で2パターンの2次元相関演算を行う。具体的には,水平方向および垂直方向が(正順,正順),(逆順,正順)の2パターンを用いる。   In the present embodiment, the correlation calculation in the forward and backward directions is performed only in the horizontal direction. That is, in the correlation calculation, two patterns of two-dimensional correlation calculations are performed in the total of the normal order and the reverse order only in the horizontal direction. Specifically, two patterns of (normal order, normal order) and (reverse order, normal order) are used in the horizontal direction and the vertical direction.

このようにして,2次元相関演算処理により相関絶対値が得られた後,CPU(回転角検出部320d)は,図30のステップS304bにて回転角検出処理を実行する。回転角検出処理では,図32に示したように,同期コードに使われているPN符号の水平方向の正順と逆順の相関関係の大小と,2次元相関演算結果の相関値の正負により,画像の90単位の回転角が検出される。   Thus, after the correlation absolute value is obtained by the two-dimensional correlation calculation process, the CPU (rotation angle detection unit 320d) executes the rotation angle detection process in step S304b of FIG. In the rotation angle detection process, as shown in FIG. 32, the magnitude of the correlation between the normal direction and the reverse order of the horizontal direction of the PN code used in the synchronization code, and the sign of the correlation value of the two-dimensional correlation calculation result, A 90-degree rotation angle of the image is detected.

すなわち,CPUは,回転角検出処理にて,水平方向の走査により求められた正順方向及び逆順方向の相関絶対値の大小を比較するとともに,2次元相関絶対値と水平方向の相関絶対値の平均値とを比較する。   That is, in the rotation angle detection process, the CPU compares the magnitudes of the correlation absolute values in the forward and backward directions obtained by scanning in the horizontal direction, and compares the two-dimensional correlation absolute value and the correlation absolute value in the horizontal direction. Compare with the mean.

つぎに,CPUは,比較した結果によって,第1の2次元ビットパターン,第2の2次元ビットパターン,第3の2次元ビットパターンおよび第4の2次元ビットパターンのうちから2次元ビットパターンを一つ特定する。ついで,CPUは,特定された2次元ビットパターンに関連付けて記憶部320aに記憶されている固有の回転角から入力画像の回転角を求める。   Next, the CPU determines a two-dimensional bit pattern from the first two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern according to the comparison result. Specify one. Next, the CPU obtains the rotation angle of the input image from the unique rotation angle stored in the storage unit 320a in association with the specified two-dimensional bit pattern.

たとえば,CPUは,水平方向が正順であれば,図32に示したように,回転角が0度または270度であると検出し,逆順であれば90度または180度であると検出する。また,水平方向の相関絶対値を同期コードの高さ分平均した値が,2次元相関演算の相関絶対値に近い値の場合,0度または90度と検出し,2次元相関演算の相関絶対値が,水平方向の相関絶対値を同期コードの高さ分平均した値よりかなり小さい値の場合(半分以下など),180度または270度と検出する。CPUは,これら両方の条件を使用することにより,90度単位での画像の回転角を検出する。   For example, if the horizontal direction is normal, the CPU detects that the rotation angle is 0 degree or 270 degrees as shown in FIG. 32, and if it is reverse, it detects that it is 90 degrees or 180 degrees. . Also, when the average value of the correlation absolute value in the horizontal direction for the height of the synchronization code is close to the correlation absolute value of the two-dimensional correlation calculation, it is detected as 0 degree or 90 degrees, and the correlation absolute value of the two-dimensional correlation calculation is detected. When the value is much smaller than the average value of the correlation absolute value in the horizontal direction by the height of the synchronization code (less than half), it is detected as 180 degrees or 270 degrees. The CPU detects the rotation angle of the image in units of 90 degrees by using both of these conditions.

なお,水平方向の相関絶対値(すなわち,1次元相関絶対値:正順方向の相関絶対値と逆順方向の相関絶対値との大きい方の相関絶対値を1次元相関絶対値とする)を同期コードの高さ分平均した値が,2次元相関演算の相関絶対値に近い値か否かは,水平方向の相関絶対値を同期コードの高さ分平均した値と2次元相関演算の相関絶対値との差が,数%(たとえば,5%程度)以内であれば,これらの値は近い値と判断するようにしてもよい。また,2次元相関演算の相関絶対値と水平方向の相関絶対値を同期コードの高さ分平均した値との差が半分以下であれば,2次元相関演算の相関絶対値が水平方向の相関絶対値を同期コードの高さ分平均した値よりかなり小さい値であると判断するようにしてもよい。   The horizontal correlation absolute value (that is, the one-dimensional correlation absolute value: the larger correlation absolute value between the forward correlation absolute value and the reverse correlation absolute value is set as the one-dimensional correlation absolute value) is synchronized. Whether the value averaged for the height of the code is close to the absolute value of the correlation of the two-dimensional correlation operation is determined by calculating the average value of the horizontal correlation absolute value for the height of the synchronization code and the absolute value of the correlation of the two-dimensional correlation operation. If the difference from the values is within a few percent (for example, about 5%), these values may be determined as close values. In addition, if the difference between the correlation absolute value of the two-dimensional correlation calculation and the average value of the correlation absolute value in the horizontal direction is equal to or less than half, the correlation absolute value of the two-dimensional correlation calculation is the horizontal correlation. It may be determined that the absolute value is considerably smaller than the average value of the synchronization code height.

本実施形態によれば,平均値は,系列の方向に依存せず,常に平均値を出力する。2次元相関絶対値は,系列が一致した場合は平均を出力するが,不一致のときには出力を弱める(すなわち,その値が小さくなる)。この2次元相関絶対値の出力の弱まり具合を,平均値と比較して検出することにより,系列パターンの一致度(向きの一致)が判定される。   According to the present embodiment, the average value does not depend on the direction of the sequence, and the average value is always output. The two-dimensional correlation absolute value outputs an average when the sequences match, but weakens the output when the sequences do not match (that is, the value decreases). By detecting the weakness of the output of the two-dimensional correlation absolute value in comparison with the average value, the degree of coincidence (direction coincidence) of the sequence pattern is determined.

これにより,処理コストが高い相関演算を,垂直方向で1方向に減らすことができる。この結果,相関演算処理にかかる負荷を,さらに軽減することができる。これにより,様々な角度の画像に対して透かし情報を抽出する従来の処理よりも著しく高速に回転角を検出することができる。この結果,処理全体の効率化を図ることができる。また,演算コストを半減することができる。   As a result, the correlation calculation with high processing cost can be reduced in one direction in the vertical direction. As a result, the load on the correlation calculation process can be further reduced. As a result, the rotation angle can be detected significantly faster than the conventional process of extracting watermark information for images of various angles. As a result, the efficiency of the entire processing can be improved. In addition, the calculation cost can be halved.

なお,本実施形態にかかる相関演算処理部320eは,正順方向に配列されたPN符号に対しては,水平方向の相関絶対値および垂直方向の相関絶対値をそれぞれ求め,逆順方向に配列されたPN符号に対しては,水平方向の相関絶対値のみを求めた。   The correlation calculation processing unit 320e according to the present embodiment obtains a horizontal correlation absolute value and a vertical correlation absolute value for the PN codes arranged in the forward direction, respectively, and is arranged in the reverse forward direction. For the PN code, only the correlation absolute value in the horizontal direction was obtained.

しかし,本実施形態はこれに限られず,正順方向または逆順方向のいずれかにおいて,水平方向および垂直方向の両方の相関絶対値が求められ,正順方向または逆順方向のいずれか他方において,水平方向もしくは垂直方向のどちらか片側の相関絶対値が求められればよい。すなわち,上記相関演算では,水平方向および垂直方向が(正順,正順),(逆順,正順)のパターンに限られず,(正順,逆順),(逆順,逆順)の2パターンが用いられてもよいし,(正順,正順),(正順,逆順)の2パターンが用いられてもよいし,(逆順,正順),(逆順,逆順)の2パターンが用いられてもよい。   However, this embodiment is not limited to this, and the correlation absolute value in both the horizontal direction and the vertical direction is obtained in either the forward direction or the reverse direction, and the horizontal value is obtained in either the forward direction or the reverse direction. It is only necessary to obtain the correlation absolute value on one side of either the direction or the vertical direction. That is, in the above correlation calculation, the horizontal and vertical directions are not limited to (forward order, forward order) and (reverse order, forward order) patterns, but use two patterns (forward order, reverse order) and (reverse order, reverse order). The two patterns (normal order, normal order) and (normal order, reverse order) may be used, or the two patterns (reverse order, normal order) and (reverse order, reverse order) may be used. Also good.

(第6実施形態)
次に,第6実施形態について説明する。本実施形態にかかる透かし情報処理装置10では,相関演算処理部320eにより実行される相関演算処理をさらに単純化した点において,第5実施形態と異なる。以下では,この相違点を中心に説明する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment will be described. The watermark information processing apparatus 10 according to the present embodiment is different from the fifth embodiment in that the correlation calculation processing executed by the correlation calculation processing unit 320e is further simplified. In the following, this difference will be mainly described.

(透かし情報検出装置300の動作)
本実施形態にかかる透かし情報検出装置300の動作について説明する。本実施形態では,フィルタ出力値シーケンスに対して,埋め込み時に使用したPN符号の正順と逆順のPN符号との相関値を計算する。
(Operation of Watermark Information Detection Device 300)
The operation of the watermark information detection apparatus 300 according to this embodiment will be described. In the present embodiment, the correlation value between the forward and reverse PN codes of the PN code used at the time of embedding is calculated for the filter output value sequence.

本実施形態では,CPU(相関演算処理部320e)は,図30に示したステップS304dの2次元相関演算処理にて,フィルタ演算処理(式(2))によって得られたフィルタ出力値シーケンスに対して,埋め込み時に使用したPN符号の正順と逆順のPN符号との相関値を計算する。フィルタ出力値が1信号パターンにつき多ビットで得られる場合は,埋め込みに使用したビットプレーンを相関演算に使用する。   In the present embodiment, the CPU (correlation calculation processing unit 320e) applies the filter output value sequence obtained by the filter calculation process (formula (2)) in the two-dimensional correlation calculation process in step S304d shown in FIG. Thus, the correlation value between the forward PN code and the reverse PN code used at the time of embedding is calculated. When the filter output value is obtained with multiple bits per signal pattern, the bit plane used for embedding is used for correlation calculation.

本実施形態では,相関演算処理への入力は,フィルタA,フィルタBの2種類のフィルタを用いた場合,次のようになる。たとえば,フィルタ出力値F(A,x,y)がF(B,x,y)以上の場合,「1」,F(A,x,y)がF(B,x,y)より小さい場合,「−1」を入力とすることができる。   In the present embodiment, the input to the correlation calculation process is as follows when two types of filters, filter A and filter B, are used. For example, when the filter output value F (A, x, y) is greater than or equal to F (B, x, y), “1” and F (A, x, y) are smaller than F (B, x, y). , “−1” can be input.

以上の2次元相関演算を式にまとめると,位置(x,y)での相関値R(x,y)は,式(12)のとおりとなる。
Summarizing the above two-dimensional correlation calculation into an equation, the correlation value R (x, y) at the position (x, y) is as shown in equation (12).

ただし,
p:フィルタ結果内の信号間隔
x+pi,y+pj:位置(x+pi,y+pj)で最もフィルタ出力値の高かったフィルタ

However,
p: signal interval M x + pi, y + pj in the filter result: filter with the highest filter output value at the position (x + pi, y + pj)

このようにして,2次元相関演算処理により相関絶対値が得られた後,CPU(回転角検出部320d)は,図30のステップ304bに進んで,前述したように,回転角検出処理を実行し,さらに,ステップ304cに進んで,得られた回転角θにより入力画像を回転方向の逆方向に回転して,正しい順序の(ずれのない)画像を得る。   After the correlation absolute value is obtained by the two-dimensional correlation calculation process in this way, the CPU (rotation angle detection unit 320d) proceeds to step 304b in FIG. 30 and executes the rotation angle detection process as described above. In step 304c, the input image is rotated in the direction opposite to the rotation direction according to the obtained rotation angle θ to obtain an image in the correct order (no deviation).

本実施形態によれば,この重み付けの代わりにフィルタ処理の結果に基づき定められる固定値(すなわち,「1」または「−1」)を用いて相関が演算される(式(12)参照)。これにより,フィルタ処理の結果出力された各フィルタ出力値に対応して変動する重みにより相関の演算に重み付けをする(式(11)参照)第5実施形態に比べ相関演算処理がさらに単純になる。この結果,処理全体にかかる負荷を,さらに少なくすることができる。   According to the present embodiment, the correlation is calculated using a fixed value (that is, “1” or “−1”) determined based on the result of the filter processing instead of the weighting (see Expression (12)). As a result, the correlation calculation is weighted by a weight that varies in accordance with each filter output value output as a result of the filter process (see Expression (11)), and the correlation calculation process is further simplified compared to the fifth embodiment. . As a result, the load on the entire process can be further reduced.

<D.検出された回転角を利用して画像を補正>
(第7実施形態)
以上に説明したように,従来,透かし情報は次のような(1)〜(7)に示す方法で画像から抽出されていた。
(1)透かし情報が埋め込まれた印刷文書220をスキャンし,スキャン画像(入力画像)を得る。ただし,既に読み込まれた画像から透かし情報を検出する場合は不要である。
(2)スキャン画像全体に透かしの各信号パターンに反応するフィルタリング処理をそれぞれ行う。(図16)
(3)透かし信号パターンの間隔で強く反応したフィルタのピーク値を探索する。探索は,隣接する信号パターン位置から埋め込み時に使用した信号パターンの間隔p分離れた箇所を中心に行う。この探索をフィルタ処理結果全体に対して行う。
(4)各フィルタから出力されるピーク値の大小を比較することで信号パターンを特定し,信号パターンに関連づけられている情報(たとえば,「0」または「1」のビット値)を抽出する。
(5)得られた情報から,情報の埋め込まれている有効範囲を特定する。
(6)埋め込み側と同様のフォーマットで情報を結合し,全体の埋め込み情報を取得する。
(7)埋め込み情報全体から多数決演算を行うことで誤った情報を訂正し,正しい情報を取得する。
<D. Correct image using detected rotation angle>
(Seventh embodiment)
As described above, conventionally, watermark information has been extracted from an image by the following methods (1) to (7).
(1) The print document 220 in which the watermark information is embedded is scanned to obtain a scanned image (input image). However, this is not necessary when watermark information is detected from an already read image.
(2) A filtering process that reacts to each signal pattern of the watermark is performed on the entire scanned image. (Fig. 16)
(3) The peak value of the filter that reacted strongly at the interval of the watermark signal pattern is searched. The search is performed centering on a portion separated from the adjacent signal pattern position by the interval p of the signal pattern used at the time of embedding. This search is performed on the entire filter processing result.
(4) A signal pattern is specified by comparing the magnitudes of peak values output from the filters, and information associated with the signal pattern (for example, a bit value of “0” or “1”) is extracted.
(5) The effective range where the information is embedded is specified from the obtained information.
(6) The information is combined in the same format as the embedding side, and the entire embedding information is acquired.
(7) Correcting incorrect information by performing a majority operation from the entire embedded information, and acquiring correct information.

このような過程において,スキャン画像に傾きがある場合,従来の装置は,スキャン画像中の文字列や罫線などの情報を用いて画像の傾きを補正した後,透かし情報を検出していた。   In such a process, when the scan image has a tilt, the conventional apparatus detects the watermark information after correcting the tilt of the image using information such as a character string or a ruled line in the scan image.

しかし,以上に説明した各実施形態では,地紋のみから画像の傾きが検出される。これにより,各実施形態を組み合わせることによって,スキャン画像中の任意の位置における透かしの地紋パターンから360度任意方向の回転角の検出が可能である。   However, in each embodiment described above, the inclination of the image is detected only from the background pattern. Thus, by combining the embodiments, it is possible to detect a rotation angle in an arbitrary direction of 360 degrees from a watermark background pattern at an arbitrary position in a scanned image.

しかしながら,各実施形態の回転角の検出では,検出に使用するフィルタに対応した方向によりフィルタの精度が決定されるため(たとえば,10のフィルタにてフィルタ処理する場合,18度毎の回転角が検出可能),フィルタを適用した角度の中間に信号パターンの角度がある場合,画像の回転角を精度よく検出できなかった。たとえば,第1実施形態では18度間隔のフィルタを用いて画像の回転角を検出するので,画像の回転角が9度であると,信号パターンの特徴部分が必ずしもフィルタ出力値のピーク値として出力されないため,画像の回転角を精度よく検出できなかった。   However, in the detection of the rotation angle in each embodiment, the accuracy of the filter is determined by the direction corresponding to the filter used for detection (for example, when filtering is performed with 10 filters, the rotation angle every 18 degrees is If the angle of the signal pattern is in the middle of the angle to which the filter is applied, the rotation angle of the image could not be detected accurately. For example, in the first embodiment, since the rotation angle of the image is detected using a filter with an interval of 18 degrees, if the rotation angle of the image is 9 degrees, the characteristic portion of the signal pattern is not necessarily output as the peak value of the filter output value. As a result, the rotation angle of the image could not be detected accurately.

よって,この回転角に基づいて画像を回転補正すると,検出精度がよくないために,補正したにもかかわらず画像に傾きが残る。このため,補正された画像を用いて上記(2)〜(7)の処理をした後,再度,画像の回転角を検出し,検出された回転角に基づいて,再度,画像の回転を補正する場合がある。   Therefore, if the image is rotationally corrected based on this rotation angle, the detection accuracy is not good, so that the image remains inclined despite the correction. For this reason, after performing the processes (2) to (7) using the corrected image, the rotation angle of the image is detected again, and the rotation of the image is corrected again based on the detected rotation angle. There is a case.

しかしながら,フィルタ処理は透かし情報検出装置300により実行される情報検出処理の中で最も処理量が多く,CPUの処理負担が増大するため,できるだけ少ない回数にフィルタ処理を制限する必要がある。   However, the filtering process has the largest processing amount among the information detection processes executed by the watermark information detection apparatus 300, and the processing load on the CPU increases. Therefore, it is necessary to limit the filtering process to as few times as possible.

また,上記いずれの回転角の補正技術も,スキャン画像上に存在する文字などの画素が,全体の5%以下であることを想定しており,スキャン画像上に大量の文字画素があり,大量の信号パターンが文字画素に重なることより欠損してしまう場合には,透かし情報を正しく抽出することができない。   In addition, any of the above rotation angle correction techniques assumes that the number of pixels such as characters existing on the scanned image is 5% or less of the whole, and there are a large number of character pixels on the scanned image. If the signal pattern is lost due to overlapping with the character pixel, the watermark information cannot be extracted correctly.

そこで,本実施形態では,画像の回転のずれを検出する際のCPUの処理負担を低減するとともに,透かし情報上に文字などの画素が大量に存在するために,埋め込まれた透かし信号パターンの多くが画素と重なって欠損してしまう状況においても,透かし信号パターンを正しく検出することにより,埋め込まれた情報を正しく抽出する方法について説明する。   Therefore, in the present embodiment, the processing load of the CPU when detecting a rotation shift of the image is reduced, and a large number of pixels such as characters are present on the watermark information. A method for correctly extracting embedded information by correctly detecting a watermark signal pattern even in a situation where the pixel overlaps with a pixel and is lost will be described.

本実施形態では,透かし情報検出装置300の透かし検出部320の動作のみが第2実施形態と異なる。そこで,透かし検出部320の動作のみ説明する。   In the present embodiment, only the operation of the watermark detection unit 320 of the watermark information detection apparatus 300 is different from the second embodiment. Therefore, only the operation of the watermark detection unit 320 will be described.

透かし検出部320は,図33に示したように,上記第2実施形態の透かし検出部320に合成部320fが追加された機能ブロックを有している。合成部320fは,回転角検出部320dにより検出された透かし入り画像の回転角に応じた重みによって,フィルタ処理の結果出力された複数のフィルタ出力値に重み付けを行うことにより複数のフィルタ出力値を合成するようになっている。   As shown in FIG. 33, the watermark detection unit 320 has a functional block in which a synthesis unit 320f is added to the watermark detection unit 320 of the second embodiment. The synthesizing unit 320f weights the plurality of filter output values output as a result of the filter processing by weighting according to the rotation angle of the watermarked image detected by the rotation angle detecting unit 320d, thereby obtaining the plurality of filter output values. It comes to synthesize.

本実施形態にて透かし検出部320が用いるフィルタは,図9(a)に示したように,第2実施形態と同じ10種類のフィルタである。   The filters used by the watermark detection unit 320 in this embodiment are the same ten types of filters as in the second embodiment, as shown in FIG. 9A.

フィルタNの角度を(18×N)度とし,スキャン画像中の座標(X,Y)のフィルタ出力値をF(N,X,Y)とすると,フィルタ出力値Fは,前述した式(2)で表すことができる。ただし,式(1)において,tan−1(u/v)=Nπ/10(rad)とする。 Assuming that the angle of the filter N is (18 × N) degrees and the filter output value of the coordinates (X, Y) in the scan image is F (N, X, Y), the filter output value F is given by the equation (2). ). However, in Expression (1), tan −1 (u / v) = Nπ / 10 (rad).

CPU(フィルタ処理部320b)が,上記式(2)を用いてフィルタリングした結果,図9(b)および図9(c)に示したように,強く反応するフィルタ(太い矢印の部分)は,画像の回転角によって変化する。すなわち,前述したように,スキャン画像の回転角をθ(rad)とすると,フィルタに強く反応する部分もθだけ傾く。このようにして埋め込まれた信号パターンも回転角θだけ傾いたスキャン画像を10種類のフィルタによりフィルタ処理した結果を図34に示す。   As a result of filtering by the CPU (filter processing unit 320b) using the above equation (2), as shown in FIGS. 9B and 9C, the filter that reacts strongly (the portion indicated by the thick arrow) is Varies depending on the rotation angle of the image. That is, as described above, when the rotation angle of the scanned image is θ (rad), the portion that reacts strongly to the filter is also inclined by θ. FIG. 34 shows the result of filtering a scan image in which the embedded signal pattern is also tilted by the rotation angle θ with 10 types of filters.

つぎに,このようにして求められた複数のフィルタ処理結果に基づいて,それぞれのフィルタ処理結果に含まれる画像の傾きをそれぞれ取り除きながら,これらのフィルタのフィルタ出力値を合成する方法について,図35を参照しながら説明する。   Next, a method of synthesizing the filter output values of these filters while removing the inclinations of the images included in the respective filter processing results based on the plurality of filter processing results thus obtained will be described with reference to FIG. Will be described with reference to FIG.

画像の傾きを取り除いて合成した後のフィルタ処理結果(図35の右側)の左上原点(0,0)に対して,実際のフィルタ処理結果(図35の左側)の写像の原点を(ox,oy)とする。フィルタ出力の回転角θを逆方向に回転させ,合成後のフィルタ出力の回転角が「0」になるようにフィルタ出力値を補正するとき,合成後のフィルタ出力の座標(x,y)は,実際のフィルタ処理結果上では,以下の式(13)を用いて座標(X,Y)に写像される。
With respect to the upper left origin (0, 0) of the filter processing result (right side in FIG. 35) after combining by removing the inclination of the image, the origin of mapping of the actual filter processing result (left side in FIG. 35) is (ox, oy). When the rotation angle θ of the filter output is rotated in the reverse direction and the filter output value is corrected so that the rotation angle of the combined filter output becomes “0”, the coordinates (x, y) of the combined filter output are On the actual filter processing result, it is mapped to the coordinates (X, Y) using the following equation (13).

CPU(合成部320f)は,この写像前と写像後との位置関係を用いて,図36の左側の10種類のフィルタ出力値を図36の右側の4パターン(信号パターンs1〜s4)分のフィルタ出力値へ合成する。その合成方法について,以下に説明する。   Using the positional relationship between the pre-mapping and post-mapping, the CPU (combining unit 320f) uses the ten types of filter output values on the left side of FIG. 36 for four patterns (signal patterns s1 to s4) on the right side of FIG. Composite to filter output value. The synthesis method will be described below.

傾きがない画像上に各フィルタを走査させた場合,フィルタの位置が,図2の信号パターンs1〜s4のいずれかの信号パターンと完全に一致したとき,そのフィルタ出力値が最も高くなり,その位置からすれるにしたがって低下する。   When each filter is scanned on an image having no inclination, the filter output value becomes the highest when the position of the filter completely coincides with any one of the signal patterns s1 to s4 in FIG. Decreases as you slide from position.

ところが,スキャン画像が劣化したり,文字などの画素が重なることにより信号パターンが欠損すると,劣化している部分のフィルタ出力は低下するために,フィルタ出力が雑音(印刷文書220の汚れやしわ)よりも低い値となる場合がある(信号パターンが雑音に埋もれる)。   However, if the scan image is deteriorated or the signal pattern is lost due to overlapping of pixels such as characters, the filter output of the deteriorated portion is lowered, so that the filter output is noisy (dirt and wrinkles on the printed document 220). (The signal pattern is buried in noise).

しかし,信号パターン全体のフィルタ出力が低下するわけではなく,信号パターンの近傍でのフィルタ出力の多くは雑音よりも高い値を示す。たとえば,信号パターンのサイズをBw×Bhとすると,フィルタを画像上を走査する際,フィルタ処理では,水平方向間隔Bw,垂直方向間隔Bh毎にそれぞれ隣接する各信号パターンに対するピーク値が出力され,その間はピーク値が出力された位置からの距離に応じて減衰した値が出力される。このフィルタ出力は,異なる信号パターン間の中間付近ではほぼ雑音以下となる。換言すれば,どちらかの信号パターンが,他方の信号パターンよりも十分に近い場合,そのフィルタの出力値は雑音よりも高い値を示す。   However, the filter output of the entire signal pattern does not decrease, and many of the filter outputs in the vicinity of the signal pattern show values higher than noise. For example, if the size of the signal pattern is Bw × Bh, when the filter is scanned over the image, the filter processing outputs peak values for each adjacent signal pattern for each horizontal interval Bw and vertical interval Bh. During this period, a value attenuated according to the distance from the position where the peak value is output is output. This filter output is almost equal to or less than noise near the middle between different signal patterns. In other words, when one of the signal patterns is sufficiently closer than the other signal pattern, the output value of the filter shows a value higher than that of the noise.

そこで,本実施形態では注目部分近傍の複数のフィルタ出力から,注目部分のフィルタ出力を合成し,信号パターンの劣化や欠損を補償する。たとえば,合成後のフィルタ出力をFe(M,x,y)(ただし,M∈{0,1,2,3})としたとき,フィルタ出力値Fe(x,y)を生成するために参照するフィルタ出力値の範囲(X±sx,Y±sy)を図36に示す。CPU(合成部320f)は,この範囲(X±sx,Y±sy)にある10種類のフィルタ出力値を用いて以下の式(14)によりフィルタ出力値の合成を行う。   Therefore, in the present embodiment, the filter output of the target portion is synthesized from a plurality of filter outputs near the target portion to compensate for signal pattern deterioration and loss. For example, when the combined filter output is Fe (M, x, y) (where M∈ {0, 1, 2, 3}), the reference is made to generate the filter output value Fe (x, y). FIG. 36 shows the filter output value range (X ± sx, Y ± sy) to be performed. The CPU (synthesizing unit 320f) synthesizes the filter output values according to the following expression (14) using the ten types of filter output values in this range (X ± sx, Y ± sy).

ここで,たとえば,各回転角の重みWr,距離の重みWdは,以下の式(15)および式(16)にて定義される。
Here, for example, the weight Wr of each rotation angle and the weight Wd of the distance are defined by the following equations (15) and (16).

ただし,
However,

これにより,縦横それぞれ±sx,±syの範囲にある10種類のフィルタ出力結果から,距離に応じた重みWdと,回転角に応じた重みWrにより4つのフィルタ出力結果が合成される。CPU(合成部320f)は,これを,合成フィルタ出力上のすべての位置(M,x,y)に対して演算することにより,合成フィルタ出力上のすべての位置におけるフィルタ出力値を求める。フィルタ出力画像全体を使用してフィルタ出力を合成する場合の座標系の取り方の一例を図37に示す。   As a result, four filter output results are synthesized from the weight Wd corresponding to the distance and the weight Wr corresponding to the rotation angle from the ten types of filter output results in the range of ± sx and ± sy respectively in the vertical and horizontal directions. The CPU (synthesizing unit 320f) calculates the filter output values at all positions on the synthesis filter output by calculating this with respect to all positions (M, x, y) on the synthesis filter output. FIG. 37 shows an example of how to take the coordinate system when the filter output is synthesized using the entire filter output image.

CPUは,以上のようにして得られた,合成後の4つのフィルタ出力値に対して,ピーク位置を探索し,上述した透かし情報抽出処理にて説明した方法により透かし情報を抽出する。   The CPU searches for the peak position for the combined four filter output values obtained as described above, and extracts the watermark information by the method described in the watermark information extraction process described above.

本実施形態によれば,フィルタ出力を合成する過程で,注目位置の近傍のフィルタ出力を用いて,最終的なフィルタ出力が推定される。このようにして求められた4つのフィルタ出力結果は,それぞれの信号パターンs1,s2,s3,s4に対して最もよく反応するフィルタ出力に相当する。   According to the present embodiment, in the process of synthesizing the filter outputs, the final filter output is estimated using the filter outputs near the target position. The four filter output results obtained in this way correspond to the filter outputs that react best to the respective signal patterns s1, s2, s3, and s4.

これにより,スキャン画像の汚れ(画像自体の劣化)や文字などの画素に対して読みとれなかった部分のフィルタ出力値を補償することができる。これにより,画像自体の劣化や文字などの画素によって劣化したフィルタ出力が情報抽出に及ぼす影響を低減することができる。この結果,透かし情報を精度よく抽出することができる。   As a result, it is possible to compensate for the filter output value of a portion that cannot be read with respect to pixels such as dirt (degradation of the image itself) or characters, etc. As a result, it is possible to reduce the influence of the filter output deteriorated due to deterioration of the image itself or pixels such as characters on information extraction. As a result, watermark information can be extracted with high accuracy.

また,本実施形態によれば,画像を回転補正する必要がないので,回転補正のための回転検出時のフィルタ処理量を低減することができる。これにより,処理全体の高速化を図ることができる。   Further, according to the present embodiment, since it is not necessary to rotationally correct the image, it is possible to reduce the amount of filter processing when detecting rotation for rotational correction. As a result, the overall processing speed can be increased.

本実施形態では,このようにして,4種類のフィルタ出力を合成した。しかし,合成後のフィルタ数は,4未満でもよいし4より多くてもよく,1以上のいずれの整数であってもよい。また,合成後のフィルタ数は,検出したい信号パターン数によって決定してもよい。また,画像の回転角の検出に用いるフィルタ処理数は,10種類である必要はなく,合成後のフィルタ数より多ければよい。   In this embodiment, four types of filter outputs are synthesized in this way. However, the number of filters after synthesis may be less than 4, more than 4, and any integer of 1 or more. The number of filters after synthesis may be determined according to the number of signal patterns to be detected. Further, the number of filter processes used for detecting the rotation angle of the image need not be ten, but may be larger than the number of filters after synthesis.

また,式(14)は,回転角,距離に応じた重みを適用する一例であり,注目部分のフィルタ出力を得るために複数のフィルタ出力値を合成することができれば,どのような形式でもよい。   Expression (14) is an example of applying a weight according to the rotation angle and distance, and any form may be used as long as a plurality of filter output values can be synthesized to obtain the filter output of the target portion. .

以上,各実施形態の透かし情報処理装置10によれば,透かし入りの文書が傾いている場合,その傾きを精度よく検出することができる。また,その検出にかかる処理量を低減することができる。さらに,透かし上に文字などの画素が大量に存在し,透かしパターンの多くが欠損してしまう場合でも,透かしを正しく検出し,埋め込まれた情報を正しく抽出することができる。   As described above, according to the watermark information processing apparatus 10 of each embodiment, when a watermarked document is tilted, the tilt can be accurately detected. In addition, the amount of processing required for the detection can be reduced. Furthermore, even when a lot of pixels such as characters are present on the watermark and many of the watermark patterns are lost, the watermark can be detected correctly and the embedded information can be extracted correctly.

上記実施形態において,各部の動作はお互いに関連しており,互いの関連を考慮しながら,一連の動作として置き換えることができる。そして,このように置き換えることにより,方法の発明の実施形態とすることができる。   In the above embodiment, the operations of the respective units are related to each other, and can be replaced as a series of operations in consideration of the relationship between each other. And it can be set as embodiment of method invention by replacing in this way.

また,上記各部の動作を,各部の処理と置き換えることにより,プログラムの実施の形態とすることができる。また,プログラムを,プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶させることで,プログラムに記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施の形態とすることができる。   Further, by replacing the operation of each unit with the processing of each unit, the program can be implemented. Further, by storing the program in a computer-readable recording medium in which the program is recorded, an embodiment of a computer-readable recording medium recorded in the program can be obtained.

したがって,上記透かし情報検出方法の実施形態は,所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかを含む透かし画像を埋め込んだ透かし入り文書画像から透かし情報を検出する透かし情報検出プログラムであって,上記透かし入り文書画像を入力する処理と,上記入力した透かし入り文書画像に埋め込まれている信号パターンの種類を予め記憶部に記憶する処理と,上記埋め込まれた種類の信号パターンを特定することができるフィルタを含んだ複数種類のフィルタであって,上記埋め込まれた信号パターンの種類より多い数のフィルタを用いて,上記入力された透かし入り文書画像をそれぞれフィルタ処理する処理と,上記各フィルタ処理の結果に基づいて上記透かし入り文書画像に埋め込まれた信号パターンの種類を特定する処理と,上記記憶部に記憶されている種類の信号パターンにより表される角度に関する情報と上記特定された種類の信号パターンにより表される角度に関する情報との関係から上記透かし入り文書画像の回転角を求める処理と,をコンピュータに実行させる透かし情報検出プログラム,および,この透かし情報検出プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施形態とすることができる。   Therefore, in the embodiment of the watermark information detection method, watermark information detection for detecting watermark information from a watermarked document image in which a watermark image including at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles is embedded. A process for inputting the watermarked document image, a process for preliminarily storing a type of signal pattern embedded in the input watermarked document image in the storage unit, and a signal pattern of the embedded type. A plurality of types of filters including a filter that can specify a plurality of types of filters, and filtering each of the input watermarked document images using a larger number of filters than the type of the embedded signal pattern; , Embedded in the watermarked document image based on the result of each filter processing From the relationship between the process of specifying the type of the signal pattern, the information about the angle represented by the signal pattern of the type stored in the storage unit, and the information about the angle represented by the signal pattern of the specified type An embodiment of a watermark information detection program for causing a computer to execute a process for obtaining the rotation angle of a watermarked document image and a computer-readable recording medium storing the watermark information detection program can be provided.

また,上記透かし情報検出方法の実施形態は,所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかにより形成される特殊な系列パターンを含む透かし画像を埋め込んだ透かし入り文書画像から透かし情報を検出する透かし情報検出プログラムであって,上記透かし入り文書画像を入力する処理と,上記複数種類の信号パターンに対応する複数種類のフィルタを用いて,上記入力された透かし入り文書画像をそれぞれフィルタ処理する処理と,上記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する上記各フィルタ処理の結果に基づいて,上記特殊な系列パターンに対して相関を演算することにより相関値の絶対値を相関絶対値としてそれぞれ求める処理と,上記求められた複数の相関絶対値に基づいて上記透かし入り文書画像の回転角を求める処理と,をコンピュータに実行させる透かし情報検出プログラム,および,この透かし情報検出プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施形態とすることができる。   Further, the embodiment of the watermark information detection method described above is based on a watermarked document image in which a watermark image including a special sequence pattern formed by at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles is embedded. A watermark information detection program for detecting watermark information, wherein the input watermarked document image is processed using a process of inputting the watermarked document image and a plurality of types of filters corresponding to the plurality of types of signal patterns. The absolute value of the correlation value is calculated by calculating the correlation for the special series pattern based on the filtering process and the filtering results for the predetermined range of the input watermarked document image. Based on the processing to calculate each absolute value of correlation and the above calculated multiple absolute values of correlation Watermark information detection program executed a process of determining a rotation angle of the watermarked document image, to a computer, and can be the embodiment of a computer-readable recording medium that stores the watermark information detection program.

また,上記透かし情報検出プログラムおよびこの透かし情報検出プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は,上記相関演算処理において,上記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する上記各フィルタ処理の結果に基づいて,上記特殊な系列パターンを正順方向に配列させた系列パターンおよび上記特殊な系列パターンを逆順方向に配列させた系列パターンを水平方向にそれぞれ走査することにより上記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算するとともに,上記各系列パターンを垂直方向にそれぞれ走査することにより上記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算することによって,相関絶対値をそれぞれ求める処理と,上記求められた複数の相関絶対値の大小を比較することにより上記透かし入り文書画像の回転方向を求める処理と,を含んで構成されていてもよい。   Further, the watermark information detection program and the computer-readable recording medium storing the watermark information detection program are used as a result of each filtering process for a predetermined range of the input watermarked document image in the correlation calculation process. On the basis of the above, by scanning each of the series pattern in which the special series pattern is arranged in the forward direction and the series pattern in which the special series pattern is arranged in the reverse forward direction in the horizontal direction, the correlation with each of the series patterns is obtained. And calculating each correlation pattern by scanning each series pattern in the vertical direction and calculating each correlation absolute value, and calculating the magnitudes of the plurality of calculated correlation absolute values. By comparing the above watermarked A process of determining the rotational direction of the writing image, may be configured to include.

また,上記透かし情報検出プログラムおよびこの透かし情報検出プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に用いられる上記特殊な系列パターンは,擬似乱数生成器により生成された1または2以上の1次元のビットパターンを水平方向または垂直方向のいずれかに配列させることにより生成される複数の2次元ビットパターンであって,上記複数の2次元ビットパターンに含まれる任意の第1の2次元ビットパターンに対して,水平方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第2の2次元ビットパターンと,水平方向に配列された1次元ビットパターンおよび垂直方向に配列された1次元ビットパターンの順序が逆転したビットパターンからなる第3の2次元ビットパターンと,垂直方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第4の2次元ビットパターンと,を含み,上記第1の2次元ビットパターン,上記第2の2次元ビットパターン,上記第3の2次元ビットパターンおよび上記第4の2次元ビットパターンにそれぞれ対応する固有の回転角を各ビットパターンに関連付けて上記記憶部に記憶する処理と,上記相関演算処理において,上記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する上記各フィルタ処理の結果に基づいて,上記上記第1の2次元ビットパターン,上記第2の2次元ビットパターン,上記第3の2次元ビットパターンおよび上記第4の2次元ビットパターンのそれぞれの系列パターンを水平方向にそれぞれ走査することにより上記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算するとともに,上記各系列パターンを垂直方向にそれぞれ走査することにより上記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算することによって,相関絶対値をそれぞれ求める処理と,上記水平方向の走査により求められた複数の相関絶対値の大小を比較するとともに,上記垂直方向の走査により求められた複数の相関絶対値の大小を比較し,比較した結果によって上記第1の2次元ビットパターン,上記第2の2次元ビットパターン,上記第3の2次元ビットパターンおよび上記第4の2次元ビットパターンのうちから2次元ビットパターンを一つ特定する処理と,特定された2次元ビットパターンに関連付けて上記記憶部に記憶されている固有の回転角から上記透かし入り文書画像の回転方向を求める処理と,を含んで構成されていてもよい。   The special sequence pattern used for the watermark information detection program and the computer-readable recording medium storing the watermark information detection program is one or more one-dimensional bit patterns generated by a pseudo-random number generator. A plurality of two-dimensional bit patterns generated by arranging them in either the horizontal direction or the vertical direction, and for any first two-dimensional bit pattern included in the plurality of two-dimensional bit patterns, A second two-dimensional bit pattern comprising a bit pattern in which the arrangement order of the one-dimensional bit pattern arranged in the horizontal direction is reversed, a one-dimensional bit pattern arranged in the horizontal direction, and a one-dimensional bit arranged in the vertical direction A third two-dimensional bit pattern consisting of a bit pattern in which the pattern order is reversed , A fourth two-dimensional bit pattern comprising a bit pattern in which the arrangement order of the one-dimensional bit patterns arranged in the vertical direction is reversed, and the first two-dimensional bit pattern and the second two-dimensional bit In the process of storing the unique rotation angle corresponding to each of the pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern in the storage unit in association with each bit pattern, Based on the result of each filtering process on the predetermined range of the input watermarked document image, the first two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and Each series pattern is scanned by scanning each series pattern of the fourth two-dimensional bit pattern in the horizontal direction. And calculating the correlation absolute value by calculating the correlation for each sequence pattern by scanning each sequence pattern in the vertical direction, respectively, and scanning in the horizontal direction. And comparing the magnitudes of the plurality of correlation absolute values obtained by the above-mentioned method, comparing the magnitudes of the plurality of correlation absolute values obtained by the vertical scanning, and comparing the first two-dimensional bit pattern, A process of specifying one two-dimensional bit pattern from among the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern, and associated with the specified two-dimensional bit pattern A process for obtaining the rotation direction of the watermarked document image from the unique rotation angle stored in the storage unit. It may be configured to include

また,上記透かし情報検出プログラムおよびこの透かし情報検出プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は,上記相関演算処理において,上記特殊な系列パターンを正順方向に配列させた系列パターンおよび上記特殊な系列パターンを逆順方向に配列させた系列パターンを上記透かし入り文書画像の水平方向または垂直方向のいずれか一方に走査することにより上記特殊な系列パターンに対する相関をそれぞれ演算することにより,正順方向の相関絶対値および逆順方向の相関絶対値をそれぞれ求め,求められた正順方向の相関絶対値の平均値および逆順方向の相関絶対値の平均値を比較することにより大きい方の相関絶対値を1次元相関絶対値とし,上記1次相関絶対値を演算するために用いられた系列パターンを上記透かし入り文書画像の水平方向または垂直方向のいずれか他方に走査することにより上記系列パターンに対する相関を演算することによって相関絶対値を求め,求められた相関絶対値と上記1次元相関絶対値とから2次元相関絶対値を算出する処理と,上記2次元相関絶対値と上記1次元相関絶対値の平均値との大小を比較することにより上記透かし入り文書画像の回転方向を求める処理と,を含んで構成されていてもよい。   Further, the watermark information detection program and a computer-readable recording medium storing the watermark information detection program include a sequence pattern obtained by arranging the special sequence pattern in the forward direction and the special sequence in the correlation calculation process. Correlation in the forward direction by calculating the correlation with the special sequence pattern by scanning the sequence pattern in which the patterns are arranged in the reverse direction in either the horizontal direction or the vertical direction of the watermarked document image. The absolute value of the correlation and the absolute value of the reverse forward direction are obtained, and the larger absolute value of the correlation is obtained by comparing the average value of the absolute value of the positive forward direction and the average value of the absolute value of the reverse direction. As the correlation absolute value, the sequence pattern used to calculate the primary correlation absolute value is The correlation absolute value is obtained by calculating the correlation with the sequence pattern by scanning either the horizontal direction or the vertical direction of the watermarked document image, and the obtained correlation absolute value and the one-dimensional correlation absolute value A process for calculating a two-dimensional correlation absolute value from the two-dimensional correlation absolute value, and a process for obtaining the rotation direction of the watermarked document image by comparing the magnitude of the two-dimensional correlation absolute value and the average value of the one-dimensional correlation absolute value. It may be configured to include.

また,上記透かし情報検出プログラムおよびこの透かし情報検出プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は,さらに,上記回転角検出部により検出された透かし入り画像の回転角に対応する重みによって上記フィルタ処理の結果出力された複数のフィルタ出力値に重み付けを行うことにより複数のフィルタ出力値を合成する処理を含んで構成されていてもよい。   The watermark information detection program and the computer-readable recording medium storing the watermark information detection program further perform the filtering process according to the weight corresponding to the rotation angle of the watermarked image detected by the rotation angle detection unit. You may comprise the process which synthesize | combines a some filter output value by weighting the some filter output value output as a result.

また,上記透かし情報埋め込み方法の実施形態は,画像に埋め込まれた透かし情報を検出させるために文書画像に透かし画像を埋め込む透かし情報埋め込みプログラムであって,文書画像を作成する処理と,所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかにより形成される特殊な系列パターンを生成する処理と,上記生成された特殊な系列パターンを用いて透かし情報検出装置に入力された透かし入り文書画像の回転角を上記透かし情報検出装置に検出させるために,上記生成された特殊な系列パターンを含んだ透かし画像を作成する処理と,上記作成された文書画像と上記作成された透かし画像とを重ね合わせて透かし入り文書画像を生成する処理と,をコンピュータに実行させる透かし情報埋め込みプログラム,および,この透かし情報埋め込みプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施形態とすることができる。   The embodiment of the watermark information embedding method is a watermark information embedding program for embedding a watermark image in a document image in order to detect the watermark information embedded in the image, and is different from a process for creating a document image by a predetermined amount. Processing for generating a special sequence pattern formed by at least one of a plurality of types of signal patterns including information on angles, and watermarking input to the watermark information detection device using the generated special sequence pattern In order to cause the watermark information detection apparatus to detect the rotation angle of the document image, a process of creating a watermark image including the generated special sequence pattern, the created document image, the created watermark image, Processing to generate a watermarked document image by superimposing images and embedding watermark information Program, and it may be the embodiment of a computer-readable recording medium that stores the watermark information embedding program.

なお,このプログラムの実施形態およびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体の実施形態における各処理は,コンピュータがプログラムを実行することにより達成される。   Each processing in the embodiment of the program and the embodiment of the computer-readable recording medium on which the program is recorded is achieved by the computer executing the program.

以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are of course within the technical scope of the present invention. Understood.

たとえば,この1次元のPN符号または1次元のPN符号系列を2次元に拡張した2次元PN符号は,特殊な系列の一例であり,特殊な系列は,正順の符号および正順を逆の順番に並べた逆順の符号(符号を前後逆順に並べた符号)との相関が十分低い符号系列であればよい。   For example, a one-dimensional PN code or a two-dimensional PN code obtained by extending a one-dimensional PN code sequence to two dimensions is an example of a special sequence. Any code sequence having a sufficiently low correlation with a reverse code arranged in order (a code obtained by arranging codes in reverse order) may be used.

たとえば,特殊な系列パターンは,この特殊な系列パターンの自己相関値の絶対値が,この特殊な系列パターンとこの特殊な系列パターンを逆順に並べ替えた系列パターンとの相関絶対値よりも大きい系列であってもよい。また,この特殊な系列パターンは,固定長であることが好ましい。   For example, a special sequence pattern is a sequence in which the absolute value of the autocorrelation value of this special sequence pattern is larger than the correlation absolute value of this special sequence pattern and a sequence pattern obtained by rearranging this special sequence pattern in reverse order. It may be. The special sequence pattern is preferably a fixed length.

また,この特殊な系列パターンの自己相関値の絶対値が,この特殊な系列パターンとこの特殊な系列を所定ビット数だけシフトさせた系列パターンとの相関絶対値よりも大きい系列であってもよい。また,特殊な系列パターンは,擬似乱数生成器により生成された1または2以上の1次元のビットパターンから構成されていてもよい。   Further, the absolute value of the autocorrelation value of the special sequence pattern may be a sequence larger than the correlation absolute value of the special sequence pattern and a sequence pattern obtained by shifting the special sequence by a predetermined number of bits. . Further, the special sequence pattern may be composed of one or two or more one-dimensional bit patterns generated by a pseudo random number generator.

また,特殊な系列パターンは,擬似乱数生成器により生成された1または2以上の1次元のビットパターンを水平方向または垂直方向のいずれかに配列させたビットパターンを組み合わせることにより生成される複数の2次元ビットパターンであってもよい。   A special sequence pattern is generated by combining a bit pattern in which one or more one-dimensional bit patterns generated by a pseudo-random number generator are arranged in either the horizontal direction or the vertical direction. A two-dimensional bit pattern may be used.

この場合,複数の2次元ビットパターンは,複数の2次元ビットパターンに含まれる任意の第1の2次元ビットパターンに対して,水平方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第2の2次元ビットパターンと,水平方向に配列された1次元ビットパターンおよび垂直方向に配列された1次元ビットパターンの順序が逆転したビットパターンからなる第3の2次元ビットパターンと,垂直方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第4の2次元ビットパターンと,を含んでいてもよい。   In this case, the order of the arrangement of the one-dimensional bit patterns arranged in the horizontal direction is reversed with respect to any first two-dimensional bit pattern included in the plurality of two-dimensional bit patterns. A second two-dimensional bit pattern composed of a bit pattern, and a third two-dimensional bit pattern composed of a bit pattern in which the order of the one-dimensional bit pattern arranged in the horizontal direction and the one-dimensional bit pattern arranged in the vertical direction is reversed. And a fourth two-dimensional bit pattern composed of bit patterns in which the order of the arrangement of the one-dimensional bit patterns arranged in the vertical direction is reversed.

また,特殊な系列の水平方向の系列と垂直方向の系列は,異なる系列を使用してもよい。また,特殊な系列の水平方向の系列と垂直方向の系列は,異なる長さの系列を使用してもよい。また,特殊な系列は,ランダムな乱数を2次元に配列させたものでもよい。さらに,特殊な系列は,一次元の特殊な系列を2次元に拡張した符号またはランダムな2次元の符号のいずれかから構成されていてもよい。   Also, different sequences may be used for the special sequence of the horizontal sequence and the vertical sequence. In addition, a special sequence of a horizontal sequence and a vertical sequence may have different lengths. Further, the special series may be one in which random random numbers are two-dimensionally arranged. Furthermore, the special sequence may be composed of either a code obtained by extending a one-dimensional special sequence to two dimensions or a random two-dimensional code.

また,PN符号には,最長符号(Mシーケンス),Gold符号など,任意の符号列を用いることができる。なお,最長符号とは,シフトレジスタの出力の排他的論理和を帰還させることで発生できる符号系列の中で最長の長さをもつものをいう。n段のシフトレジスタを用いた場合,m系列の(最長)符号長は2−1となる。Gold符号とは,合成符号系列(最長符号)の一例である。合成符号系列の中でもっとも簡単につくることができ,同期のとれた2種類のM系列(Mシーケンス)の排他的論理和をとることで合成される。 In addition, an arbitrary code string such as a longest code (M sequence) or a Gold code can be used as the PN code. The longest code means a code sequence having the longest length among code sequences that can be generated by feeding back an exclusive OR of the outputs of the shift register. When an n-stage shift register is used, the (longest) code length of the m sequence is 2 n −1. The Gold code is an example of a composite code sequence (longest code). It can be created most easily among the synthesized code sequences, and is synthesized by taking exclusive OR of two types of synchronized M sequences (M sequences).

なお,各実施形態では,白い紙面に黒のインク(単色)で印刷することを前提として説明したが,本発明はこれに限定されず,カラー(多色)で印刷されていても本発明に適用できる。   Each embodiment has been described on the assumption that printing is performed with black ink (single color) on white paper. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. Applicable.

本発明は,電子透かしの地紋にある情報のみを用いて,回転角を精度よく検出する透かし情報処理装置および透かし情報検出装置に画像の回転角を検出させることができる電子透かし情報を画像に埋め込む透かし情報埋め込み装置に適用可能である。   The present invention embeds a watermark information processing apparatus that detects a rotation angle with high accuracy using only information in a ground pattern of the digital watermark, and digital watermark information that allows the watermark information detection apparatus to detect the rotation angle of the image in the image. The present invention can be applied to a watermark information embedding device.

本発明の第1実施形態の透かし情報処理装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a watermark information processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 同実施形態において信号パターンにより情報をビットパターン化する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of bit-patterning information with a signal pattern in the embodiment. 同実施形態における透かし検出部の機能を示した機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram illustrating functions of a watermark detection unit in the same embodiment. 同実施形態において透かし画像作成部が実行するルーチンを示したフローチャートである。6 is a flowchart showing a routine executed by a watermark image creating unit in the embodiment. 同実施形態における信号パターンの一部を示した図である。It is the figure which showed a part of signal pattern in the same embodiment. 同実施形態における信号パターンのドットパターンにより示される波の伝播方向を基準とした波の波形を示した図である。It is the figure which showed the waveform of the wave on the basis of the propagation direction of the wave shown by the dot pattern of the signal pattern in the embodiment. 同実施形態において透かし情報検出装置が実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which the watermark information detection apparatus performs in the same execution form. 同実施形態において透かし情報埋め込み時に使用する信号パターンの角度の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the angle of the signal pattern used at the time of watermark information embedding in the embodiment. 同実施形態において透かし情報検出時に使用する信号パターンの角度の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the angle of the signal pattern used at the time of watermark information detection in the embodiment. 同実施形態において信号検出処理の詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the signal detection process in the same embodiment. 同実施形態においてフィルタ出力値の算出方法を説明する図である。It is a figure explaining the calculation method of a filter output value in the embodiment. 同実施形態において情報を復元し,取り出す方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to decompress | restor and extract information in the same embodiment. 本発明の第2実施形態において2次元PN符号化を説明する図である。It is a figure explaining 2D PN encoding in 2nd Embodiment of this invention. 同実施形態において透かし検出部の機能を示した機能ブロック図である。3 is a functional block diagram illustrating functions of a watermark detection unit in the embodiment. FIG. 同実施形態において同期コードを埋め込んだ画像の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the image which embedded the synchronization code in the same embodiment. 同実施形態において画像のフィルタ処理結果の詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the filter process result of the image in the same embodiment. 同実施形態において数度傾いた画像のフィルタ処理結果を示した図である。It is the figure which showed the filter processing result of the image inclined several degrees in the same embodiment. 同実施形態において2次元相関演算方法のうち,水平方向の相関演算を示した図である。It is the figure which showed the correlation calculation of the horizontal direction among the two-dimensional correlation calculation methods in the embodiment. 同実施形態において2次元相関演算方法のうち,垂直方向の相関演算を示した図である。It is the figure which showed the correlation calculation of the perpendicular direction among the two-dimensional correlation calculation methods in the same embodiment. 同実施形態において同期コードの配置例を示した図である。It is the figure which showed the example of arrangement | positioning of a synchronous code in the same embodiment. 本発明の第3実施形態において同期コードを埋め込んだ画像の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the image which embedded the synchronization code in 3rd Embodiment of this invention. 同実施形態において数度傾いた画像をフィルタ処理した結果を示した図である。It is the figure which showed the result of having filtered the image inclined several degrees in the same embodiment. 同実施形態において中心から最も遠い信号で生じるずれを示した図である。It is the figure which showed the shift | offset | difference which arises with the signal farthest from the center in the same embodiment. 同実施形態において信号検出処理の詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the signal detection process in the same embodiment. 同実施形態においてフィルタ演算処理および2次元相関演算の結果を示した図である。It is the figure which showed the result of the filter calculation process and the two-dimensional correlation calculation in the same embodiment. 同実施形態において同期コードとの相関のピーク位置の特定方法を説明する図である。It is a figure explaining the identification method of the peak position of the correlation with a synchronous code in the embodiment. 同実施形態において隣接する同期コードの位置関係を示した図である。It is the figure which showed the positional relationship of the adjacent synchronous code | cord | chord in the same embodiment. 本発明の第4実施形態において同期コードを埋め込んだ画像の例を示した図である。It is the figure which showed the example of the image which embedded the synchronization code in 4th Embodiment of this invention. 同実施形態において正順と逆順との相関値の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship of the correlation value of the normal order and reverse order in the same embodiment. 同実施形態において信号検出処理の詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the signal detection process in the same embodiment. 同実施形態において画像の回転角における系列の方向と水平方向および垂直方向の相関絶対値の大小を示した図である。It is the figure which showed the magnitude | size of the correlation absolute value of the direction of a series in the rotation angle of an image, and a horizontal direction and a vertical direction in the same embodiment. 本発明の第5実施形態において画像の回転角における系列の方向と水平方向または垂直方向の相関絶対値の大小を示した図である。It is the figure which showed the magnitude of the correlation absolute value of the direction of a series in the rotation angle of an image, and a horizontal direction or a vertical direction in 5th Embodiment of this invention. 本発明の第7実施形態における透かし検出部の機能を示した機能ブロック図である。It is a functional block diagram which showed the function of the watermark detection part in 7th Embodiment of this invention. 同実施形態において画像の回転角とフィルタ処理の結果を示した図である。It is the figure which showed the rotation angle of the image and the result of the filter process in the same embodiment. 同実施形態においてフィルタ出力値の合成結果を示した図である。It is the figure which showed the synthetic | combination result of the filter output value in the same embodiment. 同実施形態においてある範囲のフィルタ出力値を生成するために参照するフィルタ出力値の範囲を示した図である。It is the figure which showed the range of the filter output value referred in order to produce | generate the filter output value of a certain range in the same embodiment. フィルタ出力画像全体を使用してフィルタ出力を合成する場合の座標系の取り方の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of how to take a coordinate system in the case of synthesize | combining filter output using the whole filter output image.

符号の説明Explanation of symbols

10 透かし情報処理装置
100 透かし情報埋め込み装置
110 文書画像作成部
120 透かし画像作成部
130 透かし入り文書画像合成部
140 出力部
150 系列パターン生成部
300 透かし情報検出装置
310 入力部
320 透かし検出部
320a 記憶部
320b フィルタ処理部
320c 信号パターン特定部
320d 回転角検出部
320e 相関演算処理部
320f 合成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Watermark information processing apparatus 100 Watermark information embedding apparatus 110 Document image creation part 120 Watermark image creation part 130 Watermarked document image composition part 140 Output part 150 Sequence pattern generation part 300 Watermark information detection apparatus 310 Input part 320 Watermark detection part 320a Storage part 320b Filter processing unit 320c Signal pattern identification unit 320d Rotation angle detection unit 320e Correlation calculation processing unit 320f Synthesis unit

Claims (40)

所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかを含む透かし画像を埋め込んだ透かし入り文書画像から透かし情報を検出する透かし情報検出装置であって:
前記透かし入り文書画像を入力する入力部と;
前記入力された透かし入り文書画像に埋め込まれている信号パターンの種類を予め記憶する記憶部と;
前記埋め込まれた種類の信号パターンを特定することができるフィルタを含んだ複数種類のフィルタであって,前記埋め込まれた信号パターンの種類より多い数のフィルタを用いて,前記入力された透かし入り文書画像をそれぞれフィルタ処理するフィルタ処理部と;
前記各フィルタ処理の結果に基づいて前記透かし入り文書画像に埋め込まれた信号パターンの種類を特定する信号パターン特定部と;
前記記憶されている種類の信号パターンにより表される角度に関する情報と前記特定された種類の信号パターンにより表される角度に関する情報との関係から前記透かし入り文書画像の回転角を求める回転角検出部と;を備える透かし情報検出装置。
A watermark information detecting apparatus for detecting watermark information from a watermarked document image in which a watermark image including at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles is embedded:
An input unit for inputting the watermarked document image;
A storage unit for previously storing the type of signal pattern embedded in the input watermarked document image;
The inputted watermarked document using a plurality of types of filters including a filter capable of specifying the embedded type signal pattern, wherein the number of filters is larger than the type of the embedded signal pattern. A filter processing unit for filtering each image;
A signal pattern specifying unit for specifying the type of signal pattern embedded in the watermarked document image based on the result of each filtering process;
A rotation angle detection unit that obtains the rotation angle of the watermarked document image from the relationship between the information about the angle represented by the stored type of signal pattern and the information about the angle represented by the specified type of signal pattern A watermark information detection apparatus comprising:
所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかにより形成される特殊な系列パターンを含む透かし画像を埋め込んだ透かし入り文書画像から透かし情報を検出する透かし情報検出装置であって:
前記透かし入り文書画像を入力する入力部と;
前記複数種類の信号パターンに対応する複数種類のフィルタを用いて,前記入力された透かし入り文書画像をそれぞれフィルタ処理するフィルタ処理部と;
前記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する前記各フィルタ処理の結果に基づいて,前記特殊な系列パターンに対して相関を演算することにより相関値の絶対値を相関絶対値としてそれぞれ求める相関演算処理部と;
前記求められた複数の相関絶対値に基づいて前記透かし入り文書画像の回転角を求める回転角検出部と;を備える透かし情報検出装置。
A watermark information detection device for detecting watermark information from a watermarked document image in which a watermark image including a special sequence pattern formed by at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles is embedded. :
An input unit for inputting the watermarked document image;
A filter processing unit for filtering each of the input watermarked document images using a plurality of types of filters corresponding to the plurality of types of signal patterns;
Correlation for obtaining an absolute value of a correlation value as a correlation absolute value by calculating a correlation with respect to the special sequence pattern based on a result of each filtering process on a predetermined range of the input watermarked document image An arithmetic processing unit;
A rotation angle detection unit that calculates a rotation angle of the watermarked document image based on the plurality of obtained correlation absolute values.
前記複数種類の信号パターンは,
前記複数のドットを所定の位置に配列することにより形成されるドットの波の伝播方向とドットの波の波長または周波数のいずれかとによって前記所定の異なる角度をそれぞれ示す請求項1または2のいずれかに記載された透かし情報検出装置。
The plurality of types of signal patterns are:
3. The predetermined different angle is indicated by the propagation direction of the dot wave formed by arranging the plurality of dots at a predetermined position and either the wavelength or frequency of the dot wave. The watermark information detection apparatus described in 1.
前記特殊な系列パターンは,
1次元の特殊な系列を2次元に拡張した符号から構成されている請求項2または3のいずれかに記載された透かし情報検出装置。
The special sequence pattern is
4. The watermark information detecting apparatus according to claim 2, wherein the watermark information detecting apparatus is composed of a code obtained by extending a one-dimensional special sequence into two dimensions.
前記1次元の特殊な系列は,1次元のPN符号である請求項4に記載された透かし情報検出装置。   The watermark information detecting apparatus according to claim 4, wherein the one-dimensional special series is a one-dimensional PN code. 前記特殊な系列パターンは,
最長符号に基づく符号から構成されている請求項2〜5のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The special sequence pattern is
The watermark information detection apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein the watermark information detection apparatus includes a code based on a longest code.
前記特殊な系列パターンは,
この特殊な系列パターンの自己相関値の絶対値が,この特殊な系列パターンとこの特殊な系列パターンを逆順に並べ替えた系列パターンとの相関絶対値よりも大きい請求項2〜6のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The special sequence pattern is
The absolute value of the autocorrelation value of the special sequence pattern is larger than the correlation absolute value of the special sequence pattern and a sequence pattern obtained by rearranging the special sequence pattern in reverse order. The watermark information detection apparatus described in the item.
前記特殊な系列パターンは,固定長である請求項2〜7のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。   The watermark information detection apparatus according to claim 2, wherein the special sequence pattern has a fixed length. 前記特殊な系列パターンは,
この特殊な系列パターンの自己相関値の絶対値が,この特殊な系列パターンとこの特殊な系列を所定ビット数だけシフトさせた系列パターンとの相関絶対値よりも大きい請求項2〜8のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The special sequence pattern is
9. The absolute value of the autocorrelation value of the special sequence pattern is larger than the correlation absolute value of the special sequence pattern and a sequence pattern obtained by shifting the special sequence by a predetermined number of bits. The watermark information detection apparatus according to one item.
前記回転角検出部は,
前記求められた複数の相関絶対値の最大値に基づいて,前記透かし入り画像の回転角を求める請求項2〜9のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The rotation angle detector
The watermark information detection apparatus according to any one of claims 2 to 9, wherein a rotation angle of the watermarked image is obtained based on the obtained maximum value of the plurality of correlation absolute values.
前記入力部は,
前記特殊な系列パターンを複数含んだ透かし入り文書画像を入力し,
前記回転角検出部は,
前記求められた複数の相関絶対値に基づいて,前記入力された透かし入り文書画像に含まれる2以上の特殊な系列パターンの位置を特定し,特定された2以上の特殊な系列パターンの位置関係から前記透かし入り文書画像の回転角を求める請求項2〜10のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The input unit is:
Input a watermarked document image including a plurality of the special sequence patterns;
The rotation angle detector
Based on the obtained plurality of correlation absolute values, the positions of two or more special sequence patterns included in the input watermarked document image are specified, and the positional relationship between the two or more specified special sequence patterns The watermark information detection apparatus according to claim 2, wherein a rotation angle of the watermarked document image is obtained from the information.
前記相関演算処理部は,
前記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する前記各フィルタ処理の結果に基づいて,前記特殊な系列パターンを正順方向に配列させた系列パターンに対する相関を演算するとともに前記特殊な系列パターンを逆順方向に配列させた系列パターンに対する相関を演算することにより,相関絶対値をそれぞれ求め,
前記回転角検出部は,
前記求められた複数の相関絶対値の大小を比較することにより前記透かし入り文書画像の回転角を求める請求項2〜11のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The correlation calculation processing unit
Based on the result of each filtering process on a predetermined range of the input watermarked document image, the correlation with the sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the forward direction is calculated and the special sequence pattern is calculated. By calculating the correlation with the sequence pattern arranged in the reverse forward direction, the correlation absolute value is obtained respectively.
The rotation angle detector
The watermark information detection apparatus according to claim 2, wherein a rotation angle of the watermarked document image is obtained by comparing magnitudes of the plurality of obtained correlation absolute values.
前記相関演算処理部は,
前記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する前記各フィルタ処理の結果に基づいて,前記特殊な系列パターンを水平方向に走査することにより前記特殊な系列パターンに対する相関を演算するとともに,前記特殊な系列パターンを垂直方向に走査することにより前記特殊な系列パターンに対する相関を演算することによって,相関絶対値をそれぞれ求め,
前記回転角検出部は,
前記求められた複数の相関絶対値の大小を比較することにより前記透かし入り文書画像の回転方向を求める請求項2〜11のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The correlation calculation processing unit
Based on the result of each filtering process on a predetermined range of the input watermarked document image, the special sequence pattern is scanned in the horizontal direction to calculate the correlation with the special sequence pattern, and the special sequence pattern By calculating a correlation with the special sequence pattern by scanning a specific sequence pattern in the vertical direction, a correlation absolute value is obtained,
The rotation angle detector
The watermark information detection apparatus according to claim 2, wherein a rotation direction of the watermarked document image is obtained by comparing the magnitudes of the plurality of obtained correlation absolute values.
前記相関演算処理部は,
前記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する前記各フィルタ処理の結果に基づいて,前記特殊な系列パターンを正順方向に配列させた系列パターンおよび前記特殊な系列パターンを逆順方向に配列させた系列パターンを水平方向にそれぞれ走査することにより前記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算するとともに,前記各系列パターンを垂直方向にそれぞれ走査することにより前記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算することによって,相関絶対値をそれぞれ求め,
前記回転角検出部は,
前記求められた複数の相関絶対値の大小を比較することにより前記透かし入り文書画像の回転方向を求める請求項2〜11のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The correlation calculation processing unit
Based on the result of each filtering process on a predetermined range of the input watermarked document image, a sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the forward direction and the special sequence pattern are arranged in the reverse direction. By calculating the correlation for each series pattern by scanning each series pattern in the horizontal direction, respectively, and calculating the correlation for each series pattern by scanning each series pattern in the vertical direction, respectively. Find the absolute value of each correlation,
The rotation angle detector
The watermark information detection apparatus according to claim 2, wherein a rotation direction of the watermarked document image is obtained by comparing the magnitudes of the plurality of obtained correlation absolute values.
前記特殊な系列パターンは,
擬似乱数生成器により生成された1または2以上の1次元のビットパターンからなる請求項2,3,6,7,8,9,10,11,12,13または14のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The special sequence pattern is
15. The method according to any one of claims 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 or 14, comprising one or more one-dimensional bit patterns generated by a pseudo random number generator. Watermark information detecting apparatus.
前記特殊な系列パターンは,
擬似乱数生成器により生成された1または2以上の1次元のビットパターンを水平方向または垂直方向のいずれかに配列させたビットパターンを組み合わせることにより生成される複数の2次元ビットパターンであって,前記複数の2次元ビットパターンに含まれる任意の第1の2次元ビットパターンに対して,水平方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第2の2次元ビットパターンと,水平方向に配列された1次元ビットパターンおよび垂直方向に配列された1次元ビットパターンの順序が逆転したビットパターンからなる第3の2次元ビットパターンと,垂直方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第4の2次元ビットパターンと,を含み,
前記記憶部は,
前記第1の2次元ビットパターン,前記第2の2次元ビットパターン,前記第3の2次元ビットパターンおよび前記第4の2次元ビットパターンにそれぞれ対応する固有の回転角を各ビットパターンに関連付けて記憶し,
前記相関演算処理部は,
前記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する前記各フィルタ処理の結果に基づいて,前記前記第1の2次元ビットパターン,前記第2の2次元ビットパターン,前記第3の2次元ビットパターンおよび前記第4の2次元ビットパターンのそれぞれの系列パターンを水平方向にそれぞれ走査することにより前記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算するとともに,前記各系列パターンを垂直方向にそれぞれ走査することにより前記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算することによって,相関絶対値をそれぞれ求め,
前記回転角検出部は,
前記水平方向の走査により求められた複数の相関絶対値の大小を比較するとともに,前記垂直方向の走査により求められた複数の相関絶対値の大小を比較し,比較した結果によって前記第1の2次元ビットパターン,前記第2の2次元ビットパターン,前記第3の2次元ビットパターンおよび前記第4の2次元ビットパターンのうちから2次元ビットパターンを一つ特定し,特定された2次元ビットパターンに関連付けて前記記憶部に記憶されている固有の回転角から前記透かし入り文書画像の回転方向を求める請求項2〜11のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The special sequence pattern is
A plurality of two-dimensional bit patterns generated by combining bit patterns in which one or more one-dimensional bit patterns generated by a pseudo-random number generator are arranged in either the horizontal direction or the vertical direction, A second two-dimensional bit comprising a bit pattern in which the arrangement order of the one-dimensional bit patterns arranged in the horizontal direction is reversed with respect to an arbitrary first two-dimensional bit pattern included in the plurality of two-dimensional bit patterns A third two-dimensional bit pattern composed of a pattern, a one-dimensional bit pattern arranged in the horizontal direction, and a bit pattern in which the order of the one-dimensional bit pattern arranged in the vertical direction is reversed; and a one-dimensional arrangement arranged in the vertical direction A fourth two-dimensional bit pattern comprising a bit pattern in which the order of bit pattern arrangement is reversed. ,
The storage unit
A unique rotation angle corresponding to each of the first two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern is associated with each bit pattern. Remember,
The correlation calculation processing unit
The first two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, and the third two-dimensional bit pattern based on the result of each filtering process on a predetermined range of the input watermarked document image And calculating a correlation for each of the series patterns by scanning each series pattern of the fourth two-dimensional bit pattern in the horizontal direction, and scanning each series pattern in the vertical direction. By calculating the correlation for each series pattern, the correlation absolute value is obtained,
The rotation angle detector
The magnitudes of the plurality of correlation absolute values obtained by the horizontal scanning are compared, and the magnitudes of the plurality of correlation absolute values obtained by the vertical scanning are compared. One specified two-dimensional bit pattern is selected from among the two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern, and the specified two-dimensional bit pattern The watermark information detection apparatus according to claim 2, wherein a rotation direction of the watermarked document image is obtained from a unique rotation angle stored in the storage unit in association with the watermark.
前記相関演算処理部は,
前記特殊な系列パターンを正順方向に配列させた系列パターンおよび前記特殊な系列パターンを逆順方向に配列させた系列パターンを前記透かし入り文書画像の水平方向または垂直方向のいずれか一方に走査することにより前記特殊な系列パターンに対する相関をそれぞれ演算することにより,正順方向の相関絶対値および逆順方向の相関絶対値をそれぞれ求め,求められた正順方向の相関絶対値および逆順方向の相関絶対値を比較することにより大きい方の相関絶対値を1次元相関絶対値とし,前記1次相関絶対値を演算するために用いられた系列パターンを前記透かし入り文書画像の水平方向または垂直方向のいずれか他方に走査することにより前記系列パターンに対する相関を演算することによって相関絶対値を求め,求められた相関絶対値と前記1次元相関絶対値とから2次元相関絶対値を算出し,
前記回転角検出部は,
前記2次元相関絶対値と前記1次元相関絶対値の平均値との大小を比較することにより前記透かし入り文書画像の回転方向を求める請求項2〜11のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The correlation calculation processing unit
Scanning the sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the forward direction and the sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the reverse forward direction in either the horizontal direction or the vertical direction of the watermarked document image; To calculate the correlation absolute value in the forward direction and the correlation absolute value in the forward direction, respectively, by calculating the correlation with the special sequence pattern according to The correlation absolute value that is larger than the comparison is defined as a one-dimensional correlation absolute value, and the sequence pattern used to calculate the primary correlation absolute value is either horizontal or vertical in the watermarked document image. The correlation absolute value is obtained by calculating the correlation with the sequence pattern by scanning in the other direction. Calculating a two-dimensional correlation absolute value from said one-dimensional correlation absolute value and relative value,
The rotation angle detector
The watermark information according to any one of claims 2 to 11, wherein a rotation direction of the watermarked document image is obtained by comparing a magnitude of the two-dimensional correlation absolute value and an average value of the one-dimensional correlation absolute value. Detection device.
前記信号パターン特定部は,
前記フィルタ処理の結果出力された各フィルタ出力値に基づいて前記透かし入り文書画像に埋め込まれた信号パターンの種類を特定する請求項1に記載された透かし情報検出装置。
The signal pattern specifying unit is
The watermark information detection apparatus according to claim 1, wherein the type of signal pattern embedded in the watermarked document image is specified based on each filter output value output as a result of the filtering process.
前記複数種類のフィルタは,
前記透かし入り文書画像の回転角がそれぞれ異なる固有値となるときに,フィルタ出力値が最大となるフィルタである請求項1〜18のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The plurality of types of filters are:
19. The watermark information detection apparatus according to claim 1, wherein the watermark information detection apparatus is a filter having a maximum filter output value when the rotation angles of the watermarked document images are different from each other.
前記複数種類のフィルタは,ガボールフィルタである請求項1〜19のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。   The watermark information detection apparatus according to claim 1, wherein the plurality of types of filters are Gabor filters. 前記相関演算処理部は,
前記フィルタ処理の結果出力された各フィルタ出力値に対応して変動する重みにより前記特殊な系列パターンに対する相関の演算に重み付けを行う請求項2〜20のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The correlation calculation processing unit
The watermark information detection according to any one of claims 2 to 20, wherein the correlation calculation for the special sequence pattern is weighted with a weight that varies in accordance with each filter output value output as a result of the filter processing. apparatus.
前記相関演算処理部は,
前記重み付けの代わりに前記フィルタ処理の結果に基づき定められる固定値を用いて前記特殊な系列パターンに対する相関を演算する請求項2〜20のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The correlation calculation processing unit
21. The watermark information detection apparatus according to claim 2, wherein a correlation with respect to the special sequence pattern is calculated using a fixed value determined based on a result of the filtering process instead of the weighting.
請求項1〜22のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置であって,さらに,
前記回転角検出部により検出された透かし入り画像の回転角に応じた重みにより前記フィルタ処理の結果出力された複数のフィルタ出力値に重み付けを行うことにより複数のフィルタ出力値を合成する合成部を備えた透かし情報検出装置。
The watermark information detection device according to any one of claims 1 to 22, further comprising:
A synthesizing unit that synthesizes a plurality of filter output values by weighting the plurality of filter output values output as a result of the filter processing with a weight according to the rotation angle of the watermarked image detected by the rotation angle detecting unit; A watermark information detection apparatus provided.
前記合成部は,
前記フィルタ処理に用いた複数種類のフィルタのうち,少なくともいずれかのフィルタに対するフィルタ出力値を新たに生成する請求項23に記載された透かし情報検出装置。
The synthesis unit is
The watermark information detection apparatus according to claim 23, wherein a filter output value for at least one of a plurality of types of filters used for the filter processing is newly generated.
前記合成部は,
前記フィルタ処理に用いた複数種類のフィルタのうち,前記複数種類の信号パターンの少なくともいずれかに応じたフィルタによるフィルタ出力値を新たに生成する請求項23または24のいずれかに記載された透かし情報検出装置。
The synthesis unit is
25. The watermark information according to claim 23, wherein a filter output value is newly generated by a filter corresponding to at least one of the plurality of types of signal patterns among the plurality of types of filters used in the filtering process. Detection device.
前記合成部は,
透かし入り文書画像が回転されていない場合に前記複数種類の信号パターンに応じたフィルタによるフィルタ処理の結果出力されるフィルタ出力値にほぼ等しいフィルタ出力値をそれぞれ生成する請求項23〜25のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The synthesis unit is
26. A filter output value substantially equal to a filter output value output as a result of filter processing by a filter corresponding to the plurality of types of signal patterns when the watermarked document image is not rotated is generated. The watermark information detection apparatus according to one item.
前記合成部は,
前記複数のフィルタ出力値のうち,前記入力された透かし入り文書画像の任意の範囲に位置する複数点のフィルタ出力値を合成することにより,前記任意の範囲内に位置する一点のフィルタ出力値を生成する請求項23〜26のいずれか一項に記載された透かし情報検出装置。
The synthesis unit is
By combining a plurality of filter output values located in an arbitrary range of the input watermarked document image among the plurality of filter output values, a single filter output value located in the arbitrary range is obtained. The watermark information detection apparatus according to any one of claims 23 to 26, which is generated.
画像に埋め込まれた透かし情報を透かし情報検出装置に検出させるために文書画像に透かし画像を埋め込む透かし情報埋め込み装置であって:
文書画像を作成する文書画像作成部と;
所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかにより形成される特殊な系列パターンを生成する系列パターン生成部と;
前記生成された特殊な系列パターンを用いて前記透かし情報検出装置に入力された透かし入り文書画像の回転角を前記透かし情報検出装置に検出させるために,前記生成された特殊な系列パターンを含んだ透かし画像を作成する透かし画像作成部と;
前記作成された文書画像と前記作成された透かし画像とを重ね合わせて透かし入り文書画像を生成する透かし入り文書画像合成部と;を備える透かし情報埋め込み装置。
A watermark information embedding device that embeds a watermark image in a document image to cause the watermark information detection device to detect the watermark information embedded in the image:
A document image creation unit for creating a document image;
A sequence pattern generation unit that generates a special sequence pattern formed by at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles;
In order to make the watermark information detecting device detect the rotation angle of the watermarked document image input to the watermark information detecting device using the generated special sequence pattern, the generated special sequence pattern is included. A watermark image creation unit for creating a watermark image;
A watermark information embedding device comprising: a watermarked document image synthesis unit that generates a watermarked document image by superimposing the created document image and the created watermark image.
前記特殊な系列パターンは,固定長である請求項28に記載された透かし情報埋め込み装置。   The watermark information embedding apparatus according to claim 28, wherein the special sequence pattern has a fixed length. 前記特殊な系列パターンは,
この特殊な系列パターンの自己相関値の絶対値が,この特殊な系列パターンとこの特殊な系列パターンを所定ビット数だけシフトさせた系列パターンとの相関絶対値よりも大きい請求項28または29のいずれかに記載された透かし情報埋め込み装置。
The special sequence pattern is
30. The absolute value of the autocorrelation value of the special sequence pattern is larger than the correlation absolute value of the special sequence pattern and a sequence pattern obtained by shifting the special sequence pattern by a predetermined number of bits. The watermark information embedding device described in the above.
前記特殊な系列パターンは,
この特殊な系列パターンの自己相関値の絶対値が,この特殊な系列パターンとこの特殊な系列パターンを逆順に並べ替えた系列パターンとの相関を示す相関絶対値よりも大きい請求項28〜30のいずれか一項に記載された透かし情報埋め込み装置。
The special sequence pattern is
The absolute value of the autocorrelation value of the special sequence pattern is larger than a correlation absolute value indicating a correlation between the special sequence pattern and a sequence pattern obtained by rearranging the special sequence pattern in reverse order. The watermark information embedding device according to any one of the preceding claims.
前記特殊な系列パターンは,
1次元の特殊な系列を2次元に拡張した符号から構成されている請求項28〜31のいずれか一項に記載された透かし情報埋め込み装置。
The special sequence pattern is
32. The watermark information embedding device according to any one of claims 28 to 31, wherein the watermark information embedding device includes a code obtained by extending a one-dimensional special series into two dimensions.
請求項28〜32のいずれか一項に記載された透かし情報埋め込み装置であって,さらに,
前記作成された透かし入り文書画像を印刷する出力部を備える透かし情報埋め込み装置。
The watermark information embedding device according to any one of claims 28 to 32, further comprising:
A watermark information embedding device comprising an output unit for printing the created watermarked document image.
所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかを含む透かし画像を埋め込んだ透かし入り文書画像から透かし情報を検出する透かし情報検出方法であって:
前記透かし入り文書画像を入力し,
前記入力した透かし入り文書画像に埋め込まれている信号パターンの種類を予め記憶部に記憶し,
前記埋め込まれた種類の信号パターンを特定することができるフィルタを含んだ複数種類のフィルタであって,前記埋め込まれた信号パターンの種類より多い数のフィルタを用いて,前記入力された透かし入り文書画像をそれぞれフィルタ処理し,
前記各フィルタ処理の結果に基づいて前記透かし入り文書画像に埋め込まれた信号パターンの種類を特定し,
前記記憶部に記憶されている種類の信号パターンにより表される角度に関する情報と前記特定された種類の信号パターンにより表される角度に関する情報との関係から前記透かし入り文書画像の回転角を求める透かし情報検出方法。
A watermark information detection method for detecting watermark information from a watermarked document image in which a watermark image including at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles is embedded:
Enter the watermarked document image,
The type of signal pattern embedded in the input watermarked document image is stored in advance in the storage unit,
The inputted watermarked document using a plurality of types of filters including a filter capable of specifying the embedded type signal pattern, wherein the number of filters is larger than the type of the embedded signal pattern. Each image is filtered,
Identifying the type of signal pattern embedded in the watermarked document image based on the result of each filtering process;
A watermark for determining the rotation angle of the watermarked document image from the relationship between the information about the angle represented by the type of signal pattern stored in the storage unit and the information about the angle represented by the specified type of signal pattern Information detection method.
所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかにより形成される特殊な系列パターンを含む透かし画像を埋め込んだ透かし入り文書画像から透かし情報を検出する透かし情報検出方法であって:
前記透かし入り文書画像を入力し,
前記複数種類の信号パターンに対応する複数種類のフィルタを用いて,前記入力された透かし入り文書画像をそれぞれフィルタ処理し,
前記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する前記各フィルタ処理の結果に基づいて,前記特殊な系列パターンに対して相関を演算することにより相関値の絶対値を相関絶対値としてそれぞれ求め,
前記求められた複数の相関絶対値に基づいて前記透かし入り文書画像の回転角を求める透かし情報検出方法。
A watermark information detection method for detecting watermark information from a watermarked document image in which a watermark image including a special sequence pattern formed by at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles is embedded. :
Enter the watermarked document image,
Filtering each of the input watermarked document images using a plurality of types of filters corresponding to the plurality of types of signal patterns;
The absolute value of the correlation value is obtained as the correlation absolute value by calculating the correlation with respect to the special sequence pattern based on the result of each filtering process on the predetermined range of the input watermarked document image,
A watermark information detection method for obtaining a rotation angle of the watermarked document image based on the plurality of obtained correlation absolute values.
前記透かし情報検出方法であって,
前記相関を演算するとき,前記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する前記各フィルタ処理の結果に基づいて,前記特殊な系列パターンを正順方向に配列させた系列パターンおよび前記特殊な系列パターンを逆順方向に配列させた系列パターンを水平方向にそれぞれ走査することにより前記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算するとともに,前記各系列パターンを垂直方向にそれぞれ走査することにより前記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算することによって,相関絶対値をそれぞれ求め,
前記求められた複数の相関絶対値の大小を比較することにより前記透かし入り文書画像の回転方向を求める請求項35に記載された透かし情報検出方法。
The watermark information detection method,
When calculating the correlation, a sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the forward direction and the special sequence based on a result of each filtering process on a predetermined range of the input watermarked document image Correlation with each series pattern is calculated by scanning each series pattern in which the patterns are arranged in the reverse forward direction in the horizontal direction, and correlation with each series pattern by scanning each series pattern in the vertical direction. To calculate the correlation absolute value,
36. The watermark information detection method according to claim 35, wherein the rotation direction of the watermarked document image is obtained by comparing the magnitudes of the obtained plurality of correlation absolute values.
前記透かし情報検出方法であって,
前記特殊な系列パターンは,
擬似乱数生成器により生成された1または2以上の1次元のビットパターンを水平方向または垂直方向のいずれかに配列させることにより生成される複数の2次元ビットパターンであって,前記複数の2次元ビットパターンに含まれる任意の第1の2次元ビットパターンに対して,水平方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第2の2次元ビットパターンと,水平方向に配列された1次元ビットパターンおよび垂直方向に配列された1次元ビットパターンの順序が逆転したビットパターンからなる第3の2次元ビットパターンと,垂直方向に配列された1次元ビットパターンの配列の順序が逆転したビットパターンからなる第4の2次元ビットパターンと,を含み,
前記第1の2次元ビットパターン,前記第2の2次元ビットパターン,前記第3の2次元ビットパターンおよび前記第4の2次元ビットパターンにそれぞれ対応する固有の回転角を各ビットパターンに関連付けて前記記憶部に記憶し,
前記相関を演算するとき,前記入力された透かし入り文書画像の所定の範囲に対する前記各フィルタ処理の結果に基づいて,前記前記第1の2次元ビットパターン,前記第2の2次元ビットパターン,前記第3の2次元ビットパターンおよび前記第4の2次元ビットパターンのそれぞれの系列パターンを水平方向にそれぞれ走査することにより前記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算するとともに,前記各系列パターンを垂直方向にそれぞれ走査することにより前記各系列パターンに対する相関をそれぞれ演算することによって,相関絶対値をそれぞれ求め,
前記水平方向の走査により求められた複数の相関絶対値の大小を比較するとともに,前記垂直方向の走査により求められた複数の相関絶対値の大小を比較し,比較した結果によって前記第1の2次元ビットパターン,前記第2の2次元ビットパターン,前記第3の2次元ビットパターンおよび前記第4の2次元ビットパターンのうちから2次元ビットパターンを一つ特定し,特定された2次元ビットパターンに関連付けて前記記憶部に記憶されている固有の回転角から前記透かし入り文書画像の回転方向を求める請求項35または36のいずれかに記載された透かし情報検出方法。
The watermark information detection method,
The special sequence pattern is
A plurality of two-dimensional bit patterns generated by arranging one or more one-dimensional bit patterns generated by a pseudo-random number generator in either the horizontal direction or the vertical direction, A second two-dimensional bit pattern composed of a bit pattern in which the order of the arrangement of the one-dimensional bit pattern arranged in the horizontal direction is reversed with respect to an arbitrary first two-dimensional bit pattern included in the bit pattern; And a third two-dimensional bit pattern composed of a one-dimensional bit pattern arranged in the vertical direction and a bit pattern in which the order of the one-dimensional bit pattern arranged in the vertical direction is reversed, and an arrangement of the one-dimensional bit pattern arranged in the vertical direction. A fourth two-dimensional bit pattern comprising a bit pattern with the order reversed,
A unique rotation angle corresponding to each of the first two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern is associated with each bit pattern. Storing in the storage unit,
When calculating the correlation, the first two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, and the second two-dimensional bit pattern based on a result of each filtering process on a predetermined range of the input watermarked document image Each of the sequence patterns of the third two-dimensional bit pattern and the fourth two-dimensional bit pattern is respectively scanned in the horizontal direction to calculate the correlation with each of the sequence patterns, and each of the sequence patterns in the vertical direction. By calculating the correlation for each series pattern by scanning each, the correlation absolute value is obtained,
The magnitudes of the plurality of correlation absolute values obtained by the horizontal scanning are compared, and the magnitudes of the plurality of correlation absolute values obtained by the vertical scanning are compared. One specified two-dimensional bit pattern is selected from among the two-dimensional bit pattern, the second two-dimensional bit pattern, the third two-dimensional bit pattern, and the fourth two-dimensional bit pattern, and the specified two-dimensional bit pattern 37. The watermark information detection method according to claim 35, wherein a rotation direction of the watermarked document image is obtained from a unique rotation angle stored in the storage unit in association with the watermark.
前記透かし情報検出方法であって,
前記相関を演算するとき,前記特殊な系列パターンを正順方向に配列させた系列パターンおよび前記特殊な系列パターンを逆順方向に配列させた系列パターンを前記透かし入り文書画像の水平方向または垂直方向のいずれか一方に走査することにより前記特殊な系列パターンに対する相関をそれぞれ演算することにより,正順方向の相関絶対値および逆順方向の相関絶対値をそれぞれ求め,求められた正順方向の相関絶対値および逆順方向の相関絶対値を比較することにより大きい方の相関絶対値を1次元相関絶対値とし,前記1次相関絶対値を演算するために用いられた系列パターンを前記透かし入り文書画像の水平方向または垂直方向のいずれか他方に走査することにより前記系列パターンに対する相関を演算することによって相関絶対値を求め,求められた相関絶対値と前記1次元相関絶対値とから2次元相関絶対値を算出し,
前記2次元相関絶対値と前記1次元相関絶対値の平均値との大小を比較することにより前記透かし入り文書画像の回転方向を求める請求項35または36のいずれかに記載された透かし情報検出方法。
The watermark information detection method,
When calculating the correlation, a sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the forward direction and a sequence pattern in which the special sequence pattern is arranged in the reverse forward direction are set in the horizontal or vertical direction of the watermarked document image. The correlation absolute value in the forward direction and the correlation absolute value in the forward direction are obtained by calculating the correlation with the special sequence pattern by scanning in either direction, and the obtained correlation absolute value in the forward direction. The correlation absolute value that is larger than the correlation absolute value in the forward direction is set as the one-dimensional correlation absolute value, and the sequence pattern used to calculate the primary correlation absolute value is the horizontal of the watermarked document image. By calculating the correlation with the sequence pattern by scanning in either the direction or the vertical direction, the correlation absolute The calculated, to calculate a two-dimensional correlation absolute value from the correlation calculated absolute value to the one-dimensional correlation with the absolute value,
37. The watermark information detection method according to claim 35, wherein the rotation direction of the watermarked document image is obtained by comparing the two-dimensional correlation absolute value and the average value of the one-dimensional correlation absolute value. .
前記透かし情報検出方法は,さらに,
前記回転角検出部により検出された透かし入り画像の回転角に対応する重みによって前記フィルタ処理の結果出力された複数のフィルタ出力値に重み付けを行うことにより複数のフィルタ出力値を合成する請求項35〜38のいずれか一項に記載された透かし情報検出方法。
The watermark information detection method further includes:
36. A plurality of filter output values are synthesized by weighting a plurality of filter output values output as a result of the filter processing with a weight corresponding to a rotation angle of a watermarked image detected by the rotation angle detection unit. -The watermark information detection method described in any one of -38.
画像に埋め込まれた透かし情報を検出させるために文書画像に透かし画像を埋め込む透かし情報埋め込み方法であって:
文書画像を作成し,
所定の異なる角度に関する情報を含んだ複数種類の信号パターンの少なくともいずれかにより形成される特殊な系列パターンを生成し,
前記生成された特殊な系列パターンを用いて透かし情報検出装置に入力された透かし入り文書画像の回転角を前記透かし情報検出装置に検出させるために,前記生成された特殊な系列パターンを含んだ透かし画像を作成し,
前記作成された文書画像と前記作成された透かし画像とを重ね合わせて透かし入り文書画像を生成する透かし情報埋め込み方法。
A watermark information embedding method for embedding a watermark image in a document image to detect the watermark information embedded in the image:
Create a document image,
Generating a special sequence pattern formed by at least one of a plurality of types of signal patterns including information on predetermined different angles;
In order to cause the watermark information detecting device to detect the rotation angle of the watermarked document image input to the watermark information detecting device using the generated special sequence pattern, the watermark including the generated special sequence pattern is used. Create an image,
A watermark information embedding method for generating a watermarked document image by superimposing the created document image and the created watermark image.
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JP2008141640A (en) * 2006-12-05 2008-06-19 Konica Minolta Business Technologies Inc Image processor, encoding method and decoding method
JP2008219152A (en) * 2007-02-28 2008-09-18 Canon Inc Image processor and processing method
US8045754B2 (en) 2007-02-27 2011-10-25 Oki Data Corporation Processor and method for processing image to update information embedded unreadably in a printed document
JP2019004313A (en) * 2017-06-15 2019-01-10 河村 尚登 Electronic watermark device and method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008141640A (en) * 2006-12-05 2008-06-19 Konica Minolta Business Technologies Inc Image processor, encoding method and decoding method
US8045754B2 (en) 2007-02-27 2011-10-25 Oki Data Corporation Processor and method for processing image to update information embedded unreadably in a printed document
JP2008219152A (en) * 2007-02-28 2008-09-18 Canon Inc Image processor and processing method
US8160295B2 (en) 2007-02-28 2012-04-17 Canon Kabushiki Kaisha Image-processing device and image-processing method for embedding code patterns in image information
JP2019004313A (en) * 2017-06-15 2019-01-10 河村 尚登 Electronic watermark device and method

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