JP2006270433A - 画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 見栄えを低下させることなく、かつ、埋め込み情報の復元性を確保する。
【解決手段】 プレーン選択部６０の色分解部６４は、付加情報の埋め込み対象の画像データを読み込むと、この画像データをＲ、Ｇ、Ｂの各色成分のデータに分割する。色情報取得部６６は、この各色のデータのそれぞれに対して、画像の特徴量として濃度値を抽出し、基準量演算部６８では、色ごとの標準偏差を演算する。特定色判定部７０は、演算された標準偏差から、その値が最も低い１色又は２色のデータを、付加情報の埋め込みに用いる画像データとして選択する。これにより、選択された１色又は２色の画像データに付加情報が埋め込まれて、この色のデータに残りの色のデータを合成することにより、付加情報を埋め込んだ画像データが生成される。
【選択図】 図７

Description

本発明は、画像データを処理する画像処理方法に係り、詳細には、画像データに付加情報を埋め込んだ画像データを生成する画像処理方法に関する。

各種情報の電子化が普及するのに伴って、顧客名簿や開発中の製品情報などの機密情報の漏洩が問題となっている。特に電子化した文書（文書データ）は、原本と完全に一致した複製を容易に行うことができ、また、複製した文書データの持ち出しは、ネットワーク等を使用することにより極めて容易となっており、文書データの漏洩防止が望まれている。

近年、暗号化技術、認証技術、アクセス制限技術等が急速な進歩を遂げており、これらの技術を用いて適正な対策を施すことにより、文書データの持ち出しが困難となりつつある。

一方、プリンタや複写機の普及、高機能化に伴って、文書データの印刷出力のみならず、精巧な文書複写が可能となっており、また、印刷出力や複写によって作成された紙文書は、外部への持ち出しが極めて容易となっている。

ここから、電子文書データが紙文書として外部に持ち出されることによる情報漏洩の防止が遅れをとっている。

ところで、紙文書に対する機密漏洩策として、追跡情報の付加技術がある。この技術では、プリント出力を行ったときの出力者、出力日時、使用機器などを特定可能とする情報などを追跡情報として、この追跡情報を紙文書上に記録しておくことにより、紙文書が外部に流出してしまったときに、追跡情報から流出元を特定可能として、機密情報の漏洩抑制が可能となるようにしている。

このような追跡情報としては、紙文書に形成したときの不可視性や、紙文書に記録している画像などのコンテンツとの不可分性が要求される。

ここから、Ｙ（イエロー）色や、Ｋ（ブラック）色などで濃度の低い領域を用い、この領域に所定の情報を付加する提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。

この提案では、白色の用紙などを用いて画像を形成するときに地色に近い色で、かつ濃度の低い領域に、その色に近い色及び濃度で、所定の情報を書き込むことにより、高い不可視性が得られるようにしている。

しかしながら、Ｙ色はノイズなどの影響を受けやすく、埋め込み情報の復元が困難となってしまうことがある。すなわち、経時変化によって黄ばみが生じたり汚れが付着すると、これらが埋め込み情報の復元を行うときに、ノイズとなってしまう。また、Ｙ色成分や、耐複写性が低く、複写が繰り返されることにより、消滅してしまう可能性があり、復元性が低下する。

これと共に、該当する色が用いられた画像の見栄えが悪くなってしまうという問題がある。
特開２００２−３６８９７２号公報

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、見栄えが低下することなく、また、埋め込み情報の復元性の確保を図ることができる画像処理方法を提案することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、埋め込み対象の画像に付加情報を埋め込む時の画像処理方法であって、前記埋め込み対象の画像の画像データを、色表示に用いられる各色成分に分解すると共に、色成分ごとに画像の特徴量を抽出し、抽出した特徴量に基づいて特定色として選択した１色又は２色の画像データに前記付加情報を埋め込み、付加情報を埋め込んだ前記特定色の画像データと、非特定色の画像データを合成することにより、前記付加情報を埋め込んだ画像データを生成する、ことを特徴とする。

また、本発明は、前記色表示に用いられる色成分がＲ、Ｇ、Ｂ成分であることを特徴とする。

この発明によれば、埋め込み対象の画像の画像データを、ＲＧＢやＣＭＹＫなどの色表示に用いられる成分に分解する。このときに、例えば、ＲＧＢを用いるときには、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分に分解し、Ｒ成分のデータ、Ｇ成分のデータ及びＢ成分のデータを生成し、このうちの１色又は２色のデータを、付加情報の埋め込み対象の画像データとして用いる。また、付加情報の埋め込みを終えると、埋め込み対象としていない色の画像データと合成することにより、付加情報を埋め込んだ画像データを生成する。

一般に画像データは、ＲＧＢ形式となっており、印刷時にＣＭＹＫ形式に変換される。また、全ての色に付加情報を埋め込んだ場合、形成した画像の見栄えが低下してしまう。

ここから、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色から少なくとも一色を除いた画像データに対して、付加情報の埋め込みが行われるようにすることにより、形成した画像に見栄えの低下が生じてしまうのを抑えることができる。

このときに、各色の画像データから色ごとの特徴量を抽出して、付加情報の埋め込み対象の画像データとすることにより、見栄えの低下を抑えることができると共に、埋め込んだ情報の復元性の確保も可能とすることができる。

また、本発明は、前記特徴量が各色の画素ごとの濃度値であることを特徴としする。

この発明によれば、特徴量として画素ごとの濃度値を用いる。画像に埋め込んだ付加情報を復元するときに、正確な復元の妨げてなるのは、濃度変化が急峻な部位であり、濃度変化（段差）が大きい部位が存在する色を特定色の選択から外すことにより、埋め込んでいる付加情報の復元性の向上を図ることができる。

ここから、特徴量として濃度値を用いることにより、復元性の高い情報埋め込みが可能となる。

また、本発明は、前記濃度値の標準偏差を演算し、該標準偏差に基づいて前記特定色を選択することを特徴とし、前記標準偏差の最も低い色を前記特定色として選択することを特徴とする。

この発明によれば、標準偏差を用いて特定色を選択する。濃度変化が大きいと、その色の標準偏差の値も大きくなる。ここから、標準偏差を用いることにより、特定色の的確な選択が可能となり、また、標準偏差の低い色を特定色として用いることにより、復元性の高い情報埋め込みが可能となる。

なお、特定色を選択する時には、特徴量に対して、閾値などの条件を設定しておき、その条件を満たす色から１色又は２色の特定色を選択することが好ましく、このときの閾値としては、色ごとに異なるものであっても良い。

また、本発明は、前記特定色としてＢ色を選択する選択肢を含むことを特徴とし、前記標準偏差または分散の最も低い色が選択できないときに、前記特定色としてＢ色を選択することを特徴とする。

この発明によれば、色ごとの特徴量から、付加情報の埋め込みに好ましい特定色の選択が困難であるときには、Ｂ色を特定色として選択する。

これにより、３色の全てを用いるときに比べて、見栄えの低下が現れにくくできると共に、再現性の低下を抑えることができる。

以上説明したように本発明によれば、埋め込み対象の画像のＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分から、特徴量に基づいて、１色又は２色を特定色として選択し、選択した特定色の画像データに対してのみ付加情報の埋め込みを行った画像データを生成することにより、画像の見栄えを低下させることなく、付加情報の再現性の高い画像データを生成することができるという優れた効果が得られる。

また、Ｙ色のみに所定の情報を付加する場合に比較してノイズの影響を受け難いため、復元性の高い情報埋め込みが可能となる。

以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１には、本実施の形態に適用した情報埋め込み装置１０を形成する機能ブロック図である。なお、情報埋め込み装置１０としては、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの各種の画像処理装置を適用することができる。また、情報埋め込み装置１０としては、プリントサーバなどのサーバを用いて構成することもできる。

情報埋め込み装置１０は、画像データ入力部１２と共に、パターンサイズ入力部１４、埋め込み強度入力部１６、パターン減衰率入力部１８、パターン作成部２０、画像データ格納部２２、付加情報入力部２４、付加情報符号化部２６、嵌埋め込み位置制御部２８、パターン選択部３０、パターン重畳部３２、画像出力部３４、を含んで構成されている。

パターンサイズ入力部１４、埋め込み強度入力部１６及びパターン減衰率入力部１８には、図示しないキーボードなどの入力デバイスや、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置から、パターンサイズの指定、埋め込み強度の指定及びパターン減衰率がそれぞれ入力される。なお、これらは予め設定されている固定値を用いるものであっても良く、このときには、パターンサイズ入力部１４、埋め込み強度入力部１６ないしパターン減衰率入力部１８を省略することもできる。

パターン作成部２０は、入力ないし設定されているパターンサイズ、埋め込み強度及びパターン減衰率に基づき、２つのパターンを作成するようにしている。

画像データ入力部１２には、情報の埋め込み対象となる画像データが入力される。この画像データの入力は、通信機能などを用いて行うものであっても良く、また、各種の記録メディアに記録されて入力されるなど、任意の手法で画像データを取得する構成を適用することができる。画像データ入力部１２に入力される画像データは、多値データであり、モノクロなどの単色画像であっても良く、カラー画像であっても良い。また、画像データは、デジタルカメラなどで撮影された画像の画像データ、スキャナなどによって読み取られた画像データなどであってもよく、また、パーソナルコンピュータなどによって作成されたＣＧ（Computer Graphics）などであっても良い。

画像データ格納部２２は、入力される画像データ、処理中の画像データ、処理の終了した画像データなどを一時的に格納するワークメモリとして使用される。

付加情報入力部２４には、入力された画像データに付加する情報（付加情報）が入力される。この付加情報の入力は、パーソナルコンピュータなどから通信などによって行われるものであっても良く、キーボードなどの入力デバイスから入力されてもよく、さらに、各種の記憶メディアを用いて入力するなど、任意の取得方法を適用することができる。また、付加情報は、文字列、数字、あるいは画像データなど任意の情報（データ）を適用することができる。

付加情報符号化部２６は、入力された付加情報に対して所定の符号化処理を施して、画像データに埋め込む埋め込み情報を作成する。

埋め込み位置制御部２８は、予め定められている埋め込みフォーマットに基づいて、画像データ格納部２２に格納している画像データへ、埋め込み情報を埋め込む位置をしている。これと共に、埋め込み位置制御部２８は、その位置が所定の行又は列を示している場合、パターン選択部３０へ制御信号を出力する。

パターン選択部３０は、付加情報符号化部２６で作成された埋め込み情報及び、埋め込み位置制御部２８からの制御信号に基づいて、パターン作成部２０で作成した２つのパターンのうちの一方を選択する。例えば、埋め込み位置制御部２８からの制御信号がアクティブでないときには、付加情報符号化部２６が出力する符号化された付加情報を基に、２つのパターンのうちの一つを選択し、埋め込み位置制御部２８からの制御信号がアクティブであるときには、２つのパターンのうちの予め定めている一方を常に選択する。なお、このパターンを同期パターンとする。

パターン重畳部３２は、埋め込み位置制御部２８が指定した画像データ格納部２２のアドレスに存在する画像ブロックに対して、パターン選択部３０が選択したパターンを例えば加算して重畳することにより、該当パターンを画像データ（画像ブロック）中に埋め込む。なお、加算値が最大値（例えば２５５）を超えたときは、その値を最大値（２５５）にし、加算値が負の値になったときには、その値を０にする。

画像出力部３４は、プリンタなどの出力機器やソフトウェア、通信回線などを介して、付加情報を埋め込んだ画像データの出力ないし画像データに基づいた画像の印刷出力を実行する。

ここで、情報埋め込み装置１０での埋め込み処理の一例を説明する。

パターン作成部２０は、パターンサイズン入力部１４、埋め込み強度入力部１６、パターン減衰率入力部１８からの入力、設定された値に基づいて２つのパターンを作成する。この２つのパターンは、以下の特徴を持つものとしている。
「２つのパターンの画素同士を加算すると全ての要素が０となる。」
「それぞれのパターン中の全画素を加算すると０となる。」
「それぞれのパターンは中心分を通り方向が異なる２本以上のエッジと呼ばれる不連続な画素値を備える。なお、エッジの方向は例えば垂直線と水平線に沿った方向とすることができる。」
「各々のパターンの持つ画素値の絶対値は中心で最も大きく、中心から離れるほど小さくなる。」
また、形状に関しては、ここでは、
「ともにｎ×ｍ画素の同サイズの長方形ブロックで形成されている。」
という特徴を有しているものとしている。

図２（Ａ）から図２（Ｅ）には、埋め込むパターンの一例を示しており、図２（Ａ）は付加情報“１”を意味する基本パターン、図２（Ｂ）は付加情報“０”を意味する基本パターンとし、これらの双方の全要素に、図２（Ｃ）に示す（１）式又は（２）式などの式が乗ぜられる。

これによって、例えば、図２（Ｄ）又は図２（Ｅ）に示すパターンが作成される。なお、図２（Ｄ）及び図２（Ｅ）では、濃度の相違をハッチングの違いによって示している。

ここで、基本パターンのサイズは、パターンサイズ入力部１４で設定される。例えば、図２（Ａ）から図２（Ｅ）では、パターンサイズを８×８としている。また、図２（Ｃ）で示す（１）式、（２）式において、Ｃは、埋め込み強度入力部１６から入力される埋め込み強度、αは、パターン減衰率入力部１８から入力されるパターン減衰率であり、ｘは横軸、ｙは縦軸の座標を表し、パターンの中心を原点としている。

これらのパターンの特徴は、画質への影響をできうる限り抑えながら、かつ、その検出を容易にするためのものであり、埋め込み情報の検出側の構成に応じて容易に検出が可能となるようにしている。

なお、パターンサイズや、パターンの減衰率、埋め込み強度などのパラメータは、通常、各出力機器の画質や検出率を考慮して設定することになるが、埋め込み情報の検出側ではこれらのパラメータを事前に知る必要がないようにしている。

また、埋め込むパターンは、図２（Ａ）〜図２（Ｅ）に示すものに限らず、例えば、（１）式や（２）式に換えて三角波などや任意の関数を適用することができ、さらに、これらの式中の指数関数部分を省略したり、これらの式を用いずに図２（Ａ）ないし図２（Ｂ）に示すパターンをそのまま用いるものであっても良い。

また、図２（Ａ）〜図２（Ｅ）では、エッジ方向として垂直方向及び水平方向としているが、例えば、４５°方向と１３５°方向のエッジなど、付加情報を抽出する側との間でエッジの抽出方向を合わせておけば任意の方向を適用することができる。

一方、本実施の形態に適用する符号フォーマットは、フォーマット化された埋め込み情報を記録する位置及び順番を指定する物理フォーマットと、物理フォーマット内で埋め込まれた情報をどのように符号化及び復号化するかを規定した論理フォーマットとがある。

図３には、物理フォーマットの一例を示しており、ここで画像３６は、パターンの埋め込み対象となる画像であり、パターンサイズ３８は、パターンサイズ入力部１４から入力されて設定されたパターンの大きさを示し、マクロブロック４０は、パターンサイズ３８をＹ行列、Ｘ行列にまとめたものとしている。

埋め込み位置制御部２８は、埋め込み対象の画像３６のサイズと、予め設定されているマクロブロック４０のマトリックスサイズ（Ｙ、Ｘ）と、パターンサイズ３８とから、画像３６内に配置可能なマクロブロック４０の数を計算し、マクロブック４０を画像３６の左上から配置する。そのとき、画像３６の右端あるいは下端には、マクロブロック４０を配置できないことがあり、このときには、付加信号を埋め込むのではなく、乱数などの特に意味のないダミーデータを付加しておく。

このダミーデータを付加した部分を、ここでは、無効なマクロブロック４０ｉとする。この無効なマクロブロック４０ｉについては、復元側で付加情報の検出は行わないが、パターンの埋め込みがなされた部分と埋め込みがなされていない部分があると、それが目立ってしまい、画質上、問題が生じることがあり、これを防止するために、ダミーデータの埋め込みを行うようにしている。

埋め込み位置は、無効なマクロブロック４０ｉを除き、図３の紙面左上から右下方向へ、マクロブロック４０ａａ、４０ａｂ、４０ａｃ・・へ順にアクセスし、さらに、各マクロブロック４０内でも左上のパターンから右下のパターンの順でアドレス制御する。

図４には、一つのマクロブロック４０の構成を例示しており、一つのブロック３４が同期パターンとなっている。マクロブロック４０の先頭行及び先頭列（図４のハッチング部分）において、パターン選択部３０に対して、２つのパターンのうち予め設定している方のパターン（同期パターン）を常に選択させる制御信号を発する。

同期パターンは、例えば“１”に対応するパターンを常に選択するようにしてもよく、“０”に対応するパターンを常に選択するようにしても良く、ここでは一例として“１”に対応するパターンを用いるものとしている。

また、制御信号の発生は、埋め込み位置制御部２８が持つＸ進カウンタ及びＹ進カウンタを利用して、どちらか一方が０になったとき、あるいは所定値になったときに、制御信号をアクティブすることにし、この制御信号によって付加される同期パターンは、マクロブロック４０の同期及び、スキュー検出信号の役割を持つようにしている。

図５には、同期パターンが埋め込まれる画像領域を示しており、所定の間隔で格子状に同期パターンが埋め込まれた状態となる。このように、同じパターン信号を格子状に規則的に配置することによって、埋め込み情報を抽出する側では、マクロブロック４０のブロックサイズやブロック位置を容易に検出することができるだけでなく、スキュー補正も可能となる。

なお、同期パターンの行及び列は、所定の間隔で設けられることが好ましいが、そのマクロブロック４０内の位置は任意の位置とすることができる。例えば、最終行と最終列を同期パターンとすることも可能であり、また、マクロブロック４０ごとに同期パターンの行及び列を設ける必要はなく、複数のマクロブロック４０ごとに同期パターンを設けるようにしてもよく、少なくとも付加情報を抽出する側に入力される画像において、２本以上の同期パターンが設けられてよく、このときに、拡大されたときにも、この条件を満たすように同期パターンの間隔を設定したものであれば良い。

図６には、論理フォーマット（論理フォーマット４４）の一例を示しており、論理フォーマット４４は、１ないし複数の基本論理フォーマット４６によって構成されており、基本論理フォーマット４６は、符号化方式情報４８、シーケンス番号５０、有効符号数情報５２、及び符号化情報５４によって構成されている。基本論理フォーマット４６のサイズは、マクロブロック４０から同期パターンとなるブロック４０を除いたサイズに等しく、（Ｘ−１）×（Ｙ−１）ビットとなる。

符号化方式情報４８は、符号化情報５４がどのような誤り訂正方式で符号化されているかを示すもので、無効なマクロブロック４０ｉ以外の全てのマクロブロック４０に共通して使用される。

シーケンス番号５０は、付加情報入力部２４が受け取った付加情報が一つのマクロブロック４０内に収容できない大きさであったときに使用され、付加情報を符号化した後、それをマクロブロック４０内に収容できるサイズに分割し、それらに対してシーケンス番号５０を１番から昇順に付加したものとなっている。なお、符号化された付加情報が一つのマクロブロック４０内に収容しうる長さであったときには、シーケンス番号５０は“１”となる。

有効符号数情報５２は、符号化された付加情報が分割された場合に、最後のマクロブロック４０に収容された符号化情報５４の有効符号数を示しており、最後のマクロブロック４０以外の有効符号数情報５２は全て“０”になる。なお、誤り訂正符号化される部分は、符号化情報５４だけでなく、シーケンス番号５０及び、有効符号数情報５２も含むことになる。

ところで、図１に示すように、本実施の形態に適用した情報埋め込み装置１０には、プレーン選択部６０及びプレーン合成部６２が設けられている。

前記した如く、画像入力部１２に入力される情報埋め込み対象の画像（画像データ）は、モノクロ画像、カラー画像であるが、これらは、一般にＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の各色成分（以下、プレーンとする）の画像データによって構成されている。なお、色表示の形式としてＣＭＹＫ形式とＲＧＢ形式があるが、以下ではＲＧＢ形式を適用して説明する。

ここで、本実施の形態に適用した情報埋め込み装置１０では、Ｒ成分（Ｒプレーン）、Ｇ成分（Ｇプレーン）ないしＢ成分（Ｂプレーン）から選択した色プレーンの画像データに対して情報埋め込みを行うようにしており、プレーン選択部６０では、情報埋め込みを行うプレーンの選択を行う。

図７には、プレーン選択部６０の概略構成を示している。プレーン選択部６０は、色分解部６４、色情報取得部６６、基準量演算部６８及び、特定色選択部７０を含んで構成されている。

色分解部６４は、画像入力部１２に入力された画像３６の画像データを、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色プレーンに分解する。すなわち、画像データを、Ｒ成分のデータ、Ｇ成分のデータ及びＢ成分のデータに色分解する。

色情報取得部６６では、各色成分のデータから、画像３６上での色ごとの特徴量を取得する。このときの特徴量としては、例えば、画素ごとの濃度などを用いることができる。

基準量演算部６８では、色情報取得部６６で取得した各色ごとの特徴量に基づいて、プレーンを選択するときの判定基準量を演算する。このときの基準量としては、標準偏差を用いることができる。また、基準量としては、濃度変化の大きい部位、すなわち、画像のエッジ部分などで隣接する画素の間で濃度が大きく変化する部位の数、その部位での濃度の変化量を用いることができる。

特定色選択部７０では、基準量演算部６８の演算結果に基づいて、情報埋め込みに用いるプレーンを、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色から選択する。

この選択は、例えば、標準偏差の最も低い色のプレーンを用いることができ、また、予め閾値を設定しておいて、この閾値を下回っている色のプレーンを特定色として選択する。

このとき、３色とも下回っているときには、その中で最も低い色を選択するようにしても良く、また、最も高い色を除く２色を選択しても良い。

また、３色とも標準偏差が大きかったり、閾値を越えているときには、Ｂ色を特定色として選択する。

すなわち、特定色判定部７０では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色から１色又は２色を特定色として選択する。

プレーン選択部６０では、特定色として選択された色のデータを、情報埋め込みの対象となる画像データとして画像データ格納部２２に格納される。また、特定色から除かれた色の画像データはプレーン合成部６４へ出力される。

このプレーン合成部６２では、情報が埋め込まれたプレーンの画像データと、情報埋め込みから除かれたプレーンの画像データを合成し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の画像データを生成する。

ここで、このように構成されている情報埋め込み装置１０での情報埋め込み処理を説明する。

情報埋め込み装置１０では、画像入力部１２に埋め込み対象となる画像３６の画像データが入力されると共に、付加情報入力部２４に埋め込み情報が入力され、さらに、パターンサイズ入力部１４、埋め込み強度入力部１６及びパターン減衰率入力部１８に、パターンサイズ、埋め込み強度及びパターン減衰率が入力され、パターンサイズ（Ｙ、Ｘ）、埋め込み強度Ｃ及びパターン減衰率αが設定されると、埋め込み処理を実行する。

図８には、この埋め込み処理の概略を示しており、このフローチャートでは、最初のステップ１００で、埋め込み対象画像３６の画像データを読み込むと、次のステップ１０２では、読み込んだ画像データを、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分に分解する。

この後、ステップ１０４では、分解した各色成分に対して、色ごとの特徴量となる色情報を取得し、次のステップ１０６では、各色ごとに、特量量に基づいた判定基準量を演算する。

ここで、例えば、各色の特徴量として画素ごと濃度を用い、この濃度の標準偏差を判定基準とするときには、ステップ１０４で各色について、画素ごとの濃度値を読み込み、ステップ１０６では、この濃度値の標準偏差を演算する。

ここで、一つの色について、画素ごとの濃度を濃度ｘｉ（ただし、ｉは総画素数ｎ）とすると、平均値ｍ及び、分散Ｖは、数１で表される。

ここから、標準偏差ＳＴＤは、数２となる。すなわち、一般的手法で求める標準偏差ＳＴＤを用いることができる。

次のステップ１０８では、判定基準量の演算結果に基づいて、情報埋め込みに適用する特定色を判定する。このときの判定は、例えば、標準偏差ＳＴＤが最も低い色を用いることができる。このとき、標準偏差ＳＴＤの閾値を設定しておき、標準偏差ＳＴＤが閾値よりも低い色の中で、さらに、標準偏差ＳＴＤが最も低い色を特定色として選択する。

また、標準偏差ＳＴＤが閾値よりも低く、かつ、標準偏差ＳＴＤが、同程度となる２色があれば、その２色を特定色として選択する。また、該当する色が３色であれば、このときには、Ｂ色を選択すると共に、Ｒ、Ｇ、の何れか一方を選択する。

なお、このような閾値は、情報を埋め込んだときに画質劣化を抑えられるように設定したものであればよく、また、閾値は色ごとに異なる値であっても良い。

ここで、一例として、画像３６として図９に示す画像があるときに、その画像上での、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色における濃度値に基づいた隣接する画素の間で濃度差を、図１０、図１１及び図１２に示している。なお、濃度差は、各画素の濃度を０〜２５５までの２５６ステップとし、縦軸に濃度差を示し、横軸に座標位置を示している。また、図１０はＲ色成分、図１１はＧ色成分、図１２はＢ色成分を示している。

このような画像３６では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の濃度の標準偏差ＳＴＤＲ、ＳＴＤＧ、ＳＴＤＢの演算結果が、以下のようになっている。

ＳＴＤ_R＝３５
ＳＴＤ_G＝８１
ＳＴＤ_B＝７３
ここから、標準偏差ＳＴＤが最も低いＲが特定色として選択される。

すなわち、図１１、１２では、濃度変化が大きい部位が多数存在し、そのために、標準偏差ＳＴＤ_G、ＳＴＤ_Bも大きくなっている。これに対して、図１０に示すように、Ｒ色は、濃度変化が少なくその部位も限られ、これによって標準偏差ＳＴＤ_Rも小さな値となっている。

一方、埋め込み対象とする画像３６には、３色とも標準偏差ＳＴＤが閾値よりも大きいものがある。このような画像３６に付加情報を埋め込むときには、濃度変化が画質低下に影響を及ぼし難いＢ色を特定色として選択する。

このようにして特定色を選択すると、ステップ１１０へ移行して、選択した色の画像データを用いて、情報埋め込みを行う。

このステップ１１０での情報埋め込み処理は、付加情報入力部２４に付加情報が入力されると、この付加情報を２値情報に置き換える。例えば、付加情報として文字列が入力されると、この文字列をＡＳＣＩＩコードに変換して２値情報に置き換える。

この後、２値情報に対して誤り訂正符号化し、符号化された情報の符号長から、それが一つのマクロブロック４０に収まるか否かを計算し、収まりきれないときには分割する。次に、分割された符号化情報５４に、符号化方式情報４８、シーケンス番号５０、有効符号数情報５２を付加して複数の基本論理フォーマット４６の情報を作成する。

この複数の基本論理フォーマット４６の情報を、先頭のマクロブロック４０から順番に埋めていき、全てのマクロブロック４０に情報が埋め込まれるように繰り返して埋め込みを行う。ただ、無効のマクロブロック４０ｉに対しては、符号化方式情報４８にそれが無効なマクロブロック４０ｉであることを知らしめる情報を書込み、それ以外のフィールドは、乱数などの適当な値を使って埋め込む。

これにより、例えば、図３に示すように、マクロブロック４０の数が九つであり、シーケンス番号５０の最大値が４であったときには、マクロブロック４０aa、４０ab、４０ac、４０ba及び、マクロブロック４０bb、４０bc、４０ca、４０cbにシーケンス番号５０が１、２、３、４の基本論理フォーマット４６の情報が埋め込まれ、マクロブロック４０ccには、シーケンス番号５０が１の基本論理フォーマット４６の情報が埋め込まれることになる。

このようにして、付加情報を埋め込んだ画像データを生成すると、ステップ１１２では、特定色として選択していない色の画像データと、付加情報を埋め込んだ画像データを合成して、元の画像３６に付加情報を埋め込んだ画像データを生成し、ステップ１１４では、生成した画像データを出力する。

このようにして情報埋め込みが行われることにより、この埋め込み情報の復元側では、マクロブロック４０のサイズ（Ｙ、Ｘ）と論理フォーマット４４だけを知っていればよく、埋め込み時のブロックサイズや出力機器、入力機器の解像度などの情報も必要としない。

図１３（Ａ）には、図９に示す画像に、標準偏差ＳＴＤが最も低いＲプレーンに、付加情報として文字列「ａＢｃ９７８ｃｅＧｏｍ」を埋め込んだ画像を示している。また、図１３には、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色のプレーンに、同様の付加情報を埋め込んだ時の画像を示している。

図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）から明らかなように、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の画像データに付加情報を埋め込むと、埋め込まれている付加情報に応じて濃度差が明確に変化してしまい、画質低下が生じていないとは言い切れない。

これに対して、標準偏差ＳＴＤの最も低いＲ色のデータにのみ付加情報を埋め込むことにより、付加情報が埋め込まれることによる生じる濃度差を抑えることができるため、付加情報を埋め込んだ画像の画質低下も抑えることができる。

このような画質の変化は、振幅が減衰するパターンを用いることにより、パターンの中心部が特に元の画像３６と異なることになるが、このパターンが、ほぼ画像全体に規則正しく等間隔で埋め込まれるために、例え元の画像３６と違うことが分かっていても、より一層、違和感を抑えることができる。

このとき、検出率が落ちない範囲でできるだけブロックサイズを小さくしたり、ブロックサイズを小さくできない場合でも、減衰率αを適当な値にセットすることにより元の画像３６に比較して、殆ど画質劣化を感じない程度に抑えることができる。

また、小さいブロックサイズと適当が減衰率αを用いることにより、同期パターンを格子状に配置しても、殆ど視認することができなくなる。

このようにして付加情報を埋め込んだ画像データから付加情報を復元するときには、画像データを読み込んで、先ず、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色のデータに分割し、それぞれのデータを画像データとして、復元処理を行う。また、このとき、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の標準偏差ＳＴＤに基づいて選択した特定色を用いて情報埋め込みを行っているので、読み込んだ画像データから標準偏差ＳＴＤを演算するなどして、情報を埋め込んでいる色のプレーンを特定して、特定した色に対してのみ実行するものであっても良く、また、情報を埋め込んでいる色が明確であるか予め規定されているときには、該当する色のみに対して行うものであっても良い。

ここでの詳細な説明は省略するが、画像データからの付加情報の復元は、先ず、読み込んだ画像データからスキュー角及びブロックサイズを求め、基またスキュー角、ブロックサイズなどから付加情報の埋め込み単位であるマクロブロック４０を検出する。

この後に、マクロブロック４０の符号化方式情報４８を読み出しながら、既知の論理フォーマットにしたがい全てのマクロブロック４０の情報を復号し、シーケンス番号順にマクロブロック４０ごとの情報を接続することにより付加情報を復元することができる。

このように、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の中から所定の特徴量をもつ１色又は２色を用いて付加情報の埋め込みを行うことにより、３色の全てを用いるときに比べて、付加情報を埋め込んだ画像の画質劣化を確実に抑えることができる。

また、付加情報を埋め込み場合、画質劣化を抑えるのみならず、付加情報の復元性が要求される。このとき、埋め込む情報に応じてマクロブロック４０内の画像の濃度を変化させる場合、元の画像３６上での濃度変化部分（以下、段差とする）が復元性に大きく影響を及ぼす。また、この段差の多い画像では、濃度の標準偏差ＳＴＤも大きくなる。

ここから、本発明では、画像３６を形成するＲ、Ｇ、Ｂの各色の中で、標準偏差ＳＴＤの低い１色又は２色を用いて特定色として、この特定色に付加情報を埋め込むようにしており、この特定色は、段差が少ないか又は段差での濃度差が少ないので、埋め込んでいる情報の的確な復元が可能となる。

なお、本実施の形態では、標準偏差ＳＴＤを用いて特定色を選択するようにしたが、これに限らず、分散値Ｖも標準偏差ＳＴＤと同様にエッジの少ない画像では低くなるので、この分散値Ｖを用いるようにしても良い。

また、濃度の段差が、情報埋め込みによって生じる段差よりも少なければ、段差が付加情報の復元性に影響を及ぼすことがない。また、付加情報を繰返し埋め込むようにした場合、段差の数が少なければ、付加情報の的確な復元が可能となる。

ここから、濃度差が所定以上に大きい段差の数ないし段差ごとの濃度差（段差の大きさ）を用いて特定色を選択するようにしても良い。すなわち、段差が小さければ、正確な付加情報の復元が可能となるので、付加情報を埋め込む特定色としては好ましい。また、大きな段差があっても、その数が少なければ、正確な付加情報の復元が可能となるので、特定色として適用することができる。

また、標準偏差ＳＴＤ又は分散値Ｖと、段差の数や段差の大きさに基づいて特定色を選択するものであっても良い。

なお、以上説明した本実施の形態は、本発明の構成を限定するものではなく、本発明は、色ごとの特徴量に基づいて選択した１色又は２色の特定色に対して、付加情報を埋め込むときには、任意の構成の情報埋め込み方法を適用することができ、また、その情報埋め込み方法に応じた復元方法を適用することができる。

本実施の形態に係る情報埋め込み装置の概略構成図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は埋め込みパターンの一例を示す概略図、（Ｃ）は埋め込み関数の一例を示す数式、（Ｄ）及び（Ｅ）は作成されるパターンの一例を示す概略図である。 物理フォーマットの一例を示す概略図である。 マクロブロックの一例を示す概略構成図である。 同期パターンの埋め込みの一例を示す概略図である。 論理フォーマットの一例を示す概略図である。 本実施の形態に係るプレーン選択部の概略構成図である。 付加情報の埋め込み処理の一例を示す流れ図である。 埋め込み対象とする画像の一例を示す概略図である。 図９の画像のＲ成分の濃度変化の概略図である。 図９の画像のＧ成分の濃度変化の概略図である。 図９の画像のＢ成分の濃度変化の概略図である。 （Ａ）は図９の画像のＲプレーンに付加情報を埋め込んだ画像の概略図、（Ｂ）は図９の画像のＲＧＢの各色に付加情報を埋め込んだ画像の概略図である。

符号の説明

１０ 情報埋め込み装置
１２ 画像データ入力部
２４ 付加情報入力部
３４ 画像出力部
３６ 画像
６０ プレーン選択部
６２ プレーン合成部
６４ 色分解部
６６ 色情報取得部
６８ 基準量演算部
７０ 特定色選択部

Claims (7)

1. 埋め込み対象の画像に付加情報を埋め込む時の画像処理方法であって、
   前記埋め込み対象の画像の画像データを、色表示に用いられる各色成分に分解すると共に、色成分ごとに画像の特徴量を抽出し、
   抽出した特徴量に基づいて特定色として選択した１色又は２色の画像データに前記付加情報を埋め込み、
   付加情報を埋め込んだ前記特定色の画像データと、非特定色の画像データを合成することにより、
   前記付加情報を埋め込んだ画像データを生成する、
   ことを特徴とする画像処理方法。
2. 前記色表示に用いられる色成分がＲ、Ｇ、Ｂ成分であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
3. 前記特徴量が各色の画素ごとの濃度値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理方法。
4. 前記濃度値の標準偏差または分散を演算し、該標準偏差または分散に基づいて前記特定色を選択することを特徴とする請求項３に記載の画像処理方法。
5. 前記標準偏差または分散の最も低い色を前記特定色として選択することを特徴とする請求項４に記載の画像処理方法。
6. 前記特定色としてＢ色を選択する選択肢を含むことを特徴とする請求項２から請求項５の何れか１項に記載の画像処理方法。
7. 前記標準偏差または分散の最も低い色が選択できないときに、前記特定色としてＢ色を選択することを特徴とする請求項６に記載の画像処理方法。