JP2007208980A - 像様透かしの位置の決定方法、プリント作成システム、及び透かしと共に可変データを印刷する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】目標画像に関連して像様透かしの位置を決定する方法を提供する。
【解決手段】この方法は、目標画像１１０を複数の小さな領域に分割し、該領域の特性測定基準を決定することによって目標画像１１０を分析する（１２８）ことと、目標画像１１０にオーバーレイする透かし画像１４０のための少なくとも１つの位置を特性測定基準に基づいて決定する（１７０）ことと、を含む。また、透かし画像を複数の小さな領域に分割し、該領域の特性測定基準を決定することによって透かし画像を分析することを更に含み得る。
【選択図】図１

Description

隠された透かしとはっきり見える透かし双方の透かし情報を配置するのに好適な画像位置を決定するシステム及び方法が開示される。より詳細には、ユーザのマークの意図に応じて３つの基準（画像の類似性、コントラスト及び画像の値の範囲）のうちの少なくとも１つを使用し、透かしを隠すか又は透かしを示す最良の領域を決定することが開示される。

電子透かしを使用することと、デジタルストリングを画像に埋め込むことによってこのような透かしを得ることが知られている。電子透かしは、空間領域又は変換領域内で生成可能である。変換領域での電子透かしの場合、フーリエ変換などの変換空間を用いてデジタルストリングを埋め込み、ノイズ不感度のスペクトル拡散特性を得る。これに対応して、電子透かしは画像ではないため簡単に再構成したり光学的に検証することができないが、実際に符号化された電子透かしデータは任意であり、他の変換領域内の画像とすることもできる。

典型的な透かしは像様透かしであり、これは、通常は本物かどうかを確かめるためにユーザが眺めることのできるものを意味するが、単に価値や美しさの認識を確立するためのものであることが多い。例えばリウ(Liu)らによる２００４年６月２４日出願の「低密度及び高密度におけるグロスマーク画像の改良(ENHANCEMENT OF GLOSSMARK IMAGES AT LOW AND HIGH DENSITIES)」というタイトルの米国特許出願公開第２００５／０１２８５２４号に記載のように、像様電子透かしはグロスマーク(glossmarks)、相関マーク及び埋込み画像透かしの形で存在する。

このような透かしの利点は、可変内容の機能が加えられているにもかかわらず典型的な透かしに更によく似ていることにある。しかし、この可変内容は背景画像とも直接的に影響し合うため、可変の透かしを完全に自動化して使用するには透かしの内容と画像の内容に基づいた正しい位置決め（即ち、透かしの位置の識別）が必要となる。即ち、像様透かしを用いる場合で透かしを可視にするか又は透かしを隠すことが望ましい場合、画像におけるこのような透かしを複製すべき「最良の」又は好適な位置は、透かしの性質と画像に大きく依存する。画像内の透かしの位置を変えるだけで透かしの（所望の／望ましくない）検出能が大きく変わってしまう場合があるためである。

２００５年１０月１８日発行のズィー．ファン(Z. Fan)らによる米国特許第６，９５６，９５８号は、マルチ複製においてカラーの忠実度を高める方法を記載している。各部を複数の層に分けることができ、最上層はカラー情報の管理に関与し、底層はカラー情報を含む電子透かしの埋込み／検出に関与する。
米国特許出願公開第２００５／０１２８５２４号明細書 米国特許第６，９５６，９５８号明細書 米国特許第５，４５０，５０２号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１２３１９４号明細書 米国特許第６，２５２，９７１号明細書

従って、本発明は隠された透かしとはっきり見える透かし双方の透かし情報を配置するのに好適な画像位置を決定するシステム及び方法に関するものである。好適な位置は、目的に応じて高度の隠し又は可視性をもたらす。透かしの好適な位置の決定には、（ｉ）画像の値、（ｉｉ）画像／透かしの値の類似性及び（ｉｉｉ）画像／透かしのコントラストの類似性を含む少なくとも３つの測定基準を用いることができる。

目標画像に関連して像様透かしの位置を決定する方法が本明細書の実施の形態において開示される。この方法は、目標画像を複数の小さな領域に分割し、該領域の特性測定基準を決定することによって目標画像を分析することと、目標画像にオーバーレイする透かし画像のための少なくとも１つの位置を特性測定基準に基づいて決定することと、を含む。

また、目標画像に関連して像様透かしの位置を決定するプリント作成システムが本明細書の実施の形態において開示される。このシステムは、目標画像を複数の小さな領域に分割し、該領域の特性測定基準を決定することによって目標画像を分析するプロセッサであって、目標画像にオーバーレイする透かし画像のための少なくとも１つの位置を特性測定基準に基づいて決定し、透かし画像を少なくとも１つの位置で目標画像にオーバーレイする、プロセッサと、プロセッサによって分析された領域の各々の特性測定基準データを記録するメモリと、オーバーレイされた透かし画像と共に目標画像を受け取り、該画像を基体にレンダリングするプリントエンジンと、を含む。

更に、透かしと共に可変データを印刷する方法が本明細書の実施の形態において開示される。この方法は、像様透かしが埋め込まれる目標画像を受け取ることと、透かし画像を受け取ることと、目標画像を複数のさな領域に分割し、該領域の特性測定基準を決定することによって目標画像を分析することと、透かし画像を複数の小さな領域に分割し、該領域の特性測定基準を決定することによって透かし画像を分析することと、目標画像にオーバーレイする透かし画像のための少なくとも１つの位置を特性測定基準のうちの少なくとも１つに基づいて決定することと、を含む。

像様透かしの場合、考えうる２つの用途／意図を極端なケースとみなすことができ、中間のケースはすべて、極端なケースによって設定された２つの終点(end points)から得ることができる。第１のケースでは、透かしはできるだけ目立たないように意図され、第２のケースでは、透かしははっきりと見えるように意図される。第１のシナリオの例は、像様透かしが完全に隠されるように意図された場合である。第２のシナリオの例は、例えばシリアル番号を写真上に記憶した可変データグロスマークである。

一般に、透かしを埋め込むための「最良の」領域は、（ｉ）画像／透かしの値の類似性、（ｉｉ）画像／透かしのコントラストの類似性及び（ｉｉｉ）画像の値の範囲といった３つの基準のうち１つ以上の組み合わせに従って見出すことができる。下記の考察に基づいて理解されるように、これらの基準の使用を互いから独立させてもよいし、加重平均又は同様のアプローチを用いて２つ以上の基準を組み合わせ、透かしの配置を最適にして所望の透かしの目的（例えば、可視性の最大化又は最小化）を達成するようにしてもよい。

一般に、画像／透かしの値の類似性の基準に関しては、目標画像及び透かし画像情報が類似している場合に透かしはよりとらえにくいものとなり、検出しにくくなる。一方、これらが類似していない場合、透かしはよりはっきりしたものとなり、見た目に明らかになる。画像／透かしのコントラストの類似性に関しては、目標画像のコントラストが大きい場合に透かしのコントラストは失われ、また逆の場合も同じである。最後に、画像の値の範囲の基準に関しては、透かしは全て入力画像を変調することによって生成されるため、情報キャリアとして機能する（即ち、オーバーレイされた透かし画像を運ぶ）には十分な画像データを局所的に示さなくてはならない。

目標画像にオーバーレイする透かしの位置の選択に用いられる一般的な考察を述べたので、ここで、位置の決定に用いることのできる基準の各々に関する更に詳しい考察に注意を向ける。図１を参照すると、１つの実施の形態において、画像の値の類似性の基準はグレーレベルベースの差異を計算する。（透かしの絶対輝度が定められていない場合、この計算を偏りに依存せずに行うことができる。）この計算を行うために、まず、工程１１４に示されたように記録媒体又はメモリ１２０から入力画像又は目標画像１１０を受け取る即ち取り出す。目標画像の例を図２に示す。次に、目標画像を、工程１２８に表すような画像領域１２４、例えば約２０×２０の領域の小さなセットに分割する、即ち分解する。工程１２８の分析段階では、目標画像領域の平均グレーレベルを計算し、目標データ１３２として記憶する。

同じように、工程１４４で受け取られ、及び／又はメモリに記憶された透かし画像１４０も、工程１５４に示すように、４×４などの実質的により小さい数の領域に分解する。分割された透かし画像は参照番号１５０で示すように特徴づけられ、関連する特性測定基準データが１５８として示される。透かし画像の例を図４に示す。

このような画像の処理を、用途（透かしが画像の一定領域のみをカバーする、又は透かしが目標画像内のいくつかの点において複製され、そのうちの１つが最適化スポットに入っている場合）によって調整するか、又は透かしの重要な領域とさほど重要でない領域を識別することによって調整することができる。一般に、位置を選択することができる場合、透かしは目標画像よりも小さくなくてはならないといわれている。そうでなければ、選択を行うことができない。また、本明細書に開示される実施の形態は特定の画像と相対数の領域又はセクションに関するものであるが、これらは例であり、これらの例に関連して説明するシステム及び方法の用途は広範にわたり、本明細書に例として示す画像や例示的な分析の詳細によって限定されるわけではないことを認識されたい。

図２は例としての目標画像を示し、図３は２０×２０の画像領域の各々の平均輝度値を示す対応領域エントリを示している。図３に示す平均輝度データのアレイ１３２は、目標画像から得られるものとして前述したデータの一例である。領域の数（例えば２０×２０）は多少任意に選択され、種々のアレイサイズに対して同等の計算を行うこともできることに注意されたい。また、例えばスカラーデータの輝度を考察したり、ベクトル計算のためのカラーを考察することにより、同等の計算をカラー画像及びカラー画像データに対して行うことができる。

図４に示す透かし画像を埋め込んだりオーバーレイするには、図５のアレイに示すような透かし画像の対応する画像領域を計算することが必要である。目標画像と透かしとの差異値、即ち図６のアレイ６１０に示すような差異を計算した後に、差異を分析したりソートすることができる。この場合は、図６のアレイにある強調表示した５つのエントリ（６２０）を、最小差異領域、即ち透かしの埋込みのための最適化位置としてレンダリングする。

図１に戻ると、透かしの最適な位置を決定する方法は、例えば類似性の基準のみを用いて、これらの例に関連して先に述べた比較を行うことによって終了する。具体的には、得られた図６のアレイ（分割画像領域６２０）を工程１７０において識別し、次に目標画像のこれらの位置において透かしをオーバーレイするか又は画像に埋め込み、透かしの入ったデジタル画像１７４を生成する。

コントラストの基準に関して、同様の処理を図１の工程１２８及び工程１７０で行うことができる。この方法の第２の実施の形態は、自動画像処理（ＡＩＥ）ベースのコントラスト計算を用いることである。１９９５年９月１２日発行のアール．エシュバッハ(R. Eschbach)らによる「画像に依存する輝度の改良(IMAGE DEPENDENT LUMINANCE ENHANCEMENT)」というタイトルの米国特許第５，４５０，５０２号に概説される下記の方法によって、このような特性測定基準を設定することができる。ある種の透かしでは、コントラストの小さい画像領域に透かしを配置するのが最も良いとみなすことができる。この配置は、画像を多数の領域に分けることによって実施可能である。簡潔にするために非重複領域を想定するが、重複領域及びマルチスケール領域は前述のアプローチの変形例と解釈される。例えば図７に用いられる１０×１０の領域を想定すると、好ましくは米国特許第５，４５０，５０２号に概説されるヒストグラム差異方法を用いて局所的なコントラストを計算することができる。ヒストグラム差異方法では、Ｎ個のヒストグラム（この例では１０×１０＝１００個のヒストグラム）が得られ、これらはヒストグラムの差異によってソートされる。大きな差異はコントラストが小さいことを示し、逆の場合も同じである。そして、固定された閾値を用いて予め定められた低コントラスト属性の領域を見出すか、あるいは最小のコントラスト（最大の差異値）を有するＭ個の領域を見出すことができる。

図７は目標画像を示しており、図８のアレイ８１０は、コントラスト差異の測定基準において固定された閾値を用いた、目標画像の１０×１０の領域の対応するオーバーレイ領域を示している。本明細書に開示される例では、画像コントラストは透かしに対して局所的なノイズとして作用するため、「最良の」オーバーレイ領域は画像コントラストの最も小さな領域（アレイ８１０では「Ｘ」で示す）であると想定する。しかし、これは、透かしを眺めることが望ましい場合に当てはまることが理解される（例えば、グロスマークを用いた可視の透かしオーバーレイ）。透かしを隠すことが望ましい反対の場合では、画像コントラストのより大きな領域に透かしを配置することが好ましい。

更に、最適な透かし位置を決定する方法の第３の実施の形態は、前述した画像の値の範囲の特性を含む。おそらく最も簡潔であるこの実施の形態では、領域の選択は入力画像の値の範囲に基づいている。透かしを目標画像データに埋め込むために画像データを符号化したり変調するには、目標画像が情報キャリアとして機能することが必要である、という仮定がこの特性の基礎となっている。よって、目標画像データは、透かしの情報キャリアとして機能するのに十分な画像データを局所的な領域に提供しなくてはならない。画像の値の範囲は透かしの基準に基づいて簡単に定められており、一般には画像の両極端な領域を除くように有用な領域を限定する。即ち、透かしの符号化に最適な目標画像の領域は中間調領域であり、真白の領域や完全に飽和したカラー領域は最も好ましくない。

下記の例は、本明細書に開示される、目標デジタル画像において好適な又は「最良の」透かし位置を自動的に識別するシステム及び方法の重要性を示している。固有のＩＤ番号を画像の上に見えるように配置するシナリオについて考察する。この例を理解するために図９を参照する。図９には、人物の写真を領域８２０に有する識別カード８１０が示されており、この領域にはＩＤ番号８３０が繰り返しオーバーレイされている。説明のために、ＩＤ番号を分かりやすく画像の上に配置したが、実際の使用では、透かし（ＩＤ番号）は一般にこれよりもはるかに見えない状態にされる。この例では、ＩＤ番号８３０は画像８２０上で繰り返されている。よく見ると、いくつかの領域（例えば、右上の領域８５０）にある数字は、このタイプの埋込みの極端な性質にもかかわらず画像に隠れて実質的に見えなくなっていることがわかる。いずれの形の透かしを用いる場合でも、識別の目的で画像を台なしにしないように、一般的な透かしコントラストは小さくされ、数字はこれよりもはるかに見えない状態にされる。

透かしのサイズと最適化透かし領域を知ることにより、自動化システムは、たとえＩＤのある部分がＩＤ番号のストリングの各例においてはっきり見えなかったとしても完全なＩＤを読み取れることを確実にすることができる。（例えば、ＩＤの第１の部分は画像のある領域で可視であり、第２の部分は他の領域で可視であり、最後の部分は更に別の領域で可視である。）このことは、透かしＩＤ番号全体を保持するのに十分大きな単一領域が目標画像内になかったとしても、ＩＤ番号全体を一意的に読み取るのに十分な重複を含む。

先に簡単に説明したように、先に詳しく述べた３つの基準を単独で又は互いに（又は他の基準と）組み合わせて使用し、透かしを適用するのに好適な画像内の位置を決定することができる。前述のシステム及び方法を使用するには、このプロセスが透かしの可視性を最適にするのか「不可視性」を最適にするのか（即ち、類似していない画像領域にオーバーレイするのか類似した画像領域にオーバーレイするのか）を示す命令又は要求を確立することも必要となる。次に、これらの基準のうちのどれを位置の決定に用いるかを判断しなくてはならない。１つよりも多くの基準を用いる場合は、各基準の重みづけも透かしの特定の意図に関連して確立すべきである。次に、このような重みづけ又は他のパラメータ（例えば、コントラスト、差異などの閾値）を目標画像及び／又は透かし画像の処理の際に用いる。目標画像及び透かし画像の双方を図１に示すように処理し、目標（１３２）画像の２０×２０アレイ及び透かし（１５８）画像の４×４アレイのような画像の「低解像度マップ」をそれぞれ生成する。続いて、選択された基準（（ｉ）画像／透かしの値の類似性、（ｉｉ）画像／透かしのコントラストの類似性及び（ｉｉｉ）画像の値の範囲）に従って画像の分析を行い、その結果として図６に示すアレイ６１０が生じる。アレイ６１０では、処理済のデータを「マップ」として保持する。次いで、このマップの領域を予め設定された優先度に基づいてソートし（例えば昇順又は降順）、１番目のＮ個の領域を透かしの埋込みに好適な位置として識別する。

更なる例として、グロスマークを目標画像に埋め込み、目標画像をグロスマークと共に印刷する際にマークが視覚的に目立たないが検出可能となるようにする状況について考察する。このような状況では、トナーの多すぎる領域やトナーの少なすぎる領域はグロスマークの埋込みに望ましくないため、画像の値の範囲の基準が特に重要である。よって、画像の値の範囲の基準を用いて目標画像の一定の領域を除外する。次に、コントラストの類似性の基準を適用するが、この場合は目標画像のみに適用する。コントラストの小さいグロスマークの部分でも可視にすべきであると想定すると、グロスマーク画像の「一定の」コントラストマップが生じる。次に、コントラストの類似性の基準の結果を用いて、最小の差異を有する領域をマークの埋込みに好適な位置として選択する。

本明細書に述べる方法の更なる応用では、マークを埋め込むために識別された領域を更に用いて、適用する透かしのサイズを制御することができる。例えば、複数の隣接領域が適している（例えば、コントラストの差異の閾値を上回る）場合、これらの領域を塊状にして、透かしを埋め込むことのできる（隣接する分析領域からなる）より大きな領域を提供することもできる。即ち、透かしのサイズ（倍率）を大きくして１つの領域よりも多くの領域をカバーすることができる。

また、本明細書に開示されるシステム及び方法は、例えば図１０に示すような可変又はオンデマンドのドキュメントの作成で、特にこのようなドキュメントを像様透かしと共にレンダリングする必要がある場合に用いられる。可変のプリント出力（可変の入力目標画像１０１０）では、目標画像は印刷ドキュメント毎に異なりうることが認識される。このような状況では、前述のプロセスをドキュメント毎に適用し、ドキュメントの内容がドキュメント毎に変わりうるという事実にかかわらず、得られた各出力ドキュメント１０７４の透かしが出力ドキュメントの好適な位置に表示されていることを確実にする。前述のシステム及び方法は、画像全体にわたって透かしを単に重複して適用するのとは対照的に、熟達したグラフィックデザイナーによって考えられた透かしの位置の選択処理をある程度までエミュレートし、「知性」を追加できることが理解されよう。

可変データ印刷システムに精通する者は、図１０の概略図が既知の製品印刷環境のいくつかの構成要素及びノードを識別することを認識するであろう。従って、デジタルフロントエンド（ＤＦＥ）デバイス１０８０、又は、透かし画像及び可変入力データを含む画像データを受け取り、データをメモリに記憶し、次にデータを処理して情報のストリームを生成するのに好適な他の製版プロセッサにおいて本明細書に述べた種々の動作を行うことができる（この情報のストリームは、白／黒、ハイライトカラー又はフルカラーにかかわらず、デジタル電子写真(xerographic)プリンタなどの印刷システム（プリンタ１０９０）を駆動するのに用いることができる）。従って、このようなプリンタの出力は、可変のプリント情報と最適に配置された像様透かしを、ユーザの操作を必要とせずに組み込むことができる。

本発明の実施の形態を行うシステム及び方法の概略図である。 開示される実施の形態の態様に従った目標画像の例である。 図２の領域の分析から得られたデータの例である。 開示される実施の形態の態様に従った透かし画像の例である。 図４の領域の分析から得られたデータの例である。 １つの実施の形態に従って図３及び図５のデータに関連する特性測定基準から計算されたデータアレイの例である。 開示される実施の形態の態様に従った別の目標画像の例である。 図７の領域の分析から得られたデータの例である。 開示される実施の形態の態様を示す例示的な出力である。 本発明の実施の形態を行う可変データシステム及び方法の他の概略図である。

符号の説明

１１０ 目標画像
１２０ メモリ
１２４ 画像領域
１３２ 目標データ
１４０ 透かし画像
１５０ 分割された透かし画像
１５８ 透かしデータ
１７４ 透かしの入ったデジタル画像
１０１０ 可変の入力目標画像
１０７４ 出力ドキュメント
１０８０ プロセッサ（ＤＦＥ）
１０９０ プリンタ

Claims (4)

1. 目標画像に関連して像様透かしの位置を決定する方法であって、
   前記目標画像を複数の小さな領域に分割し、該領域の特性測定基準を決定することによって前記目標画像を分析することと、
   前記目標画像にオーバーレイする透かし画像のための少なくとも１つの位置を前記特性測定基準に基づいて決定することと、
   を含む方法。
2. 前記透かし画像を複数の小さな領域に分割し、該領域の特性測定基準を決定することによって前記透かし画像を分析することを更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 目標画像に関連して像様透かしの位置を決定するプリント作成システムであって、
   前記目標画像を複数の小さな領域に分割し、該領域の特性測定基準を決定することによって前記目標画像を分析するプロセッサであって、前記目標画像にオーバーレイする透かし画像のための少なくとも１つの位置を前記特性測定基準に基づいて決定し、前記透かし画像を前記少なくとも１つの位置で前記目標画像にオーバーレイする、プロセッサと、
   前記プロセッサによって分析された前記領域の各々の前記特性測定基準データを記録するメモリと、
   オーバーレイされた前記透かし画像と共に前記目標画像を受け取り、該画像を基体にレンダリングするプリントエンジンと、
   を含むプリント作成システム。
4. 透かしと共に可変データを印刷する方法であって、
   像様透かしが埋め込まれる目標画像を受け取ることと、
   透かし画像を受け取ることと、
   前記目標画像を複数の小さな領域に分割し、該領域の特性測定基準を決定することによって前記目標画像を分析することと、
   前記透かし画像を複数の小さな領域に分割し、該領域の特性測定基準を決定することによって前記透かし画像を分析することと、
   前記目標画像にオーバーレイする前記透かし画像のための少なくとも１つの位置を前記特性測定基準のうちの少なくとも１つに基づいて決定することと、
   を含む方法。