JP2007214695A - 電子透かし埋め込み装置および電子透かし埋め込み方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 文書画像上の背景にハーフトーン・グラデーション部分が存在するような多値画像においても，読み取りが可能な透かしを埋め込むことが可能な電子透かし埋め込み装置を提供する。
【解決手段】 ディジタル情報である透かし情報を文書画像に埋め込む電子透かし埋め込み装置１００は，入力画像１０１上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定するとともに，背景画像を構成すると判定した画素を入力画像上から除去する背景除去部１０２と，背景除去部で背景が除去された背景除去画像１０３に透かしを埋め込み，透かし画像１０５とする透かし埋め込み部１０４と，を備えたことを特徴とする。入力画像上の背景にハーフトーン・グラデーション部分が存在するような多値画像においても，読み取りが可能な透かしを埋め込むことが可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は，電子透かし技術を用いて文書画像に情報の埋め込む，電子透かし埋め込み装置および電子透かし埋め込み方法に関するものである。

電子透かし技術を用いて文書画像に情報の埋め込む技術として，特許第０３６２８３１２号公報（特許文献１）に開示されたものがある。同文献には，文書の背景に所定の方法で画素（ドット）を配置することで文書に機密情報等を持たせることのできる方法が開示されている。この方法では，文書の文字等と透かしが重なる部分は，透かしが消えてしまうため，その部分の情報は読み取り不可能になるが，透かし情報に冗長性を持たせることで，全体として正しい情報を読み取ることが可能である。例えば，同一情報を表すドットパターンを繰り返し埋め込むことによって，冗長性を持たせている。

しかし，文書背景の広範囲に網掛け等がされている場合や，写真やイラストが大きく入っている場合には，透かし情報の持つ冗長性を超えて情報が壊れてしまうため，十分に読み取りが可能な透かしを埋め込むことが不可能であった。このような問題に対する技術として，本件出願人より出願済みの特願２００５−３２６３７１（特許文献２）に記載された技術がある。これは文書画像上の網掛けを検出し，検出した網掛けを同じ画素密度をもつ透かしドットパターンで置換することで，網掛けが広範囲に及ぶ画像についても，読み取り可能な透かしを埋め込むことができる方法である。具体的には，網掛けの点を検出し，点の周期性を測定することで網掛けとその画素密度を測定している。

特許第０３６２８３１２号公報

（特許文献２）で開示された方法では対象を網掛けとしているため，文書画像上の網掛け部分や，ディザリング法等で二値化した画像に適用可能である。しかし，多値画像における一様なハーフトーンや，グラデーション部分には適用できない。

本発明は，従来技術が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，文書画像上の背景にハーフトーン・グラデーション部分が存在するような多値画像においても，読み取りが可能な透かしを埋め込むことの可能な，新規かつ改良された電子透かし埋め込み装置および電子透かし埋め込み方法を提供することである。

上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，ディジタル情報である透かし情報を文書画像に埋め込む電子透かし埋め込み装置が提供される。本発明の電子透かし埋め込み装置（１００）は，文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定する背景判定手段（１０２）と，前記背景判定手段で背景画像を構成すると判定された画素を前記文書画像上から除去する背景除去手段（１０２）と，前記背景除去手段で背景が除去された背景除去画像に透かしを埋め込む透かし埋め込み手段（１０４）と，を備えたことを特徴とする（請求項１）。

かかる構成によれば，文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定し，背景画像を構成する画素を文書画像上から除去して，背景除去画像とする。そして，この背景除去画像に透かしを埋め込むことによって，文書画像上の背景にハーフトーン・グラデーション部分が存在するような多値画像においても，読み取りが可能な透かしを埋め込むことが可能である。

なお上記において，構成要素に付随して括弧書きで記した参照符号は，説明の便宜のために，後述の実施形態および図面における対応する構成要素を一例として記したに過ぎず，本発明がこれに限定されるものではない。以下も同様である。

また，本発明によれば，ディジタル情報である透かし情報を文書画像に埋め込む電子透かし埋め込み装置が提供される。本発明の電子透かし埋め込み装置（２００）は，文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定する背景判定手段（２０１）と，前記背景判定手段の判定結果によって，文書画像を前景画像と背景画像とに分離する背景分離手段（２０１）と，前記背景分離手段で出力された前記前景画像に透かしを埋め込む透かし埋め込み手段（１０４）とを備える。そして，前記透かし埋め込み手段は，前記背景画像（２０２）の内容に対応して，前記前景画像に埋め込む透かしの濃度または密度の少なくとも一方を変化させることを特徴とする（請求項２）。

かかる構成によれば，文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定し，文書画像を前景画像と背景画像とに分離して，前景画像に透かしを埋め込むことによって，文書画像上の背景にハーフトーン・グラデーション部分が存在するような多値画像においても，読み取りが可能な透かしを埋め込むことが可能である。さらに，背景画像の内容に対応して，前景画像に埋め込む透かしの濃度または密度の少なくとも一方を変化させることにより，見た目を損なうことなく透かしを埋め込むことができる。

上記本発明の電子透かし埋め込み装置において，前記背景分離手段は，前記透かし埋め込み手段で変化可能な透かしの濃度レベルが有限である場合に，前記背景画像中の限界レベル以上の濃度レベル部分を前記前景画像側に分離する限界レベル調整手段を備えるようにしてもよい（請求項３）。かかる構成によれば，透かし濃度に限界のある透かし埋め込み方法において，限界以上の濃度をもつ入力画像においても，見た目を損なうことなく透かしを埋め込むことができる。

また，前記背景判定手段は，具体的には多値画像中のハーフトーン，グラデーションまたは写真等を背景と判定することが可能である（請求項４）。

また，前記背景判定手段は，画像中の隣接する同一特徴の画素を領域としてグループ化する領域抽出手段と，前記領域抽出手段で抽出した領域の特徴から，文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定する領域判定手段と，を備えることが可能である（請求項５）。この場合，前記領域抽出手段で同一領域とする画素の特徴は，画素の輝度レベルまたは色が同一または予め定めた閾値の範囲内とすることが可能である（請求項６）。

領域判定手段による領域判定は，例えば，以下の（１）〜（４）のように行うことができる。以下の判定方法を複数組み合わせて判定してもよいし，各々に重みを付けて合計の評価点で判定を行ってもよい。
（１）領域の輝度レベル，色情報，大きさ，面積，周囲長，および周波数変換後の波長のうち，少なくとも１つ以上を元に判定を行う（請求項７）。
（２）領域の最大内接する円または多角形の大きさを測定し，上記内接図形の大きさを元にして判定を行う（請求項８）。
（３）当該領域と，当該領域に隣接する領域の輝度または色情報の差を測定し，前記輝度又は色情報の差分を元にして判定を行う（請求項９）。
（４）当該領域を包含関係にある領域を抽出し，当該領域と包含領域の輝度または色情報の差分を元にして判定を行う（請求項１０）。

また，上記課題を解決するため，本発明の第２の観点によれば，ディジタル情報である透かし情報を文書画像に埋め込む電子透かし埋め込み方法であって，文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定して，前記背景画像を構成すると判定された画素を前記文書画像上から除去し，除去された前記背景画像の領域に透かしを埋め込むことを特徴とする，電子透かし埋め込み方法が提供される（請求項１１）。

かかる方法によれば，文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定し，背景画像を構成する画素を文書画像上から除去する。その後に透かしを埋め込むことによって，文書画像上の背景にハーフトーン・グラデーション部分が存在するような多値画像においても，読み取りが可能な透かしを埋め込むことが可能である。

また，本発明によれば，ディジタル情報である透かし情報を文書画像に埋め込む電子透かし埋め込み方法であって，文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定して，文書画像を前景画像と背景画像とに分離し，前記背景画像の内容に対応して，透かしの濃度または密度の少なくとも一方を変化させて，前記前景画像に透かしを埋め込むことを特徴とする，電子透かし埋め込み方法が提供される（請求項１２）。

かかる方法によれば，文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定し，文書画像を前景画像と背景画像とに分離して，前景画像に透かしを埋め込むことによって，文書画像上の背景にハーフトーン・グラデーション部分が存在するような多値画像においても，読み取りが可能な透かしを埋め込むことが可能である。さらに，背景画像の内容に対応して，前景画像に埋め込む透かしの濃度または密度の少なくとも一方を変化させることにより，見た目を損なうことなく透かしを埋め込むことができる。

また，本発明の他の観点によれば，コンピュータを，上記第１の観点にかかる電子透かし埋め込み装置として機能させるためのプログラムと，そのプログラムを記録した，コンピュータにより読み取り可能な記録媒体が提供される。ここで，プログラムはいかなるプログラム言語により記述されていてもよい。また，記録媒体としては，例えば，ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，フレキシブルディスクなど，プログラムを記録可能な記録媒体として現在一般に用いられている記録媒体，あるいは将来用いられるいかなる記録媒体をも採用することができる。

以上のように，本発明によれば，文書画像上の背景にハーフトーン・グラデーション部分が存在するような多値画像においても，読み取りが可能な透かしを埋め込むことが可能である。さらに，背景画像の内容に対応して，前景画像に埋め込む透かしの濃度・密度を変化させることにより，見た目を損なうことなく透かしを埋め込むことができる。その他の本発明の優れた効果については，以下の発明を実施するための最良の形態においても詳細に説明される。

以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる電子透かし埋め込み装置および電子透かし埋め込み方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能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。

（第１の実施形態）
図１は，第１の実施形態の構成を示す説明図である。
本実施形態にかかる電子透かし埋め込み装置１００は，図１に示したように，入力画像１０１が入力されてその背景を除去する背景除去部１０２と，背景が除去された背景除去画像１０３が入力されて電子透かしを埋め込む透かし埋め込み部１０４を含んで構成される。透かし埋め込み部１０４は，電子透かしが埋め込まれた透かし画像１０５を出力する。以下に，各構成要素についてさらに詳細に説明する。

図２は，入力画像１０１の一例を示す説明図である。
入力画像１０１は，透かしを埋め込む画像データであり，文字または図形・写真が描かれた文書画像である。入力画像１０１は多値画像を前提とする。なお，入力画像が網掛け等されている場合には，本件出願人より出願済みの特願２００５−３２６３７１（特許文献２）に記載された技術により網掛けを除去した出力結果を入力画像１０１としてもよい。

特願２００５−３２６３７１（特許文献２）に記載された技術は，文書画像上の網掛けを検出し，検出した網掛けを同じ画素密度をもつ透かしドットパターンで置換することで，網掛けが広範囲に及ぶ画像についても，読み取り可能な透かしを埋め込むことができる方法である。具体的には，網掛けの点を検出し，点の周期性を測定することで網掛けとその画素密度を測定している。また，本実施形態ではモノクロ画像を前提として説明するが，説明中で“輝度レベル”と表記している箇所を“色情報および輝度レベル”と読みかえればカラー画像にも適用可能である。

背景除去部ｌ０２は，入力画像１０１に透かし埋め込みが容易になるように，文字や図形輪郭線（以下，前景部分）を残し，それ以外のハーフトーン・グラデーション部分（以下，背景部分）の除去処理を行う装置である。このように本実施形態にかかる背景除去部１０２は，本発明の背景判定手段と背景除去手段に相当する機能部である。なお，前景・背景の判定方法については，本実施形態の動作の項でさらに説明する。

背景除去画像１０３は，背景除去部１０２により，入力画像から背景部分が除去された画像である。図３は，背景除去画像１０３の一例を示す説明図である。図２の入力画像１０１との対比で，背景のハーフトーン・グラデーション部分等が除去された状態を示している。

透かし埋め込み部１０４は，背景除去画像１０３に透かし情報を埋め込む装置である。埋め込み方法は，例えば特許第０３６２８３１２号公報（特許文献１）に開示された方法を用いることができる。（特許文献１）に開示の方法では，ドットの配列によって波の方向及び／又は波長を変化させたドットパターンが複数用意されており，１つのドットパターンに対して１つのシンボルを与え，ドットパターンを組み合わせて配置することにより，透かし情報が与えられるものである。図４は，このような透かし画像１０５の一例を示す説明図である。

なお，背景除去部１０２と透かし埋め込み部１０４は，同一の装置としてもよい。

（第１の実施形態の動作）
上述の背景除去部ｌ０２について，動作を詳細に説明する。図５は，背景処理部１０２の処理フロー示す説明図である。また，図６〜図１０は，背景処理部１０２の動作を説明するための説明図である。

＜画像入力（ステップＳ１０１）＞
入力画像１０１を背景除去部１０２に入力する。入力画像１０１は，文字または図形・写真が描かれた文書画像である。

＜領域抽出（ステップＳ１０２）＞
入力画像１０１中を，隣接する同一特徴の画素毎にラベリングを行い，領域として抽出する。ラベリング方法は，例えば以下の方法で行う。図６は，ラベリング方法の処理フローを示す説明図であり，図７はラベリング処理の各過程における画像を示す説明図である。

図７（ａ）に一例として示した入力画像において，画素をラスタスキャンし（ステップＳ１１０），注目画素と隣接するラベル付済み画素があるか検査する（ステップＳ１２０）。注目画素と隣接するラベル付済み画素がない場合には，新しい番号でラベル付けし（ステップＳ１３０），ステップＳ１１０に戻る。

注目画素と隣接するラベル付済み画素がある場合には，注目画素と隣接するラベルの画素との同一性を比較し，同一と判断されたラベルの数をカウントする（ステップＳ１４０）。画素の同一性判断の基準は，最も単純には同じ輝度レベルを同一と判定する。また，ノイズやグラデーションなどのように輝度が連続的に変化する部分を効率よくラベリングするため，輝度レベルを量子化してから同一性を判定してもよい。つまり，一定範囲の輝度レベルを同一と判定してもよい。

そして，同一と判断されたラベルのカウント数に応じて以下の処理を行う（ステップＳ１５０）。カウント数が０の場合には，注目画素を新しい番号でラベル付けする（ステップＳ１６０）。カウント数が１の場合には，注目画素を隣接ラベル番号でラベル付けする（ステップＳ１７０）。カウント数が２以上の場合には，最も若い番号で注目画素をラベル付けし，隣接する他のラベル番号について，その番号でラベル付済みの画素を全て最も若いラベル番号に付け替えする（ステップＳ１８０）。

そして，すべての画素についてラスタスキャンを終えたかどうかを判断し（ステップＳ１９０），まだすべての画素についてラスタスキャンを終えていない場合には，ステップＳ１１０に戻る。図７（ｂ）は，入力画像の半分程度までラスタスキャン処理を終えた状態を示しており，ラベル付け済み部分が２つ（「１」，「２」）の状態を示している。

そして，すべての画素についてラスタスキャンを終えた場合には，処理を終了する。図７（ｃ）は，すべてのラスタスキャンを終えて，領域ラベリングが行われた状態を示しており，ラベル付け済み部分が４つ（「１」，「２」，「３」，「４」）の状態を示している。

以上，領域ラベリング処理（ステップＳ１０２）について詳細に説明した。再び図５を参照しながら，本実施形態の後続の処理について説明する。

＜領域特徴測定（ステップＳ１０３）＞
ステップＳ１０２で抽出した領域について，除去できる領域を判定するための特徴量を測定する。特徴量は，例えば領域の輝度レベル・面積・周囲長・最小外接矩形のサイズ・最大内接矩形のサイズ・隣接する領域などを測定する。

＜領域判定（ステップＳ１０４）＞
ステップＳ１０３で測定した値から，各領域が前景（文字または図形）・背景のいずれであるかを判定する。判定は例えば以下の方法のいずれかを用いることができる。

＜前景・背景判定方法（１）＞
前景・背景判定方法（１）は，文字や輪郭線の最大内接図形の大きさで閾値を設定して判定する方法である。図８において，（ａ）は文字や輪郭線に内接する矩形を示し，（ｂ）は背景部分に内接する矩形を示している。このように，文字や輪郭線であれば，最大内接矩形は背景部分に比べて小さいと考えられるため，最大内接矩形の大きさで閾値を設定して判定する。なお，矩形に限らず，円または多角形の大きさで判定してもよい。

＜前景・背景判定方法（２）＞
前景・背景判定方法（２）は，領域に隣接する領域の輝度または色情報の差を測定し，輝度又は色情報の差分を元にして判定する方法である。図９において，（ａ）はグラデーション（または写真画像内の領域）の濃度差を示し，（ｂ）は文字の濃度差を示している。グラデーションや写真画像内の領域では，ある画素の周囲画素は類似した輝度をもっていると考えられるため，隣接領域の輝度レベルとの差が小さい領域を背景として判定する。

＜前景・背景判定方法（３）＞
前景・背景判定方法（３）は，領域の包含関係に注目して判定する方法である。図１０に示したように，（ａ）入力画像から（ｂ）領域抽出を行い，一つの領域を包含する領域を抽出する。（ｂ）の例では，文字「あ」の周囲に領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが抽出されている。そして，（ｃ）のように，領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの包含関係および輝度レベルを判定する。文字の背後のトーンなどは，文字の領域の外周にすべて接しているため，一つの領域を包含する領域が存在する場合，輝度レベルの高い側（白に近い側）を背景として判定する。具体的には（ｄ）に示したように，Ａ⊃ＢかつＡ＞Ｂであるので，Ａ：背景，Ｂ：前景と判定する。同様に，Ｂ⊃ＣかつＢ＜Ｃであるので，Ｃ：背景，Ｂ：前景と判定し，Ｂ⊃ＤかつＢ＜Ｄであるので，Ｄ：背景，Ｂ：前景と判定する。このようにして，（ｅ）に示したように，領域Ａ：背景，領域Ｂ：前景，領域Ｃ：背景，領域Ｄ：背景と判定することができる。

＜前景・背景判定方法（４）＞
前景・背景判定方法（４）は，領域の画像を周波数領域に変換した結果から判定する方法である。図１１に示したように，入力画像から（ｂ）領域抽出を行い，一つの領域を包含する領域を抽出する。そして，各領域について周波数成分を判定する。文字は細い線が集まる領域であるため，高周波成分が多くなる。対して一様なトーン部分では低周波成分が多く検出される。例えば一定の周波数で閾値を設定し，閾値より高周波の成分が多い領域を文字と判定する。図１１の例では，領域Ｂにおいて閾値より高周波の成分が多いため，これを前景と判断し，他の領域Ａ，Ｃ，Ｄを背景と判断する。なお，領域Ａにおいても，文字に接する背景では文字と同様の高周波成分が検出されるが，それ以外の部分から低周波成分が検出されるため，背景と判定できる。

以上，各領域が前景（文字または図形）・背景のいずれであるかを判定する方法の具体例について説明した。なお，上記判定方法を複数組み合わせて判定してもよいし，各々に重みを付けて合計の評価点で判定を行ってもよい。再び図５を参照しながら，本実施形態の後続の処理について説明する。

＜背景除去（ステップＳ１０５）＞
ステップＳ１０４において背景部分であると判定された領域について，領域を除去する。除去の方法は，例えば領域を白画素で置換する。または，画素を完全には除去せず，輝度レベルを一定値または一定割合白色に近づける処理を行ってもよい。この処理により，図３に示した背景除去画像１０３が出力される。この後は，透かし埋め込み部１０４により，背景除去画像１０３に透かしを埋め込むことができ，図４に示した透かし画像１０５が出力される。背景を除去したことにより，十分な読み取り性能をもつ透かしを埋め込むことができる。

（第１の実施形態の効果）
以上のように，本実施形態によれば，文書画像の背景にハーフトーンやグラデーション，写真画像が含まれる場合においても，十分な読み取り性能をもつ透かしを埋め込むことができる。

また，本実施形態にかかる電子透かし埋め込み装置１００は，コンピュータに上記機能を実現するためのコンピュータプログラムを組み込むことで，コンピュータを電子透かし埋め込み装置１００として機能させることが可能である。かかるコンピュータプログラムは，所定の記録媒体（例えば，ＣＤ−ＲＯＭ）に記録された形で，あるいは，電子ネットワークを介したダウンロードの形で市場を流通させることが可能である。以下の第２，第３の実施形態で説明する電子透かし埋め込み装置についても同様である。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は，第１の実施形態において除去した背景部分を，透かし埋め込み時において透かしの濃度表現によって再現する点が異なる。以下では，第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

図１２は，第２の実施形態の構成を示す説明図である。また，図１３，図１４は，本実施形態による処理画像を示す説明図である。

背景分離部２０１は，入力画像１０１に透かし埋め込みが容易になるように，文字や図形輪郭線以外のハーフト一ン・グラデーション部分（以下，背景部分という）の除去処理を行い，背景部分を除去した画像と，除去した背景部分の画像（背景画像）とを分けて出力する装置である。このように本実施形態にかかる背景分離部２０１は，本発明の背景判定手段と背景分離手段に相当する機能部である。

背景画像は，除去された背景を表す画像である。なお，背景領域の形状や輝度レベルで背景画像を符号化したデータでも良い。図１３（ａ）は背景部分を除去した前景画像を示し，図１３（ｂ）は背景画像を示す。

（第２の実施形態の動作）
第２の実施形態について，背景分離部２０１と透かし生成部１０４の動作を説明する。図１５は，本実施形態の処理フローである。以下では，第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

画像入力（ステップＳ１０１），領域抽出（ステップＳ１０２），領域特徴測定（ステップＳ１０３），および領域判定（ステップＳ１０４）については，第１の実施形態と実質的に同様である。

＜背景分離（ステップＳ２０１）＞
領域判定（ステップＳ１０４）で背景と判定された領域を，入力画像から分離する。例えば入力画像中の背景領域を白画素で置き換え，背景画像中の同位置に領域を描画する。図１３（ａ）は背景部分を除去した前景画像を示し，図１３（ｂ）は背景画像を示す。

透かし生成部１０４は，前景画像に透かしを埋め込む。その際，背景画像の輝度情報に合わせて，透かしドットパターンの濃度・または画素密度を変化させる。このようにして，背景部分の濃度を保存することができ，見た目を損なうことなく透かしを埋め込むことができる。図１３（ｃ）は，本実施形態にかかる透かし生成部１０４が出力する透かし画像を示す。

図１４は，図１３（ｃ）の拡大図である。このように，ドットパターンの点の大小を徐々に変えることで，元画像の背景のグラデーションのように見せることができている。なお，ドットパターンの点の大きさを変える方法のほか，点の密度を変えることでグラデーションを表現することも可能である。

（第２の実施形態の効果）
以上のように，本実施形態によれば，文書画像の背景にハーフトーンやグラデーション，写真画像が含まれる場合においても，透かしを埋め込むことができる。さらに本実施形態によれば，背景部分の濃度が保存されるため，見た目を損なうことなく透かしを埋め込むことができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は，透かし埋め込みにおける濃度表現可能な範囲が制限されている場合，可能な範囲のみ背景として分離する点が異なる。ドットパターンによる透かしにおいて濃度レベルを増加させる場合，第２の実施形態で説明したようにドット径の増加などで実現するが，読み取り可能な濃度レベルの増加には限界がある。例えば真黒に近い濃度では読み取りは不可能である。限界以上の濃度レベルでは透かし読み取り精度が低下，もしくは全く読み取りができない。そのため透かし埋め込み装置が提供する透かしの濃度レベルに限界があることが想定される。本実施形態はこのような場合において，背景分離の方法を変更することで透かしの埋め込みを可能にする。

本実施形態の構成は，第２の実施形態（図１２）と同一であるため説明は省略する。また，図１６は，本実施形態の処理画像サンプルを示す説明図である。

（第３の実施形態の動作）
図１７は，本実施形態にかかる背景分離部２０１の処理フローである。以下では，第１，第２の実施形態と異なる部分を中心に説明する。

画像入力（ステップＳ１０１），領域抽出（ステップＳ１０２），領域特徴測定（ステップＳ１０３），および領域判定（ステップＳ１０４）については，第１，第２の実施形態と実質的に同様である。

＜濃度限界判定判定（ステップＳ３０１）＞
領域判定処理（ステップＳ１０４）において背景と判定された領域のうち，透かし埋め込みにおいて表現可能な限界の輝度レベルを超えるものについては，その領域を前景と同様に扱い，透かしを埋め込まない。図１６（ａ）は入力画像のうち背景と判定された領域をグラデーションで示したものである。これを図１６（ｂ）に示したように，グラデーションのうち，透かし埋め込みにおいて表現可能な限界の輝度レベルを超えるものについては，その領域を前景と同様に扱い，透かしを埋め込まない。限界輝度レベルは一定の値を用いてもよいし，透かしの埋め込み強度や背景部分の面積によって変化させてもよい。

その後，第２の実施形態と同様に背景分離（ステップＳ２０１）を行う。そして，図１６（ｃ）に示したように，背景画像にのみ透かしを埋め込む。透かし濃度表現不可能とされた部分については入力画像による濃度表現とし，透かし濃度表現可能とされた部分については透かしによる濃度表現とする。

（第３の実施形態の効果）
以上のように，本実施形態によれば，透かし濃度に限界のある透かし埋め込み方法において，限界以上の濃度をもつ入力画像においても，見た目を損なうことなく透かしを埋め込むことができる。

以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる電子透かし埋め込み装置および電子透かし埋め込み方法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。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の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。

本発明は，電子透かし技術を用いて文書画像に情報の埋め込む，電子透かし埋め込み装置および電子透かし埋め込み方法に利用可能である。

第１の実施形態にかかる電子透かし埋め込み装置の構成を示す説明図である。 入力画像を示す説明図である。 第１の実施形態における背景除去画像を示す説明図である。 透かし画像を示す説明図である。 第１の実施形態における背景除去部１０２の動作を示す流れ図である。 ラベリング処理（ステップＳ１０２）を示す流れ図である。 ラベリング処理（ステップＳ１０２）を示す説明図である。 前景・背景判定方法（１）を示す説明図である。 前景・背景判定方法（２）を示す説明図である。 前景・背景判定方法（３）を示す説明図である。 前景・背景判定方法（４）を示す説明図である。 第２の実施形態にかかる電子透かし埋め込み装置の構成を示す説明図である。 第２の実施形態における前景・背景画像と透かし画像を示す説明図である。 図１３（ｃ）を拡大して示した説明図である。 第２の実施形態における背景分離部２０１の動作を示す流れ図である。 第３の実施形態における前景・背景画像と透かし画像を示す説明図である。 第３の実施形態における背景分離部２０１の動作を示す流れ図である。

符号の説明

１００ 電子透かし埋め込み装置
１０１ 入力画像
１０２ 背景除去部
１０３ 背景除去画像
１０４ 透かし埋め込み部
１０５ 透かし画像
２０２ 背景画像

Claims (12)

1. ディジタル情報である透かし情報を文書画像に埋め込む電子透かし埋め込み装置であって，
   文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定する背景判定手段と，
   前記背景判定手段で背景画像を構成すると判定された画素を前記文書画像上から除去する背景除去手段と，
   前記背景除去手段で背景が除去された背景除去画像に透かしを埋め込む透かし埋め込み手段と，
   を備えたことを特徴とする，電子透かし埋め込み装置。
2. ディジタル情報である透かし情報を文書画像に埋め込む電子透かし埋め込み装置であって，
   文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定する背景判定手段と，
   前記背景判定手段の判定結果によって，文書画像を前景画像と背景画像とに分離する背景分離手段と，
   前記背景分離手段で出力された前記前景画像に透かしを埋め込む透かし埋め込み手段とを備え，
   前記透かし埋め込み手段は，前記背景画像の内容に対応して，前記前景画像に埋め込む透かしの濃度または密度を変化させることを特徴とする，電子透かし埋め込み装置。
3. 前記背景分離手段は，
   前記透かし埋め込み手段で変化可能な透かしの濃度レベルが有限である場合に，前記背景画像中の限界レベル以上の濃度レベル部分を前記前景画像側に分離する限界レベル調整手段を備えることを特徴とする，請求項２に記載の電子透かし埋め込み装置。
4. 前記背景判定手段は，多値画像中のハーフトーン，グラデーションまたは写真を背景と判定することを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の電子透かし埋め込み装置。
5. 前記背景判定手段は，
   画像中の隣接する同一特徴の画素を領域としてグループ化する領域抽出手段と，
   前記領域抽出手段で抽出した領域の特徴から，文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定する領域判定手段と，
   を備えることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の電子透かし埋め込み装置。
6. 前記領域抽出手段で同一領域とする画素の特徴は，
   画素の輝度レベルまたは色が同一または予め定めた閾値の範囲内であることを特徴とする，請求項５に記載の電子透かし埋め込み装置。
7. 前記領域判定手段は，
   領域の輝度レベル，色情報，大きさ，面積，周囲長，および周波数変換後の波長のうち，少なくとも１つ以上を元に判定を行うことを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の電子透かし埋め込み装置。
8. 前記領域判定手段は，
   領域の最大内接する円または多角形の大きさを測定し，上記内接図形の大きさを元にして判定を行うことを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載の電子透かし埋め込み装置。
9. 前記領域判定手段は，
   当該領域と，当該領域に隣接する領域の輝度または色情報の差を測定し，前記輝度又は色情報の差分を元にして判定を行うことを特徴とする，請求項１〜８のいずれかに記載の電子透かし埋め込み装置。
10. 前記領域判定手段は，
    当該領域を包含関係にある領域を抽出し，当該領域と包含領域の輝度または色情報の差分を元にして判定を行うことを特徴とする，請求項１〜９のいずれかに記載の電子透かし埋め込み装置。
11. ディジタル情報である透かし情報を文書画像に埋め込む電子透かし埋め込み方法であって，
    文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定して，前記背景画像を構成すると判定された画素を前記文書画像上から除去し，除去された前記背景画像の領域に透かしを埋め込むことを特徴とする，電子透かし埋め込み方法。
12. ディジタル情報である透かし情報を文書画像に埋め込む電子透かし埋め込み方法であって，
    文書画像上の画素が背景画像を構成する画素であるかを判定して，文書画像を前景画像と背景画像とに分離し，
    前記背景画像の内容に対応して，透かしの濃度または密度を変化させて，前記前景画像に透かしを埋め込むことを特徴とする，電子透かし埋め込み方法。

Images