JP2008219086A - 情報埋め込み装置、情報抽出装置及び情報埋め込みシステム - Google Patents

Abstract

【課題】サイズの大きな画像が入力された場合であっても、情報埋め込み／抽出処理において処理性能が低下しないようにすることが可能な情報埋め込み装置及び情報抽出装置を提供する。
【解決手段】入力画像の画像サイズと使用可能なメモリ量とに基づき、メモリ不足か否かの判定を行うメモリ判定部１１１と、メモリ判定部１１１によりメモリ不足と判定された場合に、入力画像の画像サイズを変更する画像サイズ変更部１１２と、埋め込み情報を表す透かし画像を画像サイズが変更された入力画像に埋め込む情報埋め込み部１１３と、を含む情報埋め込み装置１１０が提供される。また、入力画像から透かし画像を含む可能性がある透かし領域を検出し、透かし画像を含む可能性が高い順に優先順位を付加する透かし領域検出部１２３と、優先順位が高い順に透かし領域から情報抽出を行う情報抽出部１２４と、を含む情報抽出装置１２０が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、情報埋め込み装置及び情報抽出装置に係り、特に、電子透かし技術を用いて画像に情報を埋め込む情報埋め込み装置、情報の埋め込まれた画像から情報を抽出する情報抽出装置、及び情報埋め込みシステムに関する。

従来より、電子データに任意の情報を埋め込む「電子透かし」技術を用いて、紙媒体に印刷された文書に対しても、コピー・偽造防止のための情報や機密情報を埋め込む技術が考案されている。例えば、特許文献１には、機密情報等を表すドットパターンを画像に埋め込んだ透かし入り画像を作成する透かし情報埋め込み装置と、透かし入り画像からドットパターンを検出する透かし情報検出装置とが開示されている。特許文献１で用いられている方法によると、透かし情報埋め込み装置において、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を複数用意し、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、機密情報が与えられるようにしている。

また、透かし情報検出装置において、ドットパターンと同じ波の方向と波長を持つ、ドットパターンと同数の二次元ウェーブレットフィルタを備え、透かし入り画像中の任意の領域と複数の二次元ウェーブレットフィルタとのコンボリューションを計算することにより、コンボリューションが最大となる二次元ウェーブレットフィルタに対応するドットパターンがその領域に埋め込まれていることを判断している。これによって、透かし入り画像から正確に秘密情報を取り出すことが可能となっている。

上述したような方法により情報が埋め込まれた透かし入り画像を作成する場合、画像サイズを大きくすることによって、埋め込み／抽出可能な情報量を増加させることができる。また、画像の解像度を上げることによって、埋め込み／抽出精度を向上させることができる。

特許第３６２８３１２号公報

しかし、画像サイズを大きくしたり解像度を上げたりすることによって、情報の埋め込み／抽出にかかる処理時間が増大するという問題がある。また、画像サイズを大きくした場合には、処理の際に必要となるメモリ量が増大する。これにより、利用可能な物理メモリ量が不足した場合、情報の埋め込み／抽出処理ができなかったり、仮想メモリとしてハードディスク上のスワップファイルが使用されることによって、システムの処理性能が低下し、大幅に処理時間が増大する場合がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、情報埋め込み／抽出処理においてサイズの大きな画像が入力された場合であっても、処理性能が低下しないようにすることが可能な、新規かつ改良された情報埋め込み装置、情報抽出装置及び情報埋め込みシステムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、入力画像に所定の埋め込み情報を埋め込む情報埋め込み装置であって、入力画像の画像サイズと、情報埋め込み処理において使用可能なメモリ量の上限値とに基づき、メモリ不足か否かの判定を行うメモリ判定部と、メモリ判定部によりメモリ不足と判定された場合に、入力画像の画像サイズを変更する画像サイズ変更部と、埋め込み情報を表す透かし画像を画像サイズが変更された入力画像に埋め込む情報埋め込み部と、を備える情報埋め込み装置が提供される。

かかる構成により、情報埋め込み処理時にサイズの大きな画像が入力された場合であっても、情報埋め込みの処理時間が増加したり、メモリ不足のために処理自体が行えなくなったりすることを防止することができる。したがって、プリンタやコピー機等のように処理速度やメモリ量が限定された装置であっても、サイズの大きな画像に対し適切な処理時間で情報埋め込みができるようになる。

また、上記上限値は、外部から入力された値であってもよい。これにより、物理メモリ量の中でユーザが使用可能な範囲を定め、その値に従ってメモリ不足か否かが判定されるようにすることができる。

また、メモリ判定部は、画像サイズから情報埋め込み時に必要とされる必要メモリ量を判断し、必要メモリ量と上限値とを比較することにより判定を行うようにしてもよい。これにより、情報埋め込み処理において用いられる埋め込み方式に応じて必要メモリ量が異なる場合等に、メモリ不足か否かをより正確に判断することができるようになる。

また、画像サイズ変更部は、入力画像を複数の領域に分割することにより画像サイズを変更し、情報埋め込み部は、分割された入力画像毎に情報を埋め込むようにしてもよい。この場合、情報埋め込み処理一回あたりの処理時間が短縮されるため、短時間で行われる処理を複数回繰り返すことにより、確実に埋め込み処理を実行することができる。また、入力画像や埋め込まれる透かしの画像品質を低下させることなく透かし入り印刷文書を作成することができる。

あるいは、画像サイズ変更部は、入力画像を所定の縮小率で縮小することにより画像サイズを変更するようにしてもよい。これにより、画像サイズの大きな入力画像であっても、情報埋め込みにかかる処理時間が大幅に増加したり、メモリ不足で情報埋め込みができなくなるということを防止することができる。

また、画像サイズ変更部は、上記縮小率と同じ比率で入力画像の解像度を変更するようにしてもよい。これにより、縮小された画像を印刷した際に、出力される画像の大きさを縮小前の入力画像の大きさと同じ大きさで出力することができる。

また、情報埋め込み部は、上記縮小率と同じ比率で縮小された透かし画像を画像に埋め込むようにしてもよい。これにより、縮小前の入力画像に透かし画像を埋め込んだときと同じ大きさの透かし画像が埋め込まれた透かし入り画像を出力することができる。

また、画像サイズ変更部は、入力画像を減色するようにしてもよい。

また、画像サイズ変更部は、入力画像をトリミングすることにより画像サイズを変更するようにしてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、所定の埋め込み情報を表す透かし画像が埋め込まれた入力画像から埋め込み情報を抽出する情報抽出装置であって、入力画像から透かし画像を含む可能性がある透かし領域を検出し、透かし画像を含む可能性が高い順に透かし領域に優先順位を付加する透かし領域検出部と、透かし領域のうち優先順位が高い順に情報抽出を行い、情報抽出に成功した時点で処理を終了する情報抽出部と、を備える情報抽出装置が提供される。

かかる構成により、サイズの大きな透かし入り印刷文書が入力された場合であっても、短時間で情報抽出を行えるようになり、メモリ不足により処理が行えなくなったり、処理時間が大幅に増大することを防止することができる。また、部分的に透かしが埋め込まれた文書が入力された場合や、透かし入り印刷文書を一部に含む紙片が入力された場合においても、より効率的に情報抽出処理を行うことができるようになる。

また、情報抽出部により行われる情報抽出処理において使用可能なメモリ量の上限値と入力画像の画像サイズとに基づき、メモリが不足するか否かの判定を行うメモリ判定部をさらに備え、透かし領域検出部は、メモリ判定部によりメモリ不足と判定された場合に、透かし領域を検出するようにしてもよい。これにより、メモリ不足となるような大きなサイズの入力画像に対してのみ透かし領域の検出処理を行うようにすることができ、サイズの小さな入力画像に対しては透かし領域の検出処理にかかる時間を短縮することができる。

また、上記上限値は、外部から入力された値であってもよい。これにより、物理メモリ量の中でユーザが使用可能な範囲を定め、その値に従ってメモリ不足か否かが判定されるようにすることができる。

また、メモリ判定部は、画像サイズから情報抽出時に必要とされる必要メモリ量を判断し、必要メモリ量と上記上限値とを比較することにより判定を行うようにしてもよい。これにより、情報抽出処理において用いられる情報抽出方式に応じて必要メモリ量が異なる場合に、メモリ不足か否かをより正確に判断することができるようになる。

また、透かし領域検出部は、入力画像を複数の微小領域に分割し、微小領域に含まれる各画素について周辺画素との輝度差を求め、輝度差の平均である平均輝度差に基づいて微小領域が透かし領域であるか否かを判断するようにしてもよい。

また、透かし領域検出部は、透かし領域であると判断された微小領域のうち、平均輝度差の値が所定の範囲内にあり隣接する微小領域同士を結合し、結合された領域を透かし領域として検出するようにしてもよい。

また、透かし領域検出部は、結合してできる領域が一定の円形度を保つように微小領域を結合し、結合された領域の中心に近い微小領域から結合するようにしてもよい。これにより、結合してできる領域が細い帯状の形状等の、情報抽出できないような形状になることを防ぐことができる。

さらに、透かし領域検出部は、結合してできる領域が情報抽出部によって情報抽出可能な面積になるように微小領域を結合するようにしてもよい。これにより、結合してできる領域が情報抽出可能できないような大きさの領域になることを防ぐことができる。

透かし領域検出部は、入力画像から文字または図形が含まれる領域を検出した場合、当該領域を除外して透かし領域の検出を行うようにしてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、入力画像に所定の埋め込み情報を埋め込む情報埋め込み装置と、入力画像から埋め込み情報を抽出する情報抽出装置と、を備える情報埋め込みシステムが提供される。上記情報埋め込み装置は、入力画像の画像サイズと、情報埋め込み処理において使用可能なメモリ量とに基づき、メモリ不足か否かの判定を行うメモリ判定部と、メモリ判定部によりメモリ不足と判定された場合に、入力画像の画像サイズを変更する画像サイズ変更部と、埋め込み情報を表す透かし画像を画像サイズが変更された入力画像に埋め込む情報埋め込み部と、を含む。また、上記情報抽出装置は、入力画像から透かし画像を含む可能性がある透かし領域を検出し、透かし画像を含む可能性が高い順に透かし領域に優先順位を付加する透かし領域検出部と、透かし領域のうち優先順位が高い順に情報抽出を行い、情報抽出に成功した時点で処理を終了する情報抽出部と、を含む。

以上説明したように本発明によれば、情報埋め込み／抽出処理においてサイズの大きな画像が入力された場合であっても、処理性能が低下しないようにすることができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、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。

まず、本発明の一実施形態にかかる情報埋め込みシステムについて説明する。図１は、本実施形態にかかる情報埋め込みシステム１００の概略構成を示すブロック図である。本実施形態にかかる情報埋め込みシステム１００は、図１に示すように、情報埋め込み装置１１０及び情報抽出装置１２０等を含んで構成される。

本実施形態では、情報埋め込み時において、サイズの大きな画像が入力された場合、入力画像の画像サイズを縮小し、縮小率に合わせて入力画像の解像度を低下させ、さらに、同様の縮小率で縮小したドットパターン（透かし）で情報埋め込みを行う。さらに、情報抽出時においては、サイズの大きな画像が入力された場合、入力画像の中でドットパターンが埋め込まれている可能性がある領域を推定し、ドットパターンが埋め込まれている可能性の高い領域から順に情報抽出処理を行い、情報抽出に成功した段階で以降の処理を省略する。これにより、情報埋め込み／抽出処理時において、メモリ不足による情報埋め込み／抽出ができなかったり、処理時間が大幅に増加することを防止することができる。

＜情報埋め込み装置１１０＞
次に、本実施形態にかかる情報埋め込み装置１１０について説明する。情報埋め込み装置１１０は、入力画像１０の画像サイズから物理メモリ量が不足するか否かを判断し、メモリ不足と判断した場合に入力画像を編集して画像サイズを減少させるようにする機能を有する装置である。情報埋め込み装置１１０は、図１に示すように、メモリ量判定部１１１と、画像サイズ変更部１１２と、情報埋め込み部１１３と、印刷出力部１１４とを含んで構成される。以下、情報埋め込み装置１１０の各部について説明する。

入力画像１０は、情報埋め込み装置１１０に入力される画像である。入力画像１０は、文字や写真、図形等の画像とともに、所定の情報が埋め込まれた透かし（ドットパターン）を含む画像である。本実施形態においては、入力画像に含まれる画像の例として文字画像を用いて説明するが、入力画像に含まれる画像は図形や写真等であってもよい。

（メモリ量判定部１１１）
メモリ量判定部１１１は、情報埋め込み装置１１０で利用可能な物理メモリ量と入力画像１０の画像サイズとから、物理メモリが不足するかどうかの判定を行う機能を有する。

メモリ量判定部１１１は、入力画像１０が入力されると、まず入力画像１０の画像サイズを取得し、さらに、情報埋め込み装置１１０で利用可能な物理メモリ量の最大値を取得する。物理メモリ量の最大値は、予め情報埋め込み装置１１０内で設定された値であってもよく、ユーザが、物理メモリ量の中から使用可能な範囲の最大値を選択し入力した値であってもよい。その後、入力画像１０の画像サイズと物理メモリ量の最大値とを比較し、画像サイズの方が大きい場合は、物理メモリ量が不足すると判断し、画像サイズの方が小さい場合は、物理メモリ量は不足しないと判断する。

あるいは、メモリ量判定部１１１は、使用される情報埋め込み方式に応じて、入力画像の画像サイズから情報埋め込み処理で必要なメモリ量を推定し、推定された必要メモリ量と物理メモリ量の最大値とを比較するようにしてもよい。

（画像サイズ変更部１１２）
画像サイズ変更部１１２は、メモリ量判定部１１１で物理メモリが不足すると判断された場合、入力画像１０の画像サイズを変更する機能を有する。

例えば、画像サイズ変更部１１２は、入力画像１０を縮小し、縮小率と同じ比率で解像度を変更するようにしてもよい。これにより、縮小された画像を印刷した際、出力される画像の大きさを縮小前の入力画像１０の大きさと同じ大きさにすることができる。また、解像度を変更すると同時に埋め込み情報２０のドットパターンの画像サイズも同様に変更することによって、縮小前の入力画像１０にドットパターンを埋め込んだときと同じ大きさで透かし入り文書を印刷することができる。

ここで、画像サイズの縮小率は、固定値としてもよいし、可変値として入力画像１０の画像サイズが一定値以下となるようにしたり、物理メモリ不足となるデータ量が一定値以下となるようにしてもよい。さらに、入力画像１０を縮小する方法以外にも、入力画像を複数の領域に分割して、分割した領域毎に情報埋め込み処理を分割して行うようにしてもよい。これにより、情報埋め込み処理１回当たりに必要となるメモリ量を削減することができ、メモリ不足のために情報埋め込みができなくなることを回避することができる。あるいは、入力画像１０が多値画像の場合、減色処理を行うことにより画像サイズを減少させるようにしてもよく、入力画像１０をトリミングして、トリミングした領域にのみ埋め込み情報２０を埋め込むようにしてもよい。

（情報埋め込み部１１３）
情報埋め込み部１１３は、入力画像１０に埋め込み情報２０を埋め込む機能を有する。画像サイズ変更部１１２により入力画像１０の縮小処理が行われた場合は、入力画像１０の縮小率と同一の縮小率で縮小されたドットパターン（透かし）を用いて情報埋め込みを行う。これにより、後述する印刷出力部１１４で印刷される透かし入り印刷文書３０のドットパターン（透かし）は、入力画像１０の縮小率によらず、縮小前の入力画像１０と同じサイズで出力される。

（印刷出力部１１４）
印刷出力部１１４は、情報埋め込み部１１３によって埋め込み情報２０が埋め込まれた入力画像１０を印刷し、透かし入り印刷文書３０を出力する。画像サイズ変更部１１２で入力画像１０が縮小され、さらに情報埋め込み部１１３によって縮小されたドットパターンにより情報埋め込みが行われた場合、解像度は異なるが、縮小前の入力画像１０に情報埋め込みを行った場合と同様の出力サイズで文字や図形が印刷されるとともに、埋め込まれたドットパターン（透かし）も常に同じ大きさで出力される。

以上、情報埋め込み装置１１０の機能構成について説明した。かかる構成により、情報埋め込み処理時にサイズの大きな画像が入力された場合であっても、入力画像を縮小するなどして画像サイズを変更することにより、情報埋め込みの処理時間が増加したり、メモリ不足のために処理自体が行えなくなったりすることを防止することができる。したがって、プリンタやコピー機等のように処理速度やメモリ量が限定された装置であっても、サイズの大きな画像に対し適切な処理時間で情報埋め込みができるようになる。

なお、メモリ量判定部１１１、画像サイズ変更部１１２、情報埋め込み部１１３及び印刷出力部１１４の各部は、上述した各機能を実行可能なプログラムモジュールをコンピュータ等の情報処理装置にインストールしたソフトウェアで構成されてもよいし、あるいは、上述した各機能を実行可能なプロセッサ等のハードウェアで構成されてもよい。

（情報埋め込み処理の例）
次に、図２〜図４に基づいて、本実施形態にかかる情報埋め込み装置１１０により実行される情報埋め込み処理の一例について説明する。ここで、図２は、本実施形態にかかる情報埋め込み装置１１０により実行される情報埋め込み処理の流れを示すフローチャートである。また、図３は、通常のサイズの画像が入力された場合の情報埋め込み方法を説明する説明図である。また、図４は、大きなサイズの画像が入力された場合の情報埋め込み方法を説明する説明図である。

なお、ここで通常のサイズの画像とは、情報埋め込み装置１１０において利用可能な物理メモリ量の範囲内で情報埋め込み処理が行える程度の画像サイズを有する画像をいう。また、大きなサイズの画像とは、利用可能な物理メモリ量の範囲内では情報埋め込み処理を行うことができず、処理が中断されてしまったり、あるいは仮想メモリとしてスワップファイルを使用して処理が行われるような画像サイズの画像をいう。

（通常のサイズの入力画像が入力された場合）
まず、図２及び図３を参照して、通常のサイズの入力画像１０ａが入力された場合の情報埋め込み処理について説明する。まず、ステップＳ２００において、入力画像１０ａが情報埋め込み装置１１０に入力される。ここで入力される入力画像１０ａは、図３に示すように、画像サイズが４．２Ｍｂｙｔｅ、解像度が６００ｄｐｉの画像であるものとする。

次いで、ステップＳ２０１において、メモリ量判定部１１１により物理メモリ量の判定を行う。メモリ量判定部１１１は、入力画像１０ａの画像サイズを取得し、情報埋め込み装置１１０で利用可能な物理メモリ量の最大値と比較する。ここでは、利用可能な物理メモリ量の最大値を５．０Ｍｂｙｔｅと仮定すると、入力画像１０ａの画像サイズは４．２Ｍｂｙｔｅであるため、物理メモリ量の方が大きい。従って、ステップＳ２０２において、物理メモリ量は不足しないと判断し、画像縮小処理を行わずにステップＳ２０５に遷移する。

次いで、ステップＳ２０５で、埋め込み情報２０ａを用いて情報埋め込み処理を行い、ステップＳ２０６で印刷処理を行って透かし入り印刷文書３０ａを出力する。

（大きなサイズの入力画像が入力された場合）
一方、大きなサイズの画像が入力された場合の例を、図２及び図４を参照して説明する。まず、ステップＳ２００において、入力画像１０ｂが情報埋め込み装置１１０に入力される。入力画像１０ｂは、図４に示すように、画像サイズが８．４Ｍｂｙｔｅ、解像度が６００ｄｐｉの画像であるものとする。

次いで、ステップＳ２０１において、メモリ量判定部１１１により物理メモリ量の判定を行う。入力画像１０ｂの画像サイズ８．４Ｍｂｙｔｅと、利用可能な物理メモリ量の最大値５．０Ｍｂｙｔｅとを比較すると、入力画像１０ｂの画像サイズの方が大きいため、ステップＳ２０２において物理メモリ量は不足すると判断され、ステップＳ２０３に遷移する。

ステップＳ２０３において、入力画像１０ｂの画像サイズを縮小する。ここでは、画像サイズが１／２となるように画像を縮小し（縮小率１／２倍、幅・高さをそれぞれ７０％）、画像サイズ４．２Ｍｂｙｔｅ、幅４９６０、高さ７０１５とし、さらに解像度も１／２倍して３００ｄｐｉとする。

次いで、ステップＳ２０４において、入力画像１０ｂの縮小率と同じ比率でドットパターン（透かし）のサイズを縮小する。その後、ステップＳ２０５で、縮小されたドットパターンの埋め込み情報２０ｂを用いて情報埋め込みを行い、ステップＳ２０６で印刷処理を行って透かし入り印刷文書３０ｂを出力する。

このように、入力画像１０ｂの縮小率と同じ比率で解像度を変更し、さらに同じ比率でドットパターンのサイズを縮小して埋め込むことにより、縮小された画像１０ｂ’を印刷した際の透かし入り印刷文書３０ｂの出力サイズは、縮小前の入力画像１０ｂと同じ大きさとなる。

なお、ここでは、画像サイズの縮小率を１／２倍という固定値として説明したが、本発明はかかる例に限定されず、縮小率は可変値であってもよい。

また、入力画像１０ｂの画像サイズを変更する方法として縮小処理を用いた例を説明したが、本発明はかかる例に限定されず、入力画像１０ｂを複数の領域に分割して分割した領域毎に情報埋め込み処理を分割して行うようにしてもよい。あるいは、入力画像１０ｂが多値画像の場合、減色処理を行うことにより画像サイズを減少させるようにしてもよく、入力画像１０ｂをトリミングして、トリミングした領域にのみ埋め込み処理を行うようにしてもよい。

以上、本実施形態にかかる情報埋め込み装置１１０により実行される情報埋め込み処理の一例について説明した。

＜情報抽出装置１２０＞
次に、本実施形態にかかる情報抽出装置１２０について説明する。情報抽出装置１２０は、透かし入り印刷文書３０を読み取った読み取り画像の中でドットパターン（透かし）が埋め込まれている領域を推定し、ドットパターンが埋め込まれている可能性が高い領域から順に情報抽出を行って抽出情報４０を抽出する機能を有する装置である。情報抽出装置１２０は、図１に示すように、文書読み取り部１２１と、メモリ量判定部１２２と、透かし領域検出部１２３と、情報抽出部１２４とを含んで構成される。以下、情報抽出装置１２０の各部について説明する。

（文書読み取り部１２１）
文書読み取り部１２１は、透かし入り印刷文書３０を読み取って読み取り画像を取得する。取得された読み取り画像は、メモリ量判定部１２２に入力される。

（メモリ量判定部１２２）
メモリ量判定部１２２は、情報埋め込み装置１１０のメモリ量判定部１１１と同様の処理を行う。メモリ量判定部１２２は、情報抽出装置１２０で利用可能な物理メモリ量と入力された読み取り画像の画像サイズとから物理メモリ量が不足するかどうかの判定を行う。

メモリ量判定部１２２は、物理メモリ量の最大値と、読み取り画像の画像サイズとを比較して物理メモリ量の不足を判断するようにしてもよい。あるいは、メモリ量判定部１２２は、使用される情報抽出方式に応じて、読み取り画像の画像サイズから情報抽出処理で必要なメモリ量を推定し、推定された必要メモリ量と物理メモリ量の最大値とを比較するようにしてもよい。

また、物理メモリ量の最大値は、予め情報埋め込み装置１１０内で設定された値であってもよく、ユーザが、物理メモリ量の中から使用可能な範囲の最大値を選択し入力した値であってもよい。

メモリ量判定部１２２により物理メモリ量が不足すると判断された場合、読み取り画像は、透かし領域検出部１２３に入力される。

一方、物理メモリ量が不足しないと判断された場合は、読み取り画像を透かし領域検出部１２３に入力するようにしてもよいし、透かし領域の検出処理を省略して情報抽出部１２４に入力するようにしてもよい。物理メモリ量が不足しない場合でも、透かし領域の検出を行ってから情報抽出を行うことによって、透かし領域検出を行わない場合より処理時間を短縮することができる。

（透かし領域検出部１２３）
透かし領域検出部１２３は、入力された読み取り画像から、透かしが埋め込まれている可能性がある領域を検出する機能を有する。また、透かし領域検出部１２３は、検出された透かし領域に、透かしが埋め込まれている可能性が高い順に優先順位を付けて、情報抽出部１２４に渡す。

透かし領域検出部１２３において行われる透かし領域の検出処理の詳細については、後述するが、例えば、読み取り画像の各画素値について周辺の輝度値との差分を求め、その差分値（輝度差）により透かし領域を判定するようにしてもよい。ここで、透かし領域の判定については、画素毎の輝度の差分値ではばらつきが大きいため、複数画素を含むある領域内の輝度差の平均により判定を行うようにしてもよい。

透かし領域検出部１２３は、さらに、それぞれ隣接する平均輝度の近い透かし領域同士を連結して、１つの大きな透かし領域として検出する。連結する際には、連結後の透かし領域が予め設定した円形度を保つように連結するようにしてもよい。またこのとき、連結された領域の中心に近い領域から連結するようにしてもよい。ここで、円形度ｒは以下の数式１により表わすことができる。また、中心ｇは、以下の数式２により表わすことができる。
円形度ｒ＝（４π×面積）／（周囲長ｘ×周囲長ｙ）・・・（数式１）

上記数式２においては、中心ｇを、透かし領域が連結された画像の横軸をｘ、縦軸をｙとし、左上を原点、右下を＋方向とする座標系における座標値で表わしたものとする。このように、円形度ｒや中心ｇを基準として透かし領域を連結することにより、連結してできる領域が細い帯状になる等して連結後の情報抽出ができないような形状にならないようにすることができる。

（情報抽出部１２４）
情報抽出部１２４は、透かし入り印刷文書３０の読み取り画像から抽出情報４０を抽出する機能を有する。情報抽出部１２４は、透かし領域検出部１２３によって透かし領域が検出された場合、透かしが含まれる可能性の高い順に付された優先順位に従って、優先順位が高い透かし領域から情報抽出を行う。また、情報抽出部１２４は、いずれかの透かし領域から情報を抽出することができた場合、その他の透かし領域に対する情報抽出処理を省略するようにしてもよい。これにより、サイズの大きな透かし入り印刷文書が入力された場合であっても、短時間で情報抽出を行えるようになる。また、部分的に透かしが埋め込まれた文書が入力された場合や、透かし入り印刷文書を一部に含む紙片が入力された場合においても、透かしの埋め込まれている可能性の高い領域から順に情報抽出を行うため、より効率的に情報抽出処理を行うことができるようになる。

以上、情報抽出装置１２０の機能構成について説明した。なお、文書読み取り部１２１、メモリ量判定部１２２、透かし領域検出部１２３及び情報抽出部１２４の各部は、上述した各機能を実行可能なプログラムモジュールをコンピュータ等の情報処理装置にインストールしたソフトウェアで構成されてもよいし、あるいは、上述した各機能を実行可能なプロセッサ等のハードウェアで構成されてもよい。

（情報抽出処理の一例）
次に、図５〜図１３に基づいて、本実施形態にかかる情報抽出装置１２０により実行される情報抽出処理の一例について説明する。ここで、図５は、本実施形態にかかる情報抽出装置１２０により実行される情報抽出処理の流れを示すフローチャートである。また、図６は、通常のサイズの印刷文書が入力された場合の情報抽出方法を説明する説明図である。また、図７は、大きなサイズの印刷文書が入力された場合の情報抽出方法を説明する説明図であり、図８は、図７の場合に行われる透かし領域検出処理の詳細を説明する説明図である。また、図９〜１３は、透かし領域が傾いている場合の透かし領域検出処理を説明する説明図である。

なお、ここで通常のサイズの印刷文書とは、情報抽出装置１２０において利用可能な物理メモリ量の範囲内で情報抽出処理が行える程度のサイズを有する透かし入り印刷文書をいう。また、大きなサイズの印刷文書とは、情報抽出装置１２０において利用可能な物理メモリ量の範囲内では情報抽出処理を行うことができず、処理が中断されてしまったり、あるいは仮想メモリとしてスワップファイルを使用して処理が行われるようなサイズの透かし入り印刷文書をいう。

まず、図５及び図６を参照して、通常のサイズの透かし入り印刷文書３０ｃが入力された場合の情報抽出処理について説明する。まず、ステップＳ２１０において、透かし入り印刷文書３０ｃをスキャナ等で読み取り、読み取り画像５０ｃを取得する。ここで、読み取り画像５０ｃは、図６に示すように、画像サイズ３．８Ｍｂｙｔｅの画像であるものとする。

次いで、ステップＳ２１１において、メモリ量判定部１２２により物理メモリ量の判定を行う。ここでは、利用可能な物理メモリ量の最大値を５．０Ｍｂｙｔｅと仮定し、読み取り画像５０ｃの画像サイズ３．８Ｍｂｙｔｅと、利用可能な物理メモリ量の最大値５．０Ｍｂｙｔｅとを比較する。この場合、物理メモリ量の最大値５．０Ｍｂｙｔｅの方が大きいため、ステップＳ２１２において物理メモリ量は不足しないと判断され、ステップＳ２１６に遷移する。

次いで、ステップＳ２１６において、読み取り画像５０ｃから情報抽出を行い、抽出情報４０ｃを抽出する。ここでは、透かし領域の検出処理を行っていないため、読み取り画像５０ｃの全体から情報抽出を行う。

一方、大きなサイズの印刷文書が入力された場合の例を、図５及び図７を参照して説明する。まず、ステップＳ２１０において、透かし入り印刷文書３０ｄを読み取り、読み取り画像５０ｄを取得する。ここで、読み取り画像５０ｄは、図７に示すように、画像サイズが７．６Ｍｂｙｔｅの画像であるものとする。

次いで、ステップＳ２１１において、メモリ量判定部１２２により物理メモリ量の判定を行う。メモリ量判定部１２２は、読み取り画像５０ｄの画像サイズ７．６Ｍｂｙｔｅと、利用可能な物理メモリ量の最大値５．０Ｍｂｙｔｅとを比較する。この場合、読み取り画像５０ｄの画像サイズ７．６Ｍｂｙｔｅの方が大きいため、ステップＳ２１２において物理メモリ量が不足すると判断され、ステップＳ２１３に遷移する。

ステップＳ２１３において、透かし領域検出部１２３により透かし領域の検出処理を行う。以下、図８〜図１３を参照して、透かし領域検出処理の詳細について説明する。

透かし領域検出部１２３は、読み取り画像５０ｄの各画素値について、周辺の輝度値との差分を求め、その差分値（輝度差）と予め設けられた固定の閾値とを比較する等して、透かし領域を判定する。例えば、図８に示すように、輝度差が閾値より小さい領域を透かし領域、輝度差が閾値より大きい領域を文字領域、輝度差のない領域を白紙領域として３つの領域に分類する。ここで、透かし領域の判定については、画素毎の輝度差ではばらつきが大きいため、複数画素を含む所定の微小領域内の平均輝度差から判定を行うようにしてもよい。

判定された透かし領域、文字領域、白紙領域については、さらに、図８に示すとおり、透かし領域のみ（５０ｄ−１）／透かし領域＋文字領域（５０ｄ−２）／白紙領域のみ（５０ｄ−３）／白紙領域＋文字領域（５０ｄ−４）の４つの場合が考えられる。透かし領域のみ（５０ｄ−１）／白紙領域のみ（５０ｄ−３）の場合は、それぞれそのまま透かし領域／白紙領域と判定することができる。透かし領域＋文字領域（５０ｄ−２）／白紙領域＋文字領域（５０ｄ−４）の場合には、文字領域の輝度差分の大きな画素値を０として、透かし領域か白紙領域かの判定を行ってもよく、あるいは、文字領域の周辺が透かし領域であれば透かし領域と判定し、文字領域の周辺が白紙領域であれば白紙領域と判定するようにしてもよい。

さらに、透かし領域と判定された領域は、図９及び図１０に示すように、検出された透かし領域１５１に隣接する平均輝度の近い透かし領域を連結し、より大きな透かし領域１５２を生成する。連結する際、連結後の透かし領域が、図１１に示す透かし領域１５３のように、予め設定した円形度を保つように連結するようにしてもよい。またこのとき、連結された領域の中心に近い領域から連結するようにしてもよい。ここで、円形度ｒは以下の数式３により表わすことができる。また、中心ｇは、以下の数式４により表わすことができる。
円形度ｒ＝（４π×面積）／（周囲長ｘ×周囲長ｙ）・・・（数式３）

上記数式４においては、中心ｇを、透かし領域が連結された画像の横軸をｘ、縦軸をｙとし、左上を原点、右下を＋方向とする座標系における座標値で表わしたものとする。このように、円形度ｒや中心ｇを基準として透かし領域を連結することにより、連結してできる領域が細い帯状になる等して連結後の情報抽出ができないような形状にならないようにすることができる。

さらに、図１２及び図１３に示すように、検出された透かし領域１５４が、読み取り画像５０ｅの水平方向に対して傾いた形状となっている場合には、図１３に示すような透かし領域１５４を含む矩形領域１５５を検出し、より効率的に情報抽出処理が行われるようにする。図１３の例では、読み取り画像５０ｅを透かし領域１５４が含まれる矩形領域１５５と透かし領域１５４が含まれない矩形領域１５６の２つの領域に分割し、透かし領域が含まれる矩形領域１５５に高い優先順位（図１３の優先順位１）を付加し、透かし領域が含まれない矩形領域１５６に低い優先順位（図１３の優先順位２）を付加して情報抽出部１２４に渡す。

図５に戻って、ステップＳ２１４で、ステップＳ２１３で検出された透かし領域の優先順位の高い順に、情報抽出を行う。例えば、図１３の例では、優先順位１の矩形領域１５５から情報抽出を行い、ステップＳ２１５で情報抽出に成功したか否かを判定する。ここで情報抽出に成功した場合は、優先順位２の矩形領域１５６からの情報抽出処理は省略し、処理を終了する。

もし、矩形領域１５５からの情報抽出に失敗した場合は、ステップＳ２１４に戻り、優先順位２の矩形領域１５６から情報抽出を行うようにする。

このように、透かしの埋め込まれている可能性の高い領域から順番に情報抽出を行い、情報抽出に成功した時点で抽出結果を出力し、他の優先順位の低い領域に対する情報抽出処理を省略することにより、サイズの大きな透かし入り印刷文書が入力された場合であっても、情報抽出を短時間で行えるようになる。また、部分的に透かしが埋め込まれた文書が入力された場合や、透かし入り印刷文書を一部に含む紙片が入力された場合においても、透かしの埋め込まれている可能性の高い領域から順に情報抽出を行うため、より効率的に情報抽出処理を行うことができるようになる。

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、本発明は係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。

本発明の一実施形態の情報埋め込み装置および情報抽出装置の機能構成を示すブロック図である。 情報埋め込み装置における情報埋め込み処理の流れを示すフローチャートである。 通常のサイズの画像が入力された場合の情報埋め込み方法を説明する説明図である。 大きなサイズの画像が入力された場合の情報埋め込み方法を説明する説明図である。 情報抽出装置における情報抽出処理の流れを示すフローチャートである。 通常のサイズの印刷文書が入力された場合の情報抽出方法を説明する説明図である。 大きなサイズの印刷文書が入力された場合の情報抽出方法を説明する説明図である。 図７の場合の透かし領域検出処理の詳細を説明する説明図である。 透かし領域が傾いている場合の透かし領域検出処理を説明する説明図である。 透かし領域が傾いている場合の透かし領域検出処理を説明する説明図である。 透かし領域が傾いている場合の透かし領域検出処理を説明する説明図である。 透かし領域が傾いている場合の透かし領域検出処理を説明する説明図である。 透かし領域が傾いている場合の透かし領域検出処理を説明する説明図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ 入力画像
２０、２０ａ、２０ｂ 埋め込み情報
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ 透かし入り印刷文書
４０、４０ｃ、４０ｄ 抽出情報
５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ 読み取り画像
１１０ 情報埋め込み装置
１１１ メモリ量判定部
１１２ 画像サイズ変更部
１１３ 情報埋め込み部
１１４ 印刷出力部
１２０ 情報抽出装置
１２１ 文書読み取り部
１２２ メモリ量判定部
１２３ 透かし領域検出部
１２４ 情報抽出部

Claims (17)

1. 入力画像に所定の埋め込み情報を埋め込む情報埋め込み装置であって、
   入力画像の画像サイズと、情報埋め込み処理において使用可能なメモリ量の上限値とに基づき、メモリ不足か否かの判定を行うメモリ判定部と、
   前記メモリ判定部によりメモリ不足と判定された場合に、前記入力画像の画像サイズを変更する画像サイズ変更部と、
   前記埋め込み情報を表す透かし画像を、前記画像サイズが変更された前記入力画像に埋め込む情報埋め込み部と、
   を備えることを特徴とする、情報埋め込み装置。
2. 前記メモリ判定部は、前記画像サイズから情報埋め込み時に必要とされる必要メモリ量を判断し、前記必要メモリ量と前記上限値とを比較することにより判定を行うことを特徴とする、請求項１に記載の情報埋め込み装置。
3. 前記画像サイズ変更部は、前記入力画像を複数の領域に分割することにより前記画像サイズを変更し、
   前記情報埋め込み部は、分割された前記入力画像毎に前記情報を埋め込むことを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の情報埋め込み装置。
4. 前記画像サイズ変更部は、前記入力画像を所定の縮小率で縮小することにより前記画像サイズを変更することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の情報埋め込み装置。
5. 前記画像サイズ変更部は、前記縮小率と同じ比率で前記入力画像の解像度を変更することを特徴とする、請求項４に記載の情報埋め込み装置。
6. 前記情報埋め込み部は、前記縮小率と同じ比率で縮小された前記透かし画像を前記画像に埋め込むことを特徴とする、請求項４または５のいずれかに記載の情報埋め込み装置。
7. 前記画像サイズ変更部は、前記入力画像を減色することにより前記画像サイズを変更することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の情報埋め込み装置。
8. 前記画像サイズ変更部は、前記入力画像をトリミングすることにより前記画像サイズを変更することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の情報埋め込み装置。
9. 所定の埋め込み情報を表す透かし画像が埋め込まれた入力画像から埋め込み情報を抽出する情報抽出装置であって、
   入力画像から透かし画像を含む可能性がある透かし領域を検出し、前記透かし画像を含む可能性が高い順に前記透かし領域に優先順位を付加する透かし領域検出部と、
   前記透かし領域のうち前記優先順位が高い順に情報抽出を行い、情報抽出に成功した時点で処理を終了する情報抽出部と、
   を備えることを特徴とする、情報抽出装置。
10. 前記情報抽出部により行われる情報抽出処理において使用可能なメモリ量の上限値と前記入力画像の画像サイズとに基づき、メモリが不足するか否かの判定を行うメモリ判定部をさらに備え、
    前記透かし領域検出部は、前記メモリ判定部によりメモリ不足と判定された場合に、前記透かし領域を検出することを特徴とする、請求項９に記載の情報抽出装置。
11. 前記メモリ判定部は、前記画像サイズから情報抽出時に必要とされる必要メモリ量を判断し、前記必要メモリ量と前記上限値とを比較することにより判定を行うことを特徴とする、請求項１０に記載の情報抽出装置。
12. 前記透かし領域検出部は、前記入力画像を複数の微小領域に分割し、前記微小領域に含まれる各画素について周辺画素との輝度差を求め、前記輝度差の平均である平均輝度差に基づいて前記微小領域が前記透かし領域であるか否かを判断することを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記載の情報抽出装置。
13. 前記透かし領域検出部は、前記透かし領域であると判断された前記微小領域のうち、前記平均輝度差の値が所定の範囲内にあり隣接する前記微小領域同士を結合し、結合された領域を前記透かし領域として検出することを特徴とする、請求項１２に記載の情報抽出装置。
14. 前記透かし領域検出部は、結合してできる領域が一定の円形度を保つように前記微小領域を結合し、結合された領域の中心に近い前記微小領域から結合することを特徴とする、請求項１３に記載の情報抽出装置。
15. 前記透かし領域検出部は、結合してできる領域が前記情報抽出部によって情報抽出可能な面積になるように前記微小領域を結合することを特徴とする、請求項１３または１４のいずれかに記載の情報抽出装置。
16. 前記透かし領域検出部は、前記入力画像から文字または図形が含まれる領域を検出した場合、当該領域を除外して前記透かし領域の検出を行うことを特徴とする、請求項９〜１５のいずれかに記載の情報抽出装置。
17. 入力画像に所定の埋め込み情報を埋め込む情報埋め込み装置と、
    前記入力画像から前記埋め込み情報を抽出する情報抽出装置と、
    を備える情報埋め込みシステムであって、
    前記情報埋め込み装置は、
    入力画像の画像サイズと、情報埋め込み処理において使用可能なメモリ量とに基づき、メモリ不足か否かの判定を行うメモリ判定部と、
    前記メモリ判定部によりメモリ不足と判定された場合に、前記入力画像の画像サイズを変更する画像サイズ変更部と、
    前記埋め込み情報を表す透かし画像を前記画像サイズが変更された前記入力画像に埋め込む情報埋め込み部と、
    を含み、
    前記情報抽出装置は、
    前記入力画像から前記透かし画像を含む可能性がある透かし領域を検出し、前記透かし画像を含む可能性が高い順に前記透かし領域に優先順位を付加する透かし領域検出部と、
    前記透かし領域のうち前記優先順位が高い順に情報抽出を行い、情報抽出に成功した時点で処理を終了する情報抽出部と、
    を含むことを特徴とする、情報埋め込みシステム。

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