JP2011139449A - メッセージを構造化された形状内に埋め込む方法およびシステム - Google Patents

Abstract

【課題】この発明の実施の形態は、シンボルをグリフに埋め込むためのシステムおよび方法である。
【解決手段】前記グリフの輪郭を表わす１組の目印を決定する工程と、２つの境界標間の、前記シンボルを埋め込むのに適するデータセグメントを決定する工程と、前記シンボルが修正変更されたグリフに埋め込まれるように、前記シンボルにしたがってデータセグメントを修正変更して前記修正変更されたグリフを生成する工程と、前記修正変更されたグリフを出力する工程と、を含むシステムおよび方法を開示する。
【選択図】図１

Description

［関連出願］
次の特許および特許出願が、引用によってここに組込まれる。
２００２年５月２８日に許可された、Ｆｒｉｓｋｅｎ（フリンケン）外による、「Ｄｅｔａｉｌ−Ｄｉｒｅｃｔｅｄ Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｆｉｅｌｄｓ（詳細に指定された階層的距離フィールド）」と題する米国特許第６，３９６，４９２号；
２００６年２月２１日に許可された、Ｆｒｉｓｋｅｎ他による、「Ｔｉｌｅｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｄａｐｔｉｖｅｌｙ Ｓａｍｐｌｅｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｆｉｅｌｄｓ（適応的にサンプリングされた距離フィールドのタイル状の生成）」と題する米国特許第７，００２，５７０号；
２００６年４月２５日に許可された、Ｆｒｉｓｋｅｎ他による、「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ａｎｔｉａｌｉａｓｉｎｇ ａｎ Ｏｂｊｅｃｔ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｓ ａ Ｔｗｏ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｆｉｅｌｄ ｉｎ Ｉｍａｇｅ−Ｏｒｄｅｒ（画像順に２次元の距離フィールドとして表わされたオブジェクトをアンチエイリアシングするための方法」と題する米国特許第７，０３４，８４５号；
２００６年１０月１７日に許可された、Ｆｒｉｓｋｅｎ他による、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ａｎｔｉａｌｉａｓｉｎｇ ａ Ｓｅｔ ｏｆ Ｏｂｊｅｃｔｓ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｓ ａ Ｓｅｔ ｏｆ Ｔｗｏ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｆｉｅｌｄｓ ｉｎ Ｉｍａｇｅ−Ｏｒｄｅｒ（画像順に１組の２次元の距離フィールドとして表わされるオブジェクトをアンチエイリアシングするための方法および装置」と題する米国特許第７，１２３，２７１号；
２００８年１２月８日にＲａｎｅ（レイン）外により出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ ａ Ｍｅｓｓａｇｅ ｉｎｔｏ ａ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ（メッセージを文書の中へ埋め込むための方法）」と題する米国特許出願第１２／３２９，８６９号；
２００８年１２月３１日にＲａｎｅ外により出願された、「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ Ｍｅｓｓａｇｅｓ ｉｎｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ Ｕｓｉｎｇ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｆｉｅｌｄｓ（距離フィールドを使用してメッセージを文書の中へ埋め込むための方法）」と題する米国特許出願第１２／３４７，２７７号。

この発明は、一般的には、メッセージを構造化された形状内に埋め込むことに関し、より詳細には、メッセージをグリフ（絵文字）（ｇｌｙｐｈｓ）に埋め込むことおよび検知することに関するものである。

透かし
メッセージは、透かしとして、文書にしばしば埋め込まれている。埋め込まれたメッセージは、セキュリティ、プライバシおよび著作権保護のために使用することができる。

紙の「ハードコピー」文書用の透かし入れは電子の「ソフトコピー」文書とは異なる。ソフトコピー文書に対して、透かし挿入、文書複写、文書劣化、文書圧縮および透かし抽出のような、透かしを含むすべてのオペレーションは、デジタルドメイン中で行なわれる。ハードコピー文書に対して、透かし挿入がディジタル（電子）的に発生することもあるが、印刷、ファックス、ホトコピー（写真複写）等のオペレーションは、ハードコピー文書自体を含んでいる。さらに、透かし抽出は、ハードコピー文書のスキャン（走査）されたバージョン（形式）上で行なわれる。したがって、ハードコピー文書における透かしは、文書がコピーされるか、スキャンされるか、ファックスされるか、あるいはそれら以外に操作される場合に、劣化されうる。

グリフ（Ｇｌｙｐｈ）
グリフは、ここに定義されるように、基本的なグラフィックオブジェクトである。グリフの中で最も一般的な例はテキスト文字あるいはグラフィーム（書記素）である。グリフはまた、リガチャ（ｌｉｇａｔｕｒｅｓ）、すなわち合わせ文字あるいは発音区別符号でもよい。グリフはまた、ピクトグラムや表意文字でもありうる。グリフという用語はまた、非文字あるいはマルチ文字パターンにも使用することができる。ここで使用されるように、グリフは、多次元の、或る任意の図形形状かオブジェクトである。

メッセージの埋め込み
メッセージを画像、映像および音声のような信号に埋め込むための方法は知られている。しかしながら、メッセージを、グリフのようなグラフィックオブジェクト内に、目障りにならずに埋め込むことは困難である。グリフへの小さな変化、たとえば間隔や方向、さえも、人間の視覚システムによって容易に検知することができる。したがって、メッセージを隠すための、グリフへの変更は、非常に小さく、且つ同時に検知可能でなければならない。これらの矛盾する要件はこの問題を挑戦的な（興味深い）ものにする。

この問題は、ハードコピーの透かし入れの場合には、さらに難しい。ハードコピー文書は経時的に物理的な劣化をする場合がある。
文書の電子バージョンにおいて検知できたメッセージが、その印刷された書類が写真複写されるかスキャン（走査）される場合に、失われる場合がある。たとえば、グレーレベルにおける微妙な変化が複写の後に失われる。

従来のメッセージ埋め込み方法
いくつかの従来のメッセージ埋め込み方法は、テキスト文書を画像として扱い、また画像ベースの透かし入れ技術を使用する。しかしながら、それらの方法は、主として個々の文字のビットマップ化された表現あるいはカラー（色）とシェード（濃淡）とのハーフトーンの表現で動作するプリンタではうまくいかない。

別の従来手法は、差異が目には分からないがスキャナーによって検知することができるように、文字の色を僅かに変更する。埋め込まれたメッセージは目に見えないので、透かしを変更することは難しい。しかしながら、文書がコピーされるときに、色またはグレーレベルの小さな差異は容易に失われるので、この方法は写真複写に対して堅牢ではない。

また別の方法は、個々の文字、語あるいは連続したテキスト行の間の距離を調整する。低い埋め込み割合では、その方法は、読者にはほとんど目に見えず、複写しても生き残る。しかしながら、高い埋め込み割合では、文字間、語間あるいは行間の非均一な距離は、攻撃者には容易に見ることができ、また通常の読者にはまた悩ましい（いらいらさせる）ものである。

さらに別の方法は、文字全体を平常より狭くあるいは広くするために、ディザリングを使用する。しかしながら、その方法によって作成された文書は、メッセージを破壊せずに、容易に写真複写することができない。

さらにまた別の方法は、テキストの位置に関係なく、ドットの擬似ランダムパターンを文書の背景に埋め込む。ドットは、比較的目だたないが、それでもなお、コンピュータによって容易に検知し削除することができる。さらに、ドットは、小さいので、写真複写の１つのインスタンス（事例）以上には生き残らないかもしれない。

距離フィールド
グラフィックオブジェクト、たとえばグリフ、の形状は、コンピュータシステムのメモリ内でｎ次元空間におけるサンプルポイント（点）の集合として表わすことができる。各サンプルポイントに関係しているのは、サンプルから最も近い形状の境界までの最小距離である。距離は、サンプルがオブジェクトの内部にあるか外部にあるかを示すためにプラスまたはマイナスであり、またサンプルが境界上にある場合には零である。関連する距離値を有するサンプルの集合は、サンプリングされた距離フィールドと呼ばれる。距離フィールドはまた、コンピュータシステムのメモリに格納された分析手順として表わすことができる。

ここに定義されるように、距離フィールドはすべてのタイプの距離フィールド、すなわち、サンプリングされたものとサンプリングされなかったものとの双方、を指す。

距離フィールドは、色、グレーレベル、密度およびテクスチャーのような、グリフの形状以外の属性を表わすために使用することができる。より正確には、グリフを表わす距離フィールドの距離値からグリフの他の属性を表わす値へのマッピングがある。

適応的にサンプリングされた距離フィールド（ＡＤＦｓ）
適応的にサンプリングされた距離フィールド（ＡＤＦ）では、サンプルの密度は、形状の異なる部分を表わすのに必要とされる詳細度に依存する。たとえば、複雑な局部的変動は多くのサンプルを必要とするかもしれない。したがって、ＡＤＦは、任意形状、たとえばテキスト文字、漫画およびロゴのようなグリフ、の処理を可能にする表現である。

この発明の目的は、ソフトコピーおよびハードコピー文書の内部にメッセージを透かしとして埋め込むための方法を提供することである。

この発明の他の目的は、メッセージが文書の読者に目だたない（目障りでない）ような方法を提供することである。

この発明の他の目的は、比較的大きなメッセージを埋め込むのに適しているような方法を提供することである。

この発明の他の目的は、埋め込まれたメッセージが文書の物理的な劣化に対して堅牢であるような方法を提供することである。

この発明の他の目的は、埋め込まれたメッセージが文書の物理的な複写（コピー）に対して堅牢であるような方法を提供することである。

この発明の他の目的は、埋め込まれたメッセージを電子バージョンの文書から抽出できるような方法を提供することである。

この発明の実施の形態は、グリフの輪郭を表わす１組の目印（ランドマーク）を決定する工程と、２つの目印間の、前記シンボルを埋め込むのに適するデータセグメントを決定する工程と、前記シンボルが修正変更されたグリフに埋め込まれるように、前記シンボルにしたがってデータセグメントを修正変更して前記修正変更されたグリフを生成する工程と、前記修正変更されたグリフを出力する工程と、を含む、シンボルをグリフに埋め込むためのシステムおよび方法を開示する。

この発明は、グリフの輪郭が１組の曲線、たとえばベジェ曲線、によって表わされる場合、該曲線を少し変更（攪乱）することにより、メッセージに対応する多数の似た外観の形状になりうるという認識に基づく。したがって、グリフの曲線の修正変更によって、たとえば、該曲線を表わす、距離フィールドの距離値の修正変更によって、該グリフの形状は、メッセージを文書に埋め込みつつ、目だたない方法で修正変更することができる。

この発明の実施の形態による、１組のグリフを含む文書にメッセージを埋め込むための方法のブロック図である。 この発明の実施の形態による、１組の目印を有するグリフの形状の輪郭を表わす概略図である。 この発明の実施の形態による、データセグメントにシンボルを埋め込む概略図である。 修正変更されたグリフに埋め込まれていたシンボルを抽出するための方法のブロック図である。 この発明の実施の形態による、プロクラステス解析を使用して、データセグメント同士を比較するための方法のブロック図である。

実施の形態１．
ここに記述された例示のグリフおよび文書は、特定の種類のデータ構造である、適応的にサンプリングされた距離フィールド（ＡＤＦｓ）によって表わされる。しかしながら、ここに記述されたすべての実施の形態は、基礎をなすデータ構造から独立している。たとえば、これらの実施の形態は、また他のタイプの距離フィールド、たとえば規則的にサンプリングされた距離フィールドや手続き的な距離フィールドで働く。

この発明の実施の形態は、メッセージのシンボルをグリフに埋め込むための方法を提供する。上述のように、グリフは多次元であり、たとえば、テキスト文字、任意のオブジェクト、あるいは多様体、たとえば微分可能多様体、である。説明を簡単にするため、この発明の実施の形態は２次元のグリフを使用して記述される。しかしながら、我々の発明は、より高い次元のグリフに適用可能である。

たとえば、この発明のいくつかの実施の形態では、輪郭はグリフから抽出され、その輪郭はベジェ曲線を使用して表わされ、またベジェ曲線は形状の変化を与えるために僅かに修正変更される（乱される）。この結果、グリフの形状が変更修正され、それは人間の視覚システムでは通常の視聴条件の下で一般的には検出できない。したがって、そのような形状の僅かな変化を見つけ出して変更するのは難しい。その一方で同時に、この変化は文書の写真複写のようなオペレーション（操作）に対して弾力的である。ＡＤＦあるいは規則的にサンプリングされた距離フィールドあるいは他の適切な表現が、修正変更された形状を格納したり表わしたりするためにのみ使用される。

メッセージの埋め込み
図１は、メッセージ１１０のシンボル（Ｓ）１１５を１組のグリフ１２５、たとえばグリフ’１２５’、に埋め込むための方法１００を示す。グリフ１２５”はグリフ’１２５’の視覚的な例示である。グリフは、たとえば、文書１２０上で表示することができ、あるいはコンピュータメモリに格納されることができる。

各シンボルは有限のアルファベット｛０、１、・・・、Ｋ−１｝から選択される。パラメーターＭおよびＫ１１６が前もって決められている。いくつかの実施の形態では、メッセージ１１０は、Ｍ個より多くのシンボルを含む。それらの実施の形態では、メッセージは２つ以上のグリフ１２５へ埋め込まれる。別の実施の形態では、メッセージはＭ個のグリフに埋め込まれる。すなわち、１つのシンボルが各グリフに埋め込まれる。メッセージのシンボルは、情報ビットおよび、任意ではあるが（必要に応じて）、エラー訂正シンボルを含む。

グリフ’１２５’は構造化される。構造化されたグリフは、ここに定義されるように、スプライン、ウェーブレットあるいは距離フィールドに基づいたストラクチャーのようなデータ構造の内部に格納することができる形状を有する。我々の発明の実施の形態は、選択されたデータ構造から独立している。たとえば、一実施の形態は、ＡＤＦのデータ構造を使用する。ＡＤＦは、形状がツリーに基づいた表現で効率的に格納されることを可能にし、様々な分解能および次元で形状のレンダリング（表現）を可能にする。

メッセージ１１０はグリフの形状の輪郭に埋め込まれる。輪郭は曲線、たとえば線、によって、あるいはグリフの境界を定義する面によって、表わすことができる。輪郭は形状の固有の特徴であり、それはコピーやスキャニングのような品質を劣化させるプロシジャー（処理手順）の下でも埋め込まれた情報を保存することを可能にする。輪郭を表わす曲線は、たとえばベジェ曲線やスプライン曲線でもよい。実施の形態では、グリフの形状の輪郭を１組の目印（ランドマーク）１３５として表す１３０。図２により詳細に以下に記述されるように、目印の組は、形状の粗い（概略的な）表現を与える、１次的（主要）および２次的（補助的）な目印を含む。

それらの目印に基づいて、輪郭の１組のデータセグメント１４５が決定１４０され、そこでは、各データセグメントは、シンボルを埋め込むために修正変更されるのに適している。ここに定義され、また以下により詳細に説明されるように、データセグメントはグリフの形状の輪郭の一部であり、微分可能多様体、たとえば微分可能な曲線であり、それは内部の１次的な（主要な）目印を有しない。データセグメントは、シンボル１１５を埋め込むために、徐々に、たとえば、曲線に沿って、修正変更１５０され、修正変更されたグリフ１５６を生成する。グリフ１５６’はグリフ’１５６の視覚的な例示である。

修正変更されたグリフは、たとえばＡＤＦを使用して記憶装置のために、あるいは修正変更された文書１５５に組み込むために、出力される。修正変更されたグリフ１５６を含む修正変更された文書１５５は、シンボル１１５が文書１５５から抽出される前に、レンダリング（表示）されることができる。レンダリングの例は、修正変更された文書１５５のコピー、印刷、ファックス、電子メール、表示、スキャニング、あるいはそれらの組合せを含む。

目印（ランドマーク）
図２は、グリフの形状の輪郭が１組の目印でどのように表わされるかを示す。
グリフ、たとえばグリフ２０５、がＡＤＦとして既に格納されている場合には、輪郭２１５は直接利用可能である。グリフが画像として与えられる場合、輪郭は、たとえばエッジ抽出を使用して、決定２１０される。その後、輪郭の離散的な曲率プロファイルが決定２２０され、また、高い曲率を有するプロファイルの部分を特定するために、曲率閾値２４０が使用される。高い曲率の点は１次的な（主要な）目印２２５であり、グリフの形状に対する１次的な（主要な）ビジュアルキューとして役立つ。その後、２つの１次的な目印間の輪郭上の多角形近似２３０により、１組の２次的な（補助的な）目印２３５を決定する。１次的および２次的な目印の組は、グリフの形状の粗い（概略的な）表現を与える。

一実施の形態では、多角形近似は１次的な目印に基づいて２次的な目印を得るために使用される。別の実施の形態では、予め決められた数の２次的な目印が、２つの１次的な目印の間の曲線の長さを横断して２次的な目印を互いに等距離をおいてマーク付けすることにより得られる。さらに別の実施の形態においては、２つの１次的な目印間の曲線の長さを横断して、如何なる所与の位置でも局部的な曲率に基づいて互いに不等距離をおいて２次的な目印をマーク付けして、したがって、曲率が高い場合には、より多くの２次的な目印を設け、また曲率が低い場合には、より少数の２次的な目印を設けることにより、可変数の２次的な目印が得られる。

データセグメント
データセグメント１４５は、輪郭を横断して、シンボルを埋め込むのに適している２つの目印間のセグメントを決定することにより選択される。セグメントが微分可能多様体であり、且つ内部の１次的な目印を有さない場合、該セグメントはデータセグメントとして選択される。たとえば、セグメント２５０および２６０は両方ともデータセグメントとして選択されることが適切である。一実施の形態では、セグメントの長さは、指定された範囲［ｌ_ｍｉｎ、ｌ_ｍａｘ］内にあるように制約される。一実施の形態では、Ｍ個のデータセグメントが、埋め込みのために、データセグメントから無作為に選択される。

データセグメントの修正変更
データセグメントは、Ｋ個の異なる方法のうちのいずれか１つにより、修正変更される。知覚不能な（目に見えない）ように、変更はセグメントに沿って滑らかに且つ徐々に行われる。さらに、変更は、Ｃ_０またはＣ_１の不連続が導入されないように、行なわれる。ここで、Ｃ_０不連続は形状の輪郭の切れ目であり、また、Ｃ_１不連続は接線における不連続、すなわち鋭いねじれである。グリフの形状の全高および全幅は、その変更の後に、変化してはならない。一実施の形態では、グリフの修正変更された形状の中の目印の総数が未変更のグリフのものと同じであるように、形状変更が行なわれる。代替の実施の形態では、１次的な目印の数だけが保持される。

図３は、シンボル、たとえばビット、をデータセグメントに埋め込む例を示す。曲がったデータセグメント３１０は、データセグメントに垂直な線３２０に沿って修正変更され、最大の変更３２１が該データセグメントに沿って中間にある。不連続の導入を防止するために、その変更はデータセグメントのエッジ３２２の近くで最小である。

一実施の形態では、データセグメントのアンカーとして使用されるデータセグメントのエッジ（端）にある目印、および該セグメントにおける、内部目印あるいは無作為に選択された点は制御点として使用され、該制御点の位置はデータセグメントを修正変更するために僅かに変化される。

別の実施の形態では、データセグメントの曲線に沿った変形は、±３σに位置するデータセグメントとエッジとを介して、途中に位置するモードσを有するガウス分布に従う。この実施の形態では、修正変更されるデータセグメント３３０は１ビットを表わすが、未変更のデータセグメント３１０は０ビットを表わす。

望まれる知覚不能のレベルに依存して、実施の形態により多数の修正変更を使用することができる。輪郭にＭ個のデータセグメントがある場合、Ｍ個のシンボルの各一意の組合せは一意の修正変更された輪郭に関係している。したがって、輪郭はＫ^Ｍ個の修正バージョン（形式）で表わすことができる。

一実施の形態では、修正変更されたグリフ１５６は、ＡＤＦを使用して格納される。修正変更されたグリフの輪郭は、一つの接続された組の立方体のベジェ曲線として表わされる。各曲線は目印の位置によって表わされる。ベジェ曲線上のすべての目印の座標は、修正変更されたグリフの輪郭経路情報を含む。この輪郭経路情報はＡＤＦとして格納される。輪郭経路情報は、正規化された空間座標［Ｘｍｉｎ、Ｘｍａｘ、Ｙｍｉｎ、Ｙｍａｘ］＝［０、１、０、１］に関して与えられ、またグリフがレンダリング（表示）される毎に、ＡＤＦモジュールは該正規化された座標を画像の座標へ写像する。

シンボルの抽出
図４は、修正変更されたグリフに埋め込まれていたシンボル、たとえば電子ドキュメント４１０あるいは印刷され、写真複写され、スキャン（走査）されたページから抽出されたテキスト文字４１５、を抽出する方法４００を示す。本方法４００は、データセグメント４４２の修正バージョンと共に未変更のデータセグメントのデータベース４４１にアクセスし、また個々の修正変更されたデータセグメントに関連する埋め込まれたシンボルにアクセスする。データベース４４１はまたオリジナル、すなわち修正変更されたグリフ４３５の未変更のバージョンを含んでいる。

グリフ４１５の輪郭４３５が決定４３０される。本方法４００は、グリフ４１５のアイデンティティ（同一性）を知る。たとえば、一実施の形態では、本方法４００は、殆どのスキャナーにおいて利用可能な光学式文字認識（ＯＣＲ）を使用して、グリフを認識する。グリフの修正変更は非常に小さいので、ＯＣＲは修正変更されたグリフおよび未修正変更のグリフに対して同じように良く働く。別の実施の形態では、認識されたグリフは登録され、すなわち、必要に応じてサイズを調整され、データベース４４１に存在する未変更のグリフと整列され、正規化された座標フレームに対応するピクセルグリッド上に写像される。また輪郭の決定が、その登録済みのグリフに対して行なわれる。

輪郭はデータセグメントを含み、それらのデータセグメントは埋め込まれたシンボルで潜在的に修正変更され、たとえば、データセグメント４４５が抽出４４０される。グリフがデータベース４４１で登録されるので、輪郭のどの部分がデータセグメントかが知られる。そのデータベースを使用して、マスク４４６が各候補データセグメントの近似位置の回りに形成され、また、そのマスクの外側の輪郭が廃棄される。

たとえば、８接続されているピクセルに基づいた輪郭トレーシング方法が、そのマスクのエリア内の輪郭セグメントを抽出するために使用される。トレーシングは候補データセグメントに最も近いピクセルで始められる。一実施の形態において、或る輪郭セグメントが決定された後、該輪郭セグメントの長さが、未変更のデータセグメントの対応する輪郭セグメントの長さと比較される。輪郭セグメントの長さが所定の範囲［ｌ_ｍｉｎ、ｌ_ｍａｘ］外にある場合、本方法は該輪郭セグメントを無視し、マスクのエリア内の別の輪郭セグメントを検知することを試みる。有効な輪郭セグメントが検知される場合、本方法は、たとえば、輪郭データセグメント４４５をデータベース４４１内のデータセグメント４４２の修正変更されたバージョンと比較することによって、埋め込まれたシンボル４５５を抽出４５０し、そして一致した修正変更されたデータセグメントに関連したシンボル４５５を選択する。

最も近い修正変更されたデータセグメント４４２を決定する詳細が、図５に関連して以下に述べられる。

プロクラステス解析
図５は、この発明の一実施の形態による、データセグメント間のプロクラステス距離５４０を決定するために、プロクラステス解析５３０を使用して、抽出されたデータセグメント４４５をデータベース４４１からの修正変更されたデータセグメント４４２、たとえば修正変更されたデータセグメント５１０、と比較する方法を示す。プロクラステス距離を得るための本方法は以下の通りである。

抽出されたデータセグメントは、ｎ次元のベクトルｓ_ｉ５２５を生成するセグメントの長さに沿ったＮ個の離散的な点で一様にサンプリングされる。ベクトルｓ_ｉは、

による変換およびスケール正規化によって、ユニットハイパースフィア（単位超球）５５０、すなわちプレシェイプスフィア（前形状球）、に写像される。ここで、

はＮ×Ｎの恒等行列であり、１_Ｎは１の列ベクトルであり、ｗ_ｉはｉ番目のデータセグメントのプレシェイプ（前形状）であり、単位超球上にある。同様に、本方法は、単位超球上の修正変更されたデータセグメントのｎ次元のプレシェイプベクトル（前形状ベクトル）ｖ_ｉ、ｊ、ｊ＝０、１、２、・・・、Ｋ−１を得る。

データセグメントｉに対応する抽出されたプレシェイプベクトルｗ_ｉは、修正変更されたデータセグメントｖ_ｉ、ｊのそれぞれに関して回転正規化されて、ベクトル

を生成する。ここで、

である。前形状空間における回転正規化の後、プロクラステス距離は

により決定される。

埋め込まれたメッセージの決定
ｉ番目のデータセグメントにおけるメッセージシンボル

は、

により決定される。

前述の関係により、本方法は、抽出されたデータセグメントにプロクラステス距離において最も近いデータベース内の修正変更されたデータセグメントに関連したシンボルを選択する。いくつかの実施の形態において、シーケンス｛ｂ_ｍ｝、ｍ＝｛１、２、・・・、Ｍ｝はグリフに埋め込まれたメッセージである。ここで、Ｍは、グリフのデータセグメントに埋め込まれたシンボルの総数である。一実施の形態では、１ビットのみが各形状の内部に埋め込まれる。この場合、同一のビット（０または１）がすべてのＭ個のデータセグメントに埋め込まれる。このビットはＭ個のデータセグメントに亘る多数決投票によって回復され、それによって、誤り訂正符号の機能性を与える。

この発明の実施の形態は、劣化したり、裂かれたり、皺が寄ったハードコピー文書からの抽出を含む（但しこれに限定されないが）、以下のメッセージ抽出を必要とする数多くのアプリケーションにおいて使用される：ハードコピー文書のスキャンされたバージョンからの抽出；複数回写真複写された文書からの抽出；ビットマップ画像ファイル（ＢＭＰ）、ＪＰＥＧファイル、タグ付けされた画像ファイルフォーマット（ＴＩＦＦ）ファイル、生のイメージデータファイル、あるいは他の画像フォーマット、のような電子イメージ文書からの抽出；マイクロソフトワード、パワーポイント、アイワークキーノート（ｉＷｏｒｋ Ｋｅｙｎｏｔｅ）、アイワークページ（ｉＷｏｒｋ Ｐａｇｅｓ）、ＰＤＦ、あるいはポストスクリプト（ＰＳ）ファイルのような電子ドキュメントからの抽出；およびカメラまたはカメラホンを使用して形状を撮影する間に生じた歪みのある状態での抽出。

この発明は或る好ましい実施の形態に関連して記述されたが、この発明の趣旨および範囲内で様々な他の改変および変更を行うことができることが理解されるであろう。したがって、この発明の真実の趣旨および範囲内に入るような、すべての変更例および変形例をカバーすることが、添付のクレームの目的である。

Claims (20)

1. シンボルをグリフに埋め込むための方法であって、その方法の工程を実行するためのプロセッサを含み、
   前記グリフの輪郭を表わす１組の目印を決定する工程と、
   ２つの目印間の、前記シンボルを埋め込むのに適するデータセグメントを決定する工程と、
   前記シンボルが修正変更されたグリフに埋め込まれるように、前記シンボルにしたがって前記データセグメントを修正変更して前記修正変更されたグリフを生成する工程と、
   前記修正変更されたグリフを出力する工程と、
   を含む、方法。
2. 前記１組の目印は１次的な目印を含み、また、前記データセグメントは微分可能多様体であり、且つ該データセグメントは内部に前記１次的な目印を含まない、請求項１の方法。
3. 前記修正することは、
   前記２つの目印をアンカーとして選択すること、
   前記データセグメントを該データセグメントの長さに沿って徐々に修正変更すること、
   をさらに含む、請求項１の方法。
4. 前記データセグメントはベジェ曲線であり、また前記修正することは、
   前記シンボルにより前記ベジェ曲線に沿ってデータセグメントを徐々に修正変更すること、
   を含む、請求項１の方法。
5. 前記出力することは、修正変更された文書内の前記修正変更されたグリフをレンダリング（表示）することをさらに含み、また、前記シンボルは前記修正変更されたグリフに埋め込まれている、請求項１の方法。
6. 前記データセグメントの端部で前記２つの目印を選択することをさらに含む、請求項１の方法。
7. 適応的にサンプリングされた距離フィールド（ＡＤＦｓ）によって前記グリフを表わすことをさらに含む、請求項１の方法。
8. 前記グリフは構造化されている、請求項１の方法。
9. 前記グリフを有限のアルファベットから選択することをさらに含む、請求項１の方法。
10. 前記グリフに埋め込まれるべき前記シンボルはＭ個以下のシンボルを含むメッセージの一部であり、
    前記方法は、
    Ｋ個のシンボルの有限のアルファベットから前記グリフを選択すること、ここで、パラメーターＭおよびＫは予め決められており、
    前記シンボルを複数のグリフに埋め込むこと、
    をさらに含む、請求項１の方法。
11. 前記グリフの輪郭を離散的な曲率プロファイルとして決定すること、
    閾値に基づいて前記輪郭の高い曲率の点を決定すること、
    前記高い曲率の点を１次的な目印として選択すること、
    をさらに含む、請求項１の方法。
12. 任意の１次的な２つの目印間の輪郭上で多角形近似を使用して、２次的な目印を決定することをさらに含む、請求項１１の方法。
13. ２つの１次的な目印間の前記グリフの輪郭を横断して２次的な目印を決定することをさらに含む、請求項１１の方法。
14. 所定の範囲内の長さを有するデータセグメントを選択することをさらに含む、請求項２の方法。
15. 前記グリフの輪郭の不連続あるいは切れ目および前記グリフの接線における不連続が導入されないように、前記データセグメントを修正変更することをさらに含む、請求項１の方法。
16. 前記データセグメントを介してほぼ中間に配置されたモードを有するガウス分布に基づいて前記データセグメントを修正変更することをさらに含む、請求項１の方法。
17. プロクラステス解析に基づいて前記グリフから前記シンボルを抽出することをさらに含む、請求項１の方法。
18. シンボルをグリフに埋め込むためのシステムであって、
    前記グリフの輪郭を表わす１組の目印を決定する手段と、
    ２つの目印間で、前記シンボルを埋め込むのに適するデータセグメントを決定する手段と、
    前記シンボルが修正変更されたグリフに埋め込まれるように、前記シンボルにしたがって前記データセグメントを修正変更して前記修正変更されたグリフを生成する手段と、
    を含むシステム。
19. 前記１組の目印は１次的な目印を含み、また、前記データセグメントは微分可能多様体であり、且つ該データセグメントは内部に前記１次的な目印を含まない、請求項１８のシステム。
20. １次的な目印を輪郭の高い曲率の点として決定する手段と、
    ２つの１次的な目印間の前記グリフの輪郭に基づいて２次的な目印を決定する手段と、
    をさらに含む、請求項１８のシステム。

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