JP2824910B2 - How to combine data into an image - Google Patents

How to combine data into an image

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JP2824910B2
JP2824910B2 JP1088386A JP8838689A JP2824910B2 JP 2824910 B2 JP2824910 B2 JP 2824910B2 JP 1088386 A JP1088386 A JP 1088386A JP 8838689 A JP8838689 A JP 8838689A JP 2824910 B2 JP2824910 B2 JP 2824910B2
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image
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は,画像信号中に文書等他のデータを混入し又
は分離するための画像へのデータ合成方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for synthesizing data into an image for mixing or separating other data such as a document into an image signal.

(従来技術) 近年,OA(オフィス・オートメーション)機器の利用
形態は技術の進歩と共にネットワーク化が進み,また取
扱う情報も文書データの他音声や画像データ等を含んだ
ものへと多様化している。
(Prior Art) In recent years, the form of use of OA (office automation) equipment has been networked with the progress of technology, and the information to be handled has been diversified to include document data as well as audio and image data.

例えば,人物に関する情報としての顔写真は画像デー
タとして取扱われるが,この他氏名,年齢,住所等の属
性データも欠くことのできない重要なものであり,これ
らは一般に文書データとして取扱われる。
For example, a face photograph as information on a person is handled as image data, and in addition, attribute data such as a name, age, and address are also indispensable and are generally handled as document data.

しかし画像データと文書データとは信号処理形態が異
なるため,別々に伝送されまた保管されるのが一般的で
ある。その場合,対象は1つであるにもかかわらず2つ
のファイルを管理することになり取扱いが複雑となるの
みならず,両者の不一致等エラーを招きやすいという欠
点があった。
However, since the image data and the document data have different signal processing forms, they are generally transmitted and stored separately. In this case, there are drawbacks that two files are managed in spite of only one target, which makes not only complicated handling but also errors such as a mismatch between the two.

また,ネットワーク化されたOA機器間の情報伝達にお
いては,第三者への漏洩を防止するための秘匿手段が不
可欠である。
Also, in transmitting information between networked OA devices, concealment measures to prevent leakage to third parties are indispensable.

このような事情に鑑み,従来から画像信号中に文書デ
ータ等他の情報を混入する方法が種々提案されている。
In view of such circumstances, various methods for mixing other information such as document data into an image signal have been conventionally proposed.

その一つとしてC.S.Xydeas,B.Kostic及びR.Steele等
による“モデュローマスキングによる画像へのデータ合
成法”(IEEE Trans.Cnmmun.COM−32 NO1,1984),原,
下村,長谷川,及び中川等による“モデュローマスキン
グによる画像へのデータ合成法の改良”(IEEE Trans.C
ommun COM−36,1988)が発表されている。これら論文に
て提案されたモデュローマスキング法を用いる方法は,
多値画像における隣接画素間に強い相関があることを利
用したもので,互いに隣接する3個の画素を対象にして
その中間画素の値を混入すべきデータに対応した符号に
置き換えるものである。
One such method is CSXydeas, B. Kostic, and R. Steele, et al., “Method of Combining Data into Images by Modulo Masking” (IEEE Trans. Cnmmun. COM-32 NO1, 1984),
Shimomura, Hasegawa, Nakagawa, et al., “Improvement of Data Synthesizing Method by Modulo Masking” (IEEE Trans.C)
ommun COM-36, 1988). The method using the Modulo Masking method proposed in these papers is
It utilizes the fact that there is a strong correlation between adjacent pixels in a multi-valued image, and replaces the value of the intermediate pixel with the code corresponding to the data to be mixed for three adjacent pixels.

このような方法を用いれば画素,文書両者を一括して
取扱うことができ,極めて都合がよいのみならず,あた
かも画像を伝送するとみせかけて更に重要な情報を秘匿
して伝達することが可能であって,一種の暗号通信手段
として利用することもできる。
By using such a method, both the pixel and the document can be handled collectively, which is not only extremely convenient but also makes it possible to conceal and transmit more important information as if the image were transmitted. Therefore, it can be used as a kind of encrypted communication means.

しかしながら,このモデュローマスキング法を用いる
方法では出力画像として原画像を完全に復元できるもの
の,必然的に多値レベルの情報を保持しているためデー
タ圧縮に不向きで,画像処理方法そのものとして実用性
に欠ける。
However, although the modulo masking method can completely reconstruct the original image as an output image, it necessarily holds multi-level information, making it unsuitable for data compression, and is not practical as an image processing method itself. Lack of sex.

これに対し,本願発明者等が画像電子学会誌(1988
年)にて発表した“多段分割量子化法によるディザ画像
への属性情報の埋め込み”にて提案した手法は,ディザ
法による信号処理によって多値から2値にデータ圧縮さ
れているものの若干出力画像品質の劣化を伴うため改良
の余地がある。
On the other hand, the inventors of the present application reported the Journal of the Institute of Image Electronics Engineers of Japan (1988
The method proposed in “Embedding attribute information in dithered image by multi-stage division quantization” published in 1993) is slightly output image, although data is compressed from multi-valued to binary by signal processing by dithering. There is room for improvement due to deterioration of quality.

また,本願出願人が既に提案済の濃度パターン法を用
いた“画像へのデータ合成方法”(特願昭62−47310)
では,各画像の持つ多値の濃度情報を2値の密度情報に
変換する際に他のデータで濃度パターンを制御すること
により,画像中に他のデータを埋め込んでいる。この方
法によれば画像の乱れが全く無く極めて大量のデータが
合成可能であり,画像へのデータ合成方法として非常に
有効であるが,濃度パターンの大きさ(n×n画素)に
より原画像の1画素分の情報を表現するため,データ量
が組織的ディザ画像として比較してn2倍に増大する欠点
がある。
In addition, a “data synthesizing method to an image” using the density pattern method already proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 62-47310)
In this example, other data is embedded in an image by controlling a density pattern with other data when converting multi-value density information of each image into binary density information. According to this method, an extremely large amount of data can be synthesized without any disturbance of the image, and this method is very effective as a method of synthesizing data into an image. However, the size of an original image depends on the size of a density pattern (n × n pixels). for representing information for one pixel, there is a disadvantage that the data amount increases twice n compared as systematic dither image.

(発明の目的) 本発明は上述したような従来の画像へのデータ合成方
法の欠点を除去するためになされたものであって,画像
品質をほとんど損なうことなく,更にデータ量を圧縮し
つつ極めて多くの情報を混入することができる画像への
データ合成法を提供することを目的とする。
(Object of the Invention) The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional method of synthesizing data into an image, and it is possible to further reduce the data amount while hardly impairing the image quality. An object of the present invention is to provide a method for synthesizing data into an image in which a lot of information can be mixed.

(発明の概要) この目的を達成するため,本発明では原画像の濃度を
複数の階調に表現する際に用いるディザ法,殊にデータ
圧縮が容易な組織的ディザ法のディザマトリクスの各要
素のしきい値差が所定値であるものの組及びそれに対応
する出力ディザ画像に着目し,ディザ画像の持つ統計的
な特性を利用して他のデータを埋め込む。即ち,ディザ
画像中の2つの画素を入れ換えても全体としての濃度は
同一であるという視覚の積分効果を利用し,混入すべき
データに基づいてディザ画像中の2つの画素の配置を決
定し必要があればこれを入れ換えるものである。この方
法は従来試みられたモデューロマスキング法や濃度パタ
ーン法による画像へのデータ合成方法と比較して画像デ
ータ量を大幅に圧縮削減することが可能であり,また多
段量子化法に比較しても画像品質の劣化が少ない特徴が
ある。
(Summary of the Invention) In order to achieve this object, in the present invention, each element of a dither matrix used in expressing the density of an original image in a plurality of gradations, in particular, an organized dither method in which data compression is easy. Attention is paid to a set of threshold values of which are a predetermined value and an output dither image corresponding to the set, and other data is embedded using the statistical characteristics of the dither image. That is, it is necessary to determine the arrangement of the two pixels in the dither image based on the data to be mixed, utilizing the visual integration effect that the overall density is the same even if the two pixels in the dither image are replaced. If there is, it should be replaced. This method can greatly reduce the amount of image data compared with the conventional methods of combining data into images using the modulo masking method and the density pattern method, and can be compared with the multi-stage quantization method. There is a feature that image quality is less deteriorated.

(実施例) 以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
るが,その前に本発明の理解を容易にするため組織的デ
ィザ法について簡単に説明する。
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the illustrated example, but before that, a systematic dither method will be briefly described to facilitate understanding of the present invention.

組織的ディザ法は画像の中間階調を表示する一手法
で,特に2値表示がよく用いられる。具体的には第2図
(a)に示すようにマトリクス状のドット配列から成る
原画像1の画面全体をn×nドットから成る部分領域Fn
の集合とみなし,部分領域Fnに対応して同図(b)に示
すようにあらかじめ定めたn×nディザマトリクスDnを
用意し,各ドットのしきい値とするものである。
The systematic dither method is a method of displaying an intermediate gradation of an image, and binary display is particularly often used. More specifically, as shown in FIG. 2A, the entire screen of the original image 1 composed of a matrix of dot arrays is divided into a partial area Fn composed of n × n dots.
And a predetermined n × n dither matrix Dn corresponding to the partial area Fn is prepared as shown in FIG.

即ち,n×nディザマトリクスDnを Dn=〔dpq (n)〕 但し,dpq (n)はp行q列の要素で,0からn2−1までの
整数が一度だけ出現するしきい値の順序番号を示すもの
とする。
That is, the n × n dither matrix Dn is Dn = [d pq (n) ] where d pq (n) is an element of p rows and q columns, and a threshold in which an integer from 0 to n 2 −1 appears only once. It shall indicate the sequence number of the value.

このとき,ディスプレイ画面上の第u行v列の画素の
輝度Iuvは, p=u mod n q=v mod n として定められるディザマトリクスDn中のdpq (n)から作
ったしきい値 T=(dpq (n)+1/2)R/n2 と比較され,Iuv≧Tならば1,Iuv<tならば0が出力さ
れる。但しRは多値画像の輝度範囲である。
At this time, the luminance Iuv of the pixel on the u-th row and the v-th column on the display screen is a threshold value T = d pq (n) in the dither matrix Dn defined as p = u mod n q = v mod n (D pq (n) +1/2) R / n 2 is output, and if Iuv ≧ T, 1 is output if Iuv <t. Here, R is the luminance range of the multi-valued image.

このように表したディザ画像2は各画素が微小であれ
ば人の目に黒白の割合に応じて中間濃度として認識さ
れ,そのマトリクス要素n2+1階調の表現が可能とな
る。
If each pixel is very small, the dither image 2 represented in this way is recognized as an intermediate density according to the ratio of black and white to human eyes, and the matrix element n 2 +1 gradation can be expressed.

ディザ法による濃度階調表現は白・黒画像に限らずカ
ラー画像についても適用可能であって,カラーについて
は色の3原色各々について上述したように濃度表現を行
えばよい。
The density gradation expression by the dither method can be applied not only to a white / black image but also to a color image. For a color, the density expression may be performed for each of the three primary colors as described above.

更に,ディザ法は画像を符号化する際の手段が“0"
“1"の2値化デジタル信号に限らず多値デジタルにも適
用され,できるだけ少ないデータ量によって原画に近い
画像を得る研究が進められている。
Furthermore, in the dither method, the means for encoding an image is “0”.
It is applied not only to the binary digital signal of "1" but also to multi-level digital signals, and research is progressing to obtain an image close to the original image with as little data amount as possible.

一般にn×nサイズのL値ディザマトリクスにて表現
可能な擬似階調数Leqは Leq=(L−1)n2+1 ……(1) となり,L=2の2値化ディザの場合はLeq=n2−1とな
る。
In general, the number of pseudo gradations Leq that can be represented by an L-value dither matrix of size n × n is Leq = (L−1) n 2 +1 (1), and in the case of a binarized dither with L = 2, Leq = N 2 -1.

また,通常使用する表示装置の解像度と視覚特性を考
慮してnの大きさを決定するが,この場合表示装置の解
像度が高く視覚の積分効果を利用できる程度にnの大き
さを選定すれば,生成したディザ画像の各マトリクス内
の白黒の割合によってのみ階調が決定され,その配置順
序には無関係である。即ち,同一階調を表す場合のディ
ザ画像の選定には所定の自由度がある。
Also, the size of n is determined in consideration of the resolution and visual characteristics of a normally used display device. In this case, if the size of n is selected so that the resolution of the display device is high and the visual integration effect can be used. The gradation is determined only by the ratio of black and white in each matrix of the generated dither image, and is independent of the arrangement order. That is, there is a predetermined degree of freedom in selecting a dither image when representing the same gradation.

本発明はディザ画像を作成する際に上述したような視
覚の積分効果に基づくディザ画像の自由度を利用し,混
入すべきデータに対応して当該画像中の画素の入れ換え
を行うものである。
The present invention utilizes the degree of freedom of a dither image based on the visual integration effect as described above when creating a dither image, and replaces pixels in the image according to data to be mixed.

即ち,ディザマトリクス中の2つのセルのしきい値差
が所定値であるものの組合せに注目して,その組合せに
対応するディザ画像中の画素の組合せを混入すべきデー
タに応じて設定することによって画像信号化にデータを
合成する。
That is, by paying attention to a combination of two cells in the dither matrix in which the threshold value difference is a predetermined value, a combination of pixels in the dither image corresponding to the combination is set according to data to be mixed. The data is combined with the image signal.

なお,説明を簡単にするため本実施例では2値ディザ
法の場合を例示する。
In this embodiment, the case of the binary dither method is exemplified for simplicity of explanation.

第1図の本発明に係る画像へのデータ合成方法の一実
現手法を説明するためのブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram for explaining a technique for realizing a method for synthesizing data into an image according to the present invention shown in FIG. 1;

同図において1は原画像であって,その部分領域Fnを
取り出し量子化ブロック3にてその画素各々の濃度を読
み取った後,階調比較ブロック4において,各画素の階
調順位を示す数値を導出しこれをディザ化ブロック5に
対し出力する。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an original image. The partial area Fn is taken out, the density of each pixel is read out by a quantization block 3, and a numerical value indicating the gradation order of each pixel is displayed in a gradation comparison block 4. And outputs it to the dithering block 5.

6は符号化ブロックであり,あらかじめ使用する可能
性のある文字,記号,符号等のデータを収納した辞書7
を有する。この符号化ブロック6は混入すべき文字等の
文書データが入力されると,これらに該当する辞書中の
データを表す符号,例えばJISコードあるいはASC IIコ
ード等に従って“0"“1"のビット系列に符号化した,あ
るいはそれを更に暗号化した数値系列Kiを発生し,これ
を前記ディザ化ブロック5に入力する。
Reference numeral 6 denotes an encoding block, which is a dictionary 7 storing data of characters, symbols, codes, and the like which may be used in advance.
Having. When document data such as characters to be mixed is input, the encoding block 6 generates a bit sequence of "0" and "1" in accordance with a code representing data in the dictionary corresponding to the data, for example, JIS code or ASCII code. A numerical sequence Ki which is coded as shown in FIG. 2 or is further encrypted is generated and input to the dithering block 5.

ディザ化ブロック5では詳しくは後述するが階調比較
ブロック4から入力した画像信号及び符号化ブロック6
より入力した文書データの両者を合成するものである。
In the dithering block 5, the image signal input from the gradation comparison block 4 and the encoding block 6 will be described in detail later.
It combines both of the input document data.

次にディザマトリクスのしきい値差及びそれに基づく
出力ディザ画像について述べる。
Next, the threshold value difference of the dither matrix and the output dither image based on the difference will be described.

第2図(a)は原画像の各画素を量子化した一例,
(b)は4×4ディザマトリクスの一例で渦巻型ディザ
マトリクスであって,いま,同図(c)に示すように各
セルにxi(i=0,1,……,15)なる符号を付ける。
(d)は原画像FnとディザマトリクスDnとの比較の結果
得られたディザ画像であり,その各画素には(e)に示
すようにyi(i=0,1,……,15)なる符号を付ける。
FIG. 2A shows an example in which each pixel of the original image is quantized,
(B) is an example of a 4 × 4 dither matrix, which is a spiral dither matrix. As shown in FIG. (C), each cell has a code x i (i = 0, 1,..., 15). Attached.
(D) is a dither image obtained as a result of comparison between the original image Fn and the dither matrix Dn, and each pixel has y i (i = 0, 1,..., 15) as shown in (e). Is given.

いま,しきい値差kを次のように定義する。 Now, the threshold difference k is defined as follows.

k=xj−xi(k=1,2,3,……,15) 但し,xjは第jしきい値,xiは第iしきい値であり,xi
<xjとする。
k = x j −x i (k = 1, 2, 3,..., 15) where x j is the j-th threshold, x i is the i-th threshold, and x i
<X j

例えばi=6,j=3のとき第2図(d)に示す渦巻型
ディザマトリクスでは k=xj−xi=x3−x6=9−1=8 となる。つまりこの場合のしきい値差は8である。この
ようにしきい値差がkであるようなxi,xjの組を(xi,
xjと表すと,この場合は(1,9)となる。
For example the k = x j -x i = x 3 -x 6 = 9-1 = 8 in spiral dither matrix shown in FIG. 2 (d) when i = 6, j = 3. That is, the threshold difference in this case is 8. Thus, a pair of x i and x j having a threshold difference of k is defined as (x i ,
x j ) k , then (1,9) 8 in this case.

k=8について同様に(0,8)8,(2,10)8,(3,1
1)8,(4,12)8,(5,13)8,(6,14)8,(7,15)と表
せ,この集合を S8={(0,8),(1,9),……,(7,15)} と表す。k=1〜15ついても同様の集合Skがある。
Similarly, for k = 8, (0,8) 8 , (2,10) 8 , (3,1
1) 8 , (4,12) 8 , (5,13) 8 , (6,14) 8 , (7,15) 8 and this set is represented by S 8 = 8 (0,8), (1, 9), ……, (7,15)}. There is a similar set Sk for k = 1 to 15.

また,しきい値の組(xi,xjによって出力される
2元符号を(yi,yjで表す。この時出力(yi,yj
は入力信号,即ち原画像1としきい値差kによって一意
に決まり,その組み合せは(0,0),(0,1),(1,
0),(1,1)の4通りである。
Further, a binary code output by a set of thresholds (x i , x j ) k is represented by (y i , y j ) k . At this time, the output (y i , y j ) k
Is uniquely determined by the input signal, that is, the original image 1 and the threshold difference k, and the combination is (0,0), (0,1), (1,
0) and (1,1).

例えば前と同じくk=8,i=6,j=3の時第2図(d)
に示すディザ画像は (yi,yj=(y6,y8=(1,0) であり,k=8,i=1,j=12の時は (yi,yj=(y1,y12=(0,0) である。
For example, when k = 8, i = 6 and j = 3 as before, FIG. 2 (d)
Is (y i , y j ) k = (y 6 , y 8 ) 8 = (1,0), and when k = 8, i = 1, j = 12, (y i , y j) k = (y 1, a y 12) 8 = (0,0) .

次に上述したディザ画像に文字を合成する一方向とそ
の復元方法を述べる。
Next, one direction in which characters are combined with the above-described dither image and a method for restoring the dither image will be described.

まず,使用するディザマトリクスDnとしきい値差kを
決定する。このディザマトリクスDn及びしきい値差kに
基づく(xi,xjに対応する2値出力(yi,yjは前
述したように(0,0),(0,1),(1,0),(1,1)の4
通りのいずれかである。
First, a dither matrix Dn to be used and a threshold difference k are determined. As described above, the binary output (y i , y j ) k corresponding to (x i , x j ) k based on the dither matrix Dn and the threshold difference k is (0,0), (0,1) , (1,0), (1,1) 4
One of the streets.

ディザ画像における前記出力(yi,yjの2つのド
ットを入れ換えても,1ディザ画像の濃度は全体として同
一である。この時(0,0)及び(1,1)は2つのドットを
入れ換えてもディザ画像の配列は変わらないが,(0,
1)及び(1,0)は2つのセルを入れ換えるとディザ画像
の配列が変わる。そこでこの(0,1)及び(1,0)の2組
に注目してデータの合成を行う。
Even if the two dots of the output (y i , y j ) k in the dither image are exchanged, the density of one dither image is the same as a whole. At this time, although the arrangement of the dither image does not change even if two dots are exchanged for (0,0) and (1,1), (0,0)
In (1) and (1,0), the arrangement of dither images changes when two cells are exchanged. Therefore, data synthesis is performed by focusing on the two sets (0, 1) and (1, 0).

但し,しきい値差kを決定するに当たって,詳しくは
後述するがディザ画像内で(1,0)のパターンをより多
く生成する(xi,xjの組数がkに依存して異なる点
に注意する。
However, when determining the threshold difference k, as will be described in detail later, the number of sets of (x i , x j ) k that generates more (1, 0) patterns in the dither image depends on k. Note the differences.

まず(yi,yjが何であるか調べ,もし(yi,yj
=(0,0)又は(yi,yj=(1,1)であればこの組に
はデータを合成しない。それ以外の場合にデータを合成
する。
First, find out what (y i , y j ) k is, and if (y i , y j ) k
= (0,0) or (y i , y j ) k = (1,1), no data is combined with this set. Otherwise, combine the data.

例えば合成したいビットが0であり,かつ(yi,yj
=(0,1)ならばそのまま出力し,(yi,yj=(1,
0)ならばセルを入れ換えて(yi,yj=(0,1)を出
力する。
For example, the bit to be synthesized is 0 and (y i , y j )
If k = (0, 1), output as it is, and (y i , y j ) k = (1,
If (0), the cells are exchanged and (y i , y j ) k = (0,1) is output.

一方,合成したいビットが1であり,かつ(yi,yj
=(0,1)ならばドットを入れ換えて(yi,yj
(1,0)を出力し,(yi,yj=(1,0)ならばそのま
ま出力する。
On the other hand, the bit to be synthesized is 1 and (y i , y j )
If k = (0,1), replace the dots and (y i , y j ) k =
(1,0) is output, and if (y i , y j ) k = (1,0), it is output as it is.

以上の手順により合成するビットが0の時は(0,1),
1の時は(1,0)としてデータが混入される。
When the bit to be synthesized by the above procedure is 0, (0,1),
When 1, data is mixed as (1,0).

この方法で合成された文書データを復元するには,上
記合成手順の逆の処理を行う。即ち,ディザ画像の部分
領域における(xi,xjに対応するパターンが(0,
0),(1,1)ならばスキップし,(yi,yj=(0,1)
ならばbr=0を出力し,(yi,yj=(1,0)ならばbr
=1を出力する。このビット系列から文書データを復号
することができる。
In order to restore the document data synthesized by this method, a process reverse to the above synthesis procedure is performed. That is, the pattern corresponding to (x i , x j ) k in the partial region of the dither image is (0,
If (0), (1,1), skip, and (y i , y j ) k = (0,1)
If b r = 0, then output b r = 0, and if (y i , y j ) k = (1, 0), b r
= 1 is output. Document data can be decoded from this bit sequence.

次に以上の手法にて合成可能なデータ量について吟味
する。
Next, the amount of data that can be synthesized by the above method will be examined.

例えば1ディザマトリクスが4×4画素から成る場
合,1つのディザマトリクス中に存在するしきい値差の組
は0<k≦8では8組またはそれ以下となる。このうち
データ合成に使用可能な(0,1),(1,0)は全体の半分
程度と考えられる。
For example, when one dither matrix is composed of 4 × 4 pixels, the number of sets of threshold differences existing in one dither matrix is 8 or less when 0 <k ≦ 8. Of these, (0,1) and (1,0) that can be used for data synthesis are considered to be about half of the total.

従って1ディザマトリクス中に8/2=4ビットのデー
タが合成可能であるので,画像全体の大きさが256×256
画像であれば となり,8ビットで表現された文字であれば約2 k byteの
合成が可能である。
Therefore, since data of 8/2 = 4 bits can be combined in one dither matrix, the size of the entire image is 256 × 256.
If it is an image Thus, if the character is represented by 8 bits, about 2 kbytes can be combined.

一方,濃度パターン法を用いたデータ合成方法は同じ
く256×256画素の画像中に約70kバイトもの文字が合成
可能であり,本発明に比べて大量のデータが混入可能で
ある。しかし濃度パターン法では1画素を表すのに要す
るデータ量は1ディザマトリクスが4×4ならば組織的
ディザ法に比べて16倍となり,原データ量が極めて多い
ものである。
On the other hand, the data synthesizing method using the density pattern method is capable of synthesizing approximately 70 kbytes of characters in an image of 256 × 256 pixels, and a larger amount of data can be mixed than in the present invention. However, in the density pattern method, the data amount required to represent one pixel is 16 times larger than that of the systematic dither method if one dither matrix is 4 × 4, and the original data amount is extremely large.

よって本発明は濃度パターン法に比べて合成可能な文
書データ量は少ないものの,元来のデータ量がはるかに
少なくて済むものであり,データ処理手段として極めて
都合良いものである。
Therefore, the present invention has a small amount of document data that can be synthesized as compared with the density pattern method, but requires much less original data amount, and is extremely convenient as a data processing means.

以下の手順をまとめると次のようになる。 The following procedure can be summarized as follows.

〔合成手順〕(Synthesis procedure)

STEP 1:ディザマトリクスに対応する部分領域を抽出
し,しきい値の組(xi,xjと対応する出力値の組(y
i,yjを作る。
STEP 1: A partial area corresponding to the dither matrix is extracted, and a set of thresholds (x i , x j ) k and a set of output values (y
i , y j ) Make k .

STEP 2:(yi,yj=(1,0)あるいは (yi,yj=(0,1)ならば以下のようにデー
タを合成する。即ち ・br=0ならば(yi,yj=(0,1) ・br=1ならば(yi,yj=(1,0) マトリクス内の全ての組に対しSTEP 2を実行し,画像全
体に対してSTEP1,STEP2を繰り返す。
STEP 2: If (y i , y j ) k = (1,0) or (y i , y j ) k = (0,1), the data is synthesized as follows. If br = 0, (y i , y j ) k = (0,1) If br = 1, then (y i , y j ) k = (1,0) STEP is performed for all sets in the matrix. Step 2 is executed, and STEP1 and STEP2 are repeated for the entire image.

〔復号手段〕[Decoding means]

STEP 1:ディザマトリクスに対応する部分領域を抽出
し,しきい値の組(xi,xjと対応する出力値の組(y
i,yjを作る。
STEP 1: A partial area corresponding to the dither matrix is extracted, and a set of thresholds (x i , x j ) k and a set of output values (y
i , y j ) Make k .

STEP 2:(yi,yj=(1,0)あるいは (yi,yj=(0,1)ならば以下のようにデー
タを復号する。即ち ・(yi,yj=(0,1)ならば合成データとし
てbr=0を取り出す。
STEP 2: If (y i , y j ) k = (1,0) or (y i , y j ) k = (0,1), the data is decoded as follows. That is, if (y i , y j ) k = (0,1), br = 0 is extracted as synthesized data.

・(yi,yj=(1,0)ならば合成データとし
てbr=1を取り出す。
If (y i , y j ) k = (1,0), br = 1 is taken out as synthesized data.

マトリクス内の全ての組に対しSTEP 2を実行し,画像
全体に対してSTEP1,STEP2を繰り返す。
STEP 2 is executed for all sets in the matrix, and STEP 1 and STEP 2 are repeated for the entire image.

以上説明したように本発明ではデータを圧縮しつつ大
量の情報を合成することが可能である。しかし,文書デ
ータをディザ画像に合成することにより,ディザ画像が
乱されてしまうことはその手順から明らかである。従っ
て,画像出力時に良好な画質を得るためには,画像を修
復する必要がある。
As described above, according to the present invention, a large amount of information can be synthesized while compressing data. However, it is clear from the procedure that the dither image is disturbed by combining the document data with the dither image. Therefore, it is necessary to restore the image in order to obtain good image quality when outputting the image.

ところで文字を合成する前のディザ画像の出力(yi,y
jのうち(1,0)と(0,1)の数を比べると(1,0)が
大部分であり(0,1)パターンは極めて少ない。この割
合はディザマトリクスの種類によっても異なるがしきい
値差kに依存し,kを大きくしていくと(1,0)となる確
率が極めて高くなる。
By the way, the output of the dither image before combining characters (y i , y
j ) Comparing the number of (1,0) and (0,1) in k , (1,0) is the majority and the (0,1) pattern is extremely small. Although this ratio varies depending on the type of the dither matrix, it depends on the threshold difference k, and as k is increased, the probability of becoming (1, 0) becomes extremely high.

例えば標準画像データベースSIDBAのGirl,Moon,Aeria
l(256×256画素8ビット)の各画素に対してk=1,2,
……,15における(yi,yjが(0,1)及び(1,0)とな
るパターンのうち(0,1)のパターンとなる比率を求め
ると,第3図のようになる。(a)Bayer型,(b)渦
巻型,(c)網点型のいずれかのディザマトリクスを用
いても(0,1)パターンの出現比率が極めて小さいもの
であることが分かる。特に任意の(xi,xjk ∈ Skにお
けるiとjの座標位置が互いに近接しているならば,画
像の局所的な冗長性から(yi,yj=(1,0)となる傾
向が著しい。
For example, Girl, Moon, Aeria of the standard image database SIDBA
For each pixel of l (256 × 256 pixels 8 bits), k = 1,2,
When the ratio of (0,1) to the (0,1) and (1,0) in which (y i , y j ) k in 15 is obtained , as shown in FIG. Become. It can be seen that the appearance ratio of the (0,1) pattern is extremely small even when any of the dither matrices of (a) Bayer type, (b) spiral type, and (c) halftone type is used. In particular, if the coordinate positions of i and j in an arbitrary (x i , x j ) k ∈ Sk are close to each other, (y i , y j ) k = (1,0) ).

例えばBayer型におけるk=8,12と網点型におけるk
=12などは(0,1)パターンの出現比率がほぼ0になる
特徴がある。
For example, k = 8,12 in Bayer type and k in halftone type
= 12 has a feature that the appearance ratio of the (0,1) pattern is almost zero.

そこでこの特徴を利用し,画像内の(yi,yj
(0,1)となっている部分を全て(1,0)に変換する。こ
の処理により,文字情報合成前のディザ画像に極めて近
い画像を復元することができる。
Therefore, using this feature, (y i , y j ) k =
Convert all parts (0,1) to (1,0). By this processing, an image very close to the dither image before the synthesis of the character information can be restored.

また,本発明を暗号通信手段に応用することも可能で
あって,第4図はその場合の一実施例を示すブロック図
である。
Further, the present invention can be applied to encryption communication means, and FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment in that case.

同図において8は原画像信号であって,これから取り
出した画素信号と,混入すべきデータ9を暗号鍵10を用
いてスクランブラ11によって暗号化した信号とを復号化
回路12において上述した手法によって合成し,ディザ画
像13を生成して所望ユーザ14,14に伝送する。これを受
信したユーザは所定規則に基づいて復号回路15によって
原画像信号16と暗号化信号とに分離した後,更に暗号化
信号をデ・スクランブラ17にて所定暗号鍵18を用いて元
のデータ19を抽出する。
In the figure, reference numeral 8 denotes an original image signal, which is a pixel signal extracted therefrom and a signal obtained by encrypting data 9 to be mixed with a scrambler 11 using an encryption key 10 by a decryption circuit 12 by the method described above. The images are synthesized, a dither image 13 is generated, and transmitted to desired users 14 and 14. Upon receiving this, the user separates the original image signal 16 and the encrypted signal by the decryption circuit 15 based on a predetermined rule, and further deciphers the encrypted signal by the descrambler 17 using the predetermined encryption key 18. The data 19 is extracted.

なお,このシステムにおける各ブロック,例えばスク
ランブラ11,デ・スクランブラ17あるいは暗号化方法は
既存の技術を用いて容易に実現可能であるから詳細な説
明は省略する。
Since each block in this system, for example, the scrambler 11, the descrambler 17, or the encryption method can be easily realized by using an existing technique, detailed description will be omitted.

以上説明した手法に基づいて種々実験を行ったところ
極めて良好な結果を得た。
When various experiments were performed based on the method described above, extremely good results were obtained.

例えば,標準画像データベースSIDBAの画像(256×25
6画素×8ビット)を用い,n=4の2値画像にて実施す
ると,ASC IIコードに変換して約2 k byteの文字を合成
した結果,従来の組織的ディザ法を用いた何も合成しな
い場合の再生画像との差はほとんどみられなかった。
For example, images of the standard image database SIDBA (256 x 25
(6 pixels x 8 bits), and when it is performed on a binary image with n = 4, as a result of converting to ASCII code and synthesizing characters of about 2 kbytes, nothing using the conventional organized dither method There was almost no difference from the reproduced image when not synthesized.

また,本発明の手法によって生成した画像データをそ
の画素配列を変更することによって従来の組織的ディザ
法による画像とほぼ同等のものに復元し得ることも実験
の結果確認した。
Experiments have also confirmed that image data generated by the method of the present invention can be restored to an image substantially equivalent to an image obtained by a conventional systematic dither method by changing its pixel arrangement.

更に,本発明に基づいてデータを画像に混入する場
合,データ列としてビット0の長い入力が発生すると,
この時の出力(yi,yjは(0,1)が続くことになり,
画像の乱れが大きくなる。この時は例えば前記データを
合成する直前に1ビット毎に反転して入力する等の操作
を加えればよく,このことも実験によって確認済みであ
る。
Further, when data is mixed into an image according to the present invention, if a long input of bit 0 occurs as a data string,
The output (y i , y j ) k at this time is (0, 1), and
The image distortion increases. At this time, an operation such as inverting and inputting one bit at a time immediately before combining the data may be added, and this has also been confirmed by experiments.

この手法は上述した場合に限らず,ある規則性のある
データ列が再生画像に好ましからざる影響を与えるおそ
れがある場合に広く用いればよい。
This method is not limited to the case described above, and may be widely used when a data string having a certain regularity may have an undesired effect on a reproduced image.

このように画像中に他のデータを秘匿して伝送しある
いは保管する手段の利用方法は種々考えられるが,例え
ば個人の顔写真データにその人の個人情報を合成して一
括管理するシステムを構築すれば,第三者には顔写真と
してのみ認識され適合する暗号鍵を持った者のみ秘匿さ
れたデータを知ることができ,秘匿保持に万全を期した
システムとなり得る。
In this way, there are various ways to use means for confidentially transmitting or storing other data in an image. For example, a system for synthesizing personal information of a person with face photograph data of the person and managing the data collectively is constructed. If this is the case, only a person with a matching encryption key that is recognized as a face photograph and can be known to a third party can know the confidential data, and a system that ensures the confidentiality can be obtained.

また,暗号化手段の有無にかかわらず,日常使用する
ファクシミリあるいはその他画像信号伝送に本発明を応
用すれば,画像に関連したデータを画像と一括して送信
できるから伝送処理の単一化を達成し得る。更に,混入
するデータとしては単なる文字に限らず,音声信号また
は画送信号等いかなるものであってもよいことは明らか
である。
Also, irrespective of the presence or absence of the encryption means, if the present invention is applied to facsimile or other image signal transmission that is used everyday, data related to the image can be transmitted together with the image, so that the transmission processing can be unified. I can do it. Further, it is obvious that the data to be mixed is not limited to simple characters, but may be any signal such as an audio signal or an image transmission signal.

更に,ビット0を合成する時に(0,1),ビット1を
合成する時に(1,0)とするとして説明したが,これを
逆としても手順は同じである。
Furthermore, although it has been described that (0,1) is used when combining bit 0 and (1,0) is used when combining bit 1, the procedure is the same even if this is reversed.

なお,以上示した実施例では説明を簡単にするため,2
値画像の場合について言及したが,本発明はこれに限る
ことなく多値画像またはカラー画像等についても適用可
能であり,また実施する際の装置及びシステムの構成に
ついても種々の変形を行ってもよい。
In the embodiment described above, for simplicity of explanation, 2
Although the description has been given of the case of a value image, the present invention is not limited to this, and can be applied to a multi-value image or a color image, and the configuration of an apparatus and a system at the time of implementation may be variously modified. Good.

(発明の効果) 本発明は以上説明したように,画像の濃淡表示手段で
あるディザ画像処理過程において所望データを混入する
ものであるから,混入したデータの存在が画像信号及び
再生画像上に現れ難く,かつ画像品質を損うことなく,
更にデータ量を圧縮しつつ極めて多くの情報を画像中に
合成する手段をもたらす上で著しい効果がある。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention mixes desired data in a dither image processing step as a gray scale display means of an image, so that the presence of the mixed data appears on an image signal and a reproduced image. Difficult and without loss of image quality,
Further, it has a remarkable effect in providing a means for synthesizing an extremely large amount of information in an image while compressing the data amount.

又,本発明を用いれば画像信号と他のデータを同一手
段によって取扱い得るから情報メディアを大きく簡素化
することができ,更に混入したデータの有無が画面上に
現れ難いことから画像信号中に重要データを秘匿して伝
送保管する上でも効果がある。
Also, according to the present invention, the image signal and other data can be handled by the same means, so that the information medium can be greatly simplified. Further, the presence or absence of mixed data is difficult to appear on the screen. It is also effective in confidentially storing and transmitting data.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示すブロック図,第2図は
一般的なディザ法を説明する図,第3図はディザ画像中
の(yi,yj=(0,1)の占める割合を示す図,第4図
は本発明を暗号通信手段に応用した場合の一実施例を示
すブロック図である。 1……原画像,2……ディザ画像, 3……量子化ブロック,4……階調比較ブロック,5……デ
ィザ化ブロック,6……符号化ブロック, 7……辞書。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a general dither method, and FIG. 3 is (y i , y j ) k = (0,1) in a dither image. FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to cryptographic communication means. 1 ... Original image, 2 ... Dither image, 3 ... Quantization block, 4 ... Tone comparison block, 5 ... Dithering block, 6 ... Coding block, 7 ... Dictionary.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−214067(JP,A) 信学論D−▲II▼ Vol.J72− D−▲II▼ No.6 pp.880− 886 1989年6月 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 1/38 - 1/393 G09C 5/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-214067 (JP, A) IEICE D-IIII Vol. J72- D- ▲ II ▼ No. 6 pp. 880-886 June 1989 (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H04N 1/38-1/393 G09C 5/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ディザ法を用い原画像の濃度情報を量子化
して擬似階調表現する際,ディザマトリクスの各セルに
割当てたしきい値の差が所定値となるような2つのセル
に対応するディザ画像の2つの画素の配置を混入すべき
他のデータに基づいて決定することを特徴とした画像へ
のデータ合成方法。
When quantizing density information of an original image using a dither method to represent a pseudo gradation, the density information corresponds to two cells in which a difference between threshold values assigned to each cell of a dither matrix becomes a predetermined value. A method of combining data with an image, characterized in that the arrangement of two pixels of a dither image to be determined is determined based on other data to be mixed.
【請求項2】前記手法にて合成したデータを分離するに
際し,前記ディザ画像中の2つの画素の配置によって混
入した他のデータを特定することを特徴とした特許請求
の範囲1項記載の画像へのデータ合成方法。
2. The image according to claim 1, wherein, when separating the data synthesized by the method, other data mixed by the arrangement of two pixels in the dither image is specified. How to combine data into
【請求項3】前記ディザ画像中の2つの画素の値をyi,y
jとし,yi=yjの場合はデータを合成せず,他の場合は混
入すべきデータが1ならばyi>yj,0ならばyi<yjとなる
ように,あるいは混入すべきデータが1ならばyi<yj,0
ならばyi>yjとなるように,必要に応じて前記画素の入
れ換えを行ない画素の配置を決定することを特徴とした
特許請求の範囲1項又は2項記載のデータ合成方法。
3. The value of two pixels in the dither image is represented by y i , y
j , if y i = y j, no data is synthesized, otherwise, if the data to be mixed is 1, y i > y j , if 0, y i <y j or mixed If the data to be set is 1, y i <y j , 0
3. The data synthesizing method according to claim 1, wherein the pixel replacement is performed as necessary so that y i > y j is satisfied, and the pixel arrangement is determined.
【請求項4】前記手法にて合成したデータを分離するに
際し,yi=yjの場合はデータが合成されておらず,他の
場合はyi>yjならば混入したデータが1,yi<yjならば混
入したデータが0と特定するか,あるいはyi<yjならば
混入したデータが1,yi>yjならば混入したデータが0と
特定することを特徴とした特許請求の範囲3項記載の画
像へのデータ合成方法。
4. When separating data synthesized by the above method, if y i = y j, no data is synthesized, otherwise, if y i > y j , the mixed data is 1, The characteristic is that mixed data is specified as 0 if y i <y j , or mixed data is specified as 1 if y i <y j and 0 if y i > y j. 4. A method for synthesizing data to an image according to claim 3.
【請求項5】前記混入した他のデータを特定した後,画
像品質を向上するためにyi>yjとなるように必要に応じ
て画素の入れ換えを行って画素の配置を決定することを
特徴とした特許請求の範囲4項記載の画像へのデータ合
成方法。
5. The method according to claim 1, further comprising, after specifying the mixed data, replacing pixels as necessary so that y i > y j so as to improve image quality, and determining a pixel arrangement. 5. A method for synthesizing data to an image according to claim 4, wherein the method is characterized in that:
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JP4822304B2 (en) * 1998-08-06 2011-11-24 ソニー株式会社 Image processing apparatus, image processing method, and recording medium
JP4182603B2 (en) 1998-10-07 2008-11-19 ソニー株式会社 Encoding apparatus and encoding method, decoding apparatus and decoding method, recording medium, and data processing apparatus
US7372594B1 (en) 1999-09-30 2008-05-13 Canon Kabushiki Kaisha Image processing apparatus and method, and storage medium
JP5332966B2 (en) * 2009-07-02 2013-11-06 株式会社リコー Image processing method, image processing apparatus, program, recording medium, and image forming apparatus
JP6344617B2 (en) * 2015-11-26 2018-06-20 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Image processing device

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