JP3796425B2

JP3796425B2 - 画像処理装置及び方法並びにコンピュータプログラム及び記録媒体

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Publication number: JP3796425B2
Application number: JP2001305745A
Authority: JP
Inventors: 清梅田; 信孝三宅; 稔日下部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2001-10-01
Publication date: 2006-07-12
Anticipated expiration: 2021-10-01
Also published as: JP2003110846A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音声情報、テキスト文書情報、当該画像に関する情報、当該画像に関係のない情報等を付加情報として埋め込んだ画像が印刷された印刷媒体から、埋め込まれた付加情報を復元する画像処理装置及び方法並びにコンピュータプログラム及び記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、画像の不正コピーや改ざんの防止などを目的として、当該画像に特別な情報を埋め込む研究が盛んに行われている。このような技術は電子透かしと呼ばれる。例えば、写真、絵画等を電子化した画像中に、その著作者名や使用許可に関する可否等の付加情報を埋め込むことが知られている。近年では、付加情報を視覚的に目立たないようにしてもとの画像に埋め込み、インターネット等のネットワークを通じてその画像を流通する技術が標準化されつつある。
【０００３】
また、画像が印刷された紙上等から、その画像の印刷を行った印刷機器の種類やその機体番号等の付加情報を特定することができるような技術も研究されている。このような技術は、複写機やプリンタ等の画像形成装置の高画質化に伴って、紙幣、印紙、有価証券等の不正な偽造等を防止する目的で用いられる。
【０００４】
例えば、特開平7-123244号公報では、画像の視覚的に感度の低い色差成分及び彩度成分の高周波域の部分に、付加情報を埋め込む技術が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の方法では、音声情報やその他の大容量の情報を、印刷される際に目立たないように画像中に埋め込むことは非常に困難であった。
【０００６】
そこで、このような問題を解決する手段として、本願出願人は、特開2001-148778において、誤差拡散法によって生じるテクスチャを利用し、通常の疑似階調処理では発生しない量子化値の組み合わせを人工的に作成して、作成された符号を画像に埋め込む方法を提案した。この方法によれば、テクスチャの形状が微視的に変化するだけなので、もとの画像と比較して視覚的には画質が変化しない。また、誤差拡散法において量子化しきい値を変更することによって、極めて容易に異種信号の多重化を実現することができる。
【０００７】
上述の発明では、入力された画像情報をある大きさ（例えば、Ｎ画素×Ｎ画素）の正方ブロックに分割する。そして、ブロック毎に付加情報のビット符号に応じてテクスチャを微視的に変化することにより、付加情報を画像中に付加することによって印刷画像として出力する。また、付加情報の復元は、印刷画像をイメージスキャナ等の光学的読み取り装置で読み取ってディジタル画像に変換し、その画像のテクスチャの周波数成分の解析をＮ画素×Ｎ画素の正方ブロック毎に行うことによって実現することができる。
【０００８】
また、上述したような方法で付加情報を埋め込んだ画像を印刷して、その印刷画像をイメージスキャナ等の光学的読み取り装置を用いて読み取った場合、レンズや駆動系等の部品等に起因して、読み取られた画像情報に非線形の歪が生じるという問題があった。この歪の発生が原因で、従来は、画像領域の４つの頂点座標のみを用いて、当該画像における付加情報が埋め込まれている正方ブロックの位置を正しく推定することができなかった。
【０００９】
そこで、本願出願人は、画像の印刷時に、画像領域の周囲に設けられた幅が１画素以上の枠であって、当該枠上に一定間隔で数画素分の隙間を画像補正用のマークとして含んだ基準枠を付加する方法を提案した。そして、イメージスキャナ等の光学的読み取り装置によって印刷画像を読み取った後、基準枠から画像補正用のマークを検出し、読み取られた画像の位置等の補正を行った後に、付加情報を復元させた。これによって、イメージスキャナ等の光学的読み取り装置によって読み取られた際に発生する非線形の歪を補正することができる。
【００１０】
ここで、本願出願人が先に提案した、付加情報を画像に埋め込み、前述した基準枠を付加して印刷する画像処理装置と、印刷画像から埋め込まれた付加情報を復元する画像処理装置とを備えた画像処理システムについて説明する。図１８は、先に提案された、付加情報を画像に埋め込み、基準枠を付加して印刷する画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００１１】
図１８において、入力端子１８１から入力された画像情報Ｄ７は、画像形成部１８３において、印刷用の解像度であるＨ（縦）×Ｗ（横）画素の大きさの画像情報Ｄ８に変換される。このＨ、Ｗの値は、印刷された画像から付加情報を抽出する画像処理装置で正確に特定することができるように、あらかじめ特定の大きさに固定されているか、あるいは、次式で示されるような値をとるものとする。
【００１２】
【数１】

【００１３】
ここで、ｗ、ｈは、それぞれ画像情報Ｄ５の横方向、縦方向の画素数である。また、Ｑは、イメージスキャナ等の光学的読み取り装置の読み取り誤差や、印刷媒体の伸縮から生じる誤差の最大値よりも大きい定数であり、画像情報Ｄ７で分割される正方ブロックの一辺の大きさであるＮの整数倍の定数とする。なお、画像形成部１８３における画像情報の変換には、公知である際近隣補間、線形補間等のいずれの方法を用いてもよい。変換された画像情報Ｄ８は付加情報多重化部１８４に入力される。
【００１４】
付加情報多重化部１８４では、画像情報Ｄ８の中に入力端子１８２から入力された付加情報ｘ₂が埋め込まれる。付加情報多重化部１８４で付加情報ｘ₂が埋め込まれた画像情報Ｄ９は、さらに基準枠付加部１８５において、画像補正に用いられる基準枠に関する情報が画像情報に付加され、画像情報Ｄ１０として出力される。そして、画像情報Ｄ１０は、プリンタ１８６で印刷媒体である紙上等に印刷され、印刷画像１８７が得られる。
【００１５】
また、図１９は、先に提案された、印刷画像を読み取って付加情報を抽出する画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１９では、図１８の画像処理装置で印刷された印刷画像１８７をイメージスキャナ１９１を用いて読み取って画像情報Ｄ１１を得る。次いで、画像情報Ｄ１１は、ブロック位置検出部１９２に入力される。ブロック位置検出部１９２では、まず、画像情報Ｄ１１中の矩形領域である画像領域の４つの頂点の座標が求められ、各頂点間の距離から当該画像領域の横方向の大きさＷ'と縦方向の大きさＨ'が算出される。実際に、イメージスキャナ１９１で読み取られた画像領域の大きさＷ'およびＨ'は、読み取り時の光学的な歪み等により、次式で示されるような誤差ａおよびｂを含んでいる。
【００１６】
【数２】

【００１７】
しかし、Ｑは、あらかじめ誤差ａ、ｂの最大値よりも大きくなるように設定されているので、Ｗ'及びＨ'を２Ｑで量子化することによって、それぞれをＷ及びＨとすることが可能である。
【００１８】
さらにブロック位置検出部１９２では、算出されたＷ及びＨに基づいて基準枠上に設置されている画像補正用のマークの位置を検出し、付加情報ｘ₂が埋め込まれているブロックの位置を特定する。そして、付加情報分離部１９３では、特定されたブロックの位置情報を基に付加情報ｘ₂の分離と復元を行う。復元された付加情報ｘ₂は出力端子194から出力される。
【００１９】
しかし、上述した従来の方法では、大きさを変換した後の画像サイズＷ及びＨは、２Ｑの整数倍でなければならないという制約があった。また、定数Ｑはイメージスキャナ等による読み取り時に発生する光学的な歪みや印刷媒体の伸縮に起因して発生する読み取り誤差の最大値よりも大きい値でなければならない。
【００２０】
例えば、変換後の大きさが２０００×２０００画素の画像を６００ｄｐｉのプリンタで印刷した画像を、同じ６００ｄｐｉの一般消費者向けのイメージスキャナで読み取って、読み取られた画像から付加情報を復元する場合を考える。この場合、イメージスキャナで読み取られた画像の大きさが最大５０画素の誤差を含むと仮定すると、縦横方向とも１９５０〜２０５０画素の範囲内の画像として読み取られる。このような精度の場合、プリンタで印刷するために画像情報の大きさ変換する際には、１００画素単位で調節を行う必要がある。すなわち、６００ｄｐｉのプリンタを用いた場合、約４ｍｍ単位でしか画像の大きさ調節が行えないことを意味する。したがって、ユーザによる印刷時のレイアウト編集操作の使い勝手を著しく損ねるものである。
【００２１】
この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、印刷媒体上の画像を光学的に読み取ることによって発生した歪みを含む画像から、もとの画像の正確な大きさを算出し、精度の高い付加情報を復元することができる画像処理装置及び方法並びにコンピュータプログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明による画像処理装置は、付加情報を埋め込んだ画像が印刷された印刷媒体を光学的に読み取る光学的読み取り手段と、読み取られた画像内から前記付加情報を分離して復元する分離復元手段とを備える画像処理装置であって、前記印刷媒体に印刷された画像領域の周囲に所定の間隔で配置された基準マークを含む枠を検出する枠検出手段と、検出された枠に基づいて前記画像領域の頂点を特定する頂点特定手段と、隣り合う２つの頂点間に位置する基準マークを一方の頂点側から順に検出する基準マーク検出手段と、検出された基準マークに基づいて前記画像の大きさを算出する画像領域算出手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の一実施形態について説明する。尚、本発明で提案される画像処理システムは、画像に付加情報を埋め込んで印刷する画像処理装置と、印刷された画像をイメージスキャナで入力して付加情報を抽出する画像処理装置との２種類の画像処理装置を備えている。
【００２４】
図１は、画像に付加情報を埋め込んで印刷する本発明の一実施形態による画像処理装置の構成を説明するためのブロック図である。入力端子１１は、多階調の画像情報Ｄ１を入力するための端子である。また、入力端子１２は、多階調の画像情報Ｄ１中に埋め込まれる任意の大きさを持つ付加情報ｘを入力するための端子である。付加情報ｘとしては、入力端子１１から入力される画像情報Ｄ１に関連する情報、例えば、画像情報Ｄ１の著作権に関する情報や、画像情報Ｄ１に関連しない情報、例えば、音声情報や、テキスト文書情報、その他別の画像情報等が考えられる。
【００２５】
入力端子１１は、画像形成部１３に接続されている。画像形成部１３では、入力された画像情報Ｄ１を印刷用の解像度であるＨ画素×Ｗ画素の大きさの画像情報Ｄ２に変換する。なお、大きさの変換手段としては、公知である際近隣補間、線形補間等いずれの方法を用いてもよい。
【００２６】
画像形成部１３は、付加情報多重化部１４に接続されており、画像情報Ｄ２は、付加情報多重化部１４に入力される。付加情報多重化部１４は、印刷された際に埋め込まれた付加情報が目立たないように画像情報Ｄ２に付加情報ｘを埋め込むための装置である。付加情報多重化部１４で画像情報Ｄ２中に付加情報ｘが埋め込まれた後、多重化された画像情報Ｄ３が出力される。
【００２７】
付加情報多重化部１４は、基準マーク付加部１５に接続されている。基準マーク付加部１５は、付加情報復元時の位置補正に用いられる基準マークに関する情報を画像情報Ｄ３に付加し、画像情報Ｄ４として出力する。
基準マーク付加部１５は、プリンタ１６に接続されている。プリンタ１６では、画像情報Ｄ４が入力されると、印刷媒体上に画像情報Ｄ４を形成し、印刷画像１７として出力する。
【００２８】
すなわち、この発明による画像処理装置は、画像を所定の解像度に変換する解像度変換手段（画像形成部１３）と、解像度が変換された画像に付加情報を埋め込む付加情報多重化手段（付加情報多重化部１４）と、付加情報が埋め込まれた画像の周囲に所定の間隔で幅が１画素以上の枠を付加し、かつ当該枠上に所定の間隔で基準マークを付加する基準マーク付加手段（基準マーク付加部１５）と、画像及び基準マークを含む枠を印刷媒体に印刷する印刷手段（プリンタ１６）とを備えることを特徴とする。
【００２９】
なお、この画像処理装置における処理は、図２で示される制御装置２０を用いて実行される。図２は、本発明における各処理部の動作を実行させる制御装置２０を説明するための概要図である。図２において、システムバス２１には、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、ハードディスク等の二次記憶装置２５が接続されている。また、ユーザインターフェースとして、ディスプレイ２６、キーボード２７、マウス２８がＣＰＵ２２等に接続されている。さらに、画像出力用のプリンタ１６がＩ／Ｏインターフェース２９を介して接続されている。
【００３０】
図３は、図１で示される画像処理装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。最初に、図１の入力端子１１から画像情報Ｄ１が入力される（ステップＳ３１）。次に、画像形成部１３では、入力された画像情報Ｄ１を印刷用の解像度Ｈ画素×Ｗ画素の大きさの画像情報Ｄ２に変換される（ステップＳ３２）。また、入力端子１２から付加情報ｘが入力される（ステップＳ３３）。なお、付加情報ｘの入力の時期は、画像情報Ｄ１の入力と同時でも、あらかじめ入力されていてもよい。
【００３１】
付加情報多重化部１４では、入力された画像をＮ画素×Ｎ画素の正方ブロックに分割し、各ブロック毎に誤差拡散法の量子化しきい値を付加情報のビットの符号に応じて変化させる。この処理によって、ブロック毎に通常の誤差拡散法では発生し得ないテクスチャを生じさせ、付加情報ｘを画像情報Ｄ２に埋め込むことができる（ステップＳ３４）。また、復号化時にはこのテクスチャの周波数成分を解析することにより付加情報ｘを復元することができる。
【００３２】
図４は、付加情報多重化部１４において画像情報Ｄ２に関して分割されたＮ画素×Ｎ画素の正方ブロックを説明するための概要図である。本発明では、画像情報Ｄ２の大きさＷ及びＨを次式のように定義する。
【００３３】
【数３】

但し、ｗ、ｈは、それぞれ画像情報Ｄ２の横方向、縦方向のブロック数である。すなわち、Ｗ及びＨは、Ｎの整数倍となる。
【００３４】
そして、基準マーク付加部１５において、付加情報復元時の位置補正に用いられる基準マークに関する情報が画像情報Ｄ３に付加され、画像情報Ｄ４として出力される（ステップＳ３５）。図５は、画像情報印刷時における基準マークと画像領域との関係を説明するための概要図である。基準マーク付加部１５では、図５に示すように、画像情報が印刷媒体５１上に印刷されたとき、画像領域５２の周囲に線幅が少なくとも１画素以上の基準枠５３が印刷されるように当該基準枠５３に関する情報が画像情報Ｄ３に付加され、画像情報Ｄ４として出力される。
【００３５】
図６は、基準マーク付加部１５で付加される基準枠５３を詳細に説明するための概要図である。図５に示されるように、基準枠５３は、画像領域５２からｄ画素の距離を隔てて設置される。また、基準枠５３には、ｔ画素の隙間がＢブロック間隔で取り付けられる。この隙間を、付加情報復元時の位置補正に用いられる基準マークと呼ぶ。この隙間は、少なくとも１画素以上の間隔を要する。
【００３６】
また、基準枠５３を画像領域からｄ画素の距離を隔てて設置した理由として、非常に濃度の高い画像情報Ｄ３に対して基準枠を設置する場合、インクのにじみ等から基準マーク（隙間）がつぶれてしまうのを防ぐためである。
【００３７】
そして、プリンタ１６では、基準マーク付加部１５で作成された画像情報Ｄ４について印刷媒体５１上に印刷し、印刷画像１７として出力する（ステップＳ３６）。なお、プリンタ１６として、インクジェットプリンタやレーザープリンタ等の疑似階調処理を用いることによって階調表現を実現するようなプリンタが用いられる。
【００３８】
図７は、印刷された画像をイメージスキャナで入力して付加情報を抽出する本発明の一実施形態による画像処理装置の構成を説明するためのブロック図である。図７において、イメージスキャナ７１は図１に示された画像処理装置で印刷された印刷画像１７を光学的に読み取って画像情報Ｄ５に変換する装置である。図８は、イメージスキャナ７１によって読み取られる画像を説明するための概要図である。図８に示すように、イメージスキャナ７１に印刷画像１７として出力された印刷媒体５１を入力すると、画像領域と一部の印刷媒体領域を含んだスキャナ読み取り範囲８０で示される範囲を光学的に読み取って、画像情報Ｄ５として出力される。
【００３９】
イメージスキャナ７１は、ブロック位置検出部７２に接続している。ブロック位置検出部７２では、付加情報多重化部１４で分割されたブロックの正確な位置が算出される。図９は、ブロック位置検出部７２の詳細な構成を示すブロック図である。図９に示すように、ブロック位置検出部７２は、基準枠検出部７２ａと、頂点座標算出部７２ｂと、基準マーク検出部７２ｃと、ブロック位置算出部７２ｄとから構成される。
【００４０】
基準枠検出部７２ａでは、公知のエッジ検出フィルタを用いて、矩形画像領域のエッジが検出される。また、頂点座標算出部７２ｂでは、基準枠検出部７２ａで検出されたエッジ情報を用いて、画像領域の頂点座標が求められる。さらに、基準マーク検出部７２ｃでは、基準枠５３上のすべての基準マークの位置が検出される。そして、検出された基準マークに基づいて、ブロック位置算出部７２ｄでは、画像領域内のすべてのブロックの位置に関する情報を算出し、画像領域の大きさを特定する。さらに、画像の歪が補正されて印刷される前の画像の大きさに変換される。
【００４１】
算出されたブロックの位置に関する情報等は、ブロック位置検出部７２に接続されている付加情報分離部７３に入力される。付加情報分離部７３では、ブロック単位で画像上のテクスチャの周波数解析が行われ付加情報ｘを分離して復元する。また、付加情報分離部７３は、出力端子７４に接続されている。
なお、図７で示される画像処理装置における処理は、図１で示される画像処置装置と同様に図２で示される制御装置２０を用いて実行される。
【００４２】
すなわち、この発明による画像処理装置は、付加情報を埋め込んだ画像が印刷された印刷媒体を光学的に読み取る光学的読み取り手段（イメージスキャナ７１）と、読み取られた画像内から前記付加情報を分離して復元する分離復元手段（付加情報分離部７３）とを備える画像処理装置であって、前記印刷媒体に印刷された画像領域の周囲に所定の間隔で配置された基準マークを含む枠を検出する枠検出手段（基準枠検出部７２ａ）と、検出された枠に基づいて前記画像領域の頂点を特定する頂点特定手段（頂点座標算出部７２ｂ）と、隣り合う２つの頂点間に位置する基準マークを一方の頂点側から順に検出する基準マーク検出手段（基準マーク検出部７２ｃ）と、検出された基準マークに基づいて前記画像の大きさを算出する画像領域算出手段（ブロック位置算出部７２ｄ）とをさらに備えることを特徴とする。
【００４３】
図１０は、印刷画像１７をイメージスキャナで入力して付加情報ｘを抽出する画像処理装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。まず、印刷画像１７がイメージスキャナ７１で光学的に読み取られ、画像情報Ｄ５が得られる（ステップＳ１０１）。次いで、画像情報Ｄ５に対してブロック位置検出部７２の作動により、ブロック位置が検出される（ステップＳ１０２）。ここで、ブロック位置検出部７２における処理手順について詳細に説明する。
【００４４】
図１１は、図９で示される構成のブロック位置検出部７２内の各部の動作手順を説明するためのフローチャートである。まず、基準枠検出部７２ａでは、印刷画像１７を読み取った画像である画像情報Ｄ５から、公知のエッジ検出フィルタを用いて、矩形画像領域におけるエッジを検出し、あらかじめ設定された条件を満たすエッジ上の８箇所の基準点の座標を求める（ステップＳ１０２ａ）。図１２は、基準枠検出部７２ａにおいて求められるエッジ上の８箇所の基準点を説明するための図である。
【００４５】
図１２に示されるように、本実施形態では、あらかじめ各辺毎に2点の基準点を定め、合計８点のエッジ上の基準点を検出する。図１２では、Ｅ_tl(ｘ_tl,ｙ_tl)、Ｅ_tr(ｘ_tr,ｙ_tr)、Ｅ_rt(ｘ_rt,ｙ_rt)、Ｅ_rb(ｘ_rb,ｙ_rb)、Ｅ_lt(ｘ_lt,ｙ_lt)、Ｅ_lb(ｘ_lb,ｙ_lb)、Ｅ_bl(ｘ_bl,ｙ_bl)、Ｅ_br(ｘ_br,ｙ_br)が上記８点の基準点に相当する。例えば、Ｅ_tl(ｘ_tl,ｙ_tl)、Ｅ_tr(ｘ_tr,ｙ_tr)は、スキャンされた画像である画像情報Ｄ５の上方のエッジであって、左右から任意に設定した距離におけるエッジ画素として求める。また、左右からではなく、画像の中心線から左右に任意に設定した距離におけるエッジ画素としてもよい。他の、基準点についても同様にして求める。
【００４６】
次に、頂点座標算出部７２ｂにおいて、求められた８点の基準枠５３上の基準点を用いて画像領域の頂点座標Ｖ_tl(ｘ_tl,ｙ_tl)、Ｖ_tr(ｘ_tr,ｙ_tr)、Ｖ_bl(ｘ_bl,ｙ_bl)、Ｖ_br(ｘ_br,ｙ_br)を求める（ステップＳ１０２ｂ）。具体的には、各辺上に存在する２点の基準点から直線の方程式を求め、各直線の交点座標を求めて、その点を頂点とすることによって実現される。
【００４７】
さらに、基準マーク検出部７２ｃでは、算出された４つの頂点座標をもとにして、基準マークの検出を行う（ステップＳ１０２ｃ）。ここで、ステップＳ１０２ｃの詳細について図１３を用いて説明する。図１３は、基準マーク検出部７２ｃの処理手順を説明するためのフローチャートである。なお、ここでは具体例として、画像領域の上辺に存在するマークの検出処理についてのみ説明する。
【００４８】
基準マーク検出部７２ｃでは、まず、付加情報が埋め込まれた画像情報の幅を示す変数Ｗの初期化を行ってＷ＝０とする（ステップＳ１０２ｃ１）。そして、次式に示すような処理の開始位置の座標(ｘ_s,ｙ_s)および終端位置の座標(ｘ_e,ｙ_e)の初期化が行われる（ステップＳ１０２ｃ２）。
【００４９】
【数４】

【００５０】
図１４は、基準枠５３と画像領域との関係を説明するための概要図である。なお、上式において、開始位置の座標(ｘ_tl,ｙ_tl)および終端位置の座標(ｘ_tr,ｙ_tr)は、図１４に示すように、それぞれ基準枠５３の左上、右上の頂点座標であり、ｄは基準枠５３と画像領域との間の距離である。
【００５１】
次に、基準マークを検出するための探索範囲の中心となる座標(ｘ_c,ｙ_c)を算出する（ステップＳ１０２ｃ３）。図１５は、基準マークを検出するための探索範囲の中心座標(ｘ_c,ｙ_c)を説明するための概要図である。図１５において、座標(ｘ,ｙ)は基準マークの座標である。
【００５２】
そこで、ステップＳ１０２ｃ２で求めた座標値(ｘ_s,ｙ_s)、付加情報のビットを埋め込むブロックの大きさＮ、基準マークが付加されるブロックの間隔Ｂを用いることで、次式が成り立つ。
【００５３】
【数５】

上式を(ｘ_c,ｙ_c)について解くと次式のようになる。
【００５４】
【数６】

上式により、基準マーク探索範囲の中心となる座標(ｘ_c,ｙ_c)を求めることができる。
【００５５】
次に、上記座標(ｘ_c,ｙ_c)に基づいて、基準マークの検出が行われる（ステップＳ１０２ｃ４）。本実施形態では、図１５に示すように、基準マークの探索範囲を基準位置(ｘ_c,ｙ_c)を中心とした２Ａ画素×２Ａ画素の正方ブロック内とする。そして、次式に示すようなフィルタを用いて、フィルタを施した際の出力値が最大となる位置を基準マーク位置(ｘ,ｙ)とする（ステップＳ１０２ｃ４）。
【００５６】
【数７】

【００５７】
すなわち、この発明による画像処理装置は、基準マーク検出手段（基準マーク検出部７２ｃ）が、隣り合う２つの頂点間において所定の大きさの基準マーク探索領域を始点側の頂点から順に設定する探索領域設定手段と、探索領域内に強調フィルタを施したときの出力値が最大となる画素の位置を基準マークとして検出する基準マーク検出手段とを備えることを特徴とする。
【００５８】
基準マークの位置(ｘ,ｙ)が算出した後、同位置を図２で示されるＲＡＭ２４等に一時的に記憶させる（ステップＳ１０２ｃ５）。さらに、画像領域の横幅を示す変数Ｗの値をＷ＝Ｗ＋Ｎ×Ｂとして更新する（ステップＳ１０２ｃ６）。
【００５９】
次に、座標(ｘ_e,ｙ_e)と基準マーク位置(ｘ,ｙ)との距離Ｄを次式を用いて求める。
【００６０】
【数８】

そして、基準マークが最後のマークであるか否かの判定を、次式を用いて行う（ステップＳ１０２ｃ８）。
【００６１】
【数９】

【００６２】
ここで、上式を満たしている場合(ＹＥＳ)、求めた基準マークは最終マークではないと判定して、(ｘ,ｙ)の値を(ｘ_s,ｙ_s)に格納する（ステップＳ１０２ｃ９）。そして、ステップＳ１０２ｃ３に戻る。一方、ステップＳ１０２ｃ８において条件式が満たされなかった場合(ＮＯ)、求めた基準マークが最終マークであると判定されて(ｘ_e,ｙ_e)までの距離を加える（ステップＳ１０２ｃ１０）。以上で、基準マーク検出部７２ｃにおける処理が終了する。
【００６３】
上述した処理によれば、基準マークを検出する毎にＷの値をＮ×Ｂだけ増加させ、最後に、最終基準マーク位置と(ｘ_e,ｙ_e)との距離を加えているので、精度良く画像情報Ｄ５における画像領域の大きさを求めることが可能となる。
なお、画像領域におけるその他の底辺、左辺、右辺についても全く同様の処理を行うものとする。
【００６４】
また、この発明による画像処理装置は、基準マーク検出手段（基準マーク検出部７２ｃ）が、検出された基準マークと終点側の頂点との距離を算出する距離算出手段と、算出された距離が所定のしきい値以上であるか否かを判定する判定手段と、算出された距離が所定のしきい値以上である場合、最初に検出された基準マークから最後に検出された基準マークまでの基準マークの個数に、付加情報を埋め込むブロックの大きさを乗算した値を積算距離とする第１の積算手段と、算出された距離が所定のしきい値以上でない場合、積算距離に最後に検出された基準マークから終点側の頂点までの距離をさらに積算して前記画像の大きさとする第２の積算手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００６５】
基準枠５３上にある全ての基準マークの位置の検出が終了すると、次にブロック位置の算出がブロック位置算出部７２ｄにおいて行われる（ステップＳ１０２ｄ）。図１６は、ブロック位置算出部７２ｄにおいてブロック位置を算出するための座標位置を説明するための図である。ブロック位置算出部７２ｄでは、Ｂブロック単位で既に位置検出が終了している図１６における黒点で示される基準マークを用いて、隣接する黒点間の残りのブロック開始位置を算出する。ここで、残りのブロック開始位置とは、図１６における白点で示される各ブロックの左上の座標である。この算出方法としては、公知の内分点算出の公式を用いる。
【００６６】
前述した方法によって基準枠５３上にある全てのブロック開始位置が算出された後、これらのブロック開始位置の座標位置を用いて、画像領域内の全てのブロックの左上座標位置を算出する。図１７は、本実施形態で用いられる内部のブロック開始位置Ｂ_m,n(ｘ_m,n,ｙ_m,n)の座標を算出する方法を説明するための図である。図１７に示すように、(ｍ,ｎ)番目のブロック開始位置Ｂ_m,n(ｘ_m,n,ｙ_m,n)を求めるために使用する点は、基準枠５３上で求められた４つの座標であり、次式によって求められる。
【００６７】
【数１０】

【００６８】
上式において、(ｍ,ｎ)番目のブロック開始位置のｘ座標は、基準枠５３の上下辺上に存在する基準点のｘ座標のみを用い、ｙ座標は、基準枠５３の左右辺上に存在する基準点のｙ座標のみを用いて算出することを意味する。このような座標算出方法を用いた理由を次に述べる。
【００６９】
通常の普及型の低価格フラットベットスキャナにおいて、ＣＣＤセンサを搭載しているキャリッジの駆動系に起因する画像の歪は、主に副走査方向に現れ、その歪量は主走査方向に対しては一定である。すなわち、このような歪に対しては、左右辺上の基準マークのみを用いて副走査方向の位置補正を行えばよい。
また、光学系に起因する画像の歪は、主に主走査方向にのみ現れ、その歪量は副走査方向に対しては一定である。すなわち、このような歪に対しては、上下辺上の基準マークのみを用いて、主走査方向の位置補正を行えばよい。
【００７０】
以上の理由から、普及型の低価格フラットベットスキャナで読み込んだ画像の歪は、本実施形態で述べたようなブロック位置算出方法により、その大部分を除去することが可能となり、極めて高精度にブロック位置を検出することができる。
【００７１】
すなわち、この発明による画像処理装置は、算出された画像の大きさに基づいて、光学的読み取り手段によって読み取られた画像を印刷媒体に印刷される前の画像の大きさに変換する変換手段を備えることを特徴とする。
【００７２】
以上の方法により求められたブロック開始位置Ｂ_m,n(ｘ_m,n,ｙ_m,n)は、イメージスキャナ７１で読み取った画像情報Ｄ５とともに画像情報Ｄ６として付加情報分離部７３に入力される。付加情報分離部７３では、算出したブロック開始位置情報を基に、ブロック単位で画像上のテクスチャの周波数特性を解析し、付加情報ｘを分離する（ステップＳ１０３）。そして、分離および復元された付加情報ｘは、出力端子７４から出力される（ステップＳ１０４）。
【００７３】
尚、本実施形態では、基準マークとして、画像情報の周囲に基準枠を設置し、基準枠上に数画素の隙間を生成する方法を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、基準マークは画像情報の周囲に可視の状態で、線あるいはドット状の目盛りを生成し、基準マーク検出部７２ｃにおいて、その目盛りを検出するものであってもよい。また、目盛りとして、イエローインク等の比較的目立たない記録材を用いて印字し、基準マーク検出部７２ｃで検出するものであってもよい。
【００７４】
すなわち、本発明による画像処理装置は、基準マークが、ドット状の目盛りを形成することを特徴とする。また、基準マークが、印刷媒体の印刷面の色に近似した色で構成されていることを特徴とする。
【００７５】
なお、本発明は、複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタ等）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置等）に適用してもよい。
【００７６】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体（または記憶媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(ＯＳ)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７７】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７８】
本発明を上記記録媒体に適用する場合、その記録媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、印刷媒体上の画像を光学的に読み取ることによって発生した歪みを含む画像情報から、もとの画像情報の正確な大きさを算出し、精度の高い付加情報を復元することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像情報に付加情報を埋め込んで印刷する本発明の一実施形態による画像処理装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明における各処理部の動作を実行させる制御装置２０を説明するための概要図である。
【図３】図１で示される画像処理装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】付加情報多重化部１４において画像情報Ｄ２に関して分割されたＮ画素×Ｎ画素の正方ブロックを説明するための概要図である。
【図５】画像情報印刷時における基準マークを画像領域との関係を説明するための概要図である。
【図６】基準マーク付加部１５で付加される基準枠５３を詳細に説明するための概要図である。
【図７】印刷された画像をイメージスキャナで入力して付加情報を抽出する本発明の一実施形態による画像処理装置の構成を説明するためのブロック図である。
【図８】イメージスキャナ７１によって読み取られる画像を説明するための概要図である。
【図９】ブロック位置検出部７２の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１０】印刷画像１７をイメージスキャナで入力して付加情報ｘを抽出する画像処理装置の動作手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図９で示される構成のブロック位置検出部７２内の各部の動作手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】基準枠検出部７２ａにおいて求められるエッジ上の８箇所の基準点を説明するための図である。
【図１３】基準マーク検出部７２ｃの処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１４】基準枠５３と画像領域との関係を説明するための概要図である。
【図１５】基準マークを検出するための探索範囲の中心座標(ｘ_c,ｙ_c)を説明するための概要図である。
【図１６】ブロック位置算出部７２ｄにおいてブロック位置を算出するための座標位置を説明するための図である。
【図１７】本実施形態で用いられる内部のブロック開始位置Ｂ_m,n(ｘ_m,n,ｙ_m,n)の座標を算出する方法を説明するための図である。
【図１８】先に提案された、付加情報を画像に埋め込み、基準枠を付加して印刷する画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】先に提案された、印刷画像を読み取って付加情報を抽出する画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１７印刷画像
７１イメージスキャナ
７２ブロック位置検出部
７３付加情報検出部
７４出力端子
ｘ付加情報
７２ａ基準枠検出部
７２ｂ頂点座標算出部
７２ｃ基準マーク検出部
７２ｄブロック位置算出部

Claims

付加情報を埋め込んだ画像が印刷された印刷媒体を光学的に読み取る光学的読み取り手段と、読み取られた画像内から前記付加情報を分離して復元する分離復元手段とを備える画像処理装置であって、
前記印刷媒体に印刷された画像領域の周囲に所定の間隔で配置された基準マークを含む枠を検出する枠検出手段と、
検出された枠に基づいて前記画像領域の頂点を特定する頂点特定手段と、
隣り合う２つの頂点間に位置する基準マークを一方の頂点側から順に検出する基準マーク検出手段と、
検出された基準マークに基づいて前記画像の大きさを算出する画像領域算出手段と
をさらに備えることを特徴とする画像処理装置。
前記基準マーク検出手段が、
隣り合う２つの頂点間において所定の大きさの基準マーク探索領域を始点側の頂点から順に設定する探索領域設定手段と、
該探索領域内に強調フィルタを施したときの出力値が最大となる画素の位置を基準マークとして検出する基準マーク検出手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
前記基準マーク検出手段が、
検出された基準マークと終点側の頂点との距離を算出する距離算出手段と、
算出された距離が所定のしきい値以上であるか否かを判定する判定手段と、
算出された距離が所定のしきい値以上である場合、最初に検出された基準マークから最後に検出された基準マークまでの基準マークの個数に、前記付加情報を埋め込むブロックの大きさと、前記基準マークが付加される前記ブロックの間隔を乗算した値を積算距離とする第１の積算手段と、
算出された距離が所定のしきい値以上でない場合、前記積算距離に最後に検出された基準マークから終点側の頂点までの距離をさらに積算して前記画像の大きさとする第２の積算手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
前記基準マークが、ドット状の目盛りを形成することを特徴とする請求項１から３までのいずれかの項に記載の画像処理装置。
前記基準マークが、印刷媒体の印刷面の色に近似した色で構成されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれかの項に記載の画像処理装置。
算出された画像の大きさに基づいて、前記光学的読み取り手段によって読み取られた画像を前記印刷媒体に印刷される前の画像の大きさに変換する変換手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から５までのいずれかの項に記載の画像処理装置。
画像を所定の解像度に変換する解像度変換手段と、
解像度が変換された画像に付加情報を埋め込む付加情報多重化手段と、
付加情報が埋め込まれた画像の周囲に所定の間隔で幅が１画素以上の枠を付加し、かつ該枠上に所定の間隔で基準マークを付加する基準マーク付加手段と、
前記画像及び前記基準マークを含む枠を印刷媒体に印刷する印刷手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１から６までのいずれかの項に記載の画像処理装置。
付加情報が埋め込まれた画像が印刷された印刷媒体であって、該印刷媒体に印刷された画像領域の周囲に所定の間隔で配置された基準マークを含んだ枠がさらに印刷された印刷媒体を光学的に読み取る第１の工程と、
前記枠を検出する第２の工程と、
検出された枠に基づいて前記画像領域の頂点を特定する第３の工程と、
隣り合う２つの頂点間に位置する基準マークを一方の頂点側から順に検出する第４の工程と、
検出された基準マークに基づいて前記画像の大きさを特定する第５の工程と、特定された前記画像の大きさに基づいて該画像を印刷前の画像の大きさに変換する第６の工程と、
大きさが変換された画像内から前記付加情報を分離して復元する第７の工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
前記第４の工程が、
隣り合う２つの頂点間において所定の大きさの基準マーク探索領域を始点側の頂点から順に設定する探索領域設定工程と、
該探索領域内に強調フィルタを施したときの出力値が最大となる画素の位置を基準マークとして検出する基準マーク検出工程と
を有することを特徴とする請求項８記載の画像処理方法。
前記第４の工程が、
検出された基準マークと終点側の頂点との距離を算出する距離算出工程と、
算出された距離が所定のしきい値以上であるか否かを判定する判定工程と、
算出された距離が所定のしきい値以上である場合、最初に検出された基準マークから最後に検出された基準マークまでの基準マークの個数に、前記付加情報を埋め込むブロックの大きさと、前記基準マークが付加される前記ブロックの間隔を乗算した値を積算距離とする第１の積算工程と、
算出された距離が所定のしきい値以上でない場合、前記積算距離に最後に検出された基準マークから終点側の頂点までの距離をさらに積算して前記画像の大きさとする第２の積算工程と
をさらに有することを特徴とする請求項９記載の画像処理方法。
前記基準マークが、ドット状の目盛りを形成することを特徴とする請求項８から１０までのいずれかの項に記載の画像処理方法。
前記基準マークが、印刷媒体の色に近似した色で構成されていることを特徴とする請求項８から１１までのいずれかの項に記載の画像処理方法。
付加情報が埋め込まれた画像が印刷された印刷媒体であって、該印刷媒体に印刷された画像領域の周囲に所定の間隔で配置された基準マークを含んだ枠がさらに印刷された印刷媒体を光学的に読み取って前記付加情報を分離復元する画像処理装置を制御するためのコンピュータプログラムであって、
前記印刷媒体を光学的に読み取らせる第１の工程のプログラムコードと、
前記枠を検出する第２の工程のプログラムコードと、
検出された枠に基づいて前記画像領域の頂点を特定する第３の工程のプログラムコードと、
隣り合う２つの頂点間に位置する基準マークを一方の頂点側から順に検出する第４の工程のプログラムコードと、
検出された基準マークに基づいて前記画像の大きさを特定する第５の工程のプログラムコードと、
特定された前記画像の大きさに基づいて該画像を印刷前の画像の大きさに変換する第６の工程のプログラムコードと、
大きさが変換された画像内から前記付加情報を分離して復元する第７の工程のプログラムコードと
を備えることを特徴とするコンピュータプログラム。
請求項１３に記載のコンピュータプログラムを格納することを特徴とする記録媒体。