JP4047359B2

JP4047359B2 - 画像処理装置、画像処理装置の制御方法、プログラム及び記憶媒体

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Publication number: JP4047359B2
Application number: JP2006102531A
Authority: JP
Inventors: 清梅田; 稔日下部; 信孝三宅
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2006-04-03
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2021-09-20
Also published as: JP2006246508A

Description

本発明は、画像情報に対して、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み、視覚的に目立たないように印刷する画像処理装置、画像処理装置の制御方法、プログラム及び記憶媒体に関する。

従来から、画像情報にデータの不正コピーや改ざんの防止などを目的として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、絵画等を電子化して、当該画像情報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判別しにくいようにもとの画像情報に埋め込み、インターネット等のネットワークを通じてその画像情報を流通する技術が標準化されつつある。

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。

例えば、特開平7-123244号公報では、付加情報が埋め込まれる画像において、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。

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。

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情報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劣化しない。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。

ここで、本願出願人が先に提案した、付加情報を画像情報に埋め込んで印刷する画像処理装置と、印刷された画像から埋め込まれた付加情報を抽出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２２は、先に提案された、付加情報を画像情報に埋め込んで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２２において、入力端子221からは多階調の画像情報D1が入力される。また、入力端子222からは画像情報D1の中に埋め込まれる付加情報x(i)が入力される。この付加情報x(i)としては、画像情報D1とは全く関連性のない情報や、画像情報D1の著作権に関する情報といった様々な情報が適用される。

入力端子222から入力された付加情報x(i)は、誤り訂正符号化部223において、ビット誤りを自動訂正する機能を備えた誤り訂正符号への符号化処理が施される。この誤り訂正符号には、BCH符号、リードソロモン符号等のブロック符号や、畳み込み符号などの符号が用いられる。以下、付加情報x(i)に誤り訂正符号への符号化処理が施された結果得られる情報を多重化情報y₄(j)と呼ぶ。

そして、画像情報D1及び多重化情報y₄(j)は、付加情報多重化部224に入力される。付加情報多重化部224は、印刷時に画像情報D1に埋め込まれた多重化情報y₄(j)を人が視覚的に判別できないように、画像情報D1中に多重化情報y₄(j)を埋め込むための装置である。この付加情報多重化部224では、画像情報D1に多重化情報y₄(j)を埋め込んだ画像情報が生成された後、さらに量子化が行われる。付加情報多重化部224で量子化された画像情報D6は、プリンタ225で紙上等に印刷され、印刷画像226が得られる。なお、使用したプリンタ225は、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プリンタである。

また、図２３は、先に提案された、印刷画像から付加情報を読み取って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２３では、図２２の画像処理装置で印刷された印刷画像226をイメージスキャナ231を用いて読み取って画像情報D7を得る。次いで、画像情報D7から埋め込まれた多重化情報y₄'(j)が、付加情報分離部232の作動により分離される。分離された多重化情報y₄'(j)は、誤り訂正復号化部233において誤り訂正復号化処理が行われ、付加情報x(i)が出力端子234から出力される。なお、多重化及び復号化に関するアルゴリズムは、特開2001-148778に記載されているため、ここでは省略する。

上述した方法を適用することで、従来方法に比べ、任意の内容であって大容量の付加情報を、ある画像中に当該画像の品質を劣化させることなく埋め込むことが可能になった。

しかしながら、上術した方法では、画像を印刷するプリンタの種類や印刷時の解像度、ユーザが任意に設定した印字品位、あるいは被多重化画像の性質等に関係なく、同一の訂正能力を有する誤り訂正符号処理を実施していた。一般に、イメージスキャナ231で読み取られた印刷画像226から埋め込まれた付加情報x(j)を正確に復元できるか否かは、付加情報分離部232での読み取り時において、どの程度の誤りが含まれているかによる。そして、その誤り率は前述した諸条件に依存する。

すなわち、プリンタ225が写真に匹敵するような画質の印刷画像226を印刷することができる高性能なプリンタの場合、印字精度が正確であるため、付加情報分離部232で発生する誤り率は低くなる。しかし、プリンタ225がそれほど高画質の印刷画像226を印刷することができないプリンタの場合、付加情報分離部232で発生する誤り率が上昇する。また、ユーザが設定した印字品位に対しても同様のことが言える。

さらに、誤り率は被多重化画像の性質によっても変化する。例えば、画像が印刷された際に極度に濃度が濃い場所が多く存在する場合、インクもしくはトナーの塗布量が多すぎて滲みを引き起こすことによって、読み取り誤りを引き起こし易くなるという問題があった。一方、濃度が薄い場所が多く存在するような画像の場合、逆にインク等の塗布量が少なくなりすぎて、付加情報を示すためのテクスチャの周期性が表現できないことによって読み取り誤りを引き起こし易くなるという問題があった。

このように、従来は上述したような現象が生じる場合でも、誤り率が高くなることが予想できる場合と予想できない場合とを区別して処理していなかった。すなわち、誤り率が低くなると予想できる場合であっても、検査ビットの量を少なくして付加できる情報量を増加させるといったように、誤り訂正のための検査ビットの量を各種条件によって変化するような方法は提案されていなかった。

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、付加情報として付加可能な情報量と誤り訂正のための検査ビットの量との関係を最適化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。

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、画像情報に付加情報を埋め込む多重化手段と、前記付加情報が埋め込まれた画像情報を印刷する少なくとも１つのプリンタとを備える画像処理装置であって、
それぞれが印刷品位が異なる、複数種の印刷モードから設定される印刷モードに応じて誤り訂正パラメータを決定する誤り訂正パラメータ決定手段と、
前記決定された誤り訂正パラメータを用いて、前記付加情報が誤り訂正符号化された多重化情報を生成する誤り訂正符号化手段と、を備え、
前記多重化手段が、前記多重化情報を前記画像情報に埋め込み、
前記誤り訂正パラメータ決定手段は、設定される印刷モードの印刷品位が低くなるに従って、訂正能力の高い誤り訂正パラメータを決定することを特徴とする。

以上説明したように、この発明によれば、付加情報として付加可能な情報量と誤り訂正のための検査ビットの量との関係を最適化することができる。

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、画像情報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。

＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態による画像処理システムについて詳細に説明する。最初に、第１の実施形態による本発明の2種類の画像処理装置の構成について説明する。

図１は、画像情報に付加情報を埋め込んで印刷する本発明の第１の実施形態による画像処理装置の構成を表すブロック図である。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qビットの大きさを持つ付加情報x(i)を入力するための端子である。付加情報x(i)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。

入力端子12は、誤り訂正符号化部13に接続している。誤り訂正符号化部13では、入力された付加情報x(i)に対して誤り訂正処理が行われ、すなわち、付加情報x(i)に対して検査ビットが付加され、その結果を多重化情報y₁(j)として出力する。ここで、j＞qである。誤り訂正符号としては従来から様々なものが提案されており、代表的なものとして、リードソロモン符号、BCH符号、ファイア符号、ピーターソン符号等が挙げられる。本発明では、誤り訂正符号として、これらのうちいずれを用いても特に問題はない。しかし、本実施形態では、構成の容易さや符号化率の高さから、既に様々なシステムに採用されているBCH符号を使用する。なお、BCH符号のアルゴリズムに関しては、公知であるためここでは省略する。

本実施形態においては、BCH符号をBCH(n,k,d)と表現する。BCH(n,k,d)の意味は、BCH符号の符号長がnビットであって、そのうちのkビットが情報ビットであり、残りのn-kビットが検査ビットであり、この構成でtビットまでの誤りを訂正することが可能であることを示している。但し、tはd/2を超えない最大の整数を示すものとする。

誤り訂正符号化部13は、付加情報多重化部14に接続されている。付加情報多重化部14は、入力された画像情報D1に対して多重化情報y₁(j)を埋め込む。さらに、付加情報多重化部14は、多重化情報y₁を画像情報D1に埋め込んだ画像情報D2の量子化を行う。

付加情報多重化部14は、プリンタ15に接続されている。プリンタ15では、付加情報多重化部14で作成された画像情報D2が印刷画像16として印刷される。プリンタ15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プリンタが用いられる。

また、誤り訂正符号化部13には、誤り訂正パラメータ決定部17が接続されている。誤り訂正パラメータ決定部17では、誤り訂正符号部13で必要となるパラメータ(n_D1,k_D1,d_D1)が決定される。ここで(n_D1,k_D1,d_D1)は、データ部に対する誤り訂正パラメータを示している。

さらに、誤り訂正パラメータ決定部17には、機種ID取得部18が接続されている。そして、機種ID取得部18では、プリンタを指定するためのパラメータPntParamが入力される。入力されたパラメータPntParamに基づいて、誤り訂正パラメータ決定部17ではパラメータ(n_D1,k_D1,d_D1)が決定される。

なお、付加情報のデータ形式は、ヘッダ部とデータ部とで構成されている。そして、ヘッダ部は、データ部の種類に関係なく一定の誤り訂正パラメータ(n_H,k_H,d_H)が用いられ、比較的訂正能力の高い誤り訂正符号化が行われる。

すなわち、本発明による第１の実施形態は、画像情報に付加情報を埋め込む多重化手段（付加情報多重化部14）と、付加情報が埋め込まれた画像情報を印刷する少なくとも１つの印刷手段（プリンタ15）とを備える画像処理装置であって、画像情報を印刷する印刷手段を指定する指定手段（機種ID取得部18）と、指定された印刷手段に応じて誤り訂正パラメータを決定する誤り訂正パラメータ決定手段（誤り訂正パラメータ決定部17）と、決定された誤り訂正パラメータを用いて、付加情報が誤り訂正符号化された多重化情報を生成する誤り訂正符号化手段（誤り訂正符号化部13）とを備え、多重化手段が、多重化情報を画像情報に埋め込むことを特徴とする。

また、図２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第１の実施形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。図２において、イメージスキャナ21は図１に示された画像処理装置で印刷された印刷画像16を光学的に読み取って画像情報D3に変換する装置である。イメージスキャナ21は、付加情報分離部22に接続している。付加情報分離部22では、印刷画像16に関する画像情報D3から、埋め込まれた付加情報である多重化情報y₁'(j)が分離される。

付加情報分離部22は、誤り訂正復号化部23に接続されている。誤り訂正復号化部23では、分離された多重化情報y₁'(j)の誤り訂正復号化処理が行われてもとの付加情報x(i)が得られる。得られた付加情報x(i)は出力端子24に出力される。

なお、以下で説明する処理は、図３で示される制御装置30を用いて実行される。図３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を説明する概要図である。図３において、システムバス31には、CPU32、ROM33、RAM34、ハードディスク等の二次記憶装置35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36、キーボード37、マウス38がCPU32等に接続されている。さらに、画像出力用のプリンタ15がI/Oインターフェース39を介して接続されている。

次に、上述した実施形態による画像処理装置の動作手順について詳細に説明する。図４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。

まず、入力端子11から画像情報D1が入力される（ステップS41）。次いで、画像情報D1に対して多重化する付加情報x(i)が入力端子12から入力される（ステップS42）。さらに、機種ID取得部18からプリンタ15の種類を示すパラメータPntParamが入力される（ステップS43）。入力されたパラメータPntParamに基づいて、誤り訂正パラメータ決定部17では、誤り訂正パラメータ(n_D1,k_D1,d_D1)が決定される（ステップS44）。

ここで、誤り訂正パラメータ決定部17の動作手順について詳述する。本実施形態では、m種類のプリンタの機種名Name[m]毎に、あらかじめ最適なBCHパラメータ（n_D1 ^m,k_D1 ^m,d_D1 ^m)を決定しておく。図５は、多重化あるいは復号化を行う制御装置30における二次記憶装置35等に記憶されるリストの状態を説明するための図である。図５において、M番目として格納されているパラメータ(n_D1 ^M,k_D1 ^M,d_D1 ^M)は、いずれのプリンタ機種名にも該当しなかった場合に選択されるパラメータである。

すなわち、本発明による第１の実施形態は、複数の印刷手段毎に対応付けられた誤り訂正パラメータのリストを保持するリスト保持手段（二次記憶装置35等）をさらに備え、誤り訂正パラメータ決定手段が、リストの中から、指定された印刷手段に対応付けられた誤り訂正パラメータを選択することを特徴とする。また、誤り訂正パラメータは、それぞれの印刷手段において付加可能な最大の情報量を有することを特徴とする。

図５に示されるリストでは、上から下に行くに従って、255ビット中に含まれる情報ビットの数k_D1が減少し、逆に、誤り訂正可能なビット数が増加している。すなわち、本実施形態では、Printer Aの方がPrinter Bよりも高性能であり、PrinterBの方がPrinter Cよりも高性能であって、画像形成に及ぼす悪影響が少ないと仮定した。このことは、Printer Aで印刷した画像中から付加情報を読み取る際の誤り率が、Printer Cを用いた場合の誤り率よりも少ないと考えられるためである。

図６は、図４のステップS44で示される誤り訂正パラメータ決定部17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、誤り訂正パラメータ決定部17では初期設定が行われて、mを0とする（ステップS44a）。次に、機種ID取得部18で得られたパラメータPntParamがリスト上のm＝0に対応して存在するか否かの判定が行われる（ステップS44b）。その結果、パラメータPntParamがリスト上のm＝0に対応して存在している場合(YES)、パラメータPntParamに最適なパラメータ(n_D1 ^m,k_D1 ^m,d_D1 ^m)が、(n_D1,k_D1,d_D1)として誤り訂正符号化部13に入力される（ステップS44c）。

一方、パラメータPntParamがリスト上のm=0に対応して存在していない場合(NO)、mがインクリメントされ、m=m+1とする（ステップS44d）。そして、m=Mであるか否かが判定される（ステップS44e）。その結果、m=Mでない場合(NO)、ステップS44bに戻って、パラメータPntParamがリスト上の当該mに対応しているか否かが判断される。一方、ステップS44eでm=Mと判定された場合(YES)、最適なパラメータ(n_D1 ^M,k_D1 ^M,d_D1 ^M)が(n_D1,k_D1,d_D1)として、誤り訂正符号化部33に入力される（ステップS44f）。このようにして、誤り訂正符号(n_D1,k_D1,d_D1)が決定される。

誤り訂正パラメータ決定部17で決定された誤り訂正パラメータ(n_D1,k_D1,d_D1)は、誤り訂正符号化部13に入力され、付加情報x(i)の多重化が行われる（ステップS45）。ここで、誤り訂正符号化部13の動作手順について詳述する。

図７は、誤り訂正符号化部13の動作手順を説明するためのフローチャートである。誤り訂正符号化部13では、まず、入力端子12から入力された付加情報x(i)を格納するデータ形式におけるヘッダ部分が生成される（ステップS45a）。図８は、画像中に多重化する付加情報のデータ形式を説明するための図である。本実施形態では、付加情報のデータ形式は、大きくヘッダ部81と付加情報部82とに分割できる。そして、ヘッダ部81には、多重化画像を作成した作成日時83、付加情報の大きさである付加情報バイト数84、付加情報ファイル名85といった情報と、誤り訂正パラメータ番号86とが格納されている。ここで、誤り訂正パラメータ番号86とは、使用した誤り訂正パラメータを特定するための情報であり、図５に示されるリストの番号がそれに該当する。

次に、図８で示されたようなデータ形式の付加情報に対して、誤り訂正のための検査ビットが付加される。まず、ヘッダ部分81に対して、パラメータ(n_H,k_H,d_H)を用いたBCH誤り訂正処理が施される（ステップS45b）。さらに、付加情報部82に対して、誤り訂正パラメータ決定部37より入力されたパラメータ(n_D1,k_D1,d_D1)を用いたBCH誤り訂正処理が施される（ステップS65c）そして、誤り訂正符号化が終了したか否かが判断される（ステップS65d）。その結果、誤り訂正符号化が終了した場合(YES)、誤り訂正符号化部33での処理は終了する。一方、誤り訂正符号化がまだ終了していない場合(NO)、ステップS65cに戻って誤り訂正符号化が行われる。

本実施形態で用いるBCH誤り訂正処理は、誤り訂正を施すビットストリームをk_Dビット毎に分割し、それぞれに対してn_D-k_Dビットの検査ビットを付加するものである。その結果、誤り訂正符号化部13から出力される多重化情報y₁(j)は、図９に示すような構造になる。図９は、多重化情報y₁(j)の構造を説明するための概要図である。

生成された多重化情報y₁(j)は、付加情報多重化部14に入力される。付加情報多重部14では、画像情報D1に対して、多重化情報y₁(j)が埋め込まれ、画像情報D2が生成される（ステップS46）。生成された画像情報D2は、プリンタ15において印刷され、印刷画像16として紙上等に出力される（ステップS47）。

次に、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について説明する。図１０は、図２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１に示される画像処理装置で生成された印刷画像16がイメージスキャナ21から入力され、画像情報D3に変換される（ステップS101）。そして、画像情報D3は付加情報分離部22に入力され、多重化された付加情報である多重化情報y₁'(j)が画像情報D3から分離される（ステップS102）。さらに、誤り訂正復号化部23において、分離された多重化情報y₁'(j)に対して誤り訂正復号化が行われる（ステップS103）。ここで、誤り訂正復号化について詳細に説明する。

図１１は、誤り訂正復号化部23の動作手順を詳細に説明するためのフローチャートである。誤り訂正復号化部23では、まず、パラメータ(n_H,k_H,d_H)を用いて、の結果、ヘッダ部81に格納されている付加情報バイト数84や付加情報ファイル名85図８に示されるヘッダ部81の誤り訂正復号化が行われる（ステップS103a）。それらの情報と共に、符号化時に使用した誤り訂正パラメータ番号86を得ることができる。

次いで、得られた誤り訂正パラメータ番号86を用いて誤り訂正パラメータ(n_D1,k_D1,d_D1)が決定される（ステップS103b）。図３に示される復号化処理を行う制御装置30の二次記憶装置35に図５に示されるリストが保存されているため、誤り訂正パラメータを容易に決定することができる。誤り訂正パラメータ(n_D1,k_D1,d_D1)が決定すると、付加情報部82の誤り訂正復号化処理が行われる（ステップS103c）。そして、誤り訂正復号化が終了したか否かが判断される（ステップS103d）。その結果、誤り訂正復号化が終了した場合(YES)、誤り訂正復号化部23での処理は終了する。一方、誤り訂正復号化がまだ終了していない場合(NO)、ステップS103cに戻って引き続き誤り訂正復号化が行われる。

ステップS103において得られた付加情報x(i)は、出力端子24から出力される（ステップS104）。

以上が、本発明における第１の実施形態の説明である。なお、本実施形態では、誤り訂正パラメータを決定するために必要なパラメータPntParamとして、プリンタの機種名を例に挙げた。また、この他にも、プリンタが印字解像度を複数種類の中から選択できるようであれば、パラメータPntParamをプリンタの機種名と印字解像度の組にしてもよい。図１２は、パラメータPntParamをプリンタの機種名と印字解像度の組にしたときのリストを示す図である。さらにまた、印字解像度だけにしてもよい。

また、図５で示されるリストは、プリンタの性能が低下するに従って、誤り率の増加を予測して訂正能力の高い誤り訂正符号を使用するようになっているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、低価格・低性能のインクジェットプリンタ等は、高価格・高性能のプリンタと比較して、インクドロップ面積が広く、視覚的な粒状感も多い。そのため、低性能のプリンタを用いて印刷した場合には、特開2001-148778で開示されている方法を用いて印刷物から付加情報を読み取る際に、必ず誤り率が増加するとは限らず、むしろ低下する可能性もある。このような場合には、図５に示されるリストは、下に行くほど訂正能力の小さい誤り訂正符号を用いたほうがよい。

＜第２の実施形態＞
上述した第１の実施形態では、付加情報を読み取る際の誤り率を左右する要因として、プリンタの機種毎の性能の差に注目した。そして、それぞれに最適な誤り訂正パラメータをあらかじめ設計しておくことにより、付加情報量と誤り訂正のための検査ビット数との関係を最適化した。

第２の実施形態では、付加情報を読取る際の誤り率を左右する要因として、印刷時にユーザが設定する印刷モードに注目した場合を考える。

図１３は、画像情報に付加情報を埋め込んで印刷する本発明の第２の実施形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１３において、入力端子11、12、誤り訂正符号化部13、付加情報多重化部14及びプリンタ15の役割や動作内容は第１の実施形態で示した図１におけるものと同一である。

すなわち、本発明による第２の実施形態は、画像情報に付加情報を埋め込む多重化手段（付加情報多重化部14）と、付加情報が埋め込まれた画像情報を印刷する少なくとも１つの印刷手段（プリンタ15）とを備える画像処理装置であって、印刷手段の印字品位を設定する印字品位設定手段（印字品位設定部131）と、設定された印字品位に応じて誤り訂正パラメータを決定する誤り訂正パラメータ決定手段（誤り訂正パラメータ決定部132）と、決定された誤り訂正パラメータを用いて、付加情報が誤り訂正符号化された多重化情報を生成する誤り訂正符号化手段（誤り訂正符号化部13）とを備え、多重化手段が、多重化情報を画像情報に埋め込むことを特徴とする。

図１３において、印字品位設定部131は、誤り訂正パラメータ決定部132に対して誤り訂正を行うためのパラメータ(n_D2,k_D2,d_D2)を決定させるためのパラメータQualityを入力するものである。図１４は、ユーザが印字の品位を設定するためのGUI(Graphical User Interface)を示す概要図である。ユーザは、図３におけるディスプレイ36に表示された図１４に示されるGUI画面を用いて、マウス38やキーボード37を操作することにより、印字品位を設定する。図１４において、「最高品位」は、印刷後の画像品質を最も高めることが可能である一方で、印字速度が最も遅いモードを示す。そして、「高品位」、「標準」、「高速」となるに従って、印字速度は速くなるが、印字品位は低下するモードになる。印字品位設定部131は、このような印字品位をパラメータQualityとして、誤り訂正パラメータ決定部132に出力する。

図１５は、それぞれの印字モードに対して最適に設計された誤り訂正パラメータのリストを示す図である。図１５では、「最高品位」を設定して印字した場合に付加情報を読み取る際に誤り率が最も低くなると予想されるため、同モードの場合に最も検査ビットが少なくなるように設定されている。そして、「高品位」、「標準」、「高速」モードになるに従って、印字品位の低下による誤り率の増加が予想されるため、付加可能な情報量を低下させて訂正能力を上昇させている。誤り訂正パラメータ決定部132では、入力されたパラメータQualityに対応した誤り訂正を行うためのパラメータ(n_D2,k_D2,d_D2)が決定され、誤り訂正符号化部13に入力される。

すなわち、本発明による第２の実施形態は、複数の印字品位毎に対応付けられた誤り訂正パラメータのリストを保持するリスト保持手段（二次記憶装置55等）をさらに備え、誤り訂正パラメータ決定手段が、リストの中から、設定された印字品位に対応する誤り訂正パラメータを選択することを特徴とする。また、誤り訂正パラメータは、それぞれの印字品位に対して付加可能な最大の情報量を有することを特徴とする。

次に、上述した第２の実施形態における画像符号化装置の動作手順について説明する。パラメータの入力から印刷画像133の出力までの基本的な動作手順は、第１の実施形態における画像処理装置の動作手順と同じである。ここでは、印字品位設定部131から出力されたパラメータQualityに基づいて、誤り訂正パラメータ(n_D2,k_D2,d_D2)を決定する誤り訂正パラメータ決定部132の動作について説明する。

なお、本実施形態では、m種類の印刷品位Q[m]毎に、あらかじめ最適なBCHパラメータ(n_D2 ^m,k_D2 ^m,d_D2 ^m)を決定しておく。そして、図１５に示すリストを、多重化あるいは復号化を行う制御装置30における二次記憶装置35等に記憶しておく。

図１６は、第２の実施形態における誤り訂正パラメータ決定部132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、誤り訂正パラメータ決定部132で初期設定が行われ、mを0とする（ステップS161）。次に、印字品位設定部131で得られたパラメータQualityがリスト上のm=0に対応して存在するか否かの判定が行われる（ステップS162）。その結果、パラメータQualityがリスト上のm=0に対応して存在している場合(YES)、最適なパラメータ(n_D2 ^m,k_D2 ^m,d_D2 ^m)が、誤り訂正符号化部13に入力される（ステップS163）。

一方、パラメータQualityがリスト上のm=0に対応して存在していない場合(NO)、インクリメント(m=m+1)される（ステップS164）。そして、m＞3であるか否かが判断される（ステップS165）。そして、m＞3でない場合(NO)、ステップS162に戻って、パラメータQualityがリスト上の当該mに対応しているか否かが判断される。一方、ステップS165でm＞3と判定された場合(YES)、誤り訂正パラメータ決定部131の動作を終了する。このようにして、誤り訂正パラメータ決定部132では誤り訂正パラメータが決定される。

以上が、第２の実施形態の説明であるが、印字品位を示すモードは上述した4つの場合に限らず、それ以上であってもそれ以下であってもよい。また、図１５では、印字品位が「最高品位」から「高速」に行くに従って、訂正能力の高い誤り訂正符号を用いることになっているが、これに限らず、各モードに応じて最適な訂正能力を持つ符号を使用してもよい。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では、付加情報を読み取る際の誤り率を左右する要因として、被多重化画像の特性に注目する。そこで、被多重化画像の輝度値のヒストグラムを作成し、濃度値があるしきい値よりも濃度が高い領域、あるいは低い領域を多く含んでいるような画像に対しては、読み取り時に誤り率が上昇する可能性が高いとして、誤り訂正能力の高いパラメータを使用する。

図１７は、画像情報に付加情報を埋め込んで印刷する本発明の第3の実施形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。図１７において、入力端子31、32、誤り訂正符号化部33、付加情報多重化部34及びプリンタ35の役割や動作内容は第１の実施形態で示した図１及び第２の実施形態で示した図１３におけるものと同一である。図１７において、画像特性判定部171は、誤り訂正パラメータ決定部172に対して誤り訂正パラメータ(n_D3,k_D3,d_D3)を決定させるためのパラメータPropertyを入力するものである。

すなわち、本発明による第３の実施形態は、画像情報に付加情報を埋め込む多重化手段（付加情報多重化部14）と、付加情報が埋め込まれた画像情報を印刷する少なくとも１つの印刷手段（プリンタ15）とを備える画像処理装置であって、画像情報の特性を評価するための画像特性評価量を求める画像特性評価量算出手段（画像特性判定部171）と、算出された画像特性評価量に応じて誤り訂正パラメータを決定する誤り訂正パラメータ決定手段（誤り訂正パラメータ決定部172）と、決定された誤り訂正パラメータに応じて、付加情報が誤り訂正符号化された多重化情報を生成する誤り訂正符号化手段（誤り訂正符号化部13）とを備え、多重化手段が、多重化情報を前記画像情報に埋め込むことを特徴とする。

図１８は、画像特性判定部171の動作手順を説明するためのフローチャートである。画像特性判定部171では、まず、画像を数画素単位のブロックに分割し、ブロック毎にブロック内の平均輝度値L_bが算出される（ステップS181）。次に、算出された平均輝度値L_bに対し、被多重化画像全体のヒストグラムH_Lbを算出する（ステップS182）。図１９は、非多重化画像全体のヒストグラムの一例を示す図である。図１９において、横軸はブロック毎の平均輝度値、縦軸は頻度を示している。なお、頻度は、同じ平均輝度値となったブロック数を、被多重化画像全体のブロック数で割ることにより求められ、パーセント(%)で表される。図２０は、パラメータPropertyが増加するに従って、付加可能な情報量を減らして訂正能力を高めるような誤り訂正パラメータのリストを示す図である。

そこで、この発明による第３の実施形態では、画像特性評価量算出手段は、画像情報を複数のブロックに分割する画像分割部と、ブロック毎に平均輝度値を算出する平均輝度値算出部と、平均輝度値の度数分布を算出する度数分布算出部と、度数分布の分布に応じて画像特性評価量を算出する画像特性評価部とを備えることを特徴とする。

そこで、パラメータPropertyの初期化が行われる（ステップS183）。そして、輝度値L_bがあるしきい値T_Lowよりも小さい領域H_Lbがあるしきい値T_Hg(%)以上存在するか否かが判定される（ステップS184）。その結果、当該領域がT_Hg(%)以上存在すると判定された場合(YES)、パラメータPropertyがインクリメント(Property=Property+1)される（ステップS185)。例えば、図１９に示されたようなヒストグラムの場合には、あるしきい値T_Lowよりも小さい領域H_Lbが少ないので、パラメータPropertyはインクリメントされて1となる。

一方、ステップS184で、当該領域がT_Hg(%)以上存在しない判定された場合(NO)、輝度値L_bがあるしきい値T_Hiよりも大きい領域H_Lbがあるしきい値T_Hg(%)以上存在するか否かが判定される（ステップS186）。その結果、当該領域がT_Hg(%)以上存在すると判定された場合(YES)、パラメータPropertyがインクリメント(Property=Property+1)される（ステップS187)。一方、ステップS186で、当該領域がT_Hg(%)以上存在しない判定された場合(NO)、そのまま終了する。このようにして、本実施形態においては、パラメータPropertyは0、1、2の3つの値を取り得る。

すなわち、本発明による第３の実施形態は、複数の画像特性評価量毎に対応付けられた誤り訂正パラメータのリストを保持するリスト保持手段（二次記憶装置35等）をさらに備え、誤り訂正パラメータ決定手段が、リストの中から、算出された画像特性評価量に対応付けられた誤り訂正パラメータを選択することを特徴とする。また、誤り訂正パラメータは、それぞれの画像特性評価量に対して付加可能な最大の情報量を有することを特徴とする。

図１８に示した処理手順により、画像特性判定部171でパラメータPropertyが求まり、誤り訂正パラメータ決定部192に入力される。図２１は、第３の実施形態における誤り訂正パラメータ決定部172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、誤り訂正パラメータ決定部172では初期設定が行われ、mを0とする（ステップS211）。次に、画像特定判定部171で得られたパラメータPropertyが図22に示されるリスト上のm=0に対応して存在するか否かの判定が行われる（ステップS212）。その結果、パラメータPropertyがリスト上のm=0に対応して存在している場合(YES)、最適なパラメータ(n_D3 ^m,k_D3 ^m,d_D3 ^m)が、誤り訂正符号化部33に入力される（ステップS213）。

一方、パラメータPropertyがリスト上のm=0に対応して存在していない場合(NO)、インクリメント(m=m+1)される（ステップS214）。そして、m＞2であるか否かが判断される（ステップS215）。そして、m＞2でない場合(NO)、ステップS212に戻って、パラメータPropertyがリスト上の当該mに対応しているか否かが判断される。一方、ステップS215でm＞2と判定された場合(YES)、誤り訂正パラメータ決定部172の動作を終了する。このようにして、誤り訂正パラメータ決定部172では誤り訂正パラメータ(n_D3,k_D3,d_D3)が決定される。

以上が、第３の実施形態の説明である。本実施形態では、輝度値のしきい値を2種類、頻度のしきい値を1種類しか使用しなかったが、これらのしきい値は増減が可能である。

また、上述した実施形態における各リスト内のパラメータ値は、あらかじめシステムで設定されているものであるが、ユーザが入力することによって設定したり、あるいはネットワークを通じて離隔した場所から入力できるようにしてもよい。

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。

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。

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。

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。

画像情報に付加情報を埋め込んで印刷する本発明の第１の実施形態による画像処理装置の構成を表すブロック図である。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第１の実施形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。本発明における各処理部の動作を実行させる制御部を説明する概要図である。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。多重化あるいは復号化を行う制御装置30における二次記憶装置35等に記憶されるリストの状態を説明するための図である。図４のステップS44で示される誤り訂正パラメータ決定部17の動作手順を説明するためのフローチャートである。誤り訂正符号化部13の動作手順を説明するためのフローチャートである。画像中に多重化する付加情報のデータ形式を説明するための図である。多重化情報y₁(j)の構造を説明するための概要図である。図２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。誤り訂正復号化部23の動作手順を詳細に説明するためのフローチャートである。パラメータPntParamをプリンタの機種名と印字解像度の組にしたときのリストを示す図である。画像情報に付加情報を埋め込んで印刷する本発明の第２の実施形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。ユーザが印字の品位を設定するためのGUI(Graphical User Interface)を示す概要図である。それぞれの印字モードに対して最適に設計された誤り訂正パラメータのリストを示す図である。第２の実施形態における誤り訂正パラメータ決定部132の動作手順を説明するためのフローチャートである。画像情報に付加情報を埋め込んで印刷する本発明の第3の実施形態による画像処理装置の構成を示すブロック図である。画像特性判定部171の動作手順を説明するためのフローチャートである。非多重化画像全体のヒストグラムの一例を示す図である。パラメータPropertyが増加するに従って、付加可能な情報量を減らして訂正能力を高めるような誤り訂正パラメータのリストを示す図である。第３の実施形態における誤り訂正パラメータ決定部172の動作手順を説明するためのフローチャートである。先に提案された、付加情報を画像情報に埋め込んで印刷する画像処理装置の構成を示すブロック図である。先に提案された、印刷画像から付加情報を読み取って抽出する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

13 誤り訂正符号化部
14 付加情報多重化部
15 プリンタ
16、133、173 印刷画像
17、132、172 誤り訂正パラメータ決定部
18 機種ID取得部
21 イメージスキャナ
22 付加情報分離部
23 誤り訂正復号化部
131 印字品位設定部
171 画像特性判定部
D1、D2、D3、D4、D5 画像情報
x(i) 付加情報
y₁(j)、y₂(j)、y₃(j)、y₁'(j) 多重化情報

Claims

画像情報に付加情報を埋め込む多重化手段と、前記付加情報が埋め込まれた画像情報を印刷する少なくとも１つのプリンタとを備える画像処理装置であって、
それぞれが印刷品位が異なる、複数種の印刷モードから設定される印刷モードに応じて誤り訂正パラメータを決定する誤り訂正パラメータ決定手段と、
前記決定された誤り訂正パラメータを用いて、前記付加情報が誤り訂正符号化された多重化情報を生成する誤り訂正符号化手段と、を備え、
前記多重化手段が、前記多重化情報を前記画像情報に埋め込み、
前記誤り訂正パラメータ決定手段は、設定される印刷モードの印刷品位が低くなるに従って、訂正能力の高い誤り訂正パラメータを決定することを特徴とする画像処理装置。
前記複数種の印刷モード毎に対応付けられた前記誤り訂正パラメータのリストを保持するリスト保持手段をさらに備え、
前記誤り訂正パラメータ決定手段が、前記リストの中から、設定された印字品位に対応する前記誤り訂正パラメータを選択する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
前記誤り訂正パラメータは、前記それぞれの印刷モードの前記印字品位に対して付加可能な最大の情報量を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
前記誤り訂正符号化手段は、BCH符号を用いる、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
画像情報に付加情報を埋め込む多重化手段と、前記付加情報が埋め込まれた画像情報を印刷する少なくとも１つのプリンタとを備える画像処理装置の制御方法であって、
それぞれが印刷品位が異なる、複数種の印刷モードから設定される印刷モードに応じて誤り訂正パラメータを決定する誤り訂正パラメータ決定工程と、
前記決定された誤り訂正パラメータを用いて、前記付加情報が誤り訂正符号化された多重化情報を生成する誤り訂正符号化工程と、を備え、
前記多重化手段が、前記多重化情報を前記画像情報に埋め込み、
前記誤り訂正パラメータ決定手工程は、設定される印刷モードの印刷品位が低くなるに従って、訂正能力の高い誤り訂正パラメータを決定することを特徴とする画像処理装置の制御方法。
前記複数種の印刷モード毎に対応付けられた前記誤り訂正パラメータのリストを保持するリスト保持工程をさらに備え、
前記誤り訂正パラメータ決定工程が、前記リストの中から、設定された印字品位に対応する前記誤り訂正パラメータを選択する、ことを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置の制御方法。
前記誤り訂正パラメータは、前記それぞれの印刷モードの前記印字品位に対して付加可能な最大の情報量を有する、ことを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置の制御方法。
前記誤り訂正符号化工程は、BCH符号を用いる、ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の画像処理装置に制御方法。
コンピュータが読込み実行することで、前記コンピュータを、請求項５乃至８のいずれか１項に記載の画像処理装置の制御方法の工程を実行させることを特徴とするコンピュータで実行可能なプログラム。
請求項９に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。