JP4172587B2

JP4172587B2 - 電子透かし挿入方法、電子透かし挿入装置及び電子透かし挿入プログラム、電子透かし検出方法、電子透かし検出装置及び電子透かし検出プログラム並びにデータ伝送方法、データ伝送システム及びデータ伝送プログラム

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Publication number: JP4172587B2
Application number: JP2004191408A
Authority: JP
Inventors: 歩美長谷; 恵理也前原; 伊津美間嶋; 勲篠原
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2024-06-29
Also published as: JP2006014171A

Description

本発明は、画像データに電子透かしを挿入するための電子透かし挿入方法、その装置及びそのプログラム、電子透かしが挿入された画像データから電子透かしを検出するための電子透かし検出方法、その装置及びそのプログラム並びに電子透かしを用いてデータを伝送するためのデータ伝送方法、データ伝送システム及びデータ伝送プログラムに関する。

近年、画像データに電子透かしを挿入する技術が開発され、著作権等を有する者等を特定する情報、著作物等の利用を許諾する場合の利用方法及び条件に関する情報等を電子透かしの形態で画像データに挿入することが実用化されてきている。

通常は電子透かしは電子データの形態で挿入され、検出されるが、印刷にも対応した電子透かしも登場してきている。これは、電子透かしが挿入された画像データが印刷された場合であっても、印刷された画像データから電子透かしを検出できるようにしたものである。

ところが、従来からの印刷にも対応した電子透かしは、スキャナを用いて印刷物を読み取ることを前提としている。このような前提のもとでは、読み取られた画像の縮尺は予め知られており、画像が回転していることはない。また、スキャナは６４００ｄｐｉ程度の高解像度を有するので高周波成分に埋め込まれている電子透かしを検出することができる。更に、カメラで読み取る場合と異なり手振れが生ずる場合もない。更に、スキャナにより一定の光源により画像が照射されるので、信号対雑音比、コントラストもよい。

一方、近年カメラを内蔵し、電子メール機能及びＷＷＷ(World Wide Web)ブラウザ機能を有する携帯電話が普及してきている。電子透かしが挿入された画像をこのような携帯電話のカメラで読み取り、携帯電話からそのような画像を電子メールの添付ファイル又はホームページのフォーム情報として送れば、ＷＷＷサーバ側は電子透かしを検出し、それに基づいてデータベースから情報を検索し、携帯電話はＷＷＷサーバ、メールサーバ等からその様な情報の提供等の様々なサービスを受けることができる。

従って、携帯電話の内蔵カメラ等で読み取った画像から電子透かしを検出することを可能とする電子透かし挿入方法、その装置及びそのプログラム並びに電子透かし検出方法、その装置及びそのプログラムの登場が望まれていた。

しかしながら、携帯電話の内蔵カメラ等で読み取った画像は、画像とカメラの間の距離等が変動要因となり、縮尺が不定である。また、携帯電話の内蔵カメラ等で読み取った画像は、画像とカメラの間の相対回転角等が変動要因となり、少なからず回転している場合が多い。更に、大多数の携帯電話の内蔵カメラで読み取った画像は、解像度が低い。例えば、３ｃｍ×４ｃｍの画像を６４００ｄｐｉのスキャナで読み取った場合の画素数は、約７６００万であるのに対し、現在普及している大多数の携帯電話の内蔵カメラの画素数は３０万程度であることより明らかである。更に、携帯電話の内蔵カメラ等で読み取った画像は、手振れが生じている場合がある。更に、携帯電話の内蔵カメラ等で読み取った画像は、一般の外光のもとで読み取られるので、信号対雑音比及びコントラストが十分でない場合が多い。

そこで、縮尺が不定であり、回転していて、解像度が低く、手振れが生じていて、信号対雑音比が悪く、コントラストも悪い画像であっても電子透かしの形態で埋め込まれたデータを安定して検出することを可能とするロバストな電子透かし挿入方法、その装置及びそのプログラム並びに電子透かし検出方法、その装置およびそのプログラムを提供することを目的とした発明が発明され、特許文献１で公開されている。
特開２００４−１５３９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されている発明のように、拡大縮小率を検出するための非ゼロ周波数成分を周波数領域に設けると、これを逆フーリエ変換して原画像に加算した場合に、原画像の画質がある程度落ちてしまう。また、回転角度を検出するための点及びデータを表す非ゼロ周波数成分も周波数領域に設けられ、これを逆フーリエ変換したものも原画像に加算するので、これによっても原画像の画質がある程度落ちてしまう。従って、周波数領域に設ける非ゼロ周波数成分の数を、むやみに増やさずに、できるだけ減らすことが、画質を低下させないという観点からみると、望ましい。

一方、同じ数の非ゼロ周波数成分を周波数領域に設けるのであれば、できる限り多くの数の非ゼロ周波数成分をデータを表すために利用することが、埋め込むべきデータのとりうる値の数を増やすという観点からみると、望ましい。そうすれば、より多くの情報量を有するデータを画像に埋め込むことが可能となる。

また、特許文献１に記載されている発明によると、データを表す非ゼロ周波数成分が挿入される周波数領域における円の半径が予め決まっているので、撮影した画像の拡大縮小率が判ると、データを表す非ゼロ周波数成分が挿入されている円の半径位置が予測できてしまうため、データの秘匿性が弱く、従って、例えば、悪意を持った第三者に悪用されるおそれがあった。

そこで、本発明は、周波数領域に設ける点のうちデータを表すために利用する非ゼロ周波数成分を多くすることを可能とする電子透かし挿入方法、その装置及びそのプログラム、電子透かし検出方法、その装置及びそのプログラム並びにデータ伝送方法、そのシステム及びそのプログラムを提供することを目的とする。

また、本発明は、データの秘匿性を高めることを可能とする電子透かし挿入方法、その装置及びそのプログラム、電子透かし検出方法、その装置及びそのプログラム並びにデータ伝送方法、そのシステム及びそのプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の観点によれば、周波数領域において、半径が不定な第１の円上に並ぶ第１の所定数の候補位置のうちの挿入すべきデータにより相互に組み合わされる位置であって前記第１の所定数より少ない第２の所定数のものに非ゼロ周波数成分を生成するステップと、前記周波数領域において、前記第１の円とは異なる第２の円上の位置に画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を生成するステップと、生成された前記非ゼロ周波数成分を合わせて前記周波数領域から空間領域に変換するステップと、原画像の全部又は一部のブロックに前記変換により得た画像を加算又は減算するステップと、を備えることを特徴とする電子透かし挿入方法が提供される。

上記の電子透かし挿入方法において、前記第２の円上の位置とは、周波数領域の原点を中心として１８０度以外の角度を回転させた後の全ての該位置が回転させる前の全ての該位置と重なるようなことが、該角度を１８０度以外のいかなる値としても、ないようなものであってもよい。

上記の電子透かし挿入方法において、前記第１の円及び前記第２の円とは異なる第３の円上に並ぶ第３の所定数の候補位置のうちの挿入すべき前記データにより相互に組合わされる位置であって前記第３の所定数より少ない第４の所定数のものに非ゼロ周波数成分を生成するステップを更に備え、前記変換のステップでは、前記第３の円上に生成された非ゼロ周波数成分も前記周波数領域から前記空間領域に変換してもよい。

本発明の第２の観点によれば、画像より１以上の画像ブロックを得るステップと、前記１以上の画像ブロックのデータを空間領域から周波数領域に変換するステップと、前記１以上の画像ブロックの各周波数成分を基に、各周波数成分の振幅を得るステップと、前記周波数領域において、前記各周波数成分の振幅を基に、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を検出することにより前記画像の回転角度を検出するステップと、前記周波数領域において、円周上の第１の所定数の位置であって検出された前記回転角度を回転基準としたもののうちの前記第１の所定数よりも少ない第２の所定数の何れかの位置に非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径の各円毎に検出するステップと、前記第２の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せを基に、前記画像に挿入されているデータを検出するステップと、を備えることを特徴とする電子透かし検出方法が提供される。

上記の電子透かし検出方法において、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、円上の位置に分布していてもよい。

上記の電子透かし検出方法において、前記円上の位置とは、周波数領域の原点を中心として１８０度以外の角度を回転させた後の全ての該位置が回転させる前の全ての該位置と重なるようなことが、該角度を１８０度以外のいかなる値としても、ないようなものであってもよい。

上記の電子透かし検出方法において、データに係る前記非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径毎に検出するステップは、半径が短い円から半径が長い円に向かって行われ、データに係る前記非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径毎に検出するステップにより、データに係る前記非ゼロ周波数成分が検出された後に、前記周波数領域において、円周上の第３の位置であって検出された前記回転画像を回転基準としたもののうちの前記第３の所定数よりも少ない第４の所定数の何れかの位置に非ゼロ周波数成分があるか否かを、前記データに係る非ゼロ周波数成分が検出された円よりも半径が長い各円毎に検出するステップを更に備え、前記画像に挿入されているデータを検出するステップでは、前記第２の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せのみならず、前記第４の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せも基にして、前記画像に挿入されているデータを検出してもよい。

上記の電子透かし検出方法において、データに係る前記非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径毎に検出するステップは、半径が長い円から半径が短い円に向かって行われ、データに係る前記非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径毎に検出するステップにより、データに係る前記非ゼロ周波数成分が検出された後に、前記周波数領域において、円周上の第３の位置であって検出された前記回転画像を回転基準としたもののうちの前記第３の所定数よりも少ない第４の所定数の何れかの位置に非ゼロ周波数成分があるか否かを、前記データに係る非ゼロ周波数成分が検出された円よりも半径が短い各円毎に検出するステップを更に備え、前記画像に挿入されているデータを検出するステップでは、前記第２の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せのみならず、前記第４の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せも基にして、前記画像に挿入されているデータを検出してもよい。

上記の電子透かし検出方法において、前記画像を空間フィルタに通すステップを更に備え、前記画像より１以上の画像ブロックを得るステップは、前記空間フィルタを通った画像より１以上の画像ブロックを得るステップであってもよい。

本発明の第３の観点によれば、周波数領域において、半径が不定な第１の円上に並ぶ第１の所定数の候補位置のうちの挿入すべきデータにより相互に組み合わされる位置であって前記第１の所定数より少ない第２の所定数のものに非ゼロ周波数成分を生成するステップと、前記周波数領域において、前記第１の円とは異なる第２の円上の位置に画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を生成するステップと、生成された前記非ゼロ周波数成分を合わせて前記周波数領域から空間領域に変換するステップと、原画像の全部又は一部のブロックに前記変換により得た画像を加算又は減算するステップと、前記加算又は減算を経た画像より１以上の画像ブロックを得るステップと、前記１以上の画像ブロックのデータを空間領域から周波数領域に変換するステップと、前記１以上の画像ブロックの各周波数成分を基に、各周波数成分の振幅を得るステップと、前記周波数領域において、前記各周波数成分の振幅を基に、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を検出することにより前記画像の回転角度を検出するステップと、前記周波数領域において、円周上の第１の所定数の位置であって検出された前記回転角度を回転基準としたもののうちの前記第１の所定数よりも少ない第２の所定数の何れかの位置に非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径の各円毎に検出するステップと、前記第２の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せを基に、前記画像に挿入されているデータを検出するステップと、を備えることを特徴とするデータ伝送方法が提供される。

本発明によれば、拡大縮小率を検出するための非ゼロ周波数成分を配置する必要が無いので、非ゼロ周波数成分の数を所定数とするという前提のもとでは、データを表すために非ゼロ周波数成分を有効に利用することがでる。

また、本発明によれば、拡大縮小率を検出するための非ゼロ周波数成分を配置する必要が無いので、データを表すための非ゼロ周波数成分の数及び回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分の数を所定数とするという前提のもとでは、画質を向上させることができる。

更に、本発明によれば、データを表す非ゼロ周波数成分が挿入される周波数領域における円の半径が不定であるので、データの秘匿性を高めることができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態で利用する周波数領域におけるパターンを示す。図１において、黒丸は非ゼロ周波数成分を示し、白抜きの丸は、ゼロ周波数成分を示す。ここで、非ゼロ周波数成分とは、振幅がゼロでない周波数成分のことであり、ゼロ周波数成分とは、振幅がゼロである周波数成分のことである。

図１に示すように、最外円は、２０等分され、２０個の位置に非ゼロ周波数成分又はゼロ周波数成分が配置される。２０個の位置の何れもがＸ軸又はＹ軸と重複しないように、角度のオフセットを設けて最外円は２０等分されている。最内円も、２０等分され、２０個の位置のうちの１０個の位置に非ゼロ周波数成分が配置される。

図１に示すパターンにおいて、非ゼロ周波数成分又はゼロ周波数成分が配置される位置が、Ｘ軸又はＹ軸と重複しないように選択されているのは、電子透かしを検出する際に、画像をフーリエ変換して得られた周波数領域において、Ｘ軸上及びＹ軸上にノイズに起因する非ゼロ周波数成分が多数発生し、このような非ゼロ周波数成分が電子透かし挿入装置により挿入した非ゼロ周波数成分と区別が付かなくなる可能性が高くなるからである。

図１に示すパターンは、図２及び３に示すパターンに分解することができる。図２に示すパターンは、データを表すパターンであり、図３に示すパターンは、回転角度を検出するためのパターンである。

図２を参照すると、データを表すパターンは、最外円を２０等分して得られる２０個の位置に形成される。２０個の位置のうちの１０個の位置に非ゼロ周波数成分が配置され、残りの１０個の位置にゼロ周波数成分が配置される（非ゼロ周波数成分が配置されない。）。周波数成分の振幅は原点を中心として点対称に分布するので、２０個の位置から１０個の位置を選択することは、１０個の位置から５個の位置を選択することと等価である。従って、データを表すパターンは_１０Ｃ_５＝２５２通りのデータを表すことができる。

図３を参照すると、回転角度を検出するためのパターンは、最内円を２０等分して得られる２０個の位置のうちの１０個の位置に非ゼロ周波数成分を配置することにより形成される。

画像の回転角度を検出するためには、円上に１０個の非ゼロ周波数成分が存在することが検出されるまで、円の半径をゼロから徐々に増やし、検出された時の１０個の非ゼロ周波数成分の周波数領域における極座標で見た位置の角度を検出する。

画像の回転角度が検出されたならば、非ゼロ周波数成分又はゼロ周波数成分が存在するはずである２０個の位置の周波数領域の極座標で見た角度を知ることができるので、円上のそれらの角度の位置にウィンドウを設け、そのウィンドウの位置に１０個の非ゼロ周波数成分があることが検出されるまで、円の半径を最内円の半径から徐々に増やし、検出された時の１０個の非ゼロ周波数成分の周波数領域における極座標で見た位置を検出する。そして、それらの位置の組合せ及び回転角度よりデータを検出する。

回転角度を検出するためのパターンは、図３に示されるようなものには限られない。例えば、最内円を２分割して得た２つの位置に非ゼロ周波数成分を挿入しても回転角度を検出することができる。また、図４に示すように最内円に分布する非ゼロ周波数成分を挿入しても回転角度を検出することができる。ここで、回転角度が０度である場合と回転角度が１８０度である場合には、周波数成分の振幅の分布は同一であるので、０度の回転角度と１８０度の回転角度を区別する必要はない。従って、回転角度を検出するためのパターンは、一般には、周波数領域の原点を中心として１８０度以外の角度を回転させた後の全てのパターン中の位置が回転させる前のパターン中の全ての位置と重なるようなことが、角度を１８０度以外のいかなる値としても、ないようなものである。

また、図４に示すように、図１に示す最外円よりも半径が長い円を設け、その円上の２０個の位置のうちの１０個の位置に非ゼロ周波数成分を挿入し、残りの１０個の位置にゼロ周波数成分を挿入するように（非ゼロ周波数成分を挿入しないように）してもよい。この場合、その円上の非ゼロ周波数成分の位置の組合せの数は、_１０Ｃ_５＝２５２であるので、図１に示す最外円上の非ゼロ周波数成分の位置の組合せと掛け合わせて、２５２×２５２＝６３５０４通りのデータを表すことができる。

更に、図１及び４の例では、全ての円を２０分割したが、各円毎に分割数が異なるようにしてもよい。また、分割位置の周波数領域の極座標で見た角度を円毎に変えても良い。但し、電子透かし挿入側と電子透かし検出側との間で、分割数及び分割位置の円相互間での相対角度を揃えておく必要がある。

図５は、本発明の実施形態による電子透かし挿入装置の構成を示すブロック図である。

図５を参照すると、本発明の実施形態による電子透かし挿入装置は、回転角度検出用パターン生成部１０１、データ保持部１０２、データパターン生成部１０３、合成部１０４、逆離散フーリエ変換部１０５、二値化部１０６及び加算部１０７を備える。なお、これらの部分はハードウェアによって実現することもできるが、コンピュータをこれらの部分として機能させるためのプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによっても実現することができる。

次に、電子透かし挿入装置により行われる電子透かし挿入方法について、図５及び６を参照して説明する。

回転角度検出用パターン生成部１０１は、図３に示すような回転角度検出用パターンを生成する（ステップＳ１５１）。データ保持部１０２は、挿入するべきデータを保持する。データパターン生成部１０３は、データ保持部１０２に保持されているデータの値に応じて、図２に示すようなデータパターンを生成する（ステップＳ１５２）。合成部１０４は、回転角度検出用パターン生成部１０１が生成した回転角度検出用パターン及びデータパターン生成部１０３が生成したデータパターンを合成して、図１に示すようなパターンを生成する（ステップＳ１５３）。逆フーリエ変換部１０５は、合成部１０４が生成した図１に示すようなパターンを逆フーリエ変換して、空間領域におけるパターン（空間領域パターン）を生成する（ステップＳ１５４）。二値化部１０６は、逆フーリエ変換部１０５が生成した空間領域パターンを二値化する（ステップＳ１５５）。加算部１０７は、二値化部１０６により二値化された空間領域パターンを原画像の黄成分の全部又は一部のブロックに加算する（ステップＳ１５６）。

なお、二値化部１０６を通さない空間領域パターンを原画像の黄成分に加算してもよい。また、加算部１０７を減算部に置き換え、二値化された空間領域パターン又は二値化されていない空間領域パターンを原画像の黄成分から減算してもよい。

図７は、本発明の実施形態による電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。

図７を参照すると、本発明の実施形態による電子透かし検出装置は、空間フィルタ２０１、ブロック化部２０２、離散フーリエ変換部２０３、振幅計算部２０４、振幅積算部２０５、回転角度検出部２０６及びデータ検出部２０７を備える。なお、これらの部分はハードウェアによって実現することもできるが、コンピュータをこれらの部分として機能させるためのプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによっても実現することができる。

次に、図７に示す電子透かし検出装置により行われる電子透かし検出方法について、図７及び８等を参照して説明する。

空間フィルタ２０１は、図９に示すような重みを有することから明らかなように、帯域通過特性を有す。電子透かしが挿入された画像の青成分（電子透かし挿入画像）に、空間フィルタ２０１が適用される（ステップＳ２５１）。これにより、図１に示すパターン以外の非ゼロ周波数成分は抑圧される。ブロック化部２０２は、空間フィルタが適用された電子透かし挿入画像を１以上のブロックにブロック化する（ステップＳ２５２）。離散フーリエ変換部２０３は、ブロック化部２０２が出力する各ブロックの電子透かし挿入画像を離散フーリエ変換して、各ブロックの各周波数成分を得る（ステップＳ２５３）。振幅計算部２０４は、各ブロックの各周波数成分の振幅を計算する（ステップＳ２５４）。振幅積算部２０５は、ブロック間で各周波数毎に振幅を積算する（ステップＳ２５５）。回転角度検出部２０６は、振幅積算部２０５が出力する各周波数成分の振幅に基づいて、図３に示すような最内円の非ゼロ周波数成分を検出し、これに基づいて画像の回転角度を検出する（ステップＳ２５６）。この検出の詳細については後述する。データ検出部２０８は、振幅積算部２０５が出力する振幅及び回転角度検出部２０６が出力する回転角度に基づいてデータを検出する（ステップＳ２５７）。この検出の詳細についても後述する。

図１０は、本発明の他の形態による電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。

図１０を参照すると、本発明の実施形態による電子透かし検出装置は、空間フィルタ２０１、ブロック化部２０２、離散フーリエ変換部２０３、周波数成分積算部３０４、振幅計算部３０５、回転角度検出部２０６及びデータ検出部２０７を備える。なお、これらの部分はハードウェアによって実現することもできるが、コンピュータをこれらの部分として機能させるためのプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによっても実現することができる。

次に、図１０に示す電子透かし検出装置により行われる電子透かし検出方法について、図１０及び１１等を参照して説明する。

空間フィルタ２０１、ブロック化部２０２、離散フーリエ変換部２０３の動作は、図７に示す電子透かし検出装置のものと同様であるので、説明を省略する。周波数成分積算部３０４は、離散フーリエ変換部２０３が出力する各ブロックの周波数成分を複素数のまま積算する（ステップＳ３５４）。振幅計算部３０５は、周波数成分積算部３０４が出力する複素数の積算値の振幅を計算する（ステップＳ３５５）。回転角度検出部２０６は、振幅計算部３０５が出力する各周波数成分の振幅に基づいて、図３に示すような最内円の非ゼロ周波数成分を検出し、これに基づいて画像の回転角度を検出する（ステップＳ２５６）。この検出の詳細については後述する。データ検出部２０８は、振幅積算部２０５が出力する振幅及び回転角度検出部２０６が出力する回転角度に基づいてデータを検出する（ステップＳ２５７）。この検出の詳細についても後述する。

次に、回転角度を検出するステップ（ステップＳ２５６）の詳細について、図１２を参照して説明する。

まず、パラメータである半径を周波数領域における最小周波数に対応するゼロに初期化する（ステップＳ４０１）。次に、現在の半径の円周上にＮ１個（図１の例では、１０個）の非ゼロ周波数成分が存在するか否かを判断する（ステップＳ４０２）。存在しなければ（ステップＳ４０２でＮＯ）、半径を周波数領域における離散周波数単位間隔に対応するΔＲだけ長くして（ステップＳ４０３）、再度、ステップＳ４０２を行う。

ステップＳ４０２においては、以下のようなことをする。すなわち、３６０度を２×Ｎ１に分割して得た角度毎に２×Ｎ１個のウィンドウを設け、全周波数成分をそのウィンドウを通した後にしきい値を超える振幅の非ゼロ周波数成分がＮ１個検出できるか否かをウィンドウの角度をずらしながらみていく。検出できた場合には、そのＮ１個の非ゼロ周波数成分が検出しようとしている非ゼロ周波数成分である。

存在すれば（ステップＳ４０２でＹＥＳ）、現在の半径の円が最内円であることを意味するので、検出されたＮ１個の非ゼロ周波数成分の分布を基に回転角度を検出する（ステップＳ４０４）。

図１２には示していないが、半径がゼロになってもＮ１個の非ゼロ周波数成分が検出できない場合には、ウィンドウの半径方向の幅を広げてステップＳ４０２及びステップＳ４０３を繰り返す。それでもどの半径でもＮ１個の非ゼロ周波数成分が検出できない場合には、ウィンドウの半径方向の幅を戻した上で上記しきい値を下げて、ステップＳ４０２及びＳ４０３を繰り返す。それでもどの半径でもＮ１個の非ゼロ周波数成分が検出できない場合には、再度ウィンドウの半径方向の幅を変えてステップＳ４０２及びＳ４０３を繰り返す。以下同様なことを繰り返す。

次に、データを検出するステップ（ステップＳ２５７）の詳細について、図１３を参照して説明する。

まず、パラメータである半径を回転角度検出用の円である最内円の半径に初期化する（ステップＳ４２１）。次に、現在の半径の円周上にＮ１個（図１の例では、１０個）の非ゼロ周波数成分が存在するか否かを判断する（ステップＳ４２２）。存在しなければ（ステップＳ４２２でＮＯ）、半径を周波数領域における離散周波数単位間隔に対応するΔＲだけ長くして（ステップＳ４２３）、再度、ステップＳ４２２を行う。

ステップＳ４２２における検出方法はステップＳ４０２における検出方法と同様なものである。また、検出できない場合には上記と同様な再試行を行う。

存在すれば（ステップＳ４２２でＹＥＳ）、現在の半径の円が最外円であることを意味するので、検出されたＮ１個の非ゼロ周波数成分の分布及びステップＳ２５６で検出された回転角度を基にデータを検出する（ステップＳ４２４）。

なお、図４に示すように、図１に示す最外円の外側に更にデータ円がある場合には、ステップＳ４２１乃至Ｓ４２３と同様なことをそのデータ円についても行い、ステップＳ４２４では両円の非ゼロ周波数成分の分布及びステップＳ２５６で検出された回転角度を基にデータを検出する。

なお、図９に示す空間フィルタの通過帯域は、ナイキスト周波数の半分の周波数を中心とするので、カメラにより撮影した場合に、約８０％乃至約１３０％の範囲で拡大又は縮小されていても、空間フィルタを通した画像においては、電子透かしが強調され、原画像が抑圧される効果を得ることができる。カメラにより撮影した画像が前記範囲よりを超えて拡大又は縮小されている場合は、図４に示す空間フィルタを通した画像においては、電子透かしが強調され、原画像が抑圧される効果を得ることができず、従って、電子透かしを検出できなくなる場合もありうるが、そのような場合には、空間フィルタの通過帯域を変化させて、再度、電子透かしの検出を再試行するようにすればよい。

本発明は、印刷物に印刷される画像に電子透かしを挿入し、その画像をカメラ等で撮影し、撮影された画像から電子透かしを検出することにより、電子透かしに対応するデータを取得するために利用することができる。

本発明の実施形態で利用する電子透かしを周波数領域において示した図である。図１に示す電子透かしのうち、データを表す部分を示す図である。図１に示す電子透かしのうち、回転角度検出用の電子透かしを示す図である。本発明の実施形態で利用する電子透かしの変形例を周波数領域において示した図である。本発明の実施形態による電子透かし挿入装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態による電子透かし挿入装置により行われる電子透かし挿入方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態による電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態による電子透かし検出装置により行われる電子透かし検出方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態による電子透かし検出装置で用いられる空間フィルタのタップ係数の例を示す図である。本発明の他の実施形態による電子透かし検出装置の構成を示すブロック図である。本発明の他の実施形態による電子透かし検出装置により行われる電子透かし検出方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態による回転角度を検出する方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態によるデータを検出する方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１回転角度検出用パターン生成部
１０２データ保持部
１０３データパターン生成部
１０４合成部
１０５逆離散フーリエ変換部
１０６二値化部
１０７加算部（減算部）
２０１空間フィルタ
２０２ブロック化部
２０３離散フーリエ変換部
２０４振幅計算部
２０５振幅積算部
２０６回転角度検出部
２０７データ検出部
３０４周波数成分積算部
３０５振幅計算部

Claims

周波数領域において、半径が不定な第1の円上に並ぶ第１の所定数の候補位置のうちの挿入すべきデータにより相互に組み合わされる位置であって前記第１の所定数より少ない第２の所定数のものに非ゼロ周波数成分を生成するステップと、
前記周波数領域において、前記第１の円とは異なる第２の円上の位置に画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を生成するステップと、
生成された前記非ゼロ周波数成分を合わせて前記周波数領域から空間領域に変換するステップと、
原画像の全部又は一部のブロックに前記変換により得た画像を加算又は減算するステップと、
を備えることを特徴とする電子透かし挿入方法。
請求項１に記載の電子透かし挿入方法において、
前記第２の円上の位置とは、周波数領域の原点を中心として１８０度以外の角度を回転させた後の全ての該位置が回転させる前の全ての該位置と重なるようなことが、該角度を１８０度以外のいかなる値としても、ないようなものであることを特徴とする電子透かし挿入方法。
請求項１に記載の電子透かし挿入方法において、
前記第１の円及び前記第２の円とは異なる第３の円上に並ぶ第３の所定数の候補位置のうちの挿入すべき前記データにより相互に組合わされる位置であって前記第３の所定数より少ない第４の所定数のものに非ゼロ周波数成分を生成するステップを更に備え、
前記変換のステップでは、前記第３の円上に生成された非ゼロ周波数成分も前記周波数領域から前記空間領域に変換することを特徴とする電子透かし挿入方法。
画像より１以上の画像ブロックを得るステップと、
前記１以上の画像ブロックのデータを空間領域から周波数領域に変換するステップと、
前記１以上の画像ブロックの各周波数成分を基に、各周波数成分の振幅を得るステップと、
前記周波数領域において、前記各周波数成分の振幅を基に、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を検出することにより前記画像の回転角度を検出するステップと、
前記周波数領域において、円周上の第１の所定数の位置であって検出された前記回転角度を回転基準としたもののうちの前記第１の所定数よりも少ない第２の所定数の何れかの位置に非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径の各円毎に検出するステップと、
前記第２の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せを基に、前記画像に挿入されているデータを検出するステップと、
を備えることを特徴とする電子透かし検出方法。
請求項４に記載の電子透かし検出方法において、
前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、円上の位置に分布することを特徴とする電子透かし検出方法。
請求項５に記載の電子透かし検出方法において、
前記円上の位置とは、周波数領域の原点を中心として１８０度以外の角度を回転させた後の全ての該位置が回転させる前の全ての該位置と重なるようなことが、該角度を１８０度以外のいかなる値としても、ないようなものであることを特徴とする電子透かし検出方法。
請求項４に記載の電子透かし検出方法において、
データに係る前記非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径毎に検出するステップは、半径が短い円から半径が長い円に向かって行われ、
データに係る前記非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径毎に検出するステップにより、データに係る前記非ゼロ周波数成分が検出された後に、前記周波数領域において、円周上の第３の位置であって検出された前記回転画像を回転基準としたもののうちの前記第３の所定数よりも少ない第４の所定数の何れかの位置に非ゼロ周波数成分があるか否かを、前記データに係る非ゼロ周波数成分が検出された円よりも半径が長い各円毎に検出するステップを更に備え、
前記画像に挿入されているデータを検出するステップでは、前記第２の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せのみならず、前記第４の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せも基にして、前記画像に挿入されているデータを検出することを特徴とする電子透かし検出方法。
請求項４に記載の電子透かし検出方法において、
データに係る前記非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径毎に検出するステップは、半径が長い円から半径が短い円に向かって行われ、
データに係る前記非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径毎に検出するステップにより、データに係る前記非ゼロ周波数成分が検出された後に、前記周波数領域において、円周上の第３の位置であって検出された前記回転画像を回転基準としたもののうちの前記第３の所定数よりも少ない第４の所定数の何れかの位置に非ゼロ周波数成分があるか否かを、前記データに係る非ゼロ周波数成分が検出された円よりも半径が短い各円毎に検出するステップを更に備え、
前記画像に挿入されているデータを検出するステップでは、前記第２の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せのみならず、前記第４の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せも基にして、前記画像に挿入されているデータを検出することを特徴とする電子透かし検出方法。
請求項４に記載の電子透かし検出方法において、
前記画像を空間フィルタに通すステップを更に備え、
前記画像より１以上の画像ブロックを得るステップは、前記空間フィルタを通った画像より１以上の画像ブロックを得るステップであることを特徴とする電子透かし検出方法。
周波数領域において、半径が不定な第1の円上に並ぶ第１の所定数の候補位置のうちの挿入すべきデータにより相互に組み合わされる位置であって前記第１の所定数より少ない第２の所定数のものに非ゼロ周波数成分を生成するステップと、
前記周波数領域において、前記第１の円とは異なる第２の円上の位置に画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を生成するステップと、
生成された前記非ゼロ周波数成分を合わせて前記周波数領域から空間領域に変換するステップと、
原画像の全部又は一部のブロックに前記変換により得た画像を加算又は減算するステップと、
前記加算又は減算を経た画像より１以上の画像ブロックを得るステップと、
前記１以上の画像ブロックのデータを空間領域から周波数領域に変換するステップと、
前記１以上の画像ブロックの各周波数成分を基に、各周波数成分の振幅を得るステップと、
前記周波数領域において、前記各周波数成分の振幅を基に、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を検出することにより前記画像の回転角度を検出するステップと、
前記周波数領域において、円周上の第１の所定数の位置であって検出された前記回転角度を回転基準としたもののうちの前記第１の所定数よりも少ない第２の所定数の何れかの位置に非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径の各円毎に検出するステップと、
前記第２の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せを基に、前記画像に挿入されているデータを検出するステップと、
を備えることを特徴とするデータ伝送方法。
周波数領域において、半径が不定な第１の円上に並ぶ第１の所定数の候補位置のうちの挿入すべきデータにより相互に組み合わされる位置であって前記第１の所定数より少ない第２の所定数のものに非ゼロ周波数成分を生成する手段と、
前記周波数領域において、前記第１の円とは異なる第２の円上の位置に画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を生成する手段と、
生成された前記非ゼロ周波数成分を合わせて前記周波数領域から空間領域に変換する手段と、
原画像の全部又は一部のブロックに前記変換により得た画像を加算又は減算する手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし挿入装置。
請求項１１に記載の電子透かし挿入装置において、
前記第２の円上の位置とは、周波数領域の原点を中心として１８０度以外の角度を回転させた後の全ての該位置が回転させる前の全ての該位置と重なるようなことが、該角度を１８０度以外のいかなる値としても、ないようなものであることを特徴とする電子透かし挿入装置。
請求項１１に記載の電子透かし挿入装置において、
前記第１の円及び前記第２の円とは異なる第３の円上に並ぶ第３の所定数の候補位置のうちの挿入すべき前記データにより相互に組合わされる位置であって前記第３の所定数より少ない第４の所定数のものに非ゼロ周波数成分を生成する手段を更に備え、
前記変換の手段では、前記第３の円上に生成された非ゼロ周波数成分も前記周波数領域から前記空間領域に変換することを特徴とする電子透かし挿入装置。
画像より１以上の画像ブロックを得る手段と、
前記１以上の画像ブロックのデータを空間領域から周波数領域に変換する手段と、
前記１以上の画像ブロックの各周波数成分を基に、各周波数成分の振幅を得る手段と、
前記周波数領域において、前記各周波数成分の振幅を基に、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を検出することにより前記画像の回転角度を検出する手段と、
前記周波数領域において、円周上の第１の所定数の位置であって検出された前記回転角度を回転基準としたもののうちの前記第１の所定数よりも少ない第２の所定数の何れかの位置に非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径の各円毎に検出する手段と、
前記第２の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せを基に、前記画像に挿入されているデータを検出する手段と、
を備えることを特徴とする電子透かし検出装置。
請求項１４に記載の電子透かし検出装置において、
前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分は、円上の位置に分布することを特徴とする電子透かし検出装置。
請求項１５に記載の電子透かし検出装置において、
前記円上の位置とは、周波数領域の原点を中心として１８０度以外の角度を回転させた後の全ての該位置が回転させる前の全ての該位置と重なるようなことが、該角度を１８０度以外のいかなる値としても、ないようなものであることを特徴とする電子透かし検出装置。
請求項１４に記載の電子透かし検出装置において、
データに係る前記非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径毎に検出する手段は、半径が短い円から半径が長い円に向かって行われ、
データに係る前記非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径毎に検出する手段により、データに係る前記非ゼロ周波数成分が検出された後に、前記周波数領域において、円周上の第３の位置であって検出された前記回転画像を回転基準としたもののうちの前記第３の所定数よりも少ない第４の所定数の何れかの位置に非ゼロ周波数成分があるか否かを、前記データに係る非ゼロ周波数成分が検出された円よりも半径が長い各円毎に検出する手段を更に備え、
前記画像に挿入されているデータを検出する手段では、前記第２の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せのみならず、前記第４の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せも基にして、前記画像に挿入されているデータを検出することを特徴とする電子透かし検出装置。
請求項１４に記載の電子透かし検出装置において、
データに係る前記非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径毎に検出する手段は、半径が長い円から半径が短い円に向かって行われ、
データに係る前記非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径毎に検出する手段により、データに係る前記非ゼロ周波数成分が検出された後に、前記周波数領域において、円周上の第３の位置であって検出された前記回転画像を回転基準としたもののうちの前記第３の所定数よりも少ない第４の所定数の何れかの位置に非ゼロ周波数成分があるか否かを、前記データに係る非ゼロ周波数成分が検出された円よりも半径が短い各円毎に検出する手段を更に備え、
前記画像に挿入されているデータを検出する手段では、前記第２の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せのみならず、前記第４の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せも基にして、前記画像に挿入されているデータを検出することを特徴とする電子透かし検出装置。
請求項１４に記載の電子透かし検出装置において、
前記画像を空間フィルタに通す手段を更に備え、
前記画像より１以上の画像ブロックを得る手段は、前記空間フィルタを通った画像より１以上の画像ブロックを得る手段であることを特徴とする電子透かし検出装置。
周波数領域において、半径が不定な第１の円上に並ぶ第１の所定数の候補位置のうちの挿入すべきデータにより相互に組み合わされる位置であって前記第１の所定数より少ない第２の所定数のものに非ゼロ周波数成分を生成する手段と、
前記周波数領域において、前記第１の円とは異なる第２の円上の位置に画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を生成する手段と、
生成された前記非ゼロ周波数成分を合わせて前記周波数領域から空間領域に変換する手段と、
原画像の全部又は一部のブロックに前記変換により得た画像を加算又は減算する手段と、
前記加算又は減算を経た画像より１以上の画像ブロックを得る手段と、
前記１以上の画像ブロックのデータを空間領域から周波数領域に変換する手段と、
前記１以上の画像ブロックの各周波数成分を基に、各周波数成分の振幅を得る手段と、
前記周波数領域において、前記各周波数成分の振幅を基に、前記画像の回転角度を検出するための非ゼロ周波数成分を検出することにより前記画像の回転角度を検出する手段と、
前記周波数領域において、円周上の第１の所定数の位置であって検出された前記回転角度を回転基準としたもののうちの前記第１の所定数よりも少ない第２の所定数の何れかの位置に非ゼロ周波数成分があるか否かを異なる半径の各円毎に検出する手段と、
前記第２の所定数の何れかの位置にあることが検出された前記非ゼロ周波数成分の位置の組合せを基に、前記画像に挿入されているデータを検出する手段と、
を備えることを特徴とするデータ伝送装置。
コンピュータに請求項１乃至３の何れか１項に記載の電子透かし挿入方法を行わせるためのプログラム。
コンピュータに請求項４乃至９の何れか１項に記載の電子透かし検出方法を行わせるためのプログラム。
コンピュータに請求項１０に記載のデータ伝送方法を行わせるためのプログラム。