JP4181728B2 - ベクトル型地図データに電子透かし情報を埋め込む方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、デジタル画像に製造者或いは販売者などを特定する情報を挿入する方法に関し、特にベクトル型地図データに電子透かし情報を埋め込む（書き込む）方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル画像は複写を行っても品質劣化が生じないため、著作権或いは正当な販売者の権利が不正な複写によって侵害されるという問題がある。このため、デジタル画像にその利用者が気づかないように余分なデータを埋め込み、デジタル画像に埋め込まれている余分なデータを取出して著作権の特定或いは不正複写を抑止することが行われている。このような目的のために埋め込まれる余分なデータを「電子透かし情報」と称している。
【０００３】
上述のように、電子透かし情報は本来のデータと異なるのでデジタル画像の品質を劣化させるおそれがある。このため、画像の品質を損なわないで且つ不正複写を行う者に気づかれることなく電子透かし情報を埋め込む技術が提案されている。
【０００４】
ところで、近年、コンピュータ技術の発展を背景にして、ＧＩＳ（Geographic Information System）として知られる地理情報システムが盛んに利用されるようになった。地理情報システムは、種々の情報を地図データと結び付けて扱うシステムであり、行政、建設、電力、ガス、運輸、小売業、動植物分布など極めて広い範囲の情報と密接な関係を有する。
【０００５】
地理情報システムにおいて重要な地位を占めるのがデジタル地図である。デジタル地図には、画素データの集合からなるラスター型地図と、位置座標と線分のデータの集合であるベクトル型地図がある。
【０００６】
例えば、ある線分を描く場合、ベクトル型地図では線分の始点と終点の座標を示すことにより線分を得ることができるのでデータ量が少なくて済むという利点がある。一方、ラスター型地図の場合には線分に相当する点の集合データを用意しなければならないため、ベクトル型地図に比べて膨大なデータ量を必要とする欠点がある。しかし、ラスター型地図は、気温分布、降雨量の変化、地形高度の色分けなど自然事象を表現するのに向いているという利点を有するので、ベクトル型地図を使用するかラスター型地図を使用するかは地図が表現しようとする対象によって選択される。
【０００７】
上述したように、デジタル画像に電子透かし情報を埋め込む技術が種々提案されている。例えば、特開平９−１９１３９４号公報では、デジタル画像にフーリエ変換等の周波数変換を施し、この変換された画像データの周波数スペクトラム成分に電子透かし情報を挿入し、次いで逆周波数変換を行なうことにより電子透かし情報を埋め込んだデジタル画像を得ることを開示している。
【０００８】
しかし、この従来例は、広帯域チャネルを利用して画像などのデジタル信号を送信する際に狭帯域の電子透かし情報を埋め込む技術であり、この従来技術をそのままベクトル型地図データには応用できない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ラスター型地図データでは、上述したように、多くの画素データを必要とするので、地図データの品質を大幅に損なうことなく電子透かし情報を挿入することは可能と思われる。一方、座標とこの座標で特定される線分データの集合であるベクトル型地図データでは、スカラー型地図データに比べて情報量が非常に少ないため、ベクトル型地図データに地図データの品質を低下させないで電子透かし情報を埋め込むとすれば、ベクトル型データの極く一部に電子透かし情報を書き込むことが考えられる。しかし、この方法では、電子透かし情報を書き込んでいない個所のデータがコピーされた場合には、違法コピーかどうかの判定は不可能という問題が生ずる。
【００１０】
このように、ベクトル型地図データは情報量が少ないために、ベクトル型地図データに電子透かし情報を書き込むという提案はこれまで存在していなかった。
【００１１】
【発明の目的】
本発明は、ベクトル型地図データの略々全面に亘って電子透かし情報を簡単な方法で埋め込む（書き込む）ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベクトル型地図データに電子透かし情報を埋め込む方法であって、上記ベクトル型地図データに電子透かし作成用データを重畳し、上記ベクトル型地図データの線分と上記電子透かし作成用データとの交点を求め、該交点を残して上記電子透かし作成用データを除去し、上記交点を電子透かし情報として上記ベクトル型地図データに埋め込む方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る実施の形態の概略を説明する図である。
【００１４】
ベクトル型地図データは通常レイヤー（layer：層）構造を有し、複数のレイヤー夫々に、例えば、自動車専用道路、主要道路、鉄道、河川、建物形状、行政界などのデジタル地図情報を分けて持たせる。レイヤーの概念を簡単な比喩で説明すると、レイヤーの夫々は透明な板に、上述の自動車専用道路、主要道路などのベクトル型地図情報を描いたものと考えることができ、したがって、利用者は、自分の必要とする複数のレイヤーを選択して重ね合わせることにより希望するベクトル型地図データを得ることができる。
【００１５】
電子透かし情報の書込みは、ベクトル型地図レイヤーの夫々に行うのが好ましい。しかし、複数のレイヤーを組み合わせる際に必ず必要とされる基本レイヤーが存在する場合には、そのレイヤーのみに電子透かし情報を書き込むようにしても良い。
【００１６】
図１を参照して本発明に係る実施の形態による電子透かし情報書込みの手順を簡単に説明する。ベクトル型地図データ１０は、上述のように、複数のレイヤー（夫々１２ａ〜１２ｎで示す）からなり、適当な記憶手段（図示せず）に記憶されている。この記憶手段から１枚のレイヤー（例えば１２ａ）を取出して表示装置に表示する。
【００１７】
次に、表示されているレイヤー１２ａに電子透かし作成用データＷＤを重ね合わせて表示し（処理ステップ１４）、表示されたレイヤー１２ａに含まれる地図データの線分と電子透かし作成用データＷＤとの交点を求める（処理ステップ１６）。この交点が電子透かし情報となる。尚、正確には、表示されるデータはビデオＲＡＭに記憶されているので、重畳した上記データを表示する際には、レイヤー１２ａ及び電子透かし作成用データＷＤは共に同一のビデオＲＡＭ上に記憶されている。したがって、上述の交点の座標はビデオＲＡＭ上で求められる。この交点を求める方法は公知の技術を利用することができるので説明を省略する。尚、以下の本発明の実施の形態の説明では、上述のビデオＲＡＭを用いた処理についての説明は省略する場合がある。
【００１８】
続いて、処理ステップ１８において、ステップ１６で求めた交点を残し、電子透かし作成用データＷＤを除去する。したがって、レイヤー１２ａの地図データには処理ステップ１６で求めた交点データが電子透かし情報として含まれることになる。この交点データを含むレイヤー１２ａ（レイヤー１２ａ’で表す）は、ビデオＲＡＭ上から適当な記憶手段に記憶される。
【００１９】
上述の処理を他のレイヤー１２ｂ〜１２ｎの夫々に施してレイヤー１２ｂ’〜１２ｎ’を求め、電子透かし情報を書込んだベクトル型地図データ１０’を作成する。
【００２０】
図２を参照し、図１のデータ処理を具体的に説明する。
【００２１】
図２（ａ）は、適当な表示手段に表示されたレイヤー（例えば図１の１２ａ）の一部を示す図である。図２（ａ）は複数の線分で囲まれた部分を示し、例えば、建物、池などを表す。この複数の線分で囲まれた部分はポリゴンと呼ばれ、デジタル地図レイヤーでは、ポリゴン番号、線番号、閉じた線分を特定する座標列、始点座標、終点座標などで識別される。図２（ａ）に示したポリゴンは、例えば、次にような構造化されたデータで識別される。
ポリゴン番号＝Ｆｘ
線番号Ｌｎ＝座標列（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７）
始点座標＝Ｐ１
終点座標＝Ｐ１
尚、座標Ｐ１〜Ｐ７の夫々は、例えば、経緯度座標値で表される。
【００２２】
図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した地図データの一部に電子透かし作成用データＷＤの一部が重なっている状態を示す。この重ね合わせによりベクトル型地図レイヤーの線分（ベクトル）とデータＷＤの一部との交点Ｃ１及びＣ２が求まる。
【００２３】
続いて、求めた交点Ｃ１及びＣ２を残して電子透かし作成用データＷＤを除去すれば、電子透かし情報である交点Ｃ１及びＣ２を有するベクトル型地図レイヤーが求まる（図２（ｃ））。即ち、線番号Ｌｎは新たなデータ点Ｃ１及びＣ２を加えた次のような座標列となる。
線番号Ｌｎ＝座標列（Ｐ１、Ｃ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｃ２、Ｐ６、Ｐ７）
【００２４】
図３〜図１３を参照して、本発明の実施の態様を更に詳しく説明する。
【００２５】
図３は、或るレイヤーのベクトルデータ全体を表示した様子を示す図であり、図示の例ではこのレイヤーは行政界（町丁大字）の地図データを有している。一方、図４は電子透かし作成用データであり、この例では複数個のバーコードから構成されている。図５は、図３及び図４のデータを重ね合わせて表示した様子を示す。
【００２６】
図６は図５の一部を拡大した図である。図７は図６で示した重ね合わせた２つのデータ（“レイヤーのベクトルデータ”と“電子透かし作成用データ”）と、この２つのデータの交点を示す図である。図８は、図７で示した交点を残して電子透かし作成用データを除去した様子を示す図である。図９は、電子透かし情報を埋め込んだレイヤーが“透かし埋め込み”によっても元のベクトル情報の劣化が生じないことを示す図であり、図８に示したと同様のレイヤーの一部を示している。
【００２７】
図４に示した電子透かし作成用データは、同一のバーコードを複数個所定の間隔で配置したものであり、この配置位置は、レイヤーのベクトルデータと同様に、例えば経緯度座標系で特定できる。したがって、電子透かし情報を埋め込む際に、電子透かし作成用データを構成する複数のパターンの横方向及び縦方向の配置間隔をパラメータとして控えておけば、複写されたベクトル型地図データから電子透かし情報を検出（抽出）して元のベクトル型地図データを特定することができる。
【００２８】
図７及び図８では、図面を簡単にするために、バーコードを構成する太線及び細線の夫々とレイヤーのベクトルデータの交差する点は１個の交点で表している。しかし、実際には、バーコードの各線とレイヤーのベクトルデータとの交点は夫々２個となる。この理由は、紙などに印刷されたバーコードをスキャナーなどでコンピュータに取り込んでデジタルデータとする場合、各線は幅があるので２本の座標列で特定される。したがって、上述したように、バーコードの各線とレイヤーのベクトルデータとの交点は夫々２個となり、バーコードの太線及び細線の区別は線幅を表す交点の間隔によって決定される。
【００２９】
上述の様に、交点を求める際、同一のパターンを複数個使用しているので、地図データの一部が複写された場合であっても、１個のパターンが検出されれば電子透かし情報を挿入した目的は達成できる。更に、電子透かし作成用データを構成するパターンの種類、大きさ、配置間隔などは、電子透かし情報を埋め込もうとするベクトル型地図データの表示密度などを考慮して決定されることは勿論である。
【００３０】
図１０は、電子透かし作成用データの他の例を示す図である。この電子透かし作成用データは、コンピュータ上で座標点を指定して作成するので（即ち、上述のバーコードのように紙などに描いたパターンを読み込まないので）、線幅を考慮する必要がない。
【００３１】
図１０の電子透かし作成用データは、図４の場合と同様に、複数のパターンが横方向及び縦方向に所定の間隔で配置されている。図１１は、図１０の電子透かし作成用データ（パターンデータ）をレイヤーのベクトルデータに重ね合わせた様子を示す図であり、図５と同様にレイヤーの一部を拡大表示したものである。次に、図７と同様に、図１１に示した２つのデータ（“レイヤーのベクトルデータ”と“電子透かし作成用データ”）の交点を求めた後、図１３に示すように、図１２で求めた交点を残して電子透かし作成用データを除去して電子透かし情報をレイヤーのベクトルデータに埋め込む。
【００３２】
上述の説明では、２種類の電子透かし作成用データを挙げたが、これ以外にも、記号、符号、模様などを使用することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ベクトル型地図データを構成するレイヤーのベクトルデータに電子透かし作成用データを重ね合わせ、両データの交点を求めた後に交点を残して電子透かし作成用データを除去するという簡単な方法によりレイヤーのベクトルデータ中に電子透かし情報を埋め込むことができる。更に、電子透かし情報をレイヤーの略々全面に亘って生み込むことができるので、地図データの一部のコピーであっても元の地図データを特定できるという効果も或る。更にまた、交点はレイヤーのベクトルデータの線分（直線）中に発生するので、レイヤーのベクトルデータを損なうことは全くないという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体を簡単に説明するための処理工程図。
【図２】図１で説明した処理を更に詳しく説明する図。
【図３】或るレイヤーのベクトルデータを表示した様子を示す図。
【図４】電子透かし作成用データの一例を示す図。
【図５】図３及び図４で示したデータを重ね合わせて表示した図。
【図６】図５の一部を拡大した図。
【図７】図６で示した２つのデータと、これらのデータの交点を示す図。
【図８】図７で示した交点を残して電子透かし作成用データを除去した図。
【図９】電子透かし情報を埋め込んだレイヤー（部分）のベクトルデータを表示させた様子を示す図。
【図１０】電子透かし作成用データの他の例を示す図。
【図１１】図１０の電子透かし作成用データをレイヤーのベクトルデータに重ね合わせて表示した図。
【図１２】図１１のレイヤーのベクトルデータと電子透かし作成用データと、これらのデータの交点を表示した図。
【図１３】図１２で示した交点を残して電子透かし作成用データを除去した様子を示す図。
【符号の説明】
１０： ベクトル型地図データ
１０’： 電子透かし情報を埋め込んだベクトル型地図データ
１２ａ〜１２ｎ： レイヤー
１２ａ’〜１２ｎ’： 電子透かし情報を埋め込んだレイヤー
１４： レイヤーと電子透かし作成用データを重ね合わせる処理ステップ
１６： レイヤー中の地図データの線分と電子透かし作成用データの交点を求める処理ステップ
１８： ステップ１６で求めた交点を残して電子透かし作成用データを除去する処理ステップ

Claims (3)

1. ベクトル型地図データに電子透かし情報を埋め込む方法であって、複数個の同一のパターンを所定の間隔を置いて配置した電子透かし作成用データを用意し、該電子透かし作成用データと上記ベクトル型地図データの線分との交点を求め、該交点を残して上記電子透かし作成用データを除去し、上記交点を電子透かし情報として上記ベクトル型地図データに埋め込む方法。
2. 上記ベクトル型地図データは、異なった地図データを有する複数のレイヤーからなり、該レイヤーの全部或いはその一部に電子透かし情報を埋め込む請求項１記載のベクトル型地図データに電子透かし情報を埋め込む方法。
3. 上記パターンは、記号、符号、模様、バーコードなどである請求項１又は２記載のベクトル型地図データに電子透かし情報を埋め込む方法。

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