JP4285300B2 - 情報埋め込み装置を実現するプログラム，および，情報読み取り装置を実現するプログラム - Google Patents

Description

本発明は，人間にとって不可読である形式で印刷用媒体に情報を埋め込み，また，該情報を検出し，読み取る技術に関する。

人間にとって不可読である形式で印刷用媒体に情報を埋め込み，また，該情報を検出し，読み取る技術は，これまでに多く提案されている。特に本発明と関係の深い公知技術としては，以下のものが挙げられる。

下掲特許文献１では，ドットの配列によって波の方向及び／または波長を変化させたドットパターンを複数用意し，１つのドットパターンに対して１つのシンボルを与え，ドットパターンを組み合わせて配置することにより，機密情報を印刷文書に埋め込む装置，及び，上記機密情報を印刷文書から検出する装置を提供する技術が開示されている。

下掲特許文献２では，情報をドットコードで表現し，紙などの媒体上に記録し，再生する技術が開示されている。上記技術のドットコードは，情報をデータドットパターンで表現し，上記データドットパターンには有り得ないパターンを持ち且つ上記データドットパターンに関して所定の位置関係で配置されるマーカを具備している。そして，情報再生システムにおけるドットコード復元手段は，ドットコードからマーカを検出した後，データ配列方向を検出し，データを検出する。

下掲特許文献３では，情報の存在が第三者に判らないようにして公開情報中に大量に埋め込んで印刷できる情報記録方法提供のための技術が開示されている。上記技術では，記録しようとする情報を２値化してブロック化し，その各ブロックの内容を十進数化することにより情報ブロックを作成する。そして，基準点マークと位置判別マークとの位置関係により，上記情報をブロックごとに表現している。

また，人間の視覚上，邪魔にならないように情報を埋め込む技術としては，一般に多く使われている静止画像用電子透かし技術も挙げることができる。特に本発明と関係の深い２値画像用電子透かし技術にも，非常に多くの公知技術が存在する。一般にこれらの技術は，人間の視覚上，ほとんど妨害にならないという特徴を備えている。

米国特許出願公開第２００３／００２１４４２号明細書 米国特許第５８９６４０３号明細書 特開平９−１７９４９４号公報

特許文献１に開示されている技術では，複数種類の固定ドットパターンを用いているため，透かし入り文書画像から使用されているドットパターンを容易に類推することができる。このため，ドットパターンを容易に入れ替えることができ，透かし入り文書画像を無効化されたり偽造されたりする危険があった。

特許文献２に開示されている技術では，マーカがドットのパターンから構成されているため，目立ちやすく，視覚上の妨害となってしまう場合があった。

特許文献３に開示されている技術では，基準点マーカと位置判別マークがドットのパターンからなっているため，目立ちやすく，視覚上の妨害となってしまう場合があった。

電子透かし技術では，埋め込める情報量は通常あまり多くなく，大量の情報を埋め込む必要のある場面には適用することは難しかった。

本発明は，以上述べたような実情に鑑みてなされたものである。

本発明は，第１には，大量の情報を，人間の視覚上邪魔にならないよう，印刷用媒体に埋め込む技術と，その技術を用いた情報埋め込み装置と印刷用媒体を提供する。

また，本発明は，第２には，人間の視覚上邪魔にならないように印刷用媒体に埋め込まれた大量の情報を読み出す技術と，その技術を用いた情報読み取り装置を提供する。

本発明による情報埋め込み装置は，その一態様において，印刷用媒体に複数の微小点を配置することによって情報の記録を行う情報埋め込み装置であって，印刷用媒体において情報を埋め込む際の情報埋め込み単位領域の配置を規定する領域規定点群決定部と，上記領域に配置されて埋め込まれる情報を表現する情報点群決定部と，埋め込み情報入力部と，印刷出力部とからなり，上記領域規定点群決定部は，上記領域規定点群の上記印刷用媒体上の配置を，他の点群と区別可能であるよう定めた領域規定点群配置規則によって，決定し，上記埋め込み情報入力部は，埋め込む情報を入力情報として上記情報埋め込み装置内に入力し，上記情報点群決定部は，入力情報が上記情報埋め込み単位領域に対する相対位置によって表現されるよう，上記情報点の上記印刷用媒体上の配置を決定し，上記印刷出力部は，共通の形状を持つ上記領域規定点群と上記情報点とを上記印刷用媒体に印刷するものである。

また，本発明による印刷用媒体は，その一態様において，複数の微小点を配置したことによって情報を記録した印刷用媒体であって，情報を埋め込んだ情報埋め込み単位領域の配置を規定する領域規定点群と，上記情報埋め込み単位領域に配置されて埋め込まれている情報を表現している情報点群とが，印刷されており，上記領域規定点群は，他の点群と区別可能であるよう定めた領域規定点群配置規則によって印刷用媒体に配置されており，上記情報点群は，埋め込まれている情報を，上記情報埋め込み単位領域に対する相対位置によって表現する１つ以上の情報点からなり，上記領域規定点群と上記情報点群に含まれる個々の点は，共通の形状を持つものである。

また，本発明による情報読み取り装置は，その一態様において，印刷用媒体に，共通の形状をもつ複数の微小点を配置することによって，情報の記録を行った印刷用媒体から，埋め込まれた情報を読み取る情報読み取り装置であって，上記共通の形状をもつ複数の微小点から，印刷用媒体において情報埋め込み単位領域の配置を規定している領域規定点群を認識し，上記情報埋め込み単位領域の配置を読み取る領域規定点群認識部と，上記共通の形状を持つ複数の微小点から，上記領域に配置されて埋め込まれている情報を表現している上記情報点群を認識し，上記埋め込み情報を読み取る情報点群認識部と，埋め込み情報出力部とを含み，上記領域規定点群決定部は，上記領域規定点群を，他の点群と区別可能であるよう定めた領域規定点群配置規則によって他の点群と区別し，上記情報点群認識部は，上記埋め込み情報を，情報点の上記情報埋め込み単位領域に対する相対位置によって認識するものである。

本発明の上記態様によれば，以下に挙げるような効果が得られる。
１．上記態様による情報埋め込み装置は，微小な点を配置することによって情報の記録を行う。このため，印刷用媒体に埋め込まれた情報を，視覚的に邪魔にならないようにできる。
２．上記態様では，領域規定点群と情報点群で共通の形状の微小点を用いる。このため，どちらかが目立つということがないようにでき，視覚的に邪魔にならないようにできる。
３．上記態様では，印刷用媒体の，文字や絵等が印刷されていない部分に情報を埋め込む。このため，文字や絵等に情報を埋め込む一般の電子透かしと比較して，埋め込み情報量を大きくすることができる。
４．上記態様では，微小な点を配置することによって情報の記録を行う。このため，埋め込める情報量を大きくできる。
５．上記態様では，領域規定点に微小点を用いる。このため，領域規定点が必要とする面積が小さく，領域規定点の面積によるオーバーヘッドを小さくできる。よって，情報点をより多く配置でき，埋め込める情報量を大きくできる。
６．上記態様では，領域規定点に微小点を用いる。このため，領域規定点の中心を高精度で合わせることが可能となり，安定した読み取りが可能となる。
７．上記態様は，ロゴマーク等が印刷されている印刷用媒体に適用することができる。ロゴマーク等は，視覚的な品質が重要で，かつ複雑な形状をしていないため電子透かしが適用しにくく，情報を埋め込みにくい。しかし，上記態様によれば，視覚的に邪魔にならないように情報を埋め込むことができ，かつ前記情報を読み出すことができる。

本発明によれば，大量の情報を，人間の視覚上邪魔にならないように印刷用媒体に埋め込むこと，また，人間の視覚上邪魔にならないように印刷用媒体に埋め込まれた大量の情報を読み出すことが可能になる。

以下，図面を参照しながら，本発明の実施例を詳細に説明する。まず，第１の実施例について，説明する。

図１は，本発明の第１の実施例にかかる情報埋め込み装置及び情報読み取り装置の構成を示す説明図である。情報埋め込み装置１０１は，埋め込み情報１１１と文書画像１１２を読み込んで，埋め込み情報１１１を微小点で表現して文書画像１１２に埋め込み，印刷文書１１３として印刷出力する装置である。情報読み取り装置１０２は，印刷文書１１３を読み込んで，印刷文書１１３に埋め込まれている情報を検出し，これを読み取り情報１１４として出力する装置である。印刷文書１１３の皺や破れといった媒体の状態が，許容範囲に収まっていれば，埋め込み情報１１１と読み取り情報１１４は一致する。

以下の各実施例における情報埋め込み装置１０１と情報読み取り装置１０２とは，それぞれ，ＣＰＵとメモリとを備える一般的な計算機を用いて実現することができる。さらに，上記実施例において各装置を構成する各処理部は，ＣＰＵがハードディスクまたは半導体メモリに格納されているプログラムを実行することにより，上記計算機上に具現化される。

各プログラムは，あらかじめ，上記計算機内に格納されていても良いし，必要なときに，計算機が利用可能な，着脱可能な記憶媒体または通信媒体（通信回線または通信回線上の搬送波）を介して，上記計算機に導入されてもよい。

（情報埋め込み装置１０１）
情報埋め込み装置１０１は，埋め込み情報入力部１２１と，コード化部１２２と，文書画像入力部１２３と，領域規定点群決定部１２４と，情報点群決定部１２５と，印刷出力部１２６と，から構成される。

図２は，情報埋め込み装置１０１の出力である印刷文書１１３，の模式例である。文字を印刷していない部分２０１を拡大した２０２に模式的に示すように，文書画像１１２に重ねて微小点を配置することによって，埋め込み情報１１１を印刷用媒体に埋め込んでいる。埋め込み情報１１１は微細な微小点で表現されるため，視覚的には薄い背景のように見え，視覚的に邪魔にならないという特徴を持っている。

以下，情報埋め込み装置１０１について詳細に説明する。

（埋め込み情報入力部１２１）
埋め込み情報入力部１２１は，媒体から読み込む，もしくは人間が直接入力する，などの方法によって，埋め込み情報１１１を，情報埋め込み装置１０１内に入力する。埋め込む情報は，一般的には数字や文字の列であるが，計算機が読めるようなバイナリファイルであっても構わない。埋め込み情報入力部１２１は，これら入力された情報を，情報埋め込み装置１０１が理解できるようなデジタル形式に変換してコード化部１２２に渡す。なお，埋め込み情報１１１は，デジタル情報として保存されるので，１あるいは０のシンボルが連続するビット列と捉えても，一般性を失わない。このため，以降では，埋め込み情報１１１は，その保存形式に関わらず，１あるいは０のシンボルが連続するビット列で表現されているとする。

（コード化部１２２）
コード化部１２２は，埋め込み情報１１１を入力として受け取り，暗号化や誤り訂正符号を，必要であれば適用し，コード化情報１３１を出力する。ここで，コード化情報１３１も，埋め込み情報１１１同様デジタル情報であり，その形式に関わらず，１あるいは０のシンボルが連続するビット列で表現されているとする。

なお，暗号化や誤り訂正符号を適用する必要がなければ，コード化部は埋め込み情報１１１をそのまま出力してもよい。

コード化部１２２では，一般に知られるデジタル暗号化方式を用いることができ，例えばＤＥＳやＭＵＬＴＩ２といった公知の秘密鍵暗号方式や，例えばＲＳＡ暗号といった公開鍵暗号方式がその例であるが，これらに限定されない。

また，コード化部１２２では，一般に知られる誤り訂正符号を用いることができ，例えばＢＣＨ符号やＲＳ符号，あるいは畳み込み符号や（２７２，１９０）符号がその例であるが，これらに限定されない。

（文書画像入力部１２３）
文書画像入力部１２３は，文書画像１１２を，スキャナやあるいはファイルからなどの方法によって，情報埋め込み装置１０１に入力する。典型例としては，６００ＤＰＩで入力されるが，他の解像度で入力してもよい。入力された画像は，デジタル形式で領域規定点群決定部１２４に渡される。

（領域規定点群決定部１２４）
領域規定点群決定部１２４は，後述する情報埋め込み単位領域３０１の，文書画像１１２上への配置を決定し，上記配置に応じて領域規定点群を決定する。本実施例では，文書画像１１２上に，同一矩形状の情報埋め込み単位領域３０１が，繰り返し配置される。

（情報埋め込み単位領域３０１）
情報の埋め込みは，単位矩形領域ごとに行われる。この単位矩形領域を，情報埋め込み単位領域３０１と呼ぶ。その構造を図３に示す。

本実施例では，情報埋め込み単位領域３０１は，領域規定点群領域３１１と，１つ以上の情報スロット３１２と，を少なくとも含む。これらの配置はあらかじめ決めた規則に従う。

なお，本実施例では情報埋め込み単位領域３０１を矩形としているが，他の形状で実施することもできる。

（領域規定点群領域３１１）
領域規定点群領域３１１は，図４に示すような構造になっている。領域規定点群領域３１１の内部には，横方向に規則正しく並んだ微小点と，縦方向に規則正しく並んだ微小点がある。今，横方向に規則正しく並んだ微小点の，各微小点間距離をａｘ画素とし，縦方向に規則正しく並んだ微小点の，各微小点間距離をａｙ画素とする。これら，横方向ａｘ画素毎，または縦方向ａｙ画素毎に規則正しく並んだ微小点を，領域規定点４０１と呼ぶ。また，縦横の領域規定点４０１の列の両方に含まれる領域規定点４０１を特に領域規定格子点４０２とも呼ぶ。

なお図１７に例示するように，横方向に隣接する情報埋め込み単位領域３０１では，領域規定点４０１は，隣接する情報埋め込み単位領域３０１の境界を越えて，横方向にａｘ画素毎に規則正しく並ぶように配置される。同様に，縦方向に隣接する情報埋め込み単位領域３０１では，領域規定点４０１は，隣接する情報埋め込み単位領域３０１の境界を越えて，縦方向にａｙ画素毎に規則正しく並ぶように配置される。

（情報スロット３１２）
情報スロット３１２は，図５に示すような構造になっている。情報スロット３１２の内部は，一つ以上の，情報点配置領域５０１と，それ以外の領域とに分かれる。そして，情報点配置領域５０１毎に，情報点６０１と呼ぶ微小点を１つ打つか，あるいは全く打たないかのどちらかの状態を設定する。そして，各情報点配置領域５０１の状態によって，情報スロット３１２で情報を表現する。

なお，情報点６０１は，領域規定点４０１と共通の形状をしている。

（情報点群決定部１２５）
情報点群決定部１２５は，情報スロット３１２に情報点６０１を配置することにより，文書画像１１２に埋め込み情報１１１を埋め込み，それを後続の印刷出力部１２６に渡す。

（シンボルを表現する情報スロット３１２の例）
図６は，情報スロット３１２にシンボル０とシンボル１を割り当てた例である。図５で示す４つの情報点配置領域５０１において，右下の情報点配置領域５０１に情報点６０１を配置し，その他の情報点配置領域５０１には情報点６０１を配置しない，という状態を，シンボル０に割り当てている。また，図５で示す４つの情報点配置領域５０１において，左上の情報点配置領域５０１に情報点６０１を配置し，その他の情報点配置領域５０１には情報点６０１を配置しない，という状態を，シンボル１に割り当てている。情報点６０１を配置する情報点配置領域５０１では，情報点配置領域５０１内のどこに情報点６０１を配置するかは，任意の方法により択一的に決定される。一つの実現例としては，乱数を用いて，どこに情報点６０１を配置するかを決定する。こうすることによって，情報点配置領域５０１の配置を知らない第三者が，シンボル０やシンボル１を表現する情報スロット３１２の推定をすることが，難しくなる効果が得られる。しかし，情報点配置領域５０１のどこに情報点６０１を配置するかは，乱数でなく関数で決めても良い。

本実施例では，シンボル０とシンボル１のみを情報スロット３１２に割り当てるが，他の実施例として，例えば図５の右上の情報点配置領域５０１に情報点６０１を配置することで，シンボル２を一つの情報スロット３１２に割り当てても良いし，他の情報点配置領域５０１を使うことで，それ以上の数のシンボルを，一つの情報スロット３１２に割り当てても良い。

また，複数の情報点配置領域５０１に情報点６０１を配置して，シンボルを割り当ててもよい。また，情報スロット３１２内の全ての情報点配置領域５０１に，情報点６０１が配置されていない，という状態に，シンボルを割り当ててもよい。

（印刷出力部１２６）
印刷出力部１２６は，情報点群決定部１２５の出力を入力として受け取り，印刷文書１１３という形で印刷出力する機能を備える。印刷は，例えば６００ＤＰＩの解像度で行われるが，これに限定されず，他の解像度であっても良い。また，印刷出力部１２６が備える印刷機は，典型例ではレーザプリンタであるが，他方式のプリンタであっても良い。

（情報読み取り装置１０２）
情報読み取り装置１０２は図１に示すように，次に述べる各機能より構成される。印刷文書入力部１４１は，印刷文書１１３を入力として受け取り，印刷文書画像データ１５１を出力する。情報読み取り部１４２は，領域規定点群認識部７０５と，情報点群認識部７０７を含んでおり，読み取られた印刷文書画像データ１５１を入力として受け取り，読み取りコード化情報１５２を出力する。情報デコード部１４３は，読み取りコード化情報１５２を入力として受け取り，読み取り情報１１４を出力する。

（印刷文書入力部１４１）
印刷文書入力部１４１は，印刷文書１１３を入力として受け取り，これを画像データに変換し，印刷文書画像データ１５１を出力する。ここで使用される入力用機材は，例えばスキャナやデジタルカメラであるが，これらに限定されない。入力用機材によって印刷文書１１３を画像データに変換するが，この際，印刷出力部１２６で用いた解像度と，入力の際の解像度が大きく異なる場合，入力画像の拡大もしくは縮小処理を実行する。拡大・縮小処理は，一般に用いられている方法で実行できる。

印刷文書入力部１４１の出力である，印刷文書画像データ１５１の画像データ形式は，例えば８ビット階調のビットマップ形式であるが，これに限定されない。

（情報読み取り部１４２）
情報読み取り部１４２は，読み取られた印刷文書画像データ１５１を入力として受け取り，印刷文書画像データ１５１に埋め込まれた情報を読み，読み取りコード化情報１５２を出力する機能を有する。図７は，情報読み取り部１４２の処理を図示したブロック図である。情報読み取り部１４２は，以下のような順序でデータを処理する。

文字・図形領域除外部７０１は，印刷文書画像データ１５１を入力として受け取り，印刷文書画像データ１５１の画素から微小点領域７０２を抽出する。微小点情報認識部７０３は，微小点領域７０２に含まれる画素を処理し，全微小点の位置情報を内容とする微小点情報７０４を作成する。この微小点情報７０４は，領域規定点群認識部７０５の入力になるとともに，情報点群認識部７０７の入力ともなる。領域規定点群認識部７０５は，微小点情報７０４を入力として受け取り，領域規定情報７０６を生成する。情報点群認識部７０７は，領域規定情報７０６と微小点情報７０４を入力として受け取り，読み取りコード化情報１５２を出力する。

（文字・図形領域除外部７０１）
文字・図形領域除外部７０１は，印刷文書画像データ１５１を入力として受け取り，印刷文書画像データ１５１の画素から文字・図形を表現していると考えられる画素を取り除き，それ以外の部分を微小点領域７０２として抽出する機能を有する。すなわち，微小点領域７０２には，微小点や，背景部分や，認識ミスによって文字・図形と判断されなかった文字・図形など，文字・図形を表現していると考えられる画素以外が全て含まれる。この抽出には，画素の輝度を表現している画素値を用いて行う。

画素値は，典型例では８ビットのデータ形式であり，０から２５５までの値を取る。画素値が０である画素が最も暗い画素であり，すなわち黒微小点を表す。画素値が２５５である画素は最も明るい画素であり，すなわち白い領域を表す。その中間は，グレーの画素である。値が大きいほうが薄い，すなわち白に近いグレーになり，値が小さいほうが濃い，すなわち黒に近いグレーになる。

本実施形態で用いる微小点は微細であるため，印刷文書画像データ１５１では，薄いグレーとして読み取られる。一方で文書の文字や図形は，通常，濃いグレー，あるいは黒として読み取られる。よって，この差を用いて分類することができる。ある閾値を用意し，上記閾値以下の画素値を持つ画素は文字・図形を表現しているとして取り除き，上記閾値より大きい画素値を持つ画素だけを微小点領域７０２として抽出する。上記閾値の決定では，固定閾値を用いても良いし，印刷文書画像データ１５１の特性に適応した閾値を求めても良い。

（微小点情報認識部７０３）
微小点情報認識部７０３は，微小点領域７０２に含まれる画素を処理し，全微小点の位置情報を内容とする，微小点情報７０４を生成する。

図８は，微小点情報認識部７０３における処理の具体例を示した説明図である。今，図８Ａに示すような階調画像として微小点が入力されたとする。そして，この時の画素値が図８Ｂに示すような値だったとする。

まず，微小点領域７０２に含まれる画素の画素値（図８Ｂ）で，例えば横方向の差分を取る（図８Ｃ）。なおここで，差分を取る方向はある固定の一方向であれば，縦方向でも，また任意の角度でも構わない。なお，差をとる対象の画素が存在しない，差分方向で最初の列や行では，差分値はないものとして取り扱っても良いし，差分値は差分方向で次の差分値と同じとしても良いし，他の方法を取っても良い。

次に差分値によって画素を＋画素と−画素と０画素の３種類に分類する（図８Ｄ）。ここで分類は，閾値＋と閾値−の２つの閾値によって行う。例えば閾値＋は＋８であり，例えば閾値−は−８である。差分値が閾値＋以上であれば，その差分値の画素を＋画素に分類する。また，差分値が閾値−以下であれば，その差分値の画素を−画素に分類する。また，差分値が，閾値−より大きく閾値＋より小さければ，その差分値の画素を０画素に分類する。次に，隣り合う，同じ分類の画素をまとめて領域とする。もし，隣り合う，同じ分類の画素がなければ，その画素だけで領域を作る。このようにして，微小点領域７０２全体を，＋領域と−領域と０領域の３種類の領域に分類する。図８Ｄの例では，太線によって＋領域と−領域と０領域の境界を表現している。

ここで，文字・図形領域に隣接するか，紙の端の部分に隣接している領域であり，微小点を表現するよりは，文字や図形，あるいは紙の端の影を表現していると考えられる領域を，後述する方法によって削除してもよい。上記領域では，印刷時のインクの飛散その他の理由によって画素値が不規則に変動している部分もあり，これを削除することによって，上記不規則変動を微小点と誤認してしまう可能性を軽減できる。

上記処理について，図９に示す具体例を用いて説明する。図９は文字９０１を微小点領域７０２が取り囲んでいる例である。文字前縁９０２と文字後縁９０３は，微小点領域７０２に含まれているが，文字９０１は，文字・図形領域除外部７０１によって，微小点領域７０２から除外されている。ここで，文字前縁９０２と文字後縁９０３は，文字９０１の影を表現していると考えられる。よって，削除するが，文字９０１は画素値が低いため，文字前縁９０２はその画素値に向かって画素値が下がっていく領域となり，−領域になる。また，文字後縁９０３は文字９０１の画素値から画素値が上がっていく領域となり，＋領域になる。よって，この性質を利用して，文字前縁９０２と文字後縁９０３を削除できる。

以上の処理を一般的に説明すると，以下のようになる。まず，微小点領域７０２の境界に接しており，差分の方向で上記境界の直後に隣り合って存在する＋領域を，微小点領域７０２から削除し，以降処理の対象としないようにする。また同様に，微小点領域７０２の境界に接しており，差分の方向で上記境界の直前に隣り合って存在する−領域を，微小点領域から削除し，以降処理の対象としないようにする。

次に，図８Ｅに示すように，微小点情報認識部７０３において，差分の方向で，−領域と＋領域が連続しているか，ある決まった間隔の０領域を挟んで−領域と＋領域が隣り合って並んでいる所を取り出す。取り出した領域は，微小点が存在しているため，画素値が低下（黒に近づく）し，また画素値が上昇（白に近づく）している場所であると推定できる。よって上記領域中，最も画素値が低い画素を見つけて上記領域を代表する微小点とし（図８Ｆ），その位置座標を微小点情報に登録する。この処理は，差分の方向で，−領域と＋領域が連続しているか，ある決まった間隔の０領域を挟んで−領域と＋領域が隣り合って並んでいる所，全てについて行う。

以上の処理の結果，画像から，１画素分の座標だけを持つよう抽象化された微小点，の情報の集合である微小点情報７０４が得られる。

なお，本実施例では，以上の処理例において差分を一方向だけに取ったが，例えば横と縦など，二方向以上の差分を取り，−画素や＋画素を求めてもよい。

（領域規定点群認識部７０５）
領域規定点群認識部７０５は，微小点情報７０４を入力として受け取り，領域規定点４０１に相当する微小点を読み取って領域規定点群を認識し，領域規定情報７０６を生成する。図１０に，領域規定点群認識部７０５の処理を示す。

まず，単体規則性評価部１００１が，微小点情報７０４を入力として受け取り，各微小点について縦方向と横方向の２つの単体評価点１００２を算出する。次に，連続規則性評価部１００３が，各微小点の単体評価点１００２を入力として受け取り，各微小点の連続評価点１００４を算出する。次に，領域規定格子候補点選択部１００５が，全て微小点の連続評価点１００４を入力として受け取り，領域規定格子候補点１００６を出力する。次に，領域規定情報構成処理部１００７が，領域規定格子候補点１００６を入力として受け取り，領域規定情報７０６を出力する。

（単体規則性評価部１００１）
単体規則性評価部１００１は，評価対象の微小点が領域規定点４０１であるかどうかを判定するための評価点である単体評価点１００２を，算出する処理部である。この評価点が高い方が，よりその微小点が領域規定点４０１である可能性が高い，と判定される。

単体規則性評価は，対象微小点から，縦あるいは横方向に，他の微小点がないかどうかを調べ，また，対象微小点からある決まった距離離れた場所に微小点があるかどうかを調べることで行う。図１１は，単体規則性評価に関係する調査対象画素の例を図示したものである。図１１左は右方向規則性評価の調査対象画素の例であり，図１１右は下方向規則性評価の調査対象画素の例である。微小点１１０１は単体規則性評価をする評価対象微小点を表している。また１１０２は微小点１１０１の周囲の領域を現しているが，１１０１や１１０３は，１１０２の領域には含まれていない。

評価対象微小点１１０１の周囲の領域１１０２では，微小点がない方が評価点が高くなる。この領域を微小点非存在期待領域１１０２と呼ぶ。そして，評価対象微小点からａｘ画素，あるいはａｙ画素離れており，決まった誤差を許す領域１１０３を，微小点存在期待領域１１０３と呼ぶ。微小点存在期待領域１１０３では，微小点がある方が，評価点が高くなる。

この評価点の付け方により，隣の微小点と，ａｘ画素，あるいはａｙ画素離れている微小点に高い評価点を付けることになる。

（連続規則性評価部１００３）
連続規則性評価部１００３は，単体評価点１００２を入力として受け取り，微小点の連続評価点１００４を算出する。これは，連続規則性評価の対象微小点から，ある一方向にｎ連続している微小点の単体評価点１００２を総計した評価点であり，その対象微小点が領域規定点４０１であるかどうかを，巨視的に判定するための評価点である。

連続規則性評価は，例えば図１２のように行われる。図１２は，右方向５連続評価の例である。単体規則性評価の際，微小点存在期待領域１１０３に微小点が存在した場合，その微小点の単体評価点を，連続規則性評価対象微小点の連続評価点１００４に加算する。もし微小点存在期待領域１１０３に微小点が存在しない場合，その微小点存在期待領域１１０３の中心に微小点があると仮定して次の微小点を検索し，もし次の微小点が存在すれば，その微小点の単体評価点１００２を，連続規則性評価対象微小点の連続評価点１００４に加算する。なお，微小点が存在しなかった部分の単体評価点は，例えば０点，あるいはマイナス点として計算する。このようにして，ｎ連続評価点は，ｎ個の単体評価点の総和として算出される。

なお，連続規則性評価は，例えば右方向や下方向に行われるが，右に行くと印刷文書画像データ１５１の画像データ平面をはみ出しそうな場合などが存在するため，左方向や上方向に行われても良い。さらに，画像データ平面上で最適な方向を自動的に選択できるようにしても良い。これは，例えば，画像データ平面上で対象微小点が左上１／４に含まれていれば，右方向や下方向に連続規則性評価を行い，画像データ平面上で対象微小点が右上１／４に含まれていれば，左方向や下方向に連続規則性評価を行い，画像データ平面上で対象微小点が右下１／４に含まれていれば，左方向や上方向に連続規則性評価を行い，画像データ平面上で対象微小点が左下１／４に含まれていれば，右方向や上方向に連続規則性評価を行う，というようにしても実現できる。

（領域規定格子候補点選択部１００５）
領域規定格子候補点選択部１００５は，連続評価点１００４を入力として受け取り，縦方向と横方向の連続評価点１００４がどちらも高い微小点を抜き出し，領域規定格子候補点１００６を出力する。この領域規定格子候補点１００６は，領域規定格子点４０２だと推定される微小点である。この推定は，領域規定格子点４０２を除く領域規定点４０１は，一方向のみ連続評価点１００４が高くなるが，領域規定格子点４０２は，縦横の両方向の連続評価点１００４が高くなることを利用している。

（領域規定情報構成処理部１００７）
領域規定情報構成処理部１００７は，領域規定格子候補点１００６を入力として受け取り，領域規定情報７０６を出力する。領域規定格子候補点１００６は，読み取り誤差その他の理由により，座標に誤差が含まれている。さらに，領域規定格子候補点１００６の中には，正しくは領域規定格子点ではない微小点が含まれている可能性がある。さらに，領域規定格子候補点１００６は，全ての領域規定格子点を含んではいない可能性がある。

よって，領域規定情報構成処理部１００７では，これらを補正し，領域規定格子点４０２に沿って決定される領域座標を領域規定候補点に振る処理を行う。そして，領域規定情報７０６として，全ての情報埋め込み単位領域に，後述する領域座標と，対応する微小点座標がつけられている情報を出力する。なお，ここで微小点座標とは，印刷文書画像データ１５１における，微小点の画素座標である。

領域規定情報構成処理部１００７では，まず，領域規定格子候補点１００６を，その座標に従って並べ，横方向に所定の誤差を許してｇｘ画素離れて並んでいる微小点の列を，横微小点列１３０１と定義する。同様に，縦方向に所定の誤差を許してｇｙ画素離れて並んでいる微小点の列を，縦微小点列１３０２と定義する。なお，微小点列の長さは，含まれている微小点の数と定義する。

ここで，長さが短い微小点列は，読み取りミスによるものである可能性が高いため，例えば長さが２以下の微小点列など，所定の長さに満たない微小点列１３０１，１３０２を削除する処理をしてもよい。さらに，所定の長さ以上の横微小点列１３０１同士が，所定の誤差を許してｎ×ｇｘ画素（ｎは小さい整数）離れている場合，間に内分あるいは直線近似あるいは多項式近似によって，微小点を補完した上で，当該の２つの横微小点列１３０１を接続して，新しい横微小点列１３０１としても良い。同様に，所定の長さ以上の縦微小点列１３０２同士が，所定の誤差を許してｎ×ｇｙ画素（ｎは小さい整数）離れている場合，間に内分あるいは直線近似あるいは多項式近似によって，微小点を補完した上で，当該の２つの縦微小点列１３０２を接続して，新しい縦微小点列１３０２としても良い。

次に，横微小点列１３０１と縦微小点列１３０２の両方に含まれている微小点を使い，横微小点列１３０１と縦微小点列１３０２を格子状に並べる。並べた例を図１３に示す。そして，この並べた微小点列から領域座標を決定する。領域座標は，格子状に並べた微小点列の最左微小点をｘ座標０，格子状に並べた微小点列の最上微小点をｙ座標０と定義し，他の領域規定格子候補点１００６の領域座標は，最左微小点，最上微小点から，微小点列での距離でどれくらい離れているかで決定する。例えば，最左微小点と同じ横微小点列１３０１に含まれており，最左微小点の右隣に位置する微小点の領域座標は，ｘ座標が１となる。

以上の結果，領域座標が決定するが，領域規定情報はまだ不完全であり，領域規定格子候補点１００６がなかった部分や，あっても微小点列にならなかった部分の格子に領域座標が割り当てられていない。例えば図１３では，１３０３に微小点消失部分を示している。この部分の微小点を補完によって補う。補完法は，内分や外分，直線近似あるいは多項式近似などを用いることができる。さらに，補完法によって計算された微小点座標の近辺に，読み取った微小点が存在する場合，計算された微小点座標ではなく，読み取った微小点の微小点座標を，その格子の微小点座標に用いても良い。

以上の処理の結果，全ての領域規定格子について，領域座標と微小点座標との対応をつけることができる。この情報が領域規定情報７０６である。

（情報点群認識部７０７）
情報点群認識部７０７は，領域規定情報７０６と微小点情報７０４を入力として受け取り，情報埋め込み単位領域３０１に含まれる情報スロットが，それぞれどのシンボルを表すかを読み取り，読み取りコード化情報１５２を出力する。

領域規定情報７０６には，全ての領域規定格子の，微小点座標と領域座標が含まれており，互いに変換可能である。また，微小点情報７０４には，全ての微小点の座標情報が含まれている。

これらによって，以下のように，各情報埋め込み単位領域毎に情報を読み取る。

今，読み取り対象の情報埋め込み単位領域の，左上の領域規定格子点の領域座標を（ｕ，ｖ）とする。読み取り対象の情報埋め込み単位領域の，四隅の領域規定格子点の領域座標は，（ｕ，ｖ），（ｕ＋１，ｖ），（ｕ＋１，ｖ＋１），（ｕ，ｖ＋１）である。また，それぞれの領域規定格子点の微小点座標を（ｘ０，ｙ０），（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３）とする。

これらより，読み取り対象の情報埋め込み単位領域内の，情報スロットや，情報点配置領域５０１の微小点座標を決定できる。これは例えば図１４に示すように，情報埋め込み単位領域の四辺を比で分割することによって，決定できる。また，隣接する領域規定格子点も用いて立方格子補完を行ってもよい。

そして，情報スロット３１２毎に，情報点配置領域５０１内に微小点が存在するか否かを判定する。そして，例えば図６のように，シンボルを決定した場合，情報点配置領域５０１内での微小点の存在・非存在の状態が，図６のシンボルのどちらに近いかで，その情報スロットのシンボルを決定する。これらをデジタルデータとして並べたものが，出力すべき読み取りコード化情報１５２になる。

（情報デコード部１４３）
情報デコード部１４３は，読み取りコード化情報１５２を入力として受け取り，情報をデコードし，読み取り情報１１４を出力する。

情報デコード部１４３でのデコードは，コード化部１２２で行われた，暗号化や誤り訂正符号の適用を，復号するものである。ここで具体的に用いられる暗号化方式や誤り訂正符号は，コード化部１２２で用いられるものと同一である。

（本実施例の効果）
本実施例によれば，以下に挙げるような効果が得られる。
１．本実施例では，領域規定点群を読み取る際，一部が欠落していても，他の読み取れた点群から補完する。このため，安定した読み取りが可能となる。
２．本実施例では，重複して情報を埋め込むようにできる。このようにすると，印刷用媒体の汚れなどがあった場合でも，安定した読み取りが可能となる。
３．本実施例では，領域規定点群であることの判定は広範囲にわたる特徴から行う。このため，印刷用媒体が折り曲げられたりしわがつけられたりして局所的に領域規定点群の特徴が失われても，領域規定点群を認識でき，安定した読み取りが可能となる。
４．本実施例では，情報点の個々の配置は，所定の範囲で定められた候補の中から択一的に選択されるようにできる。このようにすると，上記範囲を広く取り，かつ情報との対応を秘密にしておくことで，情報を埋め込んだ印刷用媒体から情報を解読しにくくすることが可能となる。
５．本実施例による情報埋め込み装置は，印刷用媒体に，文字として印刷されている情報を，微小点を用いて埋め込んでおくことができる。このようにすると，文書の改ざんを検知することが可能となる。また，文字を改ざんしても微小点として埋め込まれている情報を優先するようにすると，改ざんを無効化することが可能となる。
６．本実施例における，領域規定点群決定部１２４と領域規定点群認識部７０５は，位置を合わせる機構として利用できる。

本発明の第２の実施例では，第１の実施例で説明した情報埋め込み装置１０１において，コード化部１２２に付帯情報算出機能を追加したことと，情報読み取り装置１０２において，情報デコード部１４３に付帯情報検証表示機能を追加したこと，を特徴とする。第２の実施例は，上記コード化部１２２と情報デコード部１４３以外の部分は第１の実施例と同じ構成であるので，重複する説明は省略し，以下，第２の実施例におけるコード化部１２２と情報デコード部１４３について説明する。

（第２の実施例におけるコード化部１２２）
第２の実施例におけるコード化部１２２は，入力された埋め込み情報１１１の付帯情報を算出し，次に上記付帯情報を，暗号化や誤り訂正符号の適用によってコード化し，コード化情報１３１として出力する。ここで，算出される付帯情報の例としては，埋め込み情報１１１の電子署名や，埋め込み情報１１１のハッシュ値があり，さらに，これら付帯情報と，もとの埋め込み情報１１１を合わせて付帯情報としても良い。

また，文書画像１１２に電子署名を施した情報や，文書画像１１２のハッシュ値や，そのほかの方法で文書画像１１２から算出した情報，を付帯情報としても良い。

（第２の実施例における情報デコード部１４３）
第２の実施例における情報デコード部１４３は，読み取りコード化情報１５２を入力として受け取り，適用されている暗号や誤り訂正符号を復号して得られる付帯情報を取り出し，その検証を行い，結果を読み取り情報１１４として出力する。上記付帯情報は，第２の実施例におけるコード化部１２２で使われた付帯情報と同一の情報を用いる。そして，上記付帯情報が，正当であるかどうか検証し，その結果を読み取り情報１１４として出力する。出力方法の例としては，モニタへの表示，音による出力，印刷出力，記憶装置に出力，などの方法が挙げられる。

（本実施例の効果）
本実施例によれば，印刷用媒体に，情報とともに上記情報の電子署名情報などの付帯情報を埋め込んでおき，情報読み取り装置でその情報を検証することができる。このようにすると，情報の真正性を確認することが可能となる。

本発明の第３の実施例では，第１の実施例で説明した情報埋め込み単位領域３０１や情報スロット３１２，あるいは情報点配置領域５０１が，矩形でない場合の実施方法について述べる。

図１５は，一般の曲線や直線を境界線とした情報埋め込み単位領域３０１と，情報スロット３１２の例である。この場合においても，領域規定点群領域３１１は直線による境界線を持つ。ただし本実施例では，領域規定点群領域３１１は直角で交わってはおらず，また印刷用媒体の辺と平行ではないとする。

領域規定点群領域３１１の内部には，第１の実施例で説明したとおり，２方向に所定の間隔で，領域規定点が規則的に並んでいる。よって，領域規定点群の規則性のみから領域規定点群を認識する領域規定点群認識部７０５では，規則性評価の方向を合わせる変更を行うことで，領域規定点群認識部７０５は正しく領域規定点を認識できる。このため，領域規定点群認識部７０５は一般の曲線や直線を境界線とした情報埋め込み単位領域３０１の座標を正しく読み取ることができる。

また，情報スロット３１２も一般の曲線や直線を境界線としているが，この情報スロット３１２の配置は，領域規定点群領域３１１との相対位置によっており，情報スロット３１２の形状とは無関係である。このため，情報読み取り装置１０２にあらかじめ，情報埋め込み単位領域３０１内の情報スロット３１２の配置や形状を入力しておけば，情報読み取り装置１０２は情報スロット３１２の配置を認識することができ，座標を決定することができる。

また，図１６は一般の曲線や直線を境界線とした情報点配置領域５０１の例である。この場合も，情報点配置領域５０１の配置は，情報スロット３１２との相対位置によっており，情報点配置領域５０１の形状とは無関係である。このため，情報読み取り装置１０２にあらかじめ，情報スロット３１２内の情報点配置領域５０１の配置や形状を入力しておけば，情報読み取り装置１０２は情報点配置領域５０１の配置を認識することができ，情報点配置領域５０１の座標を決定することができる。

以上のように座標を決定できれば，他の変更は必要なく，実施可能となる。

（本実施例の効果）
本実施例による情報埋め込み単位領域は，印刷用媒体の形状に依存しないようにできるので，本実施例を任意の形状の印刷用媒体に適用することが可能となる。

第１の実施例における全体の処理フローである。 第1の実施例によって情報を挿入した文書の例である。 情報埋め込み単位領域３０１の構造を示した説明図である。 領域規定点群領域３１１の構造を示した説明図である。 情報スロット３１２の構造を示した説明図である。 情報スロット３１２にシンボルを割り当てた例を示した説明図である。 情報読み取り部１４２の処理フローである。 微小点情報認識部７０３の処理の具体例を示した説明図である。 微小点情報認識部７０３において，文字の縁の処理例を示した説明図である。 領域規定点群認識部７０５の処理フローである。 単体規則性評価部１００１における，微小点存在期待領域１１０３と微小点非存在期待領域１１０２を示す説明図である。 連続規則性評価部１００３における，右方向５連続規則性評価の例である。 領域規定情報構成処理部１００７における，縦微小点列１３０２と，横微小点列１３０１の例を示した説明図である。 情報点群認識部７０７において，領域規定情報７０６を用いて，情報埋め込み単位領域３０１の領域座標から，情報スロット３１２の微小点座標を求める方法を示した説明図である。 第３の実施例における情報埋め込み単位領域３０１の例を示した説明図である。 第３の実施例における情報点配置領域５０１の例を示した説明図である。 隣接する情報埋め込み単位領域３０１で，領域規定点４０１が情報埋め込み単位領域３０１の境界を越えて規則正しく並んでいることを例示した説明図である。

符号の説明

１０１：情報埋め込み装置，１０２：情報読み取り装置，１１１：埋め込み情報，１１２：文書画像，１１３：印刷文書，１１４：読み取り情報，１２１：埋め込み情報入力部，１２２：コード化部，１２３：文書画像入力部，１２４：領域規定点群決定部，１２５：情報点群決定部，１２６：印刷出力部，１３１：コード化情報，１４１：印刷文書入力部，１４２：情報読み取り部，１４３：情報デコード部，１５１：印刷文書画像データ，１５２：読み取りコード化情報，２０１：拡大元，２０２：拡大図，３０１：情報埋め込み単位領域，３１１：領域規定点群領域，３１２：情報スロット，４０１：領域規定点，４０２：領域規定格子点，５０１：情報点配置領域，６０１：情報点，７０１：文字・図形領域除外部，７０２：微小点領域，７０３：微小点情報認識部，７０４：微小点情報，７０５：領域規定点群認識部，７０６：領域規定情報，７０７：情報点群認識部，９０１：文字，９０２：文字前縁，９０３：文字後縁，１００１：単体規則性評価部，１００２：単体評価点，１００３：連続規則性評価部，１００４：連続評価点，１００５：領域規定格子候補点選択部，１００６：領域規定格子候補点，１００７：領域規定情報構成処理部，１１０１：単体規則性評価対象微小点，１１０２：微小点非存在期待領域，１１０３：微小点存在期待領域，１３０１：横微小点列，１３０２：縦微小点列，１３０３：微小点消失部分，１５０１：付帯情報埋め込み装置，１５０２：付帯情報検証装置，１５１１：付帯情報算出部，１５１２：付帯情報検証表示部。

Claims (4)

1. 入力画像に複数の微小点を配置することによって情報を記録した情報記録済み画像を作成する情報埋め込み装置を実現するプログラムであって，
   前記情報は，前記入力画像上に構成する複数の情報埋め込み単位領域に記録されるものであり，
   一つの前記情報埋め込み単位領域は，前記入力画像上の当該情報埋め込み単位領域を識別するために，前記微小点が領域規定点として配置される領域規定点群領域と，記録される前記情報を構成する一つのシンボルを表現するために，前記微小点が情報点として配置される情報スロットと，を含み，
   前記情報スロットは，当該情報スロットにおける位置が予め定められた一つ以上の情報点配置領域を含み，
   一つの前記情報点配置領域は，当該領域内の複数の位置に前記微小点を配置可能である場合に，
   計算機が備えるCPUが前記プログラムを実行することにより，前記計算機上に具現化される前記情報埋め込み装置は，
   前記入力画像上に前記複数の情報埋め込み単位領域を配置するために，前記領域規定点としての前記微小点の配置を決定する領域規定点群決定部と，
   前記情報点としての前記微小点の配置を決定する情報点群決定部と，を備え，
   前記領域規定点群決定部は，互いに隣接する前記情報埋め込み単位領域の境界を越えて，前記領域規定点としての前記微小点が所定の規則で並ぶように，前記微小点を配置し，
   前記情報点群決定部は，一つの前記情報スロットが一つの前記シンボルを表現するよう，前記シンボルに応じて，一つの前記情報スロットに含まれる前記情報点配置領域毎に，領域内のいずれかの位置に微小点を配置するか，または微小点を配置しないかのどちらかの状態を設定し，
   前記微小点が配置される情報点配置領域内について，前記微小点の位置を，前記複数の位置から択一的に決定する
   ことを特徴とする情報埋め込み装置を実現するプログラム。
2. 請求項１に記載の情報埋め込み装置を実現するプログラムであって，
   前記情報点群決定部は，前記情報点配置領域内での，前記微小点の位置を，所定の範囲で定められた候補の中から択一的に選択する
   ことを特徴とする情報埋め込み装置を実現するプログラム。
3. 請求項１に記載の情報埋め込み装置を実現するプログラムであって，
   前記情報点群決定部は，前記情報点配置領域内での，前記微小点の位置を，乱数を用いて決定する
   ことを特徴とする情報埋め込み装置を実現するプログラム。
4. 請求項１ないし３いずれか一に記載の前記情報埋め込み装置を用いて作成された前記情報記録済み画像が印刷された印刷用媒体から，埋め込まれた前記情報を読み取る情報読み取り装置を実現するプログラムであって，
   計算機が備えるCPUが当該プログラムを実行することにより，前記計算機上に具現化される前記情報読み取り装置は，
   当該印刷用媒体から入力した印刷画像上の前記微小点の位置を認識し，微小点情報として出力する微小点情報認識部と，
   前記微小点情報に基づき，前記領域規定点群を認識し，前記情報埋め込み単位領域の配置を示す領域規定情報を出力する領域規定点群認識部と，
   前記領域規定情報に基づき，各々の前記情報埋め込み単位領域に含まれる一つ以上の前記情報スロットを認識し，認識した前記情報スロットに基づき，埋め込まれた前記情報を構成するシンボルを読み取る情報点群認識部と，
   を備え，
   前記領域規定点群認識部は，前記領域規定情報の出力に際して，消失している微小点情報があれば，他の微小点情報と，内分，外分，直線近似，多項式近似のいずれかの補完法と，に基づき，前記消失している微小点情報を補完し，
   前記情報点群認識部は，
   一つの前記情報スロットに含まれる前記一つ以上の情報点配置領域について，前記微小点が配置されているか配置されていないかの状態を認識し，前記状態に基づき，当該情報スロットが表現する一つの前記シンボルを読み取り，
   読み取った前記シンボルの並びに基づき，前記シンボルによって構成される，埋め込まれた前記情報を出力する
   ことを特徴とする情報読み取り装置を実現するプログラム。

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