JP4607771B2 - Image processing method, image processing apparatus, program executed by computer, and computer-readable recording medium - Google Patents

Image processing method, image processing apparatus, program executed by computer, and computer-readable recording medium Download PDF

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Description

本発明は、画像処理方法、画像処理装置、コンピュータが実行するためのプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関し、詳細には、符号化によりデジタルコンテンツに電子透かしを埋込み、また、デジタルコンテンツに埋め込まれた電子透かしを復元する過程で著作権情報や改ざんなどを検出する画像処理方法、画像処理装置、コンピュータが実行するためのプログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。   The present invention relates to an image processing method, an image processing apparatus, a program to be executed by a computer, and a computer-readable recording medium, and more particularly, an electronic watermark is embedded in digital content by encoding, and is embedded in digital content. The present invention relates to an image processing method, an image processing apparatus, a program executed by a computer, and a computer-readable recording medium that detect copyright information, falsification, and the like in the process of restoring the digital watermark.

デジタル情報は、劣化させることなくコンピュータなどで簡単にコピーでき、逆に、書
換えなど改ざんすることが容易であるという特徴がある。このため、デジタル情報は簡単
な処理や操作によって、不正にコピーされて勝手に再利用され、また、一部を改ざんして証拠写真に使用できないようにされやすい。
Digital information can be easily copied by a computer or the like without being deteriorated, and conversely, digital information can be easily rewritten or altered. For this reason, digital information can be illegally copied and reused without permission by simple processing and operations, or can be partially altered so that it cannot be used for evidence photographs.

これを防止する手法として、電子透かしやデータハイディングと呼ばれる方法がある。電子透かしは、デジタル画像などのデジタルコンテンツを普通に再生した場合には、視覚できない情報を付加する手法である。
電子透かしを埋込む方法は、次の二つに大きく分類できる。
(1)内容データの標本値に直接埋込む方法
(2)周波数成分に埋込む方法
As a technique for preventing this, there are methods called digital watermarking and data hiding. Digital watermarking is a technique for adding invisible information when digital contents such as digital images are normally reproduced.
The method of embedding a digital watermark can be roughly classified into the following two.
(1) Method of embedding directly in sample value of content data (2) Method of embedding in frequency component

(1)の方法は、加工や圧縮などの処理が行なわれると、埋込んだデータが失われやすい
が処理は軽い。一方、(2)の方法は、加工や圧縮などの処理には強いが、埋込みや抽出
の処理が重いという特性がある。
In the method (1), when processing such as processing or compression is performed, embedded data is easily lost, but the processing is light. On the other hand, the method (2) is strong in processing such as processing and compression, but has a characteristic that embedding and extraction are heavy.

本発明が対象とする、特定色しか使用できないカラー画像や2値画像など、グラデーシ
ョン表現しにくいデータ形式で保存される場合の電子透かしは、(2)の方法の適用が難
しく、(1)の方法を用いるのが一般的である。後述するように、本発明は(1)の方法
で実現する。
The digital watermark that is stored in a data format that is difficult to express gradation, such as a color image that can only use a specific color or a binary image, which is a subject of the present invention, is difficult to apply the method (2). It is common to use a method. As will be described later, the present invention is realized by the method (1).

電子透かしをデジタルコンテンツに付加する用途としては、著作権情報の記録、違法コ
ピー者情報の追跡、IPアドレスの履歴記録、違法コピーの防止(不可視・高耐性型)、
改ざん防止への応用(不可視・低耐性)、認証、秘密通信、デジタルコンテンツの注釈や
ラベルを埋込む(可視・不可逆型、所有権者表示)、透かし除去可能化(可視・可逆型、
コンテンツ配布)などがある。
Applications for adding digital watermarks to digital content include recording copyright information, tracking illegal copy information, IP address history recording, preventing illegal copying (invisible and highly resistant type),
Application to tampering prevention (invisible / low tolerance), authentication, secret communication, embedding digital content annotations and labels (visible / irreversible type, owner's display), watermark removal enabled (visible / reversible type,
Content distribution).

その中で、例えば、デジタルカメラへの用途として、写真撮影時にカメラの製造番号、
日時等を撮影画像に透かし埋込むと同時にその電子署名を作成する機構をカメラに設ける
方法が提案されている(非特許文献1、2を参照)。これにより、証明写真の改ざん検知
に加え、撮影カメラの特定や撮影日時の確認が可能となる。改ざん検知は電子署名技術のみで可能であるが、透かし技術を活用することで撮影カメラや撮影日時の特定化が可能に
なり、改ざん抑止により効果的に作用する。更に、電子透かしの埋込み情報量を多くする
ことによって、改ざん場所を特定化する精度が向上する。また、著作権保護のためにも多
くの情報を透かし埋込みできる方が、埋込み情報の解析時に情報が抽出しやすくなり、有
効性が高くなる。
Among them, for example, as a digital camera application, the camera serial number at the time of photography,
There has been proposed a method in which a camera is provided with a mechanism for embedding a date and time in a photographed image and simultaneously creating an electronic signature thereof (see Non-Patent Documents 1 and 2). As a result, in addition to detection of alteration of the ID photo, it is possible to identify the shooting camera and check the shooting date and time. Tampering detection is possible only with the digital signature technology, but by using the watermark technology, it is possible to specify the shooting camera and shooting date and time, and it works effectively by preventing tampering. Furthermore, by increasing the amount of information embedded in the digital watermark, the accuracy of specifying the falsification location is improved. In addition, if a lot of information can be watermark-embedded for copyright protection, it becomes easier to extract information when the embedded information is analyzed, and the effectiveness is enhanced.

しかしながら、電子透かしを埋込むことによって、埋込み対象のデジタルコンテンツ・
データが劣化するので、埋込みデータ量を増やしてもその影響による画質劣化をできる限り少なくすることが重要である。
However, by embedding a digital watermark,
Since data deteriorates, it is important to reduce image quality deterioration due to the influence even if the amount of embedded data is increased.

ところで、「人間の眼は、画像平坦部に存在するノイズを感知する能力よりもエッジ部
に存在するノイズを感知する能力の方が低い」という特性を利用して、電子透かしを画像
へ直接、埋込む場合は、一般に画像エッジ部に透かしを埋込む。しかし、画像領域の中で、通常、エッジ部は平坦部よりも領域が狭く、埋込む透かし量が多い場合には、著しく画質が劣化する。特に、帳票、図面、地図など人工的に作成された画像の輪郭線を過度に侵食したり、あるいは画像の骨格線を分断させたり消去するような画質の劣化は、元画像の持つ情報や意味を失ってしまう。
By the way, using the property that “the human eye is less capable of sensing noise present at the edge portion than the ability to sense noise present in the flat portion of the image”, the digital watermark is directly applied to the image. In the case of embedding, a watermark is generally embedded in the image edge portion. However, in the image area, usually, the edge part is narrower than the flat part, and the image quality deteriorates remarkably when the embedded watermark amount is large. In particular, deterioration of image quality that excessively erodes the contour lines of artificially created images such as forms, drawings, maps, or disrupts or erases the skeleton lines of images is the information and meaning of the original image. Will be lost.

つまり、透かし情報埋込みは、改ざん検知や著作権情報抽出の性能を上げるため、画質
劣化を極力抑えつつ、埋込む透かし情報量をできるだけ多くすることが望ましいが、埋
込む透かし量が多くなるほど、画質劣化の程度が増すという、埋込む透かし量と画質劣化
レベルとにはトレードオフの関係がある。
In other words, watermark information embedding is desirable to increase the amount of watermark information to be embedded while minimizing image quality degradation in order to improve the performance of falsification detection and copyright information extraction. There is a trade-off relationship between the amount of watermark to be embedded and the image quality deterioration level in which the degree of deterioration increases.

例えば、非特許文献3では、2値画像にモルフォロジー(モルフォロジーに関しては、例えば、非特許文献4参照)のオープニング(電子透かしON/ビット信号を表す)及びクロージング(同OFF/ビット信号を表す)を施すことによって原画像を劣化させて、耐性を持たせ、電子透かし信号を抽出しやすくする技術が開示されている。   For example, in Non-Patent Document 3, the opening (representing digital watermark ON / bit signal) and closing (representing the same OFF / bit signal) of morphology (for example, refer to Non-Patent Document 4 for the morphology) are performed on the binary image. A technique is disclosed in which an original image is deteriorated by being applied to have durability, and an electronic watermark signal can be easily extracted.

しかしながら、同文献の技術では、2値画像の中のエッジ部の交差点(剣先部や鋭い切れ込み部)が大きく変化(なまる)するため、画質劣化が目立ち易いという問題がある。   However, the technique of this document has a problem that image quality deterioration is easily noticeable because the intersections of the edge portions (sword tip portions and sharp cut portions) in the binary image change greatly (smooth).

電子透かし技術に関する調査報告書、1999年3月、日本電子工業振興協会編Research report on digital watermarking technology, March 1999, edited by Japan Electronics Industry Promotion Association 日経ビジネス、電子情報の不正コピー防止、1998年2月23日号 p.68−70(1998)Nikkei Business, Prevention of Unauthorized Copying of Electronic Information, February 23, 1998 p. 68-70 (1998) モルフォロジカル信号処理を利用した電子透かし方式、電子情報通信学会論文誌A Vol.J84−A No.8,p1037−1044,2001年8月号,岡本晃宏、宮崎明雄著Digital watermarking using morphological signal processing, IEICE Transactions A Vol. J84-A No. 8, p1037-1044, August 2001 issue, Akihiro Okamoto, by Akio Miyazaki モルフォロジー,小畑秀文著,1996年,コロナ社Morphology, Hidefumi Obata, 1996, Corona

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、画質劣化を抑えながら、改ざん検知や著作権情報抽出等の性能を向上させることが可能な画像処理方法、画像処理装置、コンピュータが実行するためのプログラム、及び記録媒体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and is executed by an image processing method, an image processing apparatus, and a computer that can improve performance such as tampering detection and copyright information extraction while suppressing deterioration in image quality. An object of the present invention is to provide a program and a recording medium.

上記した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、画像の同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界(エッジ)線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所毎に矩形の境界部とみなして分割する第1工程と、それぞれの分割矩形領域内のオブジェクトにおいて、独立にerosion又はdilationすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、モルフォロジー演算の構造要素の内容に従って、分割した画像領域の中のerosion又はdilation対象である同一色で形成されるオブジェクト領域の境界位置の移動量の増加又は減少量を捉える計測値について、構造要素の単位量で除算した値の偶奇性を1bit情報として使用する第2工程を含むことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object of the present invention, the present invention is directed to a solid region formed with the same color of an image, and the region boundary (edge) line is parallel to a horizontal or vertical direction line. In the first step of dividing each portion to be regarded as a rectangular boundary, a digital watermark is expressed by independently erasing or dilating in the object in each divided rectangular area. In accordance with the contents of the structural element of the calculation, the unit of the structural element for the measurement value that captures the increase or decrease of the movement amount of the boundary position of the object area formed with the same color as the erosion or dilation target in the divided image area A second step of using even-oddness of the value divided by the quantity as 1-bit information is included.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2工程では、前記erosion又はdilation操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要(カナメ)に該当する点から、扇の稜線に向かって特定方向に伸びて行った先のベタ塗り領域の境界(稜線)部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどerosion又はdilation操作の程度を小さくすることが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, in the second step, the object area formed with the same color as the target is regarded as a sector with respect to the degree of the erosion or dilation operation, and corresponds to the main point (Kaname). The point of intersection with the boundary (ridgeline) of the previous solid coating area that extends in a specific direction toward the ridgeline of the fan is maximized, and the degree of the erosion or dilation operation is reduced toward the both ends of the fan. It is desirable to do.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2工程では、前記erosion又はdilation操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要(カナメ)に該当する点から、矩形の対角線に近い45度の方向に伸びていった先のベタ塗り領域の境界(稜線)部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどerosion又はdilation操作の程度を小さくし、扇の両端では、変化が「0」になることが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, in the second step, the object area formed with the same color as the target is regarded as a sector with respect to the degree of the erosion or dilation operation, and corresponds to the main point (Kaname). From the point to the point where the intersection with the border (ridgeline) part of the previous solid area that extends in the direction of 45 degrees close to the diagonal of the rectangle is maximized, the degree of the erosion or dilation operation is increased toward the both ends of the fan. It is desirable that the change is “0” at both ends of the fan.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2工程では、前記同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界(エッジ)線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所で矩形に分割した中で、二つの平行箇所が、水平又は垂直方向のいずれかに偏る場合、その矩形内は電子透かしの対象としないと判断することが望ましい。   Also, according to a preferred aspect of the present invention, in the second step, the solid area formed in the same color is formed into a rectangle at a position where the area boundary (edge) line is parallel to a horizontal or vertical line. When two parallel parts are biased in either the horizontal or vertical direction in the division, it is desirable to determine that the inside of the rectangle is not the target of the digital watermark.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2工程では、ベタ塗り領域オブジェクトをopening又はclosingしても変化が無い場合に、電子透かし対象オブジェクトとすることが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, in the second step, it is desirable to set the solid-filled area object as a digital watermark target object when there is no change even if the solid area object is opened or closed.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2工程では、電子透かし対象オブジェクトに対して、4近傍及び8近傍のerosion又はdilation操作を縦方向及び横方向に別々に組合せて行う場合に、モルフォロジー学に於ける構造要素の定義又は変形によって行うことが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, in the second step, when the digital watermark target object is subjected to erection or dilation operations in the vicinity of 4 and 8 in the vertical direction and the horizontal direction separately in combination, It is desirable to do so by defining or transforming structural elements in morphology.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2工程では、前記erosion又はdilation操作の程度を表す増加又は減少する単位サイズは、モルフォロジー学に於ける構造要素の中に倍率を表す係数を構成させることによって、係数による比例変更を可能としたことが望ましい。   According to a preferred aspect of the present invention, in the second step, the increasing or decreasing unit size representing the degree of the erosion or dilation operation constitutes a coefficient representing a magnification in a structural element in morphology. Therefore, it is desirable that the proportional change by the coefficient is possible.

上記した課題を解決して、本発明の目的を達成するために、本発明は、画像の同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界(エッジ)線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所毎に矩形の境界部とみなして分割する第1手段と、それぞれの分割矩形領域内のオブジェクトにおいて、独立にerosion又はdilationすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、モルフォロジー演算の構造要素の内容に従って、分割した画像領域の中のerosion又はdilation対象である同一色で形成されるオブジェクト領域の境界位置の移動量の増加又は減少量を捉える計測値について、構造要素の単位量で除算した値の偶奇性を1bit情報として使用する第2手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object of the present invention, the present invention is directed to a solid region formed with the same color of an image, and the region boundary (edge) line is parallel to a horizontal or vertical direction line. A first means for dividing each part to be regarded as a rectangular boundary part and an object in each divided rectangular area represent a digital watermark by independently erasing or dilating, and the digital watermark includes a morphology In accordance with the contents of the structural element of the calculation, the unit of the structural element for the measurement value that captures the increase or decrease of the movement amount of the boundary position of the object area formed with the same color as the erosion or dilation target in the divided image area And second means for using even-oddness of the value divided by the quantity as 1-bit information.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2手段は、前記erosion又はdilation操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要(カナメ)に該当する点から、扇の稜線に向かって特定方向に伸びて行った先のベタ塗り領域の境界(稜線)部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどerosion又はdilation操作の程度を小さくすることが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, the second means regards the object area formed with the same color as the target as a sector for the degree of the erosion or dilation operation, and corresponds to the main point (Kaname) The point of intersection with the boundary (ridgeline) of the previous solid coating area that extends in a specific direction toward the ridgeline of the fan is maximized, and the degree of the erosion or dilation operation is reduced toward the both ends of the fan. It is desirable to do.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2手段は、前記erosion又はdilation操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要(カナメ)に該当する点から、矩形の対角線に近い45度の方向に伸びていった先のベタ塗り領域の境界(稜線)部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどerosion又はdilation操作の程度を小さくし、扇の両端では、変化が「0」になることが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, the second means regards the object area formed with the same color as the target as a sector for the degree of the erosion or dilation operation, and corresponds to the main point (Kaname) From the point to the point where the intersection with the border (ridgeline) part of the previous solid area that extends in the direction of 45 degrees close to the diagonal of the rectangle is maximized, the degree of the erosion or dilation operation is increased toward the both ends of the fan. It is desirable that the change is “0” at both ends of the fan.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2手段は、前記同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界(エッジ)線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所で矩形に分割した中で、二つの平行箇所が、水平又は垂直方向のいずれかに偏る場合、その矩形内は電子透かしの対象としないと判断することが望ましい。   Also, according to a preferred aspect of the present invention, the second means forms the solid area formed in the same color into a rectangle at a position where the area boundary (edge) line is parallel to a horizontal or vertical line. When two parallel parts are biased in either the horizontal or vertical direction in the division, it is desirable to determine that the inside of the rectangle is not the target of the digital watermark.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2手段は、ベタ塗り領域オブジェクトをopening又はclosingしても変化が無い場合に、電子透かし対象オブジェクトとすることが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the second means is a digital watermark target object when there is no change even if the solid area object is opened or closed.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2手段は、電子透かし対象オブジェクトに対して、4近傍及び8近傍のerosion又はdilation操作を縦方向及び横方向に別々に組合せて行う場合に、モルフォロジー学における構造要素の定義又は変形によって行うことが望ましい。   According to a preferred aspect of the present invention, when the second means performs a combination of erection or dilation operations in the vicinity of 4 and 8 near the electronic watermark target object separately in the vertical direction and the horizontal direction, It is desirable to do so by defining or transforming structural elements in morphology.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記第2手段は、前記erosion又はdilation操作の程度を表す増加又は減少する単位サイズは、モルフォロジー学に於ける構造要素の中に倍率を表す係数を構成させることによって、係数による比例変更を可能としたことが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, the second means is configured such that the increasing or decreasing unit size indicating the degree of the erosion or dilation operation constitutes a coefficient indicating a magnification in a structural element in morphology. Therefore, it is desirable that the proportional change by the coefficient is possible.

また、本発明の好ましい態様によれば、本発明の画像処理方法の各工程をコンピュータがプログラムを実行することにより実現することが望ましい。また、このプログラムは記録媒体に記録されるのが望ましい。   According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that each step of the image processing method of the present invention is realized by a computer executing a program. The program is preferably recorded on a recording medium.

本発明によれば、画像の同一色で形成されるベタ塗り領域のオブジェクト全体をモルフォロジー学におけるerosion又はdilationすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、erosion又はdilationした同一色で形成されるオブジェクトの最大縦幅又は横幅サイズを、erosion又はdilationで増加又は減少する単位サイズ値で除算した値の偶奇性を1bit情報として使用することとしたので、画質劣化を抑えながら、改ざん検知や著作権情報抽出等の性能を向上させることが可能となる。   According to the present invention, a digital watermark is expressed by erasing or dilating the entire solid-area object formed with the same color of an image in morphology, and the digital watermark is formed with the same color of erosion or dilation. The even / oddity of the value obtained by dividing the maximum vertical width or horizontal size of the object to be divided by the unit size value that is increased or decreased by erosion or dilation is used as 1-bit information. It is possible to improve performance such as copyright information extraction.

以下に、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの又は実質的に同一のものが含まれる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or that are substantially the same.

図1は、本発明に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。本発明に係る画像処理装置は、図1に示すように、CPU(中央処理装置)1と、ROM(リード・オンリ・メモリ)2と、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)3と、時計回路4と、磁気ディスク装置5と、モルフォロジー部6と、ソースデータ符号化部7と、電子透かし抽出データ復号化部8と、電子透かし埋込部9と、電子透かし抽出部10と、モルフォロジー領域決定部11と、CRT画面表示装置12と、表示制御部13と、キーボード装置14と、画面指示装置15と、入力制御部16と、ネットワークI/F17と、ネットワーク伝送制御部18と、を備えており、各部はバス19を介して互いに接続されている。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an image processing apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, an image processing apparatus according to the present invention includes a CPU (central processing unit) 1, a ROM (read only memory) 2, a RAM (random access memory) 3, and a clock circuit 4. A magnetic disk device 5, a morphology unit 6, a source data encoding unit 7, a digital watermark extraction data decoding unit 8, a digital watermark embedding unit 9, a digital watermark extraction unit 10, and a morphological region determination unit 11, a CRT screen display device 12, a display control unit 13, a keyboard device 14, a screen instruction device 15, an input control unit 16, a network I / F 17, and a network transmission control unit 18. These units are connected to each other via a bus 19.

CPU(中央処理装置)1は、この画像処理装置の全体の動作制御を行う。ROM(リード・オンリ・メモリ)2は、CPU1が起動時に実行するプログラムや必要なデータ等を記憶する。RAM(ランダム・アクセス・メモリ)3は、CPU1のワークエリア等として使用される。時計回路4は、現在日時情報を出力する。   A CPU (central processing unit) 1 controls the overall operation of the image processing apparatus. A ROM (Read Only Memory) 2 stores a program executed by the CPU 1 at startup, necessary data, and the like. A RAM (Random Access Memory) 3 is used as a work area for the CPU 1. The clock circuit 4 outputs current date information.

磁気ディスク装置5は、種々のアプリケーションプログラム、ワークデータ、ファイルデータ、及び画像データなどの種々のデータを記憶するためのものである。   The magnetic disk device 5 is for storing various data such as various application programs, work data, file data, and image data.

モルフォロジー部6は、電子透かし埋込みのために特定画像領域を、モルフォロジー学のerosion(エロージョン:画像収縮)又はdilation(ダイレーション:画像膨張)する手段であり、生成されたデータは、磁気ディスク装置5に保存された後、電子透かし埋込み部9に与えられる。また、モルフォロジー部6は、電子透かし埋込み又は抽出箇所をチェックするために、opening(オープニング)又はclosing(クロージング)する手段でもあり、チェック結果のデータは、磁気ディスク装置5に保存された後、電子透かし埋込み部9又は電子透かし抽出部10に与えられる。ここで、対象となる領域の範囲は、モルフォロジー領域決定部11より指示される。   The morphological unit 6 is a means for morphological erosion (dilation: image dilation) or dilation (dilation: image dilation) of a specific image area for embedding a digital watermark, and the generated data is stored in the magnetic disk device 5. And stored in the digital watermark embedding unit 9. The morphological unit 6 is also means for opening (opening) or closing (closing) in order to check the digital watermark embedding or extraction location. After the check result data is stored in the magnetic disk device 5, This is given to the watermark embedding unit 9 or the digital watermark extracting unit 10. Here, the range of the target region is instructed by the morphological region determination unit 11.

ソースデータ符号化部7は、外部からの任意データ入力手段(不図示)で入力されたデータを使用して、暗号化又は符号化するためのものである。ソースデータ符号化部7の出力データは、磁気ディスク装置5に保存された後、電子透かし埋込み部9に与えられる。   The source data encoding unit 7 is for encrypting or encoding using data input from an external arbitrary data input means (not shown). The output data of the source data encoding unit 7 is stored in the magnetic disk device 5 and then given to the digital watermark embedding unit 9.

電子透かし抽出データ復号化部8は、電子透かし抽出部10によって磁気ディスク装置5に格納されている電子透かし抽出データを暗号解読などして復号化し、磁気ディスク装置5の別の領域に格納する。   The digital watermark extraction data decoding unit 8 decrypts the digital watermark extraction data stored in the magnetic disk device 5 by the digital watermark extraction unit 10 by decrypting it and stores it in another area of the magnetic disk device 5.

電子透かし埋込部9は、ソースデータ符号部化7により生成された埋込データを、埋込対象となる画像データに対して、電子透かしとして埋込む。電子透かし埋込み対象となる領域の範囲は、モルフォロジー領域決定部11で決定し、電子透かし埋込みは、モルフォロジー部6で行う。   The digital watermark embedding unit 9 embeds the embedded data generated by the source data encoding unit 7 into the image data to be embedded as a digital watermark. The range of the region to be embedded with the digital watermark is determined by the morphological region determination unit 11, and the digital watermark embedding is performed by the morphological unit 6.

電子透かし抽出部10は、電子透かしが埋込まれた画像データの中から電子透かしを抽出し、磁気ディスク装置5の別の領域に格納する。電子透かし抽出対象となる領域範囲及び抽出情報は、モルフォロジー領域決定部11で決定する。また、抽出直後の電子透かし情報は、電子透かし抽出データ復号化部8による暗号解読など復号化する目的のために、磁気ディスク装置5に格納する。   The digital watermark extraction unit 10 extracts a digital watermark from the image data in which the digital watermark is embedded, and stores it in another area of the magnetic disk device 5. The region range and extraction information to be subjected to digital watermark extraction are determined by the morphological region determination unit 11. The digital watermark information immediately after extraction is stored in the magnetic disk device 5 for the purpose of decoding such as decryption by the digital watermark extraction data decoding unit 8.

モルフォロジー領域決定部11は、電子透かし情報をエロージョン又はダイレーションによって埋込むべき又は電子透かし情報を抽出すべき矩形領域を決定し、電子透かし情報との対応付けを行う。電子透かし埋込み又は抽出処理の有効性は、モルフォロジー部6のチェック結果に従って判断する。   The morphological region determination unit 11 determines a rectangular region in which the digital watermark information is to be embedded by erosion or dilation or from which the digital watermark information is to be extracted, and performs association with the digital watermark information. The effectiveness of the digital watermark embedding or extraction process is determined according to the check result of the morphology section 6.

CRT画面表示装置12は、この画像処理装置を操作するための画面を表示するためのものである。表示制御部13は、CRT画面表示装置12の表示内容を制御するためのものである。   The CRT screen display device 12 is for displaying a screen for operating the image processing device. The display control unit 13 is for controlling the display content of the CRT screen display device 12.

キーボード装置14は、この画像処理装置に種々のキー操作を行うためのものである。画面指示装置15は、CRT画面表示装置12の任意の点を指示する等の操作作業を行うためのものである。入力制御部16は、キーボード装置14及び画面指示装置15の入力情報を取り込む等するためのものである。   The keyboard device 14 is for performing various key operations on the image processing device. The screen instruction device 15 is for performing an operation such as instructing an arbitrary point on the CRT screen display device 12. The input control unit 16 is for capturing input information of the keyboard device 14 and the screen instruction device 15.

ネットワークI/F17は、この画像処理装置をネットワーク(図示略)に接続するためのものである。ネットワーク伝送制御部18は、ネットワークを介して他の端末装置との間で種々の情報を送受信するための伝送制御処理を行うためのものである。   The network I / F 17 is for connecting the image processing apparatus to a network (not shown). The network transmission control unit 18 is for performing transmission control processing for transmitting and receiving various information to and from other terminal devices via the network.

これらのCPU1、ROM2、RAM3、時計回路4、磁気ディスク装置5、モルフォロジー部6、ソースデータ符号化部7、電子透かし抽出データ復号化部8、電子透かし埋込部9、電子透かし抽出部10、モルフォロジー領域決定部11、表示制御部13、入力制御部16、及びネットワーク伝送制御部18は、バス19に接続されており、これらの各要素間のデータの送受信は、主としてこのバス19を介して行われる。   These CPU 1, ROM 2, RAM 3, clock circuit 4, magnetic disk device 5, morphological unit 6, source data encoding unit 7, digital watermark extraction data decoding unit 8, digital watermark embedding unit 9, digital watermark extraction unit 10, The morphological region determination unit 11, the display control unit 13, the input control unit 16, and the network transmission control unit 18 are connected to a bus 19, and transmission / reception of data between these elements is mainly performed via the bus 19. Done.

また、CRT画面表示装置12、キーボード装置14、及び画面指示装置15は、ユーザに対するユーザ・インタフェース機能を実現している。例えば、各種操作指示や機能選択指令、編集データ等を入力したり、電子透かし情報を画像ブロック単位に埋込む又は抽出する時のブロックサイズを入力したり、埋込まれたデータ内容を隠蔽する目的で、電子透かし情報を暗号化する時及び暗号化された電子透かしを解読する時に、秘密キーを入力するために用いられる。また、キー操作により、電子透かしの解読結果を入力イメージ画像データと重ね合わせて表示させたり、いずれか一方のみを選択して表示させたりするような表示操作機能も実現することができる。   The CRT screen display device 12, the keyboard device 14, and the screen instruction device 15 realize a user interface function for the user. For example, to input various operation instructions, function selection commands, editing data, etc., to input the block size when embedding or extracting digital watermark information in image block units, or to conceal the embedded data content Thus, it is used for inputting the secret key when the digital watermark information is encrypted and when the encrypted digital watermark is decrypted. In addition, a display operation function can be realized in which the result of decoding the digital watermark is displayed superimposed on the input image image data by key operation, or only one of them is selected and displayed.

また、処理画像データは、例えば、磁気ディスク装置5に予め保存されたもの、又は、ネットワークを介して他の端末装置等から受信したものを使用することができる。なお、さらに、交換可能な記憶媒体を適用できる光学ディスク装置(例えば、CD−ROM駆動装置、DVD駆動装置など)や、デジタルスチルカメラ装置、スキャナ装置を備えて、処理画像データを入力する構成としてもよい。   The processed image data may be, for example, data stored in advance in the magnetic disk device 5 or data received from another terminal device or the like via a network. In addition, an optical disk device (for example, a CD-ROM drive device, a DVD drive device, etc.) to which an exchangeable storage medium can be applied, a digital still camera device, and a scanner device are provided to input processed image data. Also good.

本発明の対象となるデジタルコンテンツは、静止画像、動画像、コンピュータプログラ
ム及びコンピュータデータの情報などであり、特に、人工画像など特定色(例えば、25
6色で表現する:限定色、インデックスカラーともいう)しか使用できないカラー画像や
2値画像など、グラデーション表現しにくいデータ形式で保存される場合の電子透かし埋
込み処理に有効な技術である。
The digital content targeted by the present invention includes information on still images, moving images, computer programs, computer data, and the like, and in particular, specific colors such as artificial images (for example, 25
This is an effective technique for embedding an electronic watermark in the case of saving in a data format that is difficult to express gradation, such as a color image or binary image that can only be used (expressed in six colors: also called limited colors and index colors).

図2は、上記画像処理装置の電子透かしの埋込み処理を説明するためのフローチャート、図3は、上記画像処理装置の電子透かしの抽出処理を説明するためのフローチャート、
図4は、原画像(2値)の例を示す図、図5は、構造要素の例を示す図、図6は、原画像(2値)を構成要素でdilationした例を示す図、図7は、原画像(2値)を構成要素でdilationできる例を示す図、図8は、図7のE1をdilationした例を示す図、図9は、原画像(解像度を上げた2値)の例を示す図、図10は、矩形分割画像のモルフォロジー処理画像(解像度を上げた2値)の例を示す図である。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the digital watermark embedding process of the image processing apparatus. FIG. 3 is a flowchart for explaining the digital watermark extraction process of the image processing apparatus.
4 is a diagram showing an example of an original image (binary), FIG. 5 is a diagram showing an example of a structural element, and FIG. 6 is a diagram showing an example of dilating an original image (binary) with constituent elements. 7 is a diagram showing an example in which an original image (binary) can be dilated with constituent elements, FIG. 8 is a diagram showing an example of dilating E1 in FIG. 7, and FIG. 9 is an original image (binary with increased resolution). FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a morphologically processed image (binary with increased resolution) of a rectangular divided image.

本発明に係る電子透かしの埋込み方法及び抽出方法の概略を以下の(A)〜(H)を参照して説明する。本発明では、人間の画質劣化に対する感知能力は、モルフォロジー学に従う処理に特徴的な形状保存性がエッジ形状を保存する上で有効であることを利用している。   An outline of a digital watermark embedding method and extraction method according to the present invention will be described with reference to the following (A) to (H). In the present invention, the ability to detect human image quality degradation utilizes the fact that shape preservation characteristic of processing according to morphology is effective in preserving edge shapes.

(A) 本発明では、同一色で形成されるベタ塗り領域オブジェクト全体をerosion又はdilationすることによって電子透かしを表現し、電子透かしには、erosion又はdilationした同一色で形成されるオブジェクトの最大縦幅又は横幅サイズをerosion又はdilationで増加又は減少する単位サイズ値で除算した値の偶奇性を1bit情報として使用する。 (A) In the present invention, a digital watermark is expressed by erasing or dilating the entire solid area object formed with the same color, and the maximum vertical length of the object formed with the same color as the erosion or dilation is included in the digital watermark. The even-oddity of the value obtained by dividing the width or width size by the unit size value that increases or decreases by erosion or dilation is used as 1-bit information.

例えば、図4〜図7において、図4の黒画素を図5の構造要素によって、dilationした場合の結果は図6のようになる。図5の構造要素が表すerosion又はdilationにおける単位サイズは、左右上下方向に、それぞれ「1」であるので、図4と図6を、例えば最大横幅で比較すると、図4は10単位であり、図6は12単位である。左右両端で1単位ずつ合せて2単位のdilationが働いていることを考慮すると、図4の横幅から得られるビット情報は、10/2=5が奇数であるので、例えば、ビットオンとなり、図6の横幅から得られるビット情報は、12/2=6が偶数のため、同様に、ビットオフを表せることになる。   For example, in FIGS. 4 to 7, the result when the black pixel in FIG. 4 is dilated by the structural element in FIG. 5 is as shown in FIG. The unit size in the erosion or dilation represented by the structural element in FIG. 5 is “1” in the left and right and up and down directions. Therefore, when FIG. 4 and FIG. 6 are compared with the maximum width, for example, FIG. FIG. 6 shows 12 units. In consideration of the fact that 2 units of dilation work at both the left and right ends, the bit information obtained from the horizontal width of FIG. 4 is an odd number of 10/2 = 5. Since the bit information obtained from the horizontal width of 6 is an even number of 12/2 = 6, the bit off can be similarly expressed.

(B) 本発明では、同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界(エッジ)線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所毎に矩形の境界部とみなして分割し、それぞれの分割矩形領域内のオブジェクトに於いて独立にerosion又はdilationすることによって電子透かしを表現する。また、erosion又はdilation操作は、処理前後で、矩形を切り出す条件に従って、各頂点の座標値が変わることの無い範囲で行うものである。 (B) In the present invention, the solid area formed with the same color is divided by regarding each area where the area boundary (edge) line is parallel to the horizontal or vertical line as a rectangular boundary, A digital watermark is expressed by independently erasing or dilating an object in the divided rectangular area. In addition, the erosion or dilation operation is performed within a range in which the coordinate value of each vertex does not change according to the conditions for cutting out the rectangle before and after the process.

電子透かしの値について、例えば、構造要素が図5に示す内容の場合では、分割した画像領域の中のerosion又はdilation対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要(カナメ)に該当する点を基点に、矩形の対角線に近い45度の方向に伸びていった先のベタ塗り領域の境界との交点(交点部は、ベタ塗り領域から外に向かって平面又は凸になっていることが必要である。この条件を満たしていなければ、満たしている箇所まで距離計測を伸ばしハミング距離を加算する)までのハミング距離を、erosion又はdilation操作によって増加又は減少する単位サイズの「2」で除算した値の偶奇性を1bit情報として使用する。   Regarding the value of the digital watermark, for example, in the case where the structural element has the contents shown in FIG. 5, the object area formed with the same color that is the object of erosion or dilation in the divided image area is regarded as a sector, and its essential ( Intersection with the boundary of the previous solid area that extends in the direction of 45 degrees close to the diagonal of the rectangle, starting from the point corresponding to (Kaname) (the intersection is flat or convex outward from the solid area) If this condition is not satisfied, the unit size that increases or decreases the Hamming distance until the distance is satisfied by extending the distance measurement and adding the Hamming distance by the erosion or dilation operation. The even-oddity of the value divided by “2” is used as 1-bit information.

例えば、図4において、dilation操作ができる可能性のある分割領域としては、図7に示すように、4箇所の候補E1,E2,E3,E4が挙げられる。その内のE1に適用すると、図8の結果が得られる。扇の要(カナメ)と判断できる矩形右下の頂点から、左上45度方向にハミング距離で追跡すると、dilationする前の長さは「7」であり、dilationした後の長さは「9」となる。これらを電子透かしの値に変換すると、それぞれ、[7/2]mod2=1,[9/2]mod2=0となる。ただし、[X]は、整数そのものか、そうでない場合はXを超えないXに最も近い整数,YmodZは整数Yを整数Zで割算した場合の余りの値を表す。   For example, as shown in FIG. 7, there are four candidates E1, E2, E3, and E4 as divided areas in which the dilation operation may be performed in FIG. When applied to E1 among them, the result of FIG. 8 is obtained. From the top right corner of the rectangle that can be determined to be the key of the fan (named), tracking with a Hamming distance in the upper left 45 degrees direction, the length before dilation is “7”, and the length after dilation is “9” It becomes. When these are converted into digital watermark values, [7/2] mod 2 = 1 and [9/2] mod 2 = 0, respectively. However, [X] is an integer itself, or otherwise, an integer closest to X that does not exceed X, and YmodZ represents a remainder when integer Y is divided by integer Z.

(C) 本発明では、上記(B)のerosion又はdilation操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要(カナメ)に該当する点から、矩形の対角線に近い45度の方向に伸びていった先のベタ塗り領域の境界との交点部を最大に、扇の両端に行くほどerosion又はdilation操作の程度を小さくすることによって、ベタ塗り領域境界線の形状劣化抑止と、erosion又はdilation操作後も対象矩形の四つの頂点座標が変化しない効果をもたらす。詳細は、図2のフローチャートのステップS1(3),ステップS5,S23,S24及び図3のステップS51(3),ステップS55,S71参照。 (C) In the present invention, regarding the degree of the erosion or dilation operation in (B) above, the object area formed with the same color as the target is regarded as a fan shape, By maximizing the intersection with the boundary of the previous solid area that extends in the direction of 45 degrees close to the diagonal, and decreasing the degree of the erosion or dilation operation toward the both ends of the fan, the solid area boundary line The effect of preventing the deterioration of the shape and the four vertex coordinates of the target rectangle do not change even after the erosion or dilation operation. For details, see step S1 (3), steps S5, S23, and S24 of the flowchart of FIG. 2 and steps S51 (3), steps S55, and S71 of FIG.

例えば、図4の2値画像の解像度を上げたものが図9となる。上記図4を原図に、図7〜図8を使用して説明したのと同じように、矩形領域に分割したものが図10である。図10において、Aは、上記(C)を適用しない例を表し、Bは上記(C)を適用してdilationした例を表す。ここで、図10のA,Bそれぞれの中に太く二重に引かれている曲線の右上側の線が原画のベタ塗り領域の境界線であり、左下側の線がdilationした後のベタ塗り領域の境界線である。Bの方が、dilationを行ってもベタ塗り領域の輪郭線がより滑らかになっている。   For example, FIG. 9 shows an image obtained by increasing the resolution of the binary image in FIG. FIG. 10 is a diagram divided into rectangular regions in the same manner as described with reference to FIG. 4 and FIG. 7 to FIG. In FIG. 10, A represents an example in which the above (C) is not applied, and B represents an example in which the above (C) is applied for dilation. Here, the upper right line of the curved line drawn thickly and doublely in each of A and B in FIG. 10 is the boundary of the solid area of the original image, and the lower left line is solid after the dilation. This is the boundary line of the region. In B, the outline of the solid area is smoother even when dilation is performed.

(D) 本発明では、上記(B)、(C)の同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界(エッジ)線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所で矩形に分割した中で、二つの平行箇所が、水平又は垂直方向のどちらかに偏ってしまう場合、その矩形内は電子透かし対象としないと判断することによって、画質劣化を抑止する。 (D) In the present invention, the solid area formed with the same color of (B) and (C) above is divided into rectangles at the places where the area boundary (edge) line is parallel to the horizontal or vertical line. In the case where two parallel portions are biased in either the horizontal or vertical direction, image quality degradation is suppressed by determining that the rectangle is not subject to digital watermarking.

その理由は、この形状のベタ塗り領域は、erosion又はdilation操作すると形状劣化が大きくなり過ぎる可能性が高くなるからである。また、二つの平行箇所とは、矩形に分割された総ての電子透かし対象領域には、必ず二つ(多くも少なくもない)水平又は垂直方向に平行なベタ塗り領域の境界(エッジ)線が存在することから表現したものである。例えば、図10のA,Bに於いて矩形で囲むと、ベタ塗り領域の輪郭線が、左上頂点部で、(曲率が急であるが)垂直方向に接している。他方、右下頂点部で、水平方向に接している(両方の接し方が、垂直と水平で同じでない)ので、電子透かし対象とする。ところが、図10のCに於いて矩形で囲むと、ベタ塗り領域の輪郭線が、左上頂点部で、(ここも曲率が急であるが)垂直方向に接している。他方、右下頂点部でも、垂直方向に接している(両方の接し方が、垂直方向で同じになっている)ので、電子透かし対象にしないと判断する。図10のCの例では、ベタ塗り領域の境界線を二つの太線で表しているが、左下側に位置する線が、原画の境界線を表し、右上に位置する線が、dilationした後のベタ塗り領域の境界線を表している。同図に示すように、dilationを行った後の輪郭線は、矩形左上の頂点部で滑らかさが悪くなっている。   The reason for this is that the solid-coated region of this shape is likely to be excessively deteriorated in shape when an erosion or dilation operation is performed. In addition, the two parallel parts are the boundaries (edges) of solid (two or more) solid areas that are parallel to the horizontal or vertical direction in every digital watermark target area divided into rectangles. It is expressed from the existence of. For example, when enclosed in a rectangle in FIGS. 10A and 10B, the outline of the solid area is in the vertical direction (although the curvature is steep) at the upper left vertex. On the other hand, since it is in the horizontal direction at the lower right vertex (both ways of contact are not the same in the vertical and horizontal directions), it is set as a digital watermark target. However, when surrounded by a rectangle in FIG. 10C, the outline of the solid area is in the vertical direction at the top left corner (again, the curvature is steep). On the other hand, the lower right apex portion is also in contact with the vertical direction (both contact methods are the same in the vertical direction), so it is determined not to be the target of the digital watermark. In the example of FIG. 10C, the border line of the solid area is represented by two thick lines, but the line located on the lower left side represents the boundary line of the original image, and the line located on the upper right side is after the dilation. This represents the border line of the solid area. As shown in the figure, the contour line after dilation has poor smoothness at the top left corner of the rectangle.

(E) 本発明では、上記(A)〜(D)において、ベタ塗り領域オブジェクトをopening又はclosingしても変化が無い場合に、電子透かし対象オブジェクトとすることにより、画質劣化を抑止する。opening又はclosingによる画質劣化を判断する効果については、既知の内容であるのでその説明を省略する。 (E) In the present invention, in the above (A) to (D), when there is no change even if the solid area object is opened or closed, the image quality deterioration is suppressed by setting it as a digital watermark target object. Since the effect of determining image quality degradation due to opening or closing is a known content, its description is omitted.

(F) 本発明では、上記(A)〜(E)において、電子透かし対象オブジェクトに対して4近傍及び8近傍のerosion又はdilation操作を縦方向及び横方向に別々に組合せて行う方法は、構造要素の再定義又は変形によって可能とするものである。これについても、既知の内容であるのでその説明を省略する。 (F) In the present invention, in the above (A) to (E), the method of performing the combination of the erection or dilation operations in the vicinity of 4 and 8 near the electronic watermark target object separately in the vertical direction and the horizontal direction is a structure. It is made possible by redefining or transforming elements. Since this is also a known content, its description is omitted.

(G) 本発明では、上記(A)〜(E)において、erosion又はdilation操作の程度を表す増加又は減少する単位サイズは、構造要素の中に倍率を表す係数を構成させることによって、係数による比例変更を可能とするものである。詳細は、図2のフローチャートのステップS23,S24及び図3のステップS71及びそれらの説明を参照。 (G) In the present invention, in the above (A) to (E), the unit size to be increased or decreased representing the degree of erosion or dilation operation depends on the coefficient by configuring the coefficient representing the magnification in the structural element. Proportional change is possible. For details, see steps S23 and S24 in the flowchart of FIG. 2, step S71 of FIG. 3, and their descriptions.

(H) 本発明では、上記(G)における情報の単位サイズを、モルフォロジー学における構造要素の中に倍率を表す係数を構成させることについて、erosion又はdilationで増加又は減少する単位サイズ値で除算した値の偶奇性を1bit情報として使用する代わりに、係数を法とする剰余値を活用することにより、0〜(k−1)範囲で識別できる何れかの値の情報として使用する。 (H) In the present invention, the unit size of the information in (G) above is divided by the unit size value that increases or decreases by erosion or dilation with respect to constructing a coefficient representing a magnification in a structural element in morphology. Instead of using the even-oddness of the value as 1-bit information, it is used as information of any value that can be identified in the range of 0 to (k−1) by utilizing a remainder value modulo the coefficient.

上記図1の画像処理装置の電子透かしの埋込み処理を、図2のフローチャートを参照して説明する。   The digital watermark embedding process of the image processing apparatus of FIG. 1 will be described with reference to the flowchart of FIG.

図2において、ステップS1では、選択機能を決定するために、キー入力(キーボード装置14及び画面指示装置14等での入力)し、以下の処理のために、その内容をメモリ(RAM3)に保存する。ここで、選択機能は、(1)秘密キー、(2)ベタ塗り領域の分割の有無Divide(0:分割しない、1:境界線が水平or垂直方向になる箇所で分割する)設定、(3)ベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げる指示Smooth(0:滑らか処理を行わない、1:滑らか処理を行う)設定、(4)S字境界線領域の形状劣化処理回避の有無S_Figure(0:回避しない、1:回避する)、(5)トポロジー保存及び形状劣化回避チェック実施の有無OorC(0:チェック無し、1:チェック有り)設定、(6)モルフォロジー構造要素Bをマトリックスで設定、(7)モルフォロジー構造要素の倍率kの設定等である。以下、各選択機能について詳細に説明する。   In FIG. 2, in step S1, key input (input using the keyboard device 14 and the screen instruction device 14) is performed to determine the selection function, and the contents are stored in the memory (RAM 3) for the following processing. To do. Here, the selection function includes (1) secret key, (2) presence / absence of Divided Solid Area Divide (0: no division, 1: division at a position where the boundary line becomes horizontal or vertical), (3 ) Setting Smooth (0: smooth processing is not performed, 1: smooth processing is performed) setting to smoothly finish the border line of the solid coating region, (4) presence / absence of avoidance of shape deterioration processing of the S-shaped border region S_Figure (0: (5) Topology storage and shape deterioration avoidance check execution check OorC (0: unchecked, 1: checked) setting, (6) Morphological structure element B is set in a matrix (7) ) Setting the magnification k of the morphological structural element. Hereinafter, each selection function will be described in detail.

(1)電子透かしにして埋込む情報を、秘密キー(パスワードなど)によって予め暗号化してから電子透かし埋込み、埋込み情報の解読をより困難にする。ただし、常に暗号化してから電子透かしを埋込むのは必須ではなく、暗号化するか否かは選択可能である。   (1) Information to be embedded as a digital watermark is pre-encrypted with a secret key (password or the like) and then embedded in the digital watermark, making it difficult to decrypt the embedded information. However, it is not essential to embed the digital watermark after always encrypting, and it is possible to select whether or not to encrypt.

(2)ベタ塗り領域の分割有無Divide設定のための入力は、以下の処理の流れを分けるために指示を与える。Divide=0(分割しない)を指示された場合は、以下のステップS3において、透かし埋込み対象をベタ塗り領域の分割矩形領域単位で処理を行わない(ステップS7)。ステップS10においても同じ理由で、ステップS12への流れになる。ステップS3は、ベタ塗り領域全体に共通の初期設定の段階での振分け処理であり、ステップS10は、ベタ塗り領域個別の振分け処理であり、両者の振分け理由が異なるため、同じ判定処理が2箇所存在する。また、Divide=1(境界線が水平or垂直方向になる箇所で分割する)を指示された場合は、ステップS3において、ベタ塗り領域だけに限定するベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げる機能の指示を判定し(ステップS4)、かつ以下のステップS10において、ベタ塗り領域を矩形に分割する(ステップS11)処理を判定する。   (2) An input for setting Divide / No Divide for the solid area gives an instruction to divide the following processing flow. If Divide = 0 (do not divide) is instructed, in step S3 below, the watermark embedding target is not processed in units of divided rectangular areas of solid areas (step S7). In step S10, the flow goes to step S12 for the same reason. Step S3 is a distribution process at the initial setting stage common to the whole solid area, and step S10 is a solid area individual distribution process, and the reason for the distribution is different. Exists. When Divide = 1 (division is performed where the boundary line is horizontal or vertical) is specified, in step S3, the boundary line of the solid area limited to only the solid area is smoothly finished. The instruction is determined (step S4), and in the following step S10, the process of dividing the solid area into rectangles (step S11) is determined.

(3)ベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げる指示smooth設定のための入力は、以下のステップS4の処理の流れを分けるために指示を与える。すなわち、smooth=1の場合、ステップS5において、滑らか処理を行うように、調整関数G(t)を設定し、また、smooth=0の場合、ステップS6において、滑らか処理を行わないように、調整関数G(t)に固定値を設定する。   (3) An instruction for setting smooth for finishing the boundary line of the solid area is an instruction for dividing the flow of processing in the following step S4. That is, when smooth = 1, the adjustment function G (t) is set so that smooth processing is performed in step S5, and when smooth = 0, adjustment is performed so that smooth processing is not performed in step S6. A fixed value is set in the function G (t).

(4)S字境界線領域の形状劣化処理回避の有無S_Figure設定のための入力は、以下のステップS15において、S字境界線領域の形状劣化処理回避のチェックを行うか否かの流れを分けるために指示を与える。   (4) Presence / absence of avoidance of shape deterioration process of S-shaped boundary line area The input for setting S_Figure divides the flow of whether or not to check the shape deterioration process avoidance of S-shaped boundary line area in the following step S15. Give instructions for.

(5)トポロジー保存及び形状劣化回避チェック実施の有無OorC設定のための入力は、以下のステップS20の判定で処理の流れを分けるために指示を与える。   (5) Presence / absence of execution of topology storage and shape deterioration avoidance check An input for setting OorC gives an instruction to divide the flow of processing in the determination of the following step S20.

(6)モルフォロジー構造要素B設定のための入力は、ステップS23でerosion又はステップS24でdilationする場合の形状を特徴付ける構造要素を与える。   (6) The input for setting the morphological structural element B gives a structural element characterizing the shape in the case of erosion in step S23 or dilation in step S24.

(7)モルフォロジー構造要素の倍率kの設定のための入力は、ステップS23でerosion又はステップS24でdilationする時の形状を特徴付ける構造要素に強度係数を与えるものである。   (7) The input for setting the magnification k of the morphological structural element is to give a strength coefficient to the structural element characterizing the shape at the time of erosion in step S23 or dilation in step S24.

ステップS2では、電子透かしを埋込む原画像として、被写体を多値画像で読取り、メモリ上に記憶する。この画像は、2値画像でもよい。   In step S2, the subject is read as a multi-valued image as an original image in which a digital watermark is embedded, and stored in a memory. This image may be a binary image.

ステップS3では、ベタ塗り領域の分割有無Divide=「1」であるか否かを判定する。Divide=1ではない場合には(ステップS3の「No」)、ステップS7において、S字境界領域の形状劣化処理回避が必要ないとみなす「S字境界領域の形状劣化処理回避の有無S_Figureに0を設定する」処理に進み、更に、調整関数G(t)に、調整機能を働かせないために1(固定値)を設定する。   In step S <b> 3, it is determined whether or not division of the solid area is divided = “1”. If Divide = 1 is not satisfied (“No” in step S3), it is determined in step S7 that it is not necessary to avoid the shape deterioration process of the S-shaped boundary area. Then, the process proceeds to the process of “setting”, and 1 (fixed value) is set in the adjustment function G (t) so that the adjustment function does not work.

また、Divide=1の場合には(ステップS3の「Yes」)、分割矩形内のベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げるかの指示smooth=1であるか否かを判定する(ステップS4)。Smooth=1の場合には(ステップS4の「Yes」)、調整関数G(t)に、調整機能を意識した値を設定する処理を行う(ステップS5)。   If Divide = 1 (“Yes” in step S3), it is determined whether or not an instruction smooth = 1 indicating whether to smoothly finish the border line of the solid area in the divided rectangle (step S4). . If Smooth = 1 (“Yes” in step S4), processing for setting a value that is conscious of the adjustment function is performed in the adjustment function G (t) (step S5).

ここで、t:0〜1が変動範囲で、0及び1の時が矩形内おけるベタ塗り領域境界線に該当する。G(0.5)=1:これが最大値となるXY座標上で左右対称の関数、G(0)=0:tが0〜0.5で単調増加、G(1)=0:tが0.5〜1で単調増加となる。   Here, t: 0 to 1 corresponds to a fluctuation range, and 0 and 1 correspond to a solid region boundary line in a rectangle. G (0.5) = 1: a symmetrical function on the XY coordinates where this is the maximum value, G (0) = 0: t is monotonically increasing from 0 to 0.5, and G (1) = 0: t is A monotonic increase occurs between 0.5 and 1.

ステップS5では、上記(C)で示すように、0〜1を変動する変数tを、矩形で区切られた塗りつぶし領域を扇に例えた場合の稜線形状を決定する時の場所による程度の違いを表現する関数G(t)の変数として使用する。この扇の稜線に例えて、電子透かし埋込みによって形状変更する場合に、稜線の中央部を最大に変更し、稜線の両端では、変化が無いように設定するものである(図10参照)。   In step S5, as shown in the above (C), the variable t varying from 0 to 1 is compared to the extent when determining the ridge line shape when the painted area divided by a rectangle is compared with a fan. Used as a variable of the function G (t) to be expressed. For example, when the shape is changed by embedding a digital watermark, the central portion of the ridge line is changed to the maximum, and no change is set at both ends of the ridge line (see FIG. 10).

また、Smooth=1でない場合には(ステップS4の「No」)、調整関数G(t)に、調整機能を働かせない意味で1(固定値)を設定する(ステップS6)。   If Smooth = 1 is not satisfied (“No” in step S4), 1 (fixed value) is set to the adjustment function G (t) in a sense that the adjustment function does not work (step S6).

ステップS8では、ベタ塗り領域単位の電子透かし埋込み処理全体の流れの終りを判定する。ベタ塗り領域毎の処理(ステップS10〜ステップS25)について、総て終了している場合には、ステップ9に移行する一方、ブロック毎の総ての処理が終了していない場合には、ステップ10に移行する。   In step S8, it is determined whether the flow of the entire digital watermark embedding process for each solid area is completed. If the processing for each solid area (steps S10 to S25) has been completed, the process proceeds to step 9. On the other hand, if the processing for each block has not been completed, step 10 is performed. Migrate to

ステップS9は、電子透かし埋込み処理が終わった後の処理に該当し、電子透かし埋込み画像を磁気ディスク装置5に保存する。   Step S 9 corresponds to the processing after the digital watermark embedding process is completed, and the digital watermark embedded image is stored in the magnetic disk device 5.

ステップS10では、ベタ塗り領域を分割して、分割単位に電子透かしを埋込むか否かを、“ベタ塗り領域の分割有無”Divideの値によって判断する。Divide=1の場合(ステップS10の「Yes」)、すなわち、ベタ塗り領域を分割する場合は、ステップS11に移行する一方、Divide=1でない場合(ステップS10の「No」)、すなわち、ベタ塗り領域を分割せず、ひとまとめにして電子透かし(1ビット情報/ベタ塗り領域)を埋込む場合は、ステップS12に移行する。   In step S10, whether or not to divide the solid area and embed a digital watermark in the division unit is determined based on the value of “divided / not divided solid area” Divide. If Divide = 1 (“Yes” in step S10), that is, if a solid area is to be divided, the process proceeds to step S11. If Divide = 1 is not satisfied (“No” in step S10), that is, solid painting is performed. If the digital watermark (1-bit information / solid area) is embedded as a whole without dividing the area, the process proceeds to step S12.

ステップS12では、上記(A)で示すように、ベタ塗り領域を総て分割せず、分割数を「1」として変数Parts=1に設定する。   In step S12, as shown in (A) above, the solid area is not divided at all, and the number of divisions is set to “1” and the variable Parts = 1 is set.

ステップS11では、上記(B)で示すように、ベタ塗り領域毎に複数の情報を埋込むため、ベタ塗り領域を矩形分割し、変数Partsのその分割数を設定する。分割方法の具体例は図10を参照。この方法で、ひとつのベタ塗り領域を分割すると、最低でも4個の領域(Partsは「4」以上)に分割される。   In step S11, as shown in (B) above, in order to embed a plurality of information for each solid area, the solid area is divided into rectangles, and the number of divisions of the variable Parts is set. See FIG. 10 for a specific example of the dividing method. When one solid area is divided by this method, it is divided into at least four areas (Parts is “4” or more).

ステップS13では、現在処理中のベタ塗り領域内の分割領域単位の電子透かし埋込み処理が終了したか否かを判定する。具体的には、上記ステップS11又はステップS12で分割された領域毎の処理(以下のステップ15〜ステップ25)について、分割数Partsの値に基づいて判定する。ブロック毎の総ての処理が終了している場合にはステップS14に移行する一方、処理が終了していない場合には、ステップS15に移行する。   In step S13, it is determined whether or not the digital watermark embedding process for each divided area in the solid area currently being processed has been completed. Specifically, the process for each region divided in step S11 or step S12 (steps 15 to 25 below) is determined based on the value of the division number Parts. If all the processes for each block have been completed, the process proceeds to step S14. If the process has not been completed, the process proceeds to step S15.

ステップS14では、ベタ塗り領域の処理を終わったとみなし、電子透かし埋込み対象を次のベタ塗り領域に移し、ステップ8に戻る。   In step S14, it is considered that the processing of the solid area has been completed, the electronic watermark embedding target is moved to the next solid area, and the process returns to step 8.

ステップS15では、S字境界線領域の形状劣化処理回避の有無S_Figureの値に従って、S字境界線領域の形状劣化処理を回避するか否かを判定する。回避する(S_Figure=1)の場合(ステップS15の「Yes」)は、ステップS16に移行する一方、回避しない(S_Figure?1)場合(ステップS15の「No」)は、ステップS18に移行する。   In step S15, it is determined whether or not to avoid the shape deterioration process of the S-shaped boundary line region according to the value of the presence or absence of the shape deterioration processing avoidance of the S-shaped boundary line region S_Figure. If it is avoided (S_Figure = 1) (“Yes” in step S15), the process proceeds to step S16. If not avoided (S_Figure? 1) (“No” in step S15), the process proceeds to step S18.

ステップS16では、上記(D)に従って、ベタ塗り領域の境界線の両端の方向を調査する。例えば、図10のサンプルA及びBは、ベタ塗り領域の境界線の両端が、水平線方向と垂直線方向で「異なる」が、図10にサンプルCは、ベタ塗り領域の境界線の両端が、どちらも垂直線方向で「同じ」と言う調査結果になる。   In step S16, the directions of both ends of the boundary line of the solid coating region are examined according to (D) above. For example, sample A and B in FIG. 10 are “different” in the horizontal line direction and the vertical line direction in both ends of the solid line boundary line, but in FIG. Both have the same survey results in the vertical direction.

ステップS17では、現在扱っている分割領域が、電子透かし対象外か否かを判定する(ベタ領域の対角線の両端(2箇所)は、矩形領域に同一方向(水平/垂直)で接するか?)。判定方法は、上記ステップS16の調査結果に従う。即ち、「同じ」場合は、対象外とみなし、現在埋込もうとしていた電子透かし情報1ビットを、次の矩形画像に埋込むために保持した状態のままにしておいて、当該分割矩形領域の処理を終り、ステップS25に移行する一方、「異なる」場合は、電子透かし埋込み対象とみなし、ステップS18に移行する。   In step S17, it is determined whether or not the currently handled divided area is outside the digital watermark target (whether both ends (two places) of the diagonal line of the solid area are in contact with the rectangular area in the same direction (horizontal / vertical)). . The determination method follows the investigation result of step S16. That is, in the case of “same”, the digital watermark information 1 bit to be embedded is regarded as being out of the target, and is retained in the state of being embedded in the next rectangular image. The process ends and the process proceeds to step S25. On the other hand, if “different”, it is regarded as a digital watermark embedding target, and the process proceeds to step S18.

ステップS18では、ベタ塗り領域が分割された当該矩形の状態は、埋込みたい電子透かしの状態と「一致する」か否かを調査する。即ち、原画像のままの当該矩形に対し、構造要素を基に、仮に、電子透かし情報1ビットを抽出するとした場合に、その値が、埋込みたい当該1ビット情報の値と同じかどうかを調査するものである。当該対象矩形画像の電子透かし情報(1ビット)は、上記(B)に従って判断する。   In step S18, it is checked whether or not the state of the rectangle in which the solid area is divided “matches” the state of the digital watermark that is desired to be embedded. In other words, if one bit of digital watermark information is extracted for the rectangle of the original image based on the structural element, it is checked whether the value is the same as the value of the one-bit information to be embedded. To do. The digital watermark information (1 bit) of the target rectangular image is determined according to (B) above.

ステップS19では、上記ステップS18の調査結果に基づいて、当該矩形画像に対し、erosion又はdilationする必要があるか否かを判定する。上記ステップ18の調査結果が「一致しない」と判断される場合、erosion又はdilationする必要があるとみなし、ステップS20に移行する。また、上記ステップS18の調査結果が「一致する」と判断される場合、当該矩形画像への変更は行わなくても電子透かし情報として有効とみなせるため、そのままにして、ステップ25に移行する。   In step S19, it is determined whether or not the rectangular image needs to be erased or dilated based on the investigation result in step S18. If it is determined that the result of the investigation in step 18 is not “match”, it is determined that erosion or dilution is necessary, and the process proceeds to step S20. On the other hand, if it is determined that the investigation result in step S18 is “matched”, the digital image information can be regarded as valid without changing to the rectangular image, and the process proceeds to step 25.

ステップS20では、erosion又はdilationする前に、トポロジー保存及び形状劣化回避チェックを実施する必要があるか否かを、ステップS1で設定された有無変数OorCで判断する。有無変数OorC=1の場合(ステップS20の「Yes」)、上記(E)に従って、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックを実施するために、ステップS21に移行する。また、有無変数OorC?1の場合は(ステップS20の「No」)、電子透かし埋込み処理を有効にする当該矩形画像の変更ができるとみなし、ステップS24に移行する。   In step S20, it is determined by the presence / absence variable OorC set in step S1 whether or not it is necessary to perform topology storage and shape degradation avoidance check before erosion or dilation. When the presence / absence variable OorC = 1 (“Yes” in step S20), the process proceeds to step S21 in order to perform a check for avoiding topology preservation and shape deterioration according to (E) above. Also, the presence variable OorC? In the case of 1 (“No” in step S20), it is considered that the rectangular image for enabling the digital watermark embedding process can be changed, and the process proceeds to step S24.

ステップS21では、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックの最初の実施例として、当該矩形画像をclosingしてみて、原画像と同じか否かを判定する。この判定の結果、原画像と同じである場合には、電子透かし埋込み処理を有効にする当該矩形画像のdilationによる変更ができるとみなして、ステップ24に移行する。また、原画像と異なれば、電子透かし埋込み処理を有効にする当該矩形画像のdilationによる変更ができないとみなし、ステップS22に移行する。   In step S21, as a first example of the check for avoiding topology preservation and shape degradation, the rectangular image is closed and it is determined whether or not it is the same as the original image. If the result of this determination is that it is the same as the original image, it is assumed that the rectangular image that enables the digital watermark embedding process can be changed by dilation, and the process proceeds to step 24. If it is different from the original image, it is considered that the rectangular image that enables the digital watermark embedding process cannot be changed by dilation, and the process proceeds to step S22.

ステップS22では、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックのもう一つの実施例として、当該矩形画像をopeningしてみて、原画像と同じかどうか判定する。その結果、原画像と同じであれば、電子透かし埋込み処理を有効にする当該矩形画像のerosionによる変更ができるとみなし、ステップS23に移行する。また、原画像と異なれば、電子透かし埋込み処理を有効にする当該矩形画像の変更ができない(電子透かし埋込み用の矩形画像とみなさず対象外)とみなし、ステップS25に移行する。ここで、ステップS25に移行する場合は、現在、埋込もうとしていた電子透かし情報1ビットは、次の矩形画像に埋込む為に保持した状態のままにしておいて、当該分割矩形領域の処理を終るものである。   In step S22, as another example of the check for avoiding topology preservation and shape deterioration, the rectangular image is opened to determine whether it is the same as the original image. As a result, if it is the same as the original image, it is considered that the rectangular image that enables the digital watermark embedding process can be changed by erosion, and the process proceeds to step S23. If it is different from the original image, it is considered that the rectangular image for enabling the digital watermark embedding process cannot be changed (not considered as a digital watermark embedding rectangular image), and the process proceeds to step S25. Here, when the process proceeds to step S25, one bit of the digital watermark information that was to be embedded at present is kept to be embedded in the next rectangular image, and the processing of the divided rectangular area is performed. Is the end.

ステップS23では、上記(F),(G)に従って、当該矩形画像をerosionすることによって、電子透かし埋込みを表現し、ステップS25に移行する。ステップS24では、上記(F),(G)に従って、当該矩形画像をdilationすることによって、電子透かし埋込みを表現し、ステップS25に移行する。   In step S23, digital watermark embedding is expressed by erasing the rectangular image in accordance with (F) and (G), and the process proceeds to step S25. In step S24, the digital watermark embedding is expressed by dilating the rectangular image in accordance with the above (F) and (G), and the process proceeds to step S25.

ここで、電子透かし埋込みの実行は次のマトリクス演算に従う。(B[k×G(t)])・・・構造要素Bによる処理を[k×G(t)]回実行することを表す。0になる場合は、Bによる演算を一度も実行しないことを表す。また、[?]は、?を超えない?に最も近い整数。これ全体でモルフォロジーの構造要素の機能を持たせて実行する。ただし、k、B、G(t)は、上記ステップS1を参照。   Here, execution of digital watermark embedding follows the following matrix operation. (B [k × G (t)])... Represents that the process by the structural element B is executed [k × G (t)] times. When it is 0, it means that the calculation by B is never executed. Also,[? ] Does not exceed? The closest integer to. This is executed with the function of the morphological structural element as a whole. However, for k, B and G (t), see step S1 above.

ただし、上記ステップS20〜ステップS24におけるopening,closing,erosion,及びdilation演算操作において、対象矩形画像の境界に接する画素については、変化しないものとして取扱う。   However, in the opening, closing, erosion, and dilation calculation operations in steps S20 to S24, pixels that touch the boundary of the target rectangular image are treated as not changing.

また、以上のステップS21をステップS22に、かつステップS24をステップS23に入れ換えても、実施例として有効である。   Even if step S21 is replaced with step S22 and step S24 is replaced with step S23, the embodiment is effective.

ステップS25では、当該ベタ塗り領域内の当該分割矩形の処理を終わったとみなし、電子透かし埋込み対象を次の矩形画像に移し、ステップS13の判定処理に移行する。   In step S25, it is considered that the process of the divided rectangle in the solid area is finished, the electronic watermark embedding target is moved to the next rectangular image, and the process proceeds to the determination process of step S13.

上記図1の画像処理装置の電子透かしの抽出処理を、図3のフローチャートに従って、図4〜図10を参照しつつ説明する。画像再生時に電子透かしを抽出するフロー(図3)は、画像撮影時に電子透かしを埋込むフロー(図2)とは多くの点で同一の処理を行う。異なるのは、電子透かし埋込みフローでは、電子透かし情報を有効にするために、原画像に変更を加えているのに対し、電子透かし抽出フローでは、読取り対象の画像に変更を加えることなく、画像を解析することによって、埋込まれている電子透かし情報を抽出している点である。   The digital watermark extraction process of the image processing apparatus of FIG. 1 will be described according to the flowchart of FIG. 3 with reference to FIGS. The flow for extracting a digital watermark during image reproduction (FIG. 3) performs the same processing in many respects as the flow for embedding a digital watermark during image capture (FIG. 2). The difference is that in the digital watermark embedding flow, the original image is changed in order to validate the digital watermark information, whereas in the digital watermark extraction flow, the image to be read is not changed. The embedded digital watermark information is extracted by analyzing.

図3において、ステップS51では、選択機能を決定するために、キー入力(キーボーD装置14及び画面指示装置14等での入力)し、以下の処理のために、その内容をメモリ(RAM3)に保存する。ここで、機能選択は、(1)秘密キー、(2)ベタ塗り領域の分割の有無Divide(0:分割しない、1:境界線が水平or垂直方向になる箇所で分割する)設定、(3)ベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げる指示Smooth(0:滑らか処理を行わない、1:滑らか処理を行う)設定、(4)S字境界線領域の形状劣化処理回避の有無S_Figure(0:回避しない、1:回避する)、(5)トポロジー保存及び形状劣化回避チェック実施の有無OorC(0:チェック無し、1:チェック有り)設定、(6)モルフォロジー構造要素Bをマトリックスで設定、(7)モルフォロジー構造要素の倍率kの設定等である。ここで指定する(1)〜(7)の選択機能は、電子透かし埋込み時と同一内容を設定する必要がある。同一の設定でなければ、抽出対象画像に埋込まれている電子透かしは、抽出できないことになる。以下、各選択機能について詳細に説明する。   In FIG. 3, in step S51, in order to determine a selection function, key input (input with the keyboard D apparatus 14 and the screen instruction | indication apparatus 14 etc.) is carried out, and the content is stored in memory (RAM3) for the following processes. save. Here, the function selection includes (1) secret key, (2) presence / absence of Divided area of solid area (0: not divided, 1: divided at a position where the boundary line is horizontal or vertical), (3 ) Setting Smooth (0: smooth processing is not performed, 1: smooth processing is performed) setting to smoothly finish the border line of the solid coating region, (4) presence / absence of avoidance of shape deterioration processing of the S-shaped border region S_Figure (0: (5) Topology storage and shape deterioration avoidance check execution check OorC (0: unchecked, 1: checked) setting, (6) Morphological structure element B is set in a matrix (7) ) Setting the magnification k of the morphological structural element. For the selection functions (1) to (7) specified here, it is necessary to set the same contents as those for embedding a digital watermark. If the setting is not the same, the digital watermark embedded in the extraction target image cannot be extracted. Hereinafter, each selection function will be described in detail.

(1)電子透かし情報を、秘密キー(パスワードなど)によって予め暗号化してから電子透かし情報が埋込まれている画像を対象に、電子透かし情報を抽出する場合に、この秘密キーが必要になる。 (1) When the digital watermark information is extracted with respect to an image in which the digital watermark information is embedded after the digital watermark information is previously encrypted with a secret key (password or the like), this secret key is necessary. .

(2)ベタ塗り領域の分割有無Divide設定のための入力は、以下の処理の流れを分けるために指示を与える。Divide=0(分割しない)を指示された場合は、以下のステップS53において、透かし埋込み対象をベタ塗り領域の分割矩形領域単位で処理しない(ステップ57)。ステップS60においても同じ理由で、ステップS62への流れになる。ステップS53は、ベタ塗り領域全体に共通の初期設定の段階での振分け処理であり、ステップS60は、ベタ塗り領域個別の振分け処理であり、両者の振分け理由が異なるので、同じ判定が2箇所に存在しえいる。また、Divide=1(境界線が水平or垂直方向になる箇所で分割する)を指示された場合は、ステップS53において、ベタ塗り領域だけに限定するベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げる機能の指示を判断する(ステップ54)流れになり、かつ以下のステップS60において、ベタ塗り領域を矩形に分割する(ステップ61)処理を選択する。 (2) An input for setting Divide / No Divide for the solid area gives an instruction to divide the following processing flow. If Divide = 0 (do not divide) is instructed, the watermark embedding target is not processed in units of divided rectangular areas of the solid area in the following step S53 (step 57). In step S60, the flow goes to step S62 for the same reason. Step S53 is a distribution process at the initial setting stage common to the entire solid area, and step S60 is a distribution process for each solid area, and the reason for the distribution is different. It can exist. Also, when Divide = 1 (division where the boundary line is horizontal or vertical) is instructed, in step S53, the function of smoothly finishing the boundary line of the solid area limited to the solid area only. An instruction is judged (step 54), and in the following step S60, a solid area is divided into rectangles (step 61).

(3)ベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げる指示smooth設定のための入力は、以下のステップS54の処理の流れを分けるために指示を与える。すなわち、smooth=1の場合、ステップ55に於いて、滑らか処理を行う様、調整関数G(t)を設定し、また、smooth=0の場合、ステップS56において、滑らか処理を行わないように、調整関数G(t)に固定値を設定する。 (3) An instruction for setting an instruction smooth for smoothly finishing the border line of the solid area is an instruction for dividing the flow of processing in step S54 below. That is, when smooth = 1, the adjustment function G (t) is set so that smooth processing is performed in step 55, and when smooth = 0, smooth processing is not performed in step S56. A fixed value is set in the adjustment function G (t).

(4)S字境界線領域の形状劣化処理回避の有無S_Figure設定のための入力は、以下のステップS65において、S字境界線領域の形状劣化処理回避のチェックを行うか否かの流れを分けるために指示を与える。 (4) Presence / absence of avoidance of shape deterioration process of S-shaped boundary line area Input for setting S_Figure divides the flow of whether or not to check the shape deterioration process avoidance of S-shaped boundary line area in the following step S65. Give instructions for.

(5)トポロジー保存及び形状劣化回避チェック実施の有無OorC設定のための入力は、以下のステップS68の判定処理の流れを分けるために指示を与える。 (5) Presence / absence of topology preservation and shape deterioration avoidance check The input for setting OorC gives an instruction to divide the flow of the determination process in the following step S68.

(6)モルフォロジー構造要素B設定のための入力は、ステップS71で1ビットの電子透かし情報を抽出できるかどうかを判断する場合に、必要な形状を特徴付ける構造要素を与える。 (6) The input for setting the morphological structural element B gives a structural element that characterizes a necessary shape when it is determined in step S71 whether 1-bit digital watermark information can be extracted.

(7)モルフォロジー構造要素の倍率k設定のための入力は、ステップS71で1ビットの電子透かし情報を抽出できるか否かを判断する場合に必要な形状を特徴付ける構造要素に強度係数を与える。 (7) The input for setting the magnification k of the morphological structure element gives an intensity coefficient to the structure element characterizing the shape necessary for determining whether 1-bit digital watermark information can be extracted in step S71.

ステップS52では、電子透かしを解読する対象画像を読取り、メモリ上に記憶する。この画像は、多値画像及び2値画像のいずれでもよい。   In step S52, the target image for decoding the digital watermark is read and stored in the memory. This image may be either a multi-value image or a binary image.

ステップS53では、塗り領域の分割有無Divide=「1」であるか否かを判定する。Divide=1でない場合には(ステップS53の「No」)、ステップS57のS字境界領域の形状劣化処理回避が必要ないとみなす「S字境界領域の形状劣化処理回避の有無S_Figureに0を設定する」処理に進み、更に、調整関数G(t)に、調整機能を働かせない意味で1(固定値)を設定する。   In step S <b> 53, it is determined whether or not the divided area Divide = “1”. If Divide = 1 is not satisfied (“No” in step S53), it is considered that avoiding the shape deterioration process of the S-shaped boundary area in step S57 is not necessary. The process proceeds to “Yes”, and 1 (fixed value) is set in the adjustment function G (t) in the sense that the adjustment function does not work.

Divide=1の場合には(ステップS53の「Yes」)、分割矩形内のベタ塗り領域の境界線を滑らかに仕上げるか否かの指示Smooth=1であるか否かを判定する(ステップS54)。Smooth=1である場合には(ステップS54の「Yes」)、調整関数G(t)に、調整機能を意識した値を設定する処理を行う(ステップS55)。   If Divide = 1 (“Yes” in step S53), it is determined whether or not an instruction Smooth = 1 indicating whether or not to smoothly finish the border line of the solid area in the divided rectangle (step S54). . If Smooth = 1 (“Yes” in step S54), a process for setting a value conscious of the adjustment function is performed in the adjustment function G (t) (step S55).

ここで、ステップS55では、上記(C)で示すように、t:0〜1が変動範囲で、0及び1の時が矩形内おけるベタ塗り領域境界線に該当する。G(0.5)=1:これが最大値となるXY座標上で左右対称の関数、G(0)=0:tが0〜0.5で単調増加、G(1)=0:tが0.5〜1で単調増加となる。   Here, in step S55, as shown in (C) above, t: 0 to 1 corresponds to a fluctuation range, and 0 and 1 correspond to a solid area border line in a rectangle. G (0.5) = 1: a symmetrical function on the XY coordinates where this is the maximum value, G (0) = 0: t is monotonically increasing from 0 to 0.5, and G (1) = 0: t is A monotonic increase occurs between 0.5 and 1.

0〜1を変動する変数tを、矩形で区切られた塗りつぶし領域を扇に例えた場合の稜線形状を決定する時の場所による程度の違いを表現する関数G(t)の変数として使用する。この扇の稜線に例えて、電子透かし埋込みによって形状変更する場合に、稜線の中央部を最大に変更し、稜線の両端では、変化が無いように設定されていることを想定するものである(図10参照)。   A variable t that varies from 0 to 1 is used as a variable of a function G (t) that expresses a difference in degree depending on a place when determining a ridge line shape when a painted area divided by a rectangle is compared with a fan. In the case of changing the shape by embedding a digital watermark in comparison with the ridgeline of this fan, it is assumed that the central portion of the ridgeline is changed to the maximum, and both ends of the ridgeline are set so as not to change ( (See FIG. 10).

また、Smooth=1でない場合には(ステップS54の「No」)、ステップ56の調整関数G(t)に、調整機能を働かせないために1(固定値)を設定する(ステップS56)。   If Smooth = 1 is not satisfied (“No” in step S54), 1 (fixed value) is set to the adjustment function G (t) in step 56 so that the adjustment function does not work (step S56).

ステップS58では、ベタ塗り領域単位の電子透かし抽出処理全体の流れの終りを判定する。ベタ塗り領域毎の処理(ステップS60〜ステップS72)について、総て終了している場合には、ステップS59に移行する一方、ブロック毎の総ての処理が終了していない場合には、ステップS60に移行する。   In step S58, the end of the flow of the entire digital watermark extraction process for each solid area is determined. When the processing for each solid area (steps S60 to S72) has been completed, the process proceeds to step S59. On the other hand, when the processing for each block has not been completed, step S60 is performed. Migrate to

ステップS59では、電子透かし抽出処理が終わった後の処理を行い、抽出した電子透かし情報を磁気ディスク装置5に保存する。   In step S59, the process after the digital watermark extraction process is completed, and the extracted digital watermark information is stored in the magnetic disk device 5.

ステップS60では、ベタ塗り領域を分割して、分割単位に電子透かしを抽出する否かを“ベタ塗り領域の分割有無”Divideの値によって判断するものであり、Divide=1か否かを判定する。Divide=1の場合には(ステップS60の「Yes」)、ステップS61に移行する一方、Divide=0の場合には(ステップS60の「No」)、ベタ塗り領域を分割せず、ひとまとめにして電子透かし(1ビット情報/ベタ塗り領域)を抽出する場合は、ステップS62に移行する。   In step S60, whether or not to divide the solid area and extract the digital watermark in units of division is determined based on the value of “Presence / absence of division of solid area” Divide, and it is determined whether Divide = 1. . If Divide = 1 (“Yes” in step S60), the process proceeds to step S61. If Divide = 0 (“No” in step S60), the solid area is not divided and is grouped. When extracting a digital watermark (1-bit information / solid area), the process proceeds to step S62.

ステップS61では、上記(B)で示すように、ベタ塗り領域毎に複数の情報を埋込むために、ベタ塗り領域を矩形分割し、その分割数を変数Partsに設定する。分割方法の具体例は、図10を参照。この方法で、ひとつのベタ塗り領域を分割すると、最低でも4個の領域に分割される(partsは「4」以上)。   In step S61, as shown in (B) above, in order to embed a plurality of information for each solid area, the solid area is divided into rectangles, and the number of divisions is set in a variable Parts. See FIG. 10 for a specific example of the dividing method. When one solid area is divided by this method, it is divided into at least four areas (parts is “4” or more).

ステップS62では、上記(A)で示すように、ベタ塗り領域を総て分割せず、分割数を1として変数Partsに設定する。   In step S62, as shown in (A) above, the solid area is not divided at all, and the division number is set to 1 and set to the variable Parts.

ステップS63では、現在処理中のベタ塗り領域内の分割領域単位の電子透かし埋込み処理の流れの終りを判定する。具体的には、上記ステップS61又はステップS62で分割された領域毎の処理(以下のステップS65〜ステップS72)について、分割数Partsの値に基づいて判定する。ブロック毎の総ての処理が終了している場合には、ステップS64に移行する一方、ブロック毎の総ての処理が終了していなければ、ステップS65に移行する。   In step S63, the end of the flow of the digital watermark embedding process in units of divided areas in the solid area currently being processed is determined. Specifically, the process for each region divided in step S61 or step S62 (hereinafter, step S65 to step S72) is determined based on the value of the division number Parts. If all the processes for each block have been completed, the process proceeds to step S64. On the other hand, if all the processes for each block have not been completed, the process proceeds to step S65.

ステップS64では、当該ベタ塗り領域の処理を終わったとみなし、電子透かし抽出対象を次のベタ塗り領域に移し、ステップS58に戻る。   In step S64, it is considered that the processing of the solid area has been completed, the electronic watermark extraction target is moved to the next solid area, and the process returns to step S58.

ステップS65では、S字境界線領域の形状劣化処理回避の有無S_Figureの値に従って、S字境界線領域の形状劣化処理を回避する否かを判断する。回避する(S_Figure=1)場合(ステップS65の「Yes」)は、ステップS66に移行する一方、回避しない(S_Figure?1)場合(ステップS65の「No」)は、ステップS68に移行する。   In step S65, it is determined whether or not to avoid the shape deterioration process of the S-shaped boundary line area according to the value of the presence or absence of the shape deterioration process avoidance of the S-shaped boundary line area S_Figure. When avoiding (S_Figure = 1) (“Yes” in step S65), the process proceeds to step S66. When avoiding (S_Figure? 1) (“No” in step S65), the process proceeds to step S68.

ステップS66では、上記(D)で示すように、ベタ塗り領域の境界線の両端の方向を調査する。例えば、図10のサンプルA及びBは、ベタ塗り領域の境界線の両端が、水平線方向と垂直線方向で「異なる」が、図10のサンプルCは、ベタ塗り領域の境界線の両端が、どちらも垂直線方向で「同じ」と言う調査結果になる。   In step S66, as shown in (D) above, the directions of both ends of the border line of the solid area are examined. For example, Samples A and B in FIG. 10 are “different” at both ends of the border line of the solid area in the horizontal line direction and the vertical line direction, but Sample C in FIG. Both have the same survey results in the vertical direction.

ステップS67では、現在扱っている分割領域が、電子透かし対象外か否かを判定する。判定方法は、上記ステップS66の調査結果に従う。即ち、「同じ」場合は、対象外とみなし(ステップS67の「Yes」)、現在抽出しようとしていた電子透かし情報1ビットは抽出できなかったものとして、当該分割矩形領域の処理を終り、ステップS72に移行する一方、「異なる」場合は、電子透かし抽出対象とみなし(ステップS67の「No」)、ステップS68に移行する。   In step S67, it is determined whether or not the currently handled divided area is outside the digital watermark target. The determination method follows the investigation result in step S66. In other words, if “same”, it is regarded as not applicable (“Yes” in step S67), and it is determined that the digital watermark information bit currently being extracted could not be extracted. On the other hand, if “different”, it is regarded as a digital watermark extraction target (“No” in step S67), and the process proceeds to step S68.

ステップS68では、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックを実施する必要があるか否かを、ステップS51で設定された有無変数OorCで判断する。有無変数OorC=1の場合には(ステップS68の「Yes」)、上記(E)に従って、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックを実施する目的で、ステップ69に移行する。また、有無変数OorC=1でない場合には(ステップS68の「No」)、当該矩形画像を有効な電子透かし抽出対象とみなして、ステップS71に移行する。   In step S68, it is determined by the presence / absence variable OorC set in step S51 whether or not a check for avoiding topology storage and shape deterioration needs to be performed. If the presence / absence variable OorC = 1 (“Yes” in step S68), the process proceeds to step 69 for the purpose of performing a check for avoiding topology preservation and shape deterioration according to (E) above. If the presence / absence variable OorC = 1 is not satisfied (“No” in step S68), the rectangular image is regarded as a valid digital watermark extraction target, and the process proceeds to step S71.

ステップS69では、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックの最初の実施例として、当該矩形画像をclosingしてみて、原画像と同じか否かを判定する。この判定の結果、原画像と同じである場合には(ステップS69の「Yes」)、電子透かしが埋込まれており、抽出対象として有効であるとみなし、ステップS71に移行する。また、原画像と異なる場合には(ステップS69の「No」)、電子透かしが埋込まれているかどうかまだ不明であるので、もう一つの実施例であるステップS70に移行する。   In step S69, as a first example of the check for avoiding topology preservation and shape deterioration, the rectangular image is closed and it is determined whether or not it is the same as the original image. If the result of this determination is the same as the original image (“Yes” in step S69), it is assumed that a digital watermark is embedded and is valid as an extraction target, and the process proceeds to step S71. If it is different from the original image (“No” in step S69), it is still unclear whether or not a digital watermark is embedded, and the process proceeds to step S70, which is another embodiment.

ステップS70では、トポロジー保存及び形状劣化を回避するチェックのもう一つの実施例として、当該矩形画像をopeningしてみて、原画像と同じか否かを判定する。この判定の結果、原画像と同じである場合には(ステップS70の「Yes」)、電子透かしが埋込まれており、抽出対象として有効であるとみなしてステップS71に移行する。また、原画像と異なる場合には(ステップS70の「No」)、電子透かしは埋込まれていない(電子透かし抽出用の矩形画像とみなさず対象外)とみなして、ステップS72に移行する。ここで、ステップ72に移行する場合は、現在抽出しようとしていた電子透かし情報1ビットは抽出できなかったものとして、当該分割矩形領域の処理を終了する。   In step S70, as another example of the check for avoiding topology storage and shape deterioration, the rectangular image is opened to determine whether or not it is the same as the original image. If the result of this determination is the same as the original image (“Yes” in step S70), the electronic watermark is embedded and the processing proceeds to step S71 assuming that it is valid as an extraction target. If it is different from the original image (“No” in step S70), it is regarded that the digital watermark is not embedded (not regarded as a digital watermark extraction rectangular image) and the process proceeds to step S72. Here, when the process proceeds to step 72, it is assumed that one bit of the digital watermark information that was currently being extracted could not be extracted, and the processing of the divided rectangular area is terminated.

ただし、上記ステップS69〜ステップS70におけるopening及びclosing演算操作において、対象矩形画像の境界に接する画素については、変化しないものとして取扱う。   However, in the opening and closing calculation operations in steps S69 to S70, pixels that are in contact with the boundary of the target rectangular image are treated as not changing.

ステップS71では、上記(F)、(G)に従って、当該対象矩形画像から電子透かし情報1ビットを抽出する。ここで、電子透かしの抽出は次のマトリクス演算に従う。(B[k×G(t)])・・・構造要素Bによる処理を[k×G(t)]回実行することを表す。0になる場合は、Bによる演算を一度も実行しないことを表す。また、[?]は、?を超えない?に最も近い整数。これ全体でモルフォロジーの構造要素の機能を持たせて実行する。ただし、k、B、G(t)は、上記ステップS51を参照。この後、ステップS72に移行する。   In step S71, 1-bit digital watermark information is extracted from the target rectangular image according to (F) and (G). Here, the extraction of the digital watermark follows the following matrix operation. (B [k × G (t)])... Represents that the process by the structural element B is executed [k × G (t)] times. When it is 0, it means that the calculation by B is never executed. Also,[? ] Does not exceed? The closest integer to. This is executed with the function of the morphological structural element as a whole. However, for k, B, and G (t), see step S51 above. Thereafter, the process proceeds to step S72.

ステップS72では、当該ベタ塗り領域内の当該分割矩形の処理を終わったとみなし、電子透かし抽出対象を次の矩形画像に移し、ステップS63の判定処理に戻る。   In step S72, it is considered that the process of the divided rectangle in the solid area has been completed, the digital watermark extraction target is moved to the next rectangular image, and the process returns to the determination process of step S63.

なお、上記フローにおいて、ステップS69とステップS70を入れ替えてもよい。   In the above flow, step S69 and step S70 may be interchanged.

上述したように、本実施の形態の画像処理装置によれば、画像の同一色で形成されるベタ塗り領域のオブジェクト全体をモルフォロジー学におけるerosion又はdilationすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、erosion又はdilationした同一色で形成されるオブジェクトの最大縦幅又は横幅サイズを、erosion又はdilationで増加又は減少する単位サイズ値で除算した値の偶奇性を1bit情報として使用する一方、画像の同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界(エッジ)線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所毎に矩形の境界部とみなして分割し、それぞれの分割矩形領域内のオブジェクトにおいて、独立にerosion又はdilationすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、モルフォロジー演算の構造要素の内容に従って、分割した画像領域の中のerosion又はdilation対象である同一色で形成されるオブジェクト領域の境界位置の移動量の増加又は減少量を捉える計測値について、構造要素の単位量で除算した値の偶奇性を1bit情報として使用することとしたので、画像中の総ての画素色に対し、同一色画素が連続する個所において、モルフォロジー操作の画像に対する効果が全方向に等しく対称操作になるため、エッジ形状について、下方/上方凸型(曲線)形状保存、単調増加/減少保存、直線性形状保存(特に、解像度が高い画像ほど優れる)しながら、電子透かしを埋込むことができ、これにより、画質劣化を抑えながら、改ざん検知や著作権情報抽出等の性能を向上させることが可能となるという効果を奏する。   As described above, according to the image processing apparatus of the present embodiment, a digital watermark is expressed by performing erosion or dilation in morphology on the entire solid area object formed with the same color of the image. While using the even-oddity of the value obtained by dividing the maximum vertical or horizontal size of an object formed with the same color as an erosion or dilation by a unit size value that increases or decreases with the erosion or dilation as 1-bit information, The solid areas formed in the same color are divided into areas where the area boundary (edge) line is parallel to the horizontal or vertical line as a rectangular boundary, and objects in each divided rectangular area In, independent erosion or dilation Therefore, a digital watermark is expressed, and in the digital watermark, the movement amount of the boundary position of the object area formed with the same color as the erosion or dilation target in the divided image area is determined according to the contents of the structural element of the morphological operation. For the measurement value that captures the increase or decrease amount, the even-oddity of the value divided by the unit amount of the structural element is used as 1-bit information, so that the same color pixels are continuous for all pixel colors in the image. Since the effect of the morphological operation on the image is the same symmetrical operation in all directions, the lower / upward convex (curved) shape storage, monotonic increase / decrease storage, linear shape storage (particularly the resolution is It is possible to embed a digital watermark while suppressing the image quality deterioration while improving the image quality. An effect that it becomes possible to improve the performance of such knowledge and copyright information extraction.

(プログラム)
また、本発明の目的は、上述した画像処理装置の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータ(又は、CPU、MPU、DSP)が記録媒体に格納されたプログラムコードを実行することによっても達成することが可能である。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画像処理装置の機能を実現することになり、そのプログラムコード又はそのプログラムを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。プログラムコードを供給するための記録媒体としては、FD、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリ、ROMなどの光記録媒体、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、半導体記録媒体を使用することができる。
(program)
Another object of the present invention is to supply a recording medium on which a program code of software for realizing the functions of the above-described image processing apparatus is recorded to a system or apparatus, and a computer (or CPU, MPU, It can also be achieved by the DSP) executing the program code stored in the recording medium. In this case, the program code itself read from the recording medium realizes the function of the above-described image processing apparatus, and the program code or the recording medium storing the program constitutes the present invention. Recording media for supplying the program code include FD, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, non-volatile memory, optical recording medium such as ROM, magnetic recording medium, optical Magnetic recording media and semiconductor recording media can be used.

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、前述した画像処理装置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OS(オペレーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した画像処理装置の機能が実現される場合も含まれること言うまでもない。   Further, by executing the program code read by the computer, not only the functions of the above-described image processing apparatus are realized, but also an OS (operating system) running on the computer based on the instruction of the program code. However, it goes without saying that a case where the function of the image processing apparatus described above is realized by performing part or all of the actual processing.

また、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ボ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き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した画像処理装置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。   In addition, after the program code read from the recording medium is written in a memory provided in a function expansion board inserted in the computer or a function expansion unit connected to the computer, the function expansion is performed based on the instruction of the program code. It goes without saying that the CPU or the like provided in the board or the function expansion unit performs part or all of the actual processing and the functions of the image processing apparatus described above are realized by the processing.

以上のように、本発明に係る画像処理方法、画像処理装置、コンピュータが実行するためのプログラム、及びコンピュータが読取可能な記録媒体は、著作権情報の記録、違法コピー者情報の追跡、IPアドレスの履歴記録、違法コピーの防止(不可視・高耐性型)、改ざん防止への応用(不可視・低耐性)、認証、秘密通信、デジタルコンテンツの注釈やラベルを埋込む(可視・不可逆型、所有権者表示)、透かし除去可能化(可視・可逆型、コンテンツ配布)等に有用である。   As described above, the image processing method, the image processing apparatus, the program to be executed by the computer, and the computer-readable recording medium include the recording of copyright information, the tracking of illegal copy information, the IP address History recording, prevention of illegal copying (invisible / high tolerance type), application to tampering prevention (invisible / low tolerance type), authentication, confidential communication, embedded digital content annotations and labels (visible / irreversible type, owner) This is useful for display), enabling watermark removal (visible / reversible type, content distribution), and the like.

本発明に係る画像処理装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the image processing apparatus which concerns on this invention. 画像処理装置の電子透かしの埋込み処理を説明するためのフローチャートである(その1)。6 is a flowchart for explaining a digital watermark embedding process of the image processing apparatus (part 1); 画像処理装置の電子透かしの埋込み処理を説明するためのフローチャートである(その2)。12 is a flowchart for explaining a digital watermark embedding process of the image processing apparatus (part 2); 画像処理装置の電子透かしの抽出処理を説明するためのフローチャートである(その1)。7 is a flowchart for explaining digital watermark extraction processing of the image processing apparatus (part 1); 画像処理装置の電子透かしの抽出処理を説明するためのフローチャートである(その2)。12 is a flowchart for explaining digital watermark extraction processing of the image processing apparatus (part 2); 原画像(2値)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an original image (binary). 構造要素の例を示す図である。It is a figure showing an example of a structural element. 原画像(2値)を構成要素でdilationした例を示す図である。It is a figure which shows the example which dilated the original image (binary) with the component. 原画像(2値)を構成要素でdilationできる例を示す図である。It is a figure which shows the example which can dilate an original image (binary) with a component. 図7のE1をdilationした例を示す図である。It is a figure which shows the example which dilated E1 of FIG. 原画像(解像度を上げた2値)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of an original image (binary which raised the resolution). 矩形分割画像のモルフォロジー処理画像(解像度を上げた2値)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the morphological process image (binary which raised the resolution) of a rectangular division image.

符号の説明Explanation of symbols

1 CPU(中央処理装置)
2 ROM(リード・オンリ・メモリ)
3 RAM(ランダム・アクセス・メモリ)
6 モルフォロジー部
7 ソースデータ符号部
8 電子透かし抽出データ復号化部
9 電子透かし埋込部
10 電子透かし抽出部
11 モルフォロジー領域決定部
12 CRT画面表示装置
13 表示制御部
14 キーボード装置
15 画面指示装置
16 入力制御部
17 ネットワークI/F
18 ネットワーク伝送制御部
1 CPU (Central Processing Unit)
2 ROM (Read Only Memory)
3 RAM (Random Access Memory)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 6 Morphology part 7 Source data encoding part 8 Digital watermark extraction data decoding part 9 Digital watermark embedding part 10 Digital watermark extraction part 11 Morphology area determination part 12 CRT screen display device 13 Display control part 14 Keyboard device 15 Screen instruction | indication apparatus 16 Input Control unit 17 Network I / F
18 Network transmission control unit

Claims (16)

画像の同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界(エッジ)線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所毎に矩形の境界部とみなして分割する第1工程と、
それぞれの分割矩形領域内のオブジェクトにおいて、独立にerosion又はdilationすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、モルフォロジー演算の構造要素の内容に従って、分割した画像領域の中のerosion又はdilation対象である同一色で形成されるオブジェクト領域の境界位置の移動量の増加又は減少量を捉える計測値について、構造要素の単位量で除算した値の偶奇性を1bit情報として使用する第2工程と、
を含むことを特徴とする画像処理方法。
A first step of dividing a solid area formed with the same color of an image as a rectangular boundary at each area where the area boundary (edge) line is parallel to a horizontal or vertical line;
In each object in the divided rectangular area, digital watermark is expressed by independently erasing or dilating, and the digital watermark is subject to erosion or dilation in the divided image area according to the contents of the morphological operation structural element. A second step of using the even-oddity of the value divided by the unit amount of the structural element as 1-bit information for the measurement value that captures the amount of increase or decrease in the amount of movement of the boundary position of the object region formed with the same color,
An image processing method comprising:
前記第2工程では、前記erosion又はdilation操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要(カナメ)に該当する点から、扇の稜線に向かって特定方向に伸びて行った先のベタ塗り領域の境界(稜線)部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどerosion又はdilation操作の程度を小さくすることを特徴とする請求項1に記載の画像処理方法。 In the second step, regarding the degree of the erosion or dilation operation, the object area formed with the same color as the target is regarded as a fan shape, and is specified toward the edge of the fan from the point corresponding to the point (Kaname). maximize the intersections between the boundary (edge line) of the solid fill areas of the previously went extends in the direction, according to claim 1, characterized in that to reduce the degree of erosion or dilation operation toward the opposite ends of the fan Image processing method. 前記第2工程では、前記erosion又はdilation操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要(カナメ)に該当する点から、矩形の対角線に近い45度の方向に伸びていった先のベタ塗り領域の境界(稜線)部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどerosion又はdilation操作の程度を小さくし、扇の両端では、変化が「0」になることを特徴とする請求項2に記載の画像処理方法。 In the second step, regarding the degree of the erosion or dilation operation, the object region formed with the same color as the target is regarded as a fan shape, and is 45 degrees close to the diagonal of the rectangle from the point corresponding to the point (Kaname) The intersection or intersection (ridgeline) part of the previous solid coating area extending in the direction of the maximum is maximized, and the degree of the erosion or dilation operation is reduced toward the both ends of the fan. The image processing method according to claim 2 , wherein the image processing method is 0. 前記第2工程では、前記同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界(エッジ)線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所で矩形に分割した中で、二つの平行箇所が、水平又は垂直方向のいずれかに偏る場合、その矩形内は電子透かしの対象としないと判断することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の画像処理方法。 In the second step, the solid coating region formed in the same color is divided into rectangles at locations where the region boundary (edge) line is parallel to the horizontal or vertical direction line, and two parallel locations are 4. The image processing method according to claim 1, wherein when the image is biased in either the horizontal direction or the vertical direction, it is determined that the inside of the rectangle is not a target of digital watermark. 前記第2工程では、ベタ塗り領域オブジェクトをopening又はclosingしても変化が無い場合に、電子透かし対象オブジェクトとすることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の画像処理方法。 The image according to any one of claims 1 to 4 , wherein, in the second step, when there is no change even if the solid area object is opened or closed, the object is set as a digital watermark target object. Processing method. 前記第2工程では、電子透かし対象オブジェクトに対して、4近傍及び8近傍のerosion又はdilation操作を縦方向及び横方向に別々に組合せて行う場合に、モルフォロジー学に於ける構造要素の定義又は変形によって行うことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の画像処理方法。 In the second step, structural elements in morphology are defined or modified when the digital watermark target object is subjected to four or eight neighbor erosion or dilation operations separately in the vertical and horizontal directions. The image processing method according to claim 1, wherein the image processing method is performed by: 前記第2工程では、前記erosion又はdilation操作の程度を表す増加又は減少する単位サイズは、モルフォロジー学に於ける構造要素の中に倍率を表す係数を構成させることによって、係数による比例変更を可能としたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の画像処理方法。 In the second step, the increasing or decreasing unit size indicating the degree of the erosion or dilation operation can be proportionally changed by a coefficient by forming a coefficient indicating a magnification in a structural element in morphology. The image processing method according to claim 1, wherein the image processing method is performed. 画像の同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界(エッジ)線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所毎に矩形の境界部とみなして分割する第1手段と、
それぞれの分割矩形領域内のオブジェクトにおいて、独立にerosion又はdilationすることによって電子透かしを表現し、当該電子透かしには、モルフォロジー演算の構造要素の内容に従って、分割した画像領域の中のerosion又はdilation対象である同一色で形成されるオブジェクト領域の境界位置の移動量の増加又は減少量を捉える計測値について、構造要素の単位量で除算した値の偶奇性を1bit情報として使用する第2手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
A first means for dividing a solid area formed with the same color of an image by regarding each area where the area boundary (edge) line is parallel to a horizontal or vertical line as a rectangular boundary;
In each object in the divided rectangular area, digital watermark is expressed by independently erasing or dilating, and the digital watermark is subject to erosion or dilation in the divided image area according to the contents of the morphological operation structural element. A second means for using the even-oddity of the value divided by the unit amount of the structural element as 1-bit information for the measurement value that captures the amount of increase or decrease in the amount of movement of the boundary position of the object region formed with the same color,
An image processing apparatus comprising:
前記第2手段は、前記erosion又はdilation操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要(カナメ)に該当する点から、扇の稜線に向かって特定方向に伸びて行った先のベタ塗り領域の境界(稜線)部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどerosion又はdilation操作の程度を小さくすることを特徴とする請求項8に記載の画像処理装置。 The second means regards the extent of the erosion or dilation operation by considering the object area formed with the same color as the target as a fan shape and specifying it toward the edge of the fan from the point corresponding to the point (Kaname) maximize the intersections between the boundary (edge line) of the solid fill areas of the previously went extends in the direction, according to claim 8, characterized in that to reduce the erosion or degree of dilation operation toward the opposite ends of the fan Image processing apparatus. 前記第2手段は、前記erosion又はdilation操作の程度について、対象である同一色で形成されるオブジェクト領域を扇形とみなして、その要(カナメ)に該当する点から、矩形の対角線に近い45度の方向に伸びていった先のベタ塗り領域の境界(稜線)部との交点部を最大に、扇の両端に行くほどerosion又はdilation操作の程度を小さくし、扇の両端では、変化が「0」になることを特徴とする請求項9に記載の画像処理装置。 The second means regards the degree of the erosion or dilation operation as an object area formed with the same color as the target as a fan shape, and is 45 degrees close to a diagonal of the rectangle from the point corresponding to the point (Kaname) The intersection or intersection (ridgeline) part of the previous solid coating area extending in the direction of the maximum is maximized, and the degree of the erosion or dilation operation is reduced toward the both ends of the fan. The image processing apparatus according to claim 9 , wherein the image processing apparatus is “0”. 前記第2手段は、前記同一色で形成されるベタ塗り領域を、その領域境界(エッジ)線が水平又は垂直方向線に平行になる箇所で矩形に分割した中で、二つの平行箇所が、水平又は垂直方向のいずれかに偏る場合、その矩形内は電子透かしの対象としないと判断することを特徴とする請求項8〜請求項10のいずれか1つに記載の画像処理装置。 In the second means, the solid region formed in the same color is divided into rectangles at a region where the region boundary (edge) line is parallel to the horizontal or vertical direction line, and two parallel portions are 11. The image processing apparatus according to claim 8, wherein when the image is biased in either the horizontal direction or the vertical direction, it is determined that the inside of the rectangle is not a target of digital watermark. 前記第2手段は、ベタ塗り領域オブジェクトをopening又はclosingしても変化が無い場合に、電子透かし対象オブジェクトとすることを特徴とする請求項8〜請求項11いずれか1つに記載の画像処理装置。 The image processing according to any one of claims 8 to 11 , wherein the second means sets an object to be a digital watermark when there is no change even if the solid area object is opened or closed. apparatus. 前記第2手段は、電子透かし対象オブジェクトに対して、4近傍及び8近傍のerosion又はdilation操作を縦方向及び横方向に別々に組合せて行う場合に、モルフォロジー学に於ける構造要素の定義又は変形によって行うことを特徴とする請求項8〜請求項11のいずれか1つに記載の画像処理装置。 The second means defines or deforms a structural element in morphology when performing the erection or dilation operation in the vicinity of 4 and 8 in the vertical direction and the horizontal direction separately for the electronic watermark target object. The image processing apparatus according to claim 8 , wherein the image processing apparatus performs the processing according to any one of claims 8 to 11 . 前記第2手段は、前記erosion又はdilation操作の程度を表す増加又は減少する単位サイズは、モルフォロジー学に於ける構造要素の中に倍率を表す係数を構成させることによって、係数による比例変更を可能としたことを特徴とする請求項8〜請求項11のいずれか1つに記載の画像処理装置。 In the second means, the increasing or decreasing unit size indicating the degree of the erosion or dilation operation can be proportionally changed by a coefficient by configuring a coefficient indicating a magnification in a structural element in morphology. The image processing apparatus according to claim 8 , wherein the image processing apparatus is an image processing apparatus. 請求項1〜7のいずれか一つに記載の画像処理方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。 The program for making a computer perform each process of the image processing method as described in any one of Claims 1-7 . 請求項1〜7のいずれか一つに記載の画像処理方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute each step of the image processing method according to claim 1 .
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