JPS63214067A - 画像へのデ−タ合成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は画像信号中に文書等の他のデータを混入し又は
分離するための画像へのデータ合成方法に関する。

（従来技術） 近年、　ＯＡ　（オフィス書オートメーシ冒ン）機器の
利用形態は技術の進歩と共に相互接続によるネットワー
ク化が進み、又取扱う情報は文書データの他各種画偉デ
ータを含んだものへと多様化する傾向にある。

通常１文書データと画像データとの信号処理形態が異な
るため両者は別々に伝送され又、保管されるのが一般的
でｓｂ、互いに密接な関係をもった画像と他のデータの
扱いに不便を生じていた。

更に、ネットワーク化されたＯＡ機器間の情報伝達に於
いては、第三者への漏洩を防止するための秘話手段が不
可欠である。

このような事情に鑑み、従来から画像信号中に文書デー
タ等地の情報を混入することが提案されておシ、これに
よれば両者を一括して取扱うことが出来極めて都合がよ
いのみならず、あたかも画像を伝送するとみせかけて更
に重要な情報を秘匿して伝達することが可能であって一
種の暗号通信手段として利用し得る。

従来の画像信号と他のデータとの合成方法としては１例
えば鈴木、有本両氏になる「算術符号を利用した画像深
層暗号化Ｊ　（１９８６年暗号色情報セキュリティシン
ポジウム資料）がある。

これは画像データを０，１，２．・・・・・・、（ｎ−
１）なる−次元座標軸上に配列し、この中から混入すべ
きデータに一対一に対応せしめたｍ個（１≦ｍ≦ｎ）の
座標を抽出すると共に、該座標に位置する前記画像デー
タと混入すべきデータとの排他的論理和を求めその結果
を前記各座標に記録したのち前記座標要素０，１，２．
・・・・・・、（ｎ−１）の並びを画像信号として伝送
するものである。

しかしながら、上述した手法は画像データの所要画素を
直接混入すべき他のデータによって変化するものである
から、再生画面上の当該部分に混入したデータがそのま
ま出現しデータ混入の有無が一目瞭然であるばかシでな
く画質が著しく損われると云う欠点があった。

これを補うため上記文献では画偉上の白・黒が変化する
境界部分に集中して他のデータを畳み込む方法を提案し
ているが、斯かる手法を用いたとしても画面上に雑音が
混入するととに変シはなく画質の劣化は避けられない。

これを軽減するためには、混入するデータ量を大幅に削
減するか又は同時に画面のエツジ部分にのみデータを混
入せざるを得ない等の制限を受は実用的でなかった。

（発明の目的） 本発明はこのような従来の画像へのデータ合成方法に於
ける欠点を除去するためになされたものであって、混入
したデータ及びその存在が再生画面に現れることがなく
、従りて画質を損なわず極めて多量のデータを混入する
ことが出来る画像へのデータ合成方法を提供することを
目的とする。

（発明の概要） この目的を達成するため本発明では、原画像の濃度を複
数の階調に表現する除用いるディザ法に於けるディザマ
トリクスの構成方法の自由度に着目し、該自由度の範囲
内で混入すべきデータに基づいて画素者々に対応するデ
ィザマトリクスを選定するととによって、ディザ画像の
もつ疑似階調性を損うことなく画像信号中に所望データ
を混入するよう構成する。

（実施例） 以下２図示した実施例に基づいて本発明の詳細な説明す
るが、その前に本発明の理解を容易ならしめるためにデ
ィザ法、殊にその際のディザマトリクス設定の自由度に
ついて簡単に説明する。

ディザ法は９例えば濃淡画像をファクシミリ、プリンタ
或はプラズマディスプレイ等の２億ハードコピー装置に
出力する場合、入間の目にその積分効果によって濃淡の
中間濃度として認識せしめるよう疑似的に濃淡化処理す
る手法の一つであって、原画上から読取りた信号の濃淡
を判定する際のしきい値を固定せず、その値を所定の規
則に従って変動させ、原画像濃淡の局所的平均値に対応
するドツト数を発生するものである。

この場合、前記しきい値をランダム関数又は疑似ランダ
ム関数に基づいて決定するものをランダムディザ法と云
い、又マトリクス状の画素配列からなる原画全体を更に
サブマトリクスに分割し、該サブマトリクスにあらかじ
め定めたディザパターンを対応せしめて各画素のしきい
値とするものを組織的ディザ法と云うが、後者の方が分
解能２階調再現性及び雑音量等の点で前者よシ優れてい
る。

組織的ディザ法をよシ＾体的に示せば、第２図（ａ）に
示す如く原画ｌ上の各画素のうちｎｘｎからなる小領域
ＦｎＫ同じ（ｎＸｎ個からなるしきい値マトリクスＤｎ
を対応せしめると共に夫々対応する数値を比較し、しき
い値よシ小さい画素を白に残りをすべて黒としてディザ
画像３を生成する。

斯くの如く表わしたディザ画像は各画素が微小であれば
人の目に黒白の割合に応じて中間濃度として認識され、
そのマトリクス要素ｎ１＋１階調の表現が可能となる。

この場合１表示装置の解像度が比較的高い場合には、第
２図（ｂ）に示す如く原画ｌの各画素−個に対しｎｘｎ
マトリクスＤｎ１に対応せしめ更に微小画素のディザ画
像（Ｇ’ｎ　）　３　’を生成すればよシ一層原画に近
似した画像信号を得ることができる。

ディザ法による濃度階調表現は白・黒画像に限らずカラ
ー画像についても適用可能であって、カラーについては
色の３原色夫々について上述した如く濃度表現を行えば
よい。

更に、ディザ法は画像を符号化する際の手段が１０″１
１″の２値デジタル信号に限らず多値デジタルにも適用
され、出来るだけ少ない情報量によって原画に近い画像
を得る研究が進められている。

一般にｎＸｎサイズのＬ値ディザマトリクスにて表現可
能な疑似階調数Ｌｅｑは Ｌｅ　ｑ　＝　（Ｌ−１）　ｎ”　＋　１　　−　（１
１となシ、Ｌ＝２の２値デイザの場合はＬｅｑ＝ｎ３−
１となる。

一般に、使用する表示装置の解像度と視覚特性を考慮し
てｎの大きさを決定するが、この場合表示装置の解像度
が高く視覚の積分効果を利用できる程度Ｋｎの大きさを
選定すれば、生成したディザ画像の各マトリクス内の白
黒の割合によりてのみ階調が決定されその配列順序には
無関係である。即ち、同一階Ｉｌｌを表す場合のディザ
画像の選定には所定の自由度がある。

本発明はディザ画像を作成する際のディザマトリクス選
定の自由度に着目し、同一階調を表すディザマトリクス
の中からいづれか一つを。

混入すべきデータに基づいて選定することＫよって画像
信号中にデータを合成する。

伺、説明を簡単にするため先づ、２値デイザ法の場合を
例示する。

第１図は本発明に係かる画像へのデータ合成方法の一実
現手法を説明するためのブロック図である。

同図に於いて４は原画像であって、その一区画を取シ出
し量子化ブロック５にて濃度を読み取ったのち階調比較
ブロック６に於いて９例えばその階調順位ｊなる数値を
導出しこれをマトリクス選択ブロック７に対し出力する
。

更に、予かじめ使用する可能性のある文字。

記号、符号等のデータを収納した辞書８を含む符号化ブ
ロック９を具える。この符号化ブロック９は混入すべき
文字等のデータが入力されると、これらに該当する辞書
中のデータを表す符号１例えばＪＩＳコード或はアスキ
ーコード等に従って符号化した数値系列Ｋｉを発生し、
これを前記マトリクス選択ブロック７に入力する。

マ）　ＩＪクス選択ブロック７では、各濃度階調を表す
ディザマ）　ＩＪクスのすべて又は所要のものを具えて
おき、核部に入力する前記濃度階調数ｊと混入すべき文
字を表わす数字Ｋｉとから所定のディザマトリクスを選
び出しＪ画像の各区画のディザ画像）のを生成する。

このように各画素及び混入する文字データに対し順次繰
返し実行して生成したディザマ）　ＩＪクスに基づいて
ディザ画像１０を作成すれば。

この中に文書等地のデータを混入することができる。

伺、入力する原画像信号が既に量子化され。

かつこれが前記階調比較ブロック７の階調数に適応可能
なものである場合は前記量子化ブロック５は不要となシ
、直接階調比較ブロック６に入力すればよい。前記マト
リクス選択ブロック７に於いて所要マトリクスを決定す
る方法は種々のものが考えられるが、その−例を第３図
に示す。

第３図は説明を簡単にするためｎ　＝　２とした場合の
マ）　ＩＪクス選定方法の一例を示す図であって、各列
に前記辞書８に登録した文字データを表す数字を、又各
行に濃度階調順位数ｊを割あて各階調を表わし得るマト
リクスを配列したものである。

この場合階調数ｊは例えばマトリクス中に配置する＠ｌ
”の数を示すものとし、横並び順序は文字データに対応
して適宜配列する。

今、原画から取シ出した画素の濃度が３である場合、そ
の階調数をｊ＝３とすれば２×２マトリクスＫ”１”を
３個配列するし方は同第３図の４行目に示す如く４通シ
存在しこのうちのいづれを選んでも同一階調を表わすが
、今混入しようとする文字データに該当する数字が２で
あれば横軸上の２の位置する列のマトリクス。

即ち４行３列のマ）　ＩＪクスを当該画素のディザマト
リクスとして出力する。

又、このようｋしてデータが混入された画像を復号する
場合は、第３図と同様のマトリクスを参照してディザマ
トリクス中の＠ｌ”の数とその配列から所定の文字デー
タを表す数字２を導出し、同様のコード化に従って所望
の文字データを得る。

以上の手法を敷桁すると共に混入しうるデータ量につい
て吟味すれば以下の通シである。

即ち、上述した手法は混入する文字データ等を他の情報
源１例えば０，１，２．・−・・・・・・・Ｋｉなる数
字で表し、とのＫｉをディザ画像に織シ込むもので、Ｋ
ｉを例えばコンビエータ処理に都合のよい２進数表現し
たビット列で表す。

この場合、前記情報源はいかなる形態をとりてもよいが
１例えば使用する可能性のある文字、記号或は符号等を
所定の数字に対応させた辞書を用い、混入する文字等を
数字に変換して前記Ｋｉなる数字列として出力する。

この辞書としては一般的に使用されるＪＩＳコード或は
アスキーコード等を利用したものがあげられるが、秘匿
性を高める場合このコード表として特殊な暗号表を作成
し使用することもできる。

このようＫしてＫｉなる数字系列に変換したデータをデ
ィザマ）　ＩＪクスに対ろさせる場合。

原画像各画素濃度は逐次変化するから、配置すべき”１
”の数即ちｊが変化する。従ってその時の組合せ数も変
化するから系列Ｋｉから濃度に対応した可変長ビット数
を抽出して織シ込む。

以下、この場合の混入しうる情報量について吟味する。

今、系列Ｋｉからｂビットを取出しｐ　ｎ”Ｊ通シある
ｆｉＸｆｉマトリクスの配置のうちから１つを選定する
ときｂビットでＯから２ｂの整数を表現し、この値がｎ
２　Ｃｊを超えないようにｂを決定すれば、あるｎとｊ
に対しＫｉから取り出すべきビット数すが一意的に決定
できる。

ｎ　ｅ　）に対するｂ３は ｂｊ＝（ｌｏｇｚ＜ｎ２ｃｊ）Ｊ　　（ビット）　　−
−−−−−（２）但しくＸＪはＸを超えない整数を示す
。

であるから例えばｎ　＝　４とすると 、警“ｂｊ＝１４５　。ｙ　）　）　＝−−（３）であ
シ１マトリクスに平均１４５／１７＝８．５３ビツトが
混入可能となることがわかる。

一般的に、１画像中に含まれる濃度レベルｊの画素の数
をＷ（ｊ）とすると、この画像に混入可能な全ビット数
Ｂは である。

例えば２画像の大きさが６４Ｘ６４画素、量子化後の各
濃度値がすべて同数（６４Ｘ６４／１７＝２４０．９）
の画素からなる画像を想定すると。

Ｂ＝２４０．９Ｘ１７Ｘ８．５３＝３４．９３９　　（
ビット）・・・・・・・・・（５） となシ、８ビットで表現された文字であれば全体で４，
３６７と極めて多くの文字を混入しうろことになる。

これは、前述の鈴木、有本両氏が提案する従来の手法に
よる画像への文字混入数が、２５６Ｘ２５６（＝６５，
５３６）の画素からなる画面に最大でも６５５字程度で
あるのく比較すればいかに多くの情報量であるかが理解
できよう。

更に、一般的を自然画像では濃度レベルが各階調すべて
に亘って均一な場合は少なく、中央階ｖ４部分に集中し
やすい傾向があるから実用上前記Ｂは更に大きくなりそ
れだけ多量の文字を混入することができる。

前記第３図に示した方法は２以上説明した手法の一具体
的手段であるが、このように予め表を具えておけば比較
的高速な符号化処理が可能ではあるが、全マトリクスを
記憶する必要があるためｎが大きくなれば大容量のメモ
リを具えなければならないと云う欠点がある。更に、復
号化にあたっては復号すべきデータ系列をすべてのマト
リクス各々の画素値と比較しなければならず、ｎが大き
くなれば極めて多くの時間を要する。

そこで、以下に表によらず演算によって逐次所望マトリ
クスを決定し又、該マトリクスから混入されたデータを
復号する方法を説明する。

先づ、説明を簡単にするためディザマトリクスｎｘｎの
出力セルの各画素を走査順に１次元に並べ直した配列を
５（ｉ）（ｉ＝ｏ、１，２．・・・・・・。

ｎ２　１　）と表す。

このときセル上のｎ２個の各画素の量子化した値ｊを、
該マドＩＪクス上に配置する要素の組合せの数で重み付
けられた２進数とみなせば、ｎＸＱマ）　ＩＪクスから
ｊ個を選んで配列する組合せ数ｎ８Ｃｊは次式の如く書
き換えることができる。

ｎ”ｃｊ＝ｎ”−ＩＣｊ−ｘ＋ｎ”−ｔｃｊ　　−（６
１今、この式の表す意味を、その右辺第１項が８　（０
）＝１　　即ち、ＨＸＨマトリクスの第１′ｇ！素が“
ｌ′″である配列の総数を、又第２項が５（Ｏ）＝Ｏ即
ち、同じく第１要素が°０′″である配列の総数を夫々
表し、全体はこれら両者の和であると解釈し、　５（０
）＝１　９もつマトリクスの配列各々を０　、１　＊　
２　、　＝＝　、　ｎ”−ｔｃｊ−ｘ−１なる整数に又
、　５（０）＝ＯＹもつものをｎ”−ｘ　Ｃｊ−ｔ　。

ｎ”−ｉ　Ｃｊ−ｔ　＋　１　ｍ＝”＝−＝　ｅ　ｎ”
　ＣＪ　　”なる整数各々に対厄させる如き規則を設定
すると共に、混入す、べきデータの系列Ｋｉからｂｊビ
ットＶ取出したときその値ｄとｎ”−１Ｃｊ−ｘを比較
してと定める。

この結果、もし５（０）＝１ならｊから１を減じて（ｊ
−ｘ）個の１を８（０）以外のマトリクス要素（８（１
）　＝Ｓ（２）　、＝”　、　Ｓ＜ｎ２−１）　）　Ｋ
−配Ｒｆ　ルために、同様の演算即ち、ｄとｎｚ、　Ｃ
ｊ−ｘ　を比較して前記（７）弐に示す結果を求める。

逆に５（Ｏ）＝Ｏならば５（０）以外のマトリクス−要
素Ｋ“１２を配置するためＫｄＯ値をｎ”−ＩＣｊ−１
だけ減じて、更にｄとｎ２−ｚ　Ｃｊ・１を比較する。

この操作なｊ　＝　０　となるまで繰返せばｊ個の１の
画素位置はすべて決定されるので残シの５（ｉ）には０
を設定する。以上の手順によυ、与えられたｊとｄとに
一意に対応する画素配置５（ｉ）ｔ’求めることができ
る。

具体的な数値例を用いてこの方法を更に説明する。

第４図はｎ＝４　、　ｊ　＝３　、　ｄ＝１５とした場
合のマトリクス決定方法を示す図である。

４Ｘ４マトリクスの各要素５（ｉ）を図４の右上に示す
（イ）の配置とする。まず１６個の画素位置に３個の１
を配置する方法の総数は、１＠ｃｓ＝５６０通シある。

これは、　５（０）＝１　　としたｔｓｃｚ＝＝１０５
通シと、　５（Ｏ）＝Ｏとした１ｓＣｓ＝４５５　通シ
に分けられる（同図（ａ））。前者にはｄ＝０　、１　
、２　、・・・・・−、１０４（−ｘｓｃｚ−１個）の
整数を、後者にはｄ＝１０５，１０６．・・・・・・＊
５５９（−ｘｓｃｓ−１個）の整数を割当る。さらに式
（力によ＃）。

ｄと１５　Ｃｚを比較し、　ｄ＝１５　＜　１５０２＝
１０５から５（ｏ）＝ｉとする。値”ｌ″の画素位置が
１個決定されたので９次にｊ＝ｚとして同様の操作を繰
シ返す。

即ち、ｄと１ｅｃｔを比較し、ｄ＝１５≧１４　Ｃｔ＝
１４から８　（１）＝０　、　ｄ＝１とする（同図（ｂ
））。同様にｄ＝＝１　（ｔｓｃ工＝＝１３から８（２
）＝１　（同図（Ｃ））。

ここで、　１ｓｃｔ＝ｘｚｃｏ＋ｘｚｃｔ　テあるが、
　１２ＣＱはただ１通シ、すなわちＳ　（４）＝８　（
５）＝・・・・・・＝８（１５）＝０を表している（図
４　（ｄ）　）。ｄ＝１≧１２ＣＯ＝１からｄ＝０とし
てＳ　（３）＝０とする。同様ＫｘｚＣｘ＝ｘｘＣｏ　
＋　ｌｌＣｌよシ、ｄ＝０番目は１１ＣＯに対応する出
力画素配列である（図４　（ｅ）　）。

以上の操作によシすべての画素配列が得られる。

以上の手順をまとめるとつぎのようになる。

（１）符号化手順 結果を格納する配列を５（ｉｌ（ｉ＝ｏ　、　１　、・
・・・・・。

１５）　　とする。

■　配列ＣＯＭＢ（ｘ、ｙ）（ｘ、ｙ＝０，１．−＝、
１６）にｘＣｙを代入 ■　初期値設定 ｚ＋−１５：ｘはＣＯＭＢｏ添字 ｙ←ｊ　　　：　ｊは配置すべきｌの個数ｉ←０　　　
　：　　ｒ＃１Ｓ（ｔ）の添字テキストデータ配列から
（ｌｏｇ２（ＣＯＭＢ　（１６、ｊ）））ビット取シ出
しｄとする ■　Ｉ　Ｆ　　ｙ＝ＯＴＨＥＮ　　５（ｉ）　”　ＯＧ
ＯＴｏ■ ■　ＩＦ　　ｄ（ＣＯＭＢ（ｘ、ｙ−１）ＴＨＥＮ　５
（ｉ）←１ ｙ←ｙ−１ ＥＬＳＥ　５（ｔ）−。

ｄ−ｄ　−ＣＯＭＢ　（ｘ、ｙ−１） ■　　Ｘ←ｘ−１ ■　　ｉ←Ｓ＋Ｘ ＩＦ　　ｉ≦１５　　ＴＨＥＮ　　ＧＯＴＯ■ＢＬＳＥ
　　ｅｎｄ （２）復号化手順 復号化すべき２値配列１ｋ　８（ｉ）（ｉ＝０　＃　１
　＃・・・・・・。

１５）とする。

■　配列ＣＯＭＢ（ｘ、ｙ）（ｘ、ｙ＝０．１、−　、
１６　）Ｋｘｃｙな代入 ■　初期値設定 ｘ←１６　　：　　ｘはＣＯＭＢＯ添字ｙ←ｊ　　：　
ｊは８（ｉ）内の１の個数ｉ←０　　：　ｉは５（ｉ）
の添字 ｄ←０：ｄＫ復号データが格納される ■ＩＦ　ｙ＝ｏ　ＴＨＥＮ　ＧＯＴＯの■　ＩＦ　５（
ｉ）＝ｏ　　ＴＨＥＮ　ｄ”ｄ＋ｃＯＭＢ（ｘ、ｙ−１
）ＥＬＳＢ　Ｙ←ｙ−１ ■　Ｘ←ｘ−１ ■　１４−ｉ＋１ ＩＦｉ≦１５　　ＴＨＥＮ　　Ｇｏ　　ＴＯ■■　ｄの
下位（ｌｏｇ、（ＣＯＭＢ（１６、ｊ　）　Ｎビットが
復号結果 このように演算によって逐次所望マトリクスを生成する
手法によれば、大幅に処理時間を短縮することができる
うえ、マトリクスを記憶するためのメモリを必要としな
いから用いる装置が簡単になシ又９表作成の手間も省け
る。

第５図は本発明を暗号通信手段に応用した場合の一実施
例を示すブロック図である。

同図に於いて１１は原画像信号であって、これから取シ
出した画素信号と、混入すべきデータ１２を暗号鍵１３
を用いてスクランブラ１４によって暗号化した信号とを
符号化回路１５に於いて上述した手法によって合成しデ
ィザ画像１６を生成して所望ユーザ１７．１７に伝送す
る。

これを受信したユーザは所定規則に基づいて復号回路１
８によって原画像信号１９と暗号化信号とに分離したの
ち、更に暗号化信号なデ・スクランブラ２０にて所定暗
号鍵２１を用いて元のデータ２２を抽出する。

伺、このシステムに於ける各ブロック、例えばスクラン
ブラ１４．デ・スクランブラ２０或は暗号化方法は既存
の技術を用いて容易に実現可能であるから詳細な説明は
省略する。

以上説明した手法に基づいて種々実験を行ったところ極
めて良好な結果を得た。

例えば、標準画像データベース５ＩＤＢＡ　の画像（２
５６Ｘ２５６画素×８ビット）を用い、ｎ＝４の２値画
像にて実施すると、濃度階調は１７となるので原画像を
１７レベルに一様に量子化し、ＡＳＣＩＩ”コードに変
換して７５，２０５文字を合成した結果、従来の固定パ
ターンを用いた再生画像との差はほとんどみられなかっ
た。

又９本発明の手法によって生成した画像データをその画
素配列を変更することによって、従来の固定パターン或
はその他の方法による画像に復元しうることも実験の結
果確認した。

このことは２本発明による画像へのデータ合成方法が画
像情報そのものを変更するものでなく・従って原画情報
が完全な形で保存されることを証明することになろう。

又１本発明に基づいてデータを画像に混入する場合、デ
ータ列としてビット０の長い入力が発生するとこのとき
のｄの値はＯとなるから原画濃度にかかわらず黒画素は
常に配列の前部に集中することになるが、このときは例
えば前記データを合成する直前に１ビツト毎に反転して
入力する等の操作を加えればよく、このことも実験によ
って確認済みである。

この手法は上述した場合のみならず、ある規則性のある
データ列が再生画像に好ましからざる影響を与える虞れ
あるとき広く用いることができよう。

以上の説明では主として２値デイザ法を用いる場合を例
示したが１本発明は多値ディザ法についても適用可能で
あって、以下簡単に多値ディザ法を用いた画像処理に於
ける濃度パターンに他のデータを混入する手法について
説明する。

今、出力装置はＬレベルの中間調表示が可能であると仮
定すればこのとき１つのセルで表現可能な疑似階調数Ｌ
ｅｑは第（１１式に示した如くＬｅｑ＝（Ｌ−１）　ｘ
ｎ”　＋１であるが、２値デイザ法の場合と同様Ｌｅｑ
ＦｉＬとｎのみに依存し、セル内の画素配置には無関係
である。

従って、同一階調を表す多値ディザマトリクスのうちか
ら、混入するデータに対応するものを選定すれば２値デ
イザ法の場合と同様に画像中に他のデータを混入するこ
とが可能であり。

しかも２値デイザ法に比べてマトリクス選択の自由度が
大きくなるから飛躍的に混入し得るデータ量が多くなる
。

即ち、疑似階調数がＪ（ｊ＝＝ｏ、ｉ、２．・・・・・
・Ｌｅｑ−１）のとき１つのセルで濃度値ｊを表し得る
画素配列の組合せの総数をＣ（ｊ）としたとき、混入す
るデータ系列からｂｊビットを取出しＣ（ｊ）通シから
１つを選択するときのビット数はｂｊ＝（ｌｏｇ、（Ｃ
Ｄ）））　　（ビット）−−−−−−・−（８）となる
。又、１画像中に含まれる濃度レベルｊの画素数をＷ（
ｊ）で表すと、この画像中に合成可能な全ビット数Ｂは で表される。

例えば出力装置が０，１，２の３値表示が可能であって
、セルの大きさｎ　＝　２と仮定すれば。

このとき表現可能な疑似階調数Ｌｅｑは式（１）から９
レベル、疑似表現可能表濃度レベルｊは０．１，２．・
・・・・・、８となる。

この各々の濃度レベルは下表−ＩＫ示す各画素の組合せ
によって表現され、このときの組合せの総数がＣ（ｊ）
である。

表−１ ｊの６値の出現率が等しいと仮定すれば前記光−１のＣ
Ｏ）から取出得るビット数ｂｊの平均値すは となる。

又、同様ＫＬ＝２．３，４．ｎ＝２．３．４　　の場合
について合成可能なデータの情報量を各セルごと、及び
符号化後の１ビツトごとに求めた結果を表−２に示す。

表−２ この表及び上述の説明から明らかな如く、多値ディザ法
に本発明を適用すればより多くのデータを画像中に合成
することが出来る。

伺、この場所要マトリクスを選定するＫは２値デイザと
同様に予め作成した表による方法及び演算による方法の
いづれの方法を用いてもよい。

演算によってマトリクスを決定する手順なｎ＝３．ｎ＝
＝２として簡単に説明する。

■　原画像内の注目する画素なＬｅｑ＝９レベル（０，
１，２，・・・・・・、８）に量子化する。この結果、
濃度レベル３であったとする。

■　テキストデータから取シ出すべきビット数す、は表
−１から４ビツトとなる。４ビツトを取シ出して整数表
現に直した結果ｄ＝１２であったとする。

■　まず、濃度レベル１の画素のみで表示すると仮定し
、ｄを４Ｃ１と比較する。４　ＣＩ＝４　＜　１２から
（１，１，１，０）の組み合わせではないことがわかる
。この４通りはｄ＝０．１，２．３に対応する組合せで
ある。

■　１２通シのうち始めの４通シではないことが決定さ
れたので、残る組合せのうち１２−８＝８番目を探せば
よい。次の（２，１，０，０）の組み合わせの数と比較
すると、　ｎｃｘｘｓｃｔ＝１２〉８からこの組合せに
決定できる。

■　つぎＫこの１２通クシ中８番目を求める。

この１２通シは、濃度値２の画素の位置を決定する４Ｃ
１＝４通りの各々について濃度値１の画素の位置を決定
する３Ｃ１＝３通シがあると考える。すると８　／　３
　Ｃｔ　＝　８　／　３　＝　２余り２であるから、濃
度値２の画素の位置は左から３番目、濃度値１の画素の
位置は残った３つの位置の左から３番目すなわち（０，
２，０，１）という並びが決定できる。

復号処理は、（０，２，０，１）　　という画素並びか
らｄ＝１２を求める手順に相当し、これは上記の手順の
逆算法として容易に実現可能である。

このように画像中に他のデータを秘匿して伝送し或は保
管する手段の利用方法は種々考見られるが２例えば個人
の顔写真データにその人の個人情報を合成して一括管理
するシステムを構築すれば、第三者には顔写真としての
み認識され適合する暗号鍵をもった者のみ秘匿されたデ
ータを知ることができ、秘密保持に万全を期したシステ
ムとなり得る。

又、暗号化手段の有無にかかわらず１日常使用するファ
クシミリ或はその細画像信号伝送に本発明を応用すれば
画像に関連したデータを画像と一括して送信できるから
伝送処理の単一化を達成し得る。更に、混入するデータ
としては単なる文字に限らず、音声信号又は画像信号等
いかなるものであってもよいこと自明である。

同２以上示した実施例では説明を簡単にするため、２値
画像の場合について言及したが１本発明はこれに限るこ
となく多値画像又はカラー画像等についても適用可能で
あり、又実施する際の装置及びシステムの構成について
も種々の変形があシ得ること明らかである。

（発明の効果） 本発明は以上説明した如く１画像の濃淡表現手段たるデ
ィザ画像処理過程に於いて所望データを混入するもので
あるから、混入したデータの存在が画像信号及び再生画
像上に現れにくく、かつ画像品質を損うことなく極めて
多くのデータを画像中に合成する手段をもたらすうえで
著効を奏する。

又１本発明を用いれば画像信号と他のデータとを同一手
段によって取扱い得るから情報メディアを大きく簡素化
することができ、更に、混入したデータの有無が画面上
に現れにくいことから画像信号中に重要データを秘匿し
て伝送保管するうえでも効果があシ、更に他の暗号手段
と組合せればよシ一層攻撃に強い暗号方法となシ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例！示すブロック図、第２図は
一般的なディザ法を説明する図であって、（ａ）は原画
とディザマトリクスが一対一に対応する場合、（ｂ）は
一対口に対応する場合の図、第３図は本発明に係かるデ
ィザマトリクス決定方法の一例を示すマトリクス図、第
４図は本発明に係かる演算によるディザマトリクス決定
方法の一例を示す図、第５図は本発明を暗号通信に応用
した場合の手順を示すブロック図である。 １・・・・・・・・・原画、　　　２・・・・・・・・
・しきい値マトリクス、　　　３・・・・・・・・・デ
ィザ画像。 ５・・・・・・・・・量子化ブロック、　　　６・・・
・・・・・・濃度階調比較ブロック、　　　７・−・・
・・・・・マトリクス選択ブロック、　　　９・・・・
・・・・・符号化ブロック、　　　１０・・・・・・・
・・ディザマトリクス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ディザ法を用い原画像の濃度情報の濃度パターンを
   量子化して疑似階調表現する際、ディザマトリクスに於
   ける各要素の配置を、混入すべきデータに基づいて決定
   したことを特徴とする画像へのデータ合成方法。 ２、前記ディザマトリクスに配置される特定値の個数と
   その配列との組合せによって混入すべき他のデータを特
   定したことを特徴とする特許請求の範囲１項記載の画像
   へのデータ合成方法。 ３、ディザマトリクス中の特定値の個数及びその配列と
   所要数字とを一対一に対応せしめた表を予かじめ記憶し
   ておき、該表に基づいて原画像の各濃度情報を表わすデ
   ィザマトリクスのうちから混入すべき他のデータに対応
   した前記数字に該当したものを選択することによって画
   像信号中に所望データを混入し、又該画像信号中の特定
   値の個数及びその配列から前記表に基づいて混入された
   他のデータを特定したことを特徴とする特許請求の範囲
   ２又は３項記載の画像へのデータ合成方法。 ４、ｎ×ｎマトリクスの各要素の配列順序をｉ（ｉ＝０
   、１、２、・・・・・・、ｎ＾２−１）、これら要素に
   格納する値をＳ（ｉ）とし該Ｓ（ｉ）がＬ値ディザの各
   値をとる場合に、原画の各要素の濃度情報ｊ（ｊ＝Σ＾
   ｎ＾２＾−＾１＿ｉ＿＝＿０Ｓ（ｉ）を表すディザマト
   リクスから、ｂｊビットで表現し得る整数ｄまでの値に
   対応して各々１つのディザマトリクスを選定する方法に
   於いて、前記ｎ×ｎマトリクスの各要素を決定した場合
   に残りのマトリクスのとり得る配列を順次木（Ｔｒｅｅ
   ）状に配置せしめると共に該木の末端ノードマトリクス
   夫々に前記整数ｄまでの数値を割あて、混入すべきデー
   タを表す数値と所定の手順とに従って前記木の根から前
   記数値に対応する末端ノードまで辿り、その経路に基づ
   いて所望のマトリクスを決定したことを特徴とする特許
   請求の範囲１項又は２項記載の画像へのデータ合成方法
   。 ５、前記ディザ法が２値（Ｌ＝２）である場合に於いて
   、 ｄ＜ｎ＾２−１Ｃｊ−１のときＳ（ｏ）＝１ｄ≧ｎ＾２
   −１Ｃｊ−１のときＳ（ｏ）＝０と定め、更にＳ（ｏ）
   ＝１ならｊから１を減じて新らたなｊとなしｄとｎ＾２
   −２Ｃｊ−１とを比較し又Ｓ（ｏ）＝０ならｄの値をｎ
   ＾２−１Ｃｊ−１だけ減して新らたなｄとしこれとｎ＾
   ２−２Ｃｊ−１とを比較して前記大小関係式に応じてＳ
   （ｉ）の値を“０”か“１”かに決定する如く順次ｊ＝
   ０となるまで繰返すことによって所望のマトリクスを決
   定したことを特徴とする特許請求の範囲４項記載の画像
   へのデータ合成方法。