JPWO2007049340A1 - 電子透かしの埋め込み及び検出 - Google Patents

Abstract

テキストデータに電子透かし情報を埋め込んで電子透かし埋め込み画像を生成する電子透かし埋め込み技術であって、埋め込み対象データとしての文字の特徴、例えば文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として検出し、前記検出された特徴に基づいて、前記文字に電子透かし情報を埋め込むことにより、視覚的に判別しにくい文書への電子透かし情報の埋め込みを可能にするとともに、埋め込んだ電子透かし情報がプリントアウト、コピー、あるいはスキャンされた後でも安定して検出することが可能な電子透かし処理プログラム、電子透かし処理装置および電子透かし処理方法を提供する。

Description

本発明は、人間の目にはわかりにくい形で文書データに対して電子透かし情報を埋め込む技術および埋め込んだ電子透かし情報を検出する技術であり、重要な情報が印刷された紙媒体からの情報漏洩を抑止するための技術に関する。

近年、企業等の組織内で保管する情報の電子化が進み、将来的にも紙による保管は減っていくことが予想される。しかしながら、紙文書が無くなるわけではないため、必然的に発生し続ける紙と電子データの混在環境になっているのが現状である。また、企業や公共機関が取り扱う顧客データなどの個人情報の流出・漏洩が懸念されており、より厳格な管理システムの導入が求められている。

このような状況に対応するためのセキュリティ技術の１つとして電子透かしが挙げられる。電子透かしとは画像、文書、音声などのデータに著作権者名や複製履歴などの情報を埋め込む技術である。組織内で取り扱う重要なデータや組織外へ提供する製品に対して、このような電子透かし情報を埋め込むことで、情報漏洩防止、複製防止、あるいは原本保証などを可能にする。

例えば、二値画像に対する人間の視覚特性に基づいて改変の判断基準およびその優先順位を与え、優先順位が高い画素から順に改変を施すことで透かし情報を挿入する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、文書画像からテキスト領域を検出し、検出されたテキスト領域の特徴量を増減させるか、または検出されたテキスト領域を複数の小区画に分割し小区画を２つ以上のグループに分けて各々のグループに対してその特徴量を増減させることによって透かし情報を埋め込み、透かしの検出時には、各々のグループから得られる特徴量の集積値を比較することによって透かし情報を検出する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

このように、電子化されたデータに対する電子透かしは研究が盛んであり、各種製品化されているが、文書データ、特に一度プリントアウトされた紙媒体から埋め込んだ情報を抽出するのは困難である。これは、プリントおよびスキャンする際に起こり得る位置のずれ、ノイズ付加、解像度変換などによる高周波成分の損失などにより、埋め込んだ情報を失いやすいのが原因である。

特開２００４−２８９７８３号公報 特開２００１−７８００６号公報

従来の方法では人間の視覚特性を利用した技術により、画質の向上と電子透かし情報の埋め込みを同時に実現しているが、図形や文字の輪郭や切れ目に重点的に電子透かし情報を埋め込んでいるため、プリントアウトやコピーが何度か繰り返された場合には輪郭部分がかすれたりぼけたりするので、埋め込んだ電子透かし情報を失う可能性が高いという問題点があった。

また、文字が元々持っている構造的な特徴を考慮していないため、電子透かしが埋め込まれる文字のデザインなどによって検出の精度が変わってしまうという問題点があった。例えば、同じ電子透かし情報を埋め込む場合、文字を構成する線の太さが一様なゴシック体よりも部分によって線の太さが異なる明朝体の方が、誤検出率が高くなるという問題点があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、視覚的に判別しにくい文書への電子透かし情報の埋め込みを可能にするとともに、埋め込んだ電子透かし情報がプリントアウト、コピー、あるいはスキャンされた後でも安定して検出することが可能な電子透かし処理プログラム、電子透かし処理装置および電子透かし処理方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の電子透かし埋め込みプログラムは、テキストデータに電子透かし情報を埋め込んで電子透かし埋め込み画像を生成する電子透かし埋め込み装置に実行させるためのコンピュータ実行可能な電子透かし埋め込みプログラムであって、埋め込み対象データとしての文字の特徴を検出する手順と、前記検出された特徴に基づいて、前記文字に電子透かし情報を埋め込む手順とを実行させるための電子透かし埋め込みプログラムである。

また、本発明の電子透かし埋め込みプログラムは、前記特徴を検出する手順が、前記文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として検出することが望ましい。
また、本発明の電子透かし埋め込みプログラムは、前記特徴を検出する手順が、前記線の所定方向における太さの平均値あるいは最頻出値を前記文字の特徴として検出し、前記情報を埋め込む手順が、前記特徴を検出する手順によって検出された前記線の太さを異ならせることにより前記電子透かし情報を埋め込むことが望ましい。

また、本発明の電子透かし埋め込みプログラムは、前記情報を埋め込む手順が、前記線の太さを多段階に調節することが望ましい。
また、本発明の電子透かし埋め込みプログラムは、前記特徴を検出する手順が、外郭方向寄与度を用いることにより前記線の方向を検出することが望ましい。

また、本発明の電子透かし埋め込みプログラムは、前記情報を埋め込む手順が、前記特徴を検出する手順によって検出された特徴に基づいて、前記文字に前記電子透かし情報を埋めるべきかどうかを判断し、前記判断結果によって前記電子透かし情報を埋め込まないもしくは埋め込み強度を適応的に調整することが望ましい。

また、本発明の電子透かし埋め込みプログラムは、前記埋め込み対象データとしての文字を複数の領域に分割して埋め込み対象データとする領域分割手順を更に備え、前記特徴を検出する手順が、前記領域を分割する手順によって埋め込み対象データとされた領域中に存在する文字部分の特徴を検出することが望ましい。

また、本発明の電子透かし埋め込みプログラムは、前記情報を埋め込む手順が、前記領域を分割する手順によって分割された各領域に対して、前記埋め込む電子透かし情報の埋め込み強度を適応的に調整することが望ましい。

また、本発明の電子透かし埋め込みプログラムは、前記電子透かし情報の埋め込み対象である埋め込み対象データを入力する手順と、前記データを入力する手順によって入力された埋め込み対象データから文字により構成されるテキスト領域を検出する手順と、前記テキスト領域を検出する手順によって検出されたテキスト領域から前記文字を切り出す手順とを更に備え、前記特徴を検出する手順が、前記文字を切り出す手順によって切り出された文字を前記埋め込み対象データとし、前記文字の特徴を検出することが望ましい。

また、本発明の一態様によれば、本発明の電子透かし抽出プログラムは、電子透かし情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像から前記電子透かし情報を検出する電子透かし検出装置に実行させるためのコンピュータ実行可能な電子透かし抽出プログラムであって、前記電子透かし埋め込み画像を入力する手順と、前記画像を入力する手順によって入力された電子透かし埋め込み画像から文字により構成されるテキスト領域を検出する手順と、前記テキスト領域を検出する手順によって検出されたテキスト領域から前記文字を切り出す手順と、前記文字を切り出す手順によって切り出された文字の特徴を解析する手順と、前記特徴を解析する手順によって解析された特徴に基づいて、前記文字に埋め込まれた電子透かし情報を抽出する手順とを実行させるための電子透かし抽出プログラムである。

また、本発明の電子透かし抽出プログラムは、前記構造を解析する手順が、前記文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として解析することが望ましい。
また、本発明の一態様によれば、本発明の電子透かし埋め込み装置は、テキストデータに電子透かし情報を埋め込んで電子透かし埋め込み画像を生成する電子透かし埋め込み装置であって、埋め込み対象データとしての文字の特徴を検出する特徴検出手段と、前記特徴検出手段によって検出された特徴に基づいて、前記文字に電子透かし情報を埋め込む情報埋め込み手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の電子透かし埋め込み装置は、前記特徴検出手段が、前記文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として検出することが望ましい。
また、本発明の電子透かし埋め込み装置は、前記特徴検出手段が、前記線の所定方向における太さの平均値あるいは最頻出値を前記文字の特徴として検出し、前記情報埋め込み手段が、前記特徴検出手段によって検出された前記線の太さを異ならせることにより前記電子透かし情報を埋め込むことが望ましい。

また、本発明の電子透かし埋め込み装置は、前記情報埋め込み手段が、前記線の太さを多段階に調節することが望ましい。
また、本発明の電子透かし埋め込み装置は、前記特徴検出手段が、外郭方向寄与度を用いることにより前記線の方向を検出することが望ましい。

また、本発明の電子透かし埋め込み装置は、前記情報埋め込み手段が、前記特徴検出手段によって検出された特徴に基づいて、前記文字に前記電子透かし情報を埋めるべきかどうかを判断し、前記判断結果によって前記電子透かし情報を埋め込まないもしくは埋め込み強度を適応的に調整することが望ましい。

また、本発明の電子透かし埋め込み装置は、前記埋め込み対象データとしての文字を複数の領域に分割して埋め込み対象データとする領域分割手段を更に備え、前記特徴検出手段が、前記領域分割手段によって埋め込み対象データとされた領域中に存在する文字部分の特徴を検出することが望ましい。

また、本発明の電子透かし埋め込み装置は、前記情報埋め込み手段が、前記領域分割手段によって分割された各領域に対して、前記埋め込む電子透かし情報の埋め込み強度を適応的に調整することが望ましい。

また、本発明の電子透かし埋め込み装置は、前記電子透かし情報の埋め込み対象である埋め込み対象データを入力するデータ入力手段と、前記データ入力手段によって入力された埋め込み対象データから文字により構成されるテキスト領域を検出するテキスト領域検出手段と、前記テキスト領域検出手段によって検出されたテキスト領域から前記文字を切り出す文字切り出し手段とを更に備え、前記特徴検出手段が、前記文字切り出し手段によって切り出された文字を前記埋め込み対象データとし、前記文字の特徴を検出することが望ましい。

また、本発明の一態様によれば、本発明の電子透かし検出装置は、電子透かし情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像から前記電子透かし情報を検出する電子透かし検出装置であって、前記電子透かし埋め込み画像を入力する画像入力手段と、前記画像入力手段によって入力された電子透かし埋め込み画像から文字により構成されるテキスト領域を検出するテキスト領域検出手段と、前記テキスト領域検出手段によって検出されたテキスト領域から前記文字を切り出す文字切り出し手段と、前記文字切り出し手段によって切り出された文字の特徴を解析する構造解析手段と、前記特徴解析手段によって解析された特徴に基づいて、前記文字に埋め込まれた電子透かし情報を抽出する情報抽出手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の電子透かし検出装置は、前記構造解析手段が、前記文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として解析することが望ましい。
また、本発明の一態様によれば、本発明の電子透かし埋め込み方法は、テキストデータに電子透かし情報を埋め込んで電子透かし埋め込み画像を生成する電子透かし埋め込み装置において実行される電子透かし埋め込み方法であって、埋め込み対象データとしての文字の特徴を検出し、
前記検出された特徴に基づいて、前記文字に電子透かし情報を埋め込むことを特徴とする。

また、本発明の電子透かし埋め込み方法は、前記特徴の検出が、前記文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として検出することが望ましい。
また、本発明の一態様によれば、本発明の電子透かし抽出方法は、電子透かし情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像から前記電子透かし情報を検出する電子透かし検出装置において実行される電子透かし抽出方法であって、前記電子透かし埋め込み画像を入力し、前記入力された電子透かし埋め込み画像から文字により構成されるテキスト領域を検出し、前記検出されたテキスト領域から前記文字を切り出し、前記切り出された文字の特徴を解析し、前記解析された特徴に基づいて、前記文字に埋め込まれた電子透かし情報を抽出することを特徴とする。

また、本発明の電子透かし抽出方法は、前記構造の解析が、前記文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として解析することが望ましい。

本発明を適用した電子透かし処理装置の機能ブロック図である。 本発明を適用した電子透かし埋め込み処理の流れを示すフローチャートである。 触手方向を説明するための図である。 ゴシック体の文字の例を示す図である。 ゴシック体の文字の水平方向のヒストグラムの例を示す図である。 ゴシック体の文字の垂直方向のヒストグラムの例を示す図である。 ゴシック体の文字の右斜め方向のヒストグラムの例を示す図である。 ゴシック体の文字の左斜め方向のヒストグラムの例を示す図である。 明朝体の文字の例を示す図である。 明朝体の文字の水平方向のヒストグラムの例を示す図である。 明朝体の文字の垂直方向のヒストグラムの例を示す図である。 明朝体の文字の右斜め方向のヒストグラムの例を示す図である。 明朝体の文字の左斜め方向のヒストグラムの例を示す図である。 本発明を適用した電子透かし抽出処理の流れを示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明を適用した実施の形態を説明する。
まず、本発明の概略を説明する。
本発明は、テキストデータに電子透かし情報を埋め込んで電子透かし埋め込み済み画像を生成する電子透かし埋め込み装置、上記電子透かし埋め込み装置に実行させるためのコンピュータ実行可能な電子透かし埋め込みプログラム、あるいは上記電子透かし埋め込み装置において実行される電子透かし埋め込み方法である。

電子透かし情報の埋め込みは、最初に文書情報を含むデータから構造解析により文字領域を抽出する。抽出した文字領域から文字を一文字もしくは複数文字同時に切り出す。切り出した文字の特徴量を抽出および解析する。この解析結果に基づいて電子透かし情報を埋め込むどうか判定し、埋め込む場合には文字の特徴を操作する。例えば、特徴量の比を利用して電子透かし情報を埋め込むことで解像度変換などに対して強固な埋め込みを行う。

他方、電子透かし情報の抽出は、最初に文書情報を含むデータから構造解析により文字領域を抽出する。抽出した文字領域から文字を一文字もしくは複数文字同時に切り出す。切り出した文字の特徴量を抽出および解析する。この解析結果に基づいて電子透かし情報が埋め込まれているかどうか、埋め込まれているならば埋め込まれている電子透かし情報を抽出する。

上述のようにして電子透かし情報の埋め込み及び抽出を行うことにより、文字の構造的特徴を解析するので、情報の埋め込み精度は文字のデザインなどに依存せずに安定している。また、文字の構造的特徴を操作するので、輪郭の形状など局所的な特徴量を操作する技術と比べると電子透かし情報が失われにくい。

図１は、本発明を適用した電子透かし処理装置の機能ブロック図である。
図１において、符号１は電子透かし処理装置を示し、符号１１は入力部を示し、符号１２はテキスト領域抽出部を示し、符号１３は文字切り出し部を示し、符号１４は特徴検出部を示し、符号１５は情報埋め込み部を示し、符号１６は構造解析部を示し、符号１７は情報抽出部を示し、符号１８は領域分割部を示す。

電子透かし処理装置１は、テキストデータに電子透かし情報を埋め込んで電子透かし埋め込み画像を生成し、あるいは、電子透かし情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像から前記電子透かし情報を検出する装置であって、入力部１１、テキスト領域抽出部１２、文字切り出し部１３、特徴検出部１４、情報埋め込み部１５、構造解析部１６、情報抽出部１７、および領域分割部１８を備えている。

そして、電子透かし処理装置１は、入力部１１、テキスト領域抽出部１２、文字切り出し部１３、特徴検出部１４、情報埋め込み部１５、および領域分割部１８により構成されることにより、テキストデータに電子透かし情報を埋め込んで電子透かし埋め込み画像を生成する電子透かし埋め込み装置として機能し、入力部１１、テキスト領域抽出部１２、文字切り出し部１３、構造解析部１６、情報抽出部１７、および領域分割部１８により構成されることにより、電子透かし情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像から前記電子透かし情報を検出する電子透かし抽出装置として機能する。

電子透かし処理装置１が、電子透かし埋め込み装置として機能する場合、入力部１１は、前記電子透かし情報の埋め込み対象である埋め込み対象データを入力する。テキスト領域検出部１２は、前記入力部１１によって入力された埋め込み対象データから文字により構成されるテキスト領域を検出する。文字切り出し部１３は、前記テキスト領域検出部１２によって検出されたテキスト領域から前記文字を切り出す。

特徴検出部１４は、埋め込み対象データとしての文字、例えば前記文字切り出し部１３によって切り出された文字を前記埋め込み対象データとし、前記文字の特徴を検出する。そして、情報埋め込み部１５は、前記特徴検出部１４によって検出された特徴、例えば前記文字を構成する線の方向及び太さに基づいて、前記文字に電子透かし情報を埋め込む。

具体的な電子透かし情報の埋め込みとしては、例えば、前記特徴検出部１４が、前記線の所定方向における太さの平均値あるいは最頻出値を前記文字の特徴として検出し、前記情報埋め込み部１５が、前記特徴検出部１４によって検出された前記線の太さを異ならせることにより実現する。

前記特徴検出部１４による特徴の検出においては、外郭方向寄与度を用いることにより前記線の方向を検出する。
また、前記情報埋め込み部１５は、前記線の太さを多段階に調節することが可能であり、前記特徴検出部１４によって検出された特徴に基づいて、前記文字に前記電子透かし情報を埋めるべきかどうかを判断し、前記判断結果によって前記電子透かし情報を埋め込まないもしくは埋め込み強度を適応的に調整することも可能である。

領域分割部１８は、前記埋め込み対象データとしての文字を複数の領域に分割して埋め込み対象データとする。この場合、前記特徴検出部１４は、前記領域分割部１８によって埋め込み対象データとされた領域中に存在する文字部分の特徴を検出する。そして、前記情報埋め込み部１５は、前記領域分割部１８によって分割された各領域に対して、前記埋め込む電子透かし情報の埋め込み強度を適応的に調整する。

他方、電子透かし処理装置１が、電子透かし抽出装置として機能する場合、入力部１１は、前記電子透かし埋め込み画像を入力する。テキスト領域検出部１２は、前記入力部１１によって入力された電子透かし埋め込み画像から文字により構成されるテキスト領域を検出する。文字切り出し部１３は、前記テキスト領域検出部１２によって検出されたテキスト領域から前記文字を切り出す。

構造解析部１６は、前記文字切り出し部１３によって切り出された文字の特徴を解析する。情報抽出部１７は、前記特徴解析部１６によって解析された特徴、例えば前記文字を構成する線の方向及び太さに基づいて、前記文字に埋め込まれた電子透かし情報を抽出する。

次に、上述のように構成された電子透かし処理装置１による電子透かし情報の埋め込みおよび抽出の方法について説明する。
まず、電子透かし処理装置１による電子透かし情報の埋め込みの方法について説明する。

図２は、本発明を適用した電子透かし埋め込み処理の流れを示すフローチャートである。
図２において、ステップＳ２１は「データ入力」を示し、ステップＳ２２は「文字のみか？」を示し、ステップＳ２３は「テキスト領域抽出」を示し、ステップＳ２４は「文字切り出し」を示し、ステップＳ２５は「領域分割するか？」を示し、ステップＳ２６は「領域分割」を示し、ステップＳ２７は「特徴抽出」を示し、ステップＳ２８は「埋め込むか？」を示し、ステップＳ２９は「情報埋め込み」を示す。

まず、ステップＳ２１において、入力部１１が、電子透かし情報の埋め込み対象である埋め込み対象データとして、文章情報を含む入力データ、例えばＰＤＦ（Portable Document Format）、ワードプロセッサにより作成された文書等の、画像や文字が混在したドキュメントデータ、あるいはスキャナなどで読み込んだＢＭＰ（Bit MaP）データやＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）データなどのイメージデータを読み込む。並行して埋め込みたい透かし情報を入力する。そして、ステップＳ２２において、ステップＳ２１で入力されたデータが文字のみから構成されたデータであるのか画像データも含むデータであるのかを判断する。

ステップＳ２２で文字のみであると判断された場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）は、ステップＳ２４に進み、文字切り出し部１３が、読み込んだ入力データから文字の部分を切り出す。すなわち、入力データが持つレイアウト情報を利用して文字を切り出し、この後の処理についてはＢＭＰなどの画像として扱う。ＪＰＥＧやその他の画像フォーマットでも良い。他方、ステップＳ２２で入力データが文字のみではなく画像データをも含むドキュメントデータであると判断された場合（ステップＳ２２：ＮＯ）は、ステップＳ２３において、ドキュメントデータの中からテキスト領域抽出部１２が実行する構造解析によってテキスト領域を抽出し、抽出したテキスト領域から文字切り出し部１３が文字の部分を一文字単位で切り出す。なお、文字は複数文字同時に切り出しても良い。

次に、ステップＳ２５において、ステップＳ２４で切り出した文字を複数の領域に分割するか否かを判断し、分割する場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）は、ステップＳ２６において、ステップＳ２４で切り出した文字を複数の領域に分割してステップＳ２７に進む。

他方、分割しない場合（ステップＳ２５：ＮＯ）は、ステップＳ２７において、特徴検出部１４が、ステップＳ２４で切り出した文字の構造を解析して特徴を検出する。例えば文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として検出する。なお、ステップＳ２６で文字を複数の領域に分割した場合は、その分割された領域中にある文字の一部分を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として検出する。

ここで、文字を構成する線の方向とその方向毎の太さを抽出する方法について説明する。
図３は、触手方向を説明するための図である。

まず、抽出した文字画像をラスタ走査し画素毎に図３に示したような８方向の画素の連結長を求める。そして、下記式（１）乃至式（４）に示したように、８方向の連結長から水平方向、右斜め４５度方向、垂直方向、左斜め４５度方向の連結長を求める。

水平方向 ：ｄ１＝Ｌ１＋Ｌ５ 式（１）
右斜め４５度方向：ｄ２＝Ｌ２＋Ｌ６ 式（２）
垂直方向 ：ｄ３＝Ｌ３＋Ｌ７ 式（３）
左斜め４５度方向：ｄ４＝Ｌ４＋Ｌ８ 式（４）
なお、Ｌ１乃至Ｌ８は着目画素から図３で示した８方向に触手を伸ばして求まる黒点連結長である。

次に、ｄ１乃至ｄ４の連結長から下記式（５）乃至式（８）のようにして外郭方向寄与度Ｄ１乃至Ｄ４を求める。
Ｄ１＝ｄ１／（ｄ１²＋ｄ２²＋ｄ３²＋ｄ４²）^1/2 式（５）
Ｄ２＝ｄ２／（ｄ１²＋ｄ２²＋ｄ３²＋ｄ４²）^1/2 式（６）
Ｄ３＝ｄ３／（ｄ１²＋ｄ２²＋ｄ３²＋ｄ４²）^1/2 式（７）
Ｄ４＝ｄ４／（ｄ１²＋ｄ２²＋ｄ３²＋ｄ４²）^1/2 式（８）
ここで例に挙げて説明する。

図４は、ゴシック体の文字の例を示す図である。
文字成分内の着目画素から８方向に伸びた触手が図４のようになっている場合、外郭方向寄与度Ｄ１乃至Ｄ４を求めると外郭方向寄与度Ｄ１の値が最大になる。この場合着目画素は水平方向の線を構成する画素の１つであり、さらに着目画素を含む水平方向の線の太さはＬ３＋Ｌ７＋１になる。文字を構成する画素である画素値が０（黒）の全ての画素に対して上記の処理を行って統計的に解析する。本実施の形態では文字を構成する線の方向毎に太さのヒストグラムを生成する。

図５は、ゴシック体の文字の水平方向のヒストグラムの例を示す図であり、図６は、ゴシック体の文字の垂直方向のヒストグラムの例を示す図であり、図７は、ゴシック体の文字の右斜め方向のヒストグラムの例を示す図であり、図８は、ゴシック体の文字の左斜め方向のヒストグラムの例を示す図である。

そして、このようにして作成したヒストグラムから方向毎の太さの平均もしくは最頻出値などを特徴量として求める。
本実施の形態では最頻出値を特徴量として使用する。水平方向の線の太さの最頻出値がａ、垂直方向の線の太さの最頻出値がｂである場合、二つの値の比率ｃ（＝ａ／ｂ）が任意の閾値ｅに対してｃ＞ｅの時は“０”、ｃ≦ｅの時は“１”というように切り出した文字の初期状態（情報を埋め込む前の状態）を求める。特徴検出には斜め方向の線の太さの比率を利用しても良い。さらに、水平方向と垂直方向との比率と、右斜め４５度方向と左斜め４５度方向との比率を組み合わせることで、一文字について“００”、“０１”、“１０”、“１１”の４パターンの状態に識別することも可能である。

また、文字のフォントはゴシック体に限らず、明朝体でも同様である。
図９は、明朝体の文字の例を示す図であり、図１０は、明朝体の文字の水平方向のヒストグラムの例を示す図であり、図１１は、明朝体の文字の垂直方向のヒストグラムの例を示す図であり、図１２は、明朝体の文字の右斜め方向のヒストグラムの例を示す図であり、図１３は、明朝体の文字の左斜め方向のヒストグラムの例を示す図である。

図２の説明に戻る。
ステップＳ２７で文字の特徴を検出した後、ステップＳ２８において、ステップＳ２７で検出された特徴に基づいて、前記文字に前記電子透かし情報を埋め込むか否かを判断する。

ステップＳ２８で埋め込むと判断した場合（ステップＳ２８：ＹＥＳ）は、ステップＳ２９において、情報埋め込み部１５は、特徴検出部１４がステップＳ２７で検出した特徴と文字の初期状態を利用して電子透かし情報を埋め込む。例えば、埋め込む電子透かし情報を“１”とし、文字の初期状態が“０”の場合、ｃ≦ｅとなるように文字の特徴量を操作する。この場合は文字の水平方向の線の太さを細くするか、もしくは垂直方向の線の太さを太くするように操作する。なお、前記判断結果によっては前記電子透かし情報を埋め込まないか、もしくは埋め込み強度を適応的に調整する。たとえば埋め込む情報と文字の初期状態が同じ場合は何も処理を行わない。また、特徴量を操作することで線の太さが細くなりすぎるなど、画質が大幅に劣化する場合は情報を埋め込まないことも可能である。

なお、ステップＳ２６で文字を複数の領域に分割した場合は、文字全体の特徴量ではなく、そのうちのいくつかの領域の特徴量だけを操作しても良い。また、電子透かし情報の埋め込みにも特徴検出と同様に斜め方向の線の太さの比率を利用しても良い。水平方向と垂直方向との比率と、右斜め４５度方向と左斜め４５度方向との比率を組み合わせることで、一文字について“００”、“０１”、“１０”、“１１”の４パターンの情報を埋め込むことも可能である。さらに、上記に加えて、後述する電子透かし情報の抽出時の精度を高めるために、電子透かし情報を埋め込む際に同じ電子透かし情報を繰り返し埋め込むことや、誤り訂正符号などを利用することも可能である。

また、ステップＳ２６における領域の分割は、例えば、文字の外接矩形で囲まれた領域をＭ×Ｎの領域に分割する。この場合、ステップＳ２７の特徴検出は、分割領域毎に４方向（水平方向、垂直方向、右斜め４５度方向、左斜め４５度方向）の線の太さをヒストグラムを用いて統計的に解析する。そして、ステップＳ２９の電子透かし情報の埋め込み方としては、ある分割領域で検出した４方向あるいは特定の２方向（水平方向と垂直方向、もしくは右斜め４５度方向と左斜め４５度方向）の線の太さが同程度の太さの場合は、その分割領域では埋め込み強度を適応的に変化させて埋め込む。どの程度埋め込み強度を変化させるかは検出した線の太さによって判断する。例えば線の太さが太いほど埋め込み強度を強く、細いほど弱くする。このように埋め込みやすい部分に集中的に埋め込むことで電子透かし情報の抽出時の精度を高めるとともに、文字の劣化を抑制することができる。

次に、電子透かし処理装置１による電子透かし情報の抽出の方法について説明する。
図１４は、本発明を適用した電子透かし抽出処理の流れを示すフローチャートである。
図１４において、ステップＳ１４１は「データ入力」を示し、ステップＳ１４２は「文字のみか？」を示し、ステップＳ１４３は「テキスト領域抽出」を示し、ステップＳ１４４は「文字切り出し」を示し、ステップＳ１４５は「領域分割するか？」を示し、ステップＳ１４６は「領域分割」を示し、ステップＳ１４７は「構造解析」を示し、ステップＳ１４８は「情報抽出」を示す。

まず、ステップＳ１４１において、入力部１１が、スキャナなどを用いてスキャンすることにより、電子透かしが埋め込まれたＢＭＰやＪＰＥＧなどの画像データを読み込む。そして、ステップＳ１４２において、ステップＳ１４１で入力されたデータが文字のみから構成されたデータであるのか画像データも含むデータであるのかを判断する。

ステップＳ１４２で文字のみであると判断された場合（ステップＳ１４２：ＹＥＳ）は、ステップＳ１４４に進み、文字切り出し部１３が、読み込んだ入力データから文字の部分を切り出す。すなわち、入力データが持つレイアウト情報を利用して文字を切り出し、この後の処理についてはＢＭＰなどの画像として扱う。ＪＰＥＧやその他の画像フォーマットでも良い。他方、ステップＳ１４２で入力データが文字のみではなく画像データをも含むドキュメントデータであると判断された場合（ステップＳ１４２：ＮＯ）は、ステップＳ１４３において、ドキュメントデータの中からテキスト領域抽出部１２が実行する構造解析によってテキスト領域を抽出し、抽出したテキスト領域から文字切り出し部１３が文字の部分を一文字単位で切り出す。なお、文字は複数文字同時に切り出しても良い。

次に、ステップＳ１４５において、ステップＳ１４４で切り出した文字を複数の領域に分割するか否かを判断し、分割する場合（ステップＳ１４５：ＹＥＳ）は、ステップＳ１４６において、ステップＳ１４４で切り出した文字を複数の領域に分割してステップＳ１４７に進む。

他方、分割しない場合（ステップＳ１４５：ＮＯ）は、ステップＳ１４７において、構造解析部１６が、ステップＳ１４４で切り出した文字の構造を解析することにより、特徴抽出部１４が図２のステップＳ２７で文字の特徴を検出したのと同様にして特徴を検出する。例えば文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として検出する。なお、ステップＳ１４６で文字を複数の領域に分割した場合は、その分割された領域中にある文字の一部分を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として検出する。

そして、ステップＳ１４８において、情報抽出部１７は、構造解析部１６で生成されたヒストグラムから切り出した文字に埋め込まれている電子透かし情報を抽出する。例えば前記ヒストグラムから方向毎の太さの平均もしくは最頻出値などを求める。本実施の形態では最頻出値を特徴量として使用する。水平方向の線の太さの最頻出値がａ、垂直方向の線の太さの最頻出値がｂである場合を考える。二つの値の比率ｃ（＝ａ／ｂ）が任意の閾値ｅに対してｃ＞ｅの時は“０”、ｃ≦ｅの時は“１”というように埋め込まれている情報を判定する。

以上、本発明を適用した実施の形態を説明してきたが、電子透かし情報の埋め込みとして文字の線を太めたり細めたりする代わりに、例えば、各文字に“０”あるいは“１”をラスタスキャンした最後のドットに付加するようにしてもよい。この場合、見た目には全く分からない電子透かし情報を埋め込むことができる。

以上、説明してきたように、本発明によれば、視覚的に判別しにくい文書への電子透かし情報の埋め込みを可能にするとともに、埋め込んだ電子透かし情報がプリントアウト、コピー、あるいはスキャンされた後でも安定して検出することが可能になる。

なお、上述してきた本発明の実施の形態は、電子透かし処理装置の一機能としてハードウェアまたはＤＳＰボードやＣＰＵボードでのファームウェアもしくはソフトウェアにより実現することができる。

以上、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明してきたが、本発明が適用される電子透かし処理装置は、その機能が実行されるのであれば、上述の実施の形態に限定されることなく、単体の装置であっても、複数の装置からなるシステムあるいは統合装置であっても、ＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワークを介して処理が行なわれるシステムであってもよいことは言うまでもない。

また、バスに接続されたＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭのメモリ、入力装置、出力装置、外部記録装置、媒体駆動装置、ネットワーク接続装置で構成されるシステムでも実現できる。すなわち、前述してきた実施の形態のシステムを実現するソフトェアのプログラムコードを記録したＲＯＭやＲＡＭのメモリ、外部記録装置、可搬記録媒体を、電子透かし処理装置に供給し、その電子透かし処理装置のコンピュータがプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

この場合、可搬記録媒体等から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した可搬記録媒体等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可搬記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリーカード、ＲＯＭカード、電子メールやパソコン通信等のネットワーク接続装置（言い換えれば、通信回線）を介して記録した種々の記録媒体などを用いることができる。

また、コンピュータ（情報処理装置）がメモリ上に読み出したプログラムコードを実行することによって、前述した実施の形態の機能が実現される他、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動しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現される。

さらに、可搬型記録媒体から読み出されたプログラムコードやプログラム（データ）提供者から提供されたプログラム（データ）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などが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施の形態の機能が実現され得る。

すなわち、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。

Claims (26)

1. テキストデータに電子透かし情報を埋め込んで電子透かし埋め込み画像を生成する電子透かし埋め込み装置に実行させるためのコンピュータ実行可能な電子透かし埋め込みプログラムであって、
   埋め込み対象データとしての文字の特徴を検出する手順と、
   前記検出された特徴に基づいて、前記文字に電子透かし情報を埋め込む手順と、
   を実行させるための電子透かし埋め込みプログラム。
2. 前記特徴を検出する手順は、前記文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として検出することを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋め込みプログラム。
3. 前記特徴を検出する手順は、前記線の所定方向における太さの平均値あるいは最頻出値を前記文字の特徴として検出し、
   前記情報を埋め込む手順は、前記特徴を検出する手順によって検出された前記線の太さを異ならせることにより前記電子透かし情報を埋め込むことを特徴とする請求項２に記載の電子透かし埋め込みプログラム。
4. 前記情報を埋め込む手順は、前記線の太さを多段階に調節することを特徴とする請求項３に記載の電子透かし埋め込みプログラム。
5. 前記特徴を検出する手順は、外郭方向寄与度を用いることにより前記線の方向を検出することを特徴とする請求項２に記載の電子透かし埋め込みプログラム。
6. 前記情報を埋め込む手順は、前記特徴を検出する手順によって検出された特徴に基づいて、前記文字に前記電子透かし情報を埋めるべきかどうかを判断し、前記判断結果によって前記電子透かし情報を埋め込まないもしくは埋め込み強度を適応的に調整することを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋め込みプログラム。
7. 前記埋め込み対象データとしての文字を複数の領域に分割して埋め込み対象データとする領域分割手順を更に備え、
   前記特徴を検出する手順は、前記領域を分割する手順によって埋め込み対象データとされた領域中に存在する文字部分の特徴を検出することを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋め込みプログラム。
8. 前記情報を埋め込む手順は、前記領域を分割する手順によって分割された各領域に対して、前記埋め込む電子透かし情報の埋め込み強度を適応的に調整することを特徴とする請求項７に記載の電子透かし埋め込みプログラム。
9. 前記電子透かし情報の埋め込み対象である埋め込み対象データを入力する手順と、
   前記データを入力する手順によって入力された埋め込み対象データから文字により構成されるテキスト領域を検出する手順と、
   前記テキスト領域を検出する手順によって検出されたテキスト領域から前記文字を切り出す手順と、
   を更に備え、
   前記特徴を検出する手順は、前記文字を切り出す手順によって切り出された文字を前記埋め込み対象データとし、前記文字の特徴を検出することを特徴とする請求項１に記載の電子透かし埋め込みプログラム。
10. 電子透かし情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像から前記電子透かし情報を検出する電子透かし検出装置に実行させるためのコンピュータ実行可能な電子透かし抽出プログラムであって、
    前記電子透かし埋め込み画像を入力する手順と、
    前記画像を入力する手順によって入力された電子透かし埋め込み画像から文字により構成されるテキスト領域を検出する手順と、
    前記テキスト領域を検出する手順によって検出されたテキスト領域から前記文字を切り出す手順と、
    前記文字を切り出す手順によって切り出された文字の特徴を解析する手順と、
    前記特徴を解析する手順によって解析された特徴に基づいて、前記文字に埋め込まれた電子透かし情報を抽出する手順と、
    を実行させるための電子透かし抽出プログラム。
11. 前記構造を解析する手順は、前記文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として解析することを特徴とする請求項１０に記載の電子透かし抽出プログラム。
12. テキストデータに電子透かし情報を埋め込んで電子透かし埋め込み画像を生成する電子透かし埋め込み装置であって、
    埋め込み対象データとしての文字の特徴を検出する特徴検出手段と、
    前記特徴検出手段によって検出された特徴に基づいて、前記文字に電子透かし情報を埋め込む情報埋め込み手段と、
    を備えることを特徴とする電子透かし埋め込み装置。
13. 前記特徴検出手段は、前記文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として検出することを特徴とする請求項１２に記載の電子透かし埋め込み装置。
14. 前記特徴検出手段は、前記線の所定方向における太さの平均値あるいは最頻出値を前記文字の特徴として検出し、
    前記情報埋め込み手段は、前記特徴検出手段によって検出された前記線の太さを異ならせることにより前記電子透かし情報を埋め込むことを特徴とする請求項１３に記載の電子透かし埋め込み装置。
15. 前記情報埋め込み手段は、前記線の太さを多段階に調節することを特徴とする請求項１４に記載の電子透かし埋め込み装置。
16. 前記特徴検出手段は、外郭方向寄与度を用いることにより前記線の方向を検出することを特徴とする請求項１３に記載の電子透かし埋め込み装置。
17. 前記情報埋め込み手段は、前記特徴検出手段によって検出された特徴に基づいて、前記文字に前記電子透かし情報を埋めるべきかどうかを判断し、前記判断結果によって前記電子透かし情報を埋め込まないもしくは埋め込み強度を適応的に調整することを特徴とする請求項１２に記載の電子透かし埋め込み装置。
18. 前記埋め込み対象データとしての文字を複数の領域に分割して埋め込み対象データとする領域分割手段を更に備え、
    前記特徴検出手段は、前記領域分割手段によって埋め込み対象データとされた領域中に存在する文字部分の特徴を検出することを特徴とする請求項１２に記載の電子透かし埋め込み装置。
19. 前記情報埋め込み手段は、前記領域分割手段によって分割された各領域に対して、前記埋め込む電子透かし情報の埋め込み強度を適応的に調整することを特徴とする請求項１８に記載の電子透かし埋め込み装置。
20. 前記電子透かし情報の埋め込み対象である埋め込み対象データを入力するデータ入力手段と、
    前記データ入力手段によって入力された埋め込み対象データから文字により構成されるテキスト領域を検出するテキスト領域検出手段と、
    前記テキスト領域検出手段によって検出されたテキスト領域から前記文字を切り出す文字切り出し手段と、
    を更に備え、
    前記特徴検出手段は、前記文字切り出し手段によって切り出された文字を前記埋め込み対象データとし、前記文字の特徴を検出することを特徴とする請求項１２に記載の電子透かし埋め込み装置。
21. 電子透かし情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像から前記電子透かし情報を検出する電子透かし検出装置であって、
    前記電子透かし埋め込み画像を入力する画像入力手段と、
    前記画像入力手段によって入力された電子透かし埋め込み画像から文字により構成されるテキスト領域を検出するテキスト領域検出手段と、
    前記テキスト領域検出手段によって検出されたテキスト領域から前記文字を切り出す文字切り出し手段と、
    前記文字切り出し手段によって切り出された文字の特徴を解析する構造解析手段と、
    前記特徴解析手段によって解析された特徴に基づいて、前記文字に埋め込まれた電子透かし情報を抽出する情報抽出手段と、
    を備えることを特徴とする電子透かし抽出装置。
22. 前記構造解析手段は、前記文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として解析することを特徴とする請求項２１に記載の電子透かし抽出装置。
23. テキストデータに電子透かし情報を埋め込んで電子透かし埋め込み画像を生成する電子透かし埋め込み装置において実行される電子透かし埋め込み方法であって、
    埋め込み対象データとしての文字の特徴を検出し、
    前記検出された特徴に基づいて、前記文字に電子透かし情報を埋め込む、
    ことを特徴とする電子透かし埋め込み方法。
24. 前記特徴の検出は、前記文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として検出することを特徴とする請求項２３に記載の電子透かし埋め込み方法。
25. 電子透かし情報が埋め込まれた電子透かし埋め込み画像から前記電子透かし情報を検出する電子透かし検出装置において実行される電子透かし抽出方法であって、
    前記電子透かし埋め込み画像を入力し、
    前記入力された電子透かし埋め込み画像から文字により構成されるテキスト領域を検出し、
    前記検出されたテキスト領域から前記文字を切り出し、
    前記切り出された文字の特徴を解析し、
    前記解析された特徴に基づいて、前記文字に埋め込まれた電子透かし情報を抽出する、
    ことを特徴とする電子透かし抽出方法。
26. 前記構造の解析は、前記文字を構成する線の方向及び太さを前記文字の特徴として解析することを特徴とする請求項２５に記載の電子透かし抽出方法。