JP2003143388A - 画像処理方法およびその装置ならびに印刷物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子透かしの読み出しの信頼性を高める。 【解決手段】 ステップ２０２で、原画像データ１００
の色空間の変換を行なう。ステップ２０４で、その原画
像データにパッチ情報の埋め込みを行なう。ステップ２
１０で、パッチ埋め込み済み画像データ１０１をフーリ
エ変換し振幅情報１１１と位相情報１１２とを抽出す
る。一方、ステップ２１８で、透かし情報１２０へのハ
ッシュ値の付加および誤り訂正符号化を行なう。ステッ
プ２２０で、スペクトル拡散を行い、拡散された透かし
情報１２１を得る。さらに、ステップ２４２と２４４と
２４６の処理で、パッチ埋め込み済み画像データ１０１
から重みマスクを作成する。この重みマスクと、振幅情
報１１１と、拡散された透かし情報１２１とを合成す
る。ステップ２６２で、色空間の復元を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像処理方法お
よびその装置、および印刷物に関する。特に、この発明
は、デジタル化された画像データに電子透かし情報を埋
め込む合成するための画像処理方法、電子透かし情報を
埋め込まれた画像から電子透かし情報を検出するための
画像処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、デジタル情報の不正コピーの発見
等を目的として、電子透かしが用いられている。この電
子透かしは、デジタルデータに、表面的には知覚できな
い形で情報を埋め込んでおき、埋め込まれた情報を検出
することにより、そのようなデジタルデータの不正コピ
ーの発見等をできるようにした技術である。ここで、対
象となるデジタルデータの典型例は、静止画像データや
動画像データやオーディオデータなどであり、これらの
デジタルデータの権利関係者固有の情報（例えば、著作
権情報）を電子透かしとして埋め込み、これら権利関係
者の保護を図ることが行われている。

【０００３】しかしながら、上記従来技術では、埋め込
まれた電子透かし情報を検出できるのは、デジタルデー
タとしてコピーされたデジタルデータからだけであっ
た。例えば、静止画像データに電子透かし情報が埋め込
まれていても、その静止画像データをプリンタ機を用い
て印刷してしまうと、その静止画像データを印刷した印
刷物から埋め込まれた透かし情報を復元することは不可
能であった。これは、プリンタ機を用いて印刷する際
に、またスキャナを用いて印刷物を再度デジタル化する
際に、静止画像データの一部が失われたり、画像のコン
トラストが変化したりしてしまうことが理由である。

【０００４】そこで、本願発明者らのグループでは、コ
ントラスト変換や印刷（より一般的にはＤ／Ａ（デジタ
ル／アナログ）変換）に対してもロバストな電子透かし
方法および装置を提供することを目的とした研究を行
い、その結果、デジタル画像に対して所定の方法で電子
透かしの合成を行なうことによって、その画像をプリン
タ等で印刷した印刷物からも電子透かしを検出できる技
術を開発した。なお、この技術による電子透かし合成方
法、電子透かし検出方法、およびそれらの装置、ならび
に印刷物に関する発明は、平成１２年（西暦２０００
年）８月１８日に特許出願済である。

【０００５】ここでは、上記従来技術の概略を述べる。
図１３は従来技術による電子透かし合成方法を示す概略
図であり、図１４は従来技術による電子透かし検出方法
を示す概略図である。

【０００６】＜電子透かしの合成手順（従来技術）＞図
１３において、符号１００は原画像データである。この
原画像データ１００をフーリエ変換（２１０）すること
によって、振幅情報１１１および位相情報１１２が得ら
れる。１２０は、原画像データ１００に埋め込む透かし
情報である。この透かし情報１２０をスペクトル拡散
（２２０）することによって拡散された透かし情報１２
１が得られる。次に、拡散された透かし情報１２１を振
幅情報１１１に合成する（２２５）。さらに、位相情報
１１２を用いて逆フーリエ変換（２３０）を実行し、透
かし情報を合成した画像データが得られる。

【０００７】一方、透かしの合成によるノイズを画像の
局所的な特徴に合わせることでノイズを低減させるため
に、原画像データ１００をウェーブレット変換（２４
２）し、原画像データ１００はサブバンド画像に分解さ
れ、互いに直行する部分画像で表わされる。そして、こ
の部分画像を基に原画像と同じ大きさのエネルギーマッ
プデータを得る（高周波エネルギーデータの算出２４
２）。

【０００８】次に、前記逆フーリエ変換（２３０）の処
理によって得られた透かし情報を合成した画像と原画像
データ１００との差分を求める（２３５）。さらに、上
記のエネルギーマップデータ重みマスク作成（２４６）
の処理を行い、再度、透かし情報を原画像データ１００
に合成する（２５０，２５５）。このようにして、透か
し埋め込み済み画像データ１５０が得られる。

【０００９】以上、要約すると、従来技術による電子透
かし合成手順は、原画像データ内の、予め定められた中
間周波数帯域のみに透かし情報を埋め込むことにより透
かし埋め込み済み画像データを合成することを特徴とす
るものである。このような手順で作成された透かし埋め
込み済み画像データ１５０の透かし情報は、ロバスト性
に優れているため、一旦画像を印刷し再びスキャナ等で
デジタル化しても検出することができる。

【００１０】＜電子透かしの検出手順（従来技術）＞図
１４において、符号１５０ｓは電子透かし検出対象とな
る透かし埋め込み済み画像データである。この透かし埋
め込み済み画像データ１５０ｓは、例えば、印刷物をス
キャナなどでスキャンすることによって得られたデジタ
ルデータである。透かし埋め込み済み画像データ１５０
ｓを離散フーリエ変換（２７０）することにより、同画
像データ１５０ｓの振幅情報１６０が得られる。一方、
擬似乱数系列を基に、シンボル値検出用系列１７０が得
られる。

【００１１】次に、振幅情報１６０とシンボル値検出用
系列１７０とを基に、シンボルレスポンス値を算出（２
８０）する処理を行い、シンボル値検出（２９０）を行
なう。このように得られたシンボル値２９０に対して、
基数変換を行い、検出された透かし情報１２０を得る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、電子
透かしを合成した画像データを一旦印刷してもその印刷
物から電子透かし情報の検出を行なえるようにする技術
は、原理的には完成された。しかしながら、実用化のた
めには、様々な手法を用いてさらに電子透かし検出の信
頼性を向上させることが望まれる。なぜならば、元の情
報をそのままコピーして保存することのできるデジタル
データとは異なり、印刷物などといった形態をとるアナ
ログ情報は、各処理の過程においてあるいは経年的に様
々な変化が加えられることを想定する必要があるからで
ある。

【００１３】具体的には、次のような問題がある。第１
に、透かし情報を埋め込まれたデジタルデータを一旦印
刷して、さらにスキャナ等によって再度デジタル化した
場合、スキャナ等による読み取りの方向あるいは尺度に
誤差が生じる可能性がある。また、印刷時の解像度（単
位長さあたりのドット数）とスキャン時の解像度とが異
なることにより、上記尺度等が全く異なる場合もある。
このような誤差がある場合には、透かし情報の検出が正
しく行なえない可能性が出てくる。

【００１４】第２に、透かし情報の検出の信頼性を向上
させようとして透かしの強度を上げると、透かし情報が
ノイズとなってデジタルデータである画像データの画質
が劣化してしまうという問題がある。画質の劣化を防ぐ
ためには、人間にとって目立たないデータ空間に透かし
情報を埋め込むことが望ましいが、必ずしも、原画像デ
ータがこのような観点から透かしの挿入に都合の良いデ
ジタルデータとして表現されているとは限らない。

【００１５】第３に、透かし情報の検出の処理を行なっ
ても、シンボル値のピーク性が良くない場合には検出さ
れた透かし情報が誤っていることも考えられる。そのた
め、このような誤りを起こさないようにするか、あるい
は少なくとも誤って検出された透かし情報であることが
わかるようにすることが求められる。

【００１６】第４に、印刷（Ｄ／Ａ変換）およびスキャ
ン（Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換）の過程で、画
像データにローパスフィルタの作用が働き、それによっ
て透かし情報の検出が正しく行なえない可能性もある。

【００１７】本発明は、上記のような事情を考慮して為
されたものであり、上記のような問題を解決し、透かし
情報の読み出しの信頼性を高めることのできる画像処理
方法、およびその装置、ならびに印刷物を提供すること
を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、透かし情報をスペクトル拡散すること
により、拡散された透かし情報を生成するスペクトル拡
散部と、前記原画像データに幾何学的基準を与えるため
のパッチ情報を、前記原画像データ内に所定のパターン
で繰り返し埋め込むパッチ埋め込み部と、前記パッチ埋
め込み部により、パッチ情報が埋め込まれた前記原画像
データをフーリエ変換することにより、振幅情報と位相
情報を抽出するフーリエ変換部と、前記拡散された透か
し情報と、前記振幅情報とを合成する合成部と、前記合
成部の出力と、前記位相情報とを基に逆フーリエ変換
し、この逆フーリエ変換の結果と、前記パッチ情報が埋
め込まれた原画像データとの差分である差分画像データ
を生成する差分画像生成部と、前記パッチ情報が埋め込
まれた原画像データをウェーブレット変換するととも
に、前記パッチ情報が埋め込まれた原画像データのエネ
ルギーマップデータを算出するエネルギーマップデータ
算出部と、前記パッチ情報が埋め込まれた原画像データ
と、前記差分画像データと、前記エネルギーマップデー
タとに基づいて、透かし情報埋め込み済み画像データを
生成する生成部とを具備することを特徴とする画像処理
装置を要旨とする。

【００１９】また、本発明の画像処理装置は、パッチ情
報を埋め込まれた前記原画像データに、透かし情報を埋
め込むための色空間の変換の処理を行なう色空間変換部
と、前記透かし情報埋め込み済み画像データを、前記色
空間変換部による変換前の色空間に変換する色空間復元
部とを具備し、前記フーリエ変換部は、前記色空間変換
部により変換された前記パッチ情報を埋め込まれた原画
像データをフーリエ変換することにより、振幅情報と位
相情報を抽出するものであり、前記差分画像生成部は、
前記合成部の出力と前記位相情報とを基に逆フーリエ変
換し、この逆フーリエ変換の結果と前記色空間変換部に
よる変換後のパッチ情報を埋め込まれた前記原画像デー
タとの差分である差分画像データを生成するものであ
り、前記エネルギーマップデータ算出部は、前記色空間
変換部による変換後のパッチ情報を埋め込まれた前記原
画像データをウェーブレット変換することにより、変換
後のパッチ情報を埋め込まれた前記原画像データのエネ
ルギーマップデータを算出するものであり、前記生成部
は、変換後のパッチ情報を埋め込まれた前記原画像デー
タと、前記差分画像データと、前記エネルギーマップデ
ータとに基づいて、透かし埋め込み済み画像データを生
成するものであることを特徴とする。

【００２０】また、本発明は、原画像データに幾何学的
基準を与えるためのパッチ情報が埋め込まれた画像を基
に得られた検出対象画像データを読み込み、透かし情報
を検出する画像処理装置であって、前記検出対象画像デ
ータ内の画素値の変化を検出し、自己相関を算出する自
己相関計算部と、前記自己相関の値のピークの位置に基
づいて、前記パッチ情報のパターンを算出するパッチ検
出部と、この算出されたパッチ情報のパターンに基づい
て算出された倍率および回転角度を用いて、前記検出対
象画像データを補正する幾何学変換部と、前記幾何学変
換部により補正された検出対象画像データをフーリエ変
換し、振幅情報を抽出するフーリエ変換部と、前記振幅
情報に基づいて、透かし情報を検出する逆拡散部とを具
備することを特徴とするものである。

【００２１】また、本発明の画像処理装置は、前記検出
対象画像データを、透かし情報を検出するための色空間
に変換する色空間変換部を具備し、前記フーリエ変換部
は、前記色空間変換部による変換後の色空間における前
記検出対象画像データをフーリエ変換し、振幅情報を抽
出するものであることを特徴とする。

【００２２】また、本発明は、原画像データ内の、予め
定められた中間周波数帯域のみに透かし情報を埋め込む
ことにより透かし埋め込み済み画像データを生成する画
像処理方法において、透かし情報をスペクトル拡散する
ことにより、拡散された透かし情報を生成するスペクト
ル拡散過程と、前記原画像データに幾何学的基準を与え
るためのパッチ情報を、前記原画像データ内に所定のパ
ターンで繰り返し埋め込むパッチ情報埋め込み過程と、
前記パッチ情報埋め込み過程により、パッチ情報が埋め
込まれた前記原画像データをフーリエ変換することによ
り、振幅情報と位相情報とを抽出するフーリエ変換過程
と、前記拡散された透かし情報と、前記振幅情報とを合
成する合成過程と、前記合成過程の出力と前記位相情報
を基に逆フーリエ変換し、この逆フーリエ変換の結果と
前記パッチ情報が埋め込まれた原画像データとの差分で
ある差分画像データを生成する差分画像生成過程と、前
記パッチ情報が埋め込まれた原画像データをウェーブレ
ット変換するとともに、前記パッチ情報が埋め込まれた
原画像データのエネルギーマップデータを算出するエネ
ルギーマップデータ算出過程と、前記パッチ情報が埋め
込まれた原が像データと、前記差分画像データと、前記
エネルギーマップデータとに基づいて、透かし情報埋め
込み済み画像データを生成する生成過程とを有すること
を特徴とする。

【００２３】また、本発明は、原画像データ内の、予め
定められた中間周波数帯域のみに透かし情報を埋め込む
ことにより透かし埋め込み済み画像データを生成する画
像処理方法において、原画像データに幾何学的基準を与
えるためのパッチ情報を埋め込まれた前記原画像データ
を、透かし情報を埋め込むための色空間に変換する色空
間変換過程と、前記透かし埋め込み済み画像データを、
前記色空間変換過程における変換前の色空間に変換する
色空間復元過程とを有し、前記フーリエ変換過程は、前
記色空間変換過程により変換された前記パッチ情報を埋
め込まれた原画像データをフーリエ変換することによ
り、振幅情報と位相情報とを抽出するものであり、前記
差分画像生成過程は、前記合成過程の出力と前記位相情
報とを基に逆フーリエ変換し、この逆フーリエ変換の結
果と前記色空間変換過程による変換後のパッチ情報を埋
め込まれた前記原画像データとの差分である差分画像デ
ータを生成するものであり、前記エネルギーマップ算出
過程は、前記色空間変換過程による変換後のパッチ情報
を埋め込まれた前記原画像データをウェーブレット変換
することにより、変換後のパッチ情報を埋め込まれた前
記原画像データのエネルギーマップデータを算出するも
のであり、前記生成過程は、変換後のパッチ情報を埋め
込まれた前記原画像データと、前記差分画像データと、
前記エネルギーマップデータとに基づいて、透かし情報
埋め込み済み画像データを生成するものであることを特
徴とする。

【００２４】また、本発明の画像処理方法は、前記生成
された透かし埋め込み済み画像データを用いて印刷を行
なう印刷過程をさらに有することを特徴とする。

【００２５】また、本発明は、原画像データに幾何学的
基準を与えるためのパッチ情報が埋め込まれた画像を基
に得られた検出対象画像データを読み込み、透かし情報
を検出する画像処理方法であって、前記検出対象画像デ
ータ内の画素値の変化を検出し、自己相関を算出する自
己相関計算過程と、前記自己相関の値のピークの位置に
基づいて、前記パッチ情報のパターンを算出するパッチ
検出過程と、この算出されたパッチ情報のパターンに基
づいて算出された倍率および回転角度を用いて、前記検
出対象画像データを補正する幾何学変換過程と、前記幾
何学変換過程において補正された検出対象画像データを
フーリエ変換し、振幅情報を抽出するフーリエ変換過程
と、前記振幅情報に基づいて、透かし情報を検出する逆
拡散過程とを有することを特徴とする。

【００２６】また、本発明は、原画像データを処理する
画像処理装置であって、前記原画像データに幾何学的基
準を与えるためのパッチ情報を、前記原画像データ内に
所定のパターンで繰り返し埋め込むパッチ情報埋め込み
部を具備することを特徴とする。

【００２７】また、本発明は、原画像データに幾何学的
基準を与えるためのパッチ情報が埋め込まれた検出対象
画像データを入力とする画像処理装置であって、前記検
出対象画像データ内の画素値の変化を検出し、自己相関
を算出する自己相関計算部と、前記自己相関の値のピー
クの位置に基づいて、パッチ情報のパターンを算出する
パッチ検出部と、この算出されたパターンに基づいて算
出された倍率および回転角度を用いて、前記検出対象画
像データを補正する幾何学変換部とを具備することを特
徴とする。

【００２８】また、本発明は、画像が印刷された印刷物
において、前記印刷物の画像には、原画像データに基準
を与えるためのパッチ情報と透かし情報とが埋め込まれ
ていることを特徴とするものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しこの発明の一
実施形態について説明する。

【００３０】まず、図１および図２を参照しながら、透
かし情報を埋め込む手順および透かし情報を検出する手
順の概略について説明する。図１は、透かし情報を埋め
込む手順の概略を示すフローチャートである。図２は、
透かしを検出する手順の概略を示すフローチャートであ
る。

【００３１】＜透かし情報を埋め込む手順（概略）＞図
１に示すように、まず、原画像データ１００について、
原画像データの尺度（倍率ともいう）および回転角度
（画像の向き）を後で検出できるようにパッチ情報の埋
め込み（ステップ２０４）の処理を行なう。つまり、パ
ッチ情報とは、原画像データに幾何学的基準を与えるた
めのものである。次に、色空間の変換（ステップ２０
２）の処理を行なう。これにより、パッチ情報を埋め込
まれた原画像データは、元の色空間における画像データ
から透かしの合成に都合のよい色空間の画像データに変
換される。

【００３２】一方、透かし情報１２０を基に、符号化
（ステップ２１８）の処理を行なう。そして、透かし情
報の埋め込み（ステップ１２００）の処理により、パッ
チ情報が埋め込まれ色空間が変換された画像のデータ
（ステップ２０２からの出力）にステップ２１８にて誤
り訂正符号化された透かし情報を埋め込む。なお、この
ステップ１２００の処理においては、ステップ２１８に
て符号化された透かし情報をより広帯域に拡散させるス
ペクトラム拡散を行い、所定のブロック画像に分割され
パッチ情報が埋め込まれた原画像データに拡散された透
かし情報を埋め込む処理を行い、この処理で得られる各
ブロックを一体とし、透かし情報とパッチ情報とが埋め
込まれた原画像データとする処理を行なう。

【００３３】そして、さらにステップ２０２で行った色
空間の変換の逆変換をステップ１２００で得られた透か
し情報とパッチ情報とが埋め込まれた原画像データに行
うことにより色空間の復元（ステップ２６２）を行い、
その結果として、透かし埋め込み済み画像データ１５０
が得られる。なお、本実施形態では、パッチ情報の埋め
込みを行ってから、透かし情報を埋め込む例を示してい
るが、この順序は特に問わない。

【００３４】＜透かし情報検出手順（概略）＞図２に示
すように、まず透かし埋め込み済み画像１５０ａ（検出
対象画像）をＡ／Ｄ変換（ステップ２６４）する。透か
し埋め込み済み画像１５０ａは、例えば印刷物などとし
て表わされるアナログ情報である。また、ステップ２６
４のＡ／Ｄ変換の処理は、例えばスキャナを用いて行な
う。次に、透かし埋め込み済み画像１５０ａから得られ
たデジタル化された画像データに強調フィルタ（ステッ
プ２６５）の処理を施す。これにより、透かし埋め込み
済み画像データ１５０ｓ（検出対象画像データ）を得
る。なお、検出対象画像データ１５０ｓが、元々デジタ
ル化された画像データである場合には、ステップ２６４
のＡ／Ｄ変換の処理を省略する。また、その場合には、
さらにステップ２６５の強調フィルタの処理も省略して
良い。

【００３５】次に、検出対象画像データ１５０ｓからパ
ッチ検出（ステップ２６６）をする処理を行なう。この
パッチ情報は、図１に示したステップ２０４によって透
かし埋め込み済み画像１５０ａに埋め込まれていたもの
である。このパッチ情報を検出することにより、現在透
かし情報の検出の対象としている検出対象画像データ１
５０ｓと、図１に示した原画像データ１００との間の尺
度および画像の向きの違いがわかる。これらの違いは、
それぞれスケールおよび回転角の数値情報として得られ
る。

【００３６】次に、上記のスケールおよび回転角の数値
情報を用いて、幾何学変換（ステップ２６７）の処理を
行なう。これによって、検出対象画像データ１５０ｓ
が、原画像データ１００の尺度および画像の向きと同じ
になるように補正される。

【００３７】次に、符号化された透かし情報の検出（ス
テップ１２７０）の処理を行い、さらに検出された透か
し情報を復号化（ステップ２９２）する処理を行なうこ
とにより、この画像に合成されていた透かし情報１２０
を正しく抽出することができる。

【００３８】なお、上の概略手順では説明を省略した
が、入力となる透かし埋め込み済み画像データが表わす
色空間と、透かしが埋め込まれている色空間とが異なる
場合には、透かし情報を検出するために色空間を同一と
するような変換の処理を行なうようにする。

【００３９】次に、上の概略手順において用いた各々の
処理の詳細について説明する。 ＜色空間の変換および復元＞ここでは、図１のステップ
２０２に示した色空間の変換、および同じくステップ２
６２に示した色空間の復元について説明する。一般にデ
ジタル化された画像データは、様々な色空間によって表
わすことができる。よく用いられる色空間としては、Ｒ
ＧＢ、ＣＭＹＫ、ＹＩＱ、グレースケールなどがある。
ＲＧＢは、Ｒ（赤,red）とＧ（緑,green）とＢ（青, bl
ue）の各成分を用いる色空間である。ＣＭＹＫは、Ｃ
（シアン, cyan）とＭ（マゼンタ,magenta）とＹ（イエ
ロー, yellow）とＫ（黒,black）の各成分を用いる色空
間である。ＹＩＱは、Ｙ（輝度）とＩおよびＱ（それぞ
れ色調）の各成分を用いる色空間である。グレースケー
ルは、輝度のみを用いる色空間であり、単色調の画像を
表わすために用いられる。なお、ＹＩＱに類似の色空間
としてＹＵＶがあり、このＹＵＶもＹ（輝度）とＵおよ
びＶ（それぞれ色調）の各成分を用いるものである。

【００４０】図３は、色空間の変換および色空間の復元
の概略を示す概略図である。図３に示す（ａ）〜（ｃ）
は、それぞれ、原画像データがベースとする色空間（こ
れを便宜的に「実画像色空間」と呼ぶ）と透かし情報を
埋め込むための色空間とが異なる場合を表わしている。
図３（ａ）に示す例では、実画像色空間がグレースケー
ルであり、透かし情報を埋め込むための色空間が輝度
（Ｇ）成分を持つ色空間、周波数（Ｆ）成分を持つ色空
間などの色空間である。図３（ｂ）に示す例では、実画
像色空間がＲＧＢであり、透かし情報を埋め込むための
色空間がＲＧＢの色空間、輝度（Ｇ）成分を持つ色空
間、周波数（Ｆ）成分を持つ色空間などの色空間であ
る。図３（ｃ）に示す例では、実画像色空間がＣＭＹＫ
であり、透かし情報を埋め込むための色空間がＣＭＹＫ
の色空間、濃度（Ｇ’）成分を持つ色空間、周波数
（Ｆ’）成分を持つ色空間などの色空間である。

【００４１】本実施形態による電子透かしの合成におい
ては、実画像色空間から透かし情報を埋め込むための色
空間への変換を行い、透かし情報を埋め込むための色空
間における所定の成分に透かし情報の埋め込みを行って
から、実画像色空間への復元を行なう。なお、この「所
定の成分」とは、たとえ透かし情報を埋め込んだとして
も、人間には知覚できない、あるいは知覚しにくい成分
が好ましいが、そのような成分に限らずいずれの成分で
あっても良い。

【００４２】つまり、原理的にはどのような色空間のど
のような成分に透かし情報を埋め込んでも良い。ただ
し、発明者らが行った実証実験では、ＹＩＱモデルの色
空間におけるＹ（輝度）成分（チャネル）に透かし情報
を埋め込んだ場合に、人間が画像を見たときの画質の劣
化の少なさや、透かし情報のロバスト性において特に優
れていることがわかっている。

【００４３】例として、実画像色空間がＲＧＢであり、
透かしを埋め込むための色空間がＹＩＱである場合の色
空間の変換および復元の方法を説明する。この変換およ
び復元は、次の数式（１）によって計算される。

【００４４】

【数１】

【００４５】ここで、Ａは３行３列の所定の変換行列で
ある。また、Ａ^-1は変換行列Ａの逆行列である。数式
（１）では、便宜上、Ｙ、Ｉ、Ｑの各成分をそれぞれ
Ｙ’、Ｉ’、Ｑ’と標記している。

【００４６】また、他の例として、実画像色空間がＣＭ
ＹＫであり、透かし情報を埋め込むための色空間がＹＩ
Ｑである場合の色空間の変換および復元の方法を説明す
る。ＲＧＢとＣＭＹＫとの関係は、Ｃ＝（Ｇ＋Ｂ）／
２、Ｍ＝（Ｂ＋Ｒ）／２、Ｙ＝（Ｒ＋Ｇ）／２であるた
め、ＣＭＹＫとＹＩＱとの間の変換は、上の変換行列Ａ
を用いて次の数式（２）によって計算される。なお、実
画像色空間ＣＭＹＫから色空間ＹＩＱに変換する場合
は、Ｋ成分を省略し、ＲＧＢとＣＭＹの擬似的関係Ｃ＝
（Ｇ＋Ｂ）／２等を利用して、ＣＭＹとＹ’Ｉ’Ｑ’の
変換関係を示している。

【００４７】

【数２】

【００４８】なお、数式（２）では、便宜上、Ｙ、Ｉ、
Ｑの各成分をそれぞれＹ’、Ｉ’、Ｑ’と標記してい
る。

【００４９】＜パッチ情報埋め込み＞ここでは、図１の
ステップ２０４に示したパッチ情報埋め込みについて説
明する。なお、パッチとは、原画像データの倍率及び回
転角度を基準とするために用いられる情報である。そし
て、このパッチを原画像データ内の所定の位置に埋め込
むことにより、この基準としての役割を果たす。この埋
め込み方は、パッチを原画像データ内に所定のパターン
（所定の周期）で繰り返し埋め込むことが行なわれる。
以降では、パッチをパッチ情報という。

【００５０】パッチ情報の埋め込みの対象となる画像デ
ータを、関数ｆ（ｘ，ｙ，ｃ）で表わす。ここで、
（ｘ，ｙ）は対象となる画像データの座標値であり、ｃ
は所定の色空間におけるカラーチャネル（色成分）であ
る。パッチ情報を埋め込むために選択したカラーチャネ
ルをｓとする。原理的には、いかなるカラーチャネルに
パッチ情報を埋め込んでも良い。但し、発明者らが行っ
た実証実験の結果、人間が画像データ及びこの画像デー
タが印刷された印刷物を見たときの画質の劣化の少なさ
や、パッチ情報の検出のしやすさなどから、特に、次に
あげるカラーチャネルが有効であることがわかってい
る。

【００５１】すなわち、ＹＩＱ色空間におけるカラーチ
ャネルＹ、ＲＧＢ色空間におけるカラーチャネルＢ、Ｒ
ＧＢ色空間を輝度（Ｇ）を含む色空間に変換した場合の
カラーチャネルＧ、ＣＭＹＫ色空間におけるカラーチャ
ネルＹ、ＣＭＹＫ色空間における濃度に変換されたカラ
ーチャネルＤなどが、パッチ情報を埋め込むためのカラ
ーチャネルとして有効である。

【００５２】次に、パッチ情報の埋め込みの手順を説明
する。関数ｆ（ｘ，ｙ，ｓ）で表わされる画像データ
を、Ｐ個のサイズＭｐ画素×Ｎｐ画素のブロック画像ｆ
ｉ（ｘｐ，ｙｐ，ｓ）に分解する。ただし、０≦ｘｐ＜
Ｍｐ、０≦ｙｐ＜Ｎｐ、０≦ｉ＜Ｐである。

【００５３】図４は、パッチ情報埋め込みのためのブロ
ック画像への分割を示す概略図である。図４に示す画像
データ全体（原画像データ）は、横（８×Ｍｐ）画素、
縦（８×Ｎｐ）画素の合計（６４×Ｍｐ×Ｎｐ）画素か
ら成る。図４においてハッチングを施した部分が、１つ
のブロック画像であり、このブロック画像は横Ｍｐ画
素、縦Ｎｐ画素から成っている。他のブロック画像もこ
れと同じサイズである。そして、画像データ全体は６４
個のブロック画像に分割されている（つまりＰ＝６
４）。

【００５４】そして、秘密鍵Ｋｅｙ１を基に生成される
擬似乱数列を用いて、Ｐｎ個の整数座標値（ｘｐｓ，ｙ
ｐｓ）を重複無く選ぶ。ただし、０≦ｐ＜Ｐｎであり、
このＰｎが１つのブロック画像内に埋め込むパッチ情報
の個数である。ブロックサイズがＭｐ×Ｎｐであるの
で、Ｐｎ≦Ｍｐ×Ｎｐを満たす必要がある。なお、Ｍｐ
とＮｐとは互いに異なる値であっても良いが、以下では
便宜上Ｍｐ＝Ｎｐとして、Ｎｐを用いて説明する。

【００５５】次に、上で選ばれたＰｎ個の画素（ｘｐ
ｓ，ｙｐｓ）に、重みｗ（ｘｐ，ｙｐ）のパッチ情報ｐ
（ｘｐ，ｙｐ）を埋め込む。ただし、０≦ｘｐ＜Ｎｐ，
０≦ｙｐ＜Ｎｐである。即ち、上で擬似乱数列を用いて
選択されたＰｎ個の画素のそれぞれの値を、次の式
（３）あるいは式（４）によって表わされるように変化
させる作用を加える。

【００５６】

【数３】

【００５７】

【数４】

【００５８】ただし、関数ｐ（ｘｐ，ｙｐ）は、ブロッ
ク画像ｆｉ（ｘｐ，ｙｐ，ｓ）の輝度Ｇ（ｘｐ，ｙｐ）
／濃度Ｄ（ｘｐ，ｙｐ）やエッジＥ（ｘｐ，ｙｐ）など
を考慮した関数である。関数ｐ（ｘｐ，ｙｐ）の例は、
次の式（５）のようなものである。

【００５９】

【数５】

【００６０】なお、パッチ情報を埋め込む画素の座標値
（ｘｐｓ，ｙｐｓ）は、Ｐ個の全てのブロック画像に対
して共通である。

【００６１】図５は、埋め込むパッチ情報の重みづけパ
ターンの例を示すグラフである。図５（ａ）に示す例で
は、選択された画素（ｘｐｓ，ｙｐｓ）のみに重みαの
変化を加える。即ち、 ｆｉ（ｘｐｓ，ｙｐｓ，ｓ）←ｆｉ（ｘｐｓ，ｙｐｓ，
ｓ）＋α とする。図５（ｂ）に示す例では、選択された画素（ｘ
ｐｓ，ｙｐｓ）に重みαを加えるとともに、それに隣接
する画素（ｘｐｓ−１，ｙｐｓ）および（ｘｐｓ＋１，
ｙｐｓ）に重み（−α／２）を加えている。即ち fi(xps, yps, s) ← fi(xps, yps, s)＋α fi(xps-1, yps, s) ← fi(xps-1, yps, s)−α／２ fi(xps+1, yps, s) ← fi(xps+1, yps, s)−α／２ とする。図５（ｂ）に示すパッチ情報の重みづけパター
ンは、図５（ａ）に示したパッチ情報の重みづけパター
ンと比較して、パッチ情報がより強調されて選択された
画素に埋め込まれるため、パッチ情報の検出を行ないや
すいという特徴がある。なお、パッチ情報の重みづけパ
ターンは図５に例示したものに限られず、他の重みづけ
パターンを用いても良い。

【００６２】図６は、上に述べたパッチ情報埋め込みの
処理の手順を示したフローチャートである。図６に沿っ
て説明すると、与えられた原画像データをブロック画像
に分割する（ステップ２０４１）。なお、図６では、パ
ッチ情報埋め込みのためのブロック画像への分割を「ブ
ロック分割−１」と表わしている。

【００６３】一方、パッチパラメータ値の決定を行なう
（ステップ２０４２）。ここで、パッチパラメータと
は、ブロック画像のサイズ（縦および横の画素数）、１
個のブロック画像に埋め込むパッチ情報の個数、埋め込
み強度（例えば、図５におけるα）、埋め込むパッチ情
報の重みづけパターン（例えば、図５における（ａ）あ
るいは（ｂ）の重みづけパターン）、パッチ情報を埋め
込む画素位置等からなる情報である。

【００６４】パッチパラメータ値の一例としては、それ
ぞれ次のような値を用いる。原画像データが縦１０２４
×横１０２４画素程度の場合、ブロック画像のサイズの
例は縦６４画素×横６４画素が良い。相対的にブロック
画像のサイズが小さくなるほど、つまり分割数が多くな
るほど、パッチ情報を検出する際の自己相関関数のピー
ク数は増えるがピーク性が悪くなる。逆に、相対的にブ
ロック画像のサイズが大きくなるほど、つまり分割数が
少なくなるほど、パッチ情報を検出する際の自己相関関
数のピーク性は良くなるがピーク数が減る。つまりピー
ク性とピーク数とはトレードオフの関係にあるため、原
画像データを適度なサイズのブロック画像に分割するこ
とが必要である。１個のブロック画像に埋め込むパッチ
情報の個数は、例えば、縦６４画素×横６４画素のブロ
ック画像に対して１０２４とする。パッチ情報の埋め込
み強度は、例えば、２５６階調のカラーチャネルに対し
て１０階調分程度とする。

【００６５】なお、パッチ情報を埋め込む画素位置は、
秘密鍵Ｋｅｙ１に基づく擬似乱数列を用いて、ブロック
画像内における座標値を決定する。

【００６６】そして、ステップ２０４２において決定さ
れたパッチパラメータ値を用いて、１個のブロック画像
についてパッチ情報の埋め込みの処理を行なう（ステッ
プ２０４３）。そして、分割された全てのブロック画像
についてパッチ情報の埋め込みの処理が終了したかどう
かを判定し、まだ終了していない場合には残っているブ
ロック画像の処理を行なうためにステップ２０４３に戻
る（ステップ２０４４）。この繰り返し処理により、全
てのブロック画像についてパッチ情報の埋め込みの処理
が行われる。全てのブロック画像についての処理が終了
した後、分割されたブロック画像の合成を行なう（ステ
ップ２０４５）。なお、図６では、前記「ブロック分割
−１」に対応するブロック合成を「ブロック合成−１」
と表わしている。

【００６７】＜透かし情報の符号化＞ここでは、図１の
ステップ２１８に示した透かし情報の符号化について説
明する。

【００６８】図７は、透かし情報の符号化の処理の手順
を示すフローチャートである。基になる透かし情報Ｍ０
を長さｍビットのビット列とし、 Ｍ０＝（b01,b02,・・・・・・,b0n） と表わす。まず、この透かし情報Ｍ０を基に所定のハッ
シュ関数によって長さＨビットのハッシュ値を生成す
る。このハッシュ値を上記の透かし情報Ｍ０に付加し
て、 Ｍ０’＝（b01,b02,・・・・・・,b0n,h01,h02,・・・
・・・,h0H） とする透かし情報Ｍ０’を得る（ステップ２１８１）。
ここで、Ｍ０’のうち、（b01,b02,・・・・・・,b0n）
を情報ビット部、（h01,h02,・・・・・・,h0H）をハッ
シュ値ビット部と呼ぶことにする。なお、ステップ２１
８１で用いるハッシュ関数としては、不定長の入力から
固定長のデータを出力するもので、出力から入力のデー
タを推測できないこと、同じ出力を持つ入力データを容
易に作成できないこと、同じ出力データとなる可能性が
非常に低いことといった用件を満足するものを用いるよ
うにする。具体的には、Ronald L. Rivest氏によって考
案されたＭＤ５（Message Digest 5）や、ＮＳＡで考案
されたＳＨＡ−１（Secure Hash Algorithm 1） などと
いったハッシュ関数を用いる。

【００６９】次に、誤り訂正能力のある符号化手法を使
い、上記透かし情報Ｍ０’を、長さｍビットのビット列 Ｍ１＝（b11,b12,・・・・・・,b1m） に符号化する（ステップ２１８２）。この符号化された
ビット列を透かし情報Ｍ１とする。なお、ステップ２１
８２で用いる誤り訂正符号化手法としては、例えば、ハ
ミング符号や、ＢＣＨ符号（Bose-Chaudhuri-Hocquengh
em Code） や、Reed-Solomon符号や、ターボ符号などを
用いる。

【００７０】＜透かし情報の拡散＞ここでは、図１のス
テップ１２００に示した透かし情報埋め込みの処理の一
部である透かし情報のスペクトル拡散について説明す
る。第１に、鍵情報Ｋｅｙ２を用いてバイナリデータで
ある前記透かし情報Ｍ１を符号化する。鍵Ｋｅｙ２を初
期値とする擬似乱数系列ｍn 、および予め定められてい
る実数パラメータαを用いて、長さＮの拡散系列ｘn を
以下のようにして算出する。

【００７１】

【数６】

【００７２】なお、ここで生成して用いる擬似乱数系列
ｍn は、暗号学的に安全性の高いものを利用することが
好ましい。この擬似乱数系列の生成には、例えば、Ｇｏ
ｌｄＣｏｄｅ，Ｋａｓａｍｉ Ｃｏｄｅ，Ｍ−ｓｅｑｕ
ｅｎｃｅ，Ｐｅｒｆｅｃｔｍａｐなどを利用する。

【００７３】次に、透かし情報Ｍ１をＬ進数（Ｌ≧２）
に基数変換し、変換後の各桁の値（以下、これを「シン
ボル値」と言う）をＳｋ（０≦ｋ＜Ｋ）とする。そし
て、ｋ＝０，１，・・・，Ｋ−１について、次の数式に
より表わされる処理を実行する。

【００７４】

【数７】

【００７５】つまり、数式（６）に表わした拡散系列ｘ
n を基に、数式（７）で表わしたようにシンボル値Ｓk
（０≦ｋ＜Ｋ）に応じた擬似乱数系列を加えることによ
って、拡散された透かし情報Ｍ（ｂ１，ｂ２，・・・，
ｂＬ）を算出する。

【００７６】以上のようにして、誤り訂正符号化方式に
よって符号化された透かし情報Ｍ１を長さＮの擬似乱数
列に拡散して、透かし情報Ｍ（ｂ１，ｂ２，・・・，ｂ
Ｌ）を得られる。

【００７７】なお、ここで、上記手順により生成された
拡散系列ｘn から、透かし情報Ｍ１を取り出す方法につ
いて説明する。まず、鍵情報Kｅｙ２を基に擬似乱数系
列ｍnを求める。また、得られた拡散された透かし情報
を仮にｙn と表現する。そして、上記擬似乱数系列ｍn
を用いて、次の数式により、長さＮのシンボル値検出用
系列ｑn(k,l) を求める。

【００７８】

【数８】

【００７９】すべてのｎについて、数式（８）の処理を
実行した後、ｑn(k,l) の平均値が０となるようにシフ
トする。そして、このｑn(k,l) と拡散された透かし情
報ｙn とから、l ＝０，１，・・・，Ｌ−１について、
シンボルレスポンス値Ｚl を以下の数式により求める。

【００８０】

【数９】

【００８１】このようにして求められたＺl が最大値を
とる時のl が、検出されたシンボル値であり、このシン
ボル値を基数変換することにより、元の透かし情報Ｍ１
を取り出すことができる。

【００８２】＜透かし情報の埋め込み＞ここでは、図１
のステップ１２００に示した透かし埋め込みの処理にお
いて、拡散された透かし情報を画像に埋め込むための手
順を説明する。まず、図８に示すように、対象となる画
像データを横Ｍ０画素×縦Ｎ０画素のブロック画像ｆｂ
（ｘ，ｙ）に分割する。透かし情報の埋め込みは、この
ブロック画像毎に行なう。なお、透かし情報埋め込みの
ためのブロック画像のサイズは、前述のパッチ情報の埋
め込みのためのブロック画像のサイズと同じであっても
良いし、異なっていても良い。ただし、透かし情報を埋
め込む過程においてＦＦＴ（高速フーリエ変換）を用い
るため、Ｍ０＝Ｎ０、かつＭ０が２のべき乗の数である
ことが望ましい。以下では、Ｍ０＝Ｎ０を前提として説
明する。

【００８３】分割されたブロック画像ｆｂ（ｘ，ｙ）の
フーリエ変換Ｆｂ（ｕ，ｖ）を、次の数式（１０）によ
って計算する。

【００８４】

【数１０】

【００８５】そして、Ｆｂ（ｕ，ｖ）の振幅成分をＡｍ
ｐ（ｕ，ｖ）と表わし、位相成分をＰｈａｓｅ（ｕ，
ｖ）と表わす。そして、この振幅成分Ａｍｐ（ｕ，ｖ）
に透かし情報を数式（１１）に表わすように埋め込む。

【００８６】

【数１１】

【００８７】ただし、数式（１１）において、ｐｏｗｅ
ｒは任意の実数であり、透かし強度を表わす。秘密鍵Ｋ
ｅｙ３から生成された擬似乱数系列を用いて、整数の対
（ｕｎ，ｖｎ）（０≦ｎ＜Ｎ）を、予め定められている
透かし情報の埋め込み処理を行なう中間周波数帯の中に
あるように重複なく選ぶ。最後に逆フーリエ変換を行
い、透かし情報を埋め込まれたブロック画像ｆｂ’
（ｘ，ｙ）を得る。この処理を全てのブロック画像に対
して行ない、合成して、透かし情報が埋め込まれた画像
ｆ′（ｘ、ｙ）を得る。

【００８８】＜透かし情報による画像ノイズの低減＞次
に、透かし情報の埋め込みによるノイズを画像データの
局所的な特徴に合わせることで、ノイズを低減させる手
順を説明する。図９は、このノイズを低減させるための
処理を含み、パッチ情報や透かし情報を埋め込んだ画像
データの生成についての処理手順を示すフローチャート
である。

【００８９】まず、パッチ情報が埋め込み済みの画像デ
ータ１０１をウェーブレット変換（ステップ２４２）す
ることによって、パッチ情報が埋め込み済みの画像デー
タ１０１の局所的な特徴を取り出す。このウェーブレッ
ト変換により、パッチ情報が埋め込み済みの画像データ
１０１をパッチ画像ｆ（ｘ，ｙ）と表わし、このパッチ
画像ｆ（ｘ，ｙ）は、サブバンド画像に分解され、互い
に直行する部分画像（Ｄj(n)ｆ）（ｘ，ｙ）で表わされ
る。そして、この部分画像（Ｄj(n)ｆ）（ｘ，ｙ）を用
いて、解像度ｊにおけるＤｊの成分のエネルギーＰｊｆ
（ｘ，ｙ）を次の数式（１２）により求める。なお、図
９においては、パッチ情報埋め込み済み画像データ１０
１は、透かし情報を埋め込むのに適した、色空間の変換
２０２が行なわれているものとする。

【００９０】

【数１２】

【００９１】このように求められたＰｊｆ（ｘ，ｙ）を
最近傍法により２＾（−ｊ）倍拡大し、パッチ画像ｆ
（ｘ，ｙ）と同じ大きさのエネルギーマップデータＥｎ
（ｘ，ｙ）を得る（高周波エネルギーデータの算出，ス
テップ２４４）。このエネルギーマップデータＥｎ
（ｘ，ｙ）が所定値以下になるように次の数式（１３）
に示す方法で閾値処理を施す。

【００９２】

【数１３】

【００９３】次に、下の数式（１４）で表わすように、
透かし情報を埋め込んだ画像ｆ′（ｘ、ｙ）とパッチ情
報が埋め込み済みのパッチ画像ｆ（ｘ、ｙ）との差分画
像データＤｉｆｆ（ｘ，ｙ）を求める（ステップ２３
５）。

【００９４】

【数１４】

【００９５】最後に、エネルギーマップデータＥｎ
（ｘ，ｙ）を利用して、重みマスクＥｎ（ｘ，ｙ）・ｐ
ｏｗｅｒ２（ｐｏｗｅｒ２は任意の正の実数）を作成し
（ステップ２４６）、再度、透かし情報をパッチ画像ｆ
（ｘ，ｙ）に合成する（ステップ２５０，ステップ２５
５）。すなわち、次の数式（１５）の通りである。

【００９６】

【数１５】

【００９７】数式（１５）で得られるｆ′（ｘ，ｙ）
が、透かし情報埋め込み済み画像データ１５１である。
このように、ウェーブレット変換を用いることによっ
て、人間に知覚されにくく、高いロバスト性を持つ透か
し情報を埋め込んだ画像データ１５１を得ることができ
る。この透かし情報を埋め込んだ画像データ１５１を元
の色空間に変換（復元）することにより、透かし情報埋
め込み済み画像データ１５０を得ることとなる。

【００９８】つまり、本実施形態の透かし情報埋め込み
済み画像データの生成方法は、透かし情報をスペクトル
拡散することにより、拡散された透かし情報を生成する
スペクトル拡散過程と、パッチ画像（パッチ情報が埋め
込み済みの画像データ）をフーリエ変換することによ
り、振幅情報と位相情報を抽出するフーリエ変換過程
と、前記拡散された透かし情報と前記振幅情報とを合成
する合成過程と、前記合成過程の出力と前記位相情報と
を基に逆フーリエ変換し、この逆フーリエ変換の結果と
パッチ画像との差分である差分画像データを生成する差
分画像生成過程と、前記パッチ画像をウェーブレット変
換することにより画像のエネルギーマップデータを算出
するエネルギーマップデータ算出過程と、前記パッチ画
像と前記差分画像データと前記エネルギーマップデータ
を基に透かし情報埋め込み済み画像データを生成する生
成過程とを有することを前提としている。上記前提のも
とで、本実施形態の透かし情報埋め込み済み画像データ
の生成方法の第１の特徴は、原画像データにパッチ情報
の埋め込みを行なうことである。また、第２の特徴は、
透かし情報に、当該透かし情報を基に所定のハッシュ関
数によって計算されたハッシュ値を付加し、ハッシュ値
が付加された透かし情報をパッチ画像に埋め込むことで
ある。また、第３の特徴は、透かし情報を誤り訂正符号
によって符号化してから、このように符号化された透か
し情報をパッチ画像に埋め込むことである。また、第４
の特徴は、パッチ画像を基に色空間変換を行い、変換後
の色空間における所定の成分に透かし情報の埋め込みを
行なうことである。また、これに付随して、透かし情報
の埋め込みを行なった後は、元の色空間への復元を行な
うことである。

【００９９】＜強調フィルタ＞ここでは、図２のステッ
プ２６５に示した強調処理について説明する。Ｄ／Ａ変
換の過程（デジタル化された画像データからの印刷過
程）、あるいはＡ／Ｄ変換の過程（スキャナやデジタル
カメラ等を用いて、印刷物などのアナログ媒体からデジ
タル化された画像データとして画像を取り込む過程）に
おいて、透かし情報が抽出されにくくなっていることが
考えられる。特に、図９のステップ２４６で作成した重
みマスクを適用する際にはローパスフィルタに相当する
作用が働き、透かし情報が抽出されにくくなっているこ
とが考えられる。そこで透かし情報を検出しやすくする
ために、この強調フィルタの処理を施すことが考えられ
る。この強調フィルタの処理としては、例えば、次の数
式（１６）あるいは数式（１７）で表わされる処理を行
なう。

【０１００】

【数１６】

【０１０１】

【数１７】

【０１０２】＜パッチ情報の検出＞ここでは、図２のス
テップ２６６に示したパッチ情報の検出の処理について
説明する。印刷物などのアナログ媒体の画像をＡ／Ｄ変
換する際には、スキャナやデジタルカメラが利用される
ことが多いが、画像のサイズや方向を厳密に元の画像デ
ータに忠実にデジタル化して取り込むことは非常に困難
であり、通常は何らかの歪みや回転や尺度の変化が生じ
る。また、印刷（Ｄ／Ａ変換）した際の解像度とデジタ
ル化して取り込む（Ａ／Ｄ変換）の際の解像度とが異な
る場合にも尺度の変化が生じる。そこで、透かし情報埋
め込み済み画像データの生成過程において埋め込んだパ
ッチ情報を検出することにより、デジタル化して取り込
んだ画像データと元のデジタル化された画像データとの
倍率および回転角度を算出する。

【０１０３】パッチ情報は画素単位で挿入されているた
め、パッチ情報の検出の際にも隣接する画素間の値の変
化を検出する必要がある。そのためには、下の数式（１
８）に示すようなフィルタｈ（ｘ，ｙ）を用いた処理を
行なうことが有効である。ｈ（ｘ，ｙ）は、パッチ情報
により数式が変わるものであるが、ここで示した数式
は、画素単位で入れた場合の例示である。

【０１０４】

【数１８】

【０１０５】そして、次の数式（１９）のように、透か
し情報を検出する対象の画像ｆｆ（ｘ，ｙ）（デジタル
化して取り込んだ画像データ）に上記フィルタｈ（ｘ，
ｙ）との畳み込みを計算する処理を行なう。

【０１０６】

【数１９】

【０１０７】前述のように、原画像データを分割したブ
ロック画像に同一のパッチ情報が埋め込まれている、つ
まりパッチ情報はタイル状に原画像データに埋め込まれ
ているため、画像ｆ（ｘ，ｙ）の自己相関を基に、画像
ｆｆ（ｘ，ｙ）におけるパッチ情報を入れたブロック画
像のサイズつまりパッチ情報の繰り返し周期と繰り返し
方向とを求めることができる。つまり、画像ｆ（ｘ，
ｙ）の自己相関のピークを検出することにより、画像ｆ
ｆ（ｘ，ｙ）と原画像データとの間の倍率および回転角
度を計算することができる。

【０１０８】画像ｆ（ｘ，ｙ）の自己相関は次の数式
（２０）によって計算する。

【０１０９】

【数２０】

【０１１０】求められたＦ１（ｘ，ｙ）の値のピークの
位置（ｘｍ、ｙｍ）から、下の数式（２１）のように倍
率（ｓｃａｌｅ）と回転角度（ａｎｇｌｅ）とを算出で
きる。

【０１１１】

【数２１】

【０１１２】ただし、数式（２１）において、ｘｍ＝ｙ
ｍ≠０であり、Ｎｐはパッチ情報を埋め込んだ際のブロ
ック画像のサイズである。

【０１１３】以上のように、倍率と回転角度が算出され
たことにより、画像ｆｆ（ｘ，ｙ）の尺度および向きを
補正することが可能となる。

【０１１４】＜幾何学変換処理＞ここでは、図２のステ
ップ２６７に示した幾何学変換の処理について説明す
る。上記パッチ情報の検出処理によって得られた倍率
（ｓｃａｌｅ）と回転角度（ａｎｇｌｅ）とを用いて、
画像ｆｆ（ｘ，ｙ）に対して、図１０に示すような幾何
学変換処理を行なう。

【０１１５】幾何学変換前の画像を画像ｆｆ（ｘ，ｙ）
とし、変換後の画像を変換後画像ｆｏ（ｘ，ｙ）とす
る。変換後画像ｆｏ（ｘ，ｙ）の画素（ｘｏ，ｙｏ）に
対応する画像ｆｆ（ｘ，ｙ）の画素（ｘｉ，ｙｉ）は、
次の数式（２２）によって計算できる。つまり、図１０
は、図１０（ａ）が画像ｆｆ（ｘ，ｙ）で、幾何学変換
処理を行なって図１０（ｂ）の変換後画像ｆｏ（ｘ，
ｙ）となることを示している。

【０１１６】

【数２２】

【０１１７】さらに、数式（２２）によって計算された
画素の座標値が整数にならない場合には、補間処理を行
なう。補間処理の方法としては様々なものが考えられる
が、一例としては、最も近い隣接画素を用いて数式（２
３）で表現される補間処理を行なう。

【０１１８】

【数２３】

【０１１９】これ以外の補間処理の方法としては、例え
ば、双線形補間や３次元曲線補間などがある。

【０１２０】以上、要約すると、この幾何学変換処理
は、パッチ情報の検出によって算出されたパッチ情報を
埋め込んだブロック画像のサイズを基に、透かし情報を
検出する対象の画像データと原画像データとの間の倍率
（ｓｃａｌｅ）および回転角度（方向、ａｎｇｌｅ）を
求め、検出する対象の画像データを補正するものであ
る。

【０１２１】＜符号化された透かし情報の検出と復号化
＞ここでは、図２のステップ１２７０に示した符号化さ
れた透かし情報の検出の処理および同じくステップ２９
２に示した復号化処理について説明する。図１１は、透
かし情報の検出の処理の手順を示したフローチャートで
ある。図１１に示す処理には、透かし情報埋め込み済み
画像データが入力される。この画像データは、必要に応
じて既にパッチ情報の検出および幾何学変換の処理が行
なわれているものである。

【０１２２】まず、図１１のステップ１２７０１におい
て、入力された透かし情報が埋め込み済みの画像データ
を複数のブロック画像への分割を行なう。ここで分割さ
れる個々のブロック画像のサイズは、透かし情報の埋め
込み処理を行った際のブロック画像のサイズと同一であ
る。なお、図１１では、透かし情報を検出するためのブ
ロック画像への分割を「ブロック分割−２」と表わして
いる。

【０１２３】次に、ステップ１２７０２において、１個
のブロック画像についてフーリエ変換の処理を行ない、
これによってブロック画像の振幅情報を得る。次に、ス
テップ１２７０３において、必要なブロック画像につい
て処理を終了したか否かを判定する。終了した場合には
次のステップ１２７０４へ進み、まだ処理すべきブロッ
ク画像が残っている場合にはそれらを処理するためにス
テップ１２７０２へ戻る。そして、ステップ１２７０４
においては、上で得られた各ブロック画像の振幅情報を
基にマルチチャネルによる符号化処理を行なう。

【０１２４】ステップ１２７０４におけるマルチチャネ
ルによる符号化処理の内容としては、次の第１のパター
ンから第４のパターンのいずれかを行なうようにする。

【０１２５】第１のパターンでは、各々のブロック画像
からフーリエ変換によって得られた振幅情報を平均化す
る処理を行なう。一方、所定の擬似乱数系列を基に、シ
ンボル値検出用系列を得る。そして、上記の平均化され
た振幅情報とシンボル値検出用系列とを基に、シンボル
レスポンス値を算出し、さらにシンボル値の検出を行な
う。このシンボル値を基数変換したものが検出された透
かし情報である（以上、振幅情報を基に透かし情報を検
出するまでの処理を、以下では「逆拡散処理」と呼
ぶ）。但し、ここで検出された透かし情報は、誤り訂正
符号によって符号化された情報であるので、さらに復号
化処理を行なう。また、この復号化によって得られる情
報にはハッシュ値が付加されているため、再度ハッシュ
関数を用いてオリジナルの透かし情報からハッシュ値を
求めて照合を行なう。この第１のパターンは、最終的に
透かし情報を求めるまでの計算処理量が少なくて済むと
いうメリットがある。

【０１２６】第２のパターンでは、各々のブロック画像
からフーリエ変換によって得られた振幅情報を用いて、
それぞれのブロック画像毎に逆拡散処理を行なう。そし
て、その結果得られた複数の透かし情報（誤り訂正符号
によって符号化された状態の情報）を基に多数決処理
（単純多数決あるいは加重多数決）を行なうことによっ
て単一の透かし情報（誤り訂正符号によって符号化され
た状態の情報）を得る。そして、得られた透かし情報を
復号化する処理を行い、さらにハッシュ値の照合の処理
を行なう。この第２のパターンは、各ブロック画像それ
ぞれに関して逆拡散処理を行ない、その結果に対して多
数決処理を行なうため、誤りに対して強いというメリッ
トがある。

【０１２７】第３のパターンでは、各々のブロック画像
からフーリエ変換によって得られた振幅情報を用いて、
それぞれのブロック画像毎に逆拡散処理を行なう。さら
に、その結果得られる各々の透かし情報の復号化処理を
行なう。そして、これら複数の透かし情報（復号化済み
の情報）を基に多数決処理（単純多数決あるいは加重多
数決）を行なうことによって単一の透かし情報（復号化
済みの情報）を得る。そして、この復号化済みの透かし
情報に関してハッシュ値の照合の処理を行なう。この第
３のパターンは、各ブロック画像毎に復号化処理まで行
なうため、誤り訂正符号の能力によって訂正した後の情
報で多数決処理を行なうことができ、より一層誤りに対
して強いというメリットがある。

【０１２８】第４のパターンでは、各ブロック画像から
得られた振幅情報毎に、逆拡散処理と復号化処理とハッ
シュ値の照合処理まで行なう。この第４のパターンで
は、ブロック画像毎に個別にハッシュ値の照合までを行
なうため、透かし情報が埋め込み済みの画像データに多
くの誤りが含まれていても、１つ以上のブロック画像に
ついてハッシュ値の照合まで成功すれば、その情報が正
しく検出された透かし情報である可能性が高く、より一
層誤りに対して強いというメリットがある。

【０１２９】透かしの逆拡散処理からハッシュ値照合処
理までの流れについて、さらに説明する。図１２は、透
かし情報の検出の詳細な処理の手順を示すフローチャー
トである。図１２のステップ１２７０２においては、ブ
ロック画像に対するフーリエ変換を行なう。ステップ１
２７０５においては、フーリエ変換の結果得られる振幅
情報と秘密鍵情報（ここではＫｅｙ４）を基に得られる
擬似乱数列とに基づき透かし情報の逆拡散の処理を行な
う。ステップ２９２１においては、上記逆拡散処理の結
果得られた透かし情報（誤り訂正符号で符号化された情
報）を基に誤り訂正符号の復号化処理を行なう。ステッ
プ２９２２においては、上記の処理で得られたＭ０’＝
（ｂ０１，…，ｂ０ｎ，ｈ０１，…，ｈ０Ｈ）のうちの
（ｂ０１，…，ｂ０ｎ）（情報ビット部）の部分の情報
から、所定のハッシュ関数によってハッシュ値の計算を
行なうとともに、算出されたハッシュ値と、Ｍ０’＝
（ｂ０１，…，ｂ０ｎ，ｈ０１，…，ｂ０Ｈ）のうちの
（ｈ０１，…，ｈ０Ｈ）（ハッシュ値ビット部）の部分
との照合を行い。ステップ２９２３においては、照合の
結果が一致するか否かを判断する。一致したならば、上
記のＭ０’ないの情報ビット部をＭ０＝（ｂ０１，…，
ｂ０ｎ）として、このＭ０が正しく検出された透かし情
報であると判断される。一致していなければ、当該検出
された透かし情報はエラーと判断される。

【０１３０】以上、透かし情報の埋め込みのための画像
処理方法と、埋め込まれた透かし情報を検出するための
画像処理方法について説明した。次に、これらの画像処
理方法の処理を実行する画像処理装置について説明す
る。

【０１３１】透かし情報埋め込みのための画像処理装置
は、次の各部を備えるものである。ハッシュ値付加部
は、所定のハッシュ関数を用いて透かし情報を基にハッ
シュ値を算出し、算出された当該ハッシュ値を前記透か
し情報に付加する。誤り訂正符号化部は、透かし情報
（この透かし情報はハッシュ値が付加されたものである
場合もある。これは、以下においても同様。）を誤り訂
正符号によって符号化する処理を行なう。スペクトル拡
散部は、透かし情報（この透かし情報は誤り訂正符号に
よって符号化されたものである場合もある。これは、以
下においても同様。）をスペクトル拡散することによ
り、拡散された透かし情報を生成する。パッチ情報埋め
込み部は、倍率や回転角度を算出する目的であるパッチ
情報を、分割された原画像データのブロック画像毎に埋
め込む処理を行なう。つまり、パッチ情報埋め込み部
は、原画像データ内の所定の方向と周期でパッチ情報を
埋め込む処理を行なう。色空間変換部は、パッチ情報が
埋め込まれた原画像データ、又は、原画像データを、透
かし情報を埋め込むための色空間に変換する処理を行な
う。フーリエ変換部は、原画像データ（この原画像デー
タにはパッチ情報が埋め込まれている場合もある。ま
た、色空間変換後の原画像データである場合もある。こ
れらは、以下においても同様。）をフーリエ変換するこ
とにより、振幅情報と位相情報を抽出する。合成部は、
前記拡散された透かし情報と前記振幅情報とを合成する
処理を行なう。差分画像生成部は、前記合成部の出力と
前記位相情報とを基に逆フーリエ変換し、この逆フーリ
エ変換の結果と原画像データとの差分である差分画像デ
ータを生成する処理を行なう。エネルギーマップデータ
算出部は、原画像データをウェーブレット変換すること
により画像のエネルギーマップデータを算出する。生成
部は、原画像データと前記差分画像データと前記エネル
ギーマップデータを基に透かし情報埋め込み済み画像デ
ータを生成する。色空間復元部は、透かし情報埋め込み
済み画像データを、前記色空間変換部による変換前の色
空間に再変換する処理を行なう。

【０１３２】なお、上記の画像処理装置に印刷装置を接
続し、上記画像処理装置によって生成された透かし埋め
込み済み画像データを用いて印刷を行なうことにより、
印刷物を製造することができる。この印刷物は、デジタ
ル化されることにより、透かし情報を検出することがで
き、さらに、パッチ情報により、倍率や回転角度による
耐性も備わっている。

【０１３３】埋め込まれた透かし情報の検出のための画
像処理装置は、次の各部を備えるものである。色空間変
換部は、透かし情報を検出する対象の画像データを、透
かし情報を検出するための色空間に変換する処理を行な
う。強調フィルタ部は、透かし情報を検出する対象の画
像データ（この画像データは透かし情報を検出するため
の色空間に変換後のものである場合もある。これは、以
下においても同様。）に対して強調フィルタの処理を施
す強調フィルタ装置を具備する。自己相関計算部は、入
力となる透かし情報を検出する対象の画像データ（この
画像データは強調フィルタの処理を施されたものである
場合もある。これは、以下においても同様。）の画素値
の変化をフィルタｈ（ｘ，ｙ）などを用いて検出し、自
己相関を計算する処理を行なう。パッチ検出部は、前記
自己相関の値のピークの位置に基づいて、前記パッチ情
報が埋め込まれているブロック画像のサイズ、つまり、
パッチ情報の繰り返し周期と繰り返し方向とを算出す
る。幾何学変換部は、前記パッチ検出部で算出された繰
返し周期と方向とを基に、前記透かし情報を検出する対
象の画像データの倍率（ｓｃａｌｅ）および回転角度
（ａｎｇｌｅ）を補正する処理を行なう。フーリエ変換
部は、透かし情報を検出する対象の画像データ（この画
像データは幾何学変換部による補正後のものである場合
もある。これは、以下においても同様。）をフーリエ変
換し、予め定められた中間周波数帯域の振幅情報を抽出
する処理を行なう。逆拡散部は、所定の擬似乱数系列を
基に、シンボル値検出用系列を得る。そして、逆拡散部
は、前記フーリエ変換部から得られた振幅情報とシンボ
ル値検出用系列とに基づいて、シンボルレスポンス値を
算出する。さらに、逆拡散部は、シンボル値の検出を行
い、このシンボル値を基数変換して透かし情報を算出す
る。誤り訂正復号化部は、この逆拡散により得られた透
かし情報を基に当該誤り訂正符号の復号化の処理を行
い、復号化された透かし情報を得る。ハッシュ値照合部
は、検出された透かし情報（この透かし情報は誤り訂正
符号の復号化後のものである場合もある。）に含まれる
情報ビット部を基に所定のハッシュ関数を用いてハッシ
ュ値を算出し、この算出された前記ハッシュ値と前記透
かし情報に含まれるハッシュ値ビット部とを照合する処
理を行なう。

【０１３４】なお、上に述べた情報処理装置は、例え
ば、コンピュータを用いて実現する。この場合、上述し
た各部による処理の過程は、プログラムの形式でコンピ
ュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、この
プログラムをコンピュータが読み出して実行することに
よって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み
取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディス
ク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等を
いう。また、このコンピュータプログラムを通信回線に
よってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピ
ュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。

【０１３５】以上、図面を参照してこの発明の実施形態
を詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に
限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範
囲の設計等も含まれる。

【０１３６】例えば、上記実施形態では、パッチ情報を
埋め込む色空間と透かし情報を埋め込む色空間とを異な
るものとしたが、これらは互いに同一な色空間であって
も良い。また、パッチ情報や透かし情報を埋め込む際に
適当な色空間が必要な場合は、適宜色空間の変換の処理
の追加や削除が行なわれる。

【０１３７】また、上記実施形態では、パッチ情報を埋
め込むために原画像データをブロック画像に分割してか
らブロック画像毎に色空間の変換を行っていたが、原画
像データ全体に色空間の変換を行なってからパッチ情報
を埋め込むためのブロック画像への分割を行なっても良
い。また、上記実施形態では、原画像データ全体に色空
間の変換を行なってから透かし情報を埋め込むためのブ
ロック画像への分割を行なったが、逆に、透かし情報を
埋め込むために原画像データをブロック画像に分割して
からブロック画像毎に色空間の変換を行っても良い。

【０１３８】また、上記実施形態では、原画像データに
パッチ情報を埋め込んでから透かし情報の埋め込みを行
なったが、逆に、原画像データに透かし情報の埋め込み
を行なってからパッチ情報の埋め込みを行なうようにし
ても良い。

【０１３９】また、パッチ情報の埋め込みの際に原画像
等の画像データに加えた画素の変化と逆の変化を画素に
加えることによってパッチ情報を除去する処理を行なう
ようにしても良い。パッチ情報の埋め込みおよびその検
出は、Ｄ／Ａ変換およびＡ／Ｄ変換を経ることによって
変化する画像の倍率および回転角度を求めることが目的
である。従って、倍率および回転角度が求まった後に
は、パッチ情報を除去することによって、パッチ情報に
よる画像へのノイズを除去して質の良い画像を再現する
ことができる。なお、このパッチ情報の除去は、透かし
情報の埋め込みを行なってからパッチ情報の埋め込みが
行なわれた原画像等の画像データが好適である。

【０１４０】また、上記実施形態では、パッチ情報は、
原画像等の画像データの縦および横の方向にそれぞれ所
定の周期（同一の周期でも良い）で繰り返し挿入するこ
ととしたが、パッチ情報を繰り返す方向はこれに限ら
ず、他の方向であっても良い。パッチ情報を埋め込んだ
方向さえわかっていれば、検出したパッチ情報を基に取
り込んでデジタル化した画像データの補正を行なうこと
ができる。なお、パッチ情報を繰り返し挿入する二つの
方向は、直交していても良いし、そうでなくても良い。
さらに、パッチ情報を繰り返し挿入するのは、二方向で
はなく一方向だけであっても良い。

【０１４１】また、上記実施形態では、透かし情報の検
出の信頼性を向上させるために、パッチ情報の挿入およ
び検出を行なったが、透かし情報の検出の目的に限ら
ず、単に、Ｄ／Ａ変換およびＡ／Ｄ変換を経た画像及び
画像データの倍率あるいは回転角度あるいはその両方の
変化量を求めることを目的として、パッチ情報の挿入お
よび検出を行なっても良い。

【０１４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像処理
装置を用いれば、前記原画像データに幾何学的基準を与
えるためのパッチ情報を、前記原画像データ内に所定の
パターンで繰り返し埋め込むパッチ埋め込み部を備えて
いるため、パッチ情報が埋め込まれた画像が、Ｄ／Ａ変
換およびＡ／Ｄ変換を経て、元の画像と倍率および回転
角度が変化した場合にも、上記パッチ情報を検出するこ
とにより、幾何学的基準が得られ、その倍率および回転
角度の変化を求めることができる。

【０１４３】また、本発明の画像処理装置を用いれば、
パッチ情報を埋め込まれた原画像データに、透かし情報
を埋め込むための色空間の変換の処理を行なう色空間変
換部を備えているため、原画像データと異なる色空間に
透かし情報を埋め込むことができる。また、透かし情報
埋め込み済み画像データを、前記色空間変換部による変
換前の色空間に変換する色空間復元部を備えるため、原
画像データと同じ色空間で表わされた画像データを出力
することができる。これにより、様々なデータ形式の原
画像データに透かし情報を埋め込むことができる。ま
た、色空間およびチャネルを適切に選択することによ
り、透かしの挿入に伴う画像のノイズを目立たなくする
ことができる。

【０１４４】また、本発明の画像処理装置は、検出対象
画像データ内の画素値の変化を検出し、自己相関を算出
する自己相関計算部と、前記自己相関の値のピークの位
置に基づいて、前記パッチ情報のパターンを算出するパ
ッチ検出部と、この算出されたパッチ情報のパターンに
基づいて算出された倍率および回転角度を用いて、前記
検出対象画像データを補正する幾何学変換部とを備えて
いるため、検出されたパッチ情報に基づいて、検出対象
画像データを原画像データにおける倍率および回転角度
に戻すことが可能となり、これによって、透かし情報検
出の精度が向上する。

【０１４５】また、本発明の画像処理装置は、検出対象
画像データを、透かし情報を検出するための色空間に変
換する色空間変換部を具備するため、検出対象画像デー
タが表わす色空間と異なる色空間に透かし情報が埋め込
まれている場合にも、まず透かし情報が埋め込まれてい
る色空間に変換することによって、透かし情報を検出す
ることが可能となる。

【０１４６】また、本発明の画像処理方法によれば、生
成された透かし埋め込み済み画像データを用いて印刷を
行なう印刷過程を有するため、上記のようにパッチ情報
が埋め込まれ、透かし情報が埋め込まれた印刷物を製造
することができる。このような印刷物は、スキャナによ
る読み取り等によってＡ／Ｄ変換して再びデジタル画像
データにしたときに、良好な精度で透かし情報の検出を
行なうことができるようになる。

【０１４７】また、本発明の画像処理装置は、検出対象
画像データ内の画素値の変化を検出し、自己相関を算出
する自己相関計算部と、自己相関の値のピークの位置に
基づいて、パッチ情報のパターンを算出するパッチ検出
部と、この算出されたパターンに基づいて算出された倍
率および回転角度を用いて、前記検出対象画像データを
補正する幾何学変換部とを具備しているため、一般に、
パッチ情報が埋め込まれた画像データのみを用いて、そ
の画像を元々の倍率及び回転角度に戻すことができる。

【０１４８】また、本発明の印刷物では、当該印刷物の
画像には、原画像データに基準を与えるためのパッチ情
報と透かし情報とが埋め込まれているため、より良い精
度で透かし情報を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態による透かし合成処理
の手順の概略を示すフローチャートである。

【図２】 同実施形態による透かし検出処理の手順の概
略を示すフローチャートである。

【図３】 同実施形態による色空間の変換および色空間
の復元の概略を示す概略図である。

【図４】 同実施形態によるパッチ埋め込みのためのブ
ロック画像への分割を示す概略図である。

【図５】 同実施形態によるパッチ埋め込みのパターン
の例を示すグラフである。

【図６】 同実施形態によるパッチ埋め込みの処理の手
順を示したフローチャートである。

【図７】 同実施形態による透かし情報の符号化の処理
の手順を示すフローチャートである。

【図８】 同実施形態による透かし埋め込みのためのブ
ロック画像への分割を示す概略図である。

【図９】 同実施形態による透かし合成処理全体の手順
を示すフローチャートである。

【図１０】 同実施形態による検出対象画像データに対
する幾何学変換処理の概略を示す概略図である。

【図１１】 同実施形態による透かし情報の検出の処理
の手順を示したフローチャートである。

【図１２】 同実施形態による透かし情報の検出の処理
のさらに詳細な手順を示すフローチャートである。

【図１３】 従来技術による電子透かし合成方法を示す
概略図である。

【図１４】 従来技術による電子透かし検出方法を示す
概略図である。

【符号の説明】

１００ 原画像データ １０１ パッチ埋め込み済み画像データ １１１ 振幅情報 １１２ 位相情報 １２０ 透かし情報 １２１ 拡散された透かし情報 １５０，１５０ｓ，１５１ 透かし埋め込み済み画像デ
ータ １５０ａ 透かし埋め込み済み画像（アナログ情報）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 1/41 Ｈ０４Ｎ 1/41 Ｚ ５Ｊ１０４ 7/08 7/08 Ｚ 7/081 (72)発明者 大竹 正敏 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 松戸 堅治 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 大重 卓也 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 Ｆターム(参考） 5B057 AA11 CB19 CD03 CE08 CE18 CG05 5C063 CA29 CA36 DA07 DA13 DA20 5C076 AA14 AA24 BA06 5C078 BA53 BA58 CA14 CA45 DA01 5J064 AA01 BA16 BB13 BC01 BC06 BC07 BC08 BD07 5J104 AA14 HA15 NA12 NA13 NA14

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透かし情報をスペクトル拡散することに
   より、拡散された透かし情報を生成するスペクトル拡散
   部と、 前記原画像データに幾何学的基準を与えるためのパッチ
   情報を、前記原画像データ内に所定のパターンで繰り返
   し埋め込むパッチ埋め込み部と、 前記パッチ埋め込み部により、パッチ情報が埋め込まれ
   た前記原画像データをフーリエ変換することにより、振
   幅情報と位相情報を抽出するフーリエ変換部と、 前記拡散された透かし情報と、前記振幅情報とを合成す
   る合成部と、 前記合成部の出力と、前記位相情報とを基に逆フーリエ
   変換し、この逆フーリエ変換の結果と、前記パッチ情報
   が埋め込まれた原画像データとの差分である差分画像デ
   ータを生成する差分画像生成部と、 前記パッチ情報が埋め込まれた原画像データをウェーブ
   レット変換するとともに、前記パッチ情報が埋め込まれ
   た原画像データのエネルギーマップデータを算出するエ
   ネルギーマップデータ算出部と、 前記パッチ情報が埋め込まれた原画像データと、前記差
   分画像データと、前記エネルギーマップデータとに基づ
   いて、透かし情報埋め込み済み画像データを生成する生
   成部と、 を具備することを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 パッチ情報を埋め込まれた前記原画像デ
   ータに、透かし情報を埋め込むための色空間の変換の処
   理を行なう色空間変換部と、 前記透かし情報埋め込み済み画像データを、前記色空間
   変換部による変換前の色空間に変換する色空間復元部
   と、 を具備し、 前記フーリエ変換部は、前記色空間変換部により変換さ
   れた前記パッチ情報を埋め込まれた原画像データをフー
   リエ変換することにより、振幅情報と位相情報を抽出す
   るものであり、 前記差分画像生成部は、前記合成部の出力と前記位相情
   報とを基に逆フーリエ変換し、この逆フーリエ変換の結
   果と前記色空間変換部による変換後のパッチ情報を埋め
   込まれた前記原画像データとの差分である差分画像デー
   タを生成するものであり、 前記エネルギーマップデータ算出部は、前記色空間変換
   部による変換後のパッチ情報を埋め込まれた前記原画像
   データをウェーブレット変換することにより、変換後の
   パッチ情報を埋め込まれた前記原画像データのエネルギ
   ーマップデータを算出するものであり、 前記生成部は、変換後のパッチ情報を埋め込まれた前記
   原画像データと、前記差分画像データと、前記エネルギ
   ーマップデータとに基づいて、透かし埋め込み済み画像
   データを生成するものであることを特徴とする請求項１
   に記載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 原画像データに幾何学的基準を与えるた
   めのパッチ情報が埋め込まれた画像を基に得られた検出
   対象画像データを読み込み、透かし情報を検出する画像
   処理装置であって、 前記検出対象画像データ内の画素値の変化を検出し、自
   己相関を算出する自己相関計算部と、 前記自己相関の値のピークの位置に基づいて、前記パッ
   チ情報のパターンを算出するパッチ検出部と、 この算出されたパッチ情報のパターンに基づいて算出さ
   れた倍率および回転角度を用いて、前記検出対象画像デ
   ータを補正する幾何学変換部と、 前記幾何学変換部により補正された検出対象画像データ
   をフーリエ変換し、振幅情報を抽出するフーリエ変換部
   と、 前記振幅情報に基づいて、透かし情報を検出する逆拡散
   部と、 を具備することを特徴とする画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記検出対象画像データを、透かし情報
   を検出するための色空間に変換する色空間変換部を具備
   し、 前記フーリエ変換部は、前記色空間変換部による変換後
   の色空間における前記検出対象画像データをフーリエ変
   換し、振幅情報を抽出するものであることを特徴とする
   請求項３に記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 原画像データ内の、予め定められた中間
   周波数帯域のみに透かし情報を埋め込むことにより透か
   し埋め込み済み画像データを生成する画像処理方法にお
   いて、 透かし情報をスペクトル拡散することにより、拡散され
   た透かし情報を生成するスペクトル拡散過程と、 前記原画像データに幾何学的基準を与えるためのパッチ
   情報を、前記原画像データ内に所定のパターンで繰り返
   し埋め込むパッチ情報埋め込み過程と、 前記パッチ情報埋め込み過程により、パッチ情報が埋め
   込まれた前記原画像データをフーリエ変換することによ
   り、振幅情報と位相情報とを抽出するフーリエ変換過程
   と、 前記拡散された透かし情報と、前記振幅情報とを合成す
   る合成過程と、 前記合成過程の出力と前記位相情報を基に逆フーリエ変
   換し、この逆フーリエ変換の結果と前記パッチ情報が埋
   め込まれた原画像データとの差分である差分画像データ
   を生成する差分画像生成過程と、 前記パッチ情報が埋め込まれた原画像データをウェーブ
   レット変換するとともに、前記パッチ情報が埋め込まれ
   た原画像データのエネルギーマップデータを算出するエ
   ネルギーマップデータ算出過程と、 前記パッチ情報が埋め込まれた原が像データと、前記差
   分画像データと、前記エネルギーマップデータとに基づ
   いて、透かし情報埋め込み済み画像データを生成する生
   成過程と、 を有することを特徴とする画像処理方法。
6. 【請求項６】 原画像データ内の、予め定められた中
   間周波数帯域のみに透かし情報を埋め込むことにより透
   かし埋め込み済み画像データを生成する画像処理方法に
   おいて、 原画像データに幾何学的基準を与えるためのパッチ情報
   を埋め込まれた前記原画像データを、透かし情報を埋め
   込むための色空間に変換する色空間変換過程と、 前記透かし埋め込み済み画像データを、前記色空間変換
   過程における変換前の色空間に変換する色空間復元過程
   と、 を有し、 前記フーリエ変換過程は、前記色空間変換過程により変
   換された前記パッチ情報を埋め込まれた原画像データを
   フーリエ変換することにより、振幅情報と位相情報とを
   抽出するものであり、 前記差分画像生成過程は、前記合成過程の出力と前記位
   相情報とを基に逆フーリエ変換し、この逆フーリエ変換
   の結果と前記色空間変換過程による変換後のパッチ情報
   を埋め込まれた前記原画像データとの差分である差分画
   像データを生成するものであり、 前記エネルギーマップ算出過程は、前記色空間変換過程
   による変換後のパッチ情報を埋め込まれた前記原画像デ
   ータをウェーブレット変換することにより、変換後のパ
   ッチ情報を埋め込まれた前記原画像データのエネルギー
   マップデータを算出するものであり、 前記生成過程は、変換後のパッチ情報を埋め込まれた前
   記原画像データと、前記差分画像データと、前記エネル
   ギーマップデータとに基づいて、透かし情報埋め込み済
   み画像データを生成するものであることを特徴とする請
   求項５に記載の画像処理方法。
7. 【請求項７】 請求項５又は６のいずれかに記載の画像
   処理方法であって、 前記生成された透かし埋め込み済み画像データを用いて
   印刷を行なう印刷過程をさらに有することを特徴とする
   画像処理方法。
8. 【請求項８】 原画像データに幾何学的基準を与えるた
   めのパッチ情報が埋め込まれた画像を基に得られた検出
   対象画像データを読み込み、透かし情報を検出する画像
   処理方法であって、 前記検出対象画像データ内の画素値の変化を検出し、自
   己相関を算出する自己相関計算過程と、 前記自己相関の値のピークの位置に基づいて、前記パッ
   チ情報のパターンを算出するパッチ検出過程と、 この算出されたパッチ情報のパターンに基づいて算出さ
   れた倍率および回転角度を用いて、前記検出対象画像デ
   ータを補正する幾何学変換過程と、 前記幾何学変換過程において補正された検出対象画像デ
   ータをフーリエ変換し、振幅情報を抽出するフーリエ変
   換過程と、 前記振幅情報に基づいて、透かし情報を検出する逆拡散
   過程と、 を有することを特徴とする画像処理方法。
9. 【請求項９】 原画像データを処理する画像処理装置で
   あって、 前記原画像データに幾何学的基準を与えるためのパッチ
   情報を、前記原画像データ内に所定のパターンで繰り返
   し埋め込むパッチ情報埋め込み部を具備することを特徴
   とする画像処理装置。
10. 【請求項１０】 原画像データに幾何学的基準を与える
    ためのパッチ情報が埋め込まれた検出対象画像データを
    入力とする画像処理装置であって、 前記検出対象画像データ内の画素値の変化を検出し、自
    己相関を算出する自己相関計算部と、 前記自己相関の値のピークの位置に基づいて、パッチ情
    報のパターンを算出するパッチ検出部と、 この算出されたパターンに基づいて算出された倍率およ
    び回転角度を用いて、前記検出対象画像データを補正す
    る幾何学変換部とを具備することを特徴とする画像処理
    装置。
11. 【請求項１１】 画像が印刷された印刷物において、 前記印刷物の画像には、原画像データに基準を与えるた
    めのパッチ情報と透かし情報とが埋め込まれていること
    を特徴とする印刷物。