JP3599795B2 - 画像処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、画像情報が含む冗長度を利用して視覚的に違和感を与えないように画像情報に別の情報を埋め込む画像処理装置、また画像情報に埋め込まれた別の情報を画像情報から抽出する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー画像にテキストデータなどを重畳して記録する技術が中村、松井ら（“カラー濃度パターンによる画像へのテキストデータの合成符号化法”，画像電子学会誌，第１７巻 第４号（１９８８）ｐｐ１９４−１９８）により知られている。この技術によれば、画像データが多くの冗長性を持つことに着目し、カラー濃度パターン法を用いて画像データの冗長部分に他のデータ、例えばテキストデータを合成して重畳させる。しかし、一般にカラー濃度パターン法によると解像度が荒くなり、高精細画像を表現することができないという欠点がある。また、情報の重畳による画素配列のばらつきから生じる色むら等による画質劣化も生じる等の欠点がある。
【０００３】
一方、濃度パターン法に比べてより高精細表示が可能なディザ画像記録を応用した例として、田中、中村、松井： ２ｋ元ベクトルによる組成的ディザ画像への文字情報の埋め込み”，画像電子学会誌，第１９巻第５号（１９９０）ｐｐ３３７−３４３が知られている。この技術においても、文字情報などを埋め込む場合に画質劣化が生じるという欠点がある。また、この技術は、誤差拡散記録法等の高精細記録技術には適用できないという欠点がある。
【０００４】
さらに、上述した各技術によれば、実際に印字された画像から文字情報などを抽出することは原理的に可能であっても、実際の一般的な記録ではディザパターン情報は紙等に正確には記録されず、またその様な情報を読み取ることも困難である。このため、埋め込まれた特定情報などを読み取ることは極めて困難となる。可能なことは、印字される基となる画像データ（伝送情報やフロッピーディスク内データ）から抽出することのみである。上記技術に基づいて実際の記録画像から文字情報などのコード化された特定情報を読み取るためには、人間の視力限界を越えた記録が可能な極めて高精度のプリンタを用いて記録し、さらに高精度の読取装置で読み取らない限り困難である。
【０００５】
また、上記手法では、記録時のノイズや読み取り時のノイズが生じるので、文字情報などコード化された情報を画像情報から分離して読み取ることが困難となる。さらに、カラー記録された画像情報は、高精度の記録装置で記録されても各色の画点が重なり合うため、正確な画素形状が形成されにくい。この場合、各色の画点データを画像情報から分離させて読み取ることは極めて困難となるなどの欠点があった。
【０００６】
また、特開平４−２９４６８２号公報には、黄インクに情報を付加する技術が述べられている。この技術によれば、原画像が黄色成分のみを含む画素だけで画像が構成されている場合は問題がない。しかし、他の色を含む場合、単に黄色を加えることでは視覚的に目立たないような記録ができる保証はない。さらに、シアンのみやマゼンタのみなどの黄色成分を含まない場合には特定情報を付加できないという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、画像情報を出力した結果が視覚的に違和感を与えず、かつ画質劣化が生じないように、別の情報をその画像情報に埋め込む画像処理装置を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、別の情報が埋め込まれた画像情報から当該別の情報を容易に抽出することができる画像処理装置を提供することである。また、この際に視力限界以上の記録装置や読取装置を不要にする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明は、カラー画像とは別の情報を表すデータ信号を発生する手段と、カラー画像の色差及び彩度のいずれかを前記データ信号により変化させることにより前記カラー画像に前記別の情報を埋め込む画像処理手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置である。この色差及び彩度のいずれかの変化は、カラー画像の３原色成分の合計が処理により変わらないように行われる。
【００１０】
ここで、色差方向の変化は、例えば前記画像処理手段がカラー画像の３原色成分信号を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、第１の色差信号に対して前記別の情報を埋め込む手段とを具備することにより実現される。そして、前記第２の色差信号は赤−緑の色差信号、第１の色差信号は黄−青の色差信号であることが好ましい。
【００１１】
また、彩度方向の変化は、例えば前記画像処理手段が、カラー画像の３原色成分信号を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、第１及び第２の色差信号により表される彩度に対して前記別の情報を埋め込む手段とを具備することにより実現される。
【００１２】
また、前記画像処理手段はカラー画像の減法混色あるいは加法混色の３原色信号を前記データ信号に応じて変化させることにより前記カラー画像に前記別の情報を埋め込むものであってもよい。この埋め込みは、発生された前記デ−タ信号をカラ−画像の色差及び彩度のいずれかの変化量に変換する手段と、この変化量を前記カラ−画像に追加する手段とにより行うことも好ましい。
【００１３】
さらに、前記画像処理手段により処理され別の情報が埋め込まれた第２のカラー画像を記録媒体に記録する手段を具備してもよい。
【００１４】
また、好ましくは、前記画像処理手段はカラー画像に基づき輝度の高域成分を検出する手段と、検出された高域成分に応じて前記別の情報を埋め込む量を加減する手段とを具備する。
【００１５】
本発明の第２の発明は、第１のカラー画像の色差及び彩度のいずれかをこの第１のカラー画像とは別の情報を表すデータ信号により変化させることにより前記カラー画像に前記別の情報が埋め込まれた第２のカラー画像を入力する入力手段と、この入力手段により入力された前記第２のカラー画像から前記別の情報を抽出する抽出手段とを具備することを特徴とする画像処理装置である。
【００１６】
色差方向に変化させた場合は、前記抽出手段は、入力された前記第２のカラー画像を読み取る読取手段と、この読取手段により読み取られた前記第２のカラー画像を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、前記変換手段により変換された第１の色差信号から前記データ信号を分離させて取り出す分離手段とを具備するとよい。彩度方向に変化させた場合は、前記抽出手段は、入力された前記第２のカラー画像を読み取る読取手段と、この読取手段により読み取られた前記第２のカラー画像を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、前記変換手段により変換された第１及び第２の色差信号により表される彩度から前記データ信号を分離させて取り出す分離手段とを具備するとよい。
【００１７】
また、前記抽出手段は、入力された前記第２のカラー画像信号から重複した第２のカラー画像を検出する手段と、前記検出手段により検出された前記重複した第２のカラー画像に対して平均化を行う手段とを具備するとよい場合がある。また、前記抽出手段は、入力された前記第２のカラー画像に対して所定の周波数帯域のバンドパス処理をする手段を具備するとよい場合がある。
【００１８】
本発明の第３の発明は、カラー画像とは別の情報を表すデータ信号を発生する手段と、前記発生手段により発生されたデータ信号に応じた複数の周波数成分を有する縞模様を前記カラー画像に付加することにより前記カラー画像に前記別の情報を埋め込む画像処理手段とを具備することを特徴とする画像処理装置である。この色差及び彩度のいずれかの変化は、カラー画像の３原色成分の合計が処理により変わらないように行われる。
【００１９】
また、前記画像処理手段は、前記縞模様を構成する前記複数の周波数成分を平面上に配置する手段と、平面上に配置された複数の周波数成分に基づき前記縞模様を前記カラー画像に付加する手段とを具備することが好ましい。
【００２０】
ここで、前記配置手段は、前記平面上において配置される周波数成分が所定の点から距離が遠くなるに従って前記周波数成分の周波数を高くする手段を具備するとよい。また、前記配置手段は、前記複数の周波数成分と共に対応するダミーの周波数成分を前記平面上において配置する手段を具備するとよい。
【００２１】
前記配置手段は、前記複数の周波数成分のうちの一部を前記平面上において同心円状または同心楕円状に配置してもよいし、前記複数の周波数成分のうちの一部を前記平面上において格子状に配置してもよい。格子状に配置する場合は、前記複数の周波数成分のうちの一部に位相差を与えて配置する。
【００２２】
前記配置手段は前記平面上において前記複数の周波数成分のスタート位置を示すスタートビットを配置し、前記複数の周波数成分のうちの一部を非規則的に配置するのでもよい。また、前記複数の周波数成分のうち高周波数を有するものほど振幅を大きくして配置するのもよい。
【００２３】
また、前記付加手段により縞模様が付加される前のカラー画像に対して前記複数の周波数成分の周波数帯域に相当する帯域を除去するバンド除去フィルタがあってもよい。
【００２４】
また、第３の発明の画像処理手段は、例えばカラー画像の３原色成分信号を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、第１の色差信号に対して前記縞模様を付加することにより前記別の情報を埋め込む手段とを具備することにより、色差方向への変化を行う。そして、例えばカラー画像の３原色成分信号を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、第１及び第２の色差信号により表される彩度に対して前記別の情報を埋め込む手段とを具備することにより、彩度方向への変化を行う。
【００２５】
この第３の発明の画像処理手段により処理され別の情報が埋め込まれた第２のカラー画像を記録媒体に記録し、その後この記録媒体に記録された前記第２のカラー画像から前記別の情報を抽出するようにした画像処理装置においては、この抽出手段が前記第２のカラー画像をフーリエ変換する手段を具備することが好ましい。
【００２６】
色差方向の変化を読み取るためには、前記抽出手段が、入力された前記第２のカラー画像を読み取る読取手段と、この読取手段により読み取られた前記第２のカラー画像を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、前記変換手段により変換された第１の色差信号から前記データ信号を分離させて取り出す分離手段とを具備することが好ましい。彩度方向の変化を読み取るためには、前記抽出手段が、入力された前記第２のカラー画像を読み取る読取手段と、この読取手段により読み取られた前記第２のカラー画像を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、前記変換手段により変換された第１及び第２の色差信号により表される彩度から前記データ信号を分離させて取り出す分離手段とを具備することが好ましい。
【００２８】
本発明の第５の発明は、文字情報とは別の情報を表すデータ信号を発生する手段と、文字情報を画像として展開する際の配列間隔を前記データ信号により変化させることにより前記文字情報の画像に前記別の情報を埋め込む情報処理手段とを具備することを特徴とする画像処理装置である。
【００２９】
【作用】
一般に輝度情報に対して、色差や彩度情報は視力限界が低い。言い換えれば色差や彩度は細かく、微妙な変化に対しては輝度より鈍い特性がある。一方、カラー記録では各色の濃度（輝度を含む信号）情報で輝度の視力限界まで記録するプリンタが最も高画質となる。（なお、人間にとって視力限界以上の記録には目に見えなくなるため不要となる。）このように輝度の視力限界に近くまで記録した場合には色差や彩度情報は人間の目に見えない記録がなされている。本発明は、この見えない記録がなされている部分、すなわち高い周波数での色差や彩度成分に情報をコード化して重畳すれば見えないコード情報の記録が可能となることに着目してなされたもので、画質劣化を伴わない記録を可能としたものである。
【００３０】
すなわち本発明は、輝度情報以外の色差もしくは彩度方向に画像情報とは別の情報を埋め込む。またこの時、より画質劣化を少なくするために入力画素の色度及び変化率によって埋め込む情報の強度を可変にすることも効果的である。
【００３１】
また、このような画像処理により得られる画像を記録媒体に記録した後、記録された画像を読み取り、その読み取った信号の平均化やバンドパス処理を行って埋め込まれた別の情報を検出し、さらには色差や彩度情報に変換してこれを検出する。
【００３２】
つまり、一般的な画像情報は色差や彩度が視力限界以上での周波数帯にはほとんど存在しないため、色差や彩度情報に変換してバンドパス処理することで画像情報に埋め込まれた別の情報を極めて高精度に分離して読み取ることが可能になる。
【００３３】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の一実施例につき説明する。図１は本発明の第１実施例に係る画像処理装置のブロック図である。
【００３４】
入力端子等からなる入力系１０１にはカラー画像を記録／印刷する際の黄色、マゼンタ、シアンの濃度を表す色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが供給される。入力系１０１に入力された第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが第１変換回路１０２に供給される。
【００３５】
上記Ｙ，Ｍ，Ｃの濃度を表す色信号は、本装置をプリンタとして用いる場合にはＹ，Ｍ，Ｃのインク量信号となる。第１変換回路１０２は供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃに基づいて第１の変換処理を行い、これらから輝度信号Ｉ、及び２つの色差信号Ｃ１，Ｃ２を生成する。輝度信号Ｉは第２変換回路１０６に直接に供給される。２種類の色差信号Ｃ１，Ｃ２のうち、色差信号Ｃ１は第２変換回路１０６に直接に供給され、色差信号Ｃ２は加算器１０５を介して第２変換回路１０６に供給される。
【００３６】
一方、本実施例はコード発生器１０３も有する。コード発生器１０３はカラー画像に埋め込むべき画像情報とは別の情報（以下、特定情報と称する）を保持し、情報を圧縮、暗号化等してコードとして発生し、パターン発生回路１０４に供給する。パターン発生回路１０４はこのコードに基づいてコードを構成する各ビットデータの“０”，“１”に応じた図２（ａ）に示すような矩形波からなるパターン信号を加算器１０５に供給する。このパターン信号が複数ラインにわたって繰り返し発生されると、図２（ｂ）に示すような縞模様のパターンが発生される。なお、パターン信号の幅が１走査線の長さ以下の場合には、同一パターン信号が主走査方向に繰り返し発生されてもよい。
【００３７】
加算器１０５は第１変換回路１０２からの色差信号Ｃ２に、パターン発生回路１０４からのパターン信号を加算する。加算結果としての信号ＣＣ２が、第２変換回路１０６に供給される。第２変換回路１０６は第１変換回路１０２からの輝度信号Ｉ，色差信号Ｃ１，および加算器１０５からの信号ＣＣ２に基づいて、第１の変換処理の逆変換である第２の変換処理を行い、これらの信号から特定の情報が埋め込まれたカラー画像を記録／印刷する際の黄色、マゼンタ、シアンの濃度を表す第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を生成する。第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’は誤差拡散処理回路１０７に供給される。誤差拡散処理回路１０７は供給される第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を誤差拡散処理し、誤差拡散パターンを発生する。発生した誤差拡散パターンは出力系１０８に供給される。出力系１０８は例えばプリンタ、カラーコピー、ファクシミリであり、供給される誤差拡散パターンに応じてカラー画像（ここでは、加算器１０５により特定情報のパターンが埋め込まれている）を出力する。なお、誤差拡散処理回路１０７は必ずしも設ける必要はない。この場合は、第２変換回路１０６から出力された第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’が出力系１０８に直接供給され、出力系１０８は第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’に基づいてカラー画像を出力する。
【００３８】
次に、第１実施例の動作を説明する。
【００３９】
カラー画像を印刷する際のインク量に相当する第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが入力系１０１より第１変換回路１０２に供給される。第１の色信号の値は、カラー画像が白の場合はＹ＝Ｍ＝Ｃ＝０、黒の場合はＹ＝Ｍ＝Ｃ＝１となるように決定される。入力系１０１から供給される第１の色信号は第１変換回路１０２により輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に変換される。第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃから輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２への変換は次式に従って行われる。
【００４０】
Ｉ ＝１−（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ）／３ …（１）
Ｃ１＝Ｍ−Ｃ …（２）
Ｃ２＝Ｙ−Ｍ …（３）
ここで、Ｉは輝度に相当する量を表しており、Ｃ１はシアンから赤方向に相当する色差を表し、Ｃ２は青から黄方向に相当する色差を表す。尚、Ｃ１，Ｃ２座標系にベタ６色を配置すると図２１のようになり、この図から黄−青方向を表すには（Ｙ−Ｍ）を赤−シアン方向を表すには（Ｍ−Ｃ）を用いればよいことが分かる。
【００４１】
こうして、生成された輝度信号Ｉおよび色差信号Ｃ１は第２変換回路１０６に供給されるとともに、色差信号Ｃ２は加算器１０５に供給される。
【００４２】
一方、画像情報に埋め込まれるべき特定情報は、プリントを行う日付、時刻、出力系１０８を構成するプリンタのメーカ名、型名、及び機体番号等の出力系１０８の詳細に関する情報であるとする。このように印刷物がどの機械により印刷されたか示す情報を印刷物に忍び込ませることより、印刷物が偽造された場合、偽造者を発見することができ、その結果、偽造防止の効果があがる。コード発生器１０３はプリントを行う日付と時刻を生成するためのクロック発生器を内蔵しており、また、予めメーカー名、型名、及び機体番号がセットされたメモリを具備している。特定情報はコード発生器１０３によりコードの形で発生される。
【００４３】
特定情報は例えば上位ビットから順に１７ｂｉｔを日付（十進数により６桁で表示する）、１１ｂｉｔを時刻、１０ｂｉｔをメーカー名、３４ｂｉｔを型名および機体番号に割り付けて構成され、全体で７２ｂｉｔ（９Ｂｙｔｅ相当）のデータを有するものとする。コード発生器１０３はデータを圧縮／暗号化することにより特定情報のデータを９Ｂｙｔｅ以下のコードデータに変換する。
【００４４】
パターン発生回路１０４は、上記コードに基づき、例えば図２（ａ）に示すような単純なＯＮとＯＦＦで構成される矩形波からなるパターン信号を加算器１０５に供給する。
【００４５】
加算器１０５は第１変換回路１０２からの青から黄方向の色差信号Ｃ２に、このパターン信号を重畳する。パターン信号は複数の走査線にわたって発生される。これにより、図２（ｂ）に示すようにＹ−Ｍ色差に関して縞模様のパターンがカラー画像に重畳される。パターン信号は振幅の中間レベルが色差信号の０レベルとなるように重畳される。このため、図２（ａ）の振幅を±α／２とすると、パターン信号が重畳された色差信号ＣＣ２は次式で表される。
【００４６】
ＣＣ２＝Ｃ２±α／２ …（４）
符号の＋はコードのビットが“１”の場合、−は“０”の場合である。
【００４７】
なお、図２（ｂ）に示すパターンはカラー画像に重畳された場合、視覚的に違和感を与えるようなものであってはならない。従って、振幅αやパターンの周期τ（図２（ａ）参照）の設定については、人間の視覚限界を考慮に入れて検討することが必要である。この場合、パターンはその振幅が小さいほど、またその周期が短いほど、人の目には目立たないものとなる。
【００４８】
図３は３００ｄｐｉの高い周波数での印字が可能なプリンタを用いて出力したサンプルを被験者に観察してもらい、輝度方向、色差（青−黄）方向、及び彩度方向に階調変化を与えた場合における人間の階調識別能の調査結果をそれぞれ表したグラフである。このグラフでは、周波数が横軸に取られ、階調識別能が縦軸に取られる。このグラフから明らかなように、人間の階調識別能は輝度方向の変化よりも色差（青−黄）方向の変化の方に関してはかなり低い。さらに、色差（青−黄）方向の変化よりも彩度方向の変化の方に関してかなり低い。
【００４９】
さらに、図３から明らかなように、周波数が２ｃｙｃｌｅ／ｍｍを越えたあたりから、いずれの場合も視覚的に急激に感度が低くなっている。すなわち、上記パターンの周波数を２ｃｙｃｌｅ／ｍｍを越える高周波数とすれば、視覚的に識別可能な階調数は輝度方向では６０階調程度、色差方向や彩度方向に至っては２０階調以下になる。このため、上記振幅αをかなり大きくしても人の目に違和感を与える恐れがない。また、上記パターンの振幅は大きいほど、ノイズに埋もれてしまう可能性が少ない。従って、ＳＮ比の高いセンサを使用しなくても、パターンを容易に抽出することができる。また、埋め込まれるパターンの周波数を３ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上にすれば、より一層視覚的に識別できないものとすることができる。この場合、３ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上の周波数が再現可能なプリンタ、すなわち解像度が６ｄｏｔ／ｍｍ（＝１５０ｄｐｉ）以上の画点の再現が可能なプリンタであれば十分である。特に、高精度のプリンタでなくても良い。すなわち、通常のカラー画像の再現が可能であればそれ以上の高精細記録は特に必要としない。
【００５０】
上記加算器１０５によって生成された信号ＣＣ２は第２変換回路１０６に供給される。次に、輝度信号Ｉ，色差信号Ｃ１，および信号ＣＣ２は第２変換回路１０６によって、第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’へ変換される。ここで、第２の色信号への変換は下式に従って行われる。
【００５１】
Ｙ’＝１−Ｉ＋（Ｃ１＋２ＣＣ２）／３ …（５）
Ｍ’＝１−Ｉ＋（Ｃ１−ＣＣ２）／３ …（６）
Ｃ’＝１−Ｉ−（２Ｃ１＋ＣＣ２）／３ …（７）
このようにして、第２変換回路１０６により、特定情報が埋め込まれたカラー画像を表す色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’が得られる。
【００５２】
なお、（５）〜（７）式に（１）〜（４）式のＩ，Ｃ１，Ｃ２，ＣＣ２を代入すると、次の関係が得られる。
【００５３】
Ｙ＋Ｍ＋Ｃ＝Ｙ’＋Ｍ’＋Ｃ’ …（８）
（８）式は、本発明では、特定情報を埋め込む前と、埋め込んだ後の色信号の合計、すなわち、インキ量の総和は変わらないことを示す。
【００５４】
出力系１０８として表現できる階調数の限られたプリンタを用いる場合は、多値の誤差拡散法を用いて疑似階調表現を行う必要がある。このため、特定情報に相当するパターンを画像情報に埋め込み、第２の変換回路１０６により印刷のための色信号を求めた後、誤差拡散処理回路１０７によって誤差拡散パターンが発生される。こうして誤差拡散法を利用した階調表現を行うと、埋め込まれた特定情報は視覚的により一層識別できないものとなる。
【００５５】
出力系１０８において、このようにして発生された特定情報に相当するパターンが画像情報に埋め込まれて出力（印字）される。
【００５６】
次に、上記手順で出力された特定情報の読み取り処理について説明する。
【００５７】
本画像処理装置の読み取り部には、上記埋め込み処理部の処理によって印字された画像から特定情報を抽出するためのスキャナ（図示せず）が設けられる。このスキャナはＲＧＢ（Ｂｌｕｅ，Ｇｒｅｅｎ，Ｙｅｌｌｏｗ）色分解系フィルタを搭載している。
【００５８】
まず、埋め込まれている特定情報パターンを画像パターンから安定して分離し、確実に特定情報を抽出するために、複数の走査線にわたって読み取った画像情報の平均をとる。ここでは、１２８ラインを読み取って平均化し、１ライン分の画素データを得る。このようにすることで、画像に現れている複雑なパターンは主走査方向では平均化されず、副走査毎に同一内容の画像が平均化されるため、高度のＳ／Ｎ比で特定情報が検出される。しかし、この場合、原稿４０１（図４）を読み取る走査方向を記録時の走査方向と全く一致させることはまず不可能で、大抵の場合は斜めになってしまうことが多い。記録時と読み取り時とで走査線の方向が少しでもずれてしまうと、上記した平均化の効果が反映されない。そこで図４に示すように、原稿４０１よりも一回り大きいサイズの補助シート４０２の上に原稿４０１を重ねて読み取りを行う。反射型のスキャナの場合、原稿台上に原稿４０１を載せてから、補助シート４０２を重ねる。原稿４０１が白地の場合には補助シート４０２を黒とし、原稿４０１が黒地の場合には補助シート４０２を白とする。補助シート４０２は主走査方向において、必ず原稿よりも先に読み取られるように配置される。これにより、走査の際、原稿４０１の端の部分が黒と白との違いにより識別される。従って、走査するたびごとに原稿の端の位置が識別され、平均化処理の効果を高めることができる。
【００５９】
次に、図５のフローチャートを参照して上記手順で埋め込まれた特定情報の読み取り処理を説明する。
【００６０】
はじめに主走査方向の画素サンプル数ＷＩＤＴＨ、および副走査方向のライン数ＨＩＧＨＴをセットする（ステップＡ０１）。このとき、主走査方向のサンプル数ＷＩＤＴＨは主走査方法の読み取り範囲が原稿の幅よりも小さくなるようにする。また、例えばライン数ＨＩＧＨＴ＝１２８が設定される。主走査方向のカウント数をｎ、副走査方向のカウント数をｍとする。まず、ｍを“０”にセットし（ステップＡ０２）、ｎを“０”にセットする（ステップＡ０３）。後述するｎ番目の画素の画素値の合計Ｄｎを“０”にする（ステップＡ０４）。ｎが“ＷＩＤＴＨ−１”に等しいかを判別する（ステップＡ０５）。ＮＯならば、現在のｎに“１”を加算して（ステップＡ０６）、ステップＡ０４を繰り返す。ＹＥＳならば、ステップＡ０７へ進む。
【００６１】
ステップＡ０７で、１画素分のＲＧＢ信号を取り込み、ステップＡ０８でＲ，Ｇ，Ｂの和を３で割ってＲＧＢ信号の平均値を求め、ｎ＝０（すなわち、０番目）の画素の明るさデータＩ０を求める。次に、ｎを“１”にセットする（ステップＡ０９）。上記と同様に、１画素分のＲＧＢ信号を取り込み（ステップＡ１０）、Ｒ，Ｇ，Ｂの和を３で割ってＲＧＢ信号の平均値を求め、ｎ番目の画素の明るさデータＩｎを求める（ステップＡ１１）。
【００６２】
次に、ｎ番目の画素の明るさデータＩｎとｎ−１番目の画素の明るさデータＩｎ−１との差ΔＩｎを求める（ステップＡ１２）。このΔＩｎが予め設定された閾値“ＴＨ”よりも大きいか否かを判別する（ステップＡ１３）。ＮＯならば、現在のｎに“１”を加算して（ステップＡ１４）、ステップＡ１０〜Ａ１２を繰り返す。ＹＥＳならば、ステップＡ１５へ進む。ここで、差ΔＩｎ＝Ｉｎ−Ｉｎ−１を微分値と考えたとき、この微分値が大きく変化するような、すなわちΔＩｎが閾値ＴＨより大きな値をとるような点にあるｎ番目の画素が、原稿の左端と判定でき、これを実際に平均化に使用するための対象とする。なお、ΔＩｎが閾値ＴＨより大きな値をとるようになるまでは、スタートの対象は１番目の画素とされている。
【００６３】
ステップＡ１５で、スタートの対象である画素のＲＧＢ信号を取り込む。次に、ＧとＢとの色差ＤＤｉ（ｉ＝１〜ｎ）（Ｇ−Ｂ方向の色差成分）を求める（ステップＡ１６）。求められた色差ＤＤを各画素毎に合計Ｄｎ（最初はＤｎ＝０）に加算する。これにより、合計Ｄｎが更新される（ステップＡ１７）。ｎが“ＷＩＤＴＨ”に等しいか否かを判別する（ステップＡ１８）。ＮＯならば、現在のｎに“１”を加算して（ステップＡ１９）、ステップＡ１５〜Ａ１７を繰り返す。ＹＥＳならば、ステップＡ２０に進む。ステップＡ２０でｍが“ＨＩＧＨＴ−１”に等しいか否かを判別する。ＮＯならば、現在のｍに“１”を加算して（ステップＡ２１）、ステップＡ０３〜Ａ１９を繰り返す。ＹＥＳならば、ステップＡ２２に進む。これにより、各ラインにおけるｎ番目の画素に係る色差ＤＤの合計が求められる。
【００６４】
ステップＡ２２で現在のｎを“０”に設定する。現在の合計Ｄｎをライン数“ＨＩＧＨＴ”で割って平均を求め、この平均をＤｎとする（ステップＡ２３）。ｎが“ＷＩＤＴＨ−１”に等しいか否かを判別する（ステップＡ２４）。ＮＯならば、現在のｎに“１”を加算して（ステップＡ２５）、ステップＡ２３を繰り返す。ＹＥＳならば終了する。
【００６５】
このようにして、画素ごとの色差の平均が求められる。
【００６６】
この後、特定情報のパターンの周波数成分を抽出するため、求められた色差の平均（平均値データ）をバンドパスフィルタによりフィルタリングさせる。画像情報は平均化するとＤＣ成分を中心とした周波数成分となり、特定情報のパターンは高周波成分となるので、バンドパスフィルタによりＤＣ成分すなわち平均化された画像情報を除去することにより、埋め込まれていた特定情報のみを抽出することができる。また、追加する周波数を抽出できるならば、ＤＣ成分除去のためにハイパスフィルタを用いることも可能である。
【００６７】
なお、スキャナの解像度としては、上記印字された原稿を１画点単位で読み取ることができるものであれば十分である。従って、通常の画像を再現できるスキャナであれば、上記手順で容易に特定情報を抽出することができる。
【００６８】
次に、本発明の第１実施例を写真入りのＩＤカードなどに応用する場合の埋め込み場所の例を示す。特定情報をＩＤカードに埋め込む場合、例えば図２０（ａ）に示すように、埋め込まれた特定情報の一部が写真にかかることが望ましい。これは、第３者が写真の貼り替えをしＩＤカードを偽造した場合、これを発見できるようにするためである。なお、特定情報を埋め込む範囲としては、図２０（ａ）に示すもの以外にも、図２０（ｂ）〜２０（ｄ）に示すようなバリエーションが挙げられる。
【００６９】
上記ＩＤカードなどへの埋め込み場所の限定は第１実施例に限らず、後述する第２実施例〜第５実施例においても適用可能である。
【００７０】
埋め込まれる特定情報は、最大で２０桁（例えば身分証明書類を含めて最も桁数が多い一般のクレッジットカードの番号が１６桁、暗唱番号が４桁）、すなわち約６５ｂｉｔのデータ容量が必要であるが、本例のように７２ｂｉｔあれば十分対応できる容量である。さらにパターンの埋め込み位置などを特定情報の一部に含めれば、より多くの特定情報を記録させることができる。
【００７１】
以上説明したように、本発明の第１実施例によれば、視覚的に違和感を与えずに、より小さな面積により多くの特定情報を埋め込むことができる。また、その特定情報を容易に抽出することができる。
【００７２】
なお、第１実施例において、第１、第２変換回路を用いずに、色信号に直に特定情報を埋め込んでもよい。すなわち、（５）〜（７）式のＩ，Ｃ１，Ｃ２，ＣＣ２に（１）〜（４）式を代入することにより、次の関係が得られるので、これを満足するように第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃから第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を求めてもよい。
【００７３】
Ｙ’＝Ｙ＋α／３ …（９）
Ｍ’＝Ｍ−α／６ …（１０）
Ｃ’＝Ｃ−α／６ …（１１）
（９）〜（１１）式の＋，−，−は、−，＋，＋となる場合をも表現するものとする（デ−タが“１”なら−で、“０”ならば＋である）。
【００７４】
この直接色信号に情報を追加する場合の装置の構成を図２２に示す。まず、第１実施例と同様にコ−ド発生器２２０２から特定情報が発生し、パタ−ン発生回路２２０３にて矩形パタ−ンを生成する。この時色差方向に与える振幅値を±α／２とする。これを信号変換回路２２０４に入力して、カラ−信号に直接重畳できる形に変換する。例えば色差方向に変調をかけて追加したい場合のＹ，Ｍ，Ｃに与える変動量をＤＹ，ＤＭ，ＤＣとするとそれぞれ次の式で表すことができる。
【００７５】
ＤＹ＝＋（−）α／３
ＤＭ＝−（＋）α／６
ＤＣ＝−（＋）α／３
以上の式によって求めた値を加算器２２０５に供給し、追加情報を含む色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を得る。以上の２２０２〜２２０５の工程を行うコ−ド発生・追加部２２０７を外付けのＲＯＭやボ−ドに纏めて、一般のプリンタや複写機に差し込むことにより、一般のプリンタ等に本発明の機能を持たせることも可能である。
【００７６】
また、読み取りの際に１２８ラインの平均をとるので、１２８ライン毎に異なるパターンを埋め込むこともできる。
【００７７】
以下、本発明の他の実施例を説明する。他の実施例において、同一部分は同一参照数字を付して詳細な説明は省略する。
【００７８】
第１実施例では、特定情報を埋め込む際、色差方向に階調変化が与えられた。図３に示したように、彩度方向に階調変化を与えて特定情報を埋め込むメリットは人間の視覚感度は輝度方向の階調変化よりも色差（青−黄）方向の階調変化に対しては低いので、違和感を与えることなく、特定情報を埋め込むことができることであったが、色差方向の階調変化よりも彩度方向の階調変化に対してはさらに感度が低いことがわかっている。そのため、次に、色差方向ではなく、彩度方向に階調変化を与えて特定情報を埋め込む第２実施例を説明する。
【００７９】
図６は本発明の第２実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図である。
【００８０】
図６に示すように、本埋め込み処理部には入力系６０１が設けられる。入力系６０１からは、カラー画像に相当する第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが第１変換回路６０２に供給される。第１変換回路６０２は入力系６０１から供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃに基づいて、変換を行い、輝度信号Ｉおよび２つの色差信号Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ生成する。なお、ここまでの構成は、第１実施例の場合と同じである。輝度信号Ｉは第２変換回路６０７及びパターン発生回路６０６に供給される。また、色差信号Ｃ１は第１加算器６０３及びパターン発生回路６０６に供給される。色差信号Ｃ２は第２加算器６０４及びパターン発生回路６０６に供給される。
【００８１】
また、本埋め込み部には、第１実施例の場合と同様に、コード発生器６０５が設けられる。コード発生器６０５はカラー画像に埋め込むべき特定情報を保管し、その特定情報をコードの形で発生し、パターン発生回路６０６に供給する。パターン発生回路１０４はコード発生器１０３から供給されてきたコード及び第１変換回路６０２から供給されてきた輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に基づいて矩形波状の２つのパターン信号を発生し、第１加算器６０３及び第２加算器６０４にそれぞれ供給する。なお、パターン信号を発生する過程において、画像の彩度が算出される。
【００８２】
第１加算器６０３は第１変換回路６０２からの色差信号Ｃ１に、パターン発生回路６０６からのパターン信号を加算（または、減算）する。加算結果としての信号ＣＣ１が、第２変換回路６０７に供給される。また、第２加算器６０４は第１変換回路６０２からの色差信号Ｃ２に、パターン発生回路６０６からのパターン信号を加算（または、減算）する。加算結果としての信号ＣＣ２が、第２変換回路６０７に供給される。第２変換回路６０７は第１変換回路６０２からの輝度信号Ｉ，加算器６０３からの信号ＣＣ１及び加算器６０４からの信号ＣＣ２に基づいて、変換を行い、第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を生成する。第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’は誤差拡散処理回路６０８に供給される。誤差拡散処理回路６０８は供給される第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を誤差拡散処理し、誤差拡散パターンを発生する。発生した誤差拡散パターンは出力系６０９に供給される。出力系６０９は例えばプリンタであり、供給される誤差拡散パターンに応じて画像を出力する。なお、上記誤差拡散処理回路６０８を用いずにシステム構成することも可能である。この場合は、第２変換回路６０７から第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’が出力系６０９に直接供給される。そして出力系６０９は第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’に相当する画像を出力する。
【００８３】
次に、第２実施例の動作を説明する。
【００８４】
まず、第１実施例の場合と同様に、カラー画像に相当する第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが、入力系６０１より第１変換回路６０２に供給される。第１変換回路６０２においては、上記入力系６０１から供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが、第１実施例で説明した（１）〜（３）式に従って、輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に変換される。上記第１変換回路６０２からは、輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２がパターン発生回路６０６に供給される。
【００８５】
一方、コード発生器６０５において、特定情報がコードの形で発生され、パターン発生回路６０６に供給される。次に、パターン発生回路６０６において、上記コードに基づき、２つの色差方向に関するパターン信号が発生される。発生したパターン信号は第１加算器６０３において色さ信号Ｃ１に、第２加算器６０４において色差信号Ｃ２にそれぞれ加算される。この場合、パターン発生回路６０６において、色差信号Ｃ１及びＣ２から、色差信号Ｃ１、Ｃ２がなすベクトルと同じ成分をもつ一定量の特定情報を埋め込む。すなわち、埋め込む特定情報の量（振幅）を±α／２とすると、色差信号Ｃ１，Ｃ２にパターン信号を加算した後の信号ＣＣ１、ＣＣ２はそれぞれ次式に表す通りである。
【００８６】
ＣＣ１＝Ｃ１±α・Ｃ１／（２Ｃｃ） …（１２）
ＣＣ２＝Ｃ２±α・Ｃ２／（２Ｃｃ） …（１３）
ここでＣｃは入力画像の彩度を表す。Ｃｃは次式によって求める。
【００８７】
Ｃｃ＝ＳＱＲＴ｛（Ｃ１）２ ＋（Ｃ２）２ ｝ …（１４）
この後、出力系に供給するための色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を求める手順は第１実施例と同様である。
【００８８】
なお、入力されたカラー画像がべた一色のモノクロ的な画像である場合、色差信号Ｃ１、Ｃ２は共に０であるため、彩度Ｃｃも０となり、画面内のほとんど画点について色差方向を定めることができない。このため、上記特定情報を埋め込むことが困難になる。そこで、このように色差信号Ｃ１、Ｃ２が共にある一定の範囲内の値にとどまり、入力画像がモノクロ的画像であると見做された場合は、Ｙ−Ｍの色差方向に対して特定情報を埋め込むように処理を切り替える。すなわち、画面内における彩度Ｃｃの分布を求め、その分布の及ぶ範囲が予め設定した値に収まるならば、色差信号Ｃ１は変化させず、色差信号Ｃ２のみを変化させる。すなわち、色差信号Ｃ２にパターン信号を加算した後の信号ＣＣ２は次式に表す通りである。
【００８９】
ＣＣ２＝Ｃ２±α／２ …（１５）
これは、第１実施例の処理と同じである。
【００９０】
もしくは、そこでこのようにＣ１、Ｃ２が共にある一定の範囲内の値にとどまり、入力画像がモノクロ的画像であると見なされた場合は特定情報の埋め込みを行わないようにすることも可能である。
【００９１】
また、無彩色近傍では人の目にとって敏感に感じることがある。このため、特に無彩色近傍においては特定情報の埋め込みを行わないようにすれば、人の目で識別されにくくできる。
【００９２】
埋め込む特定情報の振幅や周期の設定については、人間の視覚限界を考慮に入れて検討することが必要である。この場合、現れるパターンはその振幅が小さいほど、またその周期が短いほど、人の目には目立たないものとなる。
【００９３】
さらに、第１実施例においても説明した図３から明らかなように、周期を短くしておけば、振幅をかなり大きくしても人の目で識別される恐れがない。また、上記パターンの振幅そのものが大きいので、ノイズに埋もれてしまう可能性が少ない。従って、ＳＮ比の高いセンサを使用しなくても、パターンを容易に抽出することができる。
【００９４】
上記加算器６０３によって生成された信号ＣＣ１は第２変換回路６０７に供給される。また、加算器６０４によって生成された信号ＣＣ２は第２変換回路６０４に供給される。次に、輝度信号Ｉ，色差信号Ｃ１，及び信号ＣＣ２は第２変換回路６０７によって、第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’へ変換される。この場合の変換は第１実施例でも説明した（５）〜（７）式に従って行われる。但し、（５）〜（７）式中のＣ１をＣＣ１に代えて考える。
【００９５】
こうして、特定情報が画像情報に埋め込まれた後の画像が得られる。
【００９６】
上記求めた第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’は誤差拡散処理回路６０８に供給される。誤差拡散処理回路６０８においては、誤差拡散パターンが生成される。
【００９７】
出力系６０９においては、図２（ｂ）に示すように、主走査方向に向かって、特定情報に相当する９バイトのデータが繰り返して埋め込まれ、副走査方向に向かって、全く同一のパターンが繰り返して埋め込まれる。このようにして特定情報は画像情報に埋め込まれて印字されることになる。
【００９８】
ここで、さらに多くの特定情報の埋め込みができる技術を説明する。この技術においては、入力画像の色度に応じて埋め込む特定情報の量を変化させるように制御する。
【００９９】
図７は同一周期のパターンに対する色度別の感度を被験者を用いて調査した結果の分布を表した概略図である。図７において、横軸に色差がとられ、縦軸に輝度がとられる。また、塗り漬した色の薄い領域ほど感度が高いことを表している。同図から色差が低く、中間的な輝度を持つ色の部分に対してパターンを埋め込むと、同パターンが人の目でかなり識別されやすいことがわかる。従って、特に、塗り漬しのない核に相当する感度の高い色度領域内の色に対しては、パターンの埋め込みをしないか、もしくは振幅を小さく押さえ、感度が低くなるに従って埋め込むパターンの振幅を大きくするように制御する必要がある。
【０１００】
これに対処するためには、図６のブロック図において、パターン発生器６０６の内部にパターン信号の付加量を決定づける振幅係数を記憶するメモリ（図示せず）を設ける。パターン発生器６０６は第１変換回路６０２から供給されてくる輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に応じて、適当な振幅係数を上記メモリから取り出す。この場合、例えばＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ ）が参照される。そして、パターン発生器６０６は取り出したメモリの振幅係数に従って、色差信号Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ付加すべきパターン信号の振幅を変化させる。すなわち、無彩色近傍などの感度の高い領域ではパターン信号の付加をしないか、もしくはその振幅を小さく抑えるように、パターン発生器６０６にパターン信号を発生させる。これにより、発生したパターン信号はそれぞれ加算器６０３，６０４において色差信号Ｃ１，Ｃ２に付加される。振幅係数をβとすると、色差信号ＣＣ１，ＣＣ２は次のように表される。
【０１０１】
ＣＣ１＝Ｃ１±α・β・Ｃ１／（２Ｃｃ） …（１６）
ＣＣ２＝Ｃ２±α・β・Ｃ２／（２Ｃｃ） …（１７）
このようにして、視覚的に一層識別されにくくなり、より多くの特定情報の埋め込みが可能となる。
【０１０２】
次に、上記手順で出力された特定情報の読み取り処理について説明する。
【０１０３】
本システムの読み取り部には、上記埋め込み処理部の処理によって印字された画像から特定情報を読み取るためのスキャナ（図示せず）がう設けられる。スキャナはＲＧＢ（Ｂｌｕｅ，Ｇｒｅｅｎ， Ｙｅｌｌｏｗ）色分解系フィルタを搭載している。
【０１０４】
特定情報の読み取りの手順は第１実施例の場合と同様である。ただし、第１実施例における説明の中で、一部異なる箇所がある。図５を参照すると、第１実施例ではステップＡ１６において、ＧとＢとの色差ＤＤ（Ｇ−Ｂ方向の色差成分）を求める。一方、第２実施例ではステップＡ１６において、ＳＱＲＴ｛（Ｇ−Ｂ）２ ＋（Ｒ−Ｇ）２ ｝を計算して彩度ＤＤを求める。
【０１０５】
また、第１実施例ではステップＡ１７において、色差ＤＤが合計Ｄｎに加算される。一方、第２実施例ではステップＡ１７において、彩度ＤＤが合計Ｄｎに加算される。上記以外の手順は第１実施例の場合と同様である。これにより、画素ごとの彩度の平均が求められる。
【０１０６】
この後、パターンの周波数成分を抽出するため、求められた色差の平均（平均値データ）をバンドパスフィルタによりフィルタリングさせる。これにより、ＤＣ成分すなわち平均化された基の画像情報が除去され、埋め込まれていた特定情報のみを抽出することができる。
【０１０７】
なお、スキャナの解像度としては、上記印字された原稿を１画点単位で読み取ることができるものであれば十分である。したがって、通常の画像を再現できるスキャナがあれば、上記手順で容易に特定情報を抽出することができる。
【０１０８】
以上説明したように、本第２実施例によれば、第１実施例の場合に比べて、視覚的により一層識別しにくくし、より多くの特定情報を埋め込むことができる。また特定情報を容易に抽出することができる。
【０１０９】
なお、第２実施例において、第１、第２変換回路を用いずに、色信号に直に特定情報を埋め込んでもよい。すなわち、（５）〜（７）式及び（１）〜（４）式から次の関係を得られるので、これを満足するように第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃから第２の信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を求めてもよい。但し、この場合、（５）〜（７）式におけるＣ１をＣＣ１に代えて計算する。
Ｙ’＝Ｙ±α（２Ｙ−Ｍ−Ｃ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｍ−Ｃ）２ ＋（Ｙ−Ｍ）２ ｝）…（１８）
Ｍ’＝Ｍ±α（２Ｍ−Ｃ−Ｙ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｍ−Ｃ）２ ＋（Ｙ−Ｍ）２ ｝）…（１９）
Ｃ’＝Ｃ±α（２Ｃ−Ｙ−Ｍ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｍ−Ｃ）２ ＋（Ｙ−Ｍ）２ ｝）…（２０）
これを前述した図２２の構成図を用いて説明すると、信号変換回路２２０４で次式のように各変動量を求めることになる。
ＤＹ＝±α（２Ｙ−Ｍ−Ｃ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｍ−Ｃ）２ ＋（Ｙ−Ｍ）２ ｝）
ＤＭ＝±α（２Ｍ−Ｃ−Ｙ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｍ−Ｃ）２ ＋（Ｙ−Ｍ）２ ｝）
ＤＣ＝±α（２Ｃ−Ｙ−Ｍ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｍ−Ｃ）２ ＋（Ｙ−Ｍ）２ ｝）
次に第３実施例を説明する。
【０１１０】
一般に、画像の中の濃度変化が平坦な部分においては、微々たる変化を与えただけでその部分が目立つが、濃度変化が激しい部分では、多少の変化を与えても視覚的に目立たない性質がある。本実施例では、このような特性が利用される。すなわち、濃度変化が大きい部分には特定情報の埋め込みを強くし、平坦な部分では特定情報の埋め込みを弱くする。
【０１１１】
図８は本発明の第３実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図である。
【０１１２】
図８に示すように、本埋め込み処理部には入力系８０１が設けられる。入力系８０１からはカラー画像に相当する第１の色信号Ｙ，Ｃ，Ｋ（ブラック）が第１変換回路８０２に供給される。第１変換回路８０２は入力系８０１から供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに基づいて、変換を行い、輝度信号Ｉおよび２つの色差信号Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ生成する。輝度信号Ｉは第２変換回路８０９，高域抽出回路８０７，及びパターン発生回路８０６に供給される。また、色差信号Ｃ１は第１加算器８０３及びパターン発生回路８０６に供給される。色差信号Ｃ２は第２加算器８０４及びパターン発生回路８０６に供給される。
【０１１３】
また、本埋め込み処理部にはコード発生部８０５が設けられる。コード発生器８０５はカラー画像に埋め込むべき特定情報を保管し、その特定情報をコードの形で発生し、パターン発生回路８０６に供給する。パターン発生回路８０６はコード発生器１０３から供給されてきたコード及び第１変換回路８０２から供給されてきた輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に基づいて図２（ａ）に示すような矩形波状のパターン信号を発生し、かけ算器８０８ａ、８０８ｂに供給する。そして、高域抽出回路８０５は第１変換回路８０２から供給される輝度信号Ｉに応じて、良く知られた高域成分抽出処理を行い、高域成分の強さに従ってパターン信号の振幅を決定づける係数ｋをＬＵＴ等を用いて求め、かけ算器８０８ａ、８０８ｂに供給する。かけ算器８０８ａ、８０８ｂはパターン発生回路８０６からのパターン信号（ｓ）と高域抽出回路８０７からの係数ｋとを掛け合わせ、その出力を第１加算機８０３及び第２加算機８０４にそれぞれ供給する。
【０１１４】
第１加算器８０３は第１変換回路８０２からの色差信号Ｃ１に、かけ算器８０８ａからの信号を加算（又は、減算）する。加算結果としての信号ＣＣ１が、第２変換回路８０９に供給される。また、第２加算器８０４は第１変換回路８０２からの色差信号Ｃ２に、かけ算器８０８ｂからの信号を加算（又は、減算）する。加算結果としての信号ＣＣ２が、第２変換回路８０９に供給される。第２変換回路８０９は第１変換回路８０２からの輝度信号Ｉ，加算器８０３からの信号ＣＣ１及び加算器８０４からの信号ＣＣ２に基づいて、変換を行い、第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’を生成する。第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’は誤差拡散処理回路８１０に供給される。誤差拡散処理回路８１０は供給される第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’を誤差拡散処理し、誤差拡散パターンを発生する。発生した誤差拡散パターンは出力系８１１に供給される。出力計８１１は例えばプリンタであり、供給される誤差拡散パターンに応じて画像を出力する。
【０１１５】
次に、第３実施例の動作を説明する。
【０１１６】
まず、カラー画像に相当する第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、入力系８０１より第１変換回路８０２に供給される。第１変換回路８０２においては上記入力系８０１から供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に変換される。上記第１変換回路８０２からは輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２がパターン発生回路８０６に供給される。
【０１１７】
本実施例における（１）〜（３）式に対応する変換式は、
Ｉ＝１−（（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ）／３＋Ｋ）
Ｃ１＝Ｍ−Ｃ
Ｃ２＝Ｙ−Ｍ
となり、（５）〜（７）式に対応する変換式は、
Ｙ’＝１−（Ｉ＋Ｋ）＋（ＣＣ１＋２ＣＣ２）／３
Ｍ’＝１−（Ｉ＋Ｋ）＋（ＣＣ１−ＣＣ２）／３
Ｃ’＝１−（Ｉ＋Ｋ）−（２ＣＣ１＋ＣＣ２）／３
Ｋ’＝Ｋ
となる。つまり、スミ量Ｋは輝度信号に影響するが、色差信号Ｃ１，Ｃ２には直接関係せず、本発明のように変換の前後で輝度を変えないためには、上述した式になる。
【０１１８】
一方、コード発生器８０５において、特定情報がコードの形で発生され、パターン発生回路８０６に供給される。次に、パターン発生回路６０６において、上記コードに基づき、２つのパターン信号が発生される。この場合、パターン発生回路８０６において、色差信号Ｃ１およびＣ２から、色差信号Ｃ１、Ｃ２がなすベクトルと同じ成分をもつ一定量の特定情報を埋め込む。また、特定情報を埋め込む前と後との色差信号の変換関係は第２実施例で説明した式（１２）〜（１４）と同様である。上記パターン発生回路８０６は第２実施例の場合と同様に、パターン信号の付加量を決定づける振幅係数を記憶するメモリ（図示せず）が備えられる。パターン発生器８０６は第１変換回路８０２から供給されてくる輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に応じて、適当な振幅係数を上記メモリから取り出す。この場合、例えばＬＵＴが参照される。そして、パターン発生器８０６は取り出したメモリの振幅係数に従って、色差信号Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ付加すべきパターン信号の振幅を変化させる。すなわち、無彩色近傍などの感度の高い領域ではパターン信号の付加をしないか、もしくはその振幅を小さく抑えるように、パターン発生器８０６にパターン信号を発生させる。
【０１１９】
上記発生したパターン信号はかけ算器８０８ａ，８０８ｂにおいて、高域抽出回路８０７からの係数ｋにより、その振幅がさらに制御されて、第１加算器８０３及び第２加算器８０４に供給される。この場合、例えば、高域成分が少なく抽出されるところでは、係数ｋによって振幅が小さく抑えられる。そして、かけ算後のパターン信号は第１加算器８０３において色差信号Ｃ１に、第２加算器８０４において色差信号Ｃ２にそれぞれ加算される。そして、第２変換回路８０９において、出力系に供給するための色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’が求められる。その後、誤差拡散処理回路８１０で疑似中間調表現処理され、出力系８１１へ出力される。
【０１２０】
特定情報の読み取りの手順は、第１実施例の場合と同様である。
【０１２１】
以上説明したように、この第３実施例では、画像の中で高域成分が多く変化の頻繁な部分では埋め込むパターンの振幅を大きくし、高域成分が少なく変化の少ない部分では埋め込むパターンの振幅を小さくする。これにより、第２実施例の場合に比べて、視覚的により一層識別しにくくし、より多くの特定情報を埋め込むことができる。また特定情報を容易に抽出することができる。
【０１２２】
なお、視覚感度に応じて振幅を変えることは本実施例では必ずしも必要ではない。
【０１２３】
また、この第３実施例において、第１，第２変換回路を用いずに、色信号に直に特定情報を埋め込むには、下記の式を満足するように第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’を求めればよい。また、この埋め込みは、第１、第２実施例で図２２を用いて説明したと同様、信号変換回路２２０４において下式における変化量を求め、この変化量を入力系２２０１からの色信号に加えることにより行われる。
【０１２４】
Ｙ’＝Ｙ＋（−）α／３
Ｍ’＝Ｍ−（＋）α／６
Ｃ’＝Ｃ−（＋）α／６
Ｋ’＝Ｋ
第１実施例から第３実施例では副走査方向には全く同じ情報を埋め込んだが、１２８ラインの平均をとっているので、１２８ライン毎に別々の情報を埋め込むことにより、情報量を増やしてもよい。さらに、１つの特定情報の単位は７Ｂｙｔｅに限らず、いくらでもよい。
【０１２５】
また、第２実施例の視度感度に応じたパターン信号の振幅制御、第３実施例の高域量に応じたパターン信号の振幅制御は全実施例において実施可能である。
【０１２６】
なお、第１〜第３実施例中の、色信号に直接特定情報を埋め込む場合の構成図を図２２に示す。ここでバンド除去回路は後述する図９のバンド除去回路９０３と同じ働きをするものであり、なくてもよい。また情報加工部は第４実施例で導入されるものであり、ここでは不要である。
【０１２７】
次に、第４実施例を説明する。
【０１２８】
上述の実施例では一定の周期で埋め込みデータを振幅変調して得られたパターンを画像に重畳したが、本実施例では２次元フーリエ変換面上の多数の周波数成分を特定情報データに応じて多重し、多重周波数成分を有する２次元的な縞模様をカラー画像信号に追加する。
【０１２９】
図９は本発明の第４実施例に係る画像処理祖装置における埋込み処理部示すブロック図である。
【０１３０】
図９に示すように、本埋め込み処理部には入力系９０１が設けられる。入力系９０１からはカラー画像に相当する第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが第１変換回路９０２に供給される。第１変換回路９０２は入力系９０１から供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃに基づいて、第１の変換を行い、輝度信号Ｉおよび２つの色差信号Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ生成する。第１の変換は第１実施例と同様である。輝度信号Ｉは第２変換回路９０８に供給される。また、上記２種類の色差信号Ｃ１，Ｃ２のうち、色差信号Ｃ１は第２変換回路９０８に供給され、色差信号Ｃ２はバンド除去回路９０３、加算器９０３を介して第２変換回路９０８に供給される。バンド除去回路９０３は第１変換回路９０２からの色差信号Ｃ２に例えば８×８の移動平均処理を行い、画像情報以外の情報を取り除く。すなわち、バンド除去動作はローパスフィルタ動作である。これは、入力系９０１から供給された画像信号が既に本方式により特定の情報（高周波数成分）が既に埋め込まれている場合もあるので、直流付近の成分からなる画像情報のみを取り出すためである。
【０１３１】
また、本埋め込み処理部にはコード発生器９０４が設けられる。コード発生器９０４はカラー画像に埋め込むべき特定情報を保管し、その特定情報をコードの形で発生し、情報加工部９０５に供給する。情報加工部９０５はコード発生器９０４から供給されるコード暗号化や圧縮化等の処理をし、処理結果をパターン発生回路９０６に供給する。パターン発生回路９０６は情報加工部９０５から供給されてきたコードに基づいた多重周波数成分を有するパターン信号を発生し、加算器９０７に供給する。
【０１３２】
加算器９０７はバンド除去回路９０３からの色差信号Ｃ２にパターン発生回路９０６からのパターン信号を加算（又は、減算）する。加算結果としての信号ＣＣ２が、第２変換回路９０８に供給される。第２変換回路９０８は第１変換回路９０２からの輝度信号Ｉ，色差信号Ｃ１，および加算器９０７からの信号ＣＣ２に基づいて、第２の変換を行い、第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を生成する。第２の変換処理は第１実施例と同様である。第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’は出力系９０９に供給される。出力系９０９は例えばプリンタ、ファクシミリ、カラー複写機であり、供給される第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’に応じて画像を出力する。
【０１３３】
次に第４実施例の動作を説明する。
【０１３４】
まず、入力した第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃを輝度信号Ｉ、及び色差信号Ｃ１，Ｃ２に変換する。このときの変換式は前述した式（１）〜（３）による。なお、色信号は０〜１の値で表し、Ｙ＝Ｍ＝Ｃ＝０は白、Ｙ＝Ｍ＝Ｃ＝１は黒を表す。
【０１３５】
ここで、入力された原稿もしくは画像データがあらかじめ本実施例に基づく技術により特定情報を記録したものである場合を想定する。この場合、印字後の原稿もしくは画像データから古い情報を除去し、本来の画像データのみを抽出する必要がある。バンド除去回路９０３により色差Ｃ２に対してたとえば８×８の移動平均を求めて、その値を改めてＣ２の画像データとすることにより、画像信号のみを取り出す。なお、平均化する画素数はプリンタの画素数に従属している。または、上記色差方向についてフーリエ変換を行って、埋め込んである特定情報を抽出し、抽出した周期成分のみを除去することにより画像データのみを求めてもよい。
【０１３６】
この画像データに対して加算器９０７により特定情報の埋め込みを行い、第２変換回路９０８を経て色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’として出力部９０９に供給する。ここで、Ｉ，Ｃ１，Ｃ２から色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’への変換は第１実施例において説明した式（５）〜（７）に従って行われる。
【０１３７】
次に、特定情報の埋め込み手順を詳細に説明する。特定情報は第１実施例と同様にコード等の数値で表現されている。この値は暗号化もしくは圧縮化などの処理をあらかじめ情報加工部９０５において行う。第１実施例において参照した図２から明かなように、人間の階調識別能（識別階調数で表現される。）は輝度方向の変化に対して高く、色差（Ｙ−Ｂ）方向の変化に対してはより低いことがわかる。本実施例でも、この特性を利用して特定情報の埋め込みを行う。
【０１３８】
パターン発生回路９０６は多重周波数成分を有する縞模様のパターン信号を発生するために、図１０（ａ）に示すように主走査方向の軸および副走査方向の軸により構成されるフーリエ変換面を定義し、面上に所定の規則で配置された多数の点を有する。この多数の点に埋め込み情報のコードを構成する各ビットデータが所定の規則に従って配置される。各点は周期と振幅を有する。画像データの埋め込み位置に応じて各ビットデータの周期と振幅が加算されて埋め込みパターンが発生される。
【０１３９】
情報加工部９０５によって暗号化や圧縮化等の処理がされたコードはパターン発生回路９０６に供給される。パターン発生回路９０６に上記コードが供給されると、そのコードを構成する複数のビットが順番に上記フーリエ変換面の所定の位置にそれぞれ配置される。なお、各ビットの配置場所や配置順序は任意に決めることができる。ここでは、各ビットの配置位置は放射状に伸びる複数の線上に一定間隔で設けられているとする。すなわち、ビットの配置位置は原点を中心とする同心円状となる。この線と主走査方向軸とがなす角度をθとすると、角度θの値は０≦θ＜πの範囲で与えられ、全範囲をｎ等分すると、θ＝ｋ／ｎ・π（ｋ＝０〜ｎ−１）である。ｎ（分割数）は周期ＷＬが短くなればなるほど大きな値に設定することができる。
【０１４０】
なお、周期ＷＬは各ビットの位置と減点との距離に対応し、ナイキスト周波数に相当する周期（２ドット／ｃｙｃｌｅ）に近くなるほど、分割数ｎを大きくすることができる。各ビットは各放射線上で視界限界周波数からナイキスト周波数までの間を均等に配置される。なお、フーリエ変換面はその原点からの距離が周期を表し、原点に近い程、周期は長く、原点からはなれる程、周期は短くなる。ナイキスト周波数はプリンタが表現できる高周波数成分の上限値である。
【０１４１】
ビットデータの配置の開始位置を特定するために、図１０（ａ）に示すように、周期が視覚限界に相当する位置には１つを除いて特定情報とは無関係に常にオフまたはオン（図１０（ａ）の例では常にオフ：０である）のビットを配置し、例外の１位置に常時オン、またはオフ（図１０（ａ）の例では常にオン：０である）のドット（図１０（ａ）のＳとかかれた白丸）を配置する。この他の視覚限界ドットと区別されているドットをスタートビット（コードデータの各ビットの配置開始ビット）とする。
【０１４２】
このスタートビットから放射方向に順次ビットを配置し、ナイキスト周波数に相当するビット位置まで達したら、θを順次減少させて、次の放射線上に同様に配置する。図１０（ａ）の丸内の数字はビットの配置順番を示す。これは、特定情報コードの上位ビットから順番に配置しても、反対に下位ビットから順番に配置してもよい。
【０１４３】
このように、たとえば比較的劣化の起こりにくい低周波のパターンにフーリエ変換面上のスタート開始位置確認のためのダミービット、すなわち特定情報に依存しないようなスタートビットＳを常時ＯＮ（またはＯＦＦ）に設定しておく。スタートビットＳの他の例を図１０（ｂ）および１０（ｃ）に示す。いずれもフーリエ変換面での視覚限界付近のみのビットの配置を示した図であり、図１０（ａ）に準ずるものである。図１０（ｂ）は図１０（ａ）の場合とは逆に、スタートビットを常時ＯＦＦに、それ以外の視覚限界位置のビットを常時ＯＮにした場合を示す。図１０（ｃ）は視覚限界位置のすべてのビットを常時ＯＮにし、しかしスタートビットに相当する位置のみ（図示白二重丸）について振幅ＷＩを他より大きく、例えば２倍とすることにより視覚限界位置の他のビットと区別してもよい。
【０１４４】
パターン発生回路９０６はこのようにフーリエ変換面上に配置された特定情報の全ビットデータの周期、振幅をカラー画像の埋め込む画素の位置ｘ，ｙに応じて加算して特定情報パターンΣΣβ（θ，ＷＬ）を発生する。Σはθ（０≦θ＜１８０°），ＷＬ（視覚限界からナイキスト周波数まで）に関する合計である。
【０１４５】
ΣΣβ（θ，ＷＬ）＝（ＷＩ／２）・ｃｏｓ（ｃｏｓθ・ｘ・２π／ＷＬ＋ｓｉｎθ・ｙ・２π／ＷＬ） …（２１）
ただし、ＷＩ／２は各ビットの振幅であり、ビットが０であれば、ＷＩ／２＝０であり、１のビットの周波数成分のみが加算される。
【０１４６】
従って、加算器９０７の出力はＣＣ２は次のように表される。
【０１４７】
ＣＣ２＝Ｃ２＋ΣΣβ（θ，ＷＬ） …（２２）
次に周期ＷＬ，角度θ，および振幅ＷＩの値の設定について説明する。まず、周期ＷＬの取りうる範囲はおおまかに言えば、特定情報を埋め込む色差方向についての“視覚限界”からプリンタのナイキスト周波数までである。ただし、ここでいう“視覚限界”とは便宜上の表現であり、実際は濃度変化に対する感度が極度に落ちる地点の周波数を表している。“視覚限界”はプリンタに依存しない値である。ちなみに、色差（Ｙ−Ｂ）方向についての視覚限界は２ｃｙｃｌｅ／ｍｍである。ここで、この値を具体的にプリンタの制御量に換算してみる。たとえば使用するプリンタが４００ｄｐｉ解像度であれば、視覚限界の１周期はおよそ８画素分に相当する。したがって、上記解像度のプリンタならば、周期ＷＬの取りうる範囲は２〜８画素に相当する。つまり、ナイキスト周波数はプリンタが表現できる最大の周波数であるため、２画素に相当する。
【０１４８】
振幅ＷＩの値は出力系のＭＴＦ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性や周期構造に対する視覚特性などを考慮して設定する。図２に示すような識別能力を想定すると、例えば周期ＷＬが８画素ならばＷＩは１／６４、２画素ならば１／４というように周波数が高い成分ほど振幅ＷＩの値を大きく設定して、データの効率化を図る。こうするのは、出力系のＭＴＦ特性の影響を受けて、高周波成分が特に劣化しやすい点を考慮したためである。
【０１４９】
この他、埋め込まれるパターンの周期範囲と分割数は出力系の表現可能な階調数、読み取り系などのＳＮ比、読み取り時のサンプリング画素数などに従属する。また、角度θ（又は、分割数）も、読み取り系のＳＮ比やサンプリング画素数などに従属する。
【０１５０】
なお、本実施例では、これらの周期や角度はフーリエ変換面上で等間隔に配置する場合について示したが、埋め込まれた特定情報の読み取り時にデータがマッチングしにくい等の支障がなければ、配置は必ずしも等間隔である必要はない。すなわち、図１０（ａ）の例では同心円状に配置したが、完全な円ではなく、同心の楕円状に配置してもよい。
【０１５１】
一般のカラー原稿のほとんどは色差成分に高周波の周期成分を含まない。しかしながら、ごく希に線画や網点画像などでこの周期成分を含むものもある。これらの画像に特定情報を埋め込んだ場合、読み取り時に誤って実際には埋め込んでいない成分を埋め込んだものと見做してしまう場合もある。これを防ぐために、複数の周期成分を１つのビットとして取り扱うことが有効である。すなわち、あるビットに対して同じ内容であるダミーのビットを少なくとも１個設ける。ただし、こうすると、埋め込むことができる特定情報の量はダミービットの数に応じて減少する（（ダミービットの数＋１）分の１になる）。
【０１５２】
図１１（ａ）および１１（ｂ）は上記の考えに基づくフーリエ変換面上のビット配置を示す。図１１では説明の簡略化のため、常時オフのビットは図示省略する。番号が同じビットは同一のビットと見なすビットであることを表し、番号にダッシュがついているビットはダミービットである。図１１（ａ）は放射線状に並んだ隣接する２ライン単位で同一ビットを配置した場合（２成分を１単位とした場合）の例を示す。すなわち、１ラインには通常通りビットを配置し、隣接ラインには逆の順番にダミービットを配置している。図１１（ｂ）は３ラインを１ブロックとし、ブロック単位で同一ビットを配置した場合（１ブロックに対して２ダミーブロックを配置した場合）の例を示す。いずれの場合も、通常ビットとダミービットが同一の放射線上もしくは同一の円周上に乗らない方が好ましい。また、二つの成分を同一ビットとして取り扱う場合は、読み取り時に平均化を行い、閾値処理を行うなどして、ビットの有無を確認するのが好ましい。また、ダミービットが２つ以上（同一のビットが３つ以上）ならば、多数決をとるという手順をとってもよい。
【０１５３】
ビットを上記のように扱うことにより、読み取り時の誤りを防止することができる。例えば、原稿が網点画像や線画である場合、まれに色差方向などに高い周波数成分を伴うことがあり、誤判定の原因となる。これを軽減させるために、複数の成分を一単位として取り扱う。
【０１５４】
なお、本実施例でも上述の実施例と同様に、第１変換回路９０２、第２変換回路９０８を用いずに、以下に示すように第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’に直接特定情報を埋め込むこともできる（図２３）。この場合、追加する周期成分の量βの算出手順は前述した通りである。
【０１５５】
Ｙ’＝Ｙ＋（ΣΣβ）２／３ …（２３）
Ｍ’＝Ｍ−（ΣΣβ）／３ …（２４）
Ｃ’＝Ｃ−（ΣΣβ）／３ …（２５）
次に、上記手順で印字された特定情報の読み取り処理について説明する。
【０１５６】
上記特定情報の読み取りには、ＲＧＢ（Ｂｌｕｅ，Ｇｒｅｅｎ，Ｙｅｌｌｏｗ ）色分解系フィルタを搭載したスキャナが用いられる。
【０１５７】
以下、図１２のフローチャートを参照して、特定情報の抽出処理を説明する。なお、抽出するサイズはたとえば６４×６４画素程度もあれば十分である。ちなみに、上記サイズは４００ｄｐｉ に換算すると４×４ｍｍであり、画像のほんのごく一部ですむ。言い換えると、本実施例では画像全体に特定情報パターンを重畳しなくても一部の領域のみに重畳し、その領域が既知であればよい。まず、ＲＧＢ信号を入力する（ステップＢ０１）。平均化を行うにあたっての分割数ｎをセットする（ステップＢ０２）。ｍを１にセットする（ステップＢ０３）。読み取り開始位置及び読み取りサイズをセットする（ステップＢ０４）。読み取り対象の領域を切り出す（ステップＢ０５）。入力したＲＧＢ信号のうち、色差Ｇ−Ｂのみを抽出するため、ＤＤ＝Ｇ−Ｂをセットする（ステップ０６）。追加したＣ２の成分を抽出したＹ，Ｍ，Ｃインクで追加する場合、Ｃ１＝Ｍ−Ｃとして追加するが、読み取り信号はＲＧＢモードではＭの補色ＢのＧとＹの相当の差を求めるとＣ２に捕食する成分が算出できる。色差信号に対して二次元フーリエ変換を行い（ステップ０７）、視覚限界の周波数（２ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）の成分に基づいて、スタートビット位置の確認を行う（ステップＢ０８）。同スタート位置を手がかりに、ビットにおける周波数成分の有無を確認し、成分がない場合は“０”、あることを確認できた場合は“１”としてビット毎にチェックし、入力したデータを確認する（ステップＢ０９）。ｍが分割数ｎに等しいか否かを判別する（ステップＢ１０）。ＮＯであれば、ｍに“１”を加算して（ステップＢ１１）、ステップＢ０４〜Ｂ０９を繰り返す。ＹＥＳであれば、ステップＢ１２に進む。
【０１５８】
ステップＢ１２では、データの信頼性を高めるため、複数の領域をサンプリングして、フーリエ変換面上で周期成分ごとに平均化する。また、このとき必要があれば、サンプリングを行う領域を広くとる。さらに、閾値処理をして、ビットの有無を確認する（ステップＢ１３）。そして、特定情報を算出する（ステップＢ１４）。読み取ったデータが暗号化されている場合は暗号解読を、圧縮されている場合は伸長の処理を行う（ステップＢ１５）。なお、ステップＢ２，Ｂ３，Ｂ１０，Ｂ１１，及びＢ１２はフーリエ変換面においてダミービットを備えていない場合（図１０のように全てのビットに別々の情報を割り付ける場合）には省略される。
【０１５９】
以上説明したように、第４実施例によれば、埋め込むべき特定情報の量が多い場合であっても、視覚的に違和感を与えないようにすることができる。また、読み取り時に、画像が多少傾いても、間違いなく周期成分を検出でき、誤読み取りが少ない。
【０１６０】
なお、第４実施例は色差方向に特定情報を埋め込む場合について説明したが、第２実施例のように彩度方向に埋め込むように変形することや、第３実施例のように、視覚感度や輝度成分の高周波数成分に応じて埋め込むパターンの振幅を調整するように変形することが可能である。
【０１６１】
ここで、上記第１〜第４実施例は減法混色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の色信号を扱う場合について説明したが、これらを加法混色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）系に応用することもできる。つまり、スキャナで読み取ったＲＧＢ信号に対して特定情報をそのまま追加する。
【０１６２】
まず、色差（Ｙ−Ｂ）へ追加する場合は、図１の入力系１０１からのＹ，Ｍ，Ｃの色信号がＲ，Ｇ，Ｂの色信号となり、誤差拡散処理回路１０又あるいは主力系１０８へのＹ’，Ｍ’，Ｃ’がＲ’，Ｇ’，Ｂ’となる。そして、第１変換回路１０２における変換は、
Ｉ＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３
Ｃ１＝Ｒ−Ｇ
Ｃ２＝Ｇ−Ｂ
となり、第２変換回路１０６における変換は、式（４）を前提として、
Ｒ’＝Ｉ＋（２Ｃ１＋ＣＣ２）／３
Ｇ’＝Ｉ＋（−Ｃ１＋ＣＣ２）／３
Ｂ’＝Ｉ＋（−Ｃ１−２ＣＣ２）／３
となる。また、図２２のように直接埋め込むときは、入力系からの信号をＲ，Ｇ，Ｂ，出力系への信号をＲ’，Ｇ’，Ｂ’としたときの信号変換回路２２０４で生成される変化量ＤＲ，ＤＧ，ＤＢは、
ＤＲ＝＋（−）α／６
ＤＧ＝＋（−）α／６
ＤＢ＝−（＋）α／３
となる。
【０１６３】
そして、彩度へ追加する場合は、図６において上記と同様な置き換えを行い、第２変換回路６０７における変換は、式（１２）〜（１４）を前提として、
Ｒ’＝Ｉ＋（２ＣＣ１＋ＣＣ２）／３
Ｇ’＝Ｉ＋（−ＣＣ１＋ＣＣ２）／３
Ｂ’＝Ｉ＋（−ＣＣ１−２ＣＣ２）／３
となる。また、図２２にように直接埋め込むときの加算器２２０５で加える変化量は、
ＤＲ＝±α・（２Ｒ−Ｇ−Ｂ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｒ−Ｇ）２ ＋（Ｇ−Ｂ）２ ｝）
ＤＧ＝±α・（２Ｇ−Ｂ−Ｒ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｒ−Ｇ）２ ＋（Ｇ−Ｂ）２ ｝）
ＤＢ＝±α・（２Ｂ−Ｒ−Ｇ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｒ−Ｇ）２ ＋（Ｇ−Ｂ）２ ｝）
となる。
【０１６４】
次に第５実施例を説明する。
【０１６５】
第４実施例においては、周期成分をフーリエ変換面で同心円状または同心楕円状に配置する場合について説明した。一方、第５実施例においては格子状に配置した場合について説明する。
【０１６６】
なお、特定情報の埋め込みに関するおおまかな手順は第４実施例の場合と同様である。また、本実施例における埋め込み処理部は第４実施例で使用した図９と同じ構成となる。ただし、情報加工部９０５内部の処理が異なる。また、第１変換回路および第２変換回路を用いずに、色信号に直接特定情報を埋め込むことができることも、第４実施例の場合と同様である。
【０１６７】
第５実施例の動作を説明する。まず、図１３に示すように、各ビットデータをフーリエ変換面上で格子状に配置する。各配置位置の主走査方向の周期がＷＬ１、副走査方向の周期がＷＬ２である場合、追加される情報の周期成分の量を表す式は次の通りである。ΣはＷＬ１，ＷＬ２に関する合計である。
【０１６８】
ΣΣβ（ＷＬ１，ＷＬ２）
＝（ＷＩ／２）・ｃｏｓ（ｘ・２π／ＷＬ１＋ｙ・２π／ＷＬ２＋β（ＷＬ１，ＷＬ２））
ここで、βは０≦β＜２πの範囲で変化する位相差を表し、各周波数成分毎にその値を変えて、周期構造同士の重ね合わせの影響を軽減させる。ただし、ＷＬ１，ＷＬ２のいずれかがナイキスト周波数に相当する場合は、βの値がπ／２または３／２πに近い値にならないように設定し、周期成分の消失を防ぐ。
【０１６９】
なお、図１３に示すように、ＷＬ１，ＷＬ２がともにナイキスト周波数に近く、劣化の起こりやすい位置には、周期成分は追加するものとする。
【０１７０】
なお、特定情報の抽出処理に関しては、第４実施例の場合と同様である。
【０１７１】
以上説明したように、第５実施例によれば、特定情報の量が比較的少ない場合には簡便に扱うことができる。なお、各周期成分間に傘ね合わせが生じやすく、比較的目障りな低周波数の周期成分が発生しやすくなる。これを防ぐために、各周期成分に対して０〜２πの範囲の位相差を与えて、重ね合わせの発生を抑える。これにより、画質の劣化を防ぐことができる。
【０１７２】
次に、第６実施例を説明する。
【０１７３】
図１４は本発明の第６実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図である。第６実施例では、本発明をカラープリンタに応用した場合を説明する。
【０１７４】
図１４に示すように、本埋め込み処理部、すなわち、カラープリンタには入力系１４０１が設けられる。入力系１４０１からは、グラフィックデータ又はテキストデータが第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃとしてビットマップ展開部１４０２に供給される。ビットマップ展開部１４０２は入力系１４０１から供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃに基づいて、ビットマップ展開を行い、加算器１４０７に供給する。また、本埋め込み処理部にはコード発生器１４０３が設けられる。コード発生器１４０３は入力系１４０１から供給されるグラフィックデータ等に埋め込むべき特定情報を保管し、その特定情報をコードの形で発生し、情報加工部１４０４に供給する。情報加工部１４０４はコード発生部１４０３から供給されるコードに対して暗号化や圧縮化等の処理をし、処理結果をパターン発生回路１４０６に供給する。一方、本埋め込み処理部には、高精細モード／通常モードの選択ができる切り替えモードセレクタ１４０５が設けられている。モードセレクタ１４０５からはいずれかのモードを示す信号がパターン発生回路１４０６に供給される。パターン発生回路１４０６は情報加工部１４０４から供給されてきたコード及びモードセレクタ１４０５からのモード指定信号に基づいてパターン信号を発生し、加算器１４０７に供給する。
【０１７５】
加算器１４０７はビットマップ展開部１４０２からの第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃに、パターン発生回路１４０６からのパターン信号を加算（又は、減算）する。パターン信号が加算された色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’は誤差拡散処理回路１４０８に供給される。誤差拡散処理回路１４０８の出力は出力系１４０９に供給される。出力系１４０９は第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’に応じて、図形やテキストをプリントアウトする。
【０１７６】
次に、第６実施例の動作を説明する。
【０１７７】
本実施例では、図形等のグラフィックデータ又はテキストデータをビットマップ等に展開してパターンを得たときに、これに所定の周期成分を有するパターンを重畳する。このとき付加されるパターンは例えば書類の機密性を表すデータをコード化したものに基づいている。なお、パターンはこれまでの実施例でも説明したフーリエ変換面を使用して発生される。
【０１７８】
パターンの付加されるべきデータが、文字や２値グラフィック等の２値のデータである場合、印字される原稿における非印字部が完全な白紙、印字部がベタである可能性は高い。この場合、非印字部、印字部のいずれに対してパターン付加を行っても、その振幅は半量に減少されるので、付加パターンの抽出がしづらくなる。この問題を解消するために、パターンの付加と同時に、地肌（原稿の非印字部）に少量のインク量を与えるようにする。すなわち、パターン付加時に、非印字部に所定のインク量Ｙ０，Ｍ０，Ｃ０を与える。この場合の各インク量は第４実施例で説明したナイキスト周波数の位置における周期成分の振幅ＷＩの１／６程度が適当である。なお、Ｙ０以外のインク量をさらにその半量にしてもよい。ただし、この場合は地肌が黄味がかってしまう可能性がある。地肌における輝度のバランスよりもカラーバランスを重視する場合は、地肌のインク量をＹ０＝Ｍ０＝Ｃ０としておく。上記インク量の変換式は次の通りとなる。
【０１７９】
Ｙ’＝Ｙ０＋（ΣΣβ）２／３ …（２７）
Ｍ’＝Ｍ０−（ΣΣβ） ／３ …（２８）
Ｃ’＝Ｃ０−（ΣΣβ） ／３ …（２９）
なお、使用するプリンタが２値プリンタ又は表現可能な階調数の少ないプリンタである場合、パターンを付加したデータに対して誤差拡散処理回路１４０８によって誤差拡散処理をする。
【０１８０】
さらに、本実施例では、図示しないコントロールパネル上に高精細モード／通常モードを選択できるモードセレクタ１４０５が設けられている。ここでは、高精細モードが選択されているときにだけ、パターンの発生・付加の処理をさせるように設定してもよい。
【０１８１】
特にグラフィック画像に対してパターンを付加する場合には、線画が多くなる。この場合、入力時にバンド除去を行うと、情報そのものの劣化にもつながることになる。従って、図１５に示すように、フーリエ変換面において線画像特有の周期成分（主走査方向、副走査方向軸に沿った成分）を配置しないようにする。
【０１８２】
なお、特定情報の抽出処理に関しては、第４実施例の場合と同様である。
【０１８３】
以上説明したように、第６実施例によれば、文字や２値グラフィック等の２値のデータを扱う場合であっても、無理なく特定情報の埋め込み、抽出を行うことができる。
【０１８４】
次に、第７実施例を説明する。
【０１８５】
図１６は本発明の第７実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図である。第７実施例では、本発明をカラーファクシミリに応用した場合を説明する。
【０１８６】
図１６に示すように、本埋め込み処理部は２台のカラーファクシミリ、すなわち送信部１６１及び受信部１６２から成る。送信部１６１には入力系１６０１が設けられる。入力系１６０１からはデータが第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃとして圧縮／コード化部１６０２に供給される。圧縮／コード化部１６０２はデータを圧縮又はコード化して加算器１６０５にデータを供給する。一方、コード発生器１６０３は特定情報Ａを保管し、その特定情報Ａをコードの形で発生し、情報加工部１６０４に供給する。情報加工部１６０４はコード発生器１６０３から供給されるコードに対して暗号化や圧縮化等の処理をし、加算器１６０５に供給する。加算器１６０５は圧縮／コード化部１６０２からのデータに、情報加工部１６０４からのコード（特定情報Ａ）を加算（又は、減算）する。コード（特定情報Ａ）が加算されたデータは受信部１６２の情報分離部１６０６に転送される。
【０１８７】
情報分離部１６０６は転送されてきたデータから特定情報Ａを分離させ、データ本体を伸長／展開部１６０７に、特定情報Ａを情報合成部１６１０に供給する。伸長／展開部１６０７はデータ本体を伸長／展開処理して加算器１６１２に供給する。一方、コード発生器１６０８は受信部１６２の機体番号を表すコードや部署番号を表すコード（特定情報Ｂ）を発生して情報加工部１６０９に供給する。情報加工部１６０９はコード発生器１６０８から供給されるコード（特定情報Ｂ）に対して暗号化や圧縮化等の処理をし、情報合成部１６１０に供給する。情報合成部１６１０は情報分離部１６０６からの特定情報Ａと情報加工部１６０９からの特定情報Ｂを合成して、パターン発生回路１６１１に供給する。パターン発生回路１６１１は合成されたコードに基づいてパターンを発生し、加算器１６１２に供給する。加算器１６１２は伸長／展開部１６０７からのデータに、パターン発生回路１６１１からのパターンを加算して、誤差拡散処理回路１６１３に供給する。誤差拡散処理回路１６１３は加算器１６１２からのデータを出力系１６１４に供給する。出力系１６１４は上記データを出力する。
【０１８８】
次に、第７実施例の動作を説明する。
【０１８９】
例えば２台のファクシミリ間でデータ（カラー情報）を転送するときには、送信側において特定情報を付加したい場合と受信側において特定情報を付加したい場合とが考えられる。まず、単純な手法としては、第４実施例で説明したようにデータにパターンを重畳してから送信部から送信し、受信部でそのまま受信するということが考えられる。しかしながら、カラー情報自体は容量が非常に大きいので、そのデータを圧縮して転送する場合も十分考えられる。また、データをコード化して転送する場合も有り得る。図１６はこうした諸条件に対応して構築された場合の例を示している。
【０１９０】
データはあらかじめ送信部１６１の圧縮／コード化部１６０２においてコード化又は圧縮の処理が行われる。次にコード化された特定情報は加算器１６０５において、図１７（ａ）及び１７（ｂ）に示すように、ヘッダ又はトレーラとして転送すべきデータ本体に連結される。このとき、データ本体と特定情報との境目にスタートビット又はエンドビットを目印として設けておく。ここで付加される特定情報としては、例えば送信部の機体を識別するための番号やデータの属性等を表すもの（例えば秘密事項の区分）、発信部署を示す番号をコード化又は暗号化したものが考えられる。一方、受信部１６２においては、受信した特定情報を含むデータを、いったんデータ本体と特定情報に分離し、必要があれば受信部の機体番号や部署番号を表す特定情報（コード）と転送されてきた特定情報（コード）とを合成する。合成後の特定情報はパターン発生回路においてパターンとして発生される。そして、このパターンを、第６実施例で説明したビットマップ展開と同様な処理をした後のデータに対して付加する。以下、誤差拡散等の処理を経て出力される。なお、上記手順において、受信部で特定情報の付加を行わずに、送信部でのみ特定情報の付加を行う場合も考えられる。
【０１９１】
なお、特定情報の抽出処理に関しては、第４実施例の場合と同様である。
【０１９２】
以上説明したように、第７実施例によれば、カラーファクシミリ間において、送信側における特定情報と受信側における特定情報の両方を転送データに付加することができる。また、送信側における特定情報のみを転送データに付加することもできる。
【０１９３】
次に、第８実施例を説明する。
【０１９４】
第６実施例ではカラープリンタに応用した場合を説明したが、第８実施例では、モノクロプリンタに応用した場合を説明する。なお、本実施例においては、第６実施例でも参照した図１４を参照して説明する。
【０１９５】
図１４は本発明の第８実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図である。
【０１９６】
図１４に示すように、本埋め込み処理部、すなわちモノクロプリンタには入力系１４０１が設けられる。入力系１４０１からは、テキストデータが第１の色信号Ｋ（図中ではＹ，Ｍ，Ｃとなっているが、Ｋであるものとみなす。）としてビットマップ展開部１４０２に供給される。ビットマップ展開部１４０２は入力系１４０１から供給される第１の色信号Ｋに基づいて、ビットマップの展開を行い、加算器１４０７に供給する。一方、コード発生器１４０３，情報加工部１４０４，モードセレクタ１４０５の構成は第６実施例の場合と同様である。ただし、パターン発生回路１４０６におけるフーリエ変換面は後述するように第６実施例の場合とは異なる。加算器１４０７，誤差拡散処理１４０８の構成は第６実施例の場合と同様である。出力系１４０９は供給される第２の色信号に応じて、モノクロの文字等を印字する。また、本実施例におけるモノクロプリンタは第６実施例におけるカラープリンタよりも高い解像度を有する。
【０１９７】
次に、第８実施例の動作を説明する。
【０１９８】
モノクロプリンタにおいては、色差方向や彩度方向に変調をかけることが困難である。しかしながら、モノクロプリンタはカラープリンタ以上に高い解像度、例えば、６００ｄｐｉ以上の解像度を要する。パターン発生回路１４０６においてパターンの発生する際には、フーリエ変換面が使用される。ただし、このフーリエ変換面においては輝度方向の変化に対する感度が高いので、視界限界の周波数は比較的高い。すなわち、視界限界の周波数８［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］よりも高い周波数の成分を付加しなければならない。従って、図１８に示すように、周期成分の配置可能範囲は制限される。なお、データに対するパターンの付加はカラープリンタの場合と同様に、ビットマップ展開の処理をした後に行われる。
【０１９９】
なお、上記手法では本来の非印字部が灰色がかって好ましくないと思われる場合は、印字される文字列に対して、ごく微量に行間隔や文字間隔を変えることにより、特定情報を埋め込む手法が考えられる。使用されるプリンタが高解像度である場合には、文字同士が縦横にずれていない限り、１ドット程度のずれならばほとんど目立たない。これを利用して行間と文字間を、行毎又は桁毎に変化させることによって特定情報を埋め込む。例えば、図１９に示すように、行間Ｌ０，Ｌ１や文字間ｍ０，ｍ１を変化させる。また、例えば一般のＡ４版の文書であれば、１０ポイント程度の大きさの文字を、４０×３６個を頁全体に配置されるものとする。この場合、すべての行間及び文字間を利用すると、３９×３５＝７４ビットものデータを埋め込むことができる。プリンタの解像度が高いほどさらに多くの特定情報を埋め込むことができる。
【０２００】
なお、行間、文字間を、行毎又は桁毎に変化させることによって特定情報を埋め込む手法はテキストデータをビットマップに展開しないプリンタ、例えばサーマルプリンタ等でも適用可能である。すなわち、ヘッドの送りピッチ（文字ピッチ）、記録紙の送りピッチ（行ピッチ）を機械的に変調させても同様の効果を有する。
【０２０１】
以上詳述したように、本発明には、第１実施例から第８実施例を通して以下のような効果がある。
【０２０２】
本発明によれば、一般に輝度情報に対して、色差や彩度情報は視力限界が低い。言い換えれば色差や彩度は細かく、微妙な変化に対しては輝度より鈍い特性がある。一方、カラー記録では各色の濃度（輝度を含む信号）情報で輝度の視力限界で記録するプリンタが最も高画質となる。（なお、人間にとって視力限界以上の記録に対しては目に見えなくなるため不要となる。）このように輝度の視力限界に近くまで記録した場合には色差や彩度情報は人間には識別できないものとなる。本発明は、この識別できない記録がなされている部分、すなわち高い周波数での色差や彩度成分に情報をコード化して埋め込めば、視覚的に違和感を与えないように記録することができる。すなわち画質劣化を伴わない記録が可能となる。
【０２０３】
また、一般的な画像情報は色差や彩度が視力限界以上での周波数帯にはほとんど存在しないため、色差や彩度情報に変換してバンドパス処理することで画像情報から埋め込まれた特定情報（コード情報）を極めて高精度に分離して読み取ることが可能とになる。
【０２０４】
このように本発明を適用することによって、通常のプリンタ等に出力する際、視覚的に違和感を与えることなく、特定情報を記録することが可能になる。また、読み取りの時に使用するスキャナが視覚限界を越える高精度の分解能を備えていなくても、記録されたパターンを十分に読み取ることができる。例えば、通常の複写機で使用されている解像度のスキャナを使用することができる。
【０２０５】
また、一般的な画像情報において、視力限界を越える周波数帯には色差や彩度はほとんど存在しないため、画像情報を色差信号または彩度信号に変換してバンド除去処理することにより、記録された特定情報を極めて高精度に分離して抽出することが可能となる。これにより、読み取り時に画像情報と特定情報との取り違いを防止することができる。
【０２０６】
また、本発明によれば、人の目で識別できないバーコードの記録が可能となる。このため、例えば極めて小さな商品であって通常バーコードを付けることができず、もしくはバーコードを付けることでデザイン的に不都合であったものにも、バーコードを付けることが可能となる。
【０２０７】
また、本発明によれば、カラー画像の画質劣化を生じることなく、特定情報をカラー画像情報に記録することができ、カラー画像情報に記録した特定情報を高精度に分離して読み取ることもできる。
【０２０８】
また、本発明によれば、カラーの文字原稿やグラフィック画像に対しても無理なく特定情報の埋め込みができ、さらには、カラー画像以外のモノクロ画像やモノクロの文字原稿であっても、特定情報の目だたない埋め込みが可能である。従って、本発明をカラープリンタのみならず、カラーファクシミリやモノクロプリンタへの応用が可能である。
【０２０９】
本発明は上述した実施例に限定されない。例えば、第４実施例で説明した既に画像に別の情報が重畳されている場合に、その古い情報を取り除くためのバンド除去回路は第１〜第３実施例等の実施例に共通して使用可能である。また、埋め込む情報として出力系の詳細に関する例を説明したが、これもあくまでも一例であり、どのような情報を重畳してもよい。また、フーリエ変換面を用いて多重周波数情報を埋め込む第４〜第８実施例において、２次元フーリエ変換面に限らず、１次元フーリエ変換面を用いてもよい。
【０２１０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、視覚的に違和感を与えることなく、また画像劣化を生じさせることなく、カラー画像等に別の情報を埋め込むことができる。また、埋め込まれた別の情報を高精度かつ容易に分離して読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図。
【図２】図１に示すパターン発生回路によって発生されるパターンを示す図。
【図３】輝度方向、色差方向、及び彩度方向に変化に対する人間の階調識別能を示すグラフ。
【図４】特定情報が埋め込まれた画像情報が印字される原稿および読み取り時に使用されるシートを示す図。
【図５】本発明の第１実施例に係る画像処理装置における読み取り処理部の処理を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図。
【図７】同一周期のパターンに対する人間の色度別の感度の分布を示すグラフ。
【図８】本発明の第３実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図。
【図９】本発明の第４および第５実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図。
【図１０】図９に示す第４実施例において使用されるフーリエ変換面上のビット配置を示す図。
【図１１】図９に示す第４実施例において使用されるフーリエ変換面上の誤判定防止のためのビット配置を示す図。
【図１２】本発明の第４および第５実施例に係る画像処理装置における読取り処理部の処理を示すフローチャート。
【図１３】図９に示す第５実施例において使用されるフーリエ変換面上のビット配置を示す図。
【図１４】本発明の第６実施例および第８実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図。
【図１５】図１４に示す第６実施例において使用されるフーリエ変換面上のビット配置を示す図。
【図１６】本発明の第７実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図。
【図１７】図１６に示す第７実施例において転送されるデータフォーマットを示す図。
【図１８】図１４に示す第８実施例において使用されるフーリエ変換面上のビット配置を示す図。
【図１９】図１４に示す第８実施例において出力される文字原稿上の文字列を示す図。
【図２０】第１〜第８実施例において、本発明を写真入りのＩＤカードなどに応用する場合の例を示す図。
【図２１】色差の座標系における各色の関係を示す図。
【図２２】第１〜第３実施例の変形例を示すブロック図。
【図２３】第４実施例の変形例を示すブロック図。
【符号の説明】
１０１，６０１，８０１，９０１、２２０１、２３０１…入力系
１０２，６０２，８０２，９０２…第１変換回路
１０３，６０５，８０５，９０４、２２０２、２３０３…コード発生器
１０４，６０６，８０６，９０６、２２０３、２３０５…パターン発生回路
１０６，６０７，８０９，９０８…第２変換回路
１０７，６０８，８１０…誤差拡散処理回路
１０８，６０９，８１１，９０９、２２０６、２３０８…出力系
８０７…高域抽出回路
９０３…バンド解除回路
９０５…情報加工部
２２０４、２３０６…信号変換回路
２２０５、２３０７…加算器
【産業上の利用分野】
本発明は、画像情報が含む冗長度を利用して視覚的に違和感を与えないように画像情報に別の情報を埋め込む画像処理装置、また画像情報に埋め込まれた別の情報を画像情報から抽出する画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カラー画像にテキストデータなどを重畳して記録する技術が中村、松井ら（“カラー濃度パターンによる画像へのテキストデータの合成符号化法”，画像電子学会誌，第１７巻 第４号（１９８８）ｐｐ１９４−１９８）により知られている。この技術によれば、画像データが多くの冗長性を持つことに着目し、カラー濃度パターン法を用いて画像データの冗長部分に他のデータ、例えばテキストデータを合成して重畳させる。しかし、一般にカラー濃度パターン法によると解像度が荒くなり、高精細画像を表現することができないという欠点がある。また、情報の重畳による画素配列のばらつきから生じる色むら等による画質劣化も生じる等の欠点がある。
【０００３】
一方、濃度パターン法に比べてより高精細表示が可能なディザ画像記録を応用した例として、田中、中村、松井： ２ｋ元ベクトルによる組成的ディザ画像への文字情報の埋め込み”，画像電子学会誌，第１９巻第５号（１９９０）ｐｐ３３７−３４３が知られている。この技術においても、文字情報などを埋め込む場合に画質劣化が生じるという欠点がある。また、この技術は、誤差拡散記録法等の高精細記録技術には適用できないという欠点がある。
【０００４】
さらに、上述した各技術によれば、実際に印字された画像から文字情報などを抽出することは原理的に可能であっても、実際の一般的な記録ではディザパターン情報は紙等に正確には記録されず、またその様な情報を読み取ることも困難である。このため、埋め込まれた特定情報などを読み取ることは極めて困難となる。可能なことは、印字される基となる画像データ（伝送情報やフロッピーディスク内データ）から抽出することのみである。上記技術に基づいて実際の記録画像から文字情報などのコード化された特定情報を読み取るためには、人間の視力限界を越えた記録が可能な極めて高精度のプリンタを用いて記録し、さらに高精度の読取装置で読み取らない限り困難である。
【０００５】
また、上記手法では、記録時のノイズや読み取り時のノイズが生じるので、文字情報などコード化された情報を画像情報から分離して読み取ることが困難となる。さらに、カラー記録された画像情報は、高精度の記録装置で記録されても各色の画点が重なり合うため、正確な画素形状が形成されにくい。この場合、各色の画点データを画像情報から分離させて読み取ることは極めて困難となるなどの欠点があった。
【０００６】
また、特開平４−２９４６８２号公報には、黄インクに情報を付加する技術が述べられている。この技術によれば、原画像が黄色成分のみを含む画素だけで画像が構成されている場合は問題がない。しかし、他の色を含む場合、単に黄色を加えることでは視覚的に目立たないような記録ができる保証はない。さらに、シアンのみやマゼンタのみなどの黄色成分を含まない場合には特定情報を付加できないという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述した問題点に鑑み、画像情報を出力した結果が視覚的に違和感を与えず、かつ画質劣化が生じないように、別の情報をその画像情報に埋め込む画像処理装置を提供することである。
【０００８】
本発明の他の目的は、別の情報が埋め込まれた画像情報から当該別の情報を容易に抽出することができる画像処理装置を提供することである。また、この際に視力限界以上の記録装置や読取装置を不要にする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明は、カラー画像とは別の情報を表すデータ信号を発生する手段と、カラー画像の色差及び彩度のいずれかを前記データ信号により変化させることにより前記カラー画像に前記別の情報を埋め込む画像処理手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置である。この色差及び彩度のいずれかの変化は、カラー画像の３原色成分の合計が処理により変わらないように行われる。
【００１０】
ここで、色差方向の変化は、例えば前記画像処理手段がカラー画像の３原色成分信号を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、第１の色差信号に対して前記別の情報を埋め込む手段とを具備することにより実現される。そして、前記第２の色差信号は赤−緑の色差信号、第１の色差信号は黄−青の色差信号であることが好ましい。
【００１１】
また、彩度方向の変化は、例えば前記画像処理手段が、カラー画像の３原色成分信号を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、第１及び第２の色差信号により表される彩度に対して前記別の情報を埋め込む手段とを具備することにより実現される。
【００１２】
また、前記画像処理手段はカラー画像の減法混色あるいは加法混色の３原色信号を前記データ信号に応じて変化させることにより前記カラー画像に前記別の情報を埋め込むものであってもよい。この埋め込みは、発生された前記デ−タ信号をカラ−画像の色差及び彩度のいずれかの変化量に変換する手段と、この変化量を前記カラ−画像に追加する手段とにより行うことも好ましい。
【００１３】
さらに、前記画像処理手段により処理され別の情報が埋め込まれた第２のカラー画像を記録媒体に記録する手段を具備してもよい。
【００１４】
また、好ましくは、前記画像処理手段はカラー画像に基づき輝度の高域成分を検出する手段と、検出された高域成分に応じて前記別の情報を埋め込む量を加減する手段とを具備する。
【００１５】
本発明の第２の発明は、第１のカラー画像の色差及び彩度のいずれかをこの第１のカラー画像とは別の情報を表すデータ信号により変化させることにより前記カラー画像に前記別の情報が埋め込まれた第２のカラー画像を入力する入力手段と、この入力手段により入力された前記第２のカラー画像から前記別の情報を抽出する抽出手段とを具備することを特徴とする画像処理装置である。
【００１６】
色差方向に変化させた場合は、前記抽出手段は、入力された前記第２のカラー画像を読み取る読取手段と、この読取手段により読み取られた前記第２のカラー画像を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、前記変換手段により変換された第１の色差信号から前記データ信号を分離させて取り出す分離手段とを具備するとよい。彩度方向に変化させた場合は、前記抽出手段は、入力された前記第２のカラー画像を読み取る読取手段と、この読取手段により読み取られた前記第２のカラー画像を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、前記変換手段により変換された第１及び第２の色差信号により表される彩度から前記データ信号を分離させて取り出す分離手段とを具備するとよい。
【００１７】
また、前記抽出手段は、入力された前記第２のカラー画像信号から重複した第２のカラー画像を検出する手段と、前記検出手段により検出された前記重複した第２のカラー画像に対して平均化を行う手段とを具備するとよい場合がある。また、前記抽出手段は、入力された前記第２のカラー画像に対して所定の周波数帯域のバンドパス処理をする手段を具備するとよい場合がある。
【００１８】
本発明の第３の発明は、カラー画像とは別の情報を表すデータ信号を発生する手段と、前記発生手段により発生されたデータ信号に応じた複数の周波数成分を有する縞模様を前記カラー画像に付加することにより前記カラー画像に前記別の情報を埋め込む画像処理手段とを具備することを特徴とする画像処理装置である。この色差及び彩度のいずれかの変化は、カラー画像の３原色成分の合計が処理により変わらないように行われる。
【００１９】
また、前記画像処理手段は、前記縞模様を構成する前記複数の周波数成分を平面上に配置する手段と、平面上に配置された複数の周波数成分に基づき前記縞模様を前記カラー画像に付加する手段とを具備することが好ましい。
【００２０】
ここで、前記配置手段は、前記平面上において配置される周波数成分が所定の点から距離が遠くなるに従って前記周波数成分の周波数を高くする手段を具備するとよい。また、前記配置手段は、前記複数の周波数成分と共に対応するダミーの周波数成分を前記平面上において配置する手段を具備するとよい。
【００２１】
前記配置手段は、前記複数の周波数成分のうちの一部を前記平面上において同心円状または同心楕円状に配置してもよいし、前記複数の周波数成分のうちの一部を前記平面上において格子状に配置してもよい。格子状に配置する場合は、前記複数の周波数成分のうちの一部に位相差を与えて配置する。
【００２２】
前記配置手段は前記平面上において前記複数の周波数成分のスタート位置を示すスタートビットを配置し、前記複数の周波数成分のうちの一部を非規則的に配置するのでもよい。また、前記複数の周波数成分のうち高周波数を有するものほど振幅を大きくして配置するのもよい。
【００２３】
また、前記付加手段により縞模様が付加される前のカラー画像に対して前記複数の周波数成分の周波数帯域に相当する帯域を除去するバンド除去フィルタがあってもよい。
【００２４】
また、第３の発明の画像処理手段は、例えばカラー画像の３原色成分信号を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、第１の色差信号に対して前記縞模様を付加することにより前記別の情報を埋め込む手段とを具備することにより、色差方向への変化を行う。そして、例えばカラー画像の３原色成分信号を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、第１及び第２の色差信号により表される彩度に対して前記別の情報を埋め込む手段とを具備することにより、彩度方向への変化を行う。
【００２５】
この第３の発明の画像処理手段により処理され別の情報が埋め込まれた第２のカラー画像を記録媒体に記録し、その後この記録媒体に記録された前記第２のカラー画像から前記別の情報を抽出するようにした画像処理装置においては、この抽出手段が前記第２のカラー画像をフーリエ変換する手段を具備することが好ましい。
【００２６】
色差方向の変化を読み取るためには、前記抽出手段が、入力された前記第２のカラー画像を読み取る読取手段と、この読取手段により読み取られた前記第２のカラー画像を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、前記変換手段により変換された第１の色差信号から前記データ信号を分離させて取り出す分離手段とを具備することが好ましい。彩度方向の変化を読み取るためには、前記抽出手段が、入力された前記第２のカラー画像を読み取る読取手段と、この読取手段により読み取られた前記第２のカラー画像を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、前記変換手段により変換された第１及び第２の色差信号により表される彩度から前記データ信号を分離させて取り出す分離手段とを具備することが好ましい。
【００２８】
本発明の第５の発明は、文字情報とは別の情報を表すデータ信号を発生する手段と、文字情報を画像として展開する際の配列間隔を前記データ信号により変化させることにより前記文字情報の画像に前記別の情報を埋め込む情報処理手段とを具備することを特徴とする画像処理装置である。
【００２９】
【作用】
一般に輝度情報に対して、色差や彩度情報は視力限界が低い。言い換えれば色差や彩度は細かく、微妙な変化に対しては輝度より鈍い特性がある。一方、カラー記録では各色の濃度（輝度を含む信号）情報で輝度の視力限界まで記録するプリンタが最も高画質となる。（なお、人間にとって視力限界以上の記録には目に見えなくなるため不要となる。）このように輝度の視力限界に近くまで記録した場合には色差や彩度情報は人間の目に見えない記録がなされている。本発明は、この見えない記録がなされている部分、すなわち高い周波数での色差や彩度成分に情報をコード化して重畳すれば見えないコード情報の記録が可能となることに着目してなされたもので、画質劣化を伴わない記録を可能としたものである。
【００３０】
すなわち本発明は、輝度情報以外の色差もしくは彩度方向に画像情報とは別の情報を埋め込む。またこの時、より画質劣化を少なくするために入力画素の色度及び変化率によって埋め込む情報の強度を可変にすることも効果的である。
【００３１】
また、このような画像処理により得られる画像を記録媒体に記録した後、記録された画像を読み取り、その読み取った信号の平均化やバンドパス処理を行って埋め込まれた別の情報を検出し、さらには色差や彩度情報に変換してこれを検出する。
【００３２】
つまり、一般的な画像情報は色差や彩度が視力限界以上での周波数帯にはほとんど存在しないため、色差や彩度情報に変換してバンドパス処理することで画像情報に埋め込まれた別の情報を極めて高精度に分離して読み取ることが可能になる。
【００３３】
【実施例】
以下図面を参照して本発明の一実施例につき説明する。図１は本発明の第１実施例に係る画像処理装置のブロック図である。
【００３４】
入力端子等からなる入力系１０１にはカラー画像を記録／印刷する際の黄色、マゼンタ、シアンの濃度を表す色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが供給される。入力系１０１に入力された第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが第１変換回路１０２に供給される。
【００３５】
上記Ｙ，Ｍ，Ｃの濃度を表す色信号は、本装置をプリンタとして用いる場合にはＹ，Ｍ，Ｃのインク量信号となる。第１変換回路１０２は供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃに基づいて第１の変換処理を行い、これらから輝度信号Ｉ、及び２つの色差信号Ｃ１，Ｃ２を生成する。輝度信号Ｉは第２変換回路１０６に直接に供給される。２種類の色差信号Ｃ１，Ｃ２のうち、色差信号Ｃ１は第２変換回路１０６に直接に供給され、色差信号Ｃ２は加算器１０５を介して第２変換回路１０６に供給される。
【００３６】
一方、本実施例はコード発生器１０３も有する。コード発生器１０３はカラー画像に埋め込むべき画像情報とは別の情報（以下、特定情報と称する）を保持し、情報を圧縮、暗号化等してコードとして発生し、パターン発生回路１０４に供給する。パターン発生回路１０４はこのコードに基づいてコードを構成する各ビットデータの“０”，“１”に応じた図２（ａ）に示すような矩形波からなるパターン信号を加算器１０５に供給する。このパターン信号が複数ラインにわたって繰り返し発生されると、図２（ｂ）に示すような縞模様のパターンが発生される。なお、パターン信号の幅が１走査線の長さ以下の場合には、同一パターン信号が主走査方向に繰り返し発生されてもよい。
【００３７】
加算器１０５は第１変換回路１０２からの色差信号Ｃ２に、パターン発生回路１０４からのパターン信号を加算する。加算結果としての信号ＣＣ２が、第２変換回路１０６に供給される。第２変換回路１０６は第１変換回路１０２からの輝度信号Ｉ，色差信号Ｃ１，および加算器１０５からの信号ＣＣ２に基づいて、第１の変換処理の逆変換である第２の変換処理を行い、これらの信号から特定の情報が埋め込まれたカラー画像を記録／印刷する際の黄色、マゼンタ、シアンの濃度を表す第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を生成する。第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’は誤差拡散処理回路１０７に供給される。誤差拡散処理回路１０７は供給される第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を誤差拡散処理し、誤差拡散パターンを発生する。発生した誤差拡散パターンは出力系１０８に供給される。出力系１０８は例えばプリンタ、カラーコピー、ファクシミリであり、供給される誤差拡散パターンに応じてカラー画像（ここでは、加算器１０５により特定情報のパターンが埋め込まれている）を出力する。なお、誤差拡散処理回路１０７は必ずしも設ける必要はない。この場合は、第２変換回路１０６から出力された第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’が出力系１０８に直接供給され、出力系１０８は第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’に基づいてカラー画像を出力する。
【００３８】
次に、第１実施例の動作を説明する。
【００３９】
カラー画像を印刷する際のインク量に相当する第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが入力系１０１より第１変換回路１０２に供給される。第１の色信号の値は、カラー画像が白の場合はＹ＝Ｍ＝Ｃ＝０、黒の場合はＹ＝Ｍ＝Ｃ＝１となるように決定される。入力系１０１から供給される第１の色信号は第１変換回路１０２により輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に変換される。第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃから輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２への変換は次式に従って行われる。
【００４０】
Ｉ ＝１−（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ）／３ …（１）
Ｃ１＝Ｍ−Ｃ …（２）
Ｃ２＝Ｙ−Ｍ …（３）
ここで、Ｉは輝度に相当する量を表しており、Ｃ１はシアンから赤方向に相当する色差を表し、Ｃ２は青から黄方向に相当する色差を表す。尚、Ｃ１，Ｃ２座標系にベタ６色を配置すると図２１のようになり、この図から黄−青方向を表すには（Ｙ−Ｍ）を赤−シアン方向を表すには（Ｍ−Ｃ）を用いればよいことが分かる。
【００４１】
こうして、生成された輝度信号Ｉおよび色差信号Ｃ１は第２変換回路１０６に供給されるとともに、色差信号Ｃ２は加算器１０５に供給される。
【００４２】
一方、画像情報に埋め込まれるべき特定情報は、プリントを行う日付、時刻、出力系１０８を構成するプリンタのメーカ名、型名、及び機体番号等の出力系１０８の詳細に関する情報であるとする。このように印刷物がどの機械により印刷されたか示す情報を印刷物に忍び込ませることより、印刷物が偽造された場合、偽造者を発見することができ、その結果、偽造防止の効果があがる。コード発生器１０３はプリントを行う日付と時刻を生成するためのクロック発生器を内蔵しており、また、予めメーカー名、型名、及び機体番号がセットされたメモリを具備している。特定情報はコード発生器１０３によりコードの形で発生される。
【００４３】
特定情報は例えば上位ビットから順に１７ｂｉｔを日付（十進数により６桁で表示する）、１１ｂｉｔを時刻、１０ｂｉｔをメーカー名、３４ｂｉｔを型名および機体番号に割り付けて構成され、全体で７２ｂｉｔ（９Ｂｙｔｅ相当）のデータを有するものとする。コード発生器１０３はデータを圧縮／暗号化することにより特定情報のデータを９Ｂｙｔｅ以下のコードデータに変換する。
【００４４】
パターン発生回路１０４は、上記コードに基づき、例えば図２（ａ）に示すような単純なＯＮとＯＦＦで構成される矩形波からなるパターン信号を加算器１０５に供給する。
【００４５】
加算器１０５は第１変換回路１０２からの青から黄方向の色差信号Ｃ２に、このパターン信号を重畳する。パターン信号は複数の走査線にわたって発生される。これにより、図２（ｂ）に示すようにＹ−Ｍ色差に関して縞模様のパターンがカラー画像に重畳される。パターン信号は振幅の中間レベルが色差信号の０レベルとなるように重畳される。このため、図２（ａ）の振幅を±α／２とすると、パターン信号が重畳された色差信号ＣＣ２は次式で表される。
【００４６】
ＣＣ２＝Ｃ２±α／２ …（４）
符号の＋はコードのビットが“１”の場合、−は“０”の場合である。
【００４７】
なお、図２（ｂ）に示すパターンはカラー画像に重畳された場合、視覚的に違和感を与えるようなものであってはならない。従って、振幅αやパターンの周期τ（図２（ａ）参照）の設定については、人間の視覚限界を考慮に入れて検討することが必要である。この場合、パターンはその振幅が小さいほど、またその周期が短いほど、人の目には目立たないものとなる。
【００４８】
図３は３００ｄｐｉの高い周波数での印字が可能なプリンタを用いて出力したサンプルを被験者に観察してもらい、輝度方向、色差（青−黄）方向、及び彩度方向に階調変化を与えた場合における人間の階調識別能の調査結果をそれぞれ表したグラフである。このグラフでは、周波数が横軸に取られ、階調識別能が縦軸に取られる。このグラフから明らかなように、人間の階調識別能は輝度方向の変化よりも色差（青−黄）方向の変化の方に関してはかなり低い。さらに、色差（青−黄）方向の変化よりも彩度方向の変化の方に関してかなり低い。
【００４９】
さらに、図３から明らかなように、周波数が２ｃｙｃｌｅ／ｍｍを越えたあたりから、いずれの場合も視覚的に急激に感度が低くなっている。すなわち、上記パターンの周波数を２ｃｙｃｌｅ／ｍｍを越える高周波数とすれば、視覚的に識別可能な階調数は輝度方向では６０階調程度、色差方向や彩度方向に至っては２０階調以下になる。このため、上記振幅αをかなり大きくしても人の目に違和感を与える恐れがない。また、上記パターンの振幅は大きいほど、ノイズに埋もれてしまう可能性が少ない。従って、ＳＮ比の高いセンサを使用しなくても、パターンを容易に抽出することができる。また、埋め込まれるパターンの周波数を３ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上にすれば、より一層視覚的に識別できないものとすることができる。この場合、３ｃｙｃｌｅ／ｍｍ以上の周波数が再現可能なプリンタ、すなわち解像度が６ｄｏｔ／ｍｍ（＝１５０ｄｐｉ）以上の画点の再現が可能なプリンタであれば十分である。特に、高精度のプリンタでなくても良い。すなわち、通常のカラー画像の再現が可能であればそれ以上の高精細記録は特に必要としない。
【００５０】
上記加算器１０５によって生成された信号ＣＣ２は第２変換回路１０６に供給される。次に、輝度信号Ｉ，色差信号Ｃ１，および信号ＣＣ２は第２変換回路１０６によって、第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’へ変換される。ここで、第２の色信号への変換は下式に従って行われる。
【００５１】
Ｙ’＝１−Ｉ＋（Ｃ１＋２ＣＣ２）／３ …（５）
Ｍ’＝１−Ｉ＋（Ｃ１−ＣＣ２）／３ …（６）
Ｃ’＝１−Ｉ−（２Ｃ１＋ＣＣ２）／３ …（７）
このようにして、第２変換回路１０６により、特定情報が埋め込まれたカラー画像を表す色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’が得られる。
【００５２】
なお、（５）〜（７）式に（１）〜（４）式のＩ，Ｃ１，Ｃ２，ＣＣ２を代入すると、次の関係が得られる。
【００５３】
Ｙ＋Ｍ＋Ｃ＝Ｙ’＋Ｍ’＋Ｃ’ …（８）
（８）式は、本発明では、特定情報を埋め込む前と、埋め込んだ後の色信号の合計、すなわち、インキ量の総和は変わらないことを示す。
【００５４】
出力系１０８として表現できる階調数の限られたプリンタを用いる場合は、多値の誤差拡散法を用いて疑似階調表現を行う必要がある。このため、特定情報に相当するパターンを画像情報に埋め込み、第２の変換回路１０６により印刷のための色信号を求めた後、誤差拡散処理回路１０７によって誤差拡散パターンが発生される。こうして誤差拡散法を利用した階調表現を行うと、埋め込まれた特定情報は視覚的により一層識別できないものとなる。
【００５５】
出力系１０８において、このようにして発生された特定情報に相当するパターンが画像情報に埋め込まれて出力（印字）される。
【００５６】
次に、上記手順で出力された特定情報の読み取り処理について説明する。
【００５７】
本画像処理装置の読み取り部には、上記埋め込み処理部の処理によって印字された画像から特定情報を抽出するためのスキャナ（図示せず）が設けられる。このスキャナはＲＧＢ（Ｂｌｕｅ，Ｇｒｅｅｎ，Ｙｅｌｌｏｗ）色分解系フィルタを搭載している。
【００５８】
まず、埋め込まれている特定情報パターンを画像パターンから安定して分離し、確実に特定情報を抽出するために、複数の走査線にわたって読み取った画像情報の平均をとる。ここでは、１２８ラインを読み取って平均化し、１ライン分の画素データを得る。このようにすることで、画像に現れている複雑なパターンは主走査方向では平均化されず、副走査毎に同一内容の画像が平均化されるため、高度のＳ／Ｎ比で特定情報が検出される。しかし、この場合、原稿４０１（図４）を読み取る走査方向を記録時の走査方向と全く一致させることはまず不可能で、大抵の場合は斜めになってしまうことが多い。記録時と読み取り時とで走査線の方向が少しでもずれてしまうと、上記した平均化の効果が反映されない。そこで図４に示すように、原稿４０１よりも一回り大きいサイズの補助シート４０２の上に原稿４０１を重ねて読み取りを行う。反射型のスキャナの場合、原稿台上に原稿４０１を載せてから、補助シート４０２を重ねる。原稿４０１が白地の場合には補助シート４０２を黒とし、原稿４０１が黒地の場合には補助シート４０２を白とする。補助シート４０２は主走査方向において、必ず原稿よりも先に読み取られるように配置される。これにより、走査の際、原稿４０１の端の部分が黒と白との違いにより識別される。従って、走査するたびごとに原稿の端の位置が識別され、平均化処理の効果を高めることができる。
【００５９】
次に、図５のフローチャートを参照して上記手順で埋め込まれた特定情報の読み取り処理を説明する。
【００６０】
はじめに主走査方向の画素サンプル数ＷＩＤＴＨ、および副走査方向のライン数ＨＩＧＨＴをセットする（ステップＡ０１）。このとき、主走査方向のサンプル数ＷＩＤＴＨは主走査方法の読み取り範囲が原稿の幅よりも小さくなるようにする。また、例えばライン数ＨＩＧＨＴ＝１２８が設定される。主走査方向のカウント数をｎ、副走査方向のカウント数をｍとする。まず、ｍを“０”にセットし（ステップＡ０２）、ｎを“０”にセットする（ステップＡ０３）。後述するｎ番目の画素の画素値の合計Ｄｎを“０”にする（ステップＡ０４）。ｎが“ＷＩＤＴＨ−１”に等しいかを判別する（ステップＡ０５）。ＮＯならば、現在のｎに“１”を加算して（ステップＡ０６）、ステップＡ０４を繰り返す。ＹＥＳならば、ステップＡ０７へ進む。
【００６１】
ステップＡ０７で、１画素分のＲＧＢ信号を取り込み、ステップＡ０８でＲ，Ｇ，Ｂの和を３で割ってＲＧＢ信号の平均値を求め、ｎ＝０（すなわち、０番目）の画素の明るさデータＩ０を求める。次に、ｎを“１”にセットする（ステップＡ０９）。上記と同様に、１画素分のＲＧＢ信号を取り込み（ステップＡ１０）、Ｒ，Ｇ，Ｂの和を３で割ってＲＧＢ信号の平均値を求め、ｎ番目の画素の明るさデータＩｎを求める（ステップＡ１１）。
【００６２】
次に、ｎ番目の画素の明るさデータＩｎとｎ−１番目の画素の明るさデータＩｎ−１との差ΔＩｎを求める（ステップＡ１２）。このΔＩｎが予め設定された閾値“ＴＨ”よりも大きいか否かを判別する（ステップＡ１３）。ＮＯならば、現在のｎに“１”を加算して（ステップＡ１４）、ステップＡ１０〜Ａ１２を繰り返す。ＹＥＳならば、ステップＡ１５へ進む。ここで、差ΔＩｎ＝Ｉｎ−Ｉｎ−１を微分値と考えたとき、この微分値が大きく変化するような、すなわちΔＩｎが閾値ＴＨより大きな値をとるような点にあるｎ番目の画素が、原稿の左端と判定でき、これを実際に平均化に使用するための対象とする。なお、ΔＩｎが閾値ＴＨより大きな値をとるようになるまでは、スタートの対象は１番目の画素とされている。
【００６３】
ステップＡ１５で、スタートの対象である画素のＲＧＢ信号を取り込む。次に、ＧとＢとの色差ＤＤｉ（ｉ＝１〜ｎ）（Ｇ−Ｂ方向の色差成分）を求める（ステップＡ１６）。求められた色差ＤＤを各画素毎に合計Ｄｎ（最初はＤｎ＝０）に加算する。これにより、合計Ｄｎが更新される（ステップＡ１７）。ｎが“ＷＩＤＴＨ”に等しいか否かを判別する（ステップＡ１８）。ＮＯならば、現在のｎに“１”を加算して（ステップＡ１９）、ステップＡ１５〜Ａ１７を繰り返す。ＹＥＳならば、ステップＡ２０に進む。ステップＡ２０でｍが“ＨＩＧＨＴ−１”に等しいか否かを判別する。ＮＯならば、現在のｍに“１”を加算して（ステップＡ２１）、ステップＡ０３〜Ａ１９を繰り返す。ＹＥＳならば、ステップＡ２２に進む。これにより、各ラインにおけるｎ番目の画素に係る色差ＤＤの合計が求められる。
【００６４】
ステップＡ２２で現在のｎを“０”に設定する。現在の合計Ｄｎをライン数“ＨＩＧＨＴ”で割って平均を求め、この平均をＤｎとする（ステップＡ２３）。ｎが“ＷＩＤＴＨ−１”に等しいか否かを判別する（ステップＡ２４）。ＮＯならば、現在のｎに“１”を加算して（ステップＡ２５）、ステップＡ２３を繰り返す。ＹＥＳならば終了する。
【００６５】
このようにして、画素ごとの色差の平均が求められる。
【００６６】
この後、特定情報のパターンの周波数成分を抽出するため、求められた色差の平均（平均値データ）をバンドパスフィルタによりフィルタリングさせる。画像情報は平均化するとＤＣ成分を中心とした周波数成分となり、特定情報のパターンは高周波成分となるので、バンドパスフィルタによりＤＣ成分すなわち平均化された画像情報を除去することにより、埋め込まれていた特定情報のみを抽出することができる。また、追加する周波数を抽出できるならば、ＤＣ成分除去のためにハイパスフィルタを用いることも可能である。
【００６７】
なお、スキャナの解像度としては、上記印字された原稿を１画点単位で読み取ることができるものであれば十分である。従って、通常の画像を再現できるスキャナであれば、上記手順で容易に特定情報を抽出することができる。
【００６８】
次に、本発明の第１実施例を写真入りのＩＤカードなどに応用する場合の埋め込み場所の例を示す。特定情報をＩＤカードに埋め込む場合、例えば図２０（ａ）に示すように、埋め込まれた特定情報の一部が写真にかかることが望ましい。これは、第３者が写真の貼り替えをしＩＤカードを偽造した場合、これを発見できるようにするためである。なお、特定情報を埋め込む範囲としては、図２０（ａ）に示すもの以外にも、図２０（ｂ）〜２０（ｄ）に示すようなバリエーションが挙げられる。
【００６９】
上記ＩＤカードなどへの埋め込み場所の限定は第１実施例に限らず、後述する第２実施例〜第５実施例においても適用可能である。
【００７０】
埋め込まれる特定情報は、最大で２０桁（例えば身分証明書類を含めて最も桁数が多い一般のクレッジットカードの番号が１６桁、暗唱番号が４桁）、すなわち約６５ｂｉｔのデータ容量が必要であるが、本例のように７２ｂｉｔあれば十分対応できる容量である。さらにパターンの埋め込み位置などを特定情報の一部に含めれば、より多くの特定情報を記録させることができる。
【００７１】
以上説明したように、本発明の第１実施例によれば、視覚的に違和感を与えずに、より小さな面積により多くの特定情報を埋め込むことができる。また、その特定情報を容易に抽出することができる。
【００７２】
なお、第１実施例において、第１、第２変換回路を用いずに、色信号に直に特定情報を埋め込んでもよい。すなわち、（５）〜（７）式のＩ，Ｃ１，Ｃ２，ＣＣ２に（１）〜（４）式を代入することにより、次の関係が得られるので、これを満足するように第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃから第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を求めてもよい。
【００７３】
Ｙ’＝Ｙ＋α／３ …（９）
Ｍ’＝Ｍ−α／６ …（１０）
Ｃ’＝Ｃ−α／６ …（１１）
（９）〜（１１）式の＋，−，−は、−，＋，＋となる場合をも表現するものとする（デ−タが“１”なら−で、“０”ならば＋である）。
【００７４】
この直接色信号に情報を追加する場合の装置の構成を図２２に示す。まず、第１実施例と同様にコ−ド発生器２２０２から特定情報が発生し、パタ−ン発生回路２２０３にて矩形パタ−ンを生成する。この時色差方向に与える振幅値を±α／２とする。これを信号変換回路２２０４に入力して、カラ−信号に直接重畳できる形に変換する。例えば色差方向に変調をかけて追加したい場合のＹ，Ｍ，Ｃに与える変動量をＤＹ，ＤＭ，ＤＣとするとそれぞれ次の式で表すことができる。
【００７５】
ＤＹ＝＋（−）α／３
ＤＭ＝−（＋）α／６
ＤＣ＝−（＋）α／３
以上の式によって求めた値を加算器２２０５に供給し、追加情報を含む色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を得る。以上の２２０２〜２２０５の工程を行うコ−ド発生・追加部２２０７を外付けのＲＯＭやボ−ドに纏めて、一般のプリンタや複写機に差し込むことにより、一般のプリンタ等に本発明の機能を持たせることも可能である。
【００７６】
また、読み取りの際に１２８ラインの平均をとるので、１２８ライン毎に異なるパターンを埋め込むこともできる。
【００７７】
以下、本発明の他の実施例を説明する。他の実施例において、同一部分は同一参照数字を付して詳細な説明は省略する。
【００７８】
第１実施例では、特定情報を埋め込む際、色差方向に階調変化が与えられた。図３に示したように、彩度方向に階調変化を与えて特定情報を埋め込むメリットは人間の視覚感度は輝度方向の階調変化よりも色差（青−黄）方向の階調変化に対しては低いので、違和感を与えることなく、特定情報を埋め込むことができることであったが、色差方向の階調変化よりも彩度方向の階調変化に対してはさらに感度が低いことがわかっている。そのため、次に、色差方向ではなく、彩度方向に階調変化を与えて特定情報を埋め込む第２実施例を説明する。
【００７９】
図６は本発明の第２実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図である。
【００８０】
図６に示すように、本埋め込み処理部には入力系６０１が設けられる。入力系６０１からは、カラー画像に相当する第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが第１変換回路６０２に供給される。第１変換回路６０２は入力系６０１から供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃに基づいて、変換を行い、輝度信号Ｉおよび２つの色差信号Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ生成する。なお、ここまでの構成は、第１実施例の場合と同じである。輝度信号Ｉは第２変換回路６０７及びパターン発生回路６０６に供給される。また、色差信号Ｃ１は第１加算器６０３及びパターン発生回路６０６に供給される。色差信号Ｃ２は第２加算器６０４及びパターン発生回路６０６に供給される。
【００８１】
また、本埋め込み部には、第１実施例の場合と同様に、コード発生器６０５が設けられる。コード発生器６０５はカラー画像に埋め込むべき特定情報を保管し、その特定情報をコードの形で発生し、パターン発生回路６０６に供給する。パターン発生回路１０４はコード発生器１０３から供給されてきたコード及び第１変換回路６０２から供給されてきた輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に基づいて矩形波状の２つのパターン信号を発生し、第１加算器６０３及び第２加算器６０４にそれぞれ供給する。なお、パターン信号を発生する過程において、画像の彩度が算出される。
【００８２】
第１加算器６０３は第１変換回路６０２からの色差信号Ｃ１に、パターン発生回路６０６からのパターン信号を加算（または、減算）する。加算結果としての信号ＣＣ１が、第２変換回路６０７に供給される。また、第２加算器６０４は第１変換回路６０２からの色差信号Ｃ２に、パターン発生回路６０６からのパターン信号を加算（または、減算）する。加算結果としての信号ＣＣ２が、第２変換回路６０７に供給される。第２変換回路６０７は第１変換回路６０２からの輝度信号Ｉ，加算器６０３からの信号ＣＣ１及び加算器６０４からの信号ＣＣ２に基づいて、変換を行い、第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を生成する。第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’は誤差拡散処理回路６０８に供給される。誤差拡散処理回路６０８は供給される第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を誤差拡散処理し、誤差拡散パターンを発生する。発生した誤差拡散パターンは出力系６０９に供給される。出力系６０９は例えばプリンタであり、供給される誤差拡散パターンに応じて画像を出力する。なお、上記誤差拡散処理回路６０８を用いずにシステム構成することも可能である。この場合は、第２変換回路６０７から第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’が出力系６０９に直接供給される。そして出力系６０９は第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’に相当する画像を出力する。
【００８３】
次に、第２実施例の動作を説明する。
【００８４】
まず、第１実施例の場合と同様に、カラー画像に相当する第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが、入力系６０１より第１変換回路６０２に供給される。第１変換回路６０２においては、上記入力系６０１から供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが、第１実施例で説明した（１）〜（３）式に従って、輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に変換される。上記第１変換回路６０２からは、輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２がパターン発生回路６０６に供給される。
【００８５】
一方、コード発生器６０５において、特定情報がコードの形で発生され、パターン発生回路６０６に供給される。次に、パターン発生回路６０６において、上記コードに基づき、２つの色差方向に関するパターン信号が発生される。発生したパターン信号は第１加算器６０３において色さ信号Ｃ１に、第２加算器６０４において色差信号Ｃ２にそれぞれ加算される。この場合、パターン発生回路６０６において、色差信号Ｃ１及びＣ２から、色差信号Ｃ１、Ｃ２がなすベクトルと同じ成分をもつ一定量の特定情報を埋め込む。すなわち、埋め込む特定情報の量（振幅）を±α／２とすると、色差信号Ｃ１，Ｃ２にパターン信号を加算した後の信号ＣＣ１、ＣＣ２はそれぞれ次式に表す通りである。
【００８６】
ＣＣ１＝Ｃ１±α・Ｃ１／（２Ｃｃ） …（１２）
ＣＣ２＝Ｃ２±α・Ｃ２／（２Ｃｃ） …（１３）
ここでＣｃは入力画像の彩度を表す。Ｃｃは次式によって求める。
【００８７】
Ｃｃ＝ＳＱＲＴ｛（Ｃ１）２ ＋（Ｃ２）２ ｝ …（１４）
この後、出力系に供給するための色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を求める手順は第１実施例と同様である。
【００８８】
なお、入力されたカラー画像がべた一色のモノクロ的な画像である場合、色差信号Ｃ１、Ｃ２は共に０であるため、彩度Ｃｃも０となり、画面内のほとんど画点について色差方向を定めることができない。このため、上記特定情報を埋め込むことが困難になる。そこで、このように色差信号Ｃ１、Ｃ２が共にある一定の範囲内の値にとどまり、入力画像がモノクロ的画像であると見做された場合は、Ｙ−Ｍの色差方向に対して特定情報を埋め込むように処理を切り替える。すなわち、画面内における彩度Ｃｃの分布を求め、その分布の及ぶ範囲が予め設定した値に収まるならば、色差信号Ｃ１は変化させず、色差信号Ｃ２のみを変化させる。すなわち、色差信号Ｃ２にパターン信号を加算した後の信号ＣＣ２は次式に表す通りである。
【００８９】
ＣＣ２＝Ｃ２±α／２ …（１５）
これは、第１実施例の処理と同じである。
【００９０】
もしくは、そこでこのようにＣ１、Ｃ２が共にある一定の範囲内の値にとどまり、入力画像がモノクロ的画像であると見なされた場合は特定情報の埋め込みを行わないようにすることも可能である。
【００９１】
また、無彩色近傍では人の目にとって敏感に感じることがある。このため、特に無彩色近傍においては特定情報の埋め込みを行わないようにすれば、人の目で識別されにくくできる。
【００９２】
埋め込む特定情報の振幅や周期の設定については、人間の視覚限界を考慮に入れて検討することが必要である。この場合、現れるパターンはその振幅が小さいほど、またその周期が短いほど、人の目には目立たないものとなる。
【００９３】
さらに、第１実施例においても説明した図３から明らかなように、周期を短くしておけば、振幅をかなり大きくしても人の目で識別される恐れがない。また、上記パターンの振幅そのものが大きいので、ノイズに埋もれてしまう可能性が少ない。従って、ＳＮ比の高いセンサを使用しなくても、パターンを容易に抽出することができる。
【００９４】
上記加算器６０３によって生成された信号ＣＣ１は第２変換回路６０７に供給される。また、加算器６０４によって生成された信号ＣＣ２は第２変換回路６０４に供給される。次に、輝度信号Ｉ，色差信号Ｃ１，及び信号ＣＣ２は第２変換回路６０７によって、第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’へ変換される。この場合の変換は第１実施例でも説明した（５）〜（７）式に従って行われる。但し、（５）〜（７）式中のＣ１をＣＣ１に代えて考える。
【００９５】
こうして、特定情報が画像情報に埋め込まれた後の画像が得られる。
【００９６】
上記求めた第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’は誤差拡散処理回路６０８に供給される。誤差拡散処理回路６０８においては、誤差拡散パターンが生成される。
【００９７】
出力系６０９においては、図２（ｂ）に示すように、主走査方向に向かって、特定情報に相当する９バイトのデータが繰り返して埋め込まれ、副走査方向に向かって、全く同一のパターンが繰り返して埋め込まれる。このようにして特定情報は画像情報に埋め込まれて印字されることになる。
【００９８】
ここで、さらに多くの特定情報の埋め込みができる技術を説明する。この技術においては、入力画像の色度に応じて埋め込む特定情報の量を変化させるように制御する。
【００９９】
図７は同一周期のパターンに対する色度別の感度を被験者を用いて調査した結果の分布を表した概略図である。図７において、横軸に色差がとられ、縦軸に輝度がとられる。また、塗り漬した色の薄い領域ほど感度が高いことを表している。同図から色差が低く、中間的な輝度を持つ色の部分に対してパターンを埋め込むと、同パターンが人の目でかなり識別されやすいことがわかる。従って、特に、塗り漬しのない核に相当する感度の高い色度領域内の色に対しては、パターンの埋め込みをしないか、もしくは振幅を小さく押さえ、感度が低くなるに従って埋め込むパターンの振幅を大きくするように制御する必要がある。
【０１００】
これに対処するためには、図６のブロック図において、パターン発生器６０６の内部にパターン信号の付加量を決定づける振幅係数を記憶するメモリ（図示せず）を設ける。パターン発生器６０６は第１変換回路６０２から供給されてくる輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に応じて、適当な振幅係数を上記メモリから取り出す。この場合、例えばＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ ）が参照される。そして、パターン発生器６０６は取り出したメモリの振幅係数に従って、色差信号Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ付加すべきパターン信号の振幅を変化させる。すなわち、無彩色近傍などの感度の高い領域ではパターン信号の付加をしないか、もしくはその振幅を小さく抑えるように、パターン発生器６０６にパターン信号を発生させる。これにより、発生したパターン信号はそれぞれ加算器６０３，６０４において色差信号Ｃ１，Ｃ２に付加される。振幅係数をβとすると、色差信号ＣＣ１，ＣＣ２は次のように表される。
【０１０１】
ＣＣ１＝Ｃ１±α・β・Ｃ１／（２Ｃｃ） …（１６）
ＣＣ２＝Ｃ２±α・β・Ｃ２／（２Ｃｃ） …（１７）
このようにして、視覚的に一層識別されにくくなり、より多くの特定情報の埋め込みが可能となる。
【０１０２】
次に、上記手順で出力された特定情報の読み取り処理について説明する。
【０１０３】
本システムの読み取り部には、上記埋め込み処理部の処理によって印字された画像から特定情報を読み取るためのスキャナ（図示せず）がう設けられる。スキャナはＲＧＢ（Ｂｌｕｅ，Ｇｒｅｅｎ， Ｙｅｌｌｏｗ）色分解系フィルタを搭載している。
【０１０４】
特定情報の読み取りの手順は第１実施例の場合と同様である。ただし、第１実施例における説明の中で、一部異なる箇所がある。図５を参照すると、第１実施例ではステップＡ１６において、ＧとＢとの色差ＤＤ（Ｇ−Ｂ方向の色差成分）を求める。一方、第２実施例ではステップＡ１６において、ＳＱＲＴ｛（Ｇ−Ｂ）２ ＋（Ｒ−Ｇ）２ ｝を計算して彩度ＤＤを求める。
【０１０５】
また、第１実施例ではステップＡ１７において、色差ＤＤが合計Ｄｎに加算される。一方、第２実施例ではステップＡ１７において、彩度ＤＤが合計Ｄｎに加算される。上記以外の手順は第１実施例の場合と同様である。これにより、画素ごとの彩度の平均が求められる。
【０１０６】
この後、パターンの周波数成分を抽出するため、求められた色差の平均（平均値データ）をバンドパスフィルタによりフィルタリングさせる。これにより、ＤＣ成分すなわち平均化された基の画像情報が除去され、埋め込まれていた特定情報のみを抽出することができる。
【０１０７】
なお、スキャナの解像度としては、上記印字された原稿を１画点単位で読み取ることができるものであれば十分である。したがって、通常の画像を再現できるスキャナがあれば、上記手順で容易に特定情報を抽出することができる。
【０１０８】
以上説明したように、本第２実施例によれば、第１実施例の場合に比べて、視覚的により一層識別しにくくし、より多くの特定情報を埋め込むことができる。また特定情報を容易に抽出することができる。
【０１０９】
なお、第２実施例において、第１、第２変換回路を用いずに、色信号に直に特定情報を埋め込んでもよい。すなわち、（５）〜（７）式及び（１）〜（４）式から次の関係を得られるので、これを満足するように第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃから第２の信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を求めてもよい。但し、この場合、（５）〜（７）式におけるＣ１をＣＣ１に代えて計算する。
Ｙ’＝Ｙ±α（２Ｙ−Ｍ−Ｃ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｍ−Ｃ）２ ＋（Ｙ−Ｍ）２ ｝）…（１８）
Ｍ’＝Ｍ±α（２Ｍ−Ｃ−Ｙ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｍ−Ｃ）２ ＋（Ｙ−Ｍ）２ ｝）…（１９）
Ｃ’＝Ｃ±α（２Ｃ−Ｙ−Ｍ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｍ−Ｃ）２ ＋（Ｙ−Ｍ）２ ｝）…（２０）
これを前述した図２２の構成図を用いて説明すると、信号変換回路２２０４で次式のように各変動量を求めることになる。
ＤＹ＝±α（２Ｙ−Ｍ−Ｃ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｍ−Ｃ）２ ＋（Ｙ−Ｍ）２ ｝）
ＤＭ＝±α（２Ｍ−Ｃ−Ｙ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｍ−Ｃ）２ ＋（Ｙ−Ｍ）２ ｝）
ＤＣ＝±α（２Ｃ−Ｙ−Ｍ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｍ−Ｃ）２ ＋（Ｙ−Ｍ）２ ｝）
次に第３実施例を説明する。
【０１１０】
一般に、画像の中の濃度変化が平坦な部分においては、微々たる変化を与えただけでその部分が目立つが、濃度変化が激しい部分では、多少の変化を与えても視覚的に目立たない性質がある。本実施例では、このような特性が利用される。すなわち、濃度変化が大きい部分には特定情報の埋め込みを強くし、平坦な部分では特定情報の埋め込みを弱くする。
【０１１１】
図８は本発明の第３実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図である。
【０１１２】
図８に示すように、本埋め込み処理部には入力系８０１が設けられる。入力系８０１からはカラー画像に相当する第１の色信号Ｙ，Ｃ，Ｋ（ブラック）が第１変換回路８０２に供給される。第１変換回路８０２は入力系８０１から供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに基づいて、変換を行い、輝度信号Ｉおよび２つの色差信号Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ生成する。輝度信号Ｉは第２変換回路８０９，高域抽出回路８０７，及びパターン発生回路８０６に供給される。また、色差信号Ｃ１は第１加算器８０３及びパターン発生回路８０６に供給される。色差信号Ｃ２は第２加算器８０４及びパターン発生回路８０６に供給される。
【０１１３】
また、本埋め込み処理部にはコード発生部８０５が設けられる。コード発生器８０５はカラー画像に埋め込むべき特定情報を保管し、その特定情報をコードの形で発生し、パターン発生回路８０６に供給する。パターン発生回路８０６はコード発生器１０３から供給されてきたコード及び第１変換回路８０２から供給されてきた輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に基づいて図２（ａ）に示すような矩形波状のパターン信号を発生し、かけ算器８０８ａ、８０８ｂに供給する。そして、高域抽出回路８０５は第１変換回路８０２から供給される輝度信号Ｉに応じて、良く知られた高域成分抽出処理を行い、高域成分の強さに従ってパターン信号の振幅を決定づける係数ｋをＬＵＴ等を用いて求め、かけ算器８０８ａ、８０８ｂに供給する。かけ算器８０８ａ、８０８ｂはパターン発生回路８０６からのパターン信号（ｓ）と高域抽出回路８０７からの係数ｋとを掛け合わせ、その出力を第１加算機８０３及び第２加算機８０４にそれぞれ供給する。
【０１１４】
第１加算器８０３は第１変換回路８０２からの色差信号Ｃ１に、かけ算器８０８ａからの信号を加算（又は、減算）する。加算結果としての信号ＣＣ１が、第２変換回路８０９に供給される。また、第２加算器８０４は第１変換回路８０２からの色差信号Ｃ２に、かけ算器８０８ｂからの信号を加算（又は、減算）する。加算結果としての信号ＣＣ２が、第２変換回路８０９に供給される。第２変換回路８０９は第１変換回路８０２からの輝度信号Ｉ，加算器８０３からの信号ＣＣ１及び加算器８０４からの信号ＣＣ２に基づいて、変換を行い、第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’を生成する。第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’は誤差拡散処理回路８１０に供給される。誤差拡散処理回路８１０は供給される第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’を誤差拡散処理し、誤差拡散パターンを発生する。発生した誤差拡散パターンは出力系８１１に供給される。出力計８１１は例えばプリンタであり、供給される誤差拡散パターンに応じて画像を出力する。
【０１１５】
次に、第３実施例の動作を説明する。
【０１１６】
まず、カラー画像に相当する第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、入力系８０１より第１変換回路８０２に供給される。第１変換回路８０２においては上記入力系８０１から供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが、輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に変換される。上記第１変換回路８０２からは輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２がパターン発生回路８０６に供給される。
【０１１７】
本実施例における（１）〜（３）式に対応する変換式は、
Ｉ＝１−（（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ）／３＋Ｋ）
Ｃ１＝Ｍ−Ｃ
Ｃ２＝Ｙ−Ｍ
となり、（５）〜（７）式に対応する変換式は、
Ｙ’＝１−（Ｉ＋Ｋ）＋（ＣＣ１＋２ＣＣ２）／３
Ｍ’＝１−（Ｉ＋Ｋ）＋（ＣＣ１−ＣＣ２）／３
Ｃ’＝１−（Ｉ＋Ｋ）−（２ＣＣ１＋ＣＣ２）／３
Ｋ’＝Ｋ
となる。つまり、スミ量Ｋは輝度信号に影響するが、色差信号Ｃ１，Ｃ２には直接関係せず、本発明のように変換の前後で輝度を変えないためには、上述した式になる。
【０１１８】
一方、コード発生器８０５において、特定情報がコードの形で発生され、パターン発生回路８０６に供給される。次に、パターン発生回路６０６において、上記コードに基づき、２つのパターン信号が発生される。この場合、パターン発生回路８０６において、色差信号Ｃ１およびＣ２から、色差信号Ｃ１、Ｃ２がなすベクトルと同じ成分をもつ一定量の特定情報を埋め込む。また、特定情報を埋め込む前と後との色差信号の変換関係は第２実施例で説明した式（１２）〜（１４）と同様である。上記パターン発生回路８０６は第２実施例の場合と同様に、パターン信号の付加量を決定づける振幅係数を記憶するメモリ（図示せず）が備えられる。パターン発生器８０６は第１変換回路８０２から供給されてくる輝度信号Ｉ、色差信号Ｃ１，Ｃ２に応じて、適当な振幅係数を上記メモリから取り出す。この場合、例えばＬＵＴが参照される。そして、パターン発生器８０６は取り出したメモリの振幅係数に従って、色差信号Ｃ１，Ｃ２にそれぞれ付加すべきパターン信号の振幅を変化させる。すなわち、無彩色近傍などの感度の高い領域ではパターン信号の付加をしないか、もしくはその振幅を小さく抑えるように、パターン発生器８０６にパターン信号を発生させる。
【０１１９】
上記発生したパターン信号はかけ算器８０８ａ，８０８ｂにおいて、高域抽出回路８０７からの係数ｋにより、その振幅がさらに制御されて、第１加算器８０３及び第２加算器８０４に供給される。この場合、例えば、高域成分が少なく抽出されるところでは、係数ｋによって振幅が小さく抑えられる。そして、かけ算後のパターン信号は第１加算器８０３において色差信号Ｃ１に、第２加算器８０４において色差信号Ｃ２にそれぞれ加算される。そして、第２変換回路８０９において、出力系に供給するための色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’が求められる。その後、誤差拡散処理回路８１０で疑似中間調表現処理され、出力系８１１へ出力される。
【０１２０】
特定情報の読み取りの手順は、第１実施例の場合と同様である。
【０１２１】
以上説明したように、この第３実施例では、画像の中で高域成分が多く変化の頻繁な部分では埋め込むパターンの振幅を大きくし、高域成分が少なく変化の少ない部分では埋め込むパターンの振幅を小さくする。これにより、第２実施例の場合に比べて、視覚的により一層識別しにくくし、より多くの特定情報を埋め込むことができる。また特定情報を容易に抽出することができる。
【０１２２】
なお、視覚感度に応じて振幅を変えることは本実施例では必ずしも必要ではない。
【０１２３】
また、この第３実施例において、第１，第２変換回路を用いずに、色信号に直に特定情報を埋め込むには、下記の式を満足するように第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’，Ｋ’を求めればよい。また、この埋め込みは、第１、第２実施例で図２２を用いて説明したと同様、信号変換回路２２０４において下式における変化量を求め、この変化量を入力系２２０１からの色信号に加えることにより行われる。
【０１２４】
Ｙ’＝Ｙ＋（−）α／３
Ｍ’＝Ｍ−（＋）α／６
Ｃ’＝Ｃ−（＋）α／６
Ｋ’＝Ｋ
第１実施例から第３実施例では副走査方向には全く同じ情報を埋め込んだが、１２８ラインの平均をとっているので、１２８ライン毎に別々の情報を埋め込むことにより、情報量を増やしてもよい。さらに、１つの特定情報の単位は７Ｂｙｔｅに限らず、いくらでもよい。
【０１２５】
また、第２実施例の視度感度に応じたパターン信号の振幅制御、第３実施例の高域量に応じたパターン信号の振幅制御は全実施例において実施可能である。
【０１２６】
なお、第１〜第３実施例中の、色信号に直接特定情報を埋め込む場合の構成図を図２２に示す。ここでバンド除去回路は後述する図９のバンド除去回路９０３と同じ働きをするものであり、なくてもよい。また情報加工部は第４実施例で導入されるものであり、ここでは不要である。
【０１２７】
次に、第４実施例を説明する。
【０１２８】
上述の実施例では一定の周期で埋め込みデータを振幅変調して得られたパターンを画像に重畳したが、本実施例では２次元フーリエ変換面上の多数の周波数成分を特定情報データに応じて多重し、多重周波数成分を有する２次元的な縞模様をカラー画像信号に追加する。
【０１２９】
図９は本発明の第４実施例に係る画像処理祖装置における埋込み処理部示すブロック図である。
【０１３０】
図９に示すように、本埋め込み処理部には入力系９０１が設けられる。入力系９０１からはカラー画像に相当する第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃが第１変換回路９０２に供給される。第１変換回路９０２は入力系９０１から供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃに基づいて、第１の変換を行い、輝度信号Ｉおよび２つの色差信号Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ生成する。第１の変換は第１実施例と同様である。輝度信号Ｉは第２変換回路９０８に供給される。また、上記２種類の色差信号Ｃ１，Ｃ２のうち、色差信号Ｃ１は第２変換回路９０８に供給され、色差信号Ｃ２はバンド除去回路９０３、加算器９０３を介して第２変換回路９０８に供給される。バンド除去回路９０３は第１変換回路９０２からの色差信号Ｃ２に例えば８×８の移動平均処理を行い、画像情報以外の情報を取り除く。すなわち、バンド除去動作はローパスフィルタ動作である。これは、入力系９０１から供給された画像信号が既に本方式により特定の情報（高周波数成分）が既に埋め込まれている場合もあるので、直流付近の成分からなる画像情報のみを取り出すためである。
【０１３１】
また、本埋め込み処理部にはコード発生器９０４が設けられる。コード発生器９０４はカラー画像に埋め込むべき特定情報を保管し、その特定情報をコードの形で発生し、情報加工部９０５に供給する。情報加工部９０５はコード発生器９０４から供給されるコード暗号化や圧縮化等の処理をし、処理結果をパターン発生回路９０６に供給する。パターン発生回路９０６は情報加工部９０５から供給されてきたコードに基づいた多重周波数成分を有するパターン信号を発生し、加算器９０７に供給する。
【０１３２】
加算器９０７はバンド除去回路９０３からの色差信号Ｃ２にパターン発生回路９０６からのパターン信号を加算（又は、減算）する。加算結果としての信号ＣＣ２が、第２変換回路９０８に供給される。第２変換回路９０８は第１変換回路９０２からの輝度信号Ｉ，色差信号Ｃ１，および加算器９０７からの信号ＣＣ２に基づいて、第２の変換を行い、第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’を生成する。第２の変換処理は第１実施例と同様である。第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’は出力系９０９に供給される。出力系９０９は例えばプリンタ、ファクシミリ、カラー複写機であり、供給される第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’に応じて画像を出力する。
【０１３３】
次に第４実施例の動作を説明する。
【０１３４】
まず、入力した第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃを輝度信号Ｉ、及び色差信号Ｃ１，Ｃ２に変換する。このときの変換式は前述した式（１）〜（３）による。なお、色信号は０〜１の値で表し、Ｙ＝Ｍ＝Ｃ＝０は白、Ｙ＝Ｍ＝Ｃ＝１は黒を表す。
【０１３５】
ここで、入力された原稿もしくは画像データがあらかじめ本実施例に基づく技術により特定情報を記録したものである場合を想定する。この場合、印字後の原稿もしくは画像データから古い情報を除去し、本来の画像データのみを抽出する必要がある。バンド除去回路９０３により色差Ｃ２に対してたとえば８×８の移動平均を求めて、その値を改めてＣ２の画像データとすることにより、画像信号のみを取り出す。なお、平均化する画素数はプリンタの画素数に従属している。または、上記色差方向についてフーリエ変換を行って、埋め込んである特定情報を抽出し、抽出した周期成分のみを除去することにより画像データのみを求めてもよい。
【０１３６】
この画像データに対して加算器９０７により特定情報の埋め込みを行い、第２変換回路９０８を経て色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’として出力部９０９に供給する。ここで、Ｉ，Ｃ１，Ｃ２から色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’への変換は第１実施例において説明した式（５）〜（７）に従って行われる。
【０１３７】
次に、特定情報の埋め込み手順を詳細に説明する。特定情報は第１実施例と同様にコード等の数値で表現されている。この値は暗号化もしくは圧縮化などの処理をあらかじめ情報加工部９０５において行う。第１実施例において参照した図２から明かなように、人間の階調識別能（識別階調数で表現される。）は輝度方向の変化に対して高く、色差（Ｙ−Ｂ）方向の変化に対してはより低いことがわかる。本実施例でも、この特性を利用して特定情報の埋め込みを行う。
【０１３８】
パターン発生回路９０６は多重周波数成分を有する縞模様のパターン信号を発生するために、図１０（ａ）に示すように主走査方向の軸および副走査方向の軸により構成されるフーリエ変換面を定義し、面上に所定の規則で配置された多数の点を有する。この多数の点に埋め込み情報のコードを構成する各ビットデータが所定の規則に従って配置される。各点は周期と振幅を有する。画像データの埋め込み位置に応じて各ビットデータの周期と振幅が加算されて埋め込みパターンが発生される。
【０１３９】
情報加工部９０５によって暗号化や圧縮化等の処理がされたコードはパターン発生回路９０６に供給される。パターン発生回路９０６に上記コードが供給されると、そのコードを構成する複数のビットが順番に上記フーリエ変換面の所定の位置にそれぞれ配置される。なお、各ビットの配置場所や配置順序は任意に決めることができる。ここでは、各ビットの配置位置は放射状に伸びる複数の線上に一定間隔で設けられているとする。すなわち、ビットの配置位置は原点を中心とする同心円状となる。この線と主走査方向軸とがなす角度をθとすると、角度θの値は０≦θ＜πの範囲で与えられ、全範囲をｎ等分すると、θ＝ｋ／ｎ・π（ｋ＝０〜ｎ−１）である。ｎ（分割数）は周期ＷＬが短くなればなるほど大きな値に設定することができる。
【０１４０】
なお、周期ＷＬは各ビットの位置と減点との距離に対応し、ナイキスト周波数に相当する周期（２ドット／ｃｙｃｌｅ）に近くなるほど、分割数ｎを大きくすることができる。各ビットは各放射線上で視界限界周波数からナイキスト周波数までの間を均等に配置される。なお、フーリエ変換面はその原点からの距離が周期を表し、原点に近い程、周期は長く、原点からはなれる程、周期は短くなる。ナイキスト周波数はプリンタが表現できる高周波数成分の上限値である。
【０１４１】
ビットデータの配置の開始位置を特定するために、図１０（ａ）に示すように、周期が視覚限界に相当する位置には１つを除いて特定情報とは無関係に常にオフまたはオン（図１０（ａ）の例では常にオフ：０である）のビットを配置し、例外の１位置に常時オン、またはオフ（図１０（ａ）の例では常にオン：０である）のドット（図１０（ａ）のＳとかかれた白丸）を配置する。この他の視覚限界ドットと区別されているドットをスタートビット（コードデータの各ビットの配置開始ビット）とする。
【０１４２】
このスタートビットから放射方向に順次ビットを配置し、ナイキスト周波数に相当するビット位置まで達したら、θを順次減少させて、次の放射線上に同様に配置する。図１０（ａ）の丸内の数字はビットの配置順番を示す。これは、特定情報コードの上位ビットから順番に配置しても、反対に下位ビットから順番に配置してもよい。
【０１４３】
このように、たとえば比較的劣化の起こりにくい低周波のパターンにフーリエ変換面上のスタート開始位置確認のためのダミービット、すなわち特定情報に依存しないようなスタートビットＳを常時ＯＮ（またはＯＦＦ）に設定しておく。スタートビットＳの他の例を図１０（ｂ）および１０（ｃ）に示す。いずれもフーリエ変換面での視覚限界付近のみのビットの配置を示した図であり、図１０（ａ）に準ずるものである。図１０（ｂ）は図１０（ａ）の場合とは逆に、スタートビットを常時ＯＦＦに、それ以外の視覚限界位置のビットを常時ＯＮにした場合を示す。図１０（ｃ）は視覚限界位置のすべてのビットを常時ＯＮにし、しかしスタートビットに相当する位置のみ（図示白二重丸）について振幅ＷＩを他より大きく、例えば２倍とすることにより視覚限界位置の他のビットと区別してもよい。
【０１４４】
パターン発生回路９０６はこのようにフーリエ変換面上に配置された特定情報の全ビットデータの周期、振幅をカラー画像の埋め込む画素の位置ｘ，ｙに応じて加算して特定情報パターンΣΣβ（θ，ＷＬ）を発生する。Σはθ（０≦θ＜１８０°），ＷＬ（視覚限界からナイキスト周波数まで）に関する合計である。
【０１４５】
ΣΣβ（θ，ＷＬ）＝（ＷＩ／２）・ｃｏｓ（ｃｏｓθ・ｘ・２π／ＷＬ＋ｓｉｎθ・ｙ・２π／ＷＬ） …（２１）
ただし、ＷＩ／２は各ビットの振幅であり、ビットが０であれば、ＷＩ／２＝０であり、１のビットの周波数成分のみが加算される。
【０１４６】
従って、加算器９０７の出力はＣＣ２は次のように表される。
【０１４７】
ＣＣ２＝Ｃ２＋ΣΣβ（θ，ＷＬ） …（２２）
次に周期ＷＬ，角度θ，および振幅ＷＩの値の設定について説明する。まず、周期ＷＬの取りうる範囲はおおまかに言えば、特定情報を埋め込む色差方向についての“視覚限界”からプリンタのナイキスト周波数までである。ただし、ここでいう“視覚限界”とは便宜上の表現であり、実際は濃度変化に対する感度が極度に落ちる地点の周波数を表している。“視覚限界”はプリンタに依存しない値である。ちなみに、色差（Ｙ−Ｂ）方向についての視覚限界は２ｃｙｃｌｅ／ｍｍである。ここで、この値を具体的にプリンタの制御量に換算してみる。たとえば使用するプリンタが４００ｄｐｉ解像度であれば、視覚限界の１周期はおよそ８画素分に相当する。したがって、上記解像度のプリンタならば、周期ＷＬの取りうる範囲は２〜８画素に相当する。つまり、ナイキスト周波数はプリンタが表現できる最大の周波数であるため、２画素に相当する。
【０１４８】
振幅ＷＩの値は出力系のＭＴＦ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性や周期構造に対する視覚特性などを考慮して設定する。図２に示すような識別能力を想定すると、例えば周期ＷＬが８画素ならばＷＩは１／６４、２画素ならば１／４というように周波数が高い成分ほど振幅ＷＩの値を大きく設定して、データの効率化を図る。こうするのは、出力系のＭＴＦ特性の影響を受けて、高周波成分が特に劣化しやすい点を考慮したためである。
【０１４９】
この他、埋め込まれるパターンの周期範囲と分割数は出力系の表現可能な階調数、読み取り系などのＳＮ比、読み取り時のサンプリング画素数などに従属する。また、角度θ（又は、分割数）も、読み取り系のＳＮ比やサンプリング画素数などに従属する。
【０１５０】
なお、本実施例では、これらの周期や角度はフーリエ変換面上で等間隔に配置する場合について示したが、埋め込まれた特定情報の読み取り時にデータがマッチングしにくい等の支障がなければ、配置は必ずしも等間隔である必要はない。すなわち、図１０（ａ）の例では同心円状に配置したが、完全な円ではなく、同心の楕円状に配置してもよい。
【０１５１】
一般のカラー原稿のほとんどは色差成分に高周波の周期成分を含まない。しかしながら、ごく希に線画や網点画像などでこの周期成分を含むものもある。これらの画像に特定情報を埋め込んだ場合、読み取り時に誤って実際には埋め込んでいない成分を埋め込んだものと見做してしまう場合もある。これを防ぐために、複数の周期成分を１つのビットとして取り扱うことが有効である。すなわち、あるビットに対して同じ内容であるダミーのビットを少なくとも１個設ける。ただし、こうすると、埋め込むことができる特定情報の量はダミービットの数に応じて減少する（（ダミービットの数＋１）分の１になる）。
【０１５２】
図１１（ａ）および１１（ｂ）は上記の考えに基づくフーリエ変換面上のビット配置を示す。図１１では説明の簡略化のため、常時オフのビットは図示省略する。番号が同じビットは同一のビットと見なすビットであることを表し、番号にダッシュがついているビットはダミービットである。図１１（ａ）は放射線状に並んだ隣接する２ライン単位で同一ビットを配置した場合（２成分を１単位とした場合）の例を示す。すなわち、１ラインには通常通りビットを配置し、隣接ラインには逆の順番にダミービットを配置している。図１１（ｂ）は３ラインを１ブロックとし、ブロック単位で同一ビットを配置した場合（１ブロックに対して２ダミーブロックを配置した場合）の例を示す。いずれの場合も、通常ビットとダミービットが同一の放射線上もしくは同一の円周上に乗らない方が好ましい。また、二つの成分を同一ビットとして取り扱う場合は、読み取り時に平均化を行い、閾値処理を行うなどして、ビットの有無を確認するのが好ましい。また、ダミービットが２つ以上（同一のビットが３つ以上）ならば、多数決をとるという手順をとってもよい。
【０１５３】
ビットを上記のように扱うことにより、読み取り時の誤りを防止することができる。例えば、原稿が網点画像や線画である場合、まれに色差方向などに高い周波数成分を伴うことがあり、誤判定の原因となる。これを軽減させるために、複数の成分を一単位として取り扱う。
【０１５４】
なお、本実施例でも上述の実施例と同様に、第１変換回路９０２、第２変換回路９０８を用いずに、以下に示すように第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’に直接特定情報を埋め込むこともできる（図２３）。この場合、追加する周期成分の量βの算出手順は前述した通りである。
【０１５５】
Ｙ’＝Ｙ＋（ΣΣβ）２／３ …（２３）
Ｍ’＝Ｍ−（ΣΣβ）／３ …（２４）
Ｃ’＝Ｃ−（ΣΣβ）／３ …（２５）
次に、上記手順で印字された特定情報の読み取り処理について説明する。
【０１５６】
上記特定情報の読み取りには、ＲＧＢ（Ｂｌｕｅ，Ｇｒｅｅｎ，Ｙｅｌｌｏｗ ）色分解系フィルタを搭載したスキャナが用いられる。
【０１５７】
以下、図１２のフローチャートを参照して、特定情報の抽出処理を説明する。なお、抽出するサイズはたとえば６４×６４画素程度もあれば十分である。ちなみに、上記サイズは４００ｄｐｉ に換算すると４×４ｍｍであり、画像のほんのごく一部ですむ。言い換えると、本実施例では画像全体に特定情報パターンを重畳しなくても一部の領域のみに重畳し、その領域が既知であればよい。まず、ＲＧＢ信号を入力する（ステップＢ０１）。平均化を行うにあたっての分割数ｎをセットする（ステップＢ０２）。ｍを１にセットする（ステップＢ０３）。読み取り開始位置及び読み取りサイズをセットする（ステップＢ０４）。読み取り対象の領域を切り出す（ステップＢ０５）。入力したＲＧＢ信号のうち、色差Ｇ−Ｂのみを抽出するため、ＤＤ＝Ｇ−Ｂをセットする（ステップ０６）。追加したＣ２の成分を抽出したＹ，Ｍ，Ｃインクで追加する場合、Ｃ１＝Ｍ−Ｃとして追加するが、読み取り信号はＲＧＢモードではＭの補色ＢのＧとＹの相当の差を求めるとＣ２に捕食する成分が算出できる。色差信号に対して二次元フーリエ変換を行い（ステップ０７）、視覚限界の周波数（２ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）の成分に基づいて、スタートビット位置の確認を行う（ステップＢ０８）。同スタート位置を手がかりに、ビットにおける周波数成分の有無を確認し、成分がない場合は“０”、あることを確認できた場合は“１”としてビット毎にチェックし、入力したデータを確認する（ステップＢ０９）。ｍが分割数ｎに等しいか否かを判別する（ステップＢ１０）。ＮＯであれば、ｍに“１”を加算して（ステップＢ１１）、ステップＢ０４〜Ｂ０９を繰り返す。ＹＥＳであれば、ステップＢ１２に進む。
【０１５８】
ステップＢ１２では、データの信頼性を高めるため、複数の領域をサンプリングして、フーリエ変換面上で周期成分ごとに平均化する。また、このとき必要があれば、サンプリングを行う領域を広くとる。さらに、閾値処理をして、ビットの有無を確認する（ステップＢ１３）。そして、特定情報を算出する（ステップＢ１４）。読み取ったデータが暗号化されている場合は暗号解読を、圧縮されている場合は伸長の処理を行う（ステップＢ１５）。なお、ステップＢ２，Ｂ３，Ｂ１０，Ｂ１１，及びＢ１２はフーリエ変換面においてダミービットを備えていない場合（図１０のように全てのビットに別々の情報を割り付ける場合）には省略される。
【０１５９】
以上説明したように、第４実施例によれば、埋め込むべき特定情報の量が多い場合であっても、視覚的に違和感を与えないようにすることができる。また、読み取り時に、画像が多少傾いても、間違いなく周期成分を検出でき、誤読み取りが少ない。
【０１６０】
なお、第４実施例は色差方向に特定情報を埋め込む場合について説明したが、第２実施例のように彩度方向に埋め込むように変形することや、第３実施例のように、視覚感度や輝度成分の高周波数成分に応じて埋め込むパターンの振幅を調整するように変形することが可能である。
【０１６１】
ここで、上記第１〜第４実施例は減法混色（Ｙ，Ｍ，Ｃ）の色信号を扱う場合について説明したが、これらを加法混色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）系に応用することもできる。つまり、スキャナで読み取ったＲＧＢ信号に対して特定情報をそのまま追加する。
【０１６２】
まず、色差（Ｙ−Ｂ）へ追加する場合は、図１の入力系１０１からのＹ，Ｍ，Ｃの色信号がＲ，Ｇ，Ｂの色信号となり、誤差拡散処理回路１０又あるいは主力系１０８へのＹ’，Ｍ’，Ｃ’がＲ’，Ｇ’，Ｂ’となる。そして、第１変換回路１０２における変換は、
Ｉ＝（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）／３
Ｃ１＝Ｒ−Ｇ
Ｃ２＝Ｇ−Ｂ
となり、第２変換回路１０６における変換は、式（４）を前提として、
Ｒ’＝Ｉ＋（２Ｃ１＋ＣＣ２）／３
Ｇ’＝Ｉ＋（−Ｃ１＋ＣＣ２）／３
Ｂ’＝Ｉ＋（−Ｃ１−２ＣＣ２）／３
となる。また、図２２のように直接埋め込むときは、入力系からの信号をＲ，Ｇ，Ｂ，出力系への信号をＲ’，Ｇ’，Ｂ’としたときの信号変換回路２２０４で生成される変化量ＤＲ，ＤＧ，ＤＢは、
ＤＲ＝＋（−）α／６
ＤＧ＝＋（−）α／６
ＤＢ＝−（＋）α／３
となる。
【０１６３】
そして、彩度へ追加する場合は、図６において上記と同様な置き換えを行い、第２変換回路６０７における変換は、式（１２）〜（１４）を前提として、
Ｒ’＝Ｉ＋（２ＣＣ１＋ＣＣ２）／３
Ｇ’＝Ｉ＋（−ＣＣ１＋ＣＣ２）／３
Ｂ’＝Ｉ＋（−ＣＣ１−２ＣＣ２）／３
となる。また、図２２にように直接埋め込むときの加算器２２０５で加える変化量は、
ＤＲ＝±α・（２Ｒ−Ｇ−Ｂ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｒ−Ｇ）２ ＋（Ｇ−Ｂ）２ ｝）
ＤＧ＝±α・（２Ｇ−Ｂ−Ｒ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｒ−Ｇ）２ ＋（Ｇ−Ｂ）２ ｝）
ＤＢ＝±α・（２Ｂ−Ｒ−Ｇ）／（６・ＳＱＲＴ｛（Ｒ−Ｇ）２ ＋（Ｇ−Ｂ）２ ｝）
となる。
【０１６４】
次に第５実施例を説明する。
【０１６５】
第４実施例においては、周期成分をフーリエ変換面で同心円状または同心楕円状に配置する場合について説明した。一方、第５実施例においては格子状に配置した場合について説明する。
【０１６６】
なお、特定情報の埋め込みに関するおおまかな手順は第４実施例の場合と同様である。また、本実施例における埋め込み処理部は第４実施例で使用した図９と同じ構成となる。ただし、情報加工部９０５内部の処理が異なる。また、第１変換回路および第２変換回路を用いずに、色信号に直接特定情報を埋め込むことができることも、第４実施例の場合と同様である。
【０１６７】
第５実施例の動作を説明する。まず、図１３に示すように、各ビットデータをフーリエ変換面上で格子状に配置する。各配置位置の主走査方向の周期がＷＬ１、副走査方向の周期がＷＬ２である場合、追加される情報の周期成分の量を表す式は次の通りである。ΣはＷＬ１，ＷＬ２に関する合計である。
【０１６８】
ΣΣβ（ＷＬ１，ＷＬ２）
＝（ＷＩ／２）・ｃｏｓ（ｘ・２π／ＷＬ１＋ｙ・２π／ＷＬ２＋β（ＷＬ１，ＷＬ２））
ここで、βは０≦β＜２πの範囲で変化する位相差を表し、各周波数成分毎にその値を変えて、周期構造同士の重ね合わせの影響を軽減させる。ただし、ＷＬ１，ＷＬ２のいずれかがナイキスト周波数に相当する場合は、βの値がπ／２または３／２πに近い値にならないように設定し、周期成分の消失を防ぐ。
【０１６９】
なお、図１３に示すように、ＷＬ１，ＷＬ２がともにナイキスト周波数に近く、劣化の起こりやすい位置には、周期成分は追加するものとする。
【０１７０】
なお、特定情報の抽出処理に関しては、第４実施例の場合と同様である。
【０１７１】
以上説明したように、第５実施例によれば、特定情報の量が比較的少ない場合には簡便に扱うことができる。なお、各周期成分間に傘ね合わせが生じやすく、比較的目障りな低周波数の周期成分が発生しやすくなる。これを防ぐために、各周期成分に対して０〜２πの範囲の位相差を与えて、重ね合わせの発生を抑える。これにより、画質の劣化を防ぐことができる。
【０１７２】
次に、第６実施例を説明する。
【０１７３】
図１４は本発明の第６実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図である。第６実施例では、本発明をカラープリンタに応用した場合を説明する。
【０１７４】
図１４に示すように、本埋め込み処理部、すなわち、カラープリンタには入力系１４０１が設けられる。入力系１４０１からは、グラフィックデータ又はテキストデータが第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃとしてビットマップ展開部１４０２に供給される。ビットマップ展開部１４０２は入力系１４０１から供給される第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃに基づいて、ビットマップ展開を行い、加算器１４０７に供給する。また、本埋め込み処理部にはコード発生器１４０３が設けられる。コード発生器１４０３は入力系１４０１から供給されるグラフィックデータ等に埋め込むべき特定情報を保管し、その特定情報をコードの形で発生し、情報加工部１４０４に供給する。情報加工部１４０４はコード発生部１４０３から供給されるコードに対して暗号化や圧縮化等の処理をし、処理結果をパターン発生回路１４０６に供給する。一方、本埋め込み処理部には、高精細モード／通常モードの選択ができる切り替えモードセレクタ１４０５が設けられている。モードセレクタ１４０５からはいずれかのモードを示す信号がパターン発生回路１４０６に供給される。パターン発生回路１４０６は情報加工部１４０４から供給されてきたコード及びモードセレクタ１４０５からのモード指定信号に基づいてパターン信号を発生し、加算器１４０７に供給する。
【０１７５】
加算器１４０７はビットマップ展開部１４０２からの第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃに、パターン発生回路１４０６からのパターン信号を加算（又は、減算）する。パターン信号が加算された色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’は誤差拡散処理回路１４０８に供給される。誤差拡散処理回路１４０８の出力は出力系１４０９に供給される。出力系１４０９は第２の色信号Ｙ’，Ｍ’，Ｃ’に応じて、図形やテキストをプリントアウトする。
【０１７６】
次に、第６実施例の動作を説明する。
【０１７７】
本実施例では、図形等のグラフィックデータ又はテキストデータをビットマップ等に展開してパターンを得たときに、これに所定の周期成分を有するパターンを重畳する。このとき付加されるパターンは例えば書類の機密性を表すデータをコード化したものに基づいている。なお、パターンはこれまでの実施例でも説明したフーリエ変換面を使用して発生される。
【０１７８】
パターンの付加されるべきデータが、文字や２値グラフィック等の２値のデータである場合、印字される原稿における非印字部が完全な白紙、印字部がベタである可能性は高い。この場合、非印字部、印字部のいずれに対してパターン付加を行っても、その振幅は半量に減少されるので、付加パターンの抽出がしづらくなる。この問題を解消するために、パターンの付加と同時に、地肌（原稿の非印字部）に少量のインク量を与えるようにする。すなわち、パターン付加時に、非印字部に所定のインク量Ｙ０，Ｍ０，Ｃ０を与える。この場合の各インク量は第４実施例で説明したナイキスト周波数の位置における周期成分の振幅ＷＩの１／６程度が適当である。なお、Ｙ０以外のインク量をさらにその半量にしてもよい。ただし、この場合は地肌が黄味がかってしまう可能性がある。地肌における輝度のバランスよりもカラーバランスを重視する場合は、地肌のインク量をＹ０＝Ｍ０＝Ｃ０としておく。上記インク量の変換式は次の通りとなる。
【０１７９】
Ｙ’＝Ｙ０＋（ΣΣβ）２／３ …（２７）
Ｍ’＝Ｍ０−（ΣΣβ） ／３ …（２８）
Ｃ’＝Ｃ０−（ΣΣβ） ／３ …（２９）
なお、使用するプリンタが２値プリンタ又は表現可能な階調数の少ないプリンタである場合、パターンを付加したデータに対して誤差拡散処理回路１４０８によって誤差拡散処理をする。
【０１８０】
さらに、本実施例では、図示しないコントロールパネル上に高精細モード／通常モードを選択できるモードセレクタ１４０５が設けられている。ここでは、高精細モードが選択されているときにだけ、パターンの発生・付加の処理をさせるように設定してもよい。
【０１８１】
特にグラフィック画像に対してパターンを付加する場合には、線画が多くなる。この場合、入力時にバンド除去を行うと、情報そのものの劣化にもつながることになる。従って、図１５に示すように、フーリエ変換面において線画像特有の周期成分（主走査方向、副走査方向軸に沿った成分）を配置しないようにする。
【０１８２】
なお、特定情報の抽出処理に関しては、第４実施例の場合と同様である。
【０１８３】
以上説明したように、第６実施例によれば、文字や２値グラフィック等の２値のデータを扱う場合であっても、無理なく特定情報の埋め込み、抽出を行うことができる。
【０１８４】
次に、第７実施例を説明する。
【０１８５】
図１６は本発明の第７実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図である。第７実施例では、本発明をカラーファクシミリに応用した場合を説明する。
【０１８６】
図１６に示すように、本埋め込み処理部は２台のカラーファクシミリ、すなわち送信部１６１及び受信部１６２から成る。送信部１６１には入力系１６０１が設けられる。入力系１６０１からはデータが第１の色信号Ｙ，Ｍ，Ｃとして圧縮／コード化部１６０２に供給される。圧縮／コード化部１６０２はデータを圧縮又はコード化して加算器１６０５にデータを供給する。一方、コード発生器１６０３は特定情報Ａを保管し、その特定情報Ａをコードの形で発生し、情報加工部１６０４に供給する。情報加工部１６０４はコード発生器１６０３から供給されるコードに対して暗号化や圧縮化等の処理をし、加算器１６０５に供給する。加算器１６０５は圧縮／コード化部１６０２からのデータに、情報加工部１６０４からのコード（特定情報Ａ）を加算（又は、減算）する。コード（特定情報Ａ）が加算されたデータは受信部１６２の情報分離部１６０６に転送される。
【０１８７】
情報分離部１６０６は転送されてきたデータから特定情報Ａを分離させ、データ本体を伸長／展開部１６０７に、特定情報Ａを情報合成部１６１０に供給する。伸長／展開部１６０７はデータ本体を伸長／展開処理して加算器１６１２に供給する。一方、コード発生器１６０８は受信部１６２の機体番号を表すコードや部署番号を表すコード（特定情報Ｂ）を発生して情報加工部１６０９に供給する。情報加工部１６０９はコード発生器１６０８から供給されるコード（特定情報Ｂ）に対して暗号化や圧縮化等の処理をし、情報合成部１６１０に供給する。情報合成部１６１０は情報分離部１６０６からの特定情報Ａと情報加工部１６０９からの特定情報Ｂを合成して、パターン発生回路１６１１に供給する。パターン発生回路１６１１は合成されたコードに基づいてパターンを発生し、加算器１６１２に供給する。加算器１６１２は伸長／展開部１６０７からのデータに、パターン発生回路１６１１からのパターンを加算して、誤差拡散処理回路１６１３に供給する。誤差拡散処理回路１６１３は加算器１６１２からのデータを出力系１６１４に供給する。出力系１６１４は上記データを出力する。
【０１８８】
次に、第７実施例の動作を説明する。
【０１８９】
例えば２台のファクシミリ間でデータ（カラー情報）を転送するときには、送信側において特定情報を付加したい場合と受信側において特定情報を付加したい場合とが考えられる。まず、単純な手法としては、第４実施例で説明したようにデータにパターンを重畳してから送信部から送信し、受信部でそのまま受信するということが考えられる。しかしながら、カラー情報自体は容量が非常に大きいので、そのデータを圧縮して転送する場合も十分考えられる。また、データをコード化して転送する場合も有り得る。図１６はこうした諸条件に対応して構築された場合の例を示している。
【０１９０】
データはあらかじめ送信部１６１の圧縮／コード化部１６０２においてコード化又は圧縮の処理が行われる。次にコード化された特定情報は加算器１６０５において、図１７（ａ）及び１７（ｂ）に示すように、ヘッダ又はトレーラとして転送すべきデータ本体に連結される。このとき、データ本体と特定情報との境目にスタートビット又はエンドビットを目印として設けておく。ここで付加される特定情報としては、例えば送信部の機体を識別するための番号やデータの属性等を表すもの（例えば秘密事項の区分）、発信部署を示す番号をコード化又は暗号化したものが考えられる。一方、受信部１６２においては、受信した特定情報を含むデータを、いったんデータ本体と特定情報に分離し、必要があれば受信部の機体番号や部署番号を表す特定情報（コード）と転送されてきた特定情報（コード）とを合成する。合成後の特定情報はパターン発生回路においてパターンとして発生される。そして、このパターンを、第６実施例で説明したビットマップ展開と同様な処理をした後のデータに対して付加する。以下、誤差拡散等の処理を経て出力される。なお、上記手順において、受信部で特定情報の付加を行わずに、送信部でのみ特定情報の付加を行う場合も考えられる。
【０１９１】
なお、特定情報の抽出処理に関しては、第４実施例の場合と同様である。
【０１９２】
以上説明したように、第７実施例によれば、カラーファクシミリ間において、送信側における特定情報と受信側における特定情報の両方を転送データに付加することができる。また、送信側における特定情報のみを転送データに付加することもできる。
【０１９３】
次に、第８実施例を説明する。
【０１９４】
第６実施例ではカラープリンタに応用した場合を説明したが、第８実施例では、モノクロプリンタに応用した場合を説明する。なお、本実施例においては、第６実施例でも参照した図１４を参照して説明する。
【０１９５】
図１４は本発明の第８実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図である。
【０１９６】
図１４に示すように、本埋め込み処理部、すなわちモノクロプリンタには入力系１４０１が設けられる。入力系１４０１からは、テキストデータが第１の色信号Ｋ（図中ではＹ，Ｍ，Ｃとなっているが、Ｋであるものとみなす。）としてビットマップ展開部１４０２に供給される。ビットマップ展開部１４０２は入力系１４０１から供給される第１の色信号Ｋに基づいて、ビットマップの展開を行い、加算器１４０７に供給する。一方、コード発生器１４０３，情報加工部１４０４，モードセレクタ１４０５の構成は第６実施例の場合と同様である。ただし、パターン発生回路１４０６におけるフーリエ変換面は後述するように第６実施例の場合とは異なる。加算器１４０７，誤差拡散処理１４０８の構成は第６実施例の場合と同様である。出力系１４０９は供給される第２の色信号に応じて、モノクロの文字等を印字する。また、本実施例におけるモノクロプリンタは第６実施例におけるカラープリンタよりも高い解像度を有する。
【０１９７】
次に、第８実施例の動作を説明する。
【０１９８】
モノクロプリンタにおいては、色差方向や彩度方向に変調をかけることが困難である。しかしながら、モノクロプリンタはカラープリンタ以上に高い解像度、例えば、６００ｄｐｉ以上の解像度を要する。パターン発生回路１４０６においてパターンの発生する際には、フーリエ変換面が使用される。ただし、このフーリエ変換面においては輝度方向の変化に対する感度が高いので、視界限界の周波数は比較的高い。すなわち、視界限界の周波数８［ｃｙｃｌｅ／ｍｍ］よりも高い周波数の成分を付加しなければならない。従って、図１８に示すように、周期成分の配置可能範囲は制限される。なお、データに対するパターンの付加はカラープリンタの場合と同様に、ビットマップ展開の処理をした後に行われる。
【０１９９】
なお、上記手法では本来の非印字部が灰色がかって好ましくないと思われる場合は、印字される文字列に対して、ごく微量に行間隔や文字間隔を変えることにより、特定情報を埋め込む手法が考えられる。使用されるプリンタが高解像度である場合には、文字同士が縦横にずれていない限り、１ドット程度のずれならばほとんど目立たない。これを利用して行間と文字間を、行毎又は桁毎に変化させることによって特定情報を埋め込む。例えば、図１９に示すように、行間Ｌ０，Ｌ１や文字間ｍ０，ｍ１を変化させる。また、例えば一般のＡ４版の文書であれば、１０ポイント程度の大きさの文字を、４０×３６個を頁全体に配置されるものとする。この場合、すべての行間及び文字間を利用すると、３９×３５＝７４ビットものデータを埋め込むことができる。プリンタの解像度が高いほどさらに多くの特定情報を埋め込むことができる。
【０２００】
なお、行間、文字間を、行毎又は桁毎に変化させることによって特定情報を埋め込む手法はテキストデータをビットマップに展開しないプリンタ、例えばサーマルプリンタ等でも適用可能である。すなわち、ヘッドの送りピッチ（文字ピッチ）、記録紙の送りピッチ（行ピッチ）を機械的に変調させても同様の効果を有する。
【０２０１】
以上詳述したように、本発明には、第１実施例から第８実施例を通して以下のような効果がある。
【０２０２】
本発明によれば、一般に輝度情報に対して、色差や彩度情報は視力限界が低い。言い換えれば色差や彩度は細かく、微妙な変化に対しては輝度より鈍い特性がある。一方、カラー記録では各色の濃度（輝度を含む信号）情報で輝度の視力限界で記録するプリンタが最も高画質となる。（なお、人間にとって視力限界以上の記録に対しては目に見えなくなるため不要となる。）このように輝度の視力限界に近くまで記録した場合には色差や彩度情報は人間には識別できないものとなる。本発明は、この識別できない記録がなされている部分、すなわち高い周波数での色差や彩度成分に情報をコード化して埋め込めば、視覚的に違和感を与えないように記録することができる。すなわち画質劣化を伴わない記録が可能となる。
【０２０３】
また、一般的な画像情報は色差や彩度が視力限界以上での周波数帯にはほとんど存在しないため、色差や彩度情報に変換してバンドパス処理することで画像情報から埋め込まれた特定情報（コード情報）を極めて高精度に分離して読み取ることが可能とになる。
【０２０４】
このように本発明を適用することによって、通常のプリンタ等に出力する際、視覚的に違和感を与えることなく、特定情報を記録することが可能になる。また、読み取りの時に使用するスキャナが視覚限界を越える高精度の分解能を備えていなくても、記録されたパターンを十分に読み取ることができる。例えば、通常の複写機で使用されている解像度のスキャナを使用することができる。
【０２０５】
また、一般的な画像情報において、視力限界を越える周波数帯には色差や彩度はほとんど存在しないため、画像情報を色差信号または彩度信号に変換してバンド除去処理することにより、記録された特定情報を極めて高精度に分離して抽出することが可能となる。これにより、読み取り時に画像情報と特定情報との取り違いを防止することができる。
【０２０６】
また、本発明によれば、人の目で識別できないバーコードの記録が可能となる。このため、例えば極めて小さな商品であって通常バーコードを付けることができず、もしくはバーコードを付けることでデザイン的に不都合であったものにも、バーコードを付けることが可能となる。
【０２０７】
また、本発明によれば、カラー画像の画質劣化を生じることなく、特定情報をカラー画像情報に記録することができ、カラー画像情報に記録した特定情報を高精度に分離して読み取ることもできる。
【０２０８】
また、本発明によれば、カラーの文字原稿やグラフィック画像に対しても無理なく特定情報の埋め込みができ、さらには、カラー画像以外のモノクロ画像やモノクロの文字原稿であっても、特定情報の目だたない埋め込みが可能である。従って、本発明をカラープリンタのみならず、カラーファクシミリやモノクロプリンタへの応用が可能である。
【０２０９】
本発明は上述した実施例に限定されない。例えば、第４実施例で説明した既に画像に別の情報が重畳されている場合に、その古い情報を取り除くためのバンド除去回路は第１〜第３実施例等の実施例に共通して使用可能である。また、埋め込む情報として出力系の詳細に関する例を説明したが、これもあくまでも一例であり、どのような情報を重畳してもよい。また、フーリエ変換面を用いて多重周波数情報を埋め込む第４〜第８実施例において、２次元フーリエ変換面に限らず、１次元フーリエ変換面を用いてもよい。
【０２１０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、視覚的に違和感を与えることなく、また画像劣化を生じさせることなく、カラー画像等に別の情報を埋め込むことができる。また、埋め込まれた別の情報を高精度かつ容易に分離して読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図。
【図２】図１に示すパターン発生回路によって発生されるパターンを示す図。
【図３】輝度方向、色差方向、及び彩度方向に変化に対する人間の階調識別能を示すグラフ。
【図４】特定情報が埋め込まれた画像情報が印字される原稿および読み取り時に使用されるシートを示す図。
【図５】本発明の第１実施例に係る画像処理装置における読み取り処理部の処理を示すフローチャート。
【図６】本発明の第２実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図。
【図７】同一周期のパターンに対する人間の色度別の感度の分布を示すグラフ。
【図８】本発明の第３実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図。
【図９】本発明の第４および第５実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図。
【図１０】図９に示す第４実施例において使用されるフーリエ変換面上のビット配置を示す図。
【図１１】図９に示す第４実施例において使用されるフーリエ変換面上の誤判定防止のためのビット配置を示す図。
【図１２】本発明の第４および第５実施例に係る画像処理装置における読取り処理部の処理を示すフローチャート。
【図１３】図９に示す第５実施例において使用されるフーリエ変換面上のビット配置を示す図。
【図１４】本発明の第６実施例および第８実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図。
【図１５】図１４に示す第６実施例において使用されるフーリエ変換面上のビット配置を示す図。
【図１６】本発明の第７実施例に係る画像処理装置における埋め込み処理部を示すブロック図。
【図１７】図１６に示す第７実施例において転送されるデータフォーマットを示す図。
【図１８】図１４に示す第８実施例において使用されるフーリエ変換面上のビット配置を示す図。
【図１９】図１４に示す第８実施例において出力される文字原稿上の文字列を示す図。
【図２０】第１〜第８実施例において、本発明を写真入りのＩＤカードなどに応用する場合の例を示す図。
【図２１】色差の座標系における各色の関係を示す図。
【図２２】第１〜第３実施例の変形例を示すブロック図。
【図２３】第４実施例の変形例を示すブロック図。
【符号の説明】
１０１，６０１，８０１，９０１、２２０１、２３０１…入力系
１０２，６０２，８０２，９０２…第１変換回路
１０３，６０５，８０５，９０４、２２０２、２３０３…コード発生器
１０４，６０６，８０６，９０６、２２０３、２３０５…パターン発生回路
１０６，６０７，８０９，９０８…第２変換回路
１０７，６０８，８１０…誤差拡散処理回路
１０８，６０９，８１１，９０９、２２０６、２３０８…出力系
８０７…高域抽出回路
９０３…バンド解除回路
９０５…情報加工部
２２０４、２３０６…信号変換回路
２２０５、２３０７…加算器
Claims (15)
- カラー画像とは別の情報を表すデータ信号を発生する手段と、
カラー画像の３原色成分の合計が処理により変わらないようにカラー画像の色差及び彩度のいずれかを前記データ信号により変化させることにより前記カラー画像に前記別の情報を埋め込む画像処理手段とを具備したことを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像処理手段は、カラー画像の３原色成分信号を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、第１の色差信号に対して前記別の情報を埋め込む手段とを含むものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
- 前記第２の色差信号は赤−シアンの色差信号、第１の色差信号は黄−青の色差信号であることを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
- 前記画像処理手段は、カラー画像の３原色成分信号を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、第１及び第２の色差信号により表される彩度に対して前記別の情報を埋め込む手段とを含むものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
- 前記画像処理手段は、カラー画像の減法混色あるいは加法混色の３原色信号を前記データ信号に応じて変化させることによりカラー画像の色差及び彩度のいずれかを変化させて、前記カラー画像に前記別の情報を埋め込むものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
- 前記画像処理手段は、前記デ−タ信号をカラ−画像の色差及び彩度のいずれかの変化量に変換する手段と、この変化量を前記カラ−画像に追加する手段とを含むものであることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
- 前記画像処理手段により処理され別の情報が埋め込まれた第２のカラー画像を記録媒体に記録する手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
- 第１のカラー画像の色差及び彩度のいずれかをこの第一のカラー画像とは別の情報を表すデータ信号により変化させることにより前記カラー画像に前記別の情報が埋め込まれた第２のカラー画像を入力する入力手段と、
この入力手段により入力された前記第２のカラー画像から前記別の情報を抽出する抽出手段とを具備することを特徴とする画像処理装置。 - 前記抽出手段は、入力された前記第２のカラー画像を読み取る読取手段と、この読取手段により読み取られた前記第２のカラー画像を輝度信号、第１、第２の色差信
号に変換する手段と、前記変換手段により変換された第１の色差信号から前記データ信号を分離させて取り出す分離手段とを含むものであることを特徴とする請求項８記載の画像処理装置。 - 前記抽出手段は、入力された前記第２のカラー画像を読み取る読取手段と、この読取手段により読み取られた前記第２のカラー画像を輝度信号、第１、第２の色差信号に変換する手段と、前記変換手段により変換された第１及び第２の色差信号により表される彩度から前記データ信号を分離させて取り出す分離手段とを含むことを特徴とする請求項８記載の画像処理装置。
- 前記抽出手段は、入力された前記第２のカラー画像信号から重複した第２のカラー画像を検出する手段と、前記検出手段により検出された前記重複した第２のカラー画像に対して平均化を行う手段とを含むものであることを特徴とする請求項８記載の画像処理装置。
- 前記抽出手段は、入力された前記第２のカラー画像に対して所定の周波数帯域のバンドパス処理をする手段を具備するものであることを特徴とする請求項８記載の画像処理装置。
- 前記画像処理手段は、カラー画像に基づき輝度の高域成分を検出する手段と、検出された高域成分に応じて前記別の情報を埋め込む量を加減する手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
- カラー画像とは別の情報を表すデータ信号を発生する手段と、
カラー画像の３原色成分の合計が処理により変わらないように前記発生する手段により発生されたデータ信号に応じた複数の周波数成分を有する縞模様を前記カラー画像に付加することにより前記カラー画像に前記別の情報を埋め込む画像処理手段とを具備することを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像処理手段は、前記縞模様を構成する前記複数の周波数成分を平面上に配置する手段と、平面上に配置された複数の周波数成分に基づき前記縞模様を前記カラー画像に付加する手段とを具備するものであることを特徴とする請求項１４記載の画像処理装置。
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| JP3599621B2 (ja) | 1999-11-19 | 2004-12-08 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法及び記憶媒体 |
| JP3470223B2 (ja) * | 1999-11-29 | 2003-11-25 | 株式会社サンモアテック | 画像加工方法、画像加工装置、記録媒体、及び伝送媒体 |
| JP4401578B2 (ja) | 2001-01-16 | 2010-01-20 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置及び方法及び記憶媒体 |
| JP3728209B2 (ja) * | 2001-01-30 | 2005-12-21 | キヤノン株式会社 | 画像処理方法及び装置及びコンピュータプログラム及び記憶媒体 |
| KR100374665B1 (ko) * | 2001-04-13 | 2003-03-04 | 주식회사 마크애니 | 디지털 워터마크의 삽입 및 검출방법과 이를 이용한워터마크 삽입/검출 장치 |
| KR100378222B1 (ko) * | 2001-04-21 | 2003-03-29 | 주식회사 마크애니 | 디지털 워터마크의 삽입 및 검출방법과 이를 이용한워터마크 삽입/검출 장치 |
| JP3774651B2 (ja) | 2001-09-25 | 2006-05-17 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置及び方法並びにコンピュータプログラム及び記録媒体 |
| US7408680B2 (en) | 2001-09-26 | 2008-08-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus and method |
| JP3647405B2 (ja) | 2001-09-26 | 2005-05-11 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
| US7187476B2 (en) | 2001-10-01 | 2007-03-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing apparatus and method, computer program, and recording medium |
| JP3703445B2 (ja) * | 2002-06-18 | 2005-10-05 | キヤノン株式会社 | 電子透かし埋め込み装置、電子透かし抽出装置、及びそれらの方法 |
| CA2435659A1 (en) | 2002-07-23 | 2004-01-23 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image processing method |
| JP2004112223A (ja) * | 2002-09-17 | 2004-04-08 | Kowa Co | Ｉｄカード、ｉｄカード作成装置及びｉｄカード読み取り装置 |
| JP2007104176A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像合成装置および画像照合装置、画像合成方法ならびに画像合成プログラム |
| JP4956366B2 (ja) * | 2007-10-16 | 2012-06-20 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置 |
| KR20100105865A (ko) * | 2008-01-09 | 2010-09-30 | 자크 가부시키가이샤 | 웨이블렛 변환한 2차원 바코드의 정보 부호화 방법 |
| JP5162430B2 (ja) * | 2008-12-10 | 2013-03-13 | 理想科学工業株式会社 | 画像処理装置および画像処理方法 |
| WO2011103075A1 (en) * | 2010-02-22 | 2011-08-25 | Dolby Laboratories Licensing Corporation | Video delivery and control by overwriting video data |
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