JP4263156B2 - 画像処理装置、方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置における重要文書、機密文書などの不正複写防止機能に関する。

近年、電子写真技術を利用した複写機が普及し、これを利用して誰でも簡単に紙などに印刷された文字や画像を複写できるようになった。特に、最近のカラーデジタル複写機（ＭＦＰなど)を用いれば、原本との見分け方がきわめて困難な複写物でさえも容易に作成できるようになっている。そのため、重要書類などの印刷物の偽造、変造、不正コピーの防止対策は重要になってきている。

これらの印刷物の偽造、変造、不正コピーの防止策には、主に幾何学的模様を多用した図柄をデザインに用いて、印刷物に対して何らかの手段と作用を加えると目視では認識できなかった潜像を現出する方法がある。その代表的な例は、証券印刷物などに広く使われている地紋、彩紋模様、レリーフ模様などの図柄（以下では「地紋」という）をデザインに用いることである。たとえば、特開平９−１６４７３９号公報や特開平７−２３１３８４号公報に記載された複写機では、重要文書、機密文書などその複製を抑止したい文書の印刷出力時に、複製物が原本でないことを知らしめて複製の抑止効果をねらうため、画像の背景に潜像部と地紋パターンからなる地紋を合成して印刷する。この印刷物を原本として複写機でスキャンすると、スキャナの読取解像度限界といった下地除去処理などの機能を利用して地紋パターン部が消去され、結果として出力される複製物では、潜像部（たとえば「コピー物」という文字）が現出する。したがって、その複製物が原本でないことが明らかに判る。
特開平９−１６４７３９号公報 特開平７−２３１３８４号公報 特開平２０００−２０１０６８号公報

上述の従来の技術では、原本を複製することにより、複製物であることを示す地紋が視覚的に目立つように現出させることで、不正複写の抑止・防止に役だつ。しかし、画像自体は複製であるので、地紋が画像によって目立たなかったり、または、一部が画像と同化してしまい、視覚的に見えなかったりしてしまうと、複製防止や複製物であることを視覚化する効果が低下してしまう。

これに対して、画像自体は複製させずに地紋だけを印刷出力する方法も考えられるが（特開２０００−２０１０６８号公報）、この方法では、本来どのような原本を複製した結果、そのような出力がなされたかの追跡ができなくなるうえに、複製物であることを認知したうえでそれを配布して画像情報の内容を伝えたい場合などには、利用できなくなってしまう、という課題があった。

この発明の目的は、地紋が合成された画像を読み取って、再生出力した際、画像自体の品質を低下させることなく、かつ、地紋を目立たせて現出させることのできる画像処理装置、方法およびプログラムを提供することである。

本発明に係る画像処理装置は、画像データを入力する入力手段と、入力画像の特徴によって、画像領域を分離する領域分離手段と、前記領域分離手段により分離された各前記画像領域のサイズに基づいて当該画像領域に地紋を打つか否かを決定し、かつ、余白部のサイズが所定値より大きいか否かを決定し、各前記画像領域及び余白部における地紋を編集する地紋編集手段とを備える。好ましくは、さらに、入力画像データから地紋を検出する地紋検出手段を備え、前記地紋編集手段は、前記地紋検出手段により検出された地紋と前記領域分離手段により分離された各領域に関する領域データ（たとえば、分離された領域のサイズを含む）に基づいて地紋を編集する。また、好ましくは、さらに、前記地紋編集手段により編集された地紋を前記入力画像と合成して出力する出力手段を備える。

前記画像処理装置においては、好ましくは、前記領域分離手段は、有効な画像が存在する領域を分離するとともに、分離した各領域の領域サイズと有効画素ドット比率を検出する。

前記画像処理装置においては、好ましくは、分離された領域のサイズに応じて地紋の周期を変える。

前記画像処理装置においては、好ましくは、前記地紋編集手段は、さらに、画像領域の有効画素比率の大小に応じて編集する。たとえば、余白部のサイズが所定値より大きい場合は、余白部に検出された地紋を印字する。また、余白部のサイズが所定値より大きい場合であって、かつ、所定値より大きいサイズの領域に対しては、領域内の有効画素比率が所定の比率以下の場合は、領域内には検出された地紋の濃度を薄くして印字する。所定値より小さいサイズの領域に対して、その領域内は地紋を印字しない。

前記画像処理装置においては、好ましくは、地紋検出手投は、下地領域とその他の領域を分離し、下地領域を分析することで、予め登録されている地紋があるかどうかを検出する。たとえば、予め登録する情報は、地紋となる下地の色情報と、地紋を強調するためのパラメータ（スムージングフィルタ、階調補正テーブル）である。

本発明に係る画像処理方法では、入力画像から地紋を検出し、入力画像の特徴によって、領域分離を行う。そして、分離された各領域のサイズに基づいて当該画像領域に地紋を打つか否かを決定し、かつ、余白部のサイズが所定値より大きいか否かを決定し、各前記画像領域及び余白部における地紋を編集する。

余白部分や、有効な画像がある領域でも白部分が多い場合に、地紋を付加するので、有効な画像の劣化を防止できる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。なお、図面において、同じ参照記号は同一または同等のものを示す。

プリンタ、スキャナ、複写機などとして機能する多機能装置（ＭＦＰ）は、ネットワーク（ＬＡＮなど）を介して情報処理端末（コンピュータなど）に接続される。情報処理端末の使用者は、ネットワークを介して多機能装置に画像読取、印刷などの指示をすることができる。図１は、ＭＦＰの構成を示す。ＭＦＰにおいて、全体を制御するＣＰＵ１００が、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０４、操作パネル１０６、ハードディスク装置１０８、ネットワークインタフェース１１８に接続される。さらに、ＣＰＵ１００は、画像を読み取るスキャナ部１１２、印刷を行う印刷部１１４、ＦＡＸ送受信を行うＦＡＸ送受信部１１６に接続される。

図２は、スキャナ部１１２の画像処理ブロックを示す。この画像処理ブロックでは、ＣＣＤセンサ１３０は、対象となる画像をＲ，Ｇ，Ｂのカラーで読取り、Ａ／Ｄ変換部１３２は、読み取られたＲＧＢのアナログ画像データをデジタルデータに変換する。さらに、補正部１３４は、デジタルデータＲ，Ｇ，Ｂについてシェーディング補正、色収差補正などの補正を行い、また、必要ならば画像の変倍や移動処理を行なう。色変換部１３６は、ＲＧＢ色空間で表わされる入力画像データを、VCrCb色空間で表わされる画像データに変換する。次に、色補正部１３８は、VCrCb色空間で表わされた画像データを、印字に必要なＣＭＹ色空間で表わされる出力画像データ（ＣＭＹＫデータ）に変換・補正し、領域判別部１４４は、画像の写真・文字などの領域を判別し、また、地紋パターン検出部１４０は、地紋パターン記憶部１４２に記憶されたデータ（パラメータ、文字パターンなど）を用いて地紋を検出する。地紋検出には、たとえば、画像領域と下地領域を分離し、予め記憶させておいた地紋の特徴的なパラメータすなわち色平均値や明度ヒストグラムと比較して、その差異が所定の範囲内にある場合に地紋があると検知したり、特開２００４−２０１０６８号公報に開示されている方法などの、公知の手法を用いればよい。次に、画像補正部１４６において、ＣＭＹＫデータに対して、領域判別部１４４による領域判別結果に応じてＭＴＦ補正部１４８はＭＴＦ補正を行ない、階調補正部１５０は階調補正を行う。また、地紋編集部１５２は、地紋を編集する。プリンタＩ／Ｆ部１５４は、補正後のＣＭＹＫデータを印刷部２１４へ送信する。

地紋パターンは、文書の背景部分に追加される、ドット、線、模様、文字などの繰り返しパターンである。従来は、地紋は、プリントする画像全体について付加されていたが、本発明の地紋編集では、入力原稿から地紋の有無を検出すると同時に、入力原稿から画像領域を検出し、領域ごとに、領域サイズおよび余白の情報から、本来の原稿画像の画質を劣化させないように、地紋を付加する。

具体的には、地紋パターン検出部１４０において、入力画像データから下地領域とその他の領域を分離し、下地領域を分析することで、予め登録されている地紋が存在するかどうかを検出する。また、領域判別部１４４により判別された入力画像の特徴によって領域分離を行って、画像の中の文字領域部、余白部などが判別される。領域分離結果は、たとえば、余白部のサイズ、有効な画像が存在する画像領域の領域サイズ、画像領域における有効画素（ドット）比率などである。そこで、地紋編集部１５２は、検出された地紋と領域分離結果に応じて、本来の原稿画像の画質を劣化させないように地紋の編集をする。

第１の実施の形態では、領域分離検果として、余白サイズ、画像領域サイズ、画像領域内の有効画素比率を考慮する。地紋を視覚的に目立たせるためにはある程度のスペースが必要なので、余白部分が多い場合は、その余白部分に、検出された地紋をそのまま印字する。そして、余白部分が多く、かつ、画像領域のサイズが大きい画像領域に対しては、画像領域内の有効画素比率が所定の比率（しきい値）以下の場合は、その画像領域内に、検出された地紋の濃度を薄くして印字する。すなわち、画像領域と重なる部分は、濃度を変えて地紋を打つ。一方、画像領域内の有効画素比率が所定の比率より大きい場合では、その画像領域内に、地紋を打たない。したがって、画像領域であっても、有効画素の比率が大きい場合（いっぱい文字が書いてある場合など）は、地紋を打たない。また、小さいサイズの画像領域に対しても、その画像領域内では、地紋を打たない。なお、余白サイズが小さい場合は、地紋濃度を薄くするとともに、画像部での地紋濃度を反転する。

図３は、余白が多い原稿（文書）１０における地紋編集の例を示す。原稿１０において、３つの文字領域（破線で囲んでいる）１２，１４，１６と余白部１８が検出される。各領域１２，１４，１６について、その領域のサイズや有効画素比率が、あらかじめ定めたしきい値と比較される。余白１８から「コピー禁止」の文字が地紋として検出されている。ここで、余白１８が多い場合は、余白部分に検出された地紋を印字する。文字領域１２は、領域のサイズが大きく、多数の文字（■で図式的に描いている）を含んでいて、文字領域内の有効画素比率が大きい。この場合は、文字領域内で地紋を印字しない。また、文字領域１６は、領域のサイズが小さい。この場合、文字領域内で地紋を印字しない。一方、文字領域１４では、領域サイズは大きいが文字の数が少ないので、文字領域内において、検出された地紋を印字する。その際、地紋の濃度を薄くして印字して、文字と地紋が重なっても文字が見にくくならないようにする。すなわち、本来の原稿画像の画質の劣化させないように地紋編集をする。なお、特開２００３−２０９６７６号公報に記載された電子透かし埋め込み装置では、文字領域と重ならない領域に機密情報を部分的に埋め込んでいるが、前述の地紋編集では、文字領域と重なる部分に、濃度を変えて地紋を打っている。また、後で説明する例のように、文字領域であっても、有効画素の比率が大きい場合は、地紋を打たない。

図４は、地紋編集部１５２における地紋編集のフローを示す。地紋パターン検出部１４２で地紋があると判断されていると（Ｓ１００でＹＥＳ）、領域判別部１４４からの判別情報より余白サイズを判別し（Ｓ１０２）、余白サイズがしきい値（Th）より大きいか否かを判断する（Ｓ１０４）。余白サイズがしきい値（Th）より大きい場合、領域判別部１４４からの判別情報より画像領域サイズを判別する（Ｓ１０６）。画像領域サイズがしきい値より大きいと（Ｓ１０８でＹＥＳ）、領域判別部１４４からの判別情報より有効画素比率を判別する（Ｓ１１０）。有効画素比率がしきい値より小さい場合は（Ｓ１１２でＹＥＳ）、地紋濃度を薄くする（Ｓ１１４）。そして、地紋を出力する（Ｓ１２０）。有効画素比率がしきい値より大きい場合は（Ｓ１１２でＮＯ）、画像領域内では地紋パターン検出部１４２で検出された地紋を出力しない（Ｓ１２２）。また、領域サイズがしきい値より小さいときも（Ｓ１０８でＮＯ）、画像領域内では地紋パターン検出部１４２で検出された地紋を出力しない（Ｓ１２２）。また、余白サイズがしきい値（Th）より小さい場合（Ｓ１０４でＮＯ）、地紋パターン検出部１４２で検出された地紋の地紋濃度を薄くし（Ｓ１１６）、画像部の地紋濃度を反転して（Ｓ１１８）、地紋を出力する（Ｓ１２０）。なお、余白部の検出方法は有効画素の検出方法は、公知の種々の方法を採用できるが、たとえば、特開平５−３１６３３１号公報、特開２００４−２１５１２２号公報に開示されている方法を用いて検出できる。

図５は、図４に示す処理を行う地紋編集部１５２の構成を示す。余白サイズ判別部２００、画像領域サイズ判別部２０２、有効画素比率判別部２０４は、それぞれ、領域判別部１４４から受け取った領域判別結果から余白サイズ、画像領域サイズ、有効画素比率を判別する。余白サイズ／画像領域サイズ／有効画素比率比較部２０６は、それらの量を受け取って、予めそれらに対応して設定されたしきい値Th1、Th2、Th3と比較し、その比較結果を出力する。地紋濃度設定部２０８は、必要ならば地紋の濃度を変換して設定する。地紋出力部２１０は、比較部２０６からの指示に基づき、所定の条件を満たす場合に地紋を出力する。画像補正部１４６では、地紋編集部１５２による編集結果を用いて画像を補正する。

第２の実施の形態では、領域分離検果として、余白サイズと地紋繰り返し周期を考慮する。余白サイズが大きい場合であって、地紋周期が余白サイズより大きい場合は、地紋周期を余白サイズに応じて設定する。

図６は、第２の実施の形態における地紋編集のフローチャートを示す。地紋パターン検出部１４２で地紋があると判断されていると（Ｓ２００でＹＥＳ）、領域判別部１４４からの判別情報より余白サイズを判別し（Ｓ２０２）、余白サイズがしきい値（Th）より大きいか否かを判断する（Ｓ２０４）。余白サイズとは、余白部の幅である。余白サイズがしきい値（Th）より大きい場合、次に、領域判別部１４４からの判別情報より地紋周期を判別する（Ｓ２０６）。地紋周期が余白サイズより小さい場合は（Ｓ２０８でＹＥＳ）、現状の周期で地紋周期を設定する（Ｓ２１０）が、地紋周期が余白サイズより大きい場合は（Ｓ２０８でＮＯ）、余白サイズに応じて地紋周期を設定する（Ｓ２１２）。具体的には、余白の幅内で、地紋の文字パターンが再現できるように、地紋の繰り返し周期を高くする。また、余白サイズがしきい値（Th）より小さい場合（Ｓ２０４でＮＯ）、地紋パターン検出部１４２で検出された地紋の地紋濃度を薄くし（Ｓ２１４）、画像部の地紋濃度を反転して（Ｓ２１６）、設定された周期の地紋を出力する（Ｓ２１８）。

図７は、図６に示す処理を行う地紋編集部１５２の構成を示す。余白サイズ判別部２２０は、領域判別部１４４から受け取った領域判別結果から余白サイズを判別し、地紋周期判別部２２２は、地紋パターン検出部１４０から情報から地紋周期を検出する。余白サイズ／地紋周期比較部２２４は、それらの量を受け取って比較し、その結果を出力する。地紋周期設定部２２６は、必要ならば地紋の周期を変換して設定する。地紋出力部２２８は、比較部２２６からの指示に基づき地紋を出力する。

次に，第３の実施形態について説明する。上述の第１と第２の実施形態では、原本である原稿に予め地紋が合成されており、これをスキャナで読み取ったときのコピー出力、ファクス送信出力、ファイル化して送信するスキャン出力の場合に出力される地紋を編集する例を示した。しかし、第３の実施形態では、予め原本を印刷出力する際に、画像に合成する地紋を編集する。図８〜図１０は、この第３の実施形態を示す。

図８に示すシステムにおいて、プリンタ、スキャナ、複写機などとして機能する多機能装置（ＭＦＰ）２０は、ネットワーク（ＬＡＮなど）またはパラレル接続２２を介して情報処理端末（コンピュータなど）２４に接続される。情報処理端末２４のユーザは、ＭＦＰ２０に画像読取、印刷など指示できる。ＭＦＰ２０は、情報処理端末２４から送信されるデータに従って原本を印刷する。

図２は、情報処理端末２４の１例であるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）の構成を示す。ＰＣは、プログラムを実行するＣＰＵ（中央演算処理装置）３００を有する。ＣＰＵ３００は、プログラムやデータを格納するＲＯＭ３０２、ワークエリアであるＲＡＭ３０４、キーボード、マウスなどのユーザが操作を行う入力手段３０６、情報を画面に表示する表示装置３０８、ネットワークに接続するためのネットワーク・インタフェース３１０、および、記憶装置としてのハードディスク装置３１２に接続される。この構成は、通常のＰＣと同様である。ハードディスク装置３１２には、プリンタドライバ３１４が記憶されていて、このプリンタドライバ３１４には、地紋編集部が含まれる。

図９は、第３の実施の形態における地紋編集部のフローを示す。プリントドライバ３１４において地紋付加設定が指示されると（Ｓ３００でＹＥＳ）、地紋編集が開始される。まず、プリントデータであるＰＤＬデータを解析することにより、余白サイズ、画像領域サイズ、有効画素比率をそれぞれ判別する（Ｓ３０２）。（なお、余白部や有効画素の検出方法は、公知の種々の方法を採用できる。）そして、余白サイズがしきい値（Th）より大きい場合、次に、画像領域サイズがしきい値より大きいか否か判断する（Ｓ３０６）。画像領域サイズがしきい値より大きい場合は、次に、有効画素比率がしきい値より小さいか否かを判断する（Ｓ３０８）。有効画素比率がしきい値より小さい場合は（Ｓ３０８でＹＥＳ）、地紋濃度を薄くして（Ｓ３１０）、画像領域内に地紋を合成して原本を出力する（Ｓ３１２）。有効画素比率がしきい値より大きい場合や（Ｓ３０８でＮＯ）、領域サイズがしきい値より小さい場合は（Ｓ３０６でＮＯ）、原本の画像領域内に地紋を合成して出力しない（Ｓ３１２）。また、余白サイズがしきい値（Th）より小さい場合（Ｓ３０４でＮＯ）、地紋の濃度を薄くし（Ｓ３１６）、画像スキャン時に浮かび上がる潜像部を、逆にスキャン時に潜像部周囲の地紋パターン部はそのまま残り、潜像部が消去されるように地紋を反転させて（Ｓ３１８）、画像領域に地紋を合成して原本を出力する（Ｓ３１２）。

第３の実施形態では、原本の作成時に画像領域に応じて地紋を編集し合成して、原本を出力するので、スキャン時に地紋を編集する場合に比べて、原本をスキャンするＭＦＰに地紋検出や地紋編集などの仕様で実装させる必要がなく、どの機種でスキャンされた場合であっても、原本を作成したユーザの意図どおりに地紋を目立たせることができ、不正な複写の抑止効果を高めることができる。

なお、本実施形態は、地紋編集部をプリントドライバ３１４に設けているが、これをＭＦＰ２０側に持たせておき、プリントドライバ３１４からのコマンド信号によりＭＦＰ２０側で地紋を編集させてもよい。

なお、本実施形態では、原本を複写する場合を説明したが、その他、原本をスキャンしてファックス送信する場合や、原本をスキャンして電子ファイルを生成する場合、などにも本発明が適用できる。

ＭＦＰの構成を示すブロック図 画像処理ブロックの図 余白が多い原稿について地紋編集を説明する図 第１の実施の形態における地紋編集のフローチャート 地紋編集部のブロック図 第２の実施の形態における地紋編集のフローチャート 地紋編集部のブロック図 プリンタなどとコンピュータが接続されるシステムの図 コンピュータの構成を示すブロック図 第３の実施の形態における地紋編集のフローチャート

符号の説明

１０ 原稿、 １２，１４，１６ 文字領域、 １８ 余白部、 ２０ ＭＦＰ、 ２４ ＰＣ、 １００ ＣＰＵ、 １１２ スキャナ部、 １１４ 印刷部、 １４４ 領域判別部、 １４０ 地紋パターン検出部、 １４２ 地紋パターン記憶部、 １４８ ＭＴＦ補正部、 １５０ 階調補正部、 １５２ 地紋編集部、 ３１４ プリンタドライバ。

Claims (16)

1. 画像データを入力する入力手段と、
   入力画像の特徴によって、画像領域を分離する領域分離手段と、
   前記領域分離手段により分離された各前記画像領域のサイズに基づいて当該画像領域に地紋を打つか否かを決定し、かつ、余白部のサイズが所定値より大きいか否かを決定し、各前記画像領域及び余白部における地紋を編集する地紋編集手段と
   を備える画像処理装置。
2. さらに、入力画像データから地紋を検出する地紋検出手段を備え、前記地紋編集手段は、前記地紋検出手段により検出された地紋と前記領域分離手段により分離された各画像領域に関する領域データに基づいて地紋を編集することを特徴する請求項１記載の画像処理装置。
3. さらに、前記地紋編集手段により編集された地紋を前記入力画像と合成して出力する出力手段を備えることを特徴する請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 前記領域データは、分離された前記画像領域のサイズを含むことを特徴する請求項２に記載の画像処理装置。
5. 前記領域分離手段は、さらに、分離された各画像領域の領域サイズと有効画素ドット比率を検出することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像処理装置。
6. 前記地紋編集手段は、分離された前記画像領域のサイズに応じて地紋の周期を変えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像処理装置。
7. 前記地紋編集手段は、さらに、前記画像領域内の有効画素比率の大小に応じて編集することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像処理装置。
8. 前記地紋編集手段は、前記余白部のサイズが所定値より大きい場合は、余白部に検出された地紋を印字し、
   余白部のサイズが所定値より大きい場合であって、かつ、所定値より大きいサイズの画像領域に対しては、画像領域内の有効画素比率が所定の比率以下の場合は、画像領域内には検出された地紋の濃度を薄くして印字し、画像領域内の有効画素比率が所定の比率以上の場合は、画像領域内には、地紋を印字せず、
   所定値より小さいサイズの画像領域に対して、画像領域内は地紋を印字しない
   ことを特徴とする請求項７記載の画像処理装置。
9. 前記地紋検出手投は、下地領域とその他の領域を分離し、下地領域を分析することで、予め登録されている地紋があるかどうかを検出することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
10. 予め登録する前記地紋の情報として、
    地紋となる下地の色情報と、
    地紋を強調するためのパラメータ（スムージングフィルタ、階調補正テーブル）を有することを特徴とする請求項９記載の画像処理装置。
11. 画像データを入力し、
    入力画像の特徴によって、画像領域を分離し、
    分離された各画像領域のサイズに基づいて当該画像領域に地紋を打つか否かを決定し、かつ、余白部のサイズが所定値より大きいか否かを決定し、各前記画像領域及び余白部における地紋を編集する
    画像処理方法。
12. さらに、入力画像データから地紋を検出し、
    前記地紋編集において、検出された前記地紋と分離された各前記領域に関する領域データに基づいて地紋を編集する、
    請求項１１記載の画像処理方法。
13. さらに、編集された前記地紋を前記入力画像と合成して出力することを特徴する請求項１１または１２記載の画像処理方法。
14. 画像データを入力するステップと、
    入力画像の特徴によって、画像領域を分離するステップと、
    分離された各画像領域のサイズに基づいて当該画像領域に地紋を打つか否かを決定し、かつ、余白部のサイズが所定値より大きいか否かを決定し、各前記画像領域及び余白部における地紋を編集するステップと
    からなり、コンピュータにより実行される画像処理プログラム。
15. さらに、入力画像データから地紋を検出するステップを備え、
    前記地紋編集のステップにおいて、検出された前記地紋と分離された各前記領域に関する領域データに基づいて地紋を編集する、
    請求項１４記載の画像処理プログラム。
16. さらに、編集された前記地紋を前記入力画像と合成して出力するステップと備えることを特徴する請求項１３または１４記載の画像処理プログラム。

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