JPH0723142A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像の画質劣化をまねくことなく、多色画像
のみならず単色画像についても画像データ内に他の情報
を付加することを可能とすることにある。 【構成】 原画像データに他の情報を付加して多重可能
な画像処理処置であって、疑似雑音系列を発生するＰＮ
系列発生器１１４の発生符号系列と、入力端子１１１よ
り入力され、パラレルシリアル変換器１１２でシリアル
データに変換された付加データを、乗算器１１３で乗算
することにより付加情報のスペクトラムを分散変換す
る。この時、画像信号処理回路１０２からプリンタエン
ジン１０７への伝送データ列を上記拡散を行う空間軸に
合わせて、スキャン変換器１０９で変換し、加算器１１
０で乗算器１１３からの出力と加算を行い、スキャン逆
変換器１１５で元のスキャンに戻す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像データに他の情報
を付加して多重する画像処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像上に他の情報を付加して多重
させると、多重することにより付加されるデータによっ
て、元の画像が大きく劣化してしまっていた。近年、以
上の問題を解決するために、特開平４−２９４６８２号
の様に人間の視覚特性を利用し、識別しにくい特定のパ
ターン、特定色を用いて情報を多重することが試みられ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては出力された用紙から付加された情報を復号可能
とするためには、非常に大きな値を加算変調しなければ
ならず、いくら視覚的に認識性が低くともエネルギーは
大きいため、画質を大きく劣化させてしまっていた。

【０００４】また視覚的に認識性が低い特定色を用いて
いるので、従来はカラーの多色画像についてのみ可能で
単色画像では画質劣化が著しく、実現できなかった。ま
た、多色画像であっても、出力された用紙を色変換処理
等の後処理を行うと、付加された情報は視覚的に認識性
が高い色に変換されてしまい、実用に耐えるものではな
くなってしまう。

【０００５】また、第３者に多重されたデータを簡単に
読みとられてしまい、使用用途によっては不都合であっ
た。更に、画像のパターンによっては、多重、分離でき
ない場合があり、常に安定して多重する事が不可能であ
った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決することを目的としてなされたもので、上述の課題を
解決する一手段として以下の構成を備える。即ち、原画
像データに他の情報を付加して多重可能な画像処理処置
であって、前記他の付加する情報のスペクトラムを分散
変換する変換手段と、該変換手段での変換情報を原画像
データに多重化する多重化手段とを備える。

【０００７】そして例えば、変換手段は、自己相関性の
高い疑似雑音系列を発生する疑似雑音系列発生手段の発
生符号系列と付加データを乗算することにより他の付加
する情報の原画像上での空間スペクトラムを分散変換す
る。

【０００８】

【作用】以上の構成において、画像の画質劣化をまねく
ことなく、多色画像のみならず単色画像についても画像
データ内に他の情報を付加することを可能とする。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明に係る一実施例
を詳細に説明する。図１は本発明に係る一実施例の装置
の概略構成を示す図である。図１において、１０１は画
像データの入力端子、１０２は入力端子１０１よりの入
力画像データに所定の画像処理を行う画像信号処理回
路、１０６はプリンタエンジン１０７への信号を切りか
えるスイッチ、１０７は画像データを形成出力するプリ
ンタエンジン、１０８はプリンタエンジン１０７よりの
出力端子である。

【００１０】１０９は画像信号処理回路１０２よりの画
像データの順列を変換するスキャン変換器、１１０はス
キャン変換器１０９からの入力データと乗算器１１３か
らの入力データを加算する加算器、１１１は入力画像デ
ータに付加する付加データの入力端子、１１２は入力端
子１１１よりの付加データ（付加するパラレルデータ）
をシリアルに変換するパラレルシリアル変換器である。

【００１１】１１３はパラレルシリアル変換器１１２よ
りのデータとＰＮ系列発生器１１４よりのデータとを乗
算する乗算器、１１４は疑似雑音（ＰＮ＝Pseudo Nois
e）系列、例えば画像空間上の自己相関性の高い符号系
列を発生するＰＮ系列発生器、１１５は加算器１１０よ
りの出力を元のデータ列に変換するスキャン逆変換器で
ある。

【００１２】以上の構成を備える本実施例の動作を次に
説明する。画像データは、入力端子１０１から画像信号
処理回路１０２に入力される。画像信号処理回路１０２
では、画像データをプリンタエンジン１０７の特性に合
わせて色変換等の様々な前処理を行い、スイッチ１０６
のａ端に出力する。また、画像信号処理回路１０２の出
力は同時にスキャン変換器１０９にも入力される。スイ
ッチ１０６は付加データを画像に付加するか否かを制御
する働きをもち、スイッチをａ端側に接続した場合には
画像信号処理回路１０２のデータをプリンタエンジン１
０７に直接出力する。

【００１３】プリンタエンジン１０７は、入力された画
像データから画像を形成し、出力端子１０８より出力す
る。画像に付加データを多重しない時はスイッチ１０６
はａ端側に接続されており、上記動作を行う。次に、画
像に付加データを多重する場合について説明する。上述
した様に画像信号処理回路１０２の出力は同時にスキャ
ン変換器１０９にも入力されており、スキャン変換器１
０９は画像信号処理回路１０２よりの画像データの順列
を変換して加算器１１０の一方入力端子に出力する。

【００１４】一方、付加データは入力端子１１１からパ
ラレルデータとして入力される。入力されたパラレルデ
ータは、パラレルシリアル変換器１１２によってシリア
ルデータ列に変換され、乗算器１１３の一方入力端子に
入力される。乗算器１１３の他方入力端子にはＰＮ系列
発生器１１４からの出力である疑似雑音系列（例えば画
像空間上の自己相関性の高い符号系列を発生する疑似雑
音系列）が入力されており、乗算器１１３はこの２つの
信号を乗算し、加算器１１０に出力する。この乗算器１
１３による乗算によりスペクトラム変換が行われる。

【００１５】この本実施例のスペクトラム変換について
図２を用いて詳細に説明する。付加するシリアルデータ
列を図２のＡ）に示す。この信号の最小パルス幅をＴｄ
とすると、この信号は図２にＡ′）に示すスペクトルを
示す。帯域は２Ｂ_P ＝２（１／Ｔｄ）である。また、Ｐ
Ｎ系列発生器１１４は、上記スペクトルを拡散するため
の符号であり、以下の様な条件を有する。

【００１６】１）データ列のビットレートをはるかに上
回る速度の符号であること ２）帯域内でなるべく一様なスペクトルをもつこと ３）復調時の同期のために、周期性をもつこと 以上の条件を満たすＰＮ系列の代表的な一例として、Ｍ
系列符号が上げられる。図２にＢ）で示す様な最小パル
ス幅Ｔｐ、周期間隔ＴpnなるＰＮ系列のスペクトルは図
２のＢ′）に示す様になる。

【００１７】従って、図２におけるＡ）と図２における
Ｂ）の乗算を行うと、図２のＡ′）とＢ′）のコンボル
バーを行ったことになり、図２にＣ′）で示す様にＢｐ
（Ｂｐ＝（１／Ｔｐ））全帯域にスペクトルが拡散され
ることになる。このデータを加算器１１０により画像に
多重するためにＴｐを画像データクロックの整数倍に選
ぶ。画像データに多重する際に、その画像データ列がラ
スタスキャンのデータ列であれば多重され、プリント出
力された画像内の付加データはラスタ方向の１次元に拡
散されることになる。このことは、図２のＤ′）に示す
横軸を水平空間軸に想定したことと同等となる。

【００１８】つまり、水平空間周波数全体に拡散したこ
ととなり、出力される画像上では、ホワイトノイズ的に
表われる。ただし、この電力を考えてみると、元のＢｄ
の電力がＢｐに拡散されるので、拡散されたそれぞれの
電力は（Ｂｄ／Ｂｐ）に低減することができる。したが
って、（Ｂｐ／Ｂｄ）を大きく設定することによって非
常に大きな低減効果をもつことができる。

【００１９】なお、以上の説明は水平１次元について説
明したが、これを水平・垂直２次元に拡張しても同様の
ことが言える。図１に示すスキャン変換器１０９、スキ
ャン逆変換器１１５はそのための変換器であり、画像信
号処理回路１０２からプリンタエンジン１０７への伝送
データ列を上記拡散を行う空間軸に合わせて、スキャン
変換器１０９で変換し、加算器１１０で乗算器１１３か
らの出力と加算を行い、スキャン逆変換器１１５で元の
スキャンに戻す訳である。

【００２０】スキャン逆変換器１１５の出力は、スイッ
チ１０６のｂ端に接続されており、付加データ多重時に
は、スイッチ１０６がｂ端に選択される。その結果、多
重されたスキャン逆変換器１１５よりのデータがプリン
タエンジン１０７に入力され、出力端子１０８よりプリ
ント出力される。スキャン変換器１０９による２次元へ
の変換手段の１つとしては、画素データを水平１６画
素、垂直１６画素の１６×１６のブロックに分割して処
理を行うことで実現できる。この時、１６×１６＝２５
６画素で１つのブロックとなるため、これに合わせてＰ
Ｎ系列の周期を設定する必要がある。

【００２１】仮に、ＰＮ系列周期２５６クロックで付加
データ１ビットを多重したとすると、（Ｂｐ／Ｂｄ）＝
２５６となり、各空間周波数スペクトルの電力は元の約
（１／２５６）に低減可能となる。以上の処理により、
画質を大きく劣化させることなく、付加データを多重化
することができる。

【００２２】以上の一連の動作で付加データと画像を多
重できる訳であるが、この多重化出力から元の付加デー
タに復元する構成を図３に示す。以下、図３を参照して
本実施例における多重化出力から元の付加データを復元
する構成を説明する。図３において、１５１は画像を読
み取るスキャナ、１５２はデータ順を変換するスキャン
変換器、１５３は乗算器、１５４はバンドパスフィルタ
（ＢＦＰ）、１５５は付加データ復号出力端子、１５６
は同期検出器、１５７は位相可変器、１５８はＰＮ系列
発生器であり、図１に示すＰＮ系列発生器１１４と同一
の疑似雑音系列（例えば画像空間上の自己相関性の高い
符号系列を発生する疑似雑音系列）を発生する。

【００２３】以上の構成において、例えば図１に示すプ
リンタエンジン１０７により印刷出力された付加情報の
多重化された画像の印刷された原稿を、スキャナ１５１
により読み込み、画像データとして取り込んでスキャン
変換器１５２に出力する。スキャン変換器１５２では、
図１に示す上述の構成におけるデータ多重時と同一の空
間となる様にデータ列の順序を変換し、乗算器１５３に
入力する。

【００２４】乗算器１５３には位相可変器１５７よりの
信号も入力されており、スキャン変換器１５２よりの信
号と乗算することで元のスペクトルに戻すことができ
る。この乗算器１５３出力をバンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）１５４に送り、不要なスペクトルをカットし、所望
の信号を取り出すことで出力端子１５５から元の付加デ
ータを得ることがてきる。

【００２５】乗算器１５３に入力されている位相可変器
１５７よりの信号は、多重時と同一のＰＮ系列信号を必
要とするので、ＰＮ系列発生器１５８は多重時と同一の
ものとし、その周期同期をとるために位相可変器１５７
を設けている。位相可変器１５７は、可変遅延動作をす
るＦＩＦＯバッファ等で実現でき、同期検出器１５６の
出力により制御される。同期検出器１５６では、ＢＰＦ
１５４の出力結果からＰＮ系列符号の同期／非同期を判
断し、スキャン変換時のブロック分割の同期と、ＰＮ系
列符号の同期をそれぞれ制御して、同期状態とする。

【００２６】同期点は、ＢＰＦ１５４の出力が最大とな
る点であるので、ＰＮ系列符号の位相を位相可変器１５
７でずらして検索し、またスキャン変換器１５２により
ブロックに変換している時はその分割位相をずらし検索
する。このとき、スキャン変換器でのブロック分割と、
ＰＮ系列符号とが同期して多重している場合は、スキャ
ン変換器１５２とＰＮ系列発生器１５８との同期をとる
ことで、位相可変器１５７は不要となる。

【００２７】以上の制御により先に図１に構成において
多重した付加情報を抽出することができる。以上説明し
た様に本実施例によれば、画像の画質劣化をまねくこと
なく、多色画像のみならず単色画像についても画像デー
タ内に他の情報を付加することを可能とする。しかも、
このようにして付加した情報を容易に抽出することがで
き、種々の用途に使用できる。

【００２８】［第２実施例］本発明に係る第２の実施例
について図４を用いて以下に説明する。図４において上
述した図１に示す第１の実施例と同様構成には同一番号
を付し、詳細説明を省略する。図４は本発明に係る第２
実施例の装置の概略構成を示す図である。

【００２９】図４において、２０１はスキャン変換器１
０９からの入力と、パラレルシリアル変換器１１２から
の入力、及びカウンタ２０２からの入力とをアドレス入
力とし、スキャン逆変換器１１５への出力をデータ出力
とするＲＯＭである。２０２はカウンタであり、上述し
た図１に示す第１実施例のＰＮ系列発生器１１４の動作
クロックと同一のクロック（Ｔｐ）で動作し、ＰＮ系列
周期の整数倍で巡回カウント動作する。カウンタ２０２
によりＰＮ系列周期を、パラレルシリアル変換器１１２
から付加データを得る。そして、スキャン変換器１０９
からの画像データに加算した結果をＲＯＭ２０１に格納
する。

【００３０】以上の制御を行うことにより、上述した図
１に示す加算器１１０，乗算器１１３，ＰＮ系列発生器
１１４の一連の動作をＲＯＭ２０１で代用可能となる。
以上説明した様に第２実施例によれば、より簡単な構成
で画像の画質劣化をまねくことなく、多色画像のみなら
ず単色画像についても画像データ内に他の情報を付加す
ることを可能とする。

【００３１】［第３実施例］本発明に係る第３の実施例
について図５を用いて以下に説明する。図５において上
述した図１及び図２に示す実施例と同様構成には同一番
号を付し、詳細説明を省略する。図５は本発明に係る第
３実施例の装置の概略構成を示す図である。

【００３２】図５において、３０１は乗算器１１３から
の出力又は「０」のいずれかを選択して加算器１１０に
出力するスイッチである。画像データに多重しない時は
スイッチ３０１をｂ端に接続することで、加算器１１０
には「０」が入力され、スキャン変換器１０９の出力は
そのままスキャン変換器１１５に入力される。一方、付
加情報を多重する時は、スイッチ３０１をａ端に接続す
ることで、乗算器１１３の出力が加算器１１０に入力さ
れ、付加データは画像データに多重されることになる。

【００３３】以上の構成によっても上述した実施例と同
様、簡単な構成で画像の画質劣化をまねくことなく、他
の情報を付加することができる。 ［第４実施例］本発明に係る第４の実施例について図６
を用いて以下に説明する。図６において上述した図１に
示す実施例と同様構成には同一番号を付し、詳細説明を
省略する。

【００３４】図６は本発明に係る第４実施例の装置の概
略構成を示す図である。図６において、４０１は排他的
論理和（ＥＸ−ＯＲ）ゲートである。パラレルシリアル
変換器１１２からの０，１信号と、ＰＮ系列発生器１１
４からの０，１信号を入力し、両入力が０−０又は１−
１の時に「０」を出力し、両入力が０−１又は１−０の
時に「１」を出力する。排他的論理和ゲート４０１の出
力は、レベル変換器４０２に入力され、０，１を−１，
１のレベルに変換する。レベル変換器４０２の出力は加
算器１１０に入力され、以下第１の実施例同様の動作を
行う。

【００３５】以上の構成においても、上述した実施例と
同様、簡単な構成で画像の画質劣化をまねくことなく、
他の情報を付加することができる。以上説明したように
上述した各実施例によれば、画質劣化をさせることな
く、画像に他の付加情報を多重することができる。ま
た、多重するのが単色画像であっても、同様に画質劣化
することなく、多重することができる。

【００３６】更に、付加情報の秘匿性が強く、第３者に
多重したデータを知られることが無いという優れた作用
効果が得られる。更にまた、画像パターンによる依存性
が低く、常に安定して多重、復号ができるという効果が
ある。

【００３７】なお、以上に説明した第１乃至第４の各実
施例においては、画像データに付加する付加データを加
算する時には、±１としたが、±１の限りでないことは
言うまでもない。±２，±３と増やすことで多重するス
ペクトラムを電力は大きくすることができる。また、以
上の各実施例では、多重化した画像情報を出力するのが
プリンタ装置である例について説明したが、プリンタ装
置はレーザビームプリンタ、インクジェットプリンタ、
熱転写プリンタ、バブルジェットプリンタ等任意の方法
で印刷出力するプリンタ装置とすることができる。

【００３８】更に、プリンタ装置に限らず、スチールビ
デオカメラ、各種ＶＴＲ等、画像を記録又は伝送する装
置であれば同様に適応可能である。付加する情報にあっ
ては、特に限定するものではなく何でも良い。たとえ
ば、フルカラープリンタ装置であれば、有価証券，紙幣
等の偽造行為を防止する意味で、プリントした装置又は
人は日付等を付加することが有効である。また、スチー
ルビデオ等であればその画像の日付場所、コメント等を
付加することもできる。

【００３９】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、１つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることは言うまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、多
色画像、単色画像に限定されず、画質劣化をさせること
なく、画像に他の付加情報を多重することができる。こ
の場合においても、画像パターンによる依存性が低く、
常に安定した多重、復号が可能となる。

【００４１】また付加情報の秘匿性が強く、第３者に多
重したデータを知られることが無いという作用効果も得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の装置の概略構成を示す
図である。

【図２】本実施例のスペクトラム変換を説明するための
図である。

【図３】本実施例におけるの復号装置の構成を示す図で
ある。

【図４】本発明に係る第２実施例の装置の概略構成を示
す図である。

【図５】本発明に係る第３実施例の装置の概略構成を示
す図である。

【図６】本発明に係る第４実施例の装置の概略構成を示
す図である。

【符号の説明】

１０２ 画像信号処理回路 １０９，１５２ スキャン変換器 １１０ 加算器 １１５ スキャン逆変換器 １０７ プリンタエンジン １１４，１５８ ＰＮ系列発生器 １１３，１５３ 乗算器 １５１ スキャナ １５６ 同期検出器 １５７ 位相可変器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原画像データに他の情報を付加して多重
   可能な画像処理処置であって、 前記他の付加する情報の原画像上での空間スペクトラム
   を分散変換する変換手段と、 該変換手段での変換後の情報を原画像データに多重化す
   る多重化手段とを備えることを特徴とする画像処理装
   置。
2. 【請求項２】 変換手段は、自己相関性の高い疑似雑音
   系列を発生する疑似雑音系列発生手段の発生符号系列と
   付加する情報を乗算することによりこの付加する情報の
   スペクトラムを分散変換することを特徴とする請求項１
   記載の画像処理装置。