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JP4260781B2 - 情報埋め込み装置、情報埋め込み方法および情報埋め込みプログラム - Google Patents

情報埋め込み装置、情報埋め込み方法および情報埋め込みプログラム Download PDF

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Description

この発明は、画像データに所定の情報を埋め込む情報埋め込み装置等に関し、特に情報を埋め込んだ画像データの画質が低下することを防止可能な情報埋め込み装置および印刷物に関するものである。
近年、デジタルデータや、印刷画像などに見えない情報を埋め込む技術、すなわち、電子透かし技術の開発が行われている。しかし、電子透かし技術を利用して、印刷画像に情報を埋め込んだ場合に、印刷画像の画質が低下してしまうという問題があった。
そこで、特許文献１および２では、情報を埋め込む画像領域の標準偏差または周波数成分を基にして画像領域の複雑さを解析し、当該複雑さを基にして、情報の埋め込み強度（例えば、画像の濃淡を変化させる度合い）を調整することによって、印刷画像などの画質が低下することを防止している。
また、特許文献３では、画像の局所的な複雑度を算出し、当該局所的な複雑度に応じて、情報の埋め込み強度を変更することによって、埋め込み対象となる画像が劣化することを防止している。
特表２００４−５１２７５１号公報 特許第３５８９１１１号明細書 特開２００３−７８７５６号
しかしながら、従来にかかる技術を利用した場合であっても、情報を埋め込んだ画像が元の画像よりも劣化してしまうという問題があった。
具体的には、特許文献１、２および３において公開されている技術では、情報を画像に埋め込む場合に、情報を埋め込む領域の複雑さを求め、この複雑さのみによって、埋め込み強度を調整していた。そのため、わずかに濃淡が変化しただけであっても画質が劣化してしまう白色等の領域であっても、無差別に情報を埋め込んでしまっていたため、画質劣化を招いていた。
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、画質を落とさずに情報を画像データに埋め込むことができる情報埋め込み装置、情報埋め込み方法および情報埋め込みプログラムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１にかかる情報埋め込み装置は、画像データを複数のブロックに分割する分割処理部と、前記分割された画像データからブロックペアを抽出し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックから平均濃度にかかわる最小値、最大値を検出し、検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度の変更量を算出し、当該変更量によって、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度を変更して情報を埋め込む埋め込み手段を備えたことを特徴とする。
この請求項１の発明によれば、情報埋め込み装置は、画像データを複数のブロックに分割し、分割した画像データからブロックペアを抽出し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックから平均濃度にかかわる最小値、最大値を検出し、検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度の変更量を算出し、当該変更量によって、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度を変更して情報を埋め込む。
また、請求項２の発明にかかる情報埋め込み装置は、請求項１の発明において、前記分割された画像データから抽出したブロックペアの色が、特定色であるか否かを判定する特定色判定手段を更に備え、前記埋め込み手段は、前記特定色判定手段が、前記分割された画像データから抽出したブロックペアの色が特定色であると判定した場合には、該ブロックペアを構成する各ブロックに情報を埋め込まないことを特徴とする。
この請求項２の発明によれば、情報埋め込み装置は、分割された画像データから抽出したブロックペアの色が、特定色であるか否かを判定し、分割された画像データから抽出したブロックペアの色が特定色であると判定した場合には、該ブロックペアを構成する各ブロックに情報を埋め込まない。
また、請求項３の発明にかかる情報埋め込み装置は、請求項１の発明において、前記埋め込み手段は、前記分割された画像データから抽出したブロックペアの隣接する左右のブロックから所定の色の平均濃度にかかわる最大値、最小値を検出し、検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの所定の色の平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの所定の色の濃度の変更量を算出し、当該変更量によって、該ブロックペアを構成する各ブロックの所定の色の濃度を変更して情報を埋め込むことを特徴とする。
この請求項３の発明によれば、情報埋め込み装置は、分割された画像データから抽出したブロックペアの隣接する左右のブロックから所定の色の平均濃度にかかわる最大値、最小値を検出し、検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの所定の色の平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの所定の色の濃度の変更量を算出し、当該変更量によって、該ブロックペアを構成する各ブロックの所定の色の濃度を変更して情報を埋め込む。
また、請求項４にかかる情報埋め込み装置は、請求項２の発明において、前記特定色は、無彩色あるいは略無彩色であることを特徴とする。
この請求項４の発明によれば、情報埋め込み装置は、画像データに情報を埋め込む画像データの埋め込み領域の色が、無彩色あるいは略無彩色であるか否かを判定し、判定結果に基づいて（無彩色あるいは略無彩色でないと判定した場合に）、埋め込み領域の画像データを変更して情報を埋め込む。
また、請求項５の発明にかかる情報埋め込み方法は、情報処理装置が、画像データを複数のブロックに分割し、前記分割された画像データからブロックペアを抽出し、前記抽出したブロックペアの隣接する左右のブロックから平均濃度にかかわる最小値、最大値を検出し、前記検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度の変更量を算出し、前記算出した変更量によって、前記ブロックペアを構成する各ブロックの濃度を変更して情報を埋め込むことを特徴とする。
この請求項５の発明によれば、情報処理装置が、画像データを複数のブロックに分割し、前記分割された画像データからブロックペアを抽出し、前記抽出したブロックペアの隣接する左右のブロックから平均濃度にかかわる最小値、最大値を検出し、前記検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度の変更量を算出し、前記算出した変更量によって、前記ブロックペアを構成する各ブロックの濃度を変更して情報を埋め込む。
また、請求項６の発明にかかる情報埋め込みプログラムは、情報処理装置に、画像データを複数のブロックに分割し、前記分割された画像データからブロックペアを抽出し、前記抽出したブロックペアの隣接する左右のブロックから平均濃度にかかわる最小値、最大値を検出し、前記検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度の変更量を算出し、前記算出した変更量によって、前記ブロックペアを構成する各ブロックの濃度を変更して情報を埋め込む処理を実行させることを特徴とする。
この請求項６の発明によれば、情報処理装置に、画像データを複数のブロックに分割し、前記分割された画像データからブロックペアを抽出し、抽出したブロックペアの隣接する左右のブロックから平均濃度にかかわる最小値、最大値を検出し、検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度の変更量を算出し、算出した変更量によって、ブロックペアを構成する各ブロックの濃度を変更して情報を埋め込む処理を実行させる。
請求項１の発明によれば、情報埋め込み装置は、画像データを複数のブロックに分割し、分割した画像データからブロックペアを抽出し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックから平均濃度にかかわる最小値、最大値を検出し、検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度の変更量を算出し、当該変更量によって、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度を変更して情報を埋め込むので、画像データの画像劣化を防止することが出来る。
また、請求項２の発明によれば、情報埋め込み装置は、分割された画像データから抽出したブロックペアの色が、特定色であるか否かを判定し、分割された画像データから抽出したブロックペアの色が特定色であると判定した場合には、該ブロックペアを構成する各ブロックに情報を埋め込まないので、画像劣化を防止すると共に、デコード時の成功率を高めることができる。
また、請求項３の発明によれば、情報埋め込み装置は、分割された画像データから抽出したブロックペアの隣接する左右のブロックから所定の色の平均濃度にかかわる最大値、最小値を検出し、検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの所定の色の平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの所定の色の濃度の変更量を算出し、当該変更量によって、該ブロックペアを構成する各ブロックの所定の色の濃度を変更して情報を埋め込むので、画像劣化を防止すると共に、デコード時の成功率を高めることができる。
また、請求項４の発明によれば、情報埋め込み装置は、画像データに情報を埋め込む画像データの埋め込み領域の色が、無彩色あるいは略無彩色であるか否かを判定し、判定結果に基づいて（無彩色あるいは略無彩色でないと判定した場合に）、埋め込み領域の画像データを変更して情報を埋め込むので、画像データの画質劣化を防止することができる。
また、請求項５の発明によれば、情報処理装置が、画像データを複数のブロックに分割し、前記分割された画像データからブロックペアを抽出し、前記抽出したブロックペアの隣接する左右のブロックから平均濃度にかかわる最小値、最大値を検出し、前記検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度の変更量を算出し、前記算出した変更量によって、前記ブロックペアを構成する各ブロックの濃度を変更して情報を埋め込むので、画像データの画像劣化を防止することが出来る。
また、請求項６の発明によれば、情報処理装置に、画像データを複数のブロックに分割し、前記分割された画像データからブロックペアを抽出し、抽出したブロックペアの隣接する左右のブロックから平均濃度にかかわる最小値、最大値を検出し、検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度の変更量を算出し、算出した変更量によって、ブロックペアを構成する各ブロックの濃度を変更して情報を埋め込む処理を実行させるので、画像データの画像劣化を防止することが出来る。
以下に添付図面を参照して、この発明に係る情報埋め込み装置、情報埋め込み方法および情報埋め込みプログラムの好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
まず、本実施例にかかる画像データ処理装置（本実施例では、情報埋め込み装置の一例として画像データ処理装置を用いて説明する）の概念について説明する。図１は、本実施例にかかる画像データ処理装置の概念を説明するための説明図である。
図１に示すように、本実施例にかかる画像データ処理装置は、情報を原画像データ（情報の埋め込み先となる画像データ）に埋め込む場合には、情報を埋め込む領域（以下、埋め込み領域と表記する）の色が特定色または略特定色（例えば、白、灰色など）か否かを判定する。
そして、画像データ処理装置は、埋め込み領域の色が特定色または略特定色でないと判定した場合に、埋め込み領域の複雑さを検出し、この複雑さに応じて埋め込み強度を調整して埋め込み領域に所定の情報を埋め込む。ここで、埋め込み強度は、埋め込み領域の画像を変化させる変更量の大きさを示し、埋め込み強度が大きいほど、変更量が大きくなる。
このように、本実施例にかかる画像データ処理装置は、埋め込み領域が特定色である場合には、この領域に対する情報の埋め込みを行わないので、画質が低下することを防止することができる。
また、本実施例にかかる画像データ処理装置は、埋め込み領域が特定色で無い場合に、この領域の複雑さに応じて埋め込み強度を設定し、情報を埋め込むので、画像データの画質低下を防止すると共に、デコード時の成功率を高めることができる。
つぎに、本実施例にかかる画像データ処理装置の構成について説明する。図２は、本実施例にかかる画像データ処理装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、この画像データ処理装置５０は、インターフェース部６０と、エンコード部１００、デコード部２００を有する。また、この画像データ処理装置５０は、キーボード、マウス、スキャナなどの入力装置１０と、ディスプレイなどの表示装置２０に接続されている。
インターフェース部６０は、入力装置１０から入力される情報を、エンコード部１００またはデコード部２００に転送する処理部である。また、インターフェース部６０は、エンコード部１００またはデコード部２００から出力される情報を表示装置２０に転送する。
エンコード部１００は、入力装置１０から入力される原画像データに所定の情報を埋め込む処理部である。図３は、図２に示したエンコード部１００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、このエンコード部１００は、データ受付部１１０と、ＢＣＨ（Bose Chaudhuri Hocquenghem）データ変換部１２０と、分割処理部１３０と、埋め込み処理部１４０と、記憶部１５０とを有する。
データ受付部１１０は、入力装置１０から原画像データを取得した場合には、取得した原画像データを分割処理部１３０に渡し、入力装置１０から原画像データに埋め込むデータ（以下、埋め込みデータと表記する）を取得した場合には、取得した埋め込みデータをＢＣＨ変換部１２０に渡す処理部である。図４は、原画像データの一例を示す図であり、図５は、埋め込みデータの一例を示す図である。
ＢＣＨデータ変換部１２０は、ｘビットからなる埋め込みデータを、誤り訂正符号（例えば、ＢＣＨ符号）を用いてエンコードし、誤り訂正符号用コードを生成する処理部である。
この誤り訂正符号用コードは、埋め込みデータ（ｘビット）と、当該埋め込みデータおよび所定の計算式から計算された冗長ビット（ｙビット）から構成されており、合計（ｘ＋ｙビット）で構成されている。すなわち、誤り訂正符号用コードにエラーが発生しても、誤り訂正により、元の埋め込みデータを復元することができる。なお、ＢＣＨデータ変換部１２０は、生成した誤り訂正符号用コードを埋め込み処理部１４０に渡す。
分割処理部１３０は、データ受付部１１０から原画像データを取得し、取得した原画像データを図６に示すように、Ｎ行×Ｍ行のブロックに分割し、この分割した原画像データ（以下、分割画像データと表記する）を埋め込み処理部１４０に渡す処理部である。図６は、分割画像データの一例を示す図である。
図６に示すように、この分割画像データは、ブロックＢl11、Ｂr11、・・・Ｂl18、Ｂr18、・・・、Ｂl168、Ｂr168という２５６のブロックから構成されている。なお、図６に示す分割画像データは一例であり、どのように原画像データを分割しても構わない。
埋め込み処理部１４０は、分割処理部１３０から分割画像データを取得し、この分割画像データに誤り訂正符号用コードを埋め込む処理部である。ここで、具体的に埋め込み処理部１４０の処理について説明すると、まず、埋め込み処理部１４０は、分割画像データからブロックペアを抽出し、抽出したブロックペア内の画素レベルがＲＧＢ（Red Green Blue）共に全て、一定値以上（例えば、２００以上）か否かを判定し、一定値以上の場合には、情報を埋め込まないと判定し、次のブロックペアを抽出する。
ここで、ブロックペアは、ブロックＢl11およびＢr11、・・・Ｂl18およびＢr18、・・・、Ｂl168およびＢr168という二つのブロックから構成されている。埋め込み処理部１４０は、ブロックＢl11およびＢr11、・・・Ｂl18およびＢr18、・・・、Ｂl168およびＢr168の順で、各ブロックペアを抽出する。
埋め込み処理部１４０は、抽出したブロックペア内の画素レベルが、一定値より小さいと判定した場合には、当該ブロックペアの各ブロックにかかわるＢの平均濃度（ＲＧＢ値のBlueにかかる平均濃度）と、埋め込み強度特定テーブル１５０ａとを基にして、埋め込み強度を設定し、所定の情報（対応する誤り訂正符号用コード「１」または「０」）をブロックペアに埋め込む。
図７は、埋め込み強度特定テーブル１５０ａの一例を示す図である。同図に示すように、この埋め込み強度特定テーブル１５０ａは、縦軸に最小値（ブロックペアの各ブロックにおいて、Ｂの平均濃度が小さいほうの値）と、横軸に最小値と最大値との差（ブロックペアの各ブロックのＢにかかわる最大階調レベルと最小階調レベルの差）とを基にして、埋め込み強度を特定するためのテーブルである。
ここで、ブロックペアＢl11およびＢr11を例にあげて説明する（ただし、ブロックペアＢl11およびＢr11のＲＧＢ値は２００より小さいものとする）と、まず、埋め込み処理部１４０は、ブロックＢl11とＢr11の２つのブロックから最大階調レベルと最小階調レベルを検出し、埋め込み強度を設定する。例えば、ブロックＢl11とブロックＢr11のＢの最小濃度が「２０」、最大濃度が「４０」とすると、図７に示す埋め込み強度特定テーブル１５０ａより、埋め込み強度は、「２５」となる。
そして、埋め込み処理部１４０は、ブロックペアに埋め込む情報（１または０）に基づいて、ブロックペアＢl11およびＢr11のＢの平均濃度を変更する。例えば、ブロックペアＢl11およびＢr11に「１」を埋め込む場合には、
Ｎｌ＝（Ｂｌ＋Ｂｒ）／２＋Ｄ／２
Ｎｒ＝（Ｂｌ＋Ｂｒ）／２−Ｄ／２
の式によって算出される平均濃度に、各ブロックの平均濃度を変更する。
ここで、上記した符号の説明を行うと、「Ｎｌ」がブロックペアの左側のブロックにかかわる平均濃度(情報埋め込み後)、「Ｎｒ」がブロックペアの右側のブロックにかかわる平均濃度（情報埋め込み後）、「Ｂｌ」が左側のブロックにかかわる平均濃度（情報埋め込み前）、「Ｂｒ」が右側のブロックにかかわる平均濃度（情報埋め込み前）、「Ｄ」は埋め込み強度を示す。
具体的に、ブロックＢl11の平均濃度（情報埋め込み前）が「Ｂｌ＝２０」、ブロックＢr11の平均濃度（情報埋め込み前）が「Ｂｒ＝４０」、埋め込み強度が「Ｄ＝２５」のブロックペアＢl11およびＢr11に情報「１」を埋め込む場合には、Ｎｌが「４２．５」、Ｎｒが「１７．５」となるため、ブロックＢl11のＢの平均濃度を「４２．５」に変更し、ブロックＢr11のＢの平均濃度を「１７．５」に変更する。
すなわち、ブロックペアに「１」を埋め込む場合には、左ブロックの平均濃度よりも右ブロックの平均濃度を小さくし、かつその差が埋め込み強度（この例では２５）となるように平均濃度を変更する。
一方、ブロックペアＢl11およびＢr11に「０」を埋め込む場合には、
Ｎｌ＝（Ｂｌ＋Ｂｒ）／２−Ｄ／２
Ｎｒ＝（Ｂｌ＋Ｂｒ）／２＋Ｄ／２
の式によって算出される平均濃度に、各ブロックの平均濃度を変更する。
具体的に、ブロックＢl11の平均濃度（情報埋め込み前）が「Ｂｌ＝２０」、ブロックＢr11の平均濃度（情報埋め込み前）が「Ｂｒ＝４０」、埋め込み強度が「Ｄ＝２５」のブロックペアＢl11およびＢr11に情報「０」を埋め込む場合には、Ｎｌが「１７．５」、Ｎｒが「４２．５」となるため、ブロックＢl11のＢの平均濃度を「１７．５」に変更し、ブロックＢr11のＢの平均濃度を「４２．５」に変更する。
すなわち、ブロックペアに「０」を埋め込む場合には、右ブロックの平均濃度よりも左ブロックの平均濃度を小さくし、かつその差が埋め込み強度（この例では２５）となるように平均濃度を変更する。
なお、埋め込み処理部１４０は、ブロックペアに情報を埋め込む場合に、Ｎｌ、Ｎｒ、Ｂｌ、Ｂｒ、Ｄの各値が、
Ｎｌ＜Ｎｒ∧Ｂｌ＜Ｂｒ∧Ｂｒ−Ｂｌ＞Ｄ
の条件式
または
Ｎｌ＞Ｎｒ∧Ｂｌ＞Ｂｒ∧Ｂｌ−Ｂｒ＞Ｄ
の条件式を満たす場合には、このブロックペアに対する情報埋め込みを実行しない。
すなわち、上記条件式のいずれかを満たすということは、情報を埋め込む前の各ブロックにかかわる平均濃度によって特定される情報と、情報を埋め込んだ後の各ブロックにかかわる平均濃度によって特定される情報とが一致するため、各ブロックの平均濃度を変更する必要がないことを示す。
埋め込み処理部１４０は、分割画像データの各ブロックペアに、誤り訂正符号用コード用の情報を埋め込んだ後に（以下、誤り訂正符号用コードが埋め込まれた分割画像データを埋め込み画像データと表記する）、埋め込み画像データを表示装置２０に表示させる、または図示しないプリンタなどに埋め込み画像データの画像を印刷させる。
なお、図６に示した分割画像データは、１行あたり、８つのペアブロック（１６ブロック）であるため、８ビット分のコードを表す。したがって、全行（１６行）では、１２８ビット分のコードを表す。すなわち、誤り訂正符号用コードが１５ビットの場合には、分割画像データに最大８回、埋め込みが可能となる。
図２の説明に戻ると、デコード部２００は、入力装置１０から埋め込み画像データを取得し、取得した埋め込み画像データから埋め込みデータを抽出する処理部である。図８は、図２に示したデコード部２００の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、このデコード部２００は、分割処理部２１０と、数値化処理部２２０と、ＢＣＨデータ変換部２３０とを有する。
分割処理部２１０は、入力装置１０から埋め込み画像データを取得し、取得した埋め込み画像データをＮ行×Ｍ行のブロックに分割し、この分割した埋め込み画像データを数値化処理部２２０に渡す処理部である。
数値化処理部２２０は、分割処理部２１０から分割された埋め込み画像データを取得し、この埋め込み画像データのブロックペアごとの情報を抽出し、抽出した情報を候補誤り訂正符号用コード群として、ＢＣＨデータ変換部２３０に渡す処理部である。
具体的に、この数値化処理部２２０は、埋め込み画像データのブロックペアを抽出し、左右のブロックに含まれるＢの平均濃度の値を基にして、当該ブロックペアに埋め込まれた情報を検出する。
数値化処理部２２０は、左右のブロックのＢにかかる平均濃度の差の絶対値が所定の閾値に含まれ、かつ、左側のＢの平均濃度のほうが右側のＢの平均濃度よりも大きい場合に、このブロックペアには情報「１」が埋め込まれていると判定する。
一方、数値化処理部２２０は、左右のブロックのＢにかかる平均濃度の差の絶対値が所定の閾値に含まれ、かつ、右側のＢの平均濃度のほうが左側のＢの平均濃度以上の場合には、このブロックペアには情報「０」が埋め込まれていると判定する。
なお、数値化処理部２２０は、左右のブロックのＢにかかる平均濃度の差の絶対値が所定の閾値に含まれていない場合には、このブロックペアに埋め込まれた情報を判断できないため、「２（不確定）」とする。
ＢＣＨデータ変換部２３０は、数値化処理部２２０から候補誤り訂正符号用コード群を取得し、取得した候補誤り訂正符号用コード群を基にして、埋め込み情報を抽出する処理部である。
図９は、ＢＣＨデータ変換部２３０の処理を説明するための説明図である。同図に示すように、まず、ＢＣＨデータ変換部２３０は、候補誤り訂正符号用コード群に含まれる候補誤り訂正符号用コードＣＥ1〜ＣＥ8から各ビット単位で多数決をとり、各ビット（全１５ビット）を確定させ、誤り訂正符号用コードＣＥ’とする。
ここで、多数決について説明すると、例えば、各候補誤り訂正符号用コードＣＥ1〜ＣＥ8の先頭ビットは、「１」が５個含まれ、「０」が２個含まれ、「２」が１個含まれるため、多数決の結果、誤り訂正符合用コードＣＥ’の先頭ビットは「１」となる。以下の方法を利用して、誤り訂正符合用コードＣＥ’の各ビットを確定していく。
そして、ＢＣＨデータ変換部２３０は、候補誤り訂正符号用コードＣＥ1〜ＣＥ8において「２（不確定）」のビットを、誤り訂正符号用ビットＣＥ’に対応するビットに置換するという補完処理を実行し、候補誤り訂正符号用コードＣＥ1’〜ＣＥ8’（補完後の候補誤り訂正符号用コード群）を得る。
また、ＢＣＨデータ変換部２３０は、補完後の候補誤り訂正符号用コードＣＥ1’〜ＣＥ8’のそれぞれについて、誤り訂正符号デコード処理（例えば、ＢＣＨ符号に基づくデコード処理）を実行し、埋め込みデータおよびエラー数を得る。エラー数は、誤り訂正符号用コードＣＥ1’〜ＣＥ8’のそれぞれにおけるエラービットの数である。
そして、ＢＣＨデータ変換部２３０は、誤り訂正符号デコード処理で得られたコードのうち、最小のエラー数に対応するコードを埋め込みデータとして表示装置２０に出力する。図９の例では、候補誤り訂正部号用コードＣＥ1’、ＣＥ6’のエラー数が最も少なく、共にコードが「１０１０１１０１０１００１０１」であるため、この「１０１０１１０１０１００１０１」が、表示装置２０に出力される埋め込みデータとなる。
次に、本実施例にかかるエンコード部１００の処理について説明する。図１０は、本実施例にかかるエンコード部１００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、エンコード部１００は、データ受付部１１０が原画像データを取得して、原画像データを分割処理部１３０に渡し（ステップＳ１０１）、埋め込みデータを取得して、埋め込みデータをＢＣＨデータ変換部１２０に渡す（ステップＳ１０２）。
そして、ＢＣＨ変換部１２０が、埋め込みデータを、誤り訂正符号用コードに変換して、変換した誤り訂正符号用コードを埋め込み処理部１４０に渡し（ステップＳ１０３）、分割処理部１３０が、原画像データを分割して分割画像データを生成し、生成した分割画像データを埋め込み処理部１４０に渡す（ステップＳ１０４）。
続いて、埋め込み処理部１４０が、ブロックペアを抽出し（ステップＳ１０５）、埋め込み処理を実行し（ステップＳ１０６）、全てのブロックペアを抽出したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
そして、全てのブロックペアを抽出していない場合には（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、ステップＳ１０５に移行し、全てのブロックペアを抽出した場合には（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、処理を終了する。
次に、図１０のステップＳ１０６に示した埋め込み処理について説明する。図１１は、図１０のステップＳ１０６に示した埋め込み処理のフローチャートである。同図に示すように、埋め込み処理部１４０は、抽出したブロックペアの左右のブロックのＲＧＢ値が所定値以上（例えば、ＲＧＢ値が２００以上）か否かを判定し（ステップＳ２０１）、所定値以上の場合には（ステップＳ２０２，Ｙｅｓ）、埋め込み処理を終了する。
一方、ＲＧＢ値が所定値よりも小さい場合には（ステップＳ２０２，Ｎｏ）、左右のブロックからＢｌｕｅの平均濃度にかかわる最小値を検出し（ステップＳ２０３）、左右のブロックからＢｌｕｅの平均濃度にかかわる最大値を検出し（ステップＳ２０４）、最大値と最小値との差を算出する（ステップＳ２０５）。
そして、埋め込み処理部１４０は、最小値と、最小値と最大値との差と、埋め込み強度特定テーブル１５０ａとを基にして、埋め込み強度を特定し（ステップＳ２０６）、埋め込み前後の各ブロックの平均濃度、各ブロックの最大値最小値の位置関係、埋め込み強度、誤り訂正符号用コードを基にして、埋め込みを行うか否かを判定する（ステップＳ２０７）。このステップＳ２０７では、埋め込み処理部１４０において示した条件式と一致するか否かを判定している。
続いて、埋め込み処理部１４０は、埋め込みを行うと判定した場合には（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、埋め込みを実行し（ステップＳ２０９）、埋め込みを行わないと判定した場合には（ステップＳ２０８，Ｎｏ）、埋め込み処理を終了する。
このように、エンコード部１００は、埋め込みデータを原画像データに埋め込む場合に、ブロックペアのＲＧＢ値が所定値より小さい場合に、当該ブロックペアの各ブロックの平均濃度の差に基づいて、濃度の変化量（埋め込み強度）を設定し、情報を埋め込むので画像が劣化することを防止することができる。
次に、本実施例にかかるデコード部２００の処理について説明する。図１２は、本実施例にかかるデコード部２００の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、デコード部２００は、分割処理部２１０が、埋め込み画像データを取得し（ステップＳ３０１）、埋め込み画像データを分割して、分割した埋め込み画像データを数値化処理部２２０に渡す（ステップＳ３０２）。
続いて、数値化処理部２２０が数値化処理を実行し（ステップＳ３０３）、埋め込み画像データから候補誤り訂正符号群を抽出し（ステップＳ３０４）、ＢＣＨデータ変換部２３０が、ＢＣＨデコードを実行し（ステップＳ３０５）、ＢＣＨデコードが成功したか否かを判定する（ステップＳ３０６）。
そして、ＢＣＨデコードが成功した場合には（ステップＳ３０７，Ｙｅｓ）、ＢＣＨデータ変換部２３０がデコード結果を表示装置２０に表示させ（ステップＳ３０８）、失敗した場合には（ステップＳ３０７，Ｎｏ）、エラーを表示装置２０に表示させる（ステップＳ３０９）。
次に、図１２のステップＳ３０３に示した数値化処理について説明する。図１３は、図１２のステップＳ３０３に示した数値化処理のフローチャートである。同図に示すように、数値化処理部２２０は、埋め込み画像からブロックペアを抽出し（ステップＳ４０１）、左右のブロックからＢｌｕｅの平均濃度を検出する（ステップＳ４０２）。
そして、数値化処理部２２０は、各ブロックの平均濃度の差の絶対値を算出し（ステップＳ４０３）、絶対値が基準値１以上か否かを判定し（ステップＳ４０４）、基準値１以上の場合には（ステップＳ４０４，Ｙｅｓ）、抽出したブロックペアに対する数値を「２」に設定し（ステップＳ４０５）、ステップＳ４１１に移行する。
一方、絶対値が基準値１よりも小さい場合には（ステップＳ４０４，Ｎｏ）、絶対値が基準値２以下であるか否かを判定する（ステップＳ４０５）。そして、絶対値が基準値２以下である場合には（ステップＳ４０５，Ｙｅｓ）、ステップＳ４１１に移行する。
一方、絶対値が基準値２より大きい場合には（ステップＳ４０６，Ｎｏ）、左右のブロックにかかわるＢｌｕｅの平均濃度を比較し（ステップＳ４０７）、左にかかわるＢｌｕｅの平均濃度のほうが大きい場合には（ステップＳ４０８，Ｙｅｓ）、抽出したブロックペアに対する数値を「１」に設定し（ステップＳ４０９）、ステップＳ４１１に移行する。
一方、右にかかわるＢｌｕｅの平均濃度のほうが大きい場合には（ステップＳ４０８，Ｎｏ）、抽出したブロックペアに対する数値を「０」に設定し（ステップＳ４１０）、全てのブロックペアを抽出したか否かを判定し（ステップＳ４１１）、全てのブロックペアを抽出していない場合には（ステップＳ４１２，Ｎｏ）、ステップＳ４０１に移行し、全てのブロックペアを抽出した場合には（ステップＳ４１２，Ｙｅｓ）、数値化処理を終了する。
このように、デコード部２００は、数値化処理部２２０が、埋め込み画像データから候補誤り訂正符号用コード群を抽出し、ＢＣＨデータ変換部２３０が、候補誤り訂正符号用コード群を基にして、デコードを実行するので、効率よく、埋め込み画像データから埋め込みデータを抽出することができる。
上述してきたように、本実施例にかかる画像データ処理装置５０は、エンコード部１００が、原画像データに埋め込みデータを埋め込む場合に、ブロックペアの三原色の値（ＲＧＢ値）が所定値よりも小さいか否かを判定する。そして、三原色の値が所定値よりも小さい場合に、ブロックペアの各ブロックの濃度差（平均濃度の差）に基づいて、埋め込み強度を設定し、各ブロックの平均濃度を変更することによって情報を埋め込むので、原画像データにかかる画質劣化を防止することができる。
なお、本実施例では、図７に示した埋め込み強度特定テーブル１５０ａの縦軸（最小値に関する軸）を２５６段階に分けていたが、これに限定されるものではなく、例えば、図１４に示すように、１６段階、すなわち２５６段階の１／６４としてもよい。このように、縦軸を１６段階にした埋め込み強度特定テーブルを利用することによって、記憶容量を節約することができる。
なお、エンコード部１００が、図１４に示した埋め込み強度特定テーブルを用いて、埋め込み強度を設定する場合には、各ブロックのＢｌｕｅの平均濃度の最小値、最大値を抽出した後、最大値と最小値との差と、最小値を６４で割った値とを基にして、埋め込み強度を設定する。
ところで、上記の実施例で説明した画像データ処理装置５０の各種の処理は、情報埋め込み処理に係るプログラムをコンピュータで実行することによって実現することができる。そこで、以下では、図１５を用いて、上記の実施例と同様の機能を有する情報埋め込みプログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図１５は、情報埋め込みプログラムを実行するコンピュータを示す図である。
同図に示すように、コンピュータ３０は、インターフェース装置３１、ＲＡＭ３２、ＨＤＤ３３、ＲＯＭ３４およびＣＰＵ３５をバス３６で接続して構成される。ここで、インターフェース装置３１は、図２に示したインターフェース部に対応する。
そして、ＲＯＭ３４には、上記の実施例の画像データ処理装置５０と同様の機能を発揮する情報埋め込みプログラム、つまり、図１５に示すように、エンコードプログラム３４ａおよびデコードプログラム３４ｂが予め記憶されている。
そして、ＣＰＵ３５が、これらのプログラム３４ａ、３４ｂをＲＯＭ３４から読み出して実行することで、図１５に示すように、各プログラム３４ａ、３４ｂは、エンコードプロセス３５ａ、デコードプロセス３５ｂとして機能するようになる。各プロセス３５ａ、３５ｂは、図２に示したエンコード部１００、デコード部２００にそれぞれ対応する。
また、ＨＤＤ３３には、図１５に示すように、埋め込み強度特定テーブル３３ａが記録される。埋め込み強度特定テーブル３３ａは、図３に示した埋め込み強度特定テーブル１５０ａに対応する。そして、ＣＰＵ３５は、埋め込み強度特定テーブル３３ａをＲＡＭ３４に読み出し、当該埋め込み強度特定テーブル３３ａを用いて、画像データ３２ａに所定の情報を埋め込む。
ところで、上記した各プログラム３４ａ、３４ｂは、必ずしも最初からＲＯＭ３４に記憶させておく必要はなく、例えば、コンピュータ３０に挿入されるフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカードなどの「可搬の物理媒体」、または、コンピュータ３０の内外に備えられるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などの「固定用の物理媒体」、さらには、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮなどを介してコンピュータ３０に接続される「他のコンピュータ（またはサーバ）」などに各プログラムを記憶させておき、コンピュータ３０がこれらから各プログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
（付記１）画像データに所定の情報を埋め込む情報埋め込み装置であって、
前記画像データに情報を埋め込む画像データの埋め込み領域の色が、特定色であるか否かを判定する特定色判定手段と、
前記特定色判定手段の判定結果に基づいて、前記埋め込み領域の画像データを変更し、情報を埋め込む埋め込み手段と、
を備えたことを特徴とする情報埋め込み装置。
（付記２）画像データに所定の情報を埋め込む情報埋め込み装置であって、
前記画像データに情報を埋め込む画像データの埋め込み領域の特徴量の変化の度合いを検出し、当該特徴量の変化の度合いを基にして前記埋め込み領域の画像データの変更量を設定し、当該変更量によって、埋め込み領域の画像データを変更して情報を埋め込む埋め込み手段を備えたことを特徴とする情報埋め込み装置。
（付記３）画像データに所定の情報を埋め込む情報埋め込み装置であって、
前記画像データに情報を埋め込む画像データの埋め込み領域の色が、特定色であるか否かを判定する特定色判定手段と、
前記特定色判定手段が、前記埋め込み領域の色が特定色であると判定した場合には、情報を埋め込まないように制御し、前記埋め込み領域の特徴量の変化の度合いを検出し、当該特徴量の変化の度合いを基にして前記埋め込み領域の画像データの変更量を設定し、当該変更量によって、埋め込み領域の画像データを変更して情報を埋め込む埋め込み手段を有することを特徴とする情報埋め込み装置。
（付記４）前記特定色は、無彩色あるいは略無彩色であることを特徴とする付記１または３に記載の情報埋め込み装置。
（付記５）前記特定色は、三原色の各値がそれぞれ２００以上であることを特徴とする付記１または３に記載の情報埋め込み装置。
（付記６）前記埋め込み手段は、前記埋め込み領域内の濃淡値に基づいて、前記変更量を設定することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の情報埋め込み装置。
（付記７）前記埋め込み手段は、前記埋め込み領域内の画素の濃淡値の差を前記特徴量の変化の度合いとして、前記変更量を設定することを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の情報埋め込み装置。
（付記８）前記埋め込み手段は、前記濃淡値の差が大きいほど、前記変更量を大きくすることを特徴とする付記７に記載の情報埋め込み装置。
（付記９）付記１〜８のいずれか一つの情報埋め込み装置によって情報を埋め込まれた画像が印刷された印刷物。
（付記１０）画像データに所定の情報を埋め込む情報埋め込みプログラムであって、
前記画像データを記憶装置に記憶させる記憶手順と、
前記記憶装置に記憶された画像データに情報を埋め込む画像データの埋め込み領域の色が、特定色であるか否かを判定する特定色判定手順と、
前記特定色判定手順の判定結果に基づいて、前記埋め込み領域の画像データを変更し、情報を埋め込む埋め込み手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする情報埋め込みプログラム。
（付記１１）画像データに所定の情報を埋め込む情報埋め込みプログラムであって、
前記画像データを記憶装置に記憶させる記憶手順と、
前記記憶装置に記憶された画像データに情報を埋め込む画像データの埋め込み領域の特徴量の変化の度合いを検出し、当該特徴量の変化の度合いを基にして前記埋め込み領域の画像データの変更量を設定し、当該変更量によって、埋め込み領域の画像データを変更して情報を埋め込む埋め込み手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする情報埋め込みプログラム。
（付記１２）前記特定色は、無彩色あるいは略無彩色であることを特徴とする付記１０または１１に記載の情報埋め込みプログラム。
（付記１３）前記特定色は、三原色の各値がそれぞれ２００以上であることを特徴とする付記１０または１１に記載の情報埋め込みプログラム。
以上のように、本発明にかかる情報埋め込み装置は、画像データに当該画像データの画質を低下させることなく、所定の情報を埋め込む必要のある情報埋め込みシステムなどに対して有用である。
本実施例にかかる画像データ処理装置の概念を説明するための説明図である。 本実施例にかかる画像データ処理装置の構成を示す機能ブロック図である。 図２に示したエンコード部の構成を示す機能ブロック図である。 原画像データの一例を示す図である。 埋め込みデータの一例を示す図である。 分割画像データの一例を示す図である。 埋め込み強度特定テーブルの一例を示す図である。 図２に示したデコード部の構成を示す機能ブロック図である。 ＢＣＨデータ変換部の処理を説明するための説明図である。 本実施例にかかるエンコード部の処理手順を示すフローチャートである。 図１０のステップＳ１０６に示した埋め込み処理のフローチャートである。 本実施例にかかるデコード部の処理手順を示すフローチャートである。 図１２のステップＳ３０３に示した数値化処理のフローチャートである。 縦軸を１６段階にした埋め込み強度特定テーブルの一例を示す図である。 情報埋め込みプログラムを実行するコンピュータを示す図である。
符号の説明
１０ 入力装置
２０ 出力装置
３０ 画像データ処理装置（コンピュータ）
３１ インターフェース装置
３２ ＲＡＭ
３２ａ 画像データ
３２ｂ 埋め込み強度特定テーブル
３３ ＨＤＤ
３３ａ 埋め込み強度特定テーブル
３４ ＲＯＭ
３４ａ エンコードプログラム
３４ｂ デコードプログラム
３５ ＣＰＵ
３５ａ エンコードプロセス
３５ｂ デコードプロセス
５０ 画像データ処理装置
６０ インターフェース部
１００ エンコード部
１１０ データ受付部
１２０，２３０ ＢＣＨデータ変換部
１３０，２１０ 分割処理部
１４０ 埋め込み処理部
１５０ 記憶部
１５０ａ 埋め込み強度特定テーブル
２００ デコード部
２２０ 数値化処理部

Claims (6)

  1. 画像データを複数のブロックに分割する分割処理部と、
    前記分割された画像データからブロックペアを抽出し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックから平均濃度にかかわる最小値、最大値を検出し、検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度の変更量を算出し、当該変更量によって、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度を変更して情報を埋め込む埋め込み手段を備えたことを特徴とする情報埋め込み装置。
  2. 前記分割された画像データから抽出したブロックペアの色が、特定色であるか否かを判定する特定色判定手段を更に備え、前記埋め込み手段は、前記特定色判定手段が、前記分割された画像データから抽出したブロックペアの色が特定色であると判定した場合には、該ブロックペアを構成する各ブロックに情報を埋め込まないことを特徴とする請求項１に記載の情報埋め込み装置。
  3. 前記埋め込み手段は、前記分割された画像データから抽出したブロックペアの隣接する左右のブロックから所定の色の平均濃度にかかわる最大値、最小値を検出し、検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、該ブロックペアの隣接する左右のブロックの所定の色の平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの所定の色の濃度の変更量を算出し、当該変更量によって、該ブロックペアを構成する各ブロックの所定の色の濃度を変更して情報を埋め込むことを特徴とする請求項１に記載の情報埋め込み装置。
  4. 前記特定色は、無彩色あるいは略無彩色であることを特徴とする請求項２に記載の情報埋め込み装置。
  5. 情報処理装置が、
    画像データを複数のブロックに分割し、
    前記分割された画像データからブロックペアを抽出し、
    前記抽出したブロックペアの隣接する左右のブロックから平均濃度にかかわる最小値、最大値を検出し、
    前記検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、
    該ブロックペアの隣接する左右のブロックの平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度の変更量を算出し、
    前記算出した変更量によって、前記ブロックペアを構成する各ブロックの濃度を変更して情報を埋め込むことを特徴とする情報埋め込み方法。
  6. 情報処理装置に、
    画像データを複数のブロックに分割し、
    前記分割された画像データからブロックペアを抽出し、
    前記抽出したブロックペアの隣接する左右のブロックから平均濃度にかかわる最小値、最大値を検出し、
    前記検出した最小値と最大値との差および最小値を基にして該ブロックペアへの情報の埋め込み強度を設定し、
    該ブロックペアの隣接する左右のブロックの平均濃度を加算した濃度を２で割ったものから、前記埋め込み強度を２で割ったものを足したり引いたりすることで、該ブロックペアを構成する各ブロックの濃度の変更量を算出し、
    前記算出した変更量によって、前記ブロックペアを構成する各ブロックの濃度を変更して情報を埋め込む処理を実行させることを特徴とする情報埋め込みプログラム。
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