JP2006166282A - 情報埋め込み装置および情報抽出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 情報と紙面上の位置との関連付けを行うことの可能な情報埋め込み装置および情報抽出装置を提供する。
【解決手段】 画像に情報を埋め込む情報埋め込み装置１０は，画像から位置に関する情報を取得する情報取得部１０２と，位置に関連する情報を電子透かしに変換する変換部１０３と，位置に関する情報が該位置に，電子透かしとして埋め込まれた画像を出力する出力部１０４とを備えたことを特徴とする。画像に埋め込まれた情報を抽出する情報抽出装置２０は，画像データを入力する入力部１０６と，入力画像から，位置に関連する情報を取得する情報取得部１０７と，位置に関連する情報を出力する出力部１０８とを備えたことを特徴とする。関連付けたい紙面上の位置に，関連付けたい情報を含んだ電子透かしを埋め込むことにより，情報と紙面上の位置を関連付けることが可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は，情報埋め込み装置および情報抽出装置にかかり，特に，文書（印刷文書や電子文書）に対し電子透かし技術を用いて情報の埋め込み／抽出を行う情報埋め込み装置および情報抽出装置に関するものである。

マルチメディア情報を記録媒体に記録し再生する技術として，特開平１１−００７５１１号公報「情報記録システム」（オリンパス光学工業株式会社）（特許文献１），特開平１１−００７５１２号公報「情報再生システム」（オリンパス光学工業株式会社）（特許文献２）に開示の技術がある。特許文献１には，入力されたオーディオ情報を，光学的に読み取り可能なドットコードとして記録媒体上に印刷記録することにより，マルチメディア情報の長時間記録を可能にする技術が開示されている。また，特許文献２には，記録媒体に記録された，光学的に読み取り可能なドットコードを読み取り，復号することにより，安価かつ大容量記録できかつ繰り返し再生できる形式で記録媒体に記録されたマルチメディア情報を，再生出力できるようにする技術が開示されている。

特開平１１−００７５１１号公報 特開平１１−００７５１２号公報 特開２００３−１０１７６２号公報 特願２００３−２０９６７６号公報

ところで，上記従来技術は，光学的に読み取り可能なドットコードを記録媒体上に印刷し，読み取ることで，マルチメディア情報を記録媒体に記録し再生することを目的としているため，情報と紙面上の位置との関連付けは行っていない。

本発明は，上記従来技術に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，情報と紙面上の位置との関連付けを行うことの可能な，新規かつ改良された情報埋め込み装置および情報抽出装置を提供することである。

上記課題を解決するため，本発明の第１の観点によれば，画像に情報を埋め込む情報埋め込み装置が提供される。本発明の情報埋め込み装置は，画像から位置に関する情報を取得する情報取得部（１０２）と，位置に関連する情報を電子透かしに変換する変換部（１０３）と，位置に関する情報が該位置に，電子透かしとして埋め込まれた画像を出力（例えば印刷）する出力部（１０４）と，を備えたことを特徴とする（請求項１）。

また，本発明の他の情報埋め込み装置は，画像から位置に関する情報を取得する情報取得部（１０２）と，位置に関連する情報と位置情報とを電子透かしに変換する変換部（１０３）と，位置に関連する情報と位置情報とが，電子透かしとして埋め込まれた画像を出力（例えば印刷）する出力部（１０４）と，を備えたことを特徴とする（請求項２）。

かかる構成によれば，関連付けたい紙面上の位置に，関連付けたい情報を含んだ電子透かしを埋め込むことにより，情報と紙面上の位置を関連付けることが可能である。

本発明の情報埋め込み装置において，以下のような応用が可能である。

電子透かしは，複数の透かし信号パターンの組み合わせからなる信号ユニットで構成することが可能である（請求項３）。この場合，信号ユニットは，位置に関連する情報を表現するために必要なデータ長または出力解像度に応じて，１単位として扱う信号パターン数を変化させたものとしてもよい（請求項４）。あるいは，信号ユニットは，埋め込まれる画像上の位置の明度に応じて，信号ユニットを構成する信号パターンのドットサイズを拡大／縮小することによって階調化を行い，印刷濃度を変更させたものとしてもよい（請求項５）。

位置に関連する情報は，画像の色情報，高さ情報，図形情報，図形変換情報，動き情報，音声情報，または地図情報のうち，少なくとも一つを含むようにしてもよい（請求項６）。紙面上の位置と色情報の関連付けにより，モノクロ印刷文書のスキャン画像を，カラー画像化できる。また，高さ情報と紙面上の位置を関連付けることで，スキャン画像を立体画像に変換することができ，バードビューなど様々な視点での地図の閲覧が可能にできる。また，図形データ（ベクターデータ）や図形変換データ（動きデータ）と紙面上の位置を関連付けることで，スキャン画像に図形の表示，平行移動，回転，拡大・縮小変換を行わせることができるようになり，これらを用いてアニメーション再生を行うことができる。また，音声データまたは音声データの参照先アドレス情報と紙面上の位置を関連付けることで，紙面上の右側ならば右スピーカから，左側なら左スピーカといったように，位置に応じて左右スピーカから，音声データの再生を行うことができる。

出力する画像には，さらに，出力命令情報が含まれるようにしてもよい（請求項７）。この場合，出力命令情報は，色情報が埋め込まれる画像の位置情報の周辺領域が同色ならば，同色で連結した領域を全て塗り込むという命令であってもよい（請求項８）。紙面上の位置と色情報の関連付けに，カラー塗り込み命令を追加し，同色カラー領域を一括して塗り込み，より少ない情報量でカラー化することにより，カラー画像化と同時に，カラー情報以外のデータとの関連付けができる。

本発明の第２の観点によれば，画像に埋め込まれた情報を抽出する情報抽出装置が提供される。本発明の情報抽出装置は，画像データを入力する入力部（１０６）と，入力画像から，位置に関連する情報を取得する情報取得部（１０７）と，位置に関連する情報を出力する出力部（１０８）と，を備えたことを特徴とする（請求項９）。

本発明の情報抽出装置において，位置に関連する情報は，該位置から読み込まれるようにしてもよい（請求項１０）。あるいは，位置に関連する情報は，入力画像の該位置を編集することによって，出力されるようにしてもよい（請求項１１）。

また，本発明の他の情報抽出装置は，画像データを入力する入力部（１０６）と，入力画像から，位置に関連する情報と位置情報とを取得する情報取得部（１０７）と，位置情報の指定する位置に，位置に関連する情報を出力する出力部（１０８）と，を備えたことを特徴とする（請求項１２）。

位置に関連する情報は，位置情報の指定する入力画像の位置を編集することによって，出力されるようにしてもよい（請求項１３）。

本発明の情報抽出装置においても，上記本発明の情報埋め込み装置と同様に，位置に関連する情報として，画像の色情報，高さ情報，図形情報，図形変換情報，動き情報，音声情報，または地図情報のうち，少なくとも一つを含むようにしてもよい（請求項１４）。

位置に関連する情報に色情報が含まれる場合に，読み取った色情報を使用して，画像上に色を重畳することができる（請求項１５）。

また，位置に関連する情報に高さ情報が含まれる場合に，読み取った高さ情報を使用して，平面画像を立体画像に変換することができる（請求項１６）。

また，位置に関連する情報に図形情報が含まれる場合に，読み取った図形情報を使用して，入力画像上の関連付けられた位置（位置に関連する情報を取得した位置または位置情報の指定する位置）に図形を重畳することができる（請求項１７）。

また，位置に関連する情報に図形変換情報が含まれる場合に，読み取った図形変換情報を使用して，入力画像上の関連付けられた位置の図形を変換することができる（請求項１８）。

また，位置に関連する情報に動き情報が含まれる場合に，読み取った動き情報を使用して，入力画面上の関連付けられた位置がアニメーションするようにすることができる（請求項１９）。

位置に関連する情報に音声情報が含まれる場合に，読み取った音声情報を使用して，音声を再生することができる（請求項２０）。

位置に関連する情報に音声情報が含まれる場合に，読み取った音声情報を使用して，関連付けられた位置に応じて異なる音声情報が抽出され，選択された位置に応じて異なる音声情報が再生されるようにすることができる（請求項２１）。

位置に関連する情報に地図情報が含まれる場合に，地図上の位置に関連付けられた地図情報を使用して，地図に関連する情報を出力することができる（請求項２２）。

入力画像には，さらに，出力命令情報が含まれるようにしてもよい（請求項２３）。この場合，出力命令情報によって，同色で連結した領域を全て塗り込む命令情報を生成する際，入力画像に対して，同色で塗り込む領域の境界線を黒画素に変換するようにしてもよい（請求項２４）。

そして，出力命令情報によって形成される画像は，同色で連結した領域を同色で塗り込んだ画像であってもよい（請求項２５）。あるいは，出力命令情報によって形成される画像は，同色で塗り込む領域の黒画素の境界線を，エッジ検出・細線化によって検出するものであってもよい（請求項２６）。

また，同色で塗り込まれる領域，または，画像データの余白領域に，位置に関連する情報以外の情報を埋め込むことも可能である。また，出力命令情報によって形成される画像は，出力命令情報によって塗り込まれる領域以外の予約領域を，元の余白に復元したものであってもよい。

また，本発明の他の観点によれば，コンピュータを，上記情報埋め込み装置または情報抽出装置として機能させるためのプログラムと，そのプログラムを記録した，コンピュータにより読み取り可能な記録媒体が提供される。ここで，プログラムはいかなるプログラム言語により記述されていてもよい。また，記録媒体としては，例えば，ＣＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，フレキシブルディスクなど，プログラムを記録可能な記録媒体として現在一般に用いられている記録媒体，あるいは将来用いられるいかなる記録媒体をも採用することができる。

なお上記において，構成要素に付随して括弧書きで記した参照符号は，理解を容易にするため，後述の実施形態および図面における対応する構成要素を一例として記したに過ぎず，本発明がこれに限定されるものではない。

以上説明したように，本発明によれば，情報と紙面上の位置との関連付けを行うことが可能である。すなわち，関連付けたい紙面上の位置に，関連付けたい情報を含んだ，複数の信号パターンから構成される，透かし信号ユニットを配置することにより，情報と紙面上の位置を関連付けることができる。関連付ける情報を色とした場合，色と紙面上の位置を関連付けることによって，モノクロ印刷文書のスキャン画像を，カラー画像化できるようになる。また，高さと紙面上の位置を関連付けて，スキャン画像を立体画像に変換できるようにしたり，動きデータと紙面上の位置を関連付けて，スキャン画像をアニメーションさせたりすることができる。その他各種応用が可能であり，そのいくつかの応用例についてはさらに後述する。

以下の実施形態の説明においては，特開２００３−１０１７６２号公報「透かし情報埋め込み装置，及び，透かし情報検出装置」（特許文献３），特開２００３−２０９６７６号公報「透かし情報埋め込み装置，透かし情報検出装置，透かし情報埋め込み装置，及び，透かし情報検出装置」（特許文献４）を先行発明とする。まず，この先行発明について概説する。

特許文献３に記載の透かし情報埋め込み装置は，画像にドットパターンを重ね合わせて透かし入り画像を作成する透かし入り画像合成部を備え，ドットパターンは複数種類有り，規則正しく配置され，その中の少なくとも一種類のドットパターンは特定の機密を表す機密情報が与えられることを特徴とする。また，特許文献３に記載の透かし情報検出装置は，画像と複数種類のドットパターンが埋め込まれた透かし画像とが重ね合わされて作成された透かし入り画像から，透かし画像を検出する透かし検出部を備え，透かし検出部は，透かし画像と同じ複数種類のドットパターンを抽出するフィルタを備え，透かし入り画像に対し，マッチングを行うことにより，透かし画像を検出することを特徴とする。

ここでドットパターンとは，例えば，ドットの配列によって波の方向や波長を変化させたパターンである。そして，１つのドットパターンあるいは複数のドットパターンの配列に対して１つのシンボル（例えばビット“０”または“１”）を与え，ドットパターンを組み合わせて配置することにより，任意ビット長の情報を表現することができる。なお，本明細書においては，電子透かし技術を利用した信号パターン（透かし信号パターン）により情報を表現する技術について説明するが，透かし信号パターンは，例えばここで説明したドットパターン（あるいは複数のドットパターンの組み合わせ）により実現することができる。

かかる特許文献３に記載の発明によれば，以下のような効果が得られる，
（ａ）ドットの配列の違いにより埋め込み情報を表現するため，元の文書のフォント，文字間や行間のピッチに対する変更を伴わない。
（ｂ）シンボルを割り当てているドットパターンと，シンボルを割り当てていないドットパターンの濃度（一定区間内のドットの数）が等しいため，人の目には文書の背景に一様な濃度の網掛けがされているように見え，情報の存在が目立たない。
（ｃ）シンボルを割り当てているドットパターンと割り当てていないドットパターンを秘密にしておくことで，埋め込まれている情報の解読が困難となる。
（ｄ）情報を表わすパターンは細かいドットの集まりで，文書の背景として一面に埋め込まれているため，埋め込みアルゴリズムが公開されたとしても，印刷された文書に対する埋め込み情報の改ざんが困難となる。
（ｅ）波（濃淡変化）の方向の違いにより埋め込み信号を検出するため（１画素単位の詳細な検出を行わないので），印刷文書に多少の汚れなどがあった場合でも，安定した情報検出を行うことができる。
（ｆ）同じ情報を繰り返し埋め込み，検出時には繰り返し埋め込まれた情報のすべてを利用して情報復元を行うため，大きなフォントの文字によって信号部分が隠されたり，用紙が汚れていたりすることによる部分的な情報の欠落が発生しても，安定して埋め込んだ情報を取り出すことができる。

また，特許文献４に記載の発明は，文書画像を，所定のフィルタによって所定のシンボルを識別可能なドットパターンを埋め込むための埋め込み領域を算出し，埋め込み領域に対し，文字領域の割合が所定の閾値以下であるか否かを判断し，文字領域の割合が所定の閾値以下である場合に，埋め込み領域の文字領域と重ならない領域に，機密情報の少なくとも一部を成すシンボルを識別可能なドットパターンを所定の数埋め込むことを特徴とする。ここでドットパターンは，上記特許文献３と同様のものを採用することができる。

かかる特許文献４に記載の発明によれば，以下のような効果が得られる，
（ａ）電子透かしを挿入する文書画像の文字の配置状態を参照し，文字領域以外の領域にのみ機密情報の一部を成す有効なドットパターンを埋め込むため，元の文書がどのようなものであっても確実に機密情報を埋め込むことができる。
（ｂ）ドットパターンを埋め込まない領域には，ドットパターンを複数種類，所定の数ずつ埋め込むことにより，検出時に，機密情報の一部を成す有効なドットパターンが埋め込まれていないことを確実に判定できる。
（ｃ）埋め込み情報の検出時に，ある領域に対する複数種類のフィルタの出力値のそれぞれの総和などによりシンボルの判定を行うため，情報検出の精度が高く保たれる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかる情報埋め込み装置および情報抽出装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。以下の各実施形態では，本発明にかかる情報埋め込み装置の一例として，印刷文書生成装置（印刷文書生成部）について説明し，また，本発明にかかる情報抽出装置の一例として，印刷文書読取装置（印刷文書読取部）について説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態は，複数個の透かし信号パターンを１つの単位（透かし信号ユニット）として扱うことにより，モノクロ印刷文書にカラー情報埋め込み，モノクロ印刷文書のスキャン画像を，カラー画像に変換できるようにすることを特徴とするものである。

図１は，本実施形態の構成を示す説明図である。
本実施形態は，図１に示したように，印刷文書生成部１０と，印刷文書読取部２０により構成されている。

（印刷文書生成部１０）
印刷文書生成部１０は，図１に示したように，印刷データ１００を処理する機能部（装置）であり，印刷画像形成部１０１と，カラー情報取得部１０２と，カラー／透かし変換部１０３と，印刷処理部１０４を備えて構成されている。

印刷データ１００は，テキストデータ，特定のフォーマットからなる文書データ（例えば，文書編集ソフトなどで作成される文書のデータ），画像データ（例えば，画像編集ソフトやデジタルカメラなどで作成される画像のデータ）などである。印刷画像形成部１０１は，印刷文書を画像化する処理を行う機能部である。カラー情報取得部１０２は，印刷文書画像から，色数，カラーパレット等のカラー情報を取得する処理を行う機能部である。カラー／透かし変換部１０３は，印刷文書画像のカラー画素領域を，複数の透かし信号パターンを１つの単位（透かし信号ユニット）とした領域に変換する処理を行う機能部である。印刷処理部１０４は，印刷文書画像のカラー画素領域を，透かし信号ユニットに変換した画像を，媒体に印刷出力する機能部である。

透かし入り印刷媒体１０５は，印刷文書生成部１０により生成された印刷媒体であり，カラー情報を含んだ透かし信号ユニットが印刷された媒体である。

（印刷文書読取部２０）
印刷文書読取部２０は，図１に示したように，透かし入り印刷媒体１０５を処理する機能部（装置）であり，印刷媒体読取部１０６と，透かし／カラー変換部１０７と，カラー画像出力部１０８を備えて構成されている。

印刷媒体読取部１０６は，透かし入り印刷媒体１０５から，印刷文書読み取り画像を取得する機能部である。透かし／カラー変換部１０７は，印刷文書読み取り画像から透かし信号ユニットを検出し，検出した領域をカラー画素領域に復元する処理を行う機能部である。カラー画像出力部１０８は，復元されたカラーの印刷文書画像を，画面表示，印刷，画像ファイル保存する処理を行う機能部である。

本実施形態は以上のように構成されている。
次いで，本実施形態の動作を詳細に説明する。図２は本実施形態の処理フローであり，図３は本実施形態の処理説明図である。

＜印刷画像形成（Ｓ１０１，印刷画像形成部１０１）＞
印刷データの画面表示や印刷出力を行う場合において，通常，出力デバイスのドライバは，表示用／印刷用に印刷データから出力イメージを生成して表示／印刷出力するため，印刷画像の形成については，出力デバイスのドライバが表示／印刷用に生成する印刷データの印刷イメージデータを，印刷画像形成部が印刷画像として取得することによって，印刷画像を形成することができる。

あるいは，実際に印刷された紙をスキャナなどで読み取って，画像を形成してもよい。この場合，印刷画像形成部１０１による処理を行う必要はない。

＜カラー情報取得（Ｓ１０２，カラー情報取得部１０２）＞
印刷文書画像から，画像の色数とカラーパレットを取得し，複数の透かし信号パターンを１つの単位とする，透かし信号ユニットを形成する際の単位信号数と，カラーパレットの割り当てを決定する。図３にカラーパレットの割り当ての例を示す。カラーパレットの各色を割り当ては，形成された透かし信号ユニット内部での透かし信号ビット表現の０／１の組み合わせによって行われる。信号ユニットの表現方法は，左上端の信号ビットを開始点として，左端から右端までの行単位の信号ビットの並びを，上の行から順に並べることによって，信号ユニットを２進数で表現する。このように，Ｎ×Ｍ信号単位で扱うことにより，カラー画像を表現可能にする。ただし，１信号でモノクロ表現としてもよい。

図３に示した例では，（ａ）印刷文書画像が４ｂｉｔｓ（１６色）カラー画像の場合，透かし信号ユニットを形成するために必要な透かし信号数は４（２×２）信号である。この場合，解像度は縦横１／２である。（ｂ）８ｂｉｔｓ（２５６色）カラー画像の場合，８信号（正方形に揃えるならば３×３信号）である。この場合，解像度は縦横１／３倍である。（ｃ）１６ｂｉｔｓ（６５５３６色）カラー画像の場合，１６（４×４）信号となる。この場合，解像度は縦横１／４倍である。このように，表示色数が増加するに従って単位信号数も増加するため，信号ユニット面積が拡大し，解像度が低下する。

＜カラー／透かし変換（Ｓ１０３，カラー／透かし変換部１０３）＞
印刷文書画像のカラー領域を，カラーパレットの割り当てに該当する透かし信号ユニットに変換する。信号ユニットの色は，カラー／モノクロを問わない。信号ユニットがモノクロの場合，変換元のカラーの明度に応じて，明度が低ければ信号ユニットを構成する信号パターンのドットサイズを拡大，明度が高ければ縮小することによって，印刷濃度を変更することで階調化を行うこともできる。複数信号パターンの組み合わせによってカラー情報を表現するため，カラー領域には複数の色が存在する場合が発生するが，その際には，（１）表示色数を減少させて解像度を上げる，または，（２）カラー領域内の中間色に変換させる，ことによって，より近い色に対応させる。また，透かし信号ユニットの単位信号数や，カラーパレットの情報については，画像の上下左右端の余白領域に透かし情報として埋め込み，カラー画像復元の際には再度取得できるようにし，埋め込まれた余白領域の透かしについては，復元時に再度余白に戻すようにする。

＜印刷（Ｓ１０４，印刷処理部１０４）＞
カラー領域を透かし信号ユニットに変換した印刷画像を，媒体に印刷する。透かし信号ユニットにカラー情報が含まれているため，モノクロ／カラー印刷を問わず，カラー画像への復元が可能である。

＜印刷媒体読み取り（Ｓ１０５，印刷媒体読取部１０６）＞
透かし入り印刷文書を光学的に読み取り，読み取り画像を取得する。読み取りの際の精度については，透かし信号パターンが判別可能な解像度で読み取りを行う必要はあるが，読み取りの方法は問わない。また読み取り画像についても，透かし信号パターンが判別可能であれば，モノクロ／カラーは問わない。

＜透かし／カラー変換（Ｓ１０６，透かし／カラー変換部１０７）＞
透かし入り印刷文書画像から透かし信号ユニットを検出し，カラー領域に変換する。図４に示すように，透かし入り印刷文書画像から透かし信号パターン（“１０１１１１０１１１１１００１０”）を検出し（図４（ａ）），透かし信号ユニットの単位信号数やカラーパレットの情報を基に，透かし信号ユニットをカラー領域に復元する（図４（ｂ））。この際，透かし信号ユニットをＮ×Ｍ信号単位で扱うことにより，カラー画像を表現可能にする。透かし信号ユニットを検出するための単位信号数やカラーパレットの情報は，カラー／透かし変換時に予め画像の上下左右端の余白領域に埋め込んでおき，透かし／カラー変換時の情報取得後に再度余白に戻す。

＜カラー画像出力（Ｓ１０７，カラー画像出力部１０８）＞
カラーに復元された印刷文書画像を，用途に応じて，画面表示／印刷／ファイル保存して出力する。

（第１の実施形態の効果）
第１の実施形態は，複数個の透かし信号パターンを１つの単位（透かし信号ユニット）として扱うことにより，モノクロ印刷文書にカラー情報埋め込み，モノクロ印刷文書のスキャン画像を，カラー画像に変換できるようにする。これにより，外部からデータを得ることなく，モノクロ印刷文書からカラー画像への復元が行えるようになる。カラー画像は紙に印刷したり，ディスプレイに表示したりして利用することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態は，第１の実施形態で用いた透かし信号ユニットに，カラー塗り込み命令を追加することによって，第１の実施形態における透かし／カラー変換処理において，同色のカラー領域境界線内部を塗り込むことができるようにすることを特徴とするものである。

第２の実施形態の構成は，第１の実施形態の構成（図１）と実質的に同様であるため，重複説明を省略する。

第２の実施形態の動作を詳細に説明する。図５は第２の実施形態の処理フローであり，図６〜図８は第２の実施形態の処理説明図である。なお，第１の実施形態と異なる動作を中心に説明する。

＜印刷画像形成（Ｓ２０１，印刷画像形成部１０１）＞
第１の実施形態の印刷画像形成処理（ステップＳ１０１）と実質的に同様である。

＜カラー情報取得（Ｓ２０２，カラー情報取得部１０２）＞
第１の実施形態と同様に，色数とカラーパレットを取得するとともに，図６に示すように，透かし信号ユニットにおける透かし信号パターンの一部を，塗り込み命令ビットに割り当てることにより，第１の実施形態の信号ユニット単位で塗り込む方法と，同色のカラー境界線領域内部を塗りつぶす方法の，複数の塗り込み方法から選択できるようにする。例えば，透かし信号ユニットの上位１ビットを塗り込み命令ビットとし，ビット０の場合は指定座標領域のみ指定色に変換することとし，ビット１の場合は指定座標と同一の境界線領域内を指定色で塗り込むようにすることができる。同色のカラー境界線の検出方法については，エッジ検出処理と細線化処理によって境界線を検出することによって実現する。

また，塗り込み命令ビットを，透かし信号ユニットの上位１ビットに設定した場合，表示可能な色数が１／２倍に半減する。図６に示した例では，（ａ）は８色カラー画像であり，（ｂ）は２５６色カラー画像であり，（ｃ）は３２７６８色カラー画像である。いずれも，塗り込み方法を特定するために１ビットを使用しているため，図３に示した例と比較して，表示可能な色数が１／２倍に半減する。図３に示した破線枠で囲った部分（全体の１／２）のカラーは表示不可能となる。そして，さらに塗り込み命令ビットを１ビット追加する度に，表示色数が１／２倍に半減していく。

＜カラー／透かし変換（Ｓ２０３，カラー／透かし変換部１０３）＞
印刷画像のカラー領域を，カラーパレットの割り当てに該当する透かし信号ユニットに変換するとともに，同色のカラー領域の検出を行い，透かし信号ユニットに割り当てられた塗り込み命令ビットの設定を行う。図７を参照しながら，境界領域内を同色で塗り込む場合について説明する。

まず，指定座標のカラー情報を取得する（図７（ａ））。カラー領域の周辺が同色の場合，同色となる領域の境界線内部を塗り込ませるように，塗り込み命令ビット（左上の１ビット）を１に設定する。また，塗り込みビット以外の指定色ビット列（左上の１ビット以外の１５ビット）で色を指定する（図７（ｂ））。図７（ｂ）の例では，塗り込み命令ビットが“１”であり，指定色ビット列が“０１１１１１１１０１１０１１１”である場合を示している。そして，塗り込み命令ビットが１で，カラー領域の境界線がはっきりしていない画像の場合，境界線を黒画素に変換する，または，カラー領域の明度に応じて信号パターンのドットサイズを拡大／縮小して階調化を行い，透かし／カラー変換の際，カラー領域の境界線を検出できるようにしておく（図７（ｃ））。

塗り込み命令ビットが１の場合では，透かし信号ユニットをカラー領域全面に埋め込む必要がなくなるため，余った領域には，印刷者名・印刷日時等，カラー情報以外の情報を埋め込むことが可能になる。カラー情報以外の埋め込み方法については，透かし信号ユニットに，さらにデータ分類用ビットを割り当てて，カラー情報かそれ以外かを判定できるようにし，カラー情報以外の情報を埋め込めるようにする。

＜印刷（Ｓ２０４，印刷処理部１０４）＞
第１の実施形態の印刷処理（ステップＳ１０４）と実質的に同様である。

＜印刷媒体読み取り（Ｓ２０５，印刷媒体読取部１０６）＞
第１の実施形態の印刷媒体読み取り処理（ステップＳ１０５）と実質的に同様である。

＜透かし／カラー変換（Ｓ２０６，透かし／カラー変換部１０７）＞
透かし入り印刷文書画像から，透かし信号ユニットを検出し，カラー領域に変換する。図８を参照しながら，透かし信号ユニットで塗り込み命令と指定色を表現し，スキャン時に透かし信号ユニットで指定された座標と同一境界線領域内を指定色で塗り込み，画像出力またはカラーコピー出力する場合について説明する。

まず，透かし信号ユニットを解釈する。透かし信号ユニットの塗り込み命令ビットが１の場合，指定座標の同一境界線領域内を指定色で塗り込むと解釈する（図８（ａ））。透かし信号ユニット内部の塗り込み命令ビットが１であり，塗り込みを行う場合，塗り込みを行う境界線を検出し，境界線領域内を，透かし信号ユニットに設定された色で塗り込む（図８（ｂ））。境界線の検出は，黒画素の線を検出するか，または元のカラー領域の明度に応じて階調化された領域の境界を，エッジ検出・細線化することによって，境界線として検出する。そして，同一領域の境界線まで指定色で塗り込む（図８（ｃ））。

境界線を検出して塗り込み処理を行うことによって，カラー領域の境界線が明確になるため，第１の実施形態のような，透かし信号ユニットをカラー領域に復元した際に発生する，解像度低下による画質低下を抑える効果も得られる。

＜カラー画像出力（Ｓ２０７，カラー画像出力部１０８）＞
第１の実施形態のカラー画像出力処理（ステップＳ１０７）と実質的に同様である。

（第２の実施形態の効果）
第２の実施形態は，第１の実施形態で用いた透かし信号ユニットに，カラー塗り込み命令ビットを設定することによって，領域線内部を同色で塗り込むことができるようにする。これにより，埋め込み情報の削減が可能となり，カラー情報以外の情報についても，同時に埋め込むことが可能になる。また，境界線を検出して塗り込み処理を行うことによって，第１の実施形態のような，透かし信号ユニットを使用した解像度低下による，カラー領域境界線周辺の画質低下を抑える効果も得られる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は，第１，第２の実施形態で用いた透かし信号ユニットを用いて，地図などの印刷文書に色情報や高さ情報を埋め込むことにより，スキャン画像をカラー画像で，かつバードビューなどの立体的な視点での地図を閲覧できるようにすることを特徴とするものである。

第３の実施形態の構成は，第１の実施形態の構成（図１）と実質的に同様であるため，重複説明を省略する。

第３の実施形態の動作を詳細に説明する。図９は第３の実施形態の処理フローであり，図１０，図１１は第３の実施形態の処理説明図である。なお，第１の実施形態と異なる動作を中心に説明する。

＜印刷画像形成（Ｓ３０１，印刷画像形成部１０１）＞
第１の実施形態の印刷画像形成処理（ステップＳ１０１）と実質的に同様である。

＜カラー情報取得（Ｓ３０２，カラー情報取得部１０２）＞
第１，第２の実施形態と同様に，色数・カラーパレット情報を取得するとともに，透かし信号ユニットにおける透かし信号パターンの一部を，高さ情報ビットに割り当てることにより，地図上の高さ情報を設定できるようにする。

＜カラー／透かし変換（Ｓ３０３，カラー／透かし変換部１０３）＞
印刷画像のカラー領域を，透かし信号ユニットに変換するとともに，図１０に示すように，地図上の高さ情報を設定する。すなわち，地図に，建物の高さや色の情報を埋め込む。

＜印刷（Ｓ３０４，印刷処理部１０４）＞
第１の実施形態の印刷処理（ステップＳ１０４）と実質的に同様である。

＜印刷媒体読み取り（Ｓ３０５，印刷媒体読取部１０６）＞
第１の実施形態の印刷媒体読み取り処理（ステップＳ１０５）と実質的に同様である。

＜透かし／カラー変換（Ｓ３０６，透かし／カラー変換部１０７）＞
透かし入り印刷文書画像から，透かし信号ユニットを検出し，高さ情報入りのカラー領域に変換する。変換された画像については，カラー領域毎に，高さ情報が含まれているため，図１１のような立体的な画像に変換することができ，バードビューなどといった様々な視点からの地図を閲覧することができる。

＜カラー画像出力（Ｓ３０７，カラー画像出力部１０８）＞
第１の実施形態のカラー画像出力処理（ステップＳ１０７）と実質的に同様である。

（第３の実施形態の効果）
第３の実施形態は，第１，第２の実施形態で用いた透かし信号ユニットを用いて，地図などの印刷文書に色情報や高さ情報を埋め込むことにより，読み取った透かし入り印刷画像を，カラー画像で，かつ立体的な画像に変換することができ，バードビューなどの様々な視点で，地図を閲覧できるようになる。なお，本実施形態の高さ情報は，地図に限らず，設計図で立体を表現したい場合などにも利用可能である。

また，より具体的な利用形態としては，カーナビゲーションシステムに利用可能である。すなわち，建物や道路の情報をモノクロ地図に埋め込んでおき，スキャナ付きカーナビゲーションで読み取ることにより，カラーのバードビューで地図を表示することが可能である。また，建物や道路の情報を埋め込んだモノクロ地図を購入し，自宅のコンピュータでスキャナ読み取りすることにより，読み取った画像データをハードディスクタイプのカーナビゲーションにインストールすることが可能である。

（第４の実施形態）
第４の実施形態は，第１，第２の実施形態で用いた透かし信号ユニットを用いて，印刷文書に図形データ（ベクターデータ）や，図形の平行移動や回転，拡大・縮小変換を行わせるための図形変換データを埋め込み，透かし入り印刷文書を読み取った画像から，図形の表示や変換によるアニメーションを再生できるようにすることを特徴とするものである。

第４の実施形態の構成は，第１の実施形態の構成（図１）と実質的に同様であるため，重複説明を省略する。

第４の実施形態の動作を詳細に説明する。図１２は第２の実施形態の処理フローであり，図１３，図１４は第４の実施形態の処理説明図である。なお，第１の実施形態と異なる動作を中心に説明する。

＜印刷画像形成（Ｓ４０１，印刷画像形成部１０１）＞
第１の実施形態の印刷画像形成処理（ステップＳ１０１）と実質的に同様である。

＜カラー情報取得（Ｓ４０２，カラー情報取得部１０２）＞
第１，第２の実施形態と同様に，色数・カラーパレット情報を取得するとともに，透かし信号ユニットにおける透かし信号パターンの一部を，図形情報ビットと，図形変換情報ビットに割り当てることにより，表示する図形の情報や，図形の平行移動，回転，拡大・縮小変換の情報を設定できるようにする。

＜カラー／透かし変換（Ｓ４０３，カラー／透かし変換部１０３）＞
印刷画像のカラー領域を，透かし信号ユニットに変換するとともに，図１３に示すように，表示する図形の情報や，図形の平行移動，回転，拡大・縮小変換の情報を設定する。

＜印刷（Ｓ４０４，印刷処理部１０４）＞
第１の実施形態の印刷処理（ステップＳ１０４）と実質的に同様である。

＜印刷媒体読み取り（Ｓ４０５，印刷媒体読取部１０６）＞
第１の実施形態の印刷媒体読み取り処理（ステップＳ１０５）と実質的に同様である。

＜透かし／カラー変換（Ｓ４０６，透かし／カラー変換部１０７）＞
透かし入り印刷文書画像から，透かし信号ユニットを検出し，図形情報・図形変換情報入りのカラー領域に変換する。変換された画像については，指定されたカラー領域に，図形情報・図形変換情報が含まれているため，図１４のように，図形の表示や，表示された図形の平行移動，回転，拡大・縮小変換によるアニメーションを再生することができる。

＜カラー画像出力（Ｓ４０７，カラー画像出力部１０８）＞
第１の実施形態のカラー画像出力処理（ステップＳ１０７）と実質的に同様である。

（第４の実施形態の効果）
第４の実施形態は，第１，第２の実施形態で用いた透かし信号ユニットを用いて，印刷文書に図形データ（ベクターデータ）や，図形の平行移動や回転，拡大・縮小変換を行わせるための図形変換データを埋め込み，透かし入り印刷文書を読み取った画像から，図形の表示や変換によるアニメーションが再生できるようになる。

より具体的な利用形態としては，モノクロの絵本を読み込み，カラーでアニメーション表示することが可能である。また家電機器や機械などのマニュアルに利用することにより，家電機器や機械などの操作や稼働状態などについてカラーのアニメーションで説明することが可能である。

（第５の実施形態）
第５の実施形態は，第１，第２の実施形態で用いた透かし信号ユニットを用いて，印刷文書に音声データ，または音声データの参照先アドレス情報を埋め込み，透かし入り印刷文書を読み取った画像から，音声データの再生ができるようにすることを特徴とするものである。

第５の実施形態の構成は，第１の実施形態の構成（図１）と実質的に同様であるため，重複説明を省略する。

第５の実施形態の動作を詳細に説明する。図１５は第５の実施形態の処理フローであり，図１６，図１７は第５の実施形態の処理説明図である。なお，第１の実施形態と異なる動作を中心に説明する。

＜印刷画像形成（Ｓ５０１，印刷画像形成部１０１）＞
第１の実施形態の印刷画像形成処理（ステップＳ１０１）と実質的に同様である。

＜カラー情報取得（Ｓ５０２，カラー情報取得部１０２）＞
第１，第２の実施形態と同様に，色数・カラーパレット情報を取得するとともに，透かし信号ユニットにおける透かし信号パターンの一部を，音声情報ビットと音声データ参照アドレス情報ビットに割り当てることにより，音声情報や音声データの参照先アドレス情報を設定できるようにする。

＜カラー／透かし変換（Ｓ５０３，カラー／透かし変換部１０３）＞
印刷画像のカラー領域を，透かし信号ユニットに変換するとともに，図１６に示すように，再生する音声情報や，音声データの参照先アドレス情報を設定する。その際，設定される音声情報の紙面上の位置に応じて，右ならば右側のスピーカから音声を再生し，左ならば左側のスピーカから音声を再生する，といったようにステレオ再生が可能となるようにする。

＜印刷（Ｓ５０４，印刷処理部１０４）＞
第１の実施形態の印刷処理（ステップＳ１０４）と実質的に同様である。

＜印刷媒体読み取り（Ｓ５０５，印刷媒体読取部１０６）＞
第１の実施形態の印刷媒体読み取り処理（ステップＳ１０５）と実質的に同様である。

＜透かし／カラー変換（Ｓ５０６，透かし／カラー変換部５０７）＞
透かし入り印刷文書画像から，透かし信号ユニットを検出し，音声情報や，音声データの参照先アドレス情報入りのカラー領域に変換する。変換された画像については，音声情報や，音声データの参照先アドレス情報が含まれているため，図１７のように，音声データを再生することができる。その際，設定される音声情報の紙面上の位置に応じて，左右のスピーカからステレオ再生される。

＜カラー画像出力（Ｓ５０７，カラー画像出力部１０８）＞
第１の実施形態のカラー画像出力処理（ステップＳ１０７）と実質的に同様である。

（第５の実施形態の効果）
第５の実施形態は，第１，第２の実施形態で用いた透かし信号ユニットを用いて，印刷文書に音声データ，または音声データの参照先アドレス情報を埋め込み，透かし入り印刷文書を読み取った画像から，音声データの再生ができるようになる。

以上，添付図面を参照しながら本発明にかかる情報埋め込み装置および情報抽出装置の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，情報埋め込み装置および情報抽出装置に利用可能であり，特に，文書（印刷文書や電子文書）に対し電子透かし技術を用いて情報の埋め込み／抽出を行う情報埋め込み装置および情報抽出装置に利用可能である。

第１の実施形態の構成を示す説明図である。 第１の実施形態の処理フローを示す説明図である。 第１の実施形態の処理を説明する説明図である。 第１の実施形態の処理を説明する説明図である。 第２の実施形態の処理フローを示す説明図である。 第２の実施形態の処理を説明する説明図である。 第２の実施形態の処理を説明する説明図である。 第２の実施形態の処理を説明する説明図である。 第３の実施形態の処理フローを示す説明図である。 第３の実施形態の処理を説明する説明図である。 第３の実施形態の処理を説明する説明図である。 第４の実施形態の処理フローを示す説明図である。 第４の実施形態の処理を説明する説明図である。 第４の実施形態の処理を説明する説明図である。 第５の実施形態の処理フローを示す説明図である。 第５の実施形態の処理を説明する説明図である。 第５の実施形態の処理を説明する説明図である。

符号の説明

１０ 印刷文書生成部
２０ 印刷文書読取部
１００ 印刷データ
１０１ 印刷画像形成部
１０２ カラー情報取得部
１０３ カラー／透かし変換部
１０４ 印刷処理部
１０５ 透かし入り印刷媒体
１０６ 印刷媒体読取部
１０７ 透かし／カラー変換部
１０８ カラー画像出力部

Claims (26)

1. 画像に情報を埋め込む情報埋め込み装置において，
   画像から位置に関する情報を取得する情報取得部と，
   前記位置に関連する情報を電子透かしに変換する変換部と，
   前記位置に関する情報が該位置に，電子透かしとして埋め込まれた画像を出力する出力部と，
   を備えたことを特徴とする，情報埋め込み装置。
2. 画像に情報を埋め込む情報埋め込み装置において，
   画像から位置に関する情報を取得する情報取得部と，
   前記位置に関連する情報と位置情報とを電子透かしに変換する変換部と，
   前記位置に関連する情報と前記位置情報とが，電子透かしとして埋め込まれた画像を出力する出力部と，
   を備えたことを特徴とする，情報埋め込み装置。
3. 前記電子透かしは，複数の透かし信号パターンの組み合わせからなる信号ユニットであることを特徴とする，請求項１または２に記載の情報埋め込み装置。
4. 前記信号ユニットは，前記位置に関連する情報を表現するために必要なデータ長または出力解像度に応じて，１単位として扱う信号パターン数を変化させたものであることを特徴とする，請求項３に記載の情報埋め込み装置。
5. 前記信号ユニットは，埋め込まれる画像上の位置の明度に応じて，信号ユニットを構成する信号パターンのドットサイズを拡大／縮小することによって階調化を行い，印刷濃度を変更させたものであることを特徴とする，請求項３に記載の情報埋め込み装置。
6. 前記位置に関連する情報は，画像の色情報，高さ情報，図形情報，図形変換情報，動き情報，音声情報，または地図情報のうち，少なくとも一つを含むことを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の情報埋め込み装置。
7. 前記出力する画像には，さらに，出力命令情報が含まれることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の情報埋め込み装置。
8. 前記出力命令情報は，前記色情報が埋め込まれる画像の位置情報の周辺領域が同色ならば，同色で連結した領域を全て塗り込むという命令であることを特徴とする，請求項７に記載の情報埋め込み装置。
9. 画像に埋め込まれた情報を抽出する情報抽出装置において，
   画像データを入力する入力部と，
   前記入力画像から，位置に関連する情報を取得する情報取得部と，
   前記位置に関連する情報を出力する出力部と，
   を備えたことを特徴とする，情報抽出装置。
10. 前記位置に関連する情報は，該位置から読み込まれることを特徴とする，請求項９に記載の情報抽出装置。
11. 前記位置に関連する情報は，前記入力画像の該位置を編集することによって，出力されることを特徴とする，請求項９に記載の情報抽出装置。
12. 画像に埋め込まれた情報を抽出する情報抽出装置において，
    画像データを入力する入力部と，
    前記入力画像から，位置に関連する情報と位置情報とを取得する情報取得部と，
    前記位置情報の指定する位置に，前記位置に関連する情報を出力する出力部と，
    を備えたことを特徴とする，情報抽出装置。
13. 前記位置に関連する情報は，位置情報の指定する前記入力画像の位置を編集することによって，出力されることを特徴とする，請求項１２に記載の情報抽出装置。
14. 前記位置に関連する情報は，画像の色情報，高さ情報，図形情報，図形変換情報，動き情報，音声情報，または地図情報のうち，少なくとも一つを含むことを特徴とする，請求項９〜１３のいずれかに記載の情報抽出装置。
15. 前記位置に関連する情報に前記色情報が含まれる場合に，読み取った前記色情報を使用して，画像上に色を重畳することを特徴とする，請求項１４に記載の情報抽出装置。
16. 前記位置に関連する情報に前記高さ情報が含まれる場合に，読み取った前記高さ情報を使用して，平面画像を立体画像に変換することを特徴とする，請求項１４に記載の情報抽出装置。
17. 前記位置に関連する情報に前記図形情報が含まれる場合に，読み取った前記図形情報を使用して，前記入力画像上の関連付けられた位置に図形を重畳することを特徴とする，請求項１４に記載の情報抽出装置。
18. 前記位置に関連する情報に前記図形変換情報が含まれる場合に，読み取った前記図形変換情報を使用して，前記入力画像上の関連付けられた位置の図形を変換することを特徴とする，請求項１４に記載の情報抽出装置。
19. 前記位置に関連する情報に前記動き情報が含まれる場合に，読み取った前記動き情報を使用して，前記入力画面上の関連付けられた位置がアニメーションすることを特徴とする，請求項１４に記載の情報抽出装置。
20. 前記位置に関連する情報に前記音声情報が含まれる場合に，読み取った前記音声情報を使用して，音声を再生することを特徴とする，請求項１４に記載の情報抽出装置。
21. 前記位置に関連する情報に前記音声情報が含まれる場合に，読み取った前記音声情報を使用して，関連付けられた位置に応じて異なる音声情報が抽出され，選択された位置に応じて異なる音声情報が再生されることを特徴とする，請求項１４に記載の情報抽出装置。
22. 前記位置に関連する情報に前記地図情報が含まれる場合に，地図上の位置に関連付けられた前記地図情報を使用して，地図に関連する情報を出力することを特徴とする，請求項１４に記載の情報抽出装置。
23. 前記入力画像には，さらに，出力命令情報が含まれることを特徴とする，請求項９〜２２のいずれかに記載の情報抽出装置。
24. 前記出力命令情報は，同色で連結した領域を全て塗り込む命令情報を生成する際，前記入力画像に対して，同色で塗り込む領域の境界線を黒画素に変換することを特徴とする，請求項２３に記載の情報抽出装置。
25. 前記出力命令情報によって形成される画像は，同色で連結した領域を同色で塗り込んだ画像であることを特徴とする，請求項２４に記載の情報抽出装置。
26. 前記出力命令情報によって形成される画像は，同色で塗り込む領域の黒画素の境界線を，エッジ検出・細線化によって検出することを特徴とする，請求項２４に記載の情報抽出装置。

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