JP2006279325A - 画像処理装置、その方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、画質の劣化と、復号時の外乱を抑制することができる画像処理装置を提供する。
【解決手段】 画像データに対して施される画像処理の、処理条件に関する情報を取得する画像形成条件取得部２１と、画像データに付加する付加情報から、取得した情報に基づいて付加画像データを生成する付加画像生成部２３と、画像データに対して付加画像データを合成し、合成画像データを生成する合成部２４とを有する構成としている。このように画像データに対して施される画像処理の、処理条件に関する情報を取得して、取得した情報に基づいて付加画像データを生成して合成しているので、画像処理の特性に合わせて付加情報を埋め込むことができる。従って、画像処理による画質劣化や、復号時の外乱の発生を防止することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像内に付加情報を多重化する画像処理装置に関する。

印刷物などの著作物を著作権の対象として保護すると共に、著作物の管理が必要不可欠になってきている。この著作物の管理方法の一つに電子透かし技術がある。

出願人は、特許文献１において、スクリーンのパターンサイズ、埋め込み強度、パターン減衰率等に基づいて矩形の２つのパターン画像を作成し、この２つのパターン画像を重畳することで付加情報を印刷物に埋め込む技術を提案している。

また特許文献２には、印刷物に埋め込む埋め込み情報に基づいてスクリーンの角度情報を生成し、このスクリーンの角度情報に応じてスクリーンを生成している。

特開２００４−１４０７６４号公報 特開２００２−２２３３４６号公報

しかしながら、特許文献１では、矩形のパターン画像を使って付加情報を埋め込んでいるため、スクリーン角度によっては干渉を起こし、モアレの発生による画質低下を引き起こす問題があった。また、埋め込んだ情報の復号においても、スクリーン形状との相違から復号時の外乱となっていた。

また特許文献２では、スクリーン構造を考慮せずに矩形のブロック単位でスクリーンを切り替えているため、切り替え点で階調値に段差ができてしまい、画質上好ましくない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、画質の劣化と、復号時の外乱を抑制することができる画像処理装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために本発明の画像処理装置は、画像データに対して施される画像処理の、処理条件に関する情報を取得する情報取得手段と、前記画像データに付加する付加情報から、前記取得した情報に基づいて付加画像データを生成する生成手段と、前記画像データに対して前記付加画像データを合成し、合成画像データを生成する合成手段とを有する構成としている。このように本発明は、画像データに対して施される画像処理の、処理条件に関する情報を取得して、取得した情報に基づいて付加画像データを生成して合成しているので、画像処理の特性に合わせて付加情報を埋め込むことができる。従って、画像処理による画質劣化や、復号時の外乱の発生を防止することができる。

上記構成の画像処理装置において、前記処理条件に関する情報は、擬似階調処理に用いられるスクリーン角度情報を含むとよい。擬似階調処理に用いられるスクリーン角度情報であることにより、スクリーンとの干渉がないように付加画像情報を作成することができる。

上記構成の画像処理装置において、前記生成手段は、前記スクリーンの形状に相似な複数のパターン画像を生成するとよい。スクリーンの形状に相似なパターン画像であることにより、スクリーンとの干渉を防止し、画質劣化を防止することができる。

上記構成の画像処理装置において、前記生成手段は、前記スクリーンの形状と同一またはその整数倍の形状のパターン画像を生成するとよい。スクリーンの形状と同一またはその整数倍の形状のパターン画像であることにより、スクリーンとの干渉を防止し、画質劣化を防止することができる。

上記構成の画像処理装置において、前記合成手段は、前記付加情報に従って対応するパターン画像を選択し、画像データ上に所定の順序で配列するとよい。従って、画像データ上にパターン画像を付加情報に従って配列することができる。

本発明の画像処理方法は、画像データに対して施される画像処理の、処理条件に関する情報を取得するステップと、前記画像データに付加する付加情報から、前記取得した情報に基づいて付加画像データを生成するステップと、前記画像データに対して前記付加画像データを合成し、合成画像データを生成するステップとを有している。このように本発明は、画像データに対して施される画像処理の、処理条件に関する情報を取得して、取得した情報に基づいて付加画像データを生成して合成しているので、画像処理の特性に合わせて付加情報を埋め込むことができる。従って、画像処理による画質劣化や、復号時の外乱の発生を防止することができる。

本発明の画像処理プログラムは、コンピュータに、画像データに対して施される画像処理の、処理条件に関する情報を取得する処理と、前記画像データに付加する付加情報から、前記取得した情報に基づいて付加画像データを生成する処理と、前記画像データに対して前記付加画像データを合成し、合成画像データを生成する処理と、を実行させる。このように本発明は、画像データに対して施される画像処理の、処理条件に関する情報を取得して、取得した情報に基づいて付加画像データを生成して合成しているので、画像処理の特性に合わせて付加情報を埋め込むことができる。従って、画像処理による画質劣化や、復号時の外乱の発生を防止することができる。

本発明は、画質の劣化と、復号時の外乱を抑制することができる。

添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例を説明する。

まず、図１を参照しながら本実施例の構成を説明する。本実施例の画像処理装置１は、図１に示すように制御部１１と、記憶部１２と、操作部１３と、表示部１４と、入出力部１５とを含んで構成されており、画像形成装置としてのプリンタ２に接続されている。

制御部１１は、記憶部１２に格納された画像処理プログラムに従って動作しており、処理対象となった画像データに対して埋め込みの対象となった付加情報に基づく付加画像データを合成し、合成画像データを生成する処理を行う。この処理の具体的内容については後に詳しく述べる。

記憶部１２は、制御部１１によって実行されるプログラムを保持する、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を含む。また、この記憶部１２は、制御部１１による画像処理の過程で生じる種々のデータを格納するワークメモリとしても動作する。本実施例では、さらにプリンタ２のドライバプログラムを格納しており、このドライバプログラム内に、プリンタ２のスクリーン情報などが保持されている。

操作部１３は、キーボードやマウス等であり、利用者の操作を受けて、その操作内容を制御部１１に出力する。表示部１４は、制御部１１から入力される指示に従って、利用者に対して情報を提示する。入出力部１５は、外部から入力されるデータを制御部１１に出力する。また、この入出力部１５は、制御部１１から入力される指示に従って、データをプリンタ２に出力する。

ここで、制御部１１の処理の具体的な内容について述べる。制御部１１は、処理対象となった画像データを記憶部１２に格納し、以下に説明するプログラムに従って、この画像データに付加画像データを合成し、合成して得た画像データを入出力部１５を介してプリンタ２に出力する。

制御部１１によって実行されるプログラムは、機能的には図２に示すように、画像形成条件取得部２１と、付加情報符号化部２２と、付加画像生成部２３と、合成部２４とを含んで構成されている。

画像条件取得部２１は、記憶部１２からプリンタドライバの設定情報を取得して、画像形成に関わる条件として、プリンタ２の画像形成前の画像処理に関する情報（例えば、擬似階調処理方法に用いられるスクリーン情報）などを取得する。

付加情報符号化部２２は、あらかじめ設定された誤り訂正方式を用いて付加情報を符号化する。

付加画像生成部２３は、画像形成条件取得部２１が取得した条件と付加情報符号化部２２の出力から、これらに対応する付加画像データを生成する。具体的に、この付加画像生成部２３は、図３に示すように、各符号に対する複数のパターン画像を生成するパターン画像作成部３１と、複数のパターン画像の１つを選択するパターン選択部３２と、選択されたパターン画像を配列するパターン配列部３３とを含んでいる。

パターン画像作成部３１は、画像形成条件取得部２１が取得した条件に基づき、各符号に対応する、複数のパターン画像のデータを作成して出力する。この詳細について以下に説明する。

まず、パターン画像作成部３１は、画像形成条件取得部２１が取得したスクリーンに関する情報から、スクリーン格子の基底に関する情報を取得する。ここで、スクリーン格子の基底とは、一般に平行四辺形であるスクリーン形状を特徴づける２方向のベクトルであり、図４のような形状のスクリーンにおいては、スクリーン格子の基底は、（４、２）及び（−２、３）となる。なお、図４（Ａ）にスクリーンパターンを示し、図４（Ｂ）にスクリーン格子を示し、図４（Ｃ）にスクリーン格子の基底ベクトルを示す。

次に、パターン画像作成部３１は、上記のスクリーン形状の整数倍と相似な埋め込みパターンを作成する。整数倍とする理由はもちろんモアレが発生しないようにする意味もあるが、実際の印刷面積に対応するパターン形状があまりに小さいと、付加情報の復号が難しくなってしまうためである。そのため印刷解像度に応じてサイズを調整する必要がある。スクリーン面積と閾値とを比較し、スクリーン面積が閾値よりも小さいときには、スクリーン面積の４倍のパターンサイズとする。例えば、図４のスクリーンを使い、印刷時の解像度が６００ｄｐｉであるなら、スクリーン格子の基底をそれぞれ２倍した（８、４）および（−４、６）によって生成される平行四辺形を埋め込みパターンの形状とするのが良い。

具体的にパターンを構成する濃度値としては、特許文献１に開示されているパターンを平行四辺形に変形して利用するのが好適である。ここで、まず特許文献１に記載されているパターンの特徴について図５、図６を用いて説明する。

図５のパターン画像が、特許文献１に記載されているパターンであり、このパターン画像は、具体的には、図６に示すように、符号「１」を意味する基本パターン（Ａ）と、符号「０」を意味する基本パターン（Ｂ）とを定義しておき、これらの各要素の値（画素値）に、以下に示す式（１）又は式（２）のような式（これらの式においてＣは埋め込み強度、αは減衰率であり、利用者等によって予め指定されているとする）によって定義される値を乗じて得たものである。

なお、式（１）、（２）式でＸ，Ｙは、パターン画像の中心を（Ｘ，Ｙ）＝（０，０）としたときの各画素の座標（Ｘ，Ｙ）の値である。

この乗算の結果、図６（Ａ）、（Ｂ）のそれぞれに基づいて、図５に示した各パターン画像が生成される。なお、図５では、図示の都合上、濃度の違いをハッチングの違いによって示している。これらのパターン画像は、
（１）双方のパターン画像の対応する画素同士を加算した結果は、いずれも同じ所定値（例えば「０」）になる。
（２）各々のパターン画像中の全画素を加算した結果は、いずれも同じ所定値（例えば「０」）になる。
（３）各々のパターン画像は、画像の中心部を通り、その方向が異なる、２つの画素値の不連続線（エッジと呼ぶ）を有する。図５の例では、縦横に直交してエッジが形成されている。
（４）各々のパターン画像の持つ画素値の絶対値は中心で最も大きく、中心から離れるほど小さくなる。
という特徴を有している。このように面積を持ったパターンによって符号を表現することで印刷においてなされる様々な画像処理に対する埋め込み信号の復号耐性を獲得する一方、合成後に画像の濃度が大きく変化することが防止され、（（１）、（２）の特徴による）、パターン画像の検出が容易で復号処理が簡便となり（（２）、（３）の特徴）、かつパターン間でのエッジの発生が防止されて（（４）の特徴）、その存在が視覚的に目立たないという特徴があることが記されているが、これらの特徴は、この矩形パターンを平行四辺形のパターンにアフィン変換（線形変換）しても保存される。

さらに、特許文献１においては、このパターン画像を合成した画像を、さらに復号する際は、パターン画像内のエッジによって仕切られた各象限に相当する合成後の画素値の和（第１から第４象限についてＲ１からＲ４）を算出し、例えば、Ｒ１＞Ｒ２かつＲ１＞Ｒ４かつＲ３＞Ｒ２かつＲ３＞Ｒ４の場合に符号「１」であると判定する。すなわち、各象限ごとの画素値群の和の比較によって復号を行うことができることを記載しているが、アフィン変換後もエッジで仕切られた４つの領域の面積が等しいという条件は変わらないため、復号においても特許文献１と同じ復号法が利用できる。

そこで、パターン作成部３１は、特許文献１に記載されている方法で適当なサイズの矩形のパターン（例えば、８×８画素）を作成し、それを埋め込みパターンの形状として用いる平行四辺形になるようにアフィン変換して、各符号に対する埋め込みパターンを作成する。

なお、アフィン変換は、図７（Ａ）に示したように変換前の座標を（ｘ，ｙ）、図７（Ｂ）に示すように変換後の座標を（Ｘ，Ｙ）とし、図７のように左下を原点にとれば、その関係は以下に示す式で表される。
Ｘ＝ａｘ＋ｂｙ，Ｙ＝ｃｘ＋ｄｙ

パラメータ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、変換前と変換後の四角形の頂点のうち、原点以外の頂点のうちの２組を代入して連立方程式を解くことで得られる。

パターン選択部３２は、パターン配列部３３の指示により、パターン画像作成部３１の出力する複数のパターン画像のうちの１つを選択する。

次に、パターン配列部３３の詳細について図８を例に説明する。図８は記憶部１２の作業領域中に取られた入力画像と同じサイズのメモリ領域である。本実施例では、平行四辺形のスクリーン形状に合わせてパターン画像を作成するため、図８に示すように領域の端部では、パターンが欠けている部分がある。パターン配列部３３では、このような欠けの生じる位置ではなく、平行四辺形のパターンが入る位置を探す。パターン配列部３３はまず、メモリ領域の左上から下方に向かって最初の平行四辺形のパターンが入る位置を探す（図８の０番）。入る位置が見つかったなら、付加情報符号化部２２の出力を１ビットずつ取り出し、それをパターン選択部３２に送ることでそのビットに対応するパターン画像を得て書き込む。以降、図８に番号を付けたように右上方向に平行四辺形のパターンが入る領域を探して上記パターンの書き込みを続ける。右上に書き込める領域がなくなれば、平行四辺形のサイズ分１段下に下がって、左端から探すことを繰り返す。

合成部２４は、付加画像生成部２３が生成した付加画像を、処理対象となった画像データに合成する。すなわち、合成部２４が記憶部１２に格納されている処理対象の画像データの対応する画素値に、付加画像の画素値を加算して出力する。ここで加算値が画素値の最大値（例えば２５５）を超えたときには、その値を最大値に設定し、加算値が画素値の最小値（例えは０）を下回ったときには、その値を最小値に設定する。

次に、こうして付加画像を合成した後の画像データは制御部１１の処理により、入出力部１５を介してプリンタに出力され、プリンタが、当該画像データの入力を受けて、画像データによって表される画像を、用紙等の媒体上に形成することとなる。

なお、本発明は、入力画像データがカラーで複数の色成分を持つ場合は、そのうちの１成分に対してのみ実行することが望ましいが、複数の色に対して行っても良い。また、上述した実施例では、画像を入力するたびにパターン画像を生成しているが、予めパターン画像を生成して記憶部１２に記憶しておき、記憶部１２からパターン画像を読み出すものであってもよい。

本発明の実施例としての画像処理装置の構成を示すブロック図である。 画像処理装置における符号化処理の一例を示す図である。 付加画像生成部の一例を表す図である。 Ａはスクリーンパターンを示し、Ｂはスクリーン格子を示し、Ｃはスクリーン格子の基底ベクトルを示す図である。 付加画像データの生成に用いるパターンの例を示す図である。 パターンの生成例を示す図である。 アフィン変換について説明するための図である。 パターンの配列順を説明するための図である。

符号の説明

１ 画像処理装置
２ プリンタ
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 操作部
１４ 表示部
１５ 入出力部
２１ 画像形成条件取得部
２２ 付加情報符号化部
２３ 付加画像生成部
２４ 合成部
３１ パターン画像作成部
３２ パターン選択部
３３ パターン配列部

Claims (7)

1. 画像データに対して施される画像処理の、処理条件に関する情報を取得する情報取得手段と、
   前記画像データに付加する付加情報から、前記取得した情報に基づいて付加画像データを生成する生成手段と、
   前記画像データに対して前記付加画像データを合成し、合成画像データを生成する合成手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記処理条件に関する情報は、擬似階調処理に用いられるスクリーン角度情報を含むことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記生成手段は、前記スクリーンの形状に相似な複数のパターン画像を生成することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
4. 前記生成手段は、前記スクリーンの形状と同一またはその整数倍の形状のパターン画像を生成することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
5. 前記合成手段は、前記付加情報に従って対応するパターン画像を選択し、画像データ上に所定の順序で配列することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の画像処理装置。
6. 画像データに対して施される画像処理の、処理条件に関する情報を取得するステップと、
   前記画像データに付加する付加情報から、前記取得した情報に基づいて付加画像データを生成するステップと、
   前記画像データに対して前記付加画像データを合成し、合成画像データを生成するステップと、を有することを特徴とする画像処理方法。
7. コンピュータに、画像データに対して施される画像処理の、処理条件に関する情報を取得する処理と、
   前記画像データに付加する付加情報から、前記取得した情報に基づいて付加画像データを生成する処理と、
   前記画像データに対して前記付加画像データを合成し、合成画像データを生成する処理と、を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
   

Images