水印信息埋入裝置和方法、水印信息檢測裝置和方法

2023-09-22 05:18:15

專利名稱：水印信息埋入裝置和方法、水印信息檢測裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種利用電子水印技術在圖像中埋入信息的水印信息埋入裝置/方法、檢測利用電子水印技術在圖像中埋入的埋入信息的水印信息檢測裝置/方法。
背景技術：
在圖像或文件數據等中以人眼看不見的形式埋入用於防止複製、偽造的信息或機密信息的「電子水印」，以保存或數據交接全部在電子媒體上進行為前提，由於利用水印埋入的信息不會劣化或消失，所以可確實地進行信息檢測。與此相同，對於印刷在紙媒體上的文件，為了防止文件被不正當地篡改或複製，在印刷文件中埋入採用文字以外的視覺上不礙眼的形式、且不容易被篡改的秘密信息的方法是必要的。
作為在印刷文件中埋入如上所述的秘密信息的劃時代方法，包括在特開2003-101762號公報中公開的技術。在該文獻示出的技術中，在信息埋入和抽取時使用伽柏濾波器。在使用了伽柏濾波器的這些發明中，針對寬範圍用多個點來表現波，所以可以用淺的花紋濃度記錄信息，從而具有視覺上不顯眼的優點。
專利文獻1特開2003-101762號公報但是，在特開2003-101762號公報所公開的電子水印中，使用的是用伽柏濾波器容易檢測出信號的圖案。因此，存在濃度淺、信息容易消失的問題，以及具有由於一個個圖案的尺寸大而引起的信息量限制。即，由於花紋濃度淺，所以在印刷時飛白或從LED印表機等點徑小的印表機輸出等情況下，有時無法讀出電子水印信息的情況。另外，由於以點圖案來表現波，所以存在埋入1比特信息所需的面積大、信息密度受限制的缺點。另外，由於埋入的信息量少，所以存在難以使用強大的糾錯碼或信號同步方式、結果對媒體上的皺紋或汙點的耐性差的情況。

發明內容
本發明鑑於現有的水印信息埋入/檢測技術存在的上述問題而作出，其主要目的在於提供一種新的且改良後的水印信息埋入裝置、水印信息檢測裝置、水印信息埋入方法、水印信息檢測方法以及印刷物，通過用簡單的線或點表現信息，可飛躍性地提高信息記錄密度。
為了解決上述課題，根據本發明的第1觀點，提供一種利用電子水印技術在圖像中埋入信息的水印信息埋入裝置。本發明的水印信息埋入裝置具備編碼部，對將要埋入圖像中的埋入信息進行編碼；圖案分配部，向編碼後的埋入信息的各符號分配圖案；和配置部，在圖像中規則地配置與埋入信息相對應的圖案，其中向各符號中的每一個分配具有規定的空間周期的1個或2個或2個以上的圖案。這裡，圖案可以是由具有一定頻率和方向的多個象素構成的圖案。
在本發明的水印信息埋入裝置中，可實現如下應用。
圖案與符號的對應關係例如可如下確定。
圖案可根據頻率分量強的方向確定相對應的符號。另外，圖案可具有頻率相互正交的邊緣分量，根據該頻率的較強邊緣分量的方向確定相對應的符號。另外，圖案可具有特定頻率的水平和垂直的邊緣分量，根據該頻率的較強邊緣分量的方向確定相對應的符號。另外，可以向各符號中的每一個分配具有接近的頻率和方向的2個或2個以上的圖案。
配置部在配置圖案時，可以按象素單位比較圖像上的象素和該圖案的象素，並按象素單位切換是否配置該圖案。這種情況下，可以利用象素的值進行比較。另外，比較也可以通過判斷圖像上的象素是構成前景的象素還是構成背景的象素、以及圖案的象素是構成前景的象素還是構成背景的象素來進行。
配置部也可以僅在圖像上的象素是構成背景的象素時配置圖案。
圖案可以是鄰接的圖案與圖案相連接的圖案。
另外，也可附加如下的構成要素。
也可以具備將任意的數據變換成圖像的圖像化部。所謂任意的數據，例如是文件、圖表、繪畫、地圖、照片等的數據。另外，也可具備在可印刷的媒體上印刷埋入了埋入信息的圖像的印刷部。
為解決上述課題，根據本發明的第2觀點，提供一種檢測利用電子水印技術埋入圖像中的埋入信息的水印信息檢測裝置。本發明的水印信息檢測裝置的特徵在於，具備檢測部，檢測配置在圖像中的、與埋入信息相對應的圖案，圖案是利用上述本發明第1觀點的水印信息埋入裝置配置在圖像中的圖案。
在本發明的水印信息檢測裝置中，可實現如下應用。
圖案例如可以是由於不可逆濾波或放大縮小處理、或者印刷或掃描等，比埋入時劣化的圖案。
檢測部可以根據檢測出的圖案確定與該圖案相對應的符號，通過結合該符號來恢復埋入信息。
檢測部可以一邊對大於圖像中的微小區域的區域進行掃描，一邊對針對圖像中的微小區域的濾波處理進行濾波處理。
可以根據掃描後的濾波處理結果，按記錄有圖案的單位來搜索濾波輸出值的峰值，從而確定圖案位置。
檢測部也可以根據濾波輸出值的正負來確定圖案。
檢測部也可以使用可降低對逆相圖案的反應的濾波器。
檢測部也可使用即使圖案的頻率降低、也可正確檢測信號的濾波器。
檢測部也可使用下述濾波器在邊緣檢測時的採樣值的一部分中使用周圍某一定範圍的象素的濃度、亮度、飽和度或色度的最高值或最低值。
為了解決上述問題，根據本發明的第3觀點，提供一種利用電子水印技術在圖像中埋入信息的水印信息埋入方法。本發明的水印信息埋入方法包括編碼步驟，對埋入圖像中的埋入信息進行編碼；圖案分配步驟，向編碼後的埋入信息的各符號分配圖案；和配置步驟，在圖像中規則地配置與埋入信息相對應的圖案，其中向各符號中的每一個分配具有規定的空間周期的1個或2個或2個以上的圖案。這裡，圖案可以是由具有一定頻率和方向的多個象素構成的圖案。
在上述本發明的水印信息埋入方法中，可實現如下應用。
圖案與符號的對應關係例如可如下確定。
圖案可根據頻率分量強的方向確定相對應的符號。另外，圖案可以具有頻率相互正交的邊緣分量，根據該頻率的較強邊緣分量的方向確定相對應的符號。另外，圖案可以具有特定頻率的水平和垂直的邊緣分量，根據該頻率的較強邊緣分量的方向確定相對應的符號。另外，也可以向各符號中的每一個分配具有接近的頻率和方向的2個或2個以上的圖案。
在配置步驟中，也可以在配置圖案時，按象素單位比較圖像上的象素和該圖案的象素，並按象素單位切換是否配置該圖案。這種情況下，可利用象素的值進行比較。另外，比較也可以通過判斷圖像上的象素是構成前景的象素還是構成背景的象素、以及圖案的象素是構成前景的象素還是構成背景的象素來進行。
在配置步驟中，也可以僅在圖像上的象素是構成背景的象素時配置圖案。
圖案可以是相鄰的圖案與圖案相連接的圖案。
另外，可以還包括如下的步驟。
還可以包括將任意的數據變換成圖像的圖像化步驟。所謂任意的數據，例如是文件、圖表、繪畫、地圖、照片等的數據。另外，也可以包括在可印刷媒體中印刷埋入了埋入信息的圖像的印刷步驟。
為了解決上述課題，根據本發明的第4觀點，提供一種檢測利用電子水印技術埋入圖像中的埋入信息的水印信息檢測方法。本發明的水印信息檢測方法的特徵在於，包括檢測步驟，檢測配置在圖像中的、與埋入信息相對應的圖案，該圖案是利用上述本發明第3觀點的水印信息埋入方法配置在圖像中的圖案。
在本發明的水印信息檢測方法中，可實現如下應用。
圖案例如可以是由於不可逆濾波或放大縮小處理、或者印刷或掃描等，比埋入時劣化的圖案。
在檢測步驟中，可以根據檢測出的圖案確定與該圖案相對應的符號，通過結合該符號來恢復埋入信息。
在檢測步驟中，一邊對大於圖像中的微小區域的區域進行掃描，一邊對針對圖像中的微小區域的濾波處理進行濾波處理。
也可以根據掃描後的濾波處理結果，按記錄有圖案的單位來搜索濾波輸出值的峰值，從而確定圖案位置。
在檢測步驟中，也可根據濾波輸出值的正負來確定圖案。
在檢測步驟中，也可使用可降低對逆相圖案的反應的濾波器。
在檢測步驟中，也可使用即使圖案的頻率降低也可正確地檢測信號的濾波器。
在檢測步驟中，也可使用下述濾波器在邊緣檢測時的採樣值的一部分中使用周圍某一定範圍的象素的濃度、亮度、飽和度或色度的最高值或最低值。
為了解決上述問題，根據本發明的第5觀點，提供一種利用電子水印技術在圖像中埋入信息後輸出的印刷物。本發明的印刷物的特徵在於，向對埋入圖像中的埋入信息進行編碼後得到的各符號分配已分配給各符號中的每一個的、具有規定空間周期的1個或2個或2個以上圖案中的任意一個，並在圖像中規則地配置與埋入信息相對應的圖案。這裡，圖案可以是由具有一定頻率和方向的多個象素構成的圖案。
圖案和符號的對應關係例如可如下確定。
圖案可根據頻率分量強的方向確定相對應的符號。
另外，圖案具有頻率相互正交的邊緣分量，可根據該頻率的較強邊緣分量的方向確定相對應的符號。另外，圖案可具有特定頻率的水平和垂直的邊緣分量，根據該頻率的較強邊緣分量的方向確定相對應的符號。另外，也可向各符號中的每一個分配具有接近的頻率和方向的2個或2個以上的圖案。
在配置圖案時，也可按象素單位比較圖像上的象素和該圖案的象素，並按象素單位切換是否配置該圖案。這時，也可利用象素的值進行比較。另外，比較可以通過判斷圖像上的象素是構成前景的象素還是構成背景的象素、以及圖案的象素是構成前景的象素還是構成背景的象素來進行。
在配置步驟中，也可僅在圖像上的象素是構成背景的象素時配置圖案。
圖案可以是相鄰的圖案和圖案相連接的圖案。
如上所述，本發明通過用簡單的線或點來表現信息，可以飛躍性地提高信息記錄密度。


圖1是表示實施方式1的水印信息埋入裝置以及水印信息檢測裝置的結構的說明圖。
圖2是表示水印信息埋入方法的處理流程的流程圖。
圖3是表示信號單元的一個例子的說明圖，(1)表示單元A；(2)表示單元B。
圖4是從arctan(1/3)的方向看圖3(1)的象素值變化的截面圖。
圖5是表示信號單元的一個例子的說明圖，(3)表示單元C，(4)表示單元D，(5)表示單元E。
圖6是背景圖像的說明圖，(1)表示將單元E定義為背景單元，並將其作為無間隙地排列的水印圖像的背景的情況，(2)表示在(1)的背景圖像中埋入了單元A的一個例子，(3)表示在(1)的背景圖像中埋入了單元B的一個例子。
圖7是表示向水印圖像埋入符號的方法的一個例子的說明圖。
圖8是表示出在水印圖像中埋入埋入信息16的方法的流程圖。
圖9是表示水印檢測部32的處理流程的流程圖。
圖10是表示帶水印文件圖像的合成方法的說明圖。
圖11是表示帶水印文件圖像的一個例子的說明圖。
圖12是放大示出圖10的一部分的說明圖。
圖13是表示水印檢測部32的處理流程的流程圖。
圖14是表示(1)輸入圖像和(2)設定了單元圖案的劃分位置之後的輸入圖像的一個例子的說明圖。
圖15是表示出輸入圖像中與單元A相對應的區域的一個例子的說明圖。
圖16是從與波的傳播方向平行的方向看圖15的截面圖。
圖17是說明判定埋入單元圖案U(x，y)中的符號單元是單元A還是單元B的方法的說明圖。
圖18是表示信息恢復的一個例子的說明圖。
圖19是表示數據代碼的恢復方法的一個例子的說明圖。
圖20是表示數據代碼的恢復方法的一個例子的說明圖。
圖21是表示數據代碼的恢復方法的一個例子的說明圖。
圖22是表示由6×6象素構成的信號單元的一個例子的說明圖。
圖23是表示由18×18象素構成的信號單元的一個例子的說明圖。
圖24是表示用虛線表現的信號單元的一個例子的說明圖。
圖25是表示附加了噪聲分量的信號單元的一個例子的說明圖。
圖26是表示組合了圖24及圖25的圖案的一個例子的說明圖。
圖27是表示由4×4象素構成的信號單元的一個例子的說明圖。
圖28是表示由4×4象素構成的信號單元的一個例子的說明圖。
圖29是表示印刷/掃描圖28的圖案的情況的說明圖。
圖30是表示4×4象素的濾波處理掩模的一個例子的說明圖。
圖31是按光柵掃描順序實施掃描的情況的說明圖。
圖32是表示以400dpi掃描以600dpi印刷的圖像時的一個例子的說明圖。
圖33是表示以500dpi掃描以600dpi印刷的圖像時的一個例子的說明圖。
圖34是表示以600dpi掃描以600dpi印刷的圖像時的一個例子的說明圖。
圖35是表示3×3象素的濾波處理掩模的一個例子的說明圖。
圖36是表示濾波器的輸出特性的說明圖。
圖37是表示濾波處理掩模的一個應用例的說明圖。
圖38是表示使用了圖37的濾波處理掩模時的處理結果的說明圖。
圖39是表示信號單元的一個應用例的說明圖。
圖40是表示濾波處理掩模的一個應用例的說明圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖來詳細說明本發明的水印信息埋入裝置、水印信息檢測裝置、水印信息埋入方法、水印信息檢測方法以及印刷物的最佳實施方式。另外，在本說明書及附圖中，對於實質上具有相同功能結構的構成要素，通過附以相同的符號來省略重複說明。
(實施方式1)圖1是表示本實施方式的水印信息埋入裝置及水印信息檢測裝置的結構的說明圖。
(水印信息埋入裝置10)水印信息埋入裝置10是以圖像數據和將要埋入圖像中的信息為基礎合成帶水印圖像、並在紙媒體上進行印刷的裝置。水印信息埋入裝置10如圖1所示，由編碼部11、圖案分配部12、帶水印文件合成部13和輸出設備14構成。向水印信息埋入裝置10輸入圖像數據15和將要埋入圖像中的埋入信息16。
從水印信息埋入裝置10的圖像輸入端子(未圖示)輸入圖像數據15。圖像數據15是使文件、圖表、繪畫、地圖、照片等的任意數據或任意組合了這些數據的數據圖像化後的數據。圖像化可使用掃描儀讀取的方法、或象印刷圖像等那樣使利用文字處理器輸出的文件等圖像化。另外，在本實施方式中，以在白紙上用黑墨水(單色)進行印刷為前提來說明，但本發明不限於此，在用彩色(多色)進行印刷時，也可同樣地適用本發明。另一方面，埋入信息16是在紙媒體上以文字以外的形式埋入的信息(字符串或圖像、聲音數據)等。
編碼部11對埋入信息16的數據進行編碼處理。另外，圖案分配部12對編碼後的各符號進行水印信號(圖案)的分配處理。即，使埋入信息16數位化，對變換成數值的信息進行N元(N為2或2以上)編碼，向預先準備好的水印信號分配各符號。本實施方式的水印信號通過在任意大小的矩形區域中排列點來表現具有任意方向和波長的波，對應波的方向或波長來分配符號。下面將這樣的水印信號稱為「信號單元」。信號單元的詳情後述。
帶水印文件合成部13在從圖像輸入端子輸入的圖像上直接描繪表現埋入信息的圖案。這樣，本實施方式的帶水印文件合成部13生成帶水印的文件圖像。另外，輸出設備14是印表機等輸出裝置，在紙媒體上印刷帶水印文件圖像。因此，編碼部11、圖案分配部12、帶水印文件合成部13也可作為印表機驅動器中的一個功能來實現。
(印刷物20)印刷物20是向原始的圖像數據15埋入了埋入信息16後印刷的紙或卡等，被物理地保管、管理。
(水印信息檢測裝置30)水印信息檢測裝置30是將印刷在紙媒體上的文件作為圖像取入，並恢復所埋入的埋入信息16的裝置。水印信息檢測裝置30如圖1所示，由輸入設備31和水印檢測部32構成。
輸入設備31是掃描儀等輸入裝置，將印刷物20作為多值灰度的灰色圖像取入計算機。所輸入的圖像也可以是電子水印埋入裝置10輸出的圖像本身，也可以是由於JPEG等不可逆壓縮而劣化的圖像、利用數字濾波器等縮小後的圖像、被印刷並拍攝/掃描後的圖像等。
水印檢測部32通過對輸入設備31所取入的整個圖像或一部分進行濾波處理，檢測出描繪在圖像上的信號單元，然後抽取埋入信息16。
本實施方式的水印信息埋入位置10及水印信息檢測裝置30如上所述構成。下面，說明水印信息埋入裝置10及水印信息檢測裝置30的動作。首先，參照圖2的流程圖說明水印信息埋入裝置10的動作。
(步驟S101)首先，向水印圖像埋入裝置10輸入圖像數據15以及埋入信息16(步驟S101)。如上所述，文件數據15是包含字體信息或布局信息的數據，由文字處理器軟體等生成。文件數據15例如是黑白的二值數據，在圖像上，白色的象素(值為1的象素)是背景，黑色的象素(值為0的象素)是文字區域(塗布了墨水的區域)。另一方面，機密信息16是文字、聲音、圖像等各種數據。
(步驟S102)接著，將埋入信息16變換成N元代碼(步驟S102)。N是任意的，但在本實施方式中為了容易說明，設N＝2。因此，在步驟S102中生成的代碼是2元代碼，以0和1的位串表現。在該步驟S102中，既可以原樣編碼埋入信息16，也可以編碼將埋入信息16加密後的信息。
(步驟S103)接著，向編碼後的各符號分配信號單元(步驟S103)。本實施方式的水印信號利用點(黑色象素)的排列來表現具有任意波長和方向的波。
說明在步驟S103中向各符號分配的信號單元。圖3是表示信號單元的一個例子的說明圖。
設信號單元的寬度和高度分別為Sw、Sh。Sw和Sh也可不同，但在本實施方式中為了容易說明，設Sw＝Sh。長度單位是象素數，在圖3的例子中，Sw＝Sh＝12。這些信號在紙面上印刷時的大小取決於水印圖像的解析度，例如，如果水印圖像是600dpi(dot per inch解析度的單位，表示每英寸的點數)的圖像，則圖3的信號單元的寬度和高度在印刷物上為12/600＝0.02(英寸)。
下面，將寬度和高度為Sw、Sh的矩形作為1個信號單位，稱為「信號單元」。在圖3(1)中，點間的距離相對水平軸在arctan(3)(arctan是tan的反函數)的方向上稠密，波的傳播方向是arctan(-1/3)。下面，稱該信號單元為單元A。在圖3(2)中，點間的距離相對水平軸在arctan(-3)的方向上稠密，波傳播方向是arctan(1/3)。下面，稱該信號單元為單元B。
圖4是從arctan(1/3)的方向來看圖3(1)的象素值變化的截面圖。在圖4中，排列有點的部分是波最小值的波腹(振幅為最大的點)，未排列點的部分為波最大值的波腹。
另外，由於點稠密排列的區域在1個單元中分別存在2個，所以在本例中，每1個單元的頻率為2個。由于波的傳播方向垂直於點稠密排列的方向，所以單元A的波相對水平方向為arctan(-1/3)，單元B的波為arctan(1/3)。另外，在arctan(a)的方向與arctan(b)的方向垂直時，為a×b＝-1。
在本實施方式中，向以單元A表現的信號單元分配符號0，向以單元B表現的信號單元分配符號1。另外，稱它們為符號單元。
信號單元中除了圖3(1)、(2)中示出的點排列之外，例如還考慮如圖5(3)～(5)中示出的點排列。
圖5(3)的點間的距離相對水平軸在arctan(1/3)方向上稠密，波的傳播方向是arctan(-3)。下面，稱該信號單元為單元C。
圖5(4)的點間的距離相對水平軸在arctan(-1/3)的方向上稠密，波的傳播方向是arctan(3)。下面稱該信號單元為單元D。
圖5(5)的點間的距離相對水平軸在arctan(1)的方向上稠密，波的傳播方向是arctan(-1)。另外，圖5(5)的點間的距離也可認為是相對水平軸在arctan(-1)的方向上稠密，波的傳播方向是arctan(1)。下面，稱該信號單元為單元E。
這樣，除了以前分配的組合之外，還考慮多個分配符號0和符號1的單元的組合圖案，所以，可使哪個信號單元向哪個符號分配成為秘密，從而第三者(不法者)不能簡單地破解所埋入的信號。
並且，在圖2示出的步驟S103中，在以4元代碼對埋入信息16進行編碼時，例如，可向單元A分配符號0，向單元B分配符號1，向單元C分配符號2，向單元D分配符號3。
在圖3、圖5示出的信號單元的一個例子中，因為1個單元中的點數都相等，所以通過無間隙地排列這些單元，可使水印圖像的外觀濃淡均勻。因此，看來可在印刷後的紙面上埋入具有單一濃度的灰色圖像作為背景。
為達到這樣的效果，例如，在將單元E定義為背景單元(未分配符號的信號單元)，無間隙地排列該單元作為水印圖像的背景，並在水印圖像中埋入符號單元(單元A、單元B)時，調換要埋入的位置的背景單元(單元E)和符號單元(單元A、單元B)。
圖6(1)是表示將單元E定義為背景單元、無間隙地排列該單元作為水印圖像的背景時的說明圖。圖6(2)表示在圖6(1)的背景圖像中埋入了單元A的一個例子，圖6(3)是表示在圖6(1)的背景圖像中埋入了單元B的一個例子。在本實施方式中，雖然說明了以背景單元作為水印圖像的背景的方法，但也可通過僅配置符號單元來生成水印圖像。
下面，參照圖7說明向水印圖像埋入信號單元的方法。
圖7是表示向水印圖像埋入信號單元的方法的一個例子的說明圖。這裡，作為例子說明埋入「0101」的位串的情況。
如圖7(1)、(2)所示，重複埋入相同的符號單元。這是為了防止在文件中的文字重疊在埋入的符號單元上的情況下，在信號檢測時沒有檢測出來，符號單元的重複數與配置的圖案(下面稱為單元圖案)是任意的。
即，作為單元圖案的一個例子，可如圖7(1)那樣使重複數為4(在1個單元圖案中存在4個符號單元)，或如圖7(2)那樣使重複數為2(在1個單元圖案中存在2個符號單元)。或者，也可以設重複數為1(在1個單元圖案中只存在1個符號單元)。
另外，圖7(1)、(2)向1個符號單元提供1個符號，但也可如圖7(3)那樣向符號單元的配置圖案提供符號。
在1頁大小的水印圖像中可埋入多少位的信息量取決於信號單元的大小、單元圖案的大小、文件圖像的大小。在文件圖像的水平方向和垂直方向上埋入了幾個信號可作為已知來進行信號檢測，也可根據從輸入裝置輸入的圖像的大小和信號單元的大小來倒算。
將要在1頁大小的水印圖像的水平方向上埋入Pw個單元圖案、在垂直方向上埋入Ph個單元圖案時，將圖像中任意位置的單元圖案表現為U(x，y)，x＝1～Pw，y＝1～Ph，將U(x，y)稱為「單元圖案矩陣」。另外，將1頁中可埋入的位數稱為「埋入位數」，埋入位數為Pw×Ph。
圖8是表示出在水印圖像中埋入埋入信息16的方法的流程圖。
這裡，說明在1張(1頁大小)水印圖像中重複埋入相同信息的情況。這是為了通過重複埋入相同信息，即使在水印圖像與文件圖像重合時，一個單元圖案的整體被全部塗抹，從而埋入信息消失時，也可取出所埋入的信息。
首先，將埋入信息16變換成N元代碼(步驟S201)。與圖2的步驟S102相同。下面，將編碼後的數據稱為數據代碼，將利用單元圖案的組合來表現數據代碼的單元稱為數據代碼單元Du。
接著，根據數據代碼的代碼長(這裡為位數)和埋入位數，計算在1張圖像中可重複幾次埋入數據代碼單元(步驟S202)。在本實施方式中，將數據代碼的代碼長數據插入單元圖案矩陣的第1行。也可設數據代碼的代碼長為固定長度，不將代碼長數據埋入水印圖像中。
設數據代碼長為Cn，用下式計算埋入數據代碼單元的次數Dn。
A是不超過A的最大整數。
這裡，設剩餘為Rn(Rn＝Cn-(Pw×(Ph-1)))，則在單元圖案矩陣中埋入Dn次數據代碼單元以及相當於數據代碼的開頭Rn位的單元圖案。但是，也可以不一定埋入剩餘部分的Rn位。
在圖9的說明中，設單元圖案矩陣的尺寸為9×11(11行9列)，數據代碼長為12(圖中帶0～11序號的符號表示數據代碼的各符號)。
接著，在單元圖案矩陣的第1行埋入代碼長數據(步驟S203)。在圖9的例子中說明以9位數據表現代碼長、僅埋入1次的例子。但在單元圖案矩陣的寬度Pw足夠大時，可與數據代碼同樣地重複埋入代碼長數據。
然後，在單元圖案矩陣的第2行以後，重複埋入數據代碼單元(步驟S204)。如圖9所示，從數據代碼的MSB(most significant bit，最高有效位)或LSB(Least significant bit，最低有效位)開始，依次沿行方向埋入。在圖9的例子中示出埋入7次數據代碼單元以及埋入數據代碼的開頭6位的例子。
數據的埋入方法可如圖9所示沿行方向連續地埋入，也可沿列方向連續地埋入。
以上說明了圖案分配部12中的水印信號的分配(步驟S103)。下面，再次參照圖2等說明步驟S104以後的動作。
(步驟S104)在帶水印文件圖像合成部13中，使圖像數據15與由圖案分配部12分配的水印信號重合(步驟S104)。帶水印文件圖像的各象素的值在圖像數據15為2值圖像時，通過文件圖像和水印圖像所對應的象素值的與運算(AND)來計算。即，如果文件圖像和水印圖像中的任意一個為0(黑)，則帶水印文件圖像的象素值為0(黑)，此外為1(白)。
另一方面，在圖像數據15為3值以上的多值數據時，如下進行處理。
(彩色圖案的描繪方法)所輸入的圖像具有構成文件或圖等的背景的背景色和構成文字或線、圖等的前景色。另外，信號單元也具有表現信號的前景色和作為背景的背景色。由帶水印圖像合成部13在圖像上進行描繪時，如圖10所示，將信號單元的背景色處理為透過色，信號單元的背景色部分可在輸出圖像上留下圖像本身的顏色。另外，輸入圖像上的前景色與信號單元的前景色重疊的部分可使輸入圖像的前景色優先留在輸出圖像上。另外，在輸入圖像上的背景色與信號單元的前景色重疊時，可使信號單元的前景色留在輸出圖像上。另外，可以僅合成亮度分量，也可重疊表現其他的顏色分量。
通過上述方法，可生成重合了輸入圖像和信號單元的帶水印圖像。圖11是表示帶水印文件圖像的一個例子的說明圖。圖12是放大示出圖11的一部分的說明圖。這裡，單元圖案使用圖7(1)的圖案。
(步驟S105)如上所述生成的帶水印文件圖像由輸出設備14輸出(步驟S105)。
以上說明了水印信息埋入裝置10的動作。
下面，參照圖1及圖12～20，說明水印信息檢測裝置30的動作。
(水印檢測部32)圖13是表示水印檢測部32的處理流程的流程圖。
首先，利用掃描儀等輸入設備31向計算機的存儲器等中輸入印刷物20(步驟S301)。將利用該輸入設備31讀入的圖像稱為輸入圖像。輸入圖像是多值圖像，下面作為256級灰度的灰色圖像進行說明。另外，輸入圖像的解析度(由輸入設備31讀取時的解析度)也可以與上述水印信息埋入裝置10不同，但這裡作為是相同的解析度進行說明。另外，輸入圖像被進行旋轉或伸縮等修正。
接著，根據輸入圖像的大小和信號單元的大小計算埋入幾個單元圖案(步驟S302)。例如設輸入圖像的大小為W(寬度)×H(高度)，信號單元的大小為Sw×Sh，單元圖案由Uw×Uh個單元構成，則埋入輸入圖像中的單元圖案數(N＝Pw×Ph)如下計算。
Pw=WSwUw,Ph=HShUh]]>但是，在水印信息埋入裝置10和水印信息檢測裝置30的解析度不同時，利用兩者的解析度之比，對輸入圖像中的信號單元的大小進行歸一化之後，進行上述計算。
接著，以在步驟S302中計算出的單元圖案數為基礎，對輸入圖像設定單元圖案的劃分位置(步驟S303)。圖14表示輸入圖像(圖14(1))和設定了單元圖案的劃分位置之後的輸入圖像(圖14(2))的一個例子。
接著，按照單元圖案的劃分進行符號單元的檢測，恢復單元圖案矩陣(步驟S304)。下面說明信號檢測的詳情。
圖15是表示輸入圖像中與圖3(1)示出的單元A相對應的區域的一個例子的說明圖。在圖3中信號單元是二值圖像，但這裡是多值圖像。在印刷了二值圖像時，由於墨水的滲洇等原因，濃淡連續地變化，所以如圖15所示點的周圍變成白和黑的中間色。因此，從與波的傳播方向平行的方向看圖15的截面圖如圖16所示。圖4是矩形波，而圖16變成平滑波。
另外，實際上由於紙張厚度的局部變化或印刷文件的汙點、輸出裝置或圖像輸入裝置的不穩定性等因素，輸入圖像中會附加很多噪聲分量，但這裡說明無噪聲分量的情況。但是，如果使用這裡說明的方法，則即使對附加了噪聲分量的圖像也可進行穩定的信號檢測。
下面，為了從輸入圖像中檢測信號單元，使用可同時定義波的頻率和方向以及影響範圍的二維小波濾波器。以下示出使用作為二維小波濾波器之一的伽柏濾波器的例子，但只要是具有與伽柏濾波器相同性質的濾波器，則不必一定是伽柏濾波器，也可以是通過定義具有與信號單元相同的點圖案的模板來進行圖案匹配等的方法。
以下示出伽柏濾波器G(x，y)、x＝0～gw-1、y＝0～gh-1。gw、gh是濾波尺寸，這裡是與由上述水印信息埋入裝置10埋入的信號單元相同大小。
G(x,y)=exp[-{(x-x0)2A2+(y-y0)2B2}]exp[-2i{u(x-x0)+v(y-y0)}]]]>i虛數單位x＝0～gw-1，y＝0～gh-1，x0＝gw/2，y0＝gh/2A水平方向的影響範圍，B垂直方向的影響範圍tan-1(u/v)波的方向， 頻率在信號檢測中準備與所埋入信號單元的種類相同數量的、具有與埋入到水印圖像中的符號單元相等的頻率、波的方向及大小的伽柏濾波器。這裡，將對應圖3的單元A和單元B的伽柏濾波器稱為濾波器A、濾波器B。
輸入圖像中的任意位置上的濾波器輸出值利用濾波器與圖像間的卷積來計算。在伽柏濾波器的情況下，由於存在實數濾波器和虛數濾波器(虛數濾波器是與實數濾波器相差半波長相位的濾波器)，所以設兩者的平方平均值為濾波器輸出值。例如，設濾波器A的實數濾波器與圖像間的卷積為Rc，與虛數濾波器的卷積為Ic，則輸出值F(A)用下式計算。
F(A)=Rc2+Ic2]]>圖17是說明判斷通過步驟S303劃分的單元圖案U(x，y)中埋入的符號單元是單元A還是單元B的方法的說明圖。
如下所述針對單元圖案U(x，y)的符號判定步驟。
(1)一邊移動濾波器A的位置，一邊對單元圖案U(x，y)中的全部位置計算F(A)，將得到的結果的最大值作為濾波器A對單元圖案U(x，y)的輸出值，設其為Fu(A，x，y)。
(2)與(1)同樣地計算濾波器B對單元圖案U(x，y)的輸出值，設其為Fu(B，x，y)。
(3)比較Fu(A，x，y)和Fu(B，x，y)，如果Fu(A，x，y)≥Fu(B，x，y)，則判定埋入單元圖案U(x，y)中的符號單元是單元A，如果Fu(A，x，y)＜Fu(B，x，y)，則判定埋入單元圖案U(x，y)中的符號單元是單元B。
在(1)、(2)中，移動濾波器的步幅是任意的，也可以僅計算單元圖案上的代表性位置上的輸出值。另外，在(3)中Fu(A，x，y)與Fu(B，x，y)之差的絕對值為預先確定的閾值以下時，可以設為不可判定。
另外，在(1)中，在一邊挪動濾波器、一邊計算卷積的過程中，在F(A)的最大值超過了預先確定的閾值時，可以直接判定U(x，y)中埋入的符號單元是單元A，並中止處理。在(2)中也同樣，在F(B)的最大值超過了預先確定的閾值時，可以直接判定U(x，y)中埋入的符號單元為單元B。
以上說明了信號檢測(步驟S304)的詳情。再次返回圖13的流程圖，說明以後的步驟S305。在步驟S305中，連結單元圖案矩陣的符號，重構數據代碼，恢復原來的信息。
圖18是表示信息恢復的一個例子的說明圖。信息恢復步驟如下。
(1)檢測埋入各單元圖案中的符號。
(2)連結符號，恢復數據代碼。
(3)對數據代碼進行解碼後取出埋入的信息。
圖19～圖21是表示數據代碼的恢復方法的一個例子的說明圖。恢復方法基本上為圖8的逆處理。
首先，從單元圖案矩陣的第1行取出代碼長數據部分，得到埋入的數據代碼的代碼長(步驟S401)。
接著，以單元圖案矩陣的尺寸和在S401中得到的數據代碼的代碼長為基礎，計算埋入數據代碼單元的次數Dn以及剩餘Rn(步驟S402)。
接著，從單元圖案矩陣的第2行以後開始，利用與步驟S203相反的方法取出數據代碼單元(步驟S403)。在圖20的例子中，從U(1，2)(2行1列)開始，對12個圖案單元中的每一個依次進行分解(U(1，2)～U(3，3)、U(4，3)～U(6，4)，...)。由於Dn＝7，Rn＝6，所以12個圖案單元(數據代碼單元)被取出7次，6個(相當於數據代碼單元的上位6個)單元圖案(U(4，11)～U(9，11))作為剩餘被取出。
接著，通過對在步驟S403中取出的數據代碼單元進行位確信度運算，重構所埋入的數據代碼(步驟S404)。下面說明位確信度運算。
設如圖21所示從單元圖案矩陣的第2行第1列最先取出的數據代碼單元為Du(1，1)～Du(12，1)，依次表述為Du(1，2)～Du(12，2)，...。另外，剩餘部分為Du(1，8)～Du(6，8)。位確信度運算是通過對各數據代碼單元的每個要素取多數判決等，來確定數據代碼的各符號的值。由此，即使由於與文字區域的重疊或紙面的汙點等原因，不能從任意數據代碼單元中的任意單元正確地進行信號檢測時(比特反轉錯誤等)，最終也可正確地恢復數據代碼。
具體地說，例如數據代碼的第1位在Du(1，1)、Du(1，2)...，Du(1，8)的信號檢測結果是1的情況多時判定為1，是0的情況多時判定為0。同樣，數據代碼的第2位由基於Du(2，1)、Du(2，2)，...，Du(2，8)的信號檢測結果進行的多數判決來進行判定，數據代碼的第12位由基於Du(12，1)、Du(12，2)...，Du(12，7)(由於不存在Du(12，8)，所以到Du(12，7)為止)的信號檢測結果進行的多數判決來進行判定。
位確信度運算也可通過使圖17的信號檢測濾波器的輸出值相加來進行。這是例如設向圖3(1)的單元A分配0符號，向圖3(2)的單元B分配1符號，設濾波器A對Du(m，n)的輸出值的最大值為Df(A，m，n)，濾波器B對Du(m，n)的輸出值的最大值為Df(B，m，n)，則數據代碼的第M位在[式5]n=1DnDf(A,M,n)n=1DnDf(B,M,n)]]>的情況下判定為1，此外的情況下判定為0。其中，在N＜Rn時，Df的相加到n＝1～Rn+1為止。
這裡，說明了重複埋入數據代碼的情況，但也可以實現通過在對數據進行編碼時使用糾錯碼等、不進行數據代碼單元的重複的方法。
如上所述，根據本實施方式，可得到如下良好的效果。
(1-1)由於利用位排列的不同來表現埋入信息，所以不伴隨對原始文件的字體、文字間或行間節距的變更。
(1-2)由於分配符號的點圖案與未分配符號的點圖案的濃度(一定區間內的點數)相等，所以對人眼來說好象在文件的背景中結成一樣濃度的網，從而信息的存在不明顯。
(1-3)通過使分配符號的點圖案和未分配的點圖案保密，從而難以破解所埋入的信息。
(1-4)表示信息的圖案是細小點的集合，並且作為文件背景單面埋入，所以即使埋入算法被公開，也難以進行對印刷文件的埋入信息的篡改。
(1-5)由於根據波(濃淡變化)的方向的不同來檢測埋入信號(由於不進行1象素單位的詳細檢測)，所以即使在印刷文件上稍微存在汙點等時，也可進行穩定的信息檢測。
(1-6)由於重複埋入相同信息，並且在檢測時利用重複埋入的全部信息進行信息恢復，所以即使由於大字體的文字遮蓋信號部分、或紙張弄髒而導致部分信息欠缺，也可穩定地取出埋入的信息。
(1-7)在特開2003-101762號公報中，採用個別地生成文件圖像和水印圖像的結構，但在本實施方式中，由於在圖像上直接描繪圖案，所以不必個別地生成文件圖像和水印圖像。
(實施方式2)在本實施方式中，說明信號單元的應用例。
(應用例1)圖22的信號單元由6×6象素構成，表現分別具有寬度為1象素大小的頻率的水平分量、垂直分量的波。圖22(a)是記錄信息「1」的圖案的一個例子，圖22(b)是記錄信息「0」的圖案的一個例子。根據這樣的信號單元，如圖22(c)所示，在埋入信息為3行×4列＝12位的信息時，可埋入24×18象素的區域內。
在上述實施方式1中，如圖23所示，信號單元由18×18象素構成。圖23(a)是記錄信息「1」的圖案的一個例子，圖23(b)是記錄信息「0」的圖案的一個例子。根據這樣的信號單元，如圖23(c)所示，在埋入信息為3行×4列＝12位信息時，需要72×54象素的區域。因而，在本實施方式的(應用例1)中，由於可埋入24×18象素的區域內，所以如果是埋入相同信息的情況，則可使埋入區域的面積變成1/9。另外，如果是在相同面積的區域內埋入信息的情況，則可埋入9倍的信息。
(應用例2)圖24的信號單元用虛線表現了圖22的圖案。即使如圖24所示用虛線等表現，波的傳播方向或頻率也不變化。圖24(a)是記錄信息「1」的圖案的一個例子，圖24(b)是記錄信息「0」的圖案的一個例子。根據這樣的信號單元，如圖24(c)所示，在埋入信息為3行×4列＝12位信息時，可埋入24×18象素的區域內。
(應用例3)圖25的信號單元向信號的頻率分量附加了噪聲等分量。即使如圖25所示向信號的頻率分量附加噪聲等分量，由於水平/垂直的頻率分量強，所以對信息抽取的影響輕微。圖25(a)是記錄信息「1」的圖案的一個例子，圖25(b)是記錄信息「0」的圖案的一個例子。根據這樣的信號單元，如圖25(c)所示，在埋入信息為3行×4列＝12位信息時，可埋入24×18象素的區域內。
(應用例4)圖26組合了上述圖24及圖25的圖案。即，利用圖案切換信息或隨機數等，切換圖24及圖25的圖案，生成埋入圖案。這樣，即使如圖26所示組合多個圖案，也可用相同的濾波器來表現0/1。根據這樣的信號單元，如圖26所示，在埋入信息為3行×4列＝12位信息時，可埋入24×18象素的區域內。
(應用例5)圖27的信號單元由4×4象素構成，分別表現具有寬度為1象素大小的頻率的水平分量、垂直分量的波。圖27(a)是記錄信息「1」的圖案的一個例子，圖27(b)是記錄信息「0」的圖案的一個例子。根據這樣的信號單元，如圖27(c)所示，在埋入信息為3行×4列＝12位信息時，可埋入18×12象素的區域內。
在上述實施方式1中，如圖23所示，在信號單元由18×18象素構成、埋入信息為3行×4列＝12位信息時，需要72×54象素的區域。因而，在本實施方式的(應用例5)中，由於可埋入12×16象素的區域內，所以如果是埋入相同信息的情況，則可使埋入區域的面積不足1/20。另外，如果是在相同面積的區域內埋入信息的情況，則可埋入20倍多的信息。
(應用例6)圖28的信號單元與圖27的信號單元相同，由4×4象素構成，與上下左右的任意一個圖案連接。根據這樣的信號單元，如圖28(c)所示，與圖27(c)相同，在埋入信息為3行×4列＝12位信息時，可埋入18×12象素的區域內。並且，如圖29所示，從印表機輸出的媒體上的圖案有時被更明確地印刷，從而信號檢測精度提高。
伴隨埋入側的信號單元的變更，檢驗側的處理也如下所述不同。下面，說明從實施方式1的變更點。
本實施方式的圖案具有水平方向/垂直方向的邊緣分量，且各個圖案具有某寬度的頻率，所以進行用於區別該2個圖案和其以外的圖案的濾波處理。圖30表示4×4象素情況下的濾波處理掩模的一個例子。在圖30(a)的濾波處理掩模的情況下，例如，設圖30(b)為濾波器輸出為正的圖案，圖30(c)為濾波器輸出為負的圖案。
一邊每次n個象素地沿X/Y方向掃描M×N象素(例如4×4象素)的濾波處理掩模，一邊對整個圖像進行濾波處理。如圖31所示，掃描也可按光柵掃描的順序實施。另外，也可分割濾波處理，即，在對整個圖像實施水平方向的濾波之後，對整個圖像實施垂直方向的濾波。
例如，在以400dpi掃描以600dpi印刷的圖像的情況下，根據印表機/掃描儀的特性，圖22的圖案變成如圖32所示高頻率分量變弱的圖案。同樣，以500dpi掃描時變成如圖33所示，以600dpi掃描時變成如圖34所示。另外，在圖32～圖34中，(a)表示記錄信息「1」的圖案，(b)表示記錄信息「0」的圖案。
這裡，舉以400dpi掃描的情況為例來說明。在以400dpi掃描的情況下，在本實施方式的例子中，為了檢測如圖32所示的圖案，濾波處理掩模使用圖35示出的3×3象素的掩模。在圖35(a)的濾波處理掩模的情況下，例如設圖35(b)為濾波器輸出為正的圖案，圖35(c)為濾波器輸出為負的圖案。另外，本例在以與印刷圖27示出的4×4圖案時相同的解析度進行掃描的情況下也可適用。在該掩模下，濾波處理例如可以如下式(1)那樣記述。
f=i=02((Pi,0-Pi,1)(Pi,2-Pi,1))-j=02((P0,j-P1,j)(P2,j-P1,j))...[1]]]>一邊移動濾波處理掩模，一邊進行濾波處理，生成該濾波處理的輸出f的集合，即如圖31所示的、按光柵掃描的順序實施掃描時的濾波器輸出結果。濾波器的輸出特性如圖36所示，根據濾波器輸出值的正負可判定信息的1/0。
在一邊移動濾波處理掩模、一邊進行濾波處理的情況下，存在濾波處理掩模與信號單元一致的情況和偏移的情況。濾波器輸出值與信號單元一致時出現最高的輸出，隨著從信號單元偏移，輸出值降低，所以通過搜索峰值，可使信號位置同步。該處理實質上與上述實施方式1相同。
(實施方式2的效果)如上所述，根據本實施方式，得到如下效果。
(2-1)處理量少。
(2-2)由於圖案小，所以可提高密度。
(2-3)不必是點圖案。
(實施方式3)在本實施方式中，說明濾波器的應用例。
(1)應用例1在由於印刷掃描而使邊緣的高頻分量變弱的情況下，或由於印刷時黑色調色劑的滲洇等而使高頻分量變弱的情況下，利用式(1)檢測率劣化，不能很好地檢測。這時，使用圖30示出的4×4的濾波處理掩模，如下式(2)所示擴展式(1)，以使無論在高頻分量變弱時還是在未變弱時都可檢測出邊緣。
f=i=03{(Pi,0-min(Pi,1-Pi,2))(Pi,3-min(Pi,1,Pi,2))}-j=03{(P0,j-min(P1,j,P2,j))(P3,j-min(P1,j,P2,j))}]]>其中，min(a,b)=a(ab)b(a>b)...(2)]]>該濾波器輸出特性如圖36所示。使用該輸出結果，可與實施方式1同樣地進行處理。這樣，根據應用例1，即使由於印刷/掃描使邊緣模糊、或解析度降低時，也可進行信號檢測。
(2)應用例2由於式(1)、式(2)對相同頻率、相位相反(黑白反轉)的圖案也反應，因此對黑圖案間的疑似白邊緣也反應，從而對信號檢測率產生不好影響。為了抑制對該逆相位的反應，可使用逆相反應抑制部件(g(x))，如下式(3)所示變形。本例是使用圖30示出的4×4濾波處理掩模的情況。
f=i=03{g(Pi,0-min(Pi,1,Pi,2))g(Pi,3-min(Pi,1,Pi,2))}-j=03{g(P0,j-min(P1,j,P2,j))g(P3,j-min(P1,j,P2,j))}]]>其中，g(x)=x(x>0)0(x0)...(3)]]>使用該輸出結果，可與實施方式1相同地進行處理。這樣，根據應用例2，對逆相的信號不反應，所以可提高信號檢測精度。
(3)應用例3在使用如圖28所示的相鄰圖案與圖案結合的圖案時，由於通過看到4×4圖案周圍的象素來進行邊緣檢測，所以使用如圖37所示的濾波處理掩模。在圖37(a)的濾波處理掩模的情況下，例如設圖37(b)為濾波器輸出為正的圖案，設圖37(c)為濾波器輸出為負的圖案。濾波器運算如下式(4)所示進行。
f=i=34{g(Pi,0-min(Pi,1-Pi,2))g(Pi,1-min(Pi,1,Pi,2))}-j=34{g(P0,j-min(P1,j,P2,j))g(P3,j-min(P1,j,P2,j))}...(4)]]>該濾波器輸出特性如圖36所示。使用該輸出結果，可與實施方式1同樣地進行處理。這樣，根據應用例3，如圖38(a)所示，利用表現信號的圖案來擴大構成信號圖案的點圖案的間隔，所以與圖38(b)示出的應用例1、2的情況相比，即使進行印刷/掃描，波形的弱化也變小，從而可提高信號檢測精度。
以上，參照

了本發明的水印信息埋入裝置、水印信息檢測裝置、水印信息埋入方法、水印信息檢測方法以及印刷物的最佳實施方式，但本發明不限於這些例子。對於本領域普通技術人員而言，在權利要求所記載的技術思想的範疇內可以想到各種變更例或修正例，這是顯而易見的，這些當然也被理解為屬於本發明的技術範圍。
例如，濾波處理不僅是水平/垂直，只要是頻率分量的主分量正交的圖案，則也可以是如圖39所示的45度斜線(「/」和「\」等的形狀)圖案。另外，在圖39中，(a)表示記錄信息「1」的圖案，(b)表示記錄信息「0」的圖案。這時，為了檢測圖39中示出的圖案，濾波處理掩模使用圖40所示的掩模。在圖40(a)的濾波處理掩模的情況下，例如，設圖40(b)為濾波器輸出為正的圖案，圖40(c)為濾波器輸出為負的圖案。在該圖39的圖案和圖40的濾波處理掩模的情況下，可原樣使用實施方式2的濾波公式。
另外，在上述實施方式中，說明了將輸入的圖像數據15直接輸入到帶水印圖像合成部13中的情況，但本發明不限於此。例如，也可具備使圖像數據15圖像化的圖像化部(圖像化部件)，將圖像化後的圖像輸入到帶水印圖像合成部13中。
產業上的可利用性本發明可用於利用電子水印技術在圖像中埋入信息的水印信息埋入裝置/方法，和檢測利用電子水印技術在圖像中埋入的埋入信息的水印信息檢測裝置/方法以及印刷物。
權利要求
1.一種利用電子水印技術在圖像中埋入信息的水印信息埋入裝置，其特徵在於，具備編碼部，對將要埋入圖像中的埋入信息進行編碼；圖案分配部，向所述編碼後的埋入信息的各符號分配圖案；和配置部，在所述圖像中規則地配置與所述埋入信息相對應的所述圖案，其中向所述各符號中的每一個分配具有規定的空間周期的1個或2個或2個以上的圖案。
2.根據權利要求1所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於所述圖案是由具有一定頻率和方向的多個象素構成的圖案。
3.根據權利要求1所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於所述圖案根據頻率分量強的方向確定相對應的符號。
4.根據權利要求1所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於所述圖案具有頻率相互正交的邊緣分量，根據該頻率的較強邊緣分量的方向確定相對應的符號。
5.根據權利要求4所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於所述圖案具有特定頻率的水平和垂直的邊緣分量，根據該頻率的較強邊緣分量的方向確定相對應的符號。
6.根據權利要求1所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於向所述各符號中的每一個分配具有接近的頻率和方向的2個或2個以上的圖案。
7.根據權利要求1所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於所述配置部在配置所述圖案時，按象素單位比較圖像上的象素和該圖案的象素，並按象素單位切換是否配置該圖案。
8.根據權利要求7所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於所述比較利用象素的值進行。
9.根據權利要求7所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於所述比較通過判斷所述圖像上的象素是構成前景的象素還是構成背景的象素、以及所述圖案的象素是構成前景的象素還是構成背景的象素來進行。
10.根據權利要求8所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於所述配置部僅在所述圖像上的象素是構成背景的象素的情況下配置圖案。
11.根據權利要求1所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於所述圖案是相鄰的圖案與圖案相連接的圖案。
12.根據權利要求1所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於還具備將任意的數據變換成所述圖像的圖像化部。
13.根據權利要求1所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於，還具備印刷部，在可印刷的媒體上印刷埋入了所述埋入信息的圖像。
14.一種水印信息檢測裝置，檢測利用電子水印技術埋入圖像中的埋入信息，其特徵在於，具備檢測部，用於檢測配置在圖像中的、與所述埋入信息相對應的圖案，其中所述圖案是利用權利要求1所述的水印信息埋入裝置配置在所述圖像中的圖案。
15.根據權利要求14所述的水印信息檢測裝置，其特徵在於所述圖案是比埋入時劣化的圖案。
16.根據權利要求14所述的水印信息檢測裝置，其特徵在於所述檢測部根據檢測出的圖案確定與該圖案相對應的符號，通過結合該符號來恢復所述埋入信息。
17.根據權利要求14所述的水印信息檢測裝置，其特徵在於所述檢測部一邊對大於圖像中的微小區域的區域進行掃描，一邊對針對圖像中的微小區域的濾波處理進行濾波處理。
18.根據權利要求17所述的水印信息檢測裝置，其特徵在於根據掃描後的濾波處理結果，按記錄有圖案的單位來搜索濾波輸出值的峰值，從而確定圖案位置。
19.根據權利要求14所述的水印信息檢測裝置，其特徵在於所述檢測部根據所述濾波輸出值的正負來確定圖案。
20.根據權利要求14所述的水印信息檢測裝置，其特徵在於所述檢測部使用可降低對逆相圖案的反應的濾波器。
21.根據權利要求14所述的水印信息檢測裝置，其特徵在於所述檢測部使用即使圖案的頻率降低也可正確檢測信號的濾波器。
22.根據權利要求21所述的水印信息檢測裝置，其特徵在於所述檢測部使用下述濾波器在邊緣檢測時的採樣值的一部分中使用周圍某一定範圍的象素的濃度、亮度、飽和度或色度的最高值或最低值。
23.一種利用電子水印技術在圖像中埋入信息的水印信息埋入方法，其特徵在於，包括編碼步驟，對埋入圖像中的埋入信息進行編碼；圖案分配步驟，向所述編碼後的埋入信息的各符號分配圖案；和配置步驟，在所述圖像中規則地配置與所述埋入信息相對應的所述圖案，其中向所述各符號中的每一個分配具有規定的空間周期的1個或2個或2個以上的圖案。
24.根據權利要求23所述的水印信息埋入方法，其特徵在於所述圖案是由具有一定頻率和方向的多個象素構成的圖案。
25.根據權利要求23所述的水印信息埋入方法，其特徵在於所述圖案根據頻率分量強的方向確定相對應的符號。
26.根據權利要求23所述的水印信息埋入方法，其特徵在於所述圖案具有頻率相互正交的邊緣分量，根據該頻率的較強邊緣分量的方向確定相對應的符號。
27.根據權利要求26所述的水印信息埋入方法，其特徵在於所述圖案具有特定頻率的水平和垂直的邊緣分量，根據該頻率的較強邊緣分量的方向確定相對應的符號。
28.根據權利要求23所述的水印信息埋入方法，其特徵在於向所述各符號中的每一個分配具有接近的頻率和方向的2個或2個以上的圖案。
29.根據權利要求23所述的水印信息埋入方法，其特徵在於在所述配置步驟中，在配置所述圖案時，按象素單位比較圖像上的象素和該圖案的象素，並按象素單位切換是否配置該圖案。
30.根據權利要求29所述的水印信息埋入方法，其特徵在於所述比較利用象素的值進行。
31.根據權利要求29所述的水印信息埋入方法，其特徵在於所述比較通過判斷所述圖像上的象素是構成前景的象素還是構成背景的象素、以及所述圖案的象素是構成前景的象素還是構成背景的象素來進行。
32.根據權利要求30所述的水印信息埋入裝置，其特徵在於在所述配置步驟中，僅在所述圖像上的象素是構成背景的象素的情況下配置圖案。
33.根據權利要求23所述的水印信息埋入方法，其特徵在於所述圖案是相鄰的圖案與圖案相連接的圖案。
34.根據權利要求23所述的水印信息埋入方法，其特徵在於，還包括將任意的數據變換成所述圖像的圖像化步驟。
35.根據權利要求23所述的水印信息埋入方法，其特徵在於，還包括印刷步驟，在可印刷的媒體上印刷埋入了所述埋入信息的圖像。
36.一種水印信息檢測方法，檢測利用電子水印技術埋入圖像中的埋入信息，其特徵在於，包括檢測步驟，檢測配置在圖像中的、與所述埋入信息相對應的圖案，其中所述圖案是利用權利要求23所述的水印信息埋入方法配置在所述圖像中的圖案。
37.根據權利要求36所述的水印信息檢測方法，其特徵在於所述圖案是比埋入時劣化的圖案。
38.根據權利要求36所述的水印信息檢測方法，其特徵在於在所述檢測步驟中，根據檢測出的圖案確定與該圖案相對應的符號，通過結合該符號來恢復所述埋入信息。
39.根據權利要求36所述的水印信息檢測方法，其特徵在於在所述檢測步驟中，一邊對大於圖像中的微小區域的區域進行掃描，一邊對針對圖像中的微小區域的濾波處理進行濾波處理。
40.根據權利要求39所述的水印信息檢測方法，其特徵在於根據掃描後的濾波處理結果，按記錄有圖案的單位來搜索濾波輸出值的峰值，從而確定圖案位置。
41.根據權利要求36所述的水印信息檢測方法，其特徵在於在所述檢測步驟中，根據所述濾波輸出值的正負來確定圖案。
42.根據權利要求36所述的水印信息檢測方法，其特徵在於在所述檢測步驟中，使用可降低對逆相圖案的反應的濾波器。
43.根據權利要求36所述的水印信息檢測方法，其特徵在於在所述檢測步驟中，使用即使圖案的頻率降低也可正確檢測信號的濾波器。
44.根據權利要求43所述的水印信息檢測方法，其特徵在於在所述檢測步驟中使用下述濾波器在邊緣檢測時的採樣值的一部分中使用周圍某一定範圍的象素的濃度、亮度、飽和度或色度的最高值或最低值。
45.一種利用電子水印技術在圖像中埋入信息後輸出的印刷物，其特徵在於向對埋入圖像中的埋入信息進行編碼後得到的各符號分配已分配給所述各符號中的每一個的、具有規定空間周期的1個或2個或2個以上圖案中的任意一個，並在所述圖像中規則地配置與所述埋入信息相對應的所述圖案。
46.根據權利要求45所述的印刷物，其特徵在於所述圖案是由具有一定頻率和方向的多個象素構成的圖案。
47.根據權利要求45所述的印刷物，其特徵在於所述圖案根據頻率分量強的方向確定相對應的符號。
48.根據權利要求45所述的印刷物，其特徵在於所述圖案具有頻率相互正交的邊緣分量，根據該頻率的較強邊緣分量的方向確定相對應的符號。
49.根據權利要求48所述的印刷物，其特徵在於所述圖案具有特定頻率的水平和垂直的邊緣分量，根據該頻率的較強邊緣分量的方向確定相對應的符號。
50.根據權利要求45所述的印刷物，其特徵在於向所述各符號中的每一個分配具有接近的頻率和方向的2個或2個以上的圖案。
51.根據權利要求45所述的印刷物，其特徵在於在配置所述圖案時，按象素單位比較圖像上的象素和該圖案的象素，並按象素單位切換是否配置該圖案。
52.根據權利要求51所述的印刷物，其特徵在於所述比較利用象素的值進行。
53.根據權利要求51所述的印刷物，其特徵在於所述比較通過判斷所述圖像上的象素是構成前景的象素還是構成背景的象素、以及所述圖案的象素是構成前景的象素還是構成背景的象素來進行。
54.根據權利要求52所述的印刷物，其特徵在於僅在所述圖像上的象素是構成背景的象素的情況下配置圖案。
55.根據權利要求45所述的印刷物，其特徵在於所述圖案是相鄰的圖案與圖案相連接的圖案。
全文摘要
本發明提供一種水印信息埋入裝置，通過用簡單的線或點表現信息，可飛躍性地提高信息記錄密度。一種利用電子水印技術在圖像中埋入信息的水印信息埋入裝置，其特徵在於，具備對將要埋入圖像中的埋入信息進行編碼的編碼部(11)；向編碼後的埋入信息的各符號分配圖案的圖案分配部(12)；和在圖像中規則地配置與埋入信息相對應的圖案的帶水印圖像合成部(13)，其中向各符號中的每一個分配具有規定空間周期的1個或2個或2個以上的圖案。通過用簡單的線或點表現信息，可飛躍性地提高信息記錄密度。
文檔編號H04N1/387GK1879398SQ20048003322
公開日2006年12月13日 申請日期2004年11月4日 優先權日2003年11月11日
發明者前野藏人 申請人:衝電氣工業株式會社