圖像處理裝置及方法

專利名稱：圖像處理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理裝置及其方法，例如，涉及特征不同的圖像混合存在的圖像中的電子水印信息的埋入、提取以及數(shù)字文檔等的圖像處理。
背景技術(shù)：
近年來的計算機以及網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展非常顯著，在計算機以及網(wǎng)絡(luò)中使用著文字?jǐn)?shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、聲音數(shù)據(jù)等多種信息。由于這些數(shù)據(jù)都已經(jīng)被數(shù)字化，故容易進行相同質(zhì)量的數(shù)據(jù)復(fù)制。因此，為了保護這些數(shù)據(jù)的著作權(quán)等，多數(shù)情況下都將著作權(quán)信息或使用者信息作為電子水印信息(下面簡稱為“電子水印”)埋入到圖像數(shù)據(jù)或聲音數(shù)據(jù)中。
所謂電子水印是一種通過對圖像數(shù)據(jù)或聲音數(shù)據(jù)實施預(yù)定的處理，在這些數(shù)據(jù)中秘密埋入人類的視覺或聽覺不能識別的其他的信息的技術(shù)。通過從圖像數(shù)據(jù)或聲音數(shù)據(jù)中提取電子水印，可以得到著作權(quán)信息或使用者信息以及識別信息等，例如，可以根據(jù)非法復(fù)制的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)追蹤進行了非法復(fù)制的人或在非法復(fù)制中使用的設(shè)備。換言之，就是電子水印適用于圖像的著作權(quán)等的保護、防止偽造、記錄各種信息等。
電子水印所要求的條件如下質(zhì)量埋入應(yīng)該是不能感知被埋入的信息的，即較少有原始的數(shù)字信息的質(zhì)量惡化；穩(wěn)固性被埋入到數(shù)字信息中的信息應(yīng)該是持續(xù)存留的，即，即使是受到數(shù)據(jù)壓縮或濾波處理這樣的編輯或者攻擊也不會丟失所埋入的信息。
信息量可以對應(yīng)于用途選擇可埋入的信息量。
電子水印所要求的這些條件一般存在相互折衷(平衡)的關(guān)系。例如，如果想要實現(xiàn)穩(wěn)固性強的電子水印，則大多將產(chǎn)生比較大的質(zhì)量惡化而使可埋入的信息量減少。
此外，如果以多值的靜止圖像為例，則作為電子水印的埋入方法，可以分為空間區(qū)域埋入法和頻域埋入法兩大類。
作為在空間區(qū)域埋入電子水印的方法的例子，可以列舉利用拼綴物的IBM方式(W.Bender，D.Gruhl，N.Morimoto“Techniquesfor Data Hiding”，proceedings of the SPIE，San Jose CA，USA，F(xiàn)ebruary 1995)或G.W.Rhoads，W.Linn“Steganography methodemploying embedded”，US Patent No.5636292等。
作為在頻域埋入電子水印的方法的例子，除了利用離散余弦變換的NTT方式(中村、小川、高“用于數(shù)字圖像的著作權(quán)保護的頻域的電子水印方式”，SCSI’97-26A，1997年1月)外，還可以列舉如利用離散傅立葉變換的防衛(wèi)大學(xué)的方式(大西、岡、松井“利用PN系列的對圖像的水印署名法”，SCSI’97-26B，1997年1月)、利用離散小波變換的三菱、九大的方式(石、坂井、櫻井，“關(guān)于使用了小波變換的電子水印技術(shù)的安全性和可靠性的實驗考察”，SCSI’97-26D，1997年1月)以及松下的方式(井上、宮崎、山本、桂，“關(guān)于對于基于小波變換的數(shù)字·水印-圖像壓縮、變換處理的健壯性”，SCSI’98-3.2.A，1998年1月)等。
對由文字或線圖形構(gòu)成的電子文檔這樣的二值化圖像，眾所周知的也有操作文字部分的方法(日經(jīng)電子1997.3.10(no.684)p.164-168)或使用由2×2像素構(gòu)成的二值的單元(濃度圖案)構(gòu)成二值圖像的方法(比特September 1999/Vol.31，No.9)等。
上述的方式，電子水印的埋入處理和提取處理分別構(gòu)成為一對，基本上沒有互換性。此外，一般地，可以說在空間區(qū)域埋入電子水印的方法是像質(zhì)惡化小，但穩(wěn)固性弱，而使用頻率變換的方法雖然像質(zhì)惡化較大，但穩(wěn)固性強。即，穩(wěn)固性強但可埋入的信息量少的方法或像質(zhì)好卻穩(wěn)固性弱的方法等，每種方式其特征不同。此外，原理上講，在多值圖像中使用的埋入方法不能適用于二值圖像。
此外，彩色圖像、黑白文字圖像以及線圖形等除了被在監(jiān)視器顯示屏上進行顯示觀察外，很多時候也被進行打印觀察。另一方面，最近，與以前相比，彩色復(fù)印機自不用說，使用如噴墨式打印機等廉價的打印機可以進行非常高像質(zhì)的打印物的生成。加之，通過已經(jīng)普及了的廉價的彩色圖像掃描器、在計算機上工作的簡便的圖像處理軟件或圖像編輯軟件，可以從高像質(zhì)的打印物中讀取圖像，再生在實用上像質(zhì)毫不遜色的圖像。進而，還可以容易地從高圖像質(zhì)量的打印物中讀取圖像，抽出并挪用黑白二值的文字圖像以及線圖形等。
電子水印的埋入根據(jù)其特征、特別是根據(jù)作為想要埋入電子水印的對象的圖像數(shù)據(jù)的特征有著種種的方式，適用于圖像數(shù)據(jù)的埋入方法則各異。在這些各種各樣的多種方式中，雖然電子水印的埋入處理和提取處理構(gòu)成一對，但在不同的方式之間并沒有互換性。因此，可以單個地在多值圖像中使用多值圖像用的埋入方式，在文本圖像中使用二值圖像用的埋入方式。但是，近來，生成用數(shù)字照相機攝取的照片圖像、用文字處理機生成的文本等混合存在的、如圖5或圖6所示那樣的數(shù)字圖像進行打印的例子還在增加。人們期望有一種在使用這樣的特征不同的多個圖像區(qū)域的數(shù)字圖像混合存在的數(shù)字圖像或其打印物時有效的電子水印的埋入方法。這里，在下面我們將特征不同的多個圖像稱為“異種圖像”，將混合有異種圖像的圖像稱為“混合圖像”。
此外，對于使用圖像掃描器等圖像輸入設(shè)備構(gòu)成從混合圖像的打印物中讀取的數(shù)字圖像的各種異種圖像，期望能夠保護其著作權(quán)等。換言之，就是期望能夠進行每一個構(gòu)成用圖像掃描器等從可以將打印物作為媒介進行交換的圖像中讀取并得到的圖像的各部分的圖像(下面稱為“部分圖像”)的著作權(quán)等的保護。
另外，在辦公室文檔整體的安全保密方面，近年來以ISO 15408為標(biāo)準(zhǔn)的想法正在世界范圍擴展，從這樣的觀點看，其將陸續(xù)成為非常重要的技術(shù)領(lǐng)域。在這樣的情況下，作為文檔信息的安全管理方法之一，人們已經(jīng)開始考慮各種上述電子水印的方案，并進行利用。
作為安全管理的目的，人們考慮防止數(shù)據(jù)的非法復(fù)制、防止重要信息的泄漏或者串改、文檔信息的著作權(quán)保護、或者對圖像數(shù)據(jù)等的利用進行收費等種種情況，并分別對它們提出了各種各樣的電子水印方式。例如，作為對數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進行可以不為人們所知覺地埋入水印信息的技術(shù)，眾所周知的有日本特愿平10-278629號公報公開的、小波變換圖像數(shù)據(jù)并利用在頻率空間的冗長性埋入水印信息等方法。
再有，雖然文本圖像這樣的二值化圖像冗長度小，實現(xiàn)電子水印技術(shù)困難，但眾所周知的已有若干個利用了文本圖像特有的特征的電子水印方式(下面稱之為“文本水印”)。例如，可以列舉移動行的基線的方法(日本專利第3136061號)、操作單詞間的空白長度的方法(美國專利第6086706號、日本特開平9-186603號公報)、操作文字間的空白長度的方法(King Mongkut大學(xué)“Electronicdocument data hiding technique using inter-character space”the 1998IEEE Asia-Pacific Conf.On Circuit and System，1998，419-422頁)、作為黑白二值的位像使用的方法(日本特開平11-234502號公報)等。
上述方式的特征是用戶不能判別在圖像中埋入有水印信息這一事實(以下稱為“不可視水印”)。相反地，也有人提出向用戶明示埋入有水印信息這一事實地埋入水印信息的方式(以下稱之為“可視水印”)。例如，在日本特愿平10-352619號公報中公開了通過原始圖像的像素位置和要埋入水印圖像的形狀的比較，實施了原始圖像和埋入系列的可逆運算的結(jié)果，以使用者可以看見水印信息的形式進行埋入的方法。
電子水印方式基本上是以在圖像數(shù)據(jù)本身中埋入某種附加的信息為目的，利用所埋入的附加信息防止非法使用、進行著作權(quán)保護、防止串改數(shù)據(jù)等謀求保護原始圖像的方式。換言之，就是想要達到或者禁止觀看原始圖像本身、或者只允許持有預(yù)定權(quán)限的用戶進行復(fù)制這樣的目的。
此外，原始圖像的保護適用于圖像整體。因此，存在連包含在被保護的圖像中的不需要進行保護的圖像也不能觀看、不能復(fù)制等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是用于逐個或者整體解決上述問題的發(fā)明，目的在于在特征不同的圖像區(qū)域混合存在的圖像中埋入電子水印。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種圖像處理裝置，包括將輸入的圖像分割成具有不同的特征的多個圖像區(qū)域的分割裝置；利用依照圖像區(qū)域的特征的埋入方法逐個進行了區(qū)域分割的圖像區(qū)域地埋入電子水印的埋入裝置；以及將埋入了上述電子水印的圖像區(qū)域合并為一個圖像的合并裝置。
此外，本發(fā)明的另外的目的在于從混合有特征不同的圖像區(qū)域的圖像中提取電子水印以便能夠判定可否利用其圖像。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種圖像處理裝置，包括將輸入的圖像分割成具有不同的特征的多個圖像區(qū)域的分割裝置；提取利用依照圖像區(qū)域的特征的埋入方法埋入到進行了區(qū)域分割的各個圖像區(qū)域的電子水印的提取裝置；基于提取出來的電子水印判定可否利用上述輸入圖像的判定裝置。
進而，本發(fā)明另外的目的在于可逐個圖像區(qū)域地判定可否利用其圖像。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種圖像處理裝置，包括將輸入的圖像分割成具有不同的特征的多個圖像區(qū)域的分割裝置；提取利用依照圖像區(qū)域的特征的埋入方法埋入到進行了區(qū)域分割的各個圖像區(qū)域的電子水印的提取裝置；基于提取出來的電子水印判定可否利用上述輸入圖像的判定裝置；上述判定裝置逐個上述進行了區(qū)域分割的各個圖像區(qū)域地判定可否進行圖像處理。
本發(fā)明的其他的目的在于控制對圖像信息的圖像區(qū)域的處理。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種圖像處理裝置，包括用于輸入數(shù)字化了的圖像信息的輸入裝置；用于識別包含在輸入圖像信息中的預(yù)定的圖像區(qū)域的識別裝置；生成用于控制對上述圖像區(qū)域的處理的認(rèn)證信息的生成裝置；以及用于將上述認(rèn)證信息埋入上述圖像區(qū)域的埋入裝置。
另外，可逐個圖像區(qū)域地保護圖像也是本發(fā)明的目的之一。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種圖像處理裝置，包括用于輸入數(shù)字化了的圖像信息的輸入裝置；用于識別包含在輸入圖像信息中的預(yù)定的圖像區(qū)域的識別裝置；生成用于控制對上述圖像區(qū)域的處理的認(rèn)證信息的生成裝置；以及用于將上述認(rèn)證信息埋入上述圖像區(qū)域的埋入裝置；上述生成裝置以及埋入裝置逐個上述預(yù)定的圖像區(qū)域地生成并埋入上述認(rèn)證信息。
本發(fā)明的其他的特征和優(yōu)點，通過下面的描述和附圖將顯而易見。在附圖中，相同的參考標(biāo)號表示相同或相似的部分。


圖1是表示第1實施形式的圖像處理系統(tǒng)的圖；圖2是將圖1所示的構(gòu)成的主要部分作為功能模塊表現(xiàn)的框圖；圖3是表示第1實施形式的操作順序的流程圖；圖4是表示第2實施形式的操作順序的流程圖；圖5以及圖6是表示混合圖像的一例的圖；圖7是表示第3實施形式的圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖；圖8是表示MFP的構(gòu)成的框圖；圖9到圖12是說明通過圖像處理系統(tǒng)進行的處理的概要的流程圖；圖13是說明塊選擇的圖；
圖14A、14B是表示塊選擇的結(jié)果的圖；圖15是說明文本水印的埋入的圖；圖16是說明文本水印的提取的圖；圖17是說明文本水印的埋入規(guī)則的圖；圖18是表示探索移動量的處理的流程圖；圖19是表示埋入水印信息的埋入處理部(功能部)的構(gòu)成的框圖；圖20是表示電子水印生成部的詳細內(nèi)容的框圖；圖21是表示基本矩陣的一例的圖；圖22是表示電子水印的一例的圖；圖23是表示電子水印的埋入處理的圖；圖24是表示圖像數(shù)據(jù)的構(gòu)成例的圖；圖25是表示提取被埋入到圖像中的水印信息的提取處理部(功能部)的構(gòu)成的框圖；圖26是表示提取圖案生成部的處理的詳細內(nèi)容的圖；圖27是表示提取圖案的例子；圖28是說明集成圖像的圖；圖29是表示提取電子水印的例子的圖；圖30是表示數(shù)字復(fù)印機的構(gòu)成例的外觀圖；圖31是表示利用讀出部的圖像處理部進行的、隱藏指定了區(qū)域的圖像的處理的流程圖；圖32是表示操作部的概要的圖；圖33是詳細說明圖31所示的從步驟S105到步驟S111的處理的流程圖；圖34是示意地示出圖33所示的流的圖；圖35是示意地說明圖33所示的流的圖；圖36到圖38是說明位圖化編碼數(shù)據(jù)的方法的圖；圖39是說明利用讀出部的圖像處理部進行的、從位圖復(fù)原原始圖像的方法的流程圖。
具體實施例方式
下面，參照圖面詳細地說明涉及本發(fā)明的實施形式的圖像處理。
第1實施形式[構(gòu)成]圖1是表示第1實施形式的圖像處理系統(tǒng)的圖。
計算機系統(tǒng)(PC機)1和圖像輸入裝置(彩色圖像掃描器)2由用于進行兩者之間的數(shù)據(jù)交換的纜線3連接著。進而，PC機1和圖像輸出裝置(彩色打印機)4由用于在兩者之間進行數(shù)據(jù)交換的纜線5連接著。
圖2是將圖1所示的構(gòu)成的主要部分作為功能模塊表現(xiàn)的框圖。
圖2中，CPU11按照保存在ROM13或硬盤裝置18中的程序，以RAM12為工作區(qū)，經(jīng)由總線20控制其他構(gòu)成的操作。進而，CPU11進行例如按照通過連接在操作輸入器件用I/O17上的鍵盤或鼠標(biāo)16等輸入的指示，控制圖像輸入裝置用的I/O22在掃描器2上取得圖像，控制顯示器控制部14在顯示器15上顯示所取得的圖像，控制外部存儲裝置用的I/O19將所取得的圖像保存在硬盤裝置18中，控制圖像輸出裝置用的I/O17在打印機4上打印所取得的圖像、或者經(jīng)由接口(I/F)23將所取得的圖像輸出到各種各樣的網(wǎng)絡(luò)等。當(dāng)然，圖像的取得也可以經(jīng)由I/F23由連接在網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器進行。
這里，作為掃描器2以及打印機4的I/O和作為硬盤裝置18或操作輸入器件用的I/O，均可以優(yōu)選使用USB(universal Serial Bus)或IEEE1394串行總線等。此外，作為打印機4的I/O，還可以使用IEEE1284接口。
第3圖是表示第1實施形式的操作順序的流程圖。記述了圖3所示的順序的計算機可運行的程序被預(yù)先保存在ROM13或硬盤裝置18中。CPU11通過將其程序讀入RAM12中運行，可以實現(xiàn)后述的操作。
即，接收到輸出圖像的指示(S10)，便開始圖3所示的操作。具體地就是，如果操作人員操作鍵盤或者鼠標(biāo)16指示通過打印機4打印利用圖像編輯處理軟件等生成的圖像的意圖，則CPU11便遵照其指示從硬盤裝置18等中將處理對象的圖像數(shù)據(jù)讀入到RAM12上。
這里，雖然略去了詳細的說明，但其也可以是具有打印已經(jīng)通過圖像編輯處理軟件等展開在RAM12上的圖像意思的指示。此外，還可以是具有利用掃描器2從打印物上讀取、打印圖像意思的指示。進而，還可以是具有從連接在網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器上下載圖像進行打印意思的指示。
然后，CPU11識別被讀入到RAM12中的圖像數(shù)據(jù)的圖像的特征，把圖像區(qū)域分割成照片圖像等多值圖像區(qū)域，由文字或線圖形以及圖表等構(gòu)成的二值圖像區(qū)域，并將分割的結(jié)果寫入RAM12的預(yù)定區(qū)域中(S20)。
接著，CPU11根據(jù)保持在RAM12中的圖像區(qū)域的分割結(jié)果以及圖像數(shù)據(jù)判定處理對象的圖像中是否存在多值圖像區(qū)域(S30)，如果存在則進入步驟S40進行處理，如果不存在則進入步驟S50進行處理。
在步驟S40，CPU11使用在空間區(qū)域埋入電子水印的方法、或在頻域埋入電子水印的方法分別在多值圖像區(qū)域埋入具有表示作為著作權(quán)保護的對象物的含意等的電子水印。
然后，CPU11根據(jù)保持在RAM12中的圖像區(qū)域的分割結(jié)果以及圖像數(shù)據(jù)判定處理對象的圖像中是否存在二值圖像區(qū)域(S50)，如果存在則進入步驟S60進行處理，如果不存在則進入步驟S70進行處理。
在步驟S60，CPU11使用操作文字的間隔的方法、或使用由2×2像素構(gòu)成的二值的單元(濃度圖案)構(gòu)成二值圖像的方法，分別在二值圖像區(qū)域中埋入具有表示作為著作權(quán)保護的對象物的含意等的電子水印。
然后，CPU11合并埋入了電子水印的多值圖像區(qū)域或二值化圖像區(qū)域的部分圖像，在RAM12中生成相當(dāng)于打印一頁的圖像數(shù)據(jù)(S70)，進行用于使打印機4打印所生成的圖像數(shù)據(jù)的處理(例如，以誤差擴散處理等為代表的中間灰階處理、伽馬校正、向頁描述語言數(shù)據(jù)的變換等)，并將所生成的打印數(shù)據(jù)傳送給打印機4，使之打印圖像(S80)。
這里，在步驟S20的區(qū)域分割中，可以適用如特開平8-186706號公報或特開平8-336040號公報所公開的方法。在特開平8-186706號公報中，公開了對于具有不同的成分的像域(相當(dāng)于部分圖像的區(qū)域)混合存在的數(shù)字彩色圖像，關(guān)注構(gòu)成背景(底子)的像域，提取像域，進而判定這些像域是彩色照片、黑色之外的彩色文字或者線圖形、黑白的濃淡(灰度)的照片、黑白的文字或者線圖形等的哪一種像域的手法。此外，在特開平8-336040號公報中，還公開了以特開平8-186706號公報記載的技術(shù)為基礎(chǔ)，不管輸入圖像的大小地、良好且高速地像域分離(區(qū)域分割)數(shù)字彩色圖像的方法。
此外，在上述內(nèi)容中，我們說明了預(yù)先分別在使用圖像編輯處理軟件等生成的圖像的部分圖像中埋入電子水印，但也可以在利用圖像編輯處理軟件編輯部分圖像時，識別該部分圖像的特征，利用依照識別結(jié)果的埋入方法在部分圖像上埋入電子水印。此時，只要將相當(dāng)于圖3所示的從步驟S30到S70的處理組入到圖像編輯處理軟件中即可。
第2實施形式下面，說明涉及本發(fā)明的第2實施形式的圖像處理裝置。這里，在第2實施形式中，對與第1實施形式同樣的構(gòu)成附加相同符號并略去其詳細說明。
圖4是表示第2實施形式的操作順序的流程圖。
即，如果接收到圖像編輯等利用圖像的指示(S110)，便開始圖4所示的操作。具體地就是，如果操作人員操作鍵盤或者鼠標(biāo)16指示編輯從打印物等讀取的圖像等的意圖，則CPU11將遵照該指示從硬盤裝置18等中將處理對象的圖像數(shù)據(jù)讀入到RAM12上。
這里，與第1實施形式同樣地，也可以是具有編輯已經(jīng)利用圖像編輯處理軟件等展開在RAM12上的圖像意思的指示。此外，還可以是具有利用掃描器2從打印物上讀取、打印圖像意思的指示。進而，還可以是具有從連接在網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器上下載圖像進行打印意思的指示。
然后，CPU11識別被讀入到RAM12中的圖像數(shù)據(jù)的圖像的特征，把圖像區(qū)域分割成照片圖像等多值圖像區(qū)域、由文字或線圖形以及圖表等構(gòu)成的二值圖像區(qū)域，并將其分割的結(jié)果寫入RAM12的預(yù)定區(qū)域中(S120)。
接著，CPU11根據(jù)保持在RAM12中的圖像區(qū)域的分割結(jié)果以及圖像數(shù)據(jù)判定處理對象的圖像中是否存在多值圖像區(qū)域(S130)，如果存在則進入步驟S140進行處理，如果不存在則進入步驟S150進行處理。
在步驟S140，CPU11檢查保持在RAM12中的圖像數(shù)據(jù)的各個多值圖像區(qū)域是否被埋入有電子水印，在埋入有電子水印時逐個圖像區(qū)域地將電子水印寫入RAM12的預(yù)定區(qū)域，在沒有埋入電子水印時逐個圖像區(qū)域地將表示其含意的數(shù)據(jù)寫入RAM12的預(yù)定區(qū)域。
然后，CPU11根據(jù)保持在RAM12中的圖像區(qū)域的分割結(jié)果以及圖像數(shù)據(jù)判定處理對象的圖像中是否存在二值圖像區(qū)域(S150)，如果存在則進入步驟S160進行處理，如果不存在則進入步驟S170進行處理。
在步驟S160，CPU11檢查保持在RAM12中的圖像數(shù)據(jù)的各個二值圖像區(qū)域是否被埋入有電子水印，在埋入有電子水印時逐個圖像區(qū)域地將電子水印寫入RAM12的預(yù)定區(qū)域，在沒有埋入電子水印時逐個圖像區(qū)域地將表示其含意的數(shù)據(jù)寫入RAM12的預(yù)定區(qū)域。
然后，CPU11合并所提取的電子水印(S170)，判定被指示進行打印的圖像是否是作為著作權(quán)保護的對象物(S180)，在判斷圖像或者其部分圖像是著作權(quán)保護等的對象物時，進入步驟S200，如果不是則進入步驟S190。
在步驟S190，CPU11將允許圖像編輯。因此，操作人員可以利用所希望的圖像(如切出、編輯、打印、保存等)。另一方面，在步驟S200中，將在顯示器15上顯示所指示打印的圖像或者其部分圖像是著作權(quán)保護等的對象物的意思，并向操作人員發(fā)出警告，結(jié)束處理。
此外，在上述內(nèi)容中，我們說明了分別在利用掃描器2讀取的圖像的部分圖像中提取電子水印，但也可以在利用圖像編輯處理軟件編輯部分圖像時，識別該部分圖像的特征，從部分圖像中提取利用依照識別結(jié)果的埋入方法埋入在部分圖像中的電子水印。此時，只要將相當(dāng)于從圖4所示的步驟S130到S200的處理組入到圖像編輯處理軟件中即可。
進而，也可以不合并所提取的電子水印地、逐個圖像區(qū)域地判定電子水印，并逐個圖像區(qū)域(部分圖像)地判定可否進行其利用。這里，在部分圖像的利用中，包含部分圖像的切出、切出的部分圖像的編輯、切出的部分圖像的打印或保存等。
第3實施形式[構(gòu)成]第7圖是表示第3實施形式的圖像處理系統(tǒng)的構(gòu)成的框圖。
該圖像處理系統(tǒng)可以在通過用互聯(lián)網(wǎng)這樣的WAN104連接了辦公室(辦公室這樣的多個區(qū))130和120的環(huán)境下實現(xiàn)。
在辦公室130內(nèi)構(gòu)筑的LAN107上，連接有復(fù)合機(MFPMulti-Function Processor)100、控制MFP100的管理PC101、客戶PC102、文本管理服務(wù)器106、由文本管理服務(wù)器管理的數(shù)據(jù)庫105等。辦公室120雖然具有與辦公室130大致相同的構(gòu)成，但在辦公室120內(nèi)構(gòu)筑的LAN108上，至少連接有文本管理服務(wù)器106、通過文本管理服務(wù)器管理的數(shù)據(jù)庫105等。辦公室130的LAN107和辦公室120的LAN108經(jīng)由連接在LAN107上的代理服務(wù)器103、WAN104以及連接在LAN108上的代理服務(wù)器103相互連接著。
MFP100承擔(dān)讀取紙的文本的圖像、處理所讀取的圖像的圖像處理的一部分。從MFP100輸出的圖像信號經(jīng)由通信線路109被輸入到管理PC101。管理PC101雖然是普通的個人用計算機(PC機)，具有進行圖像存儲的硬盤等存儲體、由硬件以及軟件構(gòu)成的圖像處理部、CRT或LCD等監(jiān)視器、鼠標(biāo)或鍵盤等輸入裝置，但其一部分與MFP100一體化構(gòu)成。
圖8是表示MFP100的構(gòu)成的框圖。
包含自動輸稿器(ADF)的圖像讀取部110利用光源照射一張或者分別重疊了數(shù)張原稿的圖像，通過透鏡將來自原稿的反射像成像在固體攝像元件上，并從固體攝像元件得到光柵順序的圖像讀取信號(例如600dpi)。在復(fù)印原稿時，由數(shù)據(jù)處理部115將該圖像讀出信號變換到記錄信號，在向多張記錄紙上復(fù)印時，在一度在記錄部111上保存了一頁程度的記錄信號后，通過反復(fù)將該記錄信號輸出到記錄部112中，可以在數(shù)張的記錄紙上形成圖像。
另一方面，從客戶PC102輸出的打印數(shù)據(jù)經(jīng)由LAN107被輸入到網(wǎng)絡(luò)接口(I/F)114，在由數(shù)據(jù)處理部裝置115將之變換成可以進行記錄的光柵數(shù)據(jù)后，由記錄部112作為圖像將之形成在記錄紙上。
操作人員對MFP100的指示，通過由裝備在MFP100上的鍵操作部和管理PC101的鍵盤或鼠標(biāo)構(gòu)成的輸入部113進行。輸入操作的顯示以及圖像處理狀態(tài)的顯示等由顯示部116進行。
上述的MFP100的操作由數(shù)據(jù)處理部115內(nèi)的沒有圖示的控制部進行控制。
這里，存儲部111也可以由管理PC101來控制。MFP100和管理PC101之間的數(shù)據(jù)的授受以及控制經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)I/F117以及直接連接二者的信號線109進行。
圖9到圖12是說明利用上述的圖像處理系統(tǒng)進行的處理的概要的流程圖。
利用圖像讀取部110掃描原稿，得到600dpi、8位的圖像信號(圖像信息輸入處理，S1201)。數(shù)據(jù)處理部115對該圖像信號實施修剪、斜行校正(包含朝向的校正)、去除噪聲等前處理(S1202)，通過二值化處理生成二值圖像(S1203)并在存儲部111上保存一頁左右的圖像數(shù)據(jù)(多值以及二值圖像數(shù)據(jù))。
管理PC101的CPU對保存在存儲部111上的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行塊選擇，識別文字/線圖形部分、灰階圖像部分以及不存在文字/線圖形或圖像的背景部分(S1204)。進而，將文字/線圖形部分分割成如段落單位的區(qū)域或者其以外的構(gòu)造物(帶有框線的表或線圖形)，并段落化它們(文本區(qū)域)。另一方面，灰階圖像部分以及背景部分按矩形區(qū)域等每個可分割的單位段落化為獨立的對象(圖像區(qū)域)(S1205)。進而，基于被分離開了的文本區(qū)域的位置信息、圖像區(qū)域的位置信息，從保存在存儲部111的圖像數(shù)據(jù)中，從文本區(qū)域切出二值圖像，從圖像區(qū)域切出多值圖像(S1206)。在下面的說明中，有時稱所切出的圖像區(qū)域為“塊”。
下面的處理將逐塊地進行。在所處理的塊是文本區(qū)域時，通過進行文本水印檢測處理，判別該塊中是否埋入有水印信息，是圖像區(qū)域時，通過進行背景水印檢測處理，判別該塊中是否埋入有水印信息(S1207)。在被判斷為埋入有水印信息時，將該區(qū)域的顯示標(biāo)志設(shè)定為OFF(S1210)，在被判斷為沒有埋入時，將該區(qū)域的顯示標(biāo)志設(shè)定為ON(S1209)。進而，判斷是否對所有的塊都進行了同樣的處理(S1211)，反復(fù)步驟S1207到步驟S1210的處理直到結(jié)束所有的塊的顯示標(biāo)志的設(shè)定為止。
接著，選擇處理對象的塊(S1212)，利用顯示標(biāo)志判斷選擇塊中是否埋入有水印信息(S1213)，在沒有埋入時轉(zhuǎn)移到后述的“處理A”。反之，在埋入有水印信息時則敦促輸入口令(S1214)。該口令如后述的那樣，除了控制該塊的顯示外，還可以用于進行打印、發(fā)送等其他的控制功能的認(rèn)證。
如果輸入了口令則進一步判斷其合法性(S1215)，在是非法的口令時轉(zhuǎn)移到后述的“處理B”。在是正確的口令時，判定該口令是否是顯示用的口令(S1216)，如果是顯示用的口令則進一步判定該塊是否是背景部分(S1217)，如果是背景部分以外的部分(文本區(qū)域或者灰階圖像區(qū)域)則將該塊的顯示標(biāo)志設(shè)定為ON(S1221)。
在步驟S1217被判定為是背景部分時，即、是埋入了水印信息的背景部分時，因為不存在圖像，故從被埋入在背景中的水印信息(以下稱之為“背景水印”)中提取指示圖像的原始數(shù)據(jù)的保存位置的指針信息(S1218)，并從文件管理服務(wù)器106等中取得原始數(shù)據(jù)(S1219)。此時應(yīng)該注意的是，在原始數(shù)據(jù)中沒有埋入水印信息時，需要水印信息的繼承。如果不繼承水印信息，此后將不能進行對該塊的各種控制。或者，也可以是不繼承水印信息而重新輸入水印信息。在該塊的原始數(shù)據(jù)上繼承水印信息(即，將背景水印的信息作為不可視水印埋入圖像)或者埋入新的水印信息(S1220)，并在準(zhǔn)備了埋入有水印信息的顯示用的圖像后，將該塊的顯示標(biāo)志設(shè)定為ON(S1221)。
另一方面，在步驟S1216判定口令不是顯示用的口令時，判定該塊是否是文本區(qū)域(S1222)，如果不是文本區(qū)域則處理進入步驟S1225。此外，在其為文本區(qū)域時，將該塊的二值圖像數(shù)據(jù)送往文件管理服務(wù)器106等保存(S1223)，進而作為水印信息(包括表示圖像數(shù)據(jù)的保存目的地的指針信息、各種口令、各種控制信息等)埋入背景水印屏蔽該塊(S1224)。進而，在步驟S1225將該塊的顯示標(biāo)志設(shè)定為OFF。
然后，從該水印信息中提取該塊的其他的控制信息(可否打印、復(fù)制、發(fā)送等)(S1226)，并按照控制信息將該塊的其他的控制標(biāo)志設(shè)定為ON或者OFF(S1227)。接著，判定是否結(jié)束了所有的塊的處理(步驟S1228)，如果沒有結(jié)束，處理返回到步驟S1212，如果已經(jīng)結(jié)束則按照控制標(biāo)志進行各種控制(S1229)。這里，雖然存在打印、復(fù)制以及發(fā)送等依照控制信息的打印標(biāo)志、復(fù)制標(biāo)志以及發(fā)送標(biāo)志等，但只有當(dāng)它們是ON時才可以打印、復(fù)制以及發(fā)送該塊的圖像數(shù)據(jù)，如果它們是OFF，則不能打印、復(fù)制以及發(fā)送該塊的圖像數(shù)據(jù)。
下面，說明在步驟S1213被判定為沒有水印信息時的“處理A”。
首先，判定該塊是否是文本區(qū)域(S1241)，如果不是文本區(qū)域則因其不是控制對象塊而使處理進入步驟S1228。此外，在是文本區(qū)域時，變成為水印埋入模式，由用戶選擇是埋入可讀取文本的文本水印(顯示模式)還是埋入背景水印屏蔽該塊(非顯示模式)(S1242)。在選擇了顯示模式時，進行各種口令的設(shè)定(S1246)，并作為文本水印埋入包含這些口令的水印信息(S1247)。此外，在選擇了非顯示模式時，進行各種口令的設(shè)定(S1243)，將該塊的二值圖像數(shù)據(jù)送往文件管理服務(wù)器106等保存(S1244)，埋入包含指針信息、各種口令、各種控制信息等的背景水印并屏蔽該塊(S1245)。
進而，再次顯示該塊的圖像(埋入水印信息后的圖像或者背景)(S1248)，處理進入步驟S1228。
下面，說明在步驟S1215判定為非法的口令時的“處理B”。
首先，判定該塊是否是文本區(qū)域(S1251)，如果不是文本區(qū)域(由于原本是被屏蔽了的區(qū)域，故關(guān)于顯示的保全沒有問題)，為了進行有關(guān)控制的保全而將所有的控制標(biāo)志設(shè)定為OFF(S1225)，處理進入步驟S1228。此外，因為在文本區(qū)域時將之變成非顯示，故將該塊的二值圖像數(shù)據(jù)送往文件管理服務(wù)器106等保存(S1252)，埋入包含保存目的地的指針信息、各種口令、各種控制信息等的背景水印并屏蔽該塊(S1253)，再次顯示該塊(S1254)，將所有的控制設(shè)定為OFF(S1255)，處理進入步驟S1228。
作為各種控制的一例說明打印限制和發(fā)送限制。
·當(dāng)存在打印指示時打印標(biāo)志OFF的塊打印埋入了背景水印的背景圖像打印標(biāo)志ON的塊打印埋入了文本水印的圖像或者原始數(shù)據(jù)的圖像·當(dāng)存在發(fā)送指示時發(fā)送標(biāo)志OFF的塊發(fā)送埋入了背景水印的背景圖像發(fā)送標(biāo)志ON的塊發(fā)送埋入了文本水印的圖像或者原始的數(shù)據(jù)通過進行這樣的控制，可以自由自在地、逐個文件對象地管理其保密安全(例如閱覽限制、復(fù)制限制、發(fā)送限制、打印限制等)。此外，在打印了文件時，由于在文本區(qū)域或圖像區(qū)域分別埋入有文本水印或不可視水印，故可以進行從被打印的圖像中讀取的對象的保密管理，可以大幅度地提高文件的保密性。
下面，對主要的處理說明其詳細的內(nèi)容。
首先，說明步驟S1204以及S1205的塊選擇。
塊選擇是將圖13所示的一頁的圖像識別為對象的集合體，將各個對象的屬性判別為文字(TEXT)、圖片(PICTURE)、照片(PHOTO)、線條(LINE)、表(TABLE)，并分割成具有不同的屬性的區(qū)域(塊)的處理。下面，說明塊選擇的具體例子。
首先，將要進行處理的圖像二值化為黑白圖像，通過輪廓追跡提取被黑像素包圍起來的像素的塊。關(guān)于面積大的黑像素的塊，對其內(nèi)部的白像素進行輪廓追跡，提取白像素的塊。進而，提取超過預(yù)定面積的白像素的塊的內(nèi)部的黑像素的塊。如此這般地反復(fù)進行黑像素以及白像素的塊的提取。
按大小以及形狀分類這樣得到的像素塊，分別將之分類成具有不同的屬性的區(qū)域。例如，將縱橫比接近于1，大小為預(yù)定范圍的像素塊作為文字屬性的像素塊，進而，排列接近的文字屬性的像素塊并在可以組合化時將它們作為文字區(qū)域。此外，還可以分別將縱橫比小的扁平的像素塊分類為線條區(qū)域、將超過預(yù)定的大小且具有接近于矩形的形狀、內(nèi)包有排列了的白像素塊的黑像素塊所占據(jù)的范圍分類為表格區(qū)域、將散布有不定形狀的像素塊的區(qū)域分類為照片區(qū)域，將其他的任意形狀的像素塊分類為圖片區(qū)域。
圖14A以及圖14B是表示塊選擇的結(jié)果的圖，圖14A是表示提取出來的各塊的塊信息。此外，圖14B是輸入文件信息，表示通過塊選擇提取出來的塊的總數(shù)?？稍谒⌒畔⒌穆袢搿⑻崛r利用這些信息。
下面，說明文本水印的埋入。
圖15所示的文本圖像3001是通過塊選擇被作為文本區(qū)域分離出來的塊。進而，對于文本區(qū)域，通過后述的文本圖像分析3002提取每個文字要素的外接矩形3004。所謂文字要素是指使用射影提取的矩形區(qū)域，存在一個文字的情況和文字的構(gòu)成要素(偏旁、部首等)的情況。
進而，根據(jù)所提取出來的外接矩形3004的信息，計算外接矩形間的空白長，通過基于后述的埋入規(guī)則左右地移動各外接矩形，在外接矩形間埋入1個比特的信息(埋入處理3003)，并生成埋入了水印信息3006的文本圖像3005。
本來，文本圖像分析3002是文字識別的要素技術(shù)，是將文本圖像分割成文本區(qū)域或曲線等的圖形區(qū)域等，使用射影按文字單位切出文本區(qū)域的文字的技術(shù)。例如，可以列舉特開平6-68301號公報所記載的技術(shù)。
下面，說明文本水印的提取手法。
首先，與文本水印的埋入同樣地，通過塊選擇以及文本圖像分析3002，從圖16所示的圖像3005中提取文字的外接矩形3103，使用所提取的外接矩形3103的信息，計算出外接矩形間的空白長。此外，在各行中，特定用于埋入1比特的信息的文字，基于后述的埋入規(guī)則，提取所埋入的水印信息3105(提取處理3104)。
下面說明埋入規(guī)則。
如圖17所示那樣，設(shè)埋入了1比特的信息的文字的前后的空白長為P、S。埋入了1比特的信息的文字除了行的兩端的文字外各為一個文字間隔。由空白長計算出(P-S)/(P+S)，并按適當(dāng)?shù)牧炕介L進行量化，如果計算出余量便可以復(fù)原出1比特的信息。式(1)給出該關(guān)系，可以提取所埋入的值V(‘0’或者‘1’)。
V＝floor[(P-S)/{α(P+S)}]mod2 (1)式中α為量化步長(0＜α＜1)在埋入水印信息時，1個像素1個像素地左右移動外接矩形，并增加向左或者右的移動量(像素數(shù))，直到成為要通過式(1)埋入的值(‘0’或者‘1’)為止。
圖18是表示探索移動量的處理的流程圖。圖18中，變量i為移動量的候選值，變量Flag1以及2表示如果向右或者左地移動移動對象的文字距離i大小是否要接觸到相鄰的文字，在接觸時為‘1’。
首先，設(shè)定變量的初始值(S3402)，按距離i大小向右移動移動對象的文字(或文字要素)，判定其是否接觸到鄰的文字(或者文字要素)(S3403)，在接觸時置Flag1為‘1’ (S3404)。接著，按距離i大小向左移動移動對象的文字，判定其是否接觸到左鄰的文字(S3405)，在接觸時置Flag1為‘1’(S3406)。
然后，判定可否移動距離i(S3407)，如果兩個標(biāo)志均為‘1’則判定為不可能，置移動量為0(S3408)。此時，不可能進行利用移動對象的文字的移動的信息的埋入。
此外，如果Flag1是‘0’(S3409)，則在按距離i大小向右移動了移動對象的文字時，利用式(1)判定是否可以得到想要埋入的值V(S3410)，在得到了值V時使移動量為+i(S3411)。這里，移動量的編碼為正表示向右的移動，負(fù)表示向左的移動。
另外，如果在Flag1是‘1’以及用右移動不能得到值V且Flag2是‘0’(S3412)，則在按距離i大小向左移動了移動對象的文字時，利用式(1)判定是否可以得到想要埋入的值V(S3413)，在可以得到值V時使移動量為-i(S3414)。
在右以及左移動的任何一種中均不能得到值V時，增量變量i(S3415)，處理返回到步驟S3403。
按照這樣探索得到的移動量，移動文字并埋入1比特的信息。通過對各個文字進行以上的處理，可以在文本圖像中埋入水印信息。
下面將要說明的電子水印(數(shù)字水印)也被稱為“不可視電子水印”，是用人類的視覺幾乎不能識別程度的、原始圖像數(shù)據(jù)的變化本身。并且，其變化之一或者變化的組合表示某種的附加信息。
圖19是表示埋入水印信息的埋入處理部(功能部)的構(gòu)成的框圖。
埋入處理部由圖像輸入部4001、埋入信息輸入部4002、密鑰信息輸入部4003、電子水印生成部4004、電子水印埋入部4005以及圖像輸出部4006構(gòu)成。這里，電子水印的埋入處理也可以通過具有上述這樣的構(gòu)成的軟件來實現(xiàn)。
圖像輸入部4001輸入埋入水印信息的圖像的圖像數(shù)據(jù)I。在下面的說明中，為了簡化說明，設(shè)圖像數(shù)據(jù)I表示黑白多值圖像。當(dāng)然，如果要在彩色圖像數(shù)據(jù)等由多種彩色成分組成的圖像數(shù)據(jù)中埋入水印信息，也可以與黑白多值圖像同樣地分別使用作為其多種彩色成分的、例如RGB成分、或者亮度、色差成分，在各種成分中埋入水印信息。此時，與黑白多值圖像相比，將可以埋入約三倍信息量的水印信息。
埋入信息輸入部4002將埋入圖像數(shù)據(jù)I的水印信息作為二進制數(shù)據(jù)序列輸入。雖然是將該二進制數(shù)據(jù)序列作為附加信息Inf，但附加信息Inf可以通過表示‘0’或者‘1’的某一個的比特的組合構(gòu)成。附加信息Inf表示用于在圖像數(shù)據(jù)I中控制當(dāng)前區(qū)域的認(rèn)證信息或原始數(shù)據(jù)的指針信息等。下面，說明埋入可以用n比特表現(xiàn)的附加信息Inf的例子。
這里，為了不使附加信息Inf被容易地用于不良用途，既可以加密附加信息Inf，也可以實施糾錯編碼，以便在被進行了變更(下面稱之為“攻擊”)而不能從圖像數(shù)據(jù)I中提取附加信息Inf時能夠準(zhǔn)確地提取附加信息Inf。這里，也可能有不是故意的攻擊。例如，一般的圖像處理的非可逆壓縮、亮度校正、幾何變換、濾波等的結(jié)果都是有可能消除水印信息的情況。由于加密以及糾錯編碼等處理是眾所周知的，故這里略去其詳細說明。
密鑰信息輸入部4003輸入附加信息Inf的埋入以及提取所必須的密鑰信息k。密鑰信息k可以用L比特表示，例如，如果L＝8則為“01010101”(按十進制表示為“85”)等。密鑰信息k被作為后述的模擬隨機數(shù)產(chǎn)生部4102執(zhí)行的模擬隨機數(shù)產(chǎn)生處理的初始值賦予。僅限于在埋入處理部以及后述的提取處理部使用共用的密鑰信息k時才可以正確地提取所埋入的附加信息Inf。換言之，就是只有持有密鑰信息k的使用者才能正確地提取附加信息Inf。
電子水印生成部4004輸入來自埋入信息輸入部4002的附加信息Inf和來自密鑰信息輸入部4003的密鑰信息k，并基于附加信息Inf和密鑰信息k生成電子水印w。圖14是表示電子水印生成部4004的詳細構(gòu)成的框圖。
基本矩陣生成部4101生成基本矩陣m?；揪仃噈用于使構(gòu)成附加信息Inf的各比特的位置對應(yīng)被埋入各比特的圖像數(shù)據(jù)I的像素位置?；揪仃嚿刹?101可以選擇性地利用多個基本矩陣，至于使用哪一個基本矩陣需要對應(yīng)于目的/狀況進行變更，通過基本矩陣的切換，可以實現(xiàn)最佳的水印信息(附加信息Inf)的埋入。
圖21是表示基本矩陣m的例子的圖。矩陣4201是一例在埋入16比特的附加信息Inf時使用的基本矩陣m，在4×4的各要素上分配有從1到16的數(shù)字。使基本矩陣m的要素的值與附加信息Inf的比特位置相對應(yīng)。即，使基本矩陣m的要素的值為“1”的位置對應(yīng)附加信息Inf的比特位置“1”(最高位比特)，同樣地，使要素的值為“2”的位置對應(yīng)附加信息Inf的比特位置“2”(最高位比特的下一位比特)。
矩陣4202是一例在埋入8比特的附加信息Inf時使用的基本矩陣m。按照矩陣4202，將使附加信息Inf的8比特對應(yīng)矩陣4202的要素中具有從“1”到“8”的值的要素，不具有值的要素不對應(yīng)附加信息Inf。如矩陣4202所示的那樣，通過分散對應(yīng)附加信息Inf的各比特的位置，可以較使用矩陣4201的情況更難于識別通過附加信息Inf的埋入所導(dǎo)致的圖像的變化(像質(zhì)惡化)。
矩陣4203與矩陣4202同樣，是一例在埋入8比特的附加信息Inf時使用的基本矩陣m。雖然按照矩陣4202一個像素被埋入1比特的信息，但根據(jù)矩陣4203，則是在2個像素中埋入1比特的信息。換言之，相對于矩陣4202在附加信息Inf的埋入中使用相當(dāng)于全部像素的50％的像素，矩陣4203則是在附加信息Inf的埋入中使用全部像素(100％)。因而，如果使用矩陣4203，則可增加埋入附加信息Inf的次數(shù)，可以較矩陣4201或4202更正確地提取附加信息Inf(具有耐攻擊性)。此后，規(guī)定將在水印信息的埋入中使用的像素的比例稱為“填充率”。因此，矩陣4201的填充率是100％，矩陣4202的填充率是50％，矩陣4203的填充率是100％。
矩陣4204雖然填充率也是100％，但只埋入有4比特的附加信息Inf。因而，使用4個像素埋入1比特的信息，埋入附加信息Inf的次數(shù)將進一步增加，耐攻擊性也將進一步提高，但相反的一面是可以埋入的信息量小于其他的矩陣。
這樣，可以根據(jù)將基本矩陣m做成哪一種構(gòu)成，選擇性地設(shè)定填充率、在1比特的埋入中使用的像素數(shù)、可以埋入的信息量。填充率主要影響埋入了水印信息的圖像的像質(zhì)，1比特的埋入中使用的像素數(shù)主要影響耐攻擊性。因而，如果加大填充率則像質(zhì)的惡化變大，如果加大1比特的埋入中使用的像素數(shù)則可增強其耐攻擊性，但可埋入的信息量變小。這樣，像質(zhì)、耐攻擊性以及信息量之間存在著折衷的關(guān)系。
在第3實施形式中，通過適應(yīng)性地選擇多個種類的基本矩陣m，可以控制以及設(shè)定耐攻擊性、像質(zhì)、信息量。
模擬隨機數(shù)產(chǎn)生部4102以輸入的密鑰信息k為基礎(chǔ)生成模擬隨機數(shù)序列r。模擬隨機數(shù)序列r是遵從被包含在{-1，1}的范圍的均勻分布的實數(shù)序列，密鑰信息k被用于作為使之產(chǎn)生模擬隨機數(shù)序列的初始值使用。即，使用密鑰信息k1生成的模擬隨機數(shù)序列r(k1)和使用密鑰信息k2(≠k1)生成的模擬隨機數(shù)序列r(k2)不同。由于生成模擬隨機數(shù)序列r方法是眾所周知的，故在此略去其詳細的說明。
模擬隨機數(shù)分配部4103輸入水印信息Inf、基本矩陣m以及模擬隨機數(shù)序列r，并基于基本矩陣m將水印信息Inf的各個比特分配給模擬隨機數(shù)序列r的各個要素，生成電子水印w。具體地，就是按照光柵順序掃描矩陣4204的各個要素，使具有值“1”的要素為最上位比特，具有值“2”的要素為下一位比特地將附加信息Inf的各個比特對應(yīng)到基本矩陣m的各個要素上，當(dāng)附加信息Inf的比特為“1”時，對應(yīng)的模擬隨機數(shù)序列r的要素原樣不變，為“0”時對應(yīng)的模擬隨機數(shù)序列r的要素乘以-1。如果執(zhí)行附加信息Inf的n比特程度的上述的處理，則可以得到圖22所示的一例的電子水印w。這里，圖22所示的電子水印w是基本矩陣m為圖2 1所示的矩陣4204，模擬隨機數(shù)序列為r＝{0.7、-0.6、-0.9、0.8}的實數(shù)序列，附加信息Inf(4比特)是“1001”的例子。
這里，上面我們說明了為了埋入16比特、8比特以及4比特的附加信息Inf而使用4×4的基本矩陣m的例子，但并非僅限于此，為了埋入1比特的信息也可以進一步利用更多的像素，使用更大尺寸的基本矩陣m。如果使用更大尺寸的基本矩陣m，則模擬隨機數(shù)序列r也將使用更長的實數(shù)序列。實際上，在由說明中使用的這樣的四要素構(gòu)成的隨機數(shù)序列中，存在不能準(zhǔn)確地進行后述的提取處理的可能性。即，盡管埋入有附加信息Inf，但存在集成圖像c和電子水印w1、w2、...、wn的相關(guān)系數(shù)變小的可能性。因此，例如，為了埋入64比特的附加信息Inf，在50％填充率中，將采用使用512×512的基本矩陣m這樣的構(gòu)成。此時，1比特的埋入可以使用512像素。
電子水印埋入部4005輸入圖像數(shù)據(jù)I以及電子水印w，輸出埋入了電子水印w的圖像數(shù)據(jù)I’。電子水印埋入部4005按照式(2)執(zhí)行電子水印的埋入處理。
I’i，j＝Ii，j+awi，j (2)
這里，I’i，j是埋入了電子水印的圖像數(shù)據(jù)Ii，j是埋入電子水印前的圖像數(shù)據(jù)wi，j是電子水印i以及j是圖像或者電子水印的x、y坐標(biāo)值a是設(shè)定電子水印的強度的參數(shù)作為a可以選擇例如“10”左右的值。雖然加大a可以埋入耐攻擊性大的電子水印，但其像質(zhì)惡化也變大。另一方面，雖然減小a其耐攻擊性變小，但卻可以抑制像質(zhì)惡化。與基本矩陣m的構(gòu)成同樣地，通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定a的值，可以調(diào)整耐攻擊性和像質(zhì)之間的平衡。
圖23是具體表示式(2)所示的電子水印的埋入處理的圖。其中標(biāo)號4401對應(yīng)埋入了電子水印的圖像數(shù)據(jù)I’，標(biāo)號4402對應(yīng)埋入電子水印前的圖像數(shù)據(jù)I，標(biāo)號4403對應(yīng)電子水印w。如圖23所示那樣，相對于矩陣內(nèi)的各個要素進行式(2)的運算。
對圖像數(shù)據(jù)I的整體反復(fù)執(zhí)行式(2)以及圖23所示的處理。在由圖24所示的24×24像素構(gòu)成圖像數(shù)據(jù)I時，圖像數(shù)據(jù)I被分割成由4×4像素構(gòu)成的、相互不重復(fù)的塊(宏塊)，并相對于各個宏塊執(zhí)行式(2)的處理。
通過對所有的宏塊反復(fù)執(zhí)行電子水印的埋入處理，可以在結(jié)果上對圖像全體埋入水印信息。由于在一個宏塊上被埋入了由n比特構(gòu)成的附加信息Inf，故只要至少有一個宏塊就可以提取所埋入的附加信息Inf。換言之，就是附加信息Inf的提取不需要對圖像全體進行，只要有圖像數(shù)據(jù)I的一部分(至少一個宏塊)就足夠了?？梢詮膱D像數(shù)據(jù)I的一部分中完全地提取附加信息Inf的情況稱之為“有切取穩(wěn)固性”。
作為電子水印埋入了這樣生成的附加信息Inf的圖像數(shù)據(jù)I’通過圖像輸出部4006完成埋入處理部的最終的輸出。
圖25是表示提取被埋入到圖像中的水印信息的提取處理部(功能部)的構(gòu)成的框圖。
提取處理部由圖像輸入部4601、密鑰信息輸入部4602、電子水印生成部4603、電子水印提取部4604以及電子水印輸出部4605構(gòu)成。這里，電子水印的提取處理也可以通過具有上述這樣的構(gòu)成的軟件來實現(xiàn)。
圖像輸入部4601輸入存在埋入有水印信息可能性的圖像數(shù)據(jù)I”。這里，輸入到圖像輸入部4601的圖像數(shù)據(jù)I”既可以是通過前述的埋入處理部埋入了水印信息的圖像數(shù)據(jù)I’，也可以是被施加了攻擊的圖像數(shù)據(jù)I’或沒有埋入水印信息的圖像數(shù)據(jù)I。
密鑰信息輸入部4602輸入用于提取水印信息的密鑰信息k。在此，輸入的密鑰信息k必須是與由上述的埋入處理部的密鑰信息輸入部4003輸入的密鑰信息k相同的密鑰信息。在輸入了不同的密鑰信息時，將不能正確地提取附加信息。換言之，就是只有持有正確的密鑰信息k的使用者才能提取正確的附加信息Inf’。
提取圖案生成部4603輸入密鑰信息k并基于密鑰信息k生成提取圖案。圖26是表示提取圖案生成部4603的處理的詳細過程的圖。提取圖案生成部4603由基本矩陣生成部4701、模擬隨機數(shù)產(chǎn)生部4702以及模擬隨機數(shù)分配部4703構(gòu)成。由于基本矩陣生成部4701與前述的基本矩陣生成部4101、模擬隨機數(shù)產(chǎn)生部4702與前述的模擬隨機數(shù)產(chǎn)生部4102進行同樣的操作，故略去它們的詳細說明。不過，相對于相同的密鑰信息k，如果基本矩陣生成部4701生成的基本矩陣m和基本矩陣生成部4101生成的基本矩陣m不是相同的，則將不能正確地提取附加信息。
模擬隨機數(shù)分配部4703輸入基本矩陣m和模擬隨機數(shù)序列r，并將模擬隨機數(shù)序列r的各個要素分配給基本矩陣m的預(yù)定要素。與前述的埋入處理部的模擬隨機數(shù)分配部4103的區(qū)別是，模擬隨機數(shù)分配部4103輸出一個電子水印w，從模擬隨機數(shù)分配部4703輸出的則是附加信息Inf的比特數(shù)(在此為n比特)程度的提取圖案wn。
下面，示出使用了圖15所示的矩陣4204的例子說明將模擬隨機數(shù)序列r的各個要素分配給基本矩陣m的預(yù)定要素的詳細過程。在使用矩陣4204時，由于可以埋入4比特的附加信息Inf，故可輸出四個提取圖案w1、w2、w3、w4。具體地，就是按照光柵順序掃描矩陣4204的各個要素，對具有值“1”的要素分配模擬隨機數(shù)序列r的各個要素，如果完成對具有值“1”的所有要素的模擬隨機數(shù)序列r的各個要素的分配，則將分配了模擬隨機數(shù)序列r的矩陣作為提取圖案w1生成。圖21是表示提取圖案的例子的圖，是作為模擬隨機數(shù)序列r使用了r＝{0.7、-0.6、-0.9、0.8}這樣的實數(shù)序列的情況。對具有矩陣4204的值“2”“3”“4”的要素執(zhí)行以上的處理，分別生成提取圖案w2、w3、w4。如果使這樣生成的提取圖案w1、w2、w3以及w4相重合，則可以等同于用埋入處理部生成的電子水印w。
電子水印提取部4604輸入圖像數(shù)據(jù)I”以及提取圖案w 1、w2、...、wn，從圖像數(shù)據(jù)I”中提取附加信息Inf’。雖然希望在此提取的附加信息Inf’等于被埋入的附加信息Inf，但在圖像數(shù)據(jù)I’受到各種各樣的攻擊時，其未必就能一致。
電子水印提取部4604分別計算由圖像數(shù)據(jù)I”生成的集成圖像c與提取圖案w1、w2、...、wn的相關(guān)性。所謂集成圖像c是指將圖像數(shù)據(jù)I”分割成宏塊，計算出各個宏塊的要素之值的平均值的圖像。圖22是說明輸入了4×4像素的提取圖案和24×24像素的圖像數(shù)據(jù)I”時的集成圖像c的圖。圖22所示的圖像數(shù)據(jù)I”被分割成了36個宏塊，求出了這36個宏塊的各要素之值的平均值的結(jié)果便是集成圖像c。
可以分別計算這樣生成的集成圖像c和提取圖案w1、w2、...、wn的相關(guān)性。相關(guān)系數(shù)是測量集成圖像c和提取圖案wn的近似度的統(tǒng)計量，可以用式(3)表示。
ρ＝c’T·w’n/|c’T‖w’n| (3)這里，c’以及w’n是將各要素與要素的平均值之差作為要素的矩陣
c’T是c’的轉(zhuǎn)置矩陣相關(guān)系數(shù)ρ取從-1到+1的值。在集成圖像c和提取圖案wn的正的相關(guān)強時，ρ接近于+1，在負(fù)的相關(guān)強時，ρ接近于-1?！罢南嚓P(guān)強”說的是“集成圖像c越大則提取圖案wn越大”的關(guān)系，“負(fù)的相關(guān)強”說的是“集成圖像c越大則提取圖案wn越小”的關(guān)系。此外，在集成圖像c與提取圖案wn不相關(guān)時，ρ為0。
利用這樣計算出來的相關(guān)，可以判定是否在圖像數(shù)據(jù)I”中埋入了附加信息Inf’，進而，在埋入了判定附加信息Inf’時，判定構(gòu)成附加信息Inf’的各比特是‘1’還是‘0’。即，計算出集成圖像c和提取圖案w1、w2、...、wn的相關(guān)系數(shù)，在計算出來的相關(guān)系數(shù)接近于0時判斷為“沒有埋入附加信息”，在相關(guān)系數(shù)是離開了0的正數(shù)時，判斷為埋入了“1”，在相關(guān)系數(shù)是離開了0的負(fù)數(shù)時，判斷為埋入了“0”。
求相關(guān)的工作等同于評價集成圖像c和提取圖案w1、w2、...、wn各自的近似度。即，在圖像數(shù)據(jù)I”(集成圖像c)中利用前述的埋入處理部埋入了相當(dāng)于提取圖案w1、w2、...、wn的圖案時，可以計算出表示高近似度的相關(guān)值。
圖29是表示使用w1、w2、w3、w4從埋入了4比特的附加信息的圖像數(shù)據(jù)I”(集成圖像c)中提取電子水印的例的圖。
分別計算出集成圖像c和四個提取圖案w1、w2、w3、w4的相關(guān)值。例如，在圖像數(shù)據(jù)I”(集成圖像c)中埋入了附加信息Inf’時，可以計算出相關(guān)值為0.9、-0.8、-0.85、0.7。根據(jù)該結(jié)果可以判定附加信息Inf’為“1001”，最終可以提取4比特的附加信息Inf’。
這樣提取出來的n比特的附加信息Inf’通過電子水印輸出部4605作為提取處理部的提取結(jié)果被輸出。此時，在埋入處理部埋入附加信息Inf之際實施了糾錯編碼處理或加密處理時，將執(zhí)行糾錯解碼處理或密碼解碼處理。所得到的信息最終被作為二進制數(shù)據(jù)序列(附加信息Inf’)輸出。
第3實施形式的變形在上述內(nèi)容中，作為水印說明了分開使用文本水印和背景水印的例子，但并非僅限于此，可以對各個對象分開使用最佳的水印方式。
此外，我們還說明了使用口令實現(xiàn)認(rèn)證控制的例子，但也并非僅限于此，也可以通過密碼控制實現(xiàn)之。
第4實施形式下面，說明本發(fā)明的第4實施形式的圖像處理裝置。這里，在第4實施形式中，對與第3實施形式大致相同的構(gòu)成附加相同符號并略去其詳細說明。
圖30是表示數(shù)字復(fù)印機的構(gòu)成的外觀圖，由數(shù)字地讀取原稿圖像、實施預(yù)定的圖像處理并生成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的讀取部51以及利用所生成的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)生成復(fù)印圖像的打印機部52構(gòu)成。
讀取部51的原稿饋送裝置5101從最終頁開始順序地、一頁一頁地向玻璃臺板5102上供給原稿，在結(jié)束原稿圖像的讀取后，排出玻璃臺板5102上的原稿。原稿一旦被輸送到玻璃臺板5102上，照明燈5103便點亮，進而開始掃描器單元5104的移動，掃描并曝光原稿。此時的來自原稿的反射光被反射鏡5105、5106、5107以及透鏡5108成像在CCD成像傳感器(下面稱之為“CCD”)5109上。這樣，通過CCD5109可以讀取被掃描的原稿圖像，從CCD5109輸出的圖像信號經(jīng)圖像處理部5110實施了黑點校正、清晰度校正等圖像處理后，被轉(zhuǎn)送到打印機部52。
打印機部52的激光驅(qū)動器5221對應(yīng)于從讀取部51輸入的圖像數(shù)據(jù)驅(qū)動激光器發(fā)光部5201。從激光器發(fā)光部5201輸出的激光光通過多邊反射鏡掃描感光鼓5202并在感光鼓5202上形成潛像。形成在感光鼓5202上的潛像被顯像器5203附著上顯影劑(調(diào)色劑)。
由紙架5204或者紙架5205提供的記錄紙同步于激光光的開始照射被輸送到轉(zhuǎn)印部5206，轉(zhuǎn)印附著在感光鼓5202上的顯影劑。轉(zhuǎn)印了顯影劑的記錄紙被輸送到定影部5207，通過定影部5207的熱和壓力，顯影劑被定影在記錄紙上。通過了定影部5207的記錄紙被排出滾筒5208排出。分類器5220將排出的記錄紙收納到各自的紙盤內(nèi)并對記錄紙進行分類。這里，在沒有被設(shè)定為分類時，分類器5220將記錄紙收納在最上部的紙盤中。
在設(shè)定為雙面記錄時，記錄紙在被輸送到排出滾筒5208處后，由反向旋轉(zhuǎn)的排出滾筒5208以及舌門5209引導(dǎo)到再供紙輸送通道。此外，在被設(shè)定為多重記錄時，記錄紙不被輸送到排出滾筒5208地由舌門5209引導(dǎo)到再供紙輸送通道。被引導(dǎo)到再供紙輸送通道的記錄紙在上述的時序進給到轉(zhuǎn)印部5206。
圖31是表示利用讀出部51的圖像處理部5110進行的、隱藏指定了區(qū)域的圖像的處理的流程圖。
當(dāng)輸入從原稿讀取的圖像信號時，圖像處理部5110生成按通常8比特的精度量化了微細的像素單位的亮度信息的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)(S101)。像素的空間分辨率為42μm×42μm左右，這是相當(dāng)于1英寸(25.4mm)約600像素(600dpi)的解像度。圖像處理部5110在圖32所示的操作部的畫面上顯示表示所生成的圖像數(shù)據(jù)的圖像。
通常，操作部由用觸摸面板覆蓋了表面的液晶顯示器等構(gòu)成，操作畫面上所顯示的按鈕可以進行所希望的操作。圖32中，按鈕601是選擇裝置模式的按鈕，“復(fù)制”模式為復(fù)制所讀取的原稿圖像(從打印機部52輸出)，“發(fā)送”為經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)作為電子文件遠距離地發(fā)送所讀取的原稿的圖像數(shù)據(jù)，“存儲”模式為在裝置內(nèi)藏的硬盤裝置等輔助存儲裝置中作為電子文件存儲所讀取的原稿的圖像數(shù)據(jù)。這里，作為選擇了“復(fù)制”模式，用粗線示出了其按鈕框。
顯示部602顯示依照所選擇的模式的裝置的基本的操作條件，在選擇復(fù)制模式時，其顯示輸出記錄紙尺寸和放大/縮小的倍率。預(yù)覽顯示部603縮小顯示讀取部51讀取的圖像的整體。顯示在預(yù)覽顯示部603上的框604表示設(shè)定在被預(yù)覽顯示了的圖像上的區(qū)域。由框604表示的區(qū)域(下面稱之為“區(qū)域”)可以通過按鈕605放大/縮小其大小，通過按鈕606上下左右地進行移動。換言之，就是通過按鈕605以及606的操作，可以變更預(yù)覽顯示部603上的區(qū)域604的尺寸以及位置。
方框607是輸入后述的認(rèn)證信息的文本方框，例如，可以使用沒有圖示的數(shù)字鍵輸入四位左右的文字序列并顯示相當(dāng)于所輸入的文字序列的個數(shù)的“*”等符號。這里，之所以不直接顯示輸入文字序列地顯示“*”是為了提高安全保密性。
圖像處理部5110接收使用了操作部的、用戶的區(qū)域604的指定以及認(rèn)證信息的輸入(S102、S103)，當(dāng)結(jié)束指定以及輸入時，從輸入圖像數(shù)據(jù)中切出用區(qū)域604指定的圖像數(shù)據(jù)(S104)，判別切出的圖像數(shù)據(jù)的種類(S105)，選擇依照判別結(jié)果的圖像壓縮方式(S106)，利用所選擇的圖像壓縮方式數(shù)據(jù)壓縮所切出的圖像數(shù)據(jù)(S107)。然后，基于壓縮圖像數(shù)據(jù)、表示所使用的圖像壓縮方式的識別編碼以及輸入的認(rèn)證信息，生成合成了它們的編碼數(shù)據(jù)(S108)，并用后述的方法將所生成的編碼數(shù)據(jù)變換成位圖數(shù)據(jù)(S109)。進而，從輸入圖像數(shù)據(jù)中消去區(qū)域604內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)(S111)，在消去后的空白區(qū)域合成嵌入了在步驟S109得到的位圖化了的編碼數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)(S112)，輸出合成了的圖像數(shù)據(jù)(S113)。
在此，因為作為裝置模式選擇了復(fù)制模式，故輸出的圖像數(shù)據(jù)被送往打印機部52，完成在記錄紙上形成復(fù)印圖像。同樣地，如果作為裝置模式選擇了發(fā)送模式，則輸出的圖像數(shù)據(jù)被送往網(wǎng)絡(luò)通信部，電子地將之轉(zhuǎn)送到預(yù)定的目的地。此外，如果選擇了存儲模式，則輸出的圖像數(shù)據(jù)被存儲在裝置內(nèi)的輔助存儲裝置中。
圖33是詳細說明從步驟S105到步驟S112的處理的流程圖。
雖然進行切出的圖像數(shù)據(jù)的種類的判別，但這里是判別指定了區(qū)域的圖像是照片這樣的連續(xù)灰階圖像還是文字/線圖形這樣的二值的圖像(S203)。作為判別手法，提出有利用表示對象圖像的亮度分布的直方圖的方法、利用每種空間頻率成分的發(fā)生頻率的方法、或者利用通過圖案匹配可作為“線”識別的概率是否高的方法等種種方法，可以使用這樣的眾所周知的手法。
在圖像被判別為文字/線圖形時，生成表示圖像的亮度分布的直方圖(S204)，根據(jù)該直方圖，求用于分離背景和文字/線圖形的最佳的閾值(S205)并使用該閾值二值化圖像數(shù)據(jù)(S206)，壓縮處理所得到的二值圖像數(shù)據(jù)(S207)。在該壓縮處理中，可以應(yīng)用眾所周知的二值圖像壓縮方式。通常，作為二值圖像的壓縮方式，可以使用不產(chǎn)生信息的丟失的無損壓縮方式，例如MMR壓縮、MR壓縮、MH壓縮、JBIG壓縮等的某一種方式。當(dāng)然，也可以適當(dāng)?shù)厥褂蒙鲜龇绞降哪骋环N，以使壓縮后的編碼尺寸達到最小。
另一方面，在判斷了圖像為連續(xù)灰階圖像時，進行解像度變換(S208)。雖然例如是用600dpi讀取了輸入圖像數(shù)據(jù)，但對于照片這樣的灰階圖像，即便是300dpi程度通常也看不出其圖像的惡化。因此，在削減最終的編碼長度的目的下，將之變換成例如縱、橫均縮小到了1/2尺寸的、相當(dāng)于300dpi的圖像數(shù)據(jù)。進而，壓縮處理300dpi的多值圖像數(shù)據(jù)(S209)。作為多值圖像的最佳的壓縮方式，可以利用眾所周知的JPEG壓縮方式、JPEG2000壓縮方式等不過，相對于原圖像，這些壓縮方式通常是伴隨有視覺上難以識別程度的惡化的有損壓縮方式。
對所得到的壓縮圖像數(shù)據(jù)附加識別壓縮方式的代碼信息(S210)。這是為了指定在將輸出圖像復(fù)原到原始的圖像時的展開方式所必需的信息。例如，對于各自的壓縮方式，可以預(yù)先分配下面這樣的識別代碼。
JPEG壓縮→BBJPEG2000→CCMMR壓縮 →DDMH壓縮 →EEJBIG壓縮→FF然后，附加認(rèn)證信息的代碼(S211)。認(rèn)證信息是在將輸出圖像復(fù)原為原始的圖像時為了判別想要復(fù)原的人是否具有其權(quán)限所需要的信息。在復(fù)原時，只有在正確地指定了在此附加了的認(rèn)證信息的情況下才進行復(fù)原到原始的圖像的復(fù)原處理。
將這樣得到的編碼數(shù)據(jù)的數(shù)字信號列作為二進制數(shù)變換成二值的位圖數(shù)據(jù)(S212)，嵌入并合成到區(qū)域604。
圖28示意地表示以上的操作。如果對于輸入圖像數(shù)據(jù)301指定區(qū)域604，則區(qū)域604內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)將被消去，置換成被位圖化了的編碼數(shù)據(jù)。
圖35是示意地說明圖33所示的流的圖。
切出區(qū)域604的Sx×Sy像素的圖像，因為被判定為文字/線圖形而進行二值化，進行無損壓縮。并且，進行壓縮后的編碼序列的例如選擇性地附加壓縮方式的識別代碼，進而在最前面附加認(rèn)證信息，經(jīng)二進制數(shù)以及位圖化，生成與區(qū)域604相同尺寸的Sx×Sy像素的位圖數(shù)據(jù)，用該位圖數(shù)據(jù)置換區(qū)域604的圖像。當(dāng)然，識別代碼或認(rèn)證信息的附加位置可以不是最前面而是末尾或預(yù)定的比特數(shù)目等，只要是預(yù)先規(guī)定好的位置，可以是任意的。進而，為了能夠切實地進行識別代碼或認(rèn)證信息的提取，也可以在多個位置上進行重復(fù)附加。
圖36到圖38是說明將編碼數(shù)據(jù)位圖化的方法的圖，表示出了三套不同的方法。分別用小矩形表示600dpi的一個像素。
圖36所示的方法是位圖化600dpi的像素，使得每2×2像素具有1比特的信息。在作為二進制數(shù)表現(xiàn)的編碼數(shù)據(jù)(左側(cè))是‘1’時，取2×2像素的四個像素為‘1’(黑)，在編碼數(shù)據(jù)是‘0’時，取2×2像素的四個像素為‘0’(白)。作為結(jié)果，可生成600dpi的1/2解像度(300dpi)的二值位圖數(shù)據(jù)。這里之所以用2×2像素表示1比特的信息，是為了在利用讀取部掃描通過實施形式打印在記錄紙上的位像并復(fù)原原始的圖像時，能夠降低讀取部的讀取精度、位置偏離、倍率誤差等造成的影響，正確地由位像復(fù)原出編碼數(shù)據(jù)。
圖37所示的方法并不是2×2像素全部取同值，而是在編碼數(shù)據(jù)為‘1’時，取四個像素中左上的小像素(相當(dāng)于600dpi)為‘1’(黑)，為‘0’時，取右下的小像素為‘1’(黑)。通過這樣的構(gòu)成，可以提高掃描所打印的位像復(fù)原原始的圖像時的可靠性。
圖38所示的方法是取表現(xiàn)1比特的像素為4×2像素，通過圖示那樣的黑白像素的配置表示‘1’和‘0’。這樣做雖然減少了每單位面積上的可以記錄的數(shù)據(jù)量，但卻可以進一步改善原始圖像的復(fù)原時的讀取精度。
這里，位圖化的方法并非僅限于上述的方式，可以適用其他的各種方式。
下面，對所生成的位圖的尺寸和可以埋入于其中的信息量進行說明。
如果設(shè)區(qū)域604的大小(Sx×Sy像素)在原稿上是2英寸程度(縱橫約5cm)，因原圖像數(shù)據(jù)是600dpi，故Sx、Sy均為1200像素。就是說，區(qū)域604的圖像數(shù)據(jù)的信息量作為每像素8比特達到如下這樣，即1200×1200×8＝11520000比特＝11M比特在按照前述的方法位圖化編碼數(shù)據(jù)并與區(qū)域604的圖像進行置換時，在圖30以及圖31的方式中，因為是按照每四個像素埋入1比特的信息，故可記錄的信息量為1/4×1/8＝1/32，即，可埋入2英寸程度的區(qū)域604的數(shù)據(jù)量為以下這樣。
11M/32＝0.34M換言之，就是必須將11M比特的圖像數(shù)據(jù)壓縮到1/32的0.34M比特，這是非常不現(xiàn)實的。因此，需要如上述這樣，判別區(qū)域604的圖像屬性并進行相應(yīng)的二值化、解像度變換、壓縮方法的切換。在區(qū)域604的圖像是文字/線圖形時，解像度600dpi不變地進行二值化。這樣，圖像的數(shù)據(jù)量達到1/8(11/8＝)的1.38M比特，雖然要進一步將其壓縮到0.34M還需要進行1/4的壓縮，但該壓縮率是可以通過MMR或JBIG的壓縮方法容易地實現(xiàn)的壓縮率。當(dāng)然，由于還需要埋入壓縮方式的識別編碼或認(rèn)證信息等，實際上需要高于1/4的壓縮率，但即便如此也是可以比較容易實現(xiàn)的。
另一方面，在是照片/灰階圖像時，通過灰階數(shù)保持8比特不變地使解像度降到一半(300dpi)，可以將數(shù)據(jù)量削減到1/4、即(11/4＝)2.75M比特。雖然要進一步將其壓縮到0.34M還需要進行1/8的壓縮，但該壓縮率是可以通過JPEG或JPEG2000壓縮方法抑制像質(zhì)惡化且極其容易地實現(xiàn)的壓縮率。
此外，如果采用圖38所示的位圖化，則可埋入的信息量將進一步達到1/2，雖然這樣需要將壓縮率進一步提高到2倍，但作為上述的壓縮方式，其也并非是不現(xiàn)實的值。
圖39是說明利用讀出部51的圖像處理部5110進行的、根據(jù)位圖復(fù)原原始圖像的方法的流程圖。
圖像處理部5110輸入圖像(S801)。如果是打印輸出的圖像，則由讀取部51讀取其圖像并生成數(shù)字圖像即可，如果是電子地發(fā)送或者保存的圖像，則可以作為數(shù)字圖像原樣不變地輸入即可。
然后，圖像處理部5110根據(jù)輸入圖像檢測被隱藏起來的圖像區(qū)域(S802)。在該檢測中，適用檢測包含在輸入圖像中的矩形區(qū)域，且如果檢測出來的矩形區(qū)域中存在黑像素和白像素的周期性的切換則判定其為隱藏起來的圖像區(qū)域這樣的方式。
接著，從檢測出來的、被隱藏了的圖像區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)中讀取像素的排列(S803)，判定其圖像數(shù)據(jù)的位圖化方法并復(fù)原出二進制數(shù)的編碼序列(S804)，從編碼序列中提取表示壓縮方式的識別代碼(S805)，提取認(rèn)證信息(S806)。
而后，在操作部的畫面等上顯示輸入圖像中存在隱藏了的圖像的示意，敦促進行用于復(fù)原圖像的認(rèn)證信息的輸入(S807)。如果輸入了認(rèn)證信息，則判別所輸入的認(rèn)證信息是否與提取的認(rèn)證信息一致(S808)，如果不一致便原樣不變地輸出輸入圖像(S813)。
此外，如果一致便復(fù)原原始的圖像，即，從編碼序列中提取除去了壓縮方式的識別代碼以及認(rèn)證信息的壓縮圖像的編碼數(shù)據(jù)(S809)，在提取的編碼數(shù)據(jù)上實施對應(yīng)提取了識別代碼的壓縮方式的展開處理(S810)，用展開了的圖像置換檢測出來的、被隱藏了的圖像區(qū)域的圖像(S811)，輸出所得到的合成圖像(S812)。這里所輸出的圖像即為復(fù)原了隱藏指定了區(qū)域的圖像之前的原始圖像后的圖像。
這樣，通過位圖化高效地壓縮指定了區(qū)域的部分圖像得到的編碼數(shù)據(jù)并合成原始圖像，可以在視覺上不能識別的狀態(tài)的圖像中置換并隱藏指定了區(qū)域的圖像。在存在這樣的不能識別的圖像(被隱藏起來的圖像區(qū)域)時，可以作為編碼數(shù)據(jù)識別(解讀)其區(qū)域的圖像，參照設(shè)定在其編碼數(shù)據(jù)中的認(rèn)證信息，基于設(shè)定在其編碼數(shù)據(jù)中的壓縮方式的識別代碼，對具有閱覽等權(quán)限的用戶復(fù)原原始的圖像。
因而，具有預(yù)定的權(quán)限的用戶可以復(fù)原原始的圖像，進行原始圖像的顯示、打印、復(fù)制、發(fā)送以及/或者存儲。這里，既可以分別對顯示、打印、復(fù)制、發(fā)送以及存儲的圖像操作單個地設(shè)定認(rèn)證信息，也可以綜合或者逐個地對將顯示以及打印、或復(fù)制以及發(fā)送等圖像操作組合化了的單位設(shè)定認(rèn)證信息。
第4實施形式的變形在上述內(nèi)容中，如圖34等所示的那樣，說明了指定一個區(qū)域604并隱藏該區(qū)域的圖像的例子，但所隱藏的區(qū)域并非僅限定于一個，可以隱藏指定的多個區(qū)域。此時，只要逐個指定區(qū)域地反復(fù)進行步驟S102到S112的處理即可。此外，在從具有多個被隱藏了的圖像區(qū)域的圖像復(fù)原原始的圖像時，逐個地對檢測出來的、被隱藏了的圖像區(qū)域反復(fù)進行從步驟S803到S811的處理即可。
在上述內(nèi)容中，以在數(shù)字復(fù)印機上讀取的原稿圖像為對象，說明了信息的隱藏、編碼化方法、復(fù)原方法，這些內(nèi)容也可以適用于PC(個人用計算機)上的文件或圖片等。此時，如果指示文件或者圖片的打印，則對應(yīng)想要進行打印的打印機的器件驅(qū)動器激活并基于PC上的應(yīng)用程序生成的打印代碼生成打印輸出用的圖像數(shù)據(jù)。如圖32所示的那樣，器件驅(qū)動器在其用戶接口畫面上預(yù)覽顯示所生成的圖像數(shù)據(jù)，并接受用戶想要隱藏的區(qū)域604的指定以及認(rèn)證信息的輸入。此外，還檢測被隱藏了的圖像區(qū)域。以后的處理雖然同上面一樣，但這些處理是利用PC上的器件驅(qū)動器(具體地，應(yīng)該是運行器件驅(qū)動器軟件的CPU)實現(xiàn)的。
在上述內(nèi)容中，說明了位圖化編碼數(shù)據(jù)的例子，不過這是假定因打印圖像的畸變或記錄紙的臟污等而不能正確地進行原始圖像的復(fù)原的情況。為了避免這樣的障礙，如果在對編碼數(shù)據(jù)追加了糾錯編碼后，進行位圖化，則可以提高作為位圖所記錄的數(shù)據(jù)的可靠性。因糾錯編碼提出有種種眾所周知的方法，故只要利用它們即可。不過，因為這可能會減少可埋入的有效信息量，故相應(yīng)地需要將圖像的壓縮率設(shè)定得高。當(dāng)然，不僅是糾錯編碼，為了提高對應(yīng)于信息泄漏的堅固性，也可以考慮在加密了編碼數(shù)據(jù)后再進行位圖化。
這里，本發(fā)明既可以適用于由多個設(shè)備(例如，主計算機、接口設(shè)備、讀取器、打印機等)構(gòu)成的系統(tǒng)，也可以適用于由一臺設(shè)備構(gòu)成的裝置(例如，復(fù)印機、傳真機等)。
此外，不用說，本發(fā)明的目的當(dāng)然也包括通過將記錄有實現(xiàn)上述實施形式的功能的軟件的程序代碼的記錄介質(zhì)(或者存儲媒體)提供給計算機系統(tǒng)或者裝置，由其系統(tǒng)或者裝置的計算機(或者CPU或者MPU)讀出并運行保存在記錄介質(zhì)中的程序代碼來實現(xiàn)本發(fā)明。此時，從記錄介質(zhì)讀出的程序代碼本身將實現(xiàn)實現(xiàn)上述實施形式的功能，則保存有其程序代碼的記錄介質(zhì)也將構(gòu)成本發(fā)明。另外，通過計算機運行所讀出的程序代碼，不但可以實現(xiàn)上述實施形式的功能，而且還可以根據(jù)其程序代碼的指示，由在計算機上工作的操作系統(tǒng)(OS)等運行實際處理的一部分或者全部，不用說，當(dāng)然也包括利用其處理實現(xiàn)上述實施形式的功能的情況。
進而，在從記錄介質(zhì)讀出的程序代碼被寫入可以插入到計算機中的功能擴展卡或可連接在計算機上的功能擴展單元所具有的存儲器中后，根據(jù)其程序代碼的指示，其功能擴展卡或功能擴展單元所具有的CPU等可運行實際處理的一部分或者全部，不用說，當(dāng)然也包括通過其處理實現(xiàn)上述的實施形式的功能的情況。
本發(fā)明適用于上述記錄介質(zhì)的情況是在其記錄介質(zhì)中保存對應(yīng)了先前說明過的流程圖的程序代碼。
權(quán)利要求
1.一種圖像處理裝置，包括用于輸入數(shù)字化了的圖像信息的輸入裝置；用于識別包含在輸入圖像信息中的預(yù)定的圖像區(qū)域的識別裝置；生成用于控制對上述圖像區(qū)域的處理的認(rèn)證信息的生成裝置；以及用于將上述認(rèn)證信息埋入上述圖像區(qū)域的埋入裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理裝置，其特征在于上述生成裝置以及埋入裝置逐個上述預(yù)定的圖像區(qū)域地生成并埋入上述認(rèn)證信息。
3.一種計算機程序，保存在計算機可讀取的介質(zhì)中，具有用于實施圖像處理方法的計算機程序代碼，該程序包括用于如下步驟的處理過程代碼輸入數(shù)字化了的圖像信息；識別包含在輸入圖像信息中的預(yù)定的圖像區(qū)域；生成用于控制對上述圖像區(qū)域的處理的認(rèn)證信息；將上述認(rèn)證信息埋入上述圖像區(qū)域。
4.一種圖像處理方法，包括以下步驟輸入數(shù)字化了的圖像信息；接受指定包含在輸入圖像信息中的預(yù)定的區(qū)域的信息；壓縮所指定的區(qū)域的圖像信息；將壓縮了的圖像信息變換成用于置換上述指定區(qū)域的圖像信息的編碼數(shù)據(jù)；置換上述編碼數(shù)據(jù)和上述指定區(qū)域的圖像信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理方法，其特征在于，進一步包括判定上述指定區(qū)域的圖像信息的種類，基于其種類選擇相應(yīng)的壓縮方法，將表示所選擇的壓縮方法的信息附加在上述編碼數(shù)據(jù)中的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理方法，其特征在于，進一步包括接受用于根據(jù)上述編碼數(shù)據(jù)復(fù)原壓縮前的圖像信息的認(rèn)證信息的輸入，將輸入的認(rèn)證信息附加在上述編碼數(shù)據(jù)中的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理方法，其特征在于上述編碼數(shù)據(jù)的生成，判別上述指定區(qū)域的圖像信息的種類，并基于其種類進行相應(yīng)的二值化以及解像度變換，使生成的編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量為預(yù)定值以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖像處理方法，其特征在于上述編碼數(shù)據(jù)為位圖形式的圖像數(shù)據(jù)。
9.一種圖像處理方法，包括以下步驟輸入被數(shù)字化了的圖像信息；檢測包含在輸入圖像信息中的隱藏了的圖像區(qū)域；從檢測出來圖像區(qū)域中提取編碼數(shù)據(jù)；展開提取出來的編碼數(shù)據(jù)并復(fù)原圖像；將復(fù)原出來的圖像合成到上述檢測出來的圖像區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的圖像處理方法，其特征在于，進一步包括以下步驟從上述編碼數(shù)據(jù)中提取認(rèn)證信息；接受認(rèn)證信息的輸入；在提取以及輸入的認(rèn)證信息一致時進行上述展開。
11.一種圖像處理裝置，包括用于輸入數(shù)字化了的圖像信息的輸入裝置；接受指定包含在輸入圖像信息中的預(yù)定的區(qū)域的信息的接受裝置；壓縮所指定的區(qū)域的圖像信息的壓縮裝置；將壓縮了的圖像信息變換成用于置換上述指定區(qū)域的圖像信息的編碼數(shù)據(jù)的變換裝置；以及置換上述編碼數(shù)據(jù)和上述指定區(qū)域的圖像信息的置換裝置。
12.一種圖像處理裝置，包括用于輸入數(shù)字化了的圖像信息的輸入裝置；檢測包含在輸入圖像信息中的隱藏了的圖像區(qū)域的檢測裝置；從檢測出來的圖像區(qū)域提取編碼數(shù)據(jù)的提取裝置；展開提取出來的編碼數(shù)據(jù)并復(fù)原圖像的復(fù)原裝置；將復(fù)原了的圖像合成到上述檢測出來的圖像區(qū)域的合成裝置。
13.一種計算機程序，保存在計算機可讀取的介質(zhì)中，具有用于實施圖像處理方法的計算機程序代碼，該程序包括用于如下步驟的處理過程代碼輸入數(shù)字化了的圖像信息；接受指定包含在輸入圖像信息中的預(yù)定的區(qū)域的信息；壓縮被指定了的區(qū)域的圖像信息；將壓縮了的圖像信息變換成用于置換上述指定區(qū)域的圖像信息的編碼數(shù)據(jù)；置換上述編碼數(shù)據(jù)和上述指定區(qū)域的圖像信息。
14.一種計算機程序，保存在計算機可讀取的介質(zhì)中，具有用于實施圖像處理方法的計算機程序代碼，該程序包括用于如下步驟的處理過程代碼輸入數(shù)字化了的圖像信息；檢測包含在輸入圖像信息中的隱藏了的圖像區(qū)域；從檢測出來的圖像區(qū)域中提取編碼數(shù)據(jù)；展開提取出來的編碼數(shù)據(jù)并復(fù)原圖像；將復(fù)原了的圖像合成到上述檢測出來的圖像區(qū)域。
15.一種圖像處理裝置，包括將輸入的圖像分割成具有不同的特征的多個圖像區(qū)域的分割裝置；利用依照圖像區(qū)域的特征的埋入方法逐個進行了區(qū)域分割的圖像區(qū)域地埋入電子水印的埋入裝置；以及將埋入了上述電子水印的圖像區(qū)域合并為一個圖像的合并裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像處理裝置，其特征在于，進一步包括基于上述合并后的圖像輸出用于使圖像輸出裝置形成圖像的數(shù)據(jù)的輸出裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的圖像處理裝置，其特征在于在上述圖像區(qū)域中包含有多值圖像區(qū)域以及二值圖像區(qū)域，上述分割裝置將上述圖像區(qū)域分割成上述多值圖像區(qū)域以及上述二值圖像區(qū)域。
18.一種圖像處理裝置，包括將輸入的圖像分割成具有不同的特征的多個圖像區(qū)域的分割裝置；提取利用依照圖像區(qū)域的特征的埋入方法埋入到進行了區(qū)域分割的各個圖像區(qū)域的電子水印的提取裝置；基于提取出來的電子水印判定可否利用上述輸入圖像的判定裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的圖像處理裝置，其特征在于上述判定裝置逐個上述進行了區(qū)域分割的各個圖像區(qū)域地判定可否進行圖像處理。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的圖像處理裝置，其特征在于進一步包括控制從打印物中獲取圖像的圖像輸入裝置的控制裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的圖像處理裝置，其特征在于上述圖像區(qū)域中包含有多值圖像區(qū)域以及二值圖像區(qū)域，上述分割裝置將上述圖像區(qū)域分割成上述多值圖像區(qū)域以及上述二值圖像區(qū)域。
22.一種圖像處理方法，包括以下步驟將輸入的圖像分割成具有不同的特征的多個圖像區(qū)域；利用依照圖像區(qū)域的特征的埋入方法逐個進行了區(qū)域分割的圖像區(qū)域地埋入電子水印；將埋入了上述電子水印的圖像區(qū)域合并為一個圖像。
23.一種圖像處理方法，包括以下步驟將輸入的圖像分割成具有不同的特征的多個圖像區(qū)域；提取利用依照圖像區(qū)域的特征的埋入方法埋入到被進行了區(qū)域分割的各個圖像區(qū)域的電子水印；基于提取出來的電子水印判定可否利用上述輸入圖像。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的圖像處理方法，其特征在于在上述判定步驟中，逐個進行了上述區(qū)域分割的圖像區(qū)域地判定可否進行圖像處理。
25.一種計算機程序，保存在計算機可讀取的介質(zhì)中，具有用于實施圖像處理方法的計算機程序代碼，該程序包括用于如下步驟的處理過程代碼將輸入的圖像分割成具有不同的特征的多個圖像區(qū)域；利用依照區(qū)域的特征的埋入方法逐個被進行了區(qū)域分割的圖像區(qū)域地埋入電子水??；將埋入了上述電子水印的圖像區(qū)域合并為一個圖像。
26.一種計算機程序，保存在計算機可讀取的介質(zhì)中，具有用于實施圖像處理方法的計算機程序代碼，該程序包括用于如下步驟的處理過程代碼將輸入的圖像分割成具有不同的特征的多個圖像區(qū)域；提取利用依照區(qū)域的特征的埋入方法埋入到被進行了區(qū)域分割的各個圖像區(qū)域的電子水印；基于提取出來的電子水印判定可否利用上述輸入圖像。
27.一種圖像處理方法，包括步驟輸入數(shù)字化了的圖像信息；識別包含在輸入圖像信息中的預(yù)定的圖像區(qū)域；生成用于控制對上述圖像區(qū)域的處理的認(rèn)證信息；將上述認(rèn)證信息埋入上述圖像區(qū)域。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的圖像處理方法，其特征在于逐個上述預(yù)定的圖像區(qū)域地生成并埋入上述認(rèn)證信息。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的圖像處理方法，其特征在于上述埋入是將上述認(rèn)證信息作為電子水印埋入。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的圖像處理方法，其特征在于，一步包括以下步驟提取被埋入到上述預(yù)定的圖像區(qū)域中的信息；基于包含在被提取出來的信息中的認(rèn)證信息控制對上述圖像區(qū)域的處理。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的圖像處理方法，其特征在于在對上述圖像區(qū)域的處理中，至少包括顯示、打印、復(fù)制以及發(fā)送的某一種處理。
全文摘要
一種圖像處理裝置及圖像處理方法，能夠從將打印物作為媒介進行交換的圖像，進行對構(gòu)成利用圖像掃描器等讀取并得到的圖像的各部分的每一部分圖像的著作權(quán)等的保護。為此，通過將輸入的圖像分割成具有不同的特征的多個圖像區(qū)域，利用依照圖像區(qū)域的特征的埋入方法，提取埋入到進行了區(qū)域分割的各個圖像區(qū)域中的電子水印，并基于提取出來的電子水印判定可否利用上述輸入圖像。
文檔編號H04N1/32GK1450495SQ03121488
公開日2003年10月22日 申請日期2003年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月29日
發(fā)明者金田北洋, 巖村惠市, 太田健一, 石田良弘, 加藤進一, 林淳一, 田丸淳, 江口貴巳 申請人:佳能株式會社