透かし情報埋込装置、透かし情報処理システム、透かし情報埋込方法、及びプログラム
【課題】本発明は複製の検知を可能にする二次元コードを提供できる透かし情報埋込装置、透かし情報処理システム、透かし情報埋込方法、及びプログラムを提供する。
【解決手段】透かし情報埋込装置は、第１ウェーブレット変換部と、透かし情報埋込部と、逆ウェーブレット変換部とを備える。第１ウェーブレット変換部は、二次元コードの原画像に、離散ウェーブレット変換を施して、ＬＬ成分、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分の各周波数成分に分解する。透かし情報埋込部は、ＨＨ成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む。逆ウェーブレット変換部は、ＬＬ成分、ＬＨ成分、及びＨＬ成分の各周波数成分と、透かし情報が埋め込まれたＨＨ成分とに逆離散ウェーブレット変換を施して二次元コードを再構成する。
【解決手段】透かし情報埋込装置は、第１ウェーブレット変換部と、透かし情報埋込部と、逆ウェーブレット変換部とを備える。第１ウェーブレット変換部は、二次元コードの原画像に、離散ウェーブレット変換を施して、ＬＬ成分、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分の各周波数成分に分解する。透かし情報埋込部は、ＨＨ成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む。逆ウェーブレット変換部は、ＬＬ成分、ＬＨ成分、及びＨＬ成分の各周波数成分と、透かし情報が埋め込まれたＨＨ成分とに逆離散ウェーブレット変換を施して二次元コードを再構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透かし情報埋込装置、透かし情報処理システム、透かし情報埋込方法、及びプログラムに関し、特に、複製の検知を可能にする二次元コードを提供することができる透かし情報埋込装置、透かし情報処理システム、透かし情報埋込方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元コードの一種であるＱＲ（Quick Response）コード（登録商標）は、印刷物に機械可読な情報を埋め込むもので、昨今では、航空券に代表されるように、金銭的価値を持ったＱＲコードの利用が拡大している（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１８３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、ＱＲコードに代表される二次元コードの複製を検知する方式の開発は、急務の課題となっている。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、複製の検知を可能にする二次元コードを提供することができる透かし情報埋込装置、透かし情報処理システム、透かし情報埋込方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る透かし情報埋込装置は、二次元コードの原画像にウェーブレット変換を施して、各周波数成分に分解する第１ウェーブレット変換部と、前記第１ウェーブレット変換部によって分解された前記各周波数成分のうち、斜め方向の高周波成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む透かし情報埋込部と、前記透かし情報埋込部によって前記透かし情報が埋め込まれた斜め方向の高周波成分、及び前記第１ウェーブレット変換部によって分解された前記各周波数成分のうち、該斜め方向の高周波成分以外の周波数成分に逆ウェーブレット変換を施して、透かし情報入り二次元コードを再構成する逆ウェーブレット変換部と、を備える。
【０００７】
また、本発明の第２の観点に係る透かし情報処理システムは、上記透かし情報埋込装置と、前記逆ウェーブレット変換部によって再構成された透かし情報入り二次元コードを取り込む二次元コード取込部、前記二次元コード取込部によって取り込まれた前記透かし情報入り二次元コードの入力画像にウェーブレット変換を施して、高周波成分を取り出す第２ウェーブレット変換部、及び該第２ウェーブレット変換部によって取り出された前記高周波成分のうち斜め方向の高周波成分から、透かし情報を抽出する透かし情報抽出部、を備える透かし情報抽出装置と、を具備する。
【０００８】
上記透かし情報処理システムにおいて、前記第２ウェーブレット変換部は、前記二次元コードの原画像のサイズをｍ×ｎ、前記二次元コード取込部によって取り込まれた前記透かし情報入り二次元コードの入力画像のサイズをＭ×Ｎとした場合、該透かし情報入り二次元コードの入力画像にウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施す、ようにしてもよい。
【０００９】
また、上記透かし情報処理システムにおいて、前記第２ウェーブレット変換部は、前記二次元コード取込部によって取り込まれた前記透かし情報入り二次元コードの入力画像に、ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、逆ウェーブレット変換をｋ回施し、前記透かし情報抽出部は、前記ウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施すことにより取り出された前記斜め方向の高周波成分と、該ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、前記逆ウェーブレット変換をｋ回施すことにより取り出された前記斜め方向の高周波成分と、の和から、前記透かし情報を抽出する、ようにしてもよい。
【００１０】
さらに、本発明の第３の観点に係る透かし情報埋込方法は、二次元コードの原画像にウェーブレット変換を施して、各周波数成分に分解する第１ウェーブレット変換ステップと、前記第１ウェーブレット変換ステップによって分解された前記各周波数成分のうち、斜め方向の高周波成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む透かし情報埋込ステップと、前記透かし情報埋込ステップによって前記透かし情報が埋め込まれた斜め方向の高周波成分、及び前記第１ウェーブレット変換ステップによって分解された前記各周波数成分のうち、該斜め方向の高周波成分以外の周波数成分に逆ウェーブレット変換を施して、透かし情報入り二次元コードを再構成する逆ウェーブレット変換ステップと、を備える。
【００１１】
そして、本発明の第４の観点に係るプログラムは、コンピュータに、二次元コードの原画像にウェーブレット変換を施して、各周波数成分に分解する第１ウェーブレット変換手順と、前記第１ウェーブレット変換手順によって分解された前記各周波数成分のうち、斜め方向の高周波成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む透かし情報埋込手順と、前記透かし情報埋込手順によって前記透かし情報が埋め込まれた斜め方向の高周波成分、及び前記第１ウェーブレット変換手順によって分解された前記各周波数成分のうち、該斜め方向の高周波成分以外の周波数成分に逆ウェーブレット変換を施して、透かし情報入り二次元コードを再構成する逆ウェーブレット変換手順と、を実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複製の検知を可能にする二次元コードを提供することができる透かし情報埋込装置、透かし情報処理システム、透かし情報埋込方法、及びプログラムを提供することができる。透かし情報処理システムによれば併せて二次元コードの複製を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る透かし情報埋込装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る離散ウェーブレット変換を説明するための模式図である。
【図３】実施形態に係る各画素におけるウェーブレット係数の値（係数値）の一例を示すグラフ図である。
【図４】実施形態に係る透かし情報抽出装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る透かし情報埋込処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】実施形態に係る透かし情報埋込手順を説明するための模式図である。
【図７】実施形態に係る透かし情報抽出処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】実施形態に係る透かし情報抽出手順を説明するための模式図である。
【図９】実施形態に係る複製された透かし情報入り二次元コードを使用して抽出された透かし情報の変化を観察するための実験手順を説明するための図である。
【図１０】各複写機の濃淡パターンを示す図である。
【図１１】実施形態に係る複製による透かし情報の変化の例を示す図である。
【図１２】実施形態に係る透かし情報埋込装置及び透かし情報抽出装置を実現可能なコンピュータの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１５】
まず、本実施形態に係る透かし情報処理システムの構成について、図面を参照しつつ説明する。透かし情報処理システムは、図１に示す透かし情報埋込装置１０と、図４に示す透かし情報抽出装置２０と、から構成されている。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る透かし情報埋込装置の構成例を示すブロック図である。
【００１７】
透かし情報埋込装置１０は、原画像としての二次元コード（例えば、ＱＲ（Quick Response）コード（登録商標））に透かし情報を埋め込み、再構成して、透かし情報を埋め込んだ二次元コードを生成する。透かし情報埋込装置１０は、図１に示すように、二次元コード入力部１１と、第１ウェーブレット変換部１２と、透かし情報入力部１３と、透かし情報埋込部１４と、二次元コード再構成部１５と、二次元コード出力部１６と、を備えている。
【００１８】
二次元コード入力部１１は、透かし情報の埋め込み先の原画像である二次元コードを入力し、二次元コードの原画像を示す二次元画像信号を第１ウェーブレット変換部１２に供給する。
【００１９】
第１ウェーブレット変換部１２は、色成分分離部１２０を備えるとともに、二次元コード入力部１１より入力される二次元画像信号に周波数解析手法の１つであるウェーブレット変換を施す。
【００２０】
具体的には、第１ウェーブレット変換部１２は、色成分分離部１２０により、二次元画像信号が示す二次元コードの原画像をＲＧＢの各成分に分割（ＲＧＢ分解）した後、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分別に離散ウェーブレット変換（Discrete Wavelet Transform，ＤＷＴ）を施すことにより、図２（ａ）に示す二次元コードの原画像を、図２（ｂ）に示すＬＬ成分、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分という周波数成分に分解（帯域分割）する。
【００２１】
ここで、ＬＬ成分は、多重解像度近似（Multi Resolution Approximation）に該当し、ＭＲＡ部と呼ばれ、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分は、多重解像度表現（Multi Resolution Representation）に該当し、ＭＲＲ部と呼ばれる。ＭＲＡ部は、低周波成分で、主に二次元コードの原画像の解像度を１／２にした画像を表現し、ＭＲＲ部は、高周波成分を表し、ＭＲＲ部の各成分は、主にこの画像の横、縦、及び斜め方向の差分情報を表現している。このため、ＭＲＲ成分が強い(高い)箇所(エッジ成分)が多少変化しても画像の劣化が目立ちにくい。
【００２２】
図１に示す透かし情報入力部１３は、二次元コードの原画像に埋め込む透かし情報を入力し、透かし情報埋込部１４に供給する。本実施形態において、透かし情報には、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分と同じ信号の長さを持つ透かし情報が使用される。信号の長さとは画像サイズを意味する。すなわち、透かし情報の画像サイズは原画像に１回のウェーブレット変換を施して得られる各成分の画像サイズと等しい。
【００２３】
透かし情報埋込部１４は、各周波数成分の差分情報を利用して、第１ウェーブレット変換部１２にて分解された各周波数成分のうちＨＨ成分のみに、透かし情報入力部１３から供給される透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む。サイズ全体に透かし情報を埋め込むために、透かし情報の信号の長さとＨＨ成分の信号の長さとは同じにする。
【００２４】
このように、透かし情報埋込部１４がＨＨ成分のみに埋込を行うのは、二次元コードは、水平方向のエッジを含むＬＨ成分と、鉛直方向のエッジを含むＨＬ成分と、を多く含むという特徴を有するためである。二次元コードでは、このような特徴を有するため、図３に示すように、ＬＨ成分及びＨＬ成分のウェーブレット係数の係数値が大きい。そのためＬＨ成分及びＨＬ成分はノイズの影響を受けやすい。従って、ＬＨ成分及びＨＬ成分を避けて、ＨＨ成分にのみ透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む。このような形で埋込を行わないと、透かし情報の抽出時に透かし情報以外の情報がノイズとして現れてしまうおそれがあるからである。
【００２５】
また、上述したようにＭＲＲ成分が強い(高い)箇所(エッジ成分)が多少変化しても画像の劣化が目立ちにくいので、その性質を利用し、高周波成分であるＨＨ成分に透かし情報を埋め込むことで、再構成して得られる二次元コードの画像の劣化を目立たなくすることができる。
【００２６】
二次元コードへの透かし情報の埋込は二次元コードをウェーブレット変換することにより得られるウェーブレット係数に対して実行される。ここで、第１ウェーブレット変換部１２により、ウェーブレット変換が（ｊ＋１）回実行された後の二次元コードの原画像のＨＨ成分におけるウェーブレット係数をｗｍ，ｎ＾（ｊ＋１，ｄ）（（ｍ，ｎ）は画素の位置を、ｄはウェーブレット係数がＨＨ成分の係数であることを示すインデックスを表す。）、透かし二値画像をＴｍ，ｎ、色別重み係数をα、埋込強度をｂｉｔとすると、透かし情報入り二次元コードのウェーブレット係数Ｗｍ，ｎ＾（ｊ＋１，ｄ）は、下記（１）式のようになる。
【００２７】
【数１】
【００２８】
このように、透かし情報埋込部１４は、埋込強度に、背景色に使われているＲＧＢの頻度に応じた色別重み係数を乗じて重み付けを行った重み付き埋込強度で、Ｔｍ，ｎ＝０の画素に埋込を行う。色別重み係数を乗じる理由は次の通りである。ＲＧＢの各色成分の輝度をＲ値、Ｇ値、Ｂ値とし、例えば、Ｒ値の平均値が高い背景画像に関しては、透かし情報のＲ成分の重み付き埋込強度が大きいと、それによる背景色のＲ成分の変動が微小であっても色相に大きな変化が生じて、二次元コードの意匠性が大きく変質するおそれがある。そのため、このような場合、透かし情報埋込部１４は、透かし情報のＲ成分の色別重み係数αを小さくすることにより重み付き埋込強度を小さくして、埋込後の画像のＲ値の変動幅を小さくする一方、透かし情報のＧ成分とＢ成分（又はいずれか一方）の重み付き埋込強度を大きくして埋込後の画像のＧ値とＢ値との変動幅（又はいずれか一方の変動幅）を大きくすることで、二次元コードの意匠性の変質を抑えつつ、透かし情報の抽出精度を確保することができる。
【００２９】
複写後の画像は、一般的に、複写前の画像と比較してコントラストが増加するといった特徴を有する。このため、透かし情報埋込部１４は、二次元コードの不正コピーを防止すべく、透かし情報を埋め込む対象となる二次元コードの原画像の背景明度及び透かし情報の重み付き埋込強度を、複写による情報の欠落が大きいレンジに調整している。
【００３０】
二次元コード再構成部１５は、逆ウェーブレット変換部１５０と色成分統合部１５１とを備える。逆ウェーブレット変換部１５０は、第１ウェーブレット変換部１２及び透かし情報埋込部１４から出力される各周波数成分を用いて逆ウェーブレット変換を行う。その後、色成分統合部１５１は、逆変換後のＲＧＢの各成分の統合（ＲＧＢ統合）を行う。このようにして二次元コード再構成部１５は、逆ウェーブレット変換部１５０と色成分統合部１５１とにより二次元コードを再構成する。
【００３１】
具体的には、二次元コード再構成部１５は、透かし情報埋込部１４から出力される透かし情報が埋め込まれたＨＨ成分と、第１ウェーブレット変換部１２から出力されるＨＨ成分を除く各周波数成分、すなわちＬＬ成分、ＬＨ成分、及びＨＬ成分とを用いて逆ウェーブレット変換部１５０により逆離散ウェーブレット変換（Inverse Discrete Wavelet Transform，ＩＤＷＴ）を行う。
【００３２】
言い換えれば、二次元コード再構成部１５は、第１ウェーブレット変換部１２から出力される各周波数成分のうちＨＨ成分のみを、透かし情報埋込部１４で透かし情報が埋め込まれたＨＨ成分に置き換える。このようにして、二次元コード再構成部１５は、二次元コードの原画像に対して、透かし情報を埋め込むことができる。
【００３３】
二次元コード出力部１６は、透かし情報が埋め込まれた二次元コード（透かし情報入り二次元コード）を高品質印刷用紙などの紙媒体への印刷などにより出力する。
【００３４】
図４は、本実施形態に係る透かし情報抽出装置の構成例を示すブロック図である。
【００３５】
透かし情報抽出装置２０は、透かし情報入り二次元コードから透かし情報を抽出するためのもので、図４に示すように、二次元コード取込部２１と、第２ウェーブレット変換部２２と、透かし情報抽出部２３と、透かし情報出力部２４と、を備えている。
【００３６】
二次元コード取込部２１は、例えばスキャナや複合機の画像読取装置などであって、透かし情報入り二次元コードを取り込んで、入力画像として第２ウェーブレット変換部２２に供給する。
【００３７】
第２ウェーブレット変換部２２は、色成分分離部２２０を備える。第２ウェーブレット変換部２２は、色成分分離部２２０により、二次元コード取込部２１より供給される入力画像をＲＧＢの各色成分に分解（以下、ＲＧＢ分解と呼ぶ）した後、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分毎に離散ウェーブレット変換を施すことにより、入力画像をＬＬ成分、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分という周波数成分に分解（帯域分割）する。
【００３８】
二次元コード取込部２１より供給される入力画像の解像度は、透かし情報の復元率（抽出精度）と大きな相関があり、透かし情報の抽出を利用して入力画像が複写されたものかどうかを検出する複写検出を行うことができる。
【００３９】
複写後の画像は、一般的に、複写前の画像と比較して高解像度情報が欠落するという特徴が見られる。このため、入力画像である透かし情報入り二次元コードが高解像度である程、この透かし情報を埋め込んだ画像の複写前後における微細な情報の有無の違いが大きくなり、複写前、及び複写後の入力画像の間で透かし情報を抽出できるかどうかという違いが大きくなる。従って、この抽出可否の違いにより入力画像が複写されたものかどうかを検出するという複写検出の高精度化を期待することができる。
【００４０】
しかし、高解像度の入力画像は、画像サイズが極度に大きくなり、原画像のサイズと大きな違いが生じる。そのため、後処理や実験の都合上、抽出した透かし情報の画像サイズを原画像の画像サイズと等しくなるよう、調整を行った方がよい。このとき、安易に入力画像の縮小を行うと、微細な情報が失われ、透かし情報の抽出精度が落ちてしまうおそれがある。「安易に入力画像の縮小を行う」とは、例えば、市販の一般的な画像処理ソフトウェアを使った縮小処理を言う。
【００４１】
そこで、第２ウェーブレット変換部２２は、離散ウェーブレット変換により解像度が１／２となる性質を利用して入力画像を原画像のサイズに合わせている。すなわち、二次元コードの原画像のサイズがｍ×ｎ（例えばｎ＝ｍ）、入力画像のサイズがＭ×Ｎ（例えばＮ＝Ｍ）の場合、Ｍ＝ｍ×２ｊ（ｊ∈Ｎ）とすることで、第２ウェーブレット変換部２２は、離散ウェーブレット変換をｊ＝ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回実行することにより、入力画像を原画像のサイズまで縮小している。
【００４２】
原画像のサイズが２５６ｐｘ×２５６ｐｘ（ｍ＝ｎ＝２５６）、入力画像のサイズが２０４８ｐｘ×２０４８ｐｘ（Ｍ＝Ｎ＝２０４８）であるとすると、第２ウェーブレット変換部２２は、入力画像に対して離散ウェーブレット変換を３（＝ｌｏｇ２（２０４８／２５６））回実行することにより、入力画像のサイズを２５６ｐｘ×２５６ｐｘまで縮小してから、ＨＨ成分を取り出す（ＨＨ成分Ａと呼ぶ）。
【００４３】
更に、第２ウェーブレット変換部２２は、離散ウェーブレット変換をｊ＋１（＝４）回実行することにより、入力画像のサイズを１２８ｐｘ×１２８ｐｘまで一旦縮小した後、逆離散ウェーブレット変換を１回実行することにより、２５６ｐｘ×２５６ｐｘまで戻してから、ＨＨ成分を取り出す（ＨＨ成分Ｂと呼ぶ）。
【００４４】
透かし情報抽出部２３は、第２ウェーブレット変換部２２より取り出されたＨＨ成分を正規化して透かし情報を抽出する。このとき、透かし情報抽出部２３は、異なる回数のＤＷＴにより得られるＨＨ成分を統合することで、より鮮明な透かし情報を抽出することができる。
【００４５】
そこで、本実施形態では、ＨＨ成分Ａと、ＨＨ成分Ｂと、の和であるＨＨ成分Ａ＋ＨＨ成分Ｂ（画素毎に階調値を加算）を、抽出画像を示す抽出画像信号として取得する。これにより、より鮮明な透かし情報の抽出が可能となる。なお、離散ウェーブレット変換を、必要な回数に加えて余分にｋ回実行し（ｋ：自然数）、その後逆離散ウェーブレット変換をｋ回実行して得られるＨＨ成分ＣをＨＨ成分Ｂに代えて利用しても良い。
【００４６】
透かし情報出力部２４は、透かし情報抽出部２３において抽出された透かし情報を出力する。
【００４７】
次に、上記構成を備える透かし情報処理システムの動作について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明は、透かし情報埋込方法、及び透かし情報抽出方法の説明をも兼ねる。
【００４８】
透かし情報埋込装置１０は、二次元コード入力部１１に二次元コードの原画像が入力され、且つ、透かし情報入力部１３に透かし情報が入力されると、透かし情報埋込処理を開始する。
【００４９】
図５は、本実施形態に係る透かし情報埋込処理の一例を示すフローチャートであり、図６は、本実施形態に係る透かし情報埋込手順を説明するための模式図である。
【００５０】
この透かし情報埋込処理では、まず、図１に示す第１ウェーブレット変換部１２が、色成分分離部１２０により、図６（ａ）に示す二次元コードの原画像をＲＧＢ分解する（図５に示すステップＳ１、図６（ｂ１）〜（ｂ３））。
【００５１】
次に、第１ウェーブレット変換部１２は、二次元コードの原画像に対して、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分別に、離散ウェーブレット変換を施して、二次元コードの原画像をＬＬ成分、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分から成る各周波数成分に分解する（図５に示すステップＳ２、図６（ｃ１）〜（ｃ３））。
【００５２】
続いて、図１に示す透かし情報埋込部１４は、各周波数成分の差分情報を利用して、第１ウェーブレット変換部１２にて分解された周波数成分のうちＨＨ成分のみに、図１に示す透かし情報入力部１３から入力された透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む（図５に示すステップＳ３、図６（ｄ１）〜（ｄ３））。
【００５３】
さらに、図１の二次元コード再構成部１５は、逆ウェーブレット変換部１５０により、透かし情報が埋め込まれたＨＨ成分と、ＨＨ成分以外の各周波数成分、すなわちＬＬ成分、ＬＨ成分、及びＨＬ成分とを用いて逆離散ウェーブレット変換を行う（図５に示すステップＳ４、図６（ｅ１）〜（ｅ３））。
【００５４】
その後、二次元コード再構成部１５は、色成分統合部１５１によりＲＧＢ統合を行って、透かし情報入り二次元コードを再構築する（図５に示すステップＳ５、図６（ｆ））。
【００５５】
そして、二次元コード出力部１６は、透かし情報入り二次元コードを高品質印刷用紙などの紙媒体への印刷などにより出力する（ステップＳ６）。
【００５６】
図４の透かし情報抽出装置２０は、二次元コード取込部２１に透かし情報入り二次元コードが入力されて取り込まれると、透かし情報抽出処理を開始する。
【００５７】
図７は、本実施形態に係る透かし情報抽出処理の一例を示すフローチャートであり、図８は、本実施形態に係る透かし情報抽出手順を説明するための模式図である。
【００５８】
この透かし情報抽出処理では、まず、第２ウェーブレット変換部２２が、色成分分離部２２０により、図８（ａ）に示す、例えば２０４８ｐｘ×２０４８ｐｘ（Ｍ＝Ｎ＝２０４８）の高解像度の入力画像をＲＧＢ分解する（図７に示すステップＳ１１、図８（ｂ１）〜（ｂ３））。以下の処理は色成分毎に実行される。
【００５９】
次に、第２ウェーブレット変換部２２は、離散ウェーブレット変換を３回実行することにより、入力画像のサイズを２５６ｐｘ×２５６ｐｘに縮小し（図７に示すステップＳ１２、図８（ｃ１）〜（ｃ３））、その後ＨＨ成分（＝ＨＨ成分Ａ）を取り出す（図７に示すステップＳ１３）。
【００６０】
また、第２ウェーブレット変換部２２は、離散ウェーブレット変換を更にもう１回実行することにより、入力画像のサイズを１２８ｐｘ×１２８ｐｘに縮小する（図７に示すステップＳ１４、図８（ｄ１）〜（ｄ３））。
【００６１】
続いて、第２ウェーブレット変換部２２は、逆離散ウェーブレット変換を１回実行することにより、入力画像のサイズを２５６ｐｘ×２５６ｐｘに戻し（図７に示すステップＳ１５）、その後ＨＨ成分（＝ＨＨ成分Ｂ）を取り出す（ステップＳ１６）。
【００６２】
そして、透かし情報抽出部２３は、ステップＳ１３の処理にて取り出されたＨＨ成分Ａと、ステップＳ１６の処理にて取り出されたＨＨ成分Ｂと、の和を、抽出画像を示す抽出画像信号として取得することにより、透かし情報を抽出する（図７に示すステップＳ１７、図８（ｆ））。ＨＨ成分Ｂに代えてＨＨ成分Ｃを利用しても良いことは既に説明したとおりである。
【００６３】
そして、透かし情報出力部２４は、透かし情報抽出部２３において抽出された透かし情報を出力する（ステップＳ１８）。
【００６４】
以上説明した透かし情報埋込装置１０は、色成分分離部１２０、及び色成分統合部１５１を、それぞれ、第１ウェーブレット変換部１２、及び二次元コード再構成部１５内に備えており、透かし情報抽出装置２０は、色成分分離部２２０を第２ウェーブレット変換部２２内に備えている。しかし、色成分分離部１２０、２２０、及び色成分統合部１５１をそれぞれ分離して別に備えても良い。また、二次元コードがモノクロで形成されているときは色成分分離部１２０、２２０、及び色成分統合部１５１を必ずしも装備しなくても良い。このときは色別重み付け係数による埋込強度の重み付けは不要となる。また、透かし情報埋込装置１０と透かし情報抽出装置２０とを備えた透かし情報処理システムは、色成分分離部１２０と２２０とを、別々に装備せずに共通のものとして装備してもよい。
【００６５】
続いて、上記動作を実行する透かし情報処理システムにおいて、複製された透かし情報入り二次元コードを使用して抽出された透かし情報の変化を観察する。
【００６６】
図９は、本実施形態に係る複製された透かし情報入り二次元コードを使用して抽出された透かし情報の変化を観察するための実験手順を説明するための図である。
【００６７】
まず、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、透かし情報埋込装置１０において、二次元コードの原画像に透かし情報を埋め込んで高品質印刷用紙に印刷する。
【００６８】
次に、図９（ｃ）に示すように、高品質印刷用紙に印刷された透かし情報入り二次元コードを入出力解像度６００ｄｐｉ程度の複写機（ＳＨＡＲＰ製のカラーコピー機）を利用して複写（不正コピーを想定）する。
【００６９】
そして、図９（ｄ１）及び（ｄ２）に示すように、透かし情報抽出装置２０において、複写機による「複写前」の透かし情報入り二次元コードと、「複写後」の透かし情報入り二次元コードと、からそれぞれ透かし情報を抽出する。
【００７０】
「複写後」の透かし情報入り二次元コードでは、図９（ｄ２）に示すように、複写により透かし情報が失われていることが確認できる。これは、埋込部分の背景明度が非常に高いことに起因する。すなわち、複写機による色調整の過程で画像のコントラストが上がり、白色に近い部分に埋め込まれた透かし情報が失われたためである。
【００７１】
また、「複写後」の透かし情報入り二次元コードから透かし情報の抽出を行った際に画像全面にノイズがのる理由は、複写機の濃淡表現方法（濃淡パターン）に起因する。すなわち、複写機は、図１０に示すように、それぞれ特有の濃淡パターンを有している。本実施形態において使用したＳＨＡＲＰ製のカラーコピー機の濃淡パターンは、図１０（ａ）に示すように、斜線によって濃淡を表現するものであるため、透かし情報の抽出時に透かし情報以外のＨＨ成分が発生し、このＨＨ成分によるノイズが非常に強くなってしまったものと考えられる。
【００７２】
なお、図１０（ｂ）に示す濃淡パターンは、ＲＩＣＯＨ製のカラーコピー機によるもので、ＳＨＡＲＰ製のカラーコピー機と同様に、斜線によって濃淡を表現している。図１０（ｃ）に示す濃淡パターンは、Ｘｅｒｏｘ製のカラーコピー機によるもので、ＳＨＡＲＰ製及びＲＩＣＯＨ製のカラーコピー機とは異なり、横線によって濃淡を表現している。図１０（ｄ）に示す濃淡パターンは、Ｃａｎｏｎ製のカラーコピー機によるもので、ＳＨＡＲＰ製及びＲＩＣＯＨ製のカラーコピー機とも、Ｘｅｒｏｘ製のカラーコピー機とも異なり、点によって濃淡を表現している。
【００７３】
図１１は、本実施形態に係る複製による透かし情報の変化の例を示す図である。図１１（ａ）は、ＲＩＣＯＨ製のカラーコピー機で複写した透かし情報入り二次元コードからの抽出画像、図１１（ｂ）は、Ｘｅｒｏｘ製のカラーコピー機で複写した透かし情報入り二次元コードからの抽出画像、図１１（ｃ）は、Ｃａｎｏｎ製のカラーコピー機で複写した透かし情報入り二次元コードからの抽出画像を、それぞれ示している。図１１に示すように、本実施形態で使用したＳＨＡＲＰ製のカラーコピー機と濃淡パターンが同様のＲＩＣＯＨ製のカラーコピー機で複写した透かし情報入り二次元コードだけでなく、濃淡パターンの異なるＸｅｒｏｘ製及びＣａｎｏｎ製のカラーコピー機で複写した二次元コードからも、透かし情報が失われていることが確認できる。
【００７４】
このような複製によるコントラストの増加や、複写機の濃淡表現方法の相違という要因に加え、高解像度の二次元コードにおける複製過程での高解像度情報の欠落が要因となって、不正コピーされた二次元コードであることの検出精度を大きく向上させることができる。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態に係る透かし情報処理システムによれば、透かし情報埋込装置１０は、第１ウェーブレット変換部１２において、二次元コードの原画像をＲＧＢの各色成分に分離した後、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分毎に離散ウェーブレット変換を施して、ＬＬ成分、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分という周波数成分に分解する。
【００７６】
次に、透かし情報埋込装置１０は、透かし情報埋込部１４において、第１ウェーブレット変換部１２によって色成分毎に分解された各周波数成分のうちＨＨ成分に、二次元コードの原画像における各色成分の使用頻度に応じて重み付けを行った重み付け埋込強度で、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む。
【００７７】
そして、透かし情報埋込装置１０は、二次元コード再構成部１５において、透かし情報埋込部１４によって透かし情報が埋め込まれたＨＨ成分と、第１ウェーブレット変換部１２によって分解されたＬＬ成分、ＬＨ成分、及びＨＬ成分と、に逆離散ウェーブレット変換を施した後、ＲＧＢの各色成分の統合を行って、透かし情報入り二次元コードを再構成する。
【００７８】
このように、透かし情報埋込装置１０は、ウェーブレット係数の値（係数値）がＬＨ成分及びＨＬ成分に比べて小さいＨＨ成分のみに、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込むことで、複写されていない正規の透かし情報入り二次元コードのＨＨ成分から、透かし情報以外の情報がノイズとして現れて透かし情報が失われることを防止することができる。
【００７９】
これに対して、複写前の正規の透かし情報入り二次元コードの画像と濃淡表現方法が相違する複写機で複写された（不正コピーされた）非正規の透かし情報入り二次元コードの画像のＨＨ成分には、透かし情報以外の情報が非常に強く現れる。そのため、透かし情報が失われる。
【００８０】
これにより、二次元コードの複製を検知することが可能となる。すなわち、透かし情報埋込装置１０は複製の検知を可能にする二次元コードを提供することができる。
【００８１】
さらに、透かし情報埋込装置１０は、高周波成分であるＨＨ成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込むことで、再構成して得られる二次元コードの画像の劣化を目立たなくすることができる。
【００８２】
加えて、透かし情報埋込装置１０は、二次元コードの原画像における各色成分の使用頻度に応じて重み付けを行った重み付け埋込強度で、透かし情報を埋め込むことにより、二次元コードの意匠性の変質を抑えつつ、透かし情報の抽出精度を確保することができる二次元コードを提供することができる。
【００８３】
複写後の画像は、一般的に、複写前の画像と比較してコントラストが増加するといった特徴が見られる。このため、透かし情報埋込装置１０は、透かし情報埋込部１４において、埋込対象となる二次元コードの原画像の背景明度及び埋込情報の埋込強度を、複写による情報の欠落が大きいレンジに調整する。このような二次元コードとすることにより、この二次元コードを複写した場合に、「複写後」の透かし情報入り二次元コードから透かし情報が消失するので、透かし情報の抽出を行った場合に、透かし情報の抽出可否を介して二次元コードの複製の有無が検知できる。従って、透かし情報埋込装置１０は複製を検知することが可能な二次元コードを提供することができる。
【００８４】
透かし情報抽出装置２０は、第２ウェーブレット変換部２２において、二次元コード取込部２１によって取り込まれた透かし情報入り二次元コードの入力画像に、離散ウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施して、ＨＨ成分Ａを取り出す。また、透かし情報抽出装置２０は、第２ウェーブレット変換部２２において、透かし情報入り二次元コードの入力画像に、離散ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、逆離散ウェーブレット変換をｋ回施して、ＨＨ成分Ｃを取り出す。
【００８５】
そして、透かし情報抽出装置２０は、透かし情報抽出部２３において、離散ウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施すことにより取り出されたＨＨ成分Ａと、離散ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、逆離散ウェーブレット変換をｋ回施すことにより取り出されたＨＨ成分Ｃと、の和から透かし情報を抽出する。
【００８６】
このように、透かし情報抽出装置２０は、離散ウェーブレット変換を施して透かし情報入り二次元コードの入力画像のサイズを、二次元コードの原画像のサイズにまで縮小する。これにより、複写前後における微細な情報の違いを保存して、複写前後における埋込情報の抽出精度の違いを大きくする。透かし情報抽出装置２０は、このようにして、二次元コードが複写されたものかどうかの検出精度を向上させることができる。
【００８７】
また、透かし情報抽出装置２０は、第２ウェーブレット変換部２２で、離散ウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施すことにより取り出されたＨＨ成分Ａと、離散ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、逆離散ウェーブレット変換をｋ回施すことにより取り出されたＨＨ成分Ｃと、の和を、透かし情報抽出部２３において抽出画像を示す抽出画像信号として取得することで、より鮮明な透かし情報を抽出することができる。
【００８８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な上記実施形態の変形態様について説明する。
【００８９】
上記実施形態では、透かし情報を埋め込む透かし情報埋込装置１０と、透かし情報を抽出する透かし情報抽出装置２０と、をそれぞれ分けて説明したが、透かし情報を埋め込む機能と抽出する機能との両方の機能を１つの画像処理装置に備えても良い。このような画像処理装置は透かし情報処理システムということができる。
【００９０】
また、上記本実施形態における透かし情報埋込装置１０や透かし情報抽出装置２０は、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）あるいはＭＰＵ(Micro Processing Unit)、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成可能なものであり、ＲＡＭやＲＯＭに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。
【００９１】
したがって、コンピュータが上記機能を果たすように動作させるプログラムを、例えばＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）のような記録媒体に記録し、コンピュータに読み込ませることによって実現できるものである。上記プログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc_Read Only Memory）や、ブルーレイディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。
【００９２】
また、コンピュータが、供給されたプログラムを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（Operating System）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全てあるいは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われることにより上述の実施形態の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明の実施形態に含まれる。
【００９３】
また、本発明をネットワーク環境で利用するべく、全部あるいは一部のプログラムが他のコンピュータで実行されるようになっていても良い。例えば、画面入力処理は、遠隔端末コンピュータで行われ、各種判断、ログ記録等は他のセンターコンピュータ等で行われるようにしても良い。
【００９４】
例えば、本実施形態に示した画像処理装置は、図１２に示すようなコンピュータ機能５００を有し、そのＣＰＵ５０１により本実施形態での動作が実施される。
【００９５】
コンピュータ機能５００は、図１２に示すように、ＣＰＵ５０１と、ＲＯＭ５０２と、ＲＡＭ５０３と、キーボード（Keyboard，ＫＢ）５０９のキーボードコントローラ（Keyboard Controller，ＫＢＣ）５０５と、表示部としてのＬＣＤディスプレイ（Liquid Crystal Display，ＬＣＤ）５１０のＬＣＤコントローラ（Liquid Crystal Controller，ＬＣＤＣ）５０６と、ハードディスク（Hard Disk Drive，ＨＤＤ）５１１およびリムーバルディスク（Removable Disk，ＲＤ）５１２のディスクコントローラ（Disk Controller，ＤＫＣ）５０７と、ネットワークインタフェースカード（Network Interface Card，ＮＩＣ）５０８とが、システムバス５０４を介して互いに通信可能に接続された構成としている。
【００９６】
ＣＰＵ５０１は、ＲＯＭ５０２あるいはＨＤ５１１に記憶されたソフトウェア、あるいはＲＤ５１２より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス５０４に接続された各構成部を総括的に制御する。
【００９７】
すなわち、ＣＰＵ５０１は、上述したような動作を行うための処理プログラムを、ＲＯＭ５０２、あるいはＨＤ５１１、あるいはＲＤ５１２から読み出して実行することで、本実施形態での動作を実現するための制御を行う。
【００９８】
ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１の主メモリあるいはワークエリア等として機能する。ＫＢＣ５０５は、ＫＢ５０９や図示していないポインティングデバイス等からの指示入力を制御する。ＬＣＤＣ５０６は、ＬＣＤ５１０の表示を制御する。
【００９９】
ＤＫＣ５０７は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム、および本実施形態における処理プログラム等を記憶するＨＤ５１１およびＲＤ５１２とのアクセスを制御する。ＮＩＣ５０８はネットワーク５１３上の他の装置と双方向にデータをやりとりする。
【０１００】
さらに、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ 透かし情報埋込装置
１１ 二次元コード入力部
１２ 第１ウェーブレット変換部
１３ 透かし情報入力部
１４ 透かし情報埋込部
１５ 二次元コード再構成部
１６ 二次元コード出力部
２０ 透かし情報抽出装置
２１ 二次元コード取込部
２２ 第２ウェーブレット変換部
２３ 透かし情報抽出部
２４ 透かし情報出力部
１２０ 色成分分離部
１５０ 逆ウェーブレット変換部
１５１ 色成分統合部
２２０ 色成分分離部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透かし情報埋込装置、透かし情報処理システム、透かし情報埋込方法、及びプログラムに関し、特に、複製の検知を可能にする二次元コードを提供することができる透かし情報埋込装置、透かし情報処理システム、透かし情報埋込方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元コードの一種であるＱＲ（Quick Response）コード（登録商標）は、印刷物に機械可読な情報を埋め込むもので、昨今では、航空券に代表されるように、金銭的価値を持ったＱＲコードの利用が拡大している（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１８３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、ＱＲコードに代表される二次元コードの複製を検知する方式の開発は、急務の課題となっている。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、複製の検知を可能にする二次元コードを提供することができる透かし情報埋込装置、透かし情報処理システム、透かし情報埋込方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る透かし情報埋込装置は、二次元コードの原画像にウェーブレット変換を施して、各周波数成分に分解する第１ウェーブレット変換部と、前記第１ウェーブレット変換部によって分解された前記各周波数成分のうち、斜め方向の高周波成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む透かし情報埋込部と、前記透かし情報埋込部によって前記透かし情報が埋め込まれた斜め方向の高周波成分、及び前記第１ウェーブレット変換部によって分解された前記各周波数成分のうち、該斜め方向の高周波成分以外の周波数成分に逆ウェーブレット変換を施して、透かし情報入り二次元コードを再構成する逆ウェーブレット変換部と、を備える。
【０００７】
また、本発明の第２の観点に係る透かし情報処理システムは、上記透かし情報埋込装置と、前記逆ウェーブレット変換部によって再構成された透かし情報入り二次元コードを取り込む二次元コード取込部、前記二次元コード取込部によって取り込まれた前記透かし情報入り二次元コードの入力画像にウェーブレット変換を施して、高周波成分を取り出す第２ウェーブレット変換部、及び該第２ウェーブレット変換部によって取り出された前記高周波成分のうち斜め方向の高周波成分から、透かし情報を抽出する透かし情報抽出部、を備える透かし情報抽出装置と、を具備する。
【０００８】
上記透かし情報処理システムにおいて、前記第２ウェーブレット変換部は、前記二次元コードの原画像のサイズをｍ×ｎ、前記二次元コード取込部によって取り込まれた前記透かし情報入り二次元コードの入力画像のサイズをＭ×Ｎとした場合、該透かし情報入り二次元コードの入力画像にウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施す、ようにしてもよい。
【０００９】
また、上記透かし情報処理システムにおいて、前記第２ウェーブレット変換部は、前記二次元コード取込部によって取り込まれた前記透かし情報入り二次元コードの入力画像に、ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、逆ウェーブレット変換をｋ回施し、前記透かし情報抽出部は、前記ウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施すことにより取り出された前記斜め方向の高周波成分と、該ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、前記逆ウェーブレット変換をｋ回施すことにより取り出された前記斜め方向の高周波成分と、の和から、前記透かし情報を抽出する、ようにしてもよい。
【００１０】
さらに、本発明の第３の観点に係る透かし情報埋込方法は、二次元コードの原画像にウェーブレット変換を施して、各周波数成分に分解する第１ウェーブレット変換ステップと、前記第１ウェーブレット変換ステップによって分解された前記各周波数成分のうち、斜め方向の高周波成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む透かし情報埋込ステップと、前記透かし情報埋込ステップによって前記透かし情報が埋め込まれた斜め方向の高周波成分、及び前記第１ウェーブレット変換ステップによって分解された前記各周波数成分のうち、該斜め方向の高周波成分以外の周波数成分に逆ウェーブレット変換を施して、透かし情報入り二次元コードを再構成する逆ウェーブレット変換ステップと、を備える。
【００１１】
そして、本発明の第４の観点に係るプログラムは、コンピュータに、二次元コードの原画像にウェーブレット変換を施して、各周波数成分に分解する第１ウェーブレット変換手順と、前記第１ウェーブレット変換手順によって分解された前記各周波数成分のうち、斜め方向の高周波成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む透かし情報埋込手順と、前記透かし情報埋込手順によって前記透かし情報が埋め込まれた斜め方向の高周波成分、及び前記第１ウェーブレット変換手順によって分解された前記各周波数成分のうち、該斜め方向の高周波成分以外の周波数成分に逆ウェーブレット変換を施して、透かし情報入り二次元コードを再構成する逆ウェーブレット変換手順と、を実行させる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複製の検知を可能にする二次元コードを提供することができる透かし情報埋込装置、透かし情報処理システム、透かし情報埋込方法、及びプログラムを提供することができる。透かし情報処理システムによれば併せて二次元コードの複製を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る透かし情報埋込装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る離散ウェーブレット変換を説明するための模式図である。
【図３】実施形態に係る各画素におけるウェーブレット係数の値（係数値）の一例を示すグラフ図である。
【図４】実施形態に係る透かし情報抽出装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】実施形態に係る透かし情報埋込処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】実施形態に係る透かし情報埋込手順を説明するための模式図である。
【図７】実施形態に係る透かし情報抽出処理の一例を示すフローチャートである。
【図８】実施形態に係る透かし情報抽出手順を説明するための模式図である。
【図９】実施形態に係る複製された透かし情報入り二次元コードを使用して抽出された透かし情報の変化を観察するための実験手順を説明するための図である。
【図１０】各複写機の濃淡パターンを示す図である。
【図１１】実施形態に係る複製による透かし情報の変化の例を示す図である。
【図１２】実施形態に係る透かし情報埋込装置及び透かし情報抽出装置を実現可能なコンピュータの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１５】
まず、本実施形態に係る透かし情報処理システムの構成について、図面を参照しつつ説明する。透かし情報処理システムは、図１に示す透かし情報埋込装置１０と、図４に示す透かし情報抽出装置２０と、から構成されている。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る透かし情報埋込装置の構成例を示すブロック図である。
【００１７】
透かし情報埋込装置１０は、原画像としての二次元コード（例えば、ＱＲ（Quick Response）コード（登録商標））に透かし情報を埋め込み、再構成して、透かし情報を埋め込んだ二次元コードを生成する。透かし情報埋込装置１０は、図１に示すように、二次元コード入力部１１と、第１ウェーブレット変換部１２と、透かし情報入力部１３と、透かし情報埋込部１４と、二次元コード再構成部１５と、二次元コード出力部１６と、を備えている。
【００１８】
二次元コード入力部１１は、透かし情報の埋め込み先の原画像である二次元コードを入力し、二次元コードの原画像を示す二次元画像信号を第１ウェーブレット変換部１２に供給する。
【００１９】
第１ウェーブレット変換部１２は、色成分分離部１２０を備えるとともに、二次元コード入力部１１より入力される二次元画像信号に周波数解析手法の１つであるウェーブレット変換を施す。
【００２０】
具体的には、第１ウェーブレット変換部１２は、色成分分離部１２０により、二次元画像信号が示す二次元コードの原画像をＲＧＢの各成分に分割（ＲＧＢ分解）した後、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分別に離散ウェーブレット変換（Discrete Wavelet Transform，ＤＷＴ）を施すことにより、図２（ａ）に示す二次元コードの原画像を、図２（ｂ）に示すＬＬ成分、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分という周波数成分に分解（帯域分割）する。
【００２１】
ここで、ＬＬ成分は、多重解像度近似（Multi Resolution Approximation）に該当し、ＭＲＡ部と呼ばれ、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分は、多重解像度表現（Multi Resolution Representation）に該当し、ＭＲＲ部と呼ばれる。ＭＲＡ部は、低周波成分で、主に二次元コードの原画像の解像度を１／２にした画像を表現し、ＭＲＲ部は、高周波成分を表し、ＭＲＲ部の各成分は、主にこの画像の横、縦、及び斜め方向の差分情報を表現している。このため、ＭＲＲ成分が強い(高い)箇所(エッジ成分)が多少変化しても画像の劣化が目立ちにくい。
【００２２】
図１に示す透かし情報入力部１３は、二次元コードの原画像に埋め込む透かし情報を入力し、透かし情報埋込部１４に供給する。本実施形態において、透かし情報には、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分と同じ信号の長さを持つ透かし情報が使用される。信号の長さとは画像サイズを意味する。すなわち、透かし情報の画像サイズは原画像に１回のウェーブレット変換を施して得られる各成分の画像サイズと等しい。
【００２３】
透かし情報埋込部１４は、各周波数成分の差分情報を利用して、第１ウェーブレット変換部１２にて分解された各周波数成分のうちＨＨ成分のみに、透かし情報入力部１３から供給される透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む。サイズ全体に透かし情報を埋め込むために、透かし情報の信号の長さとＨＨ成分の信号の長さとは同じにする。
【００２４】
このように、透かし情報埋込部１４がＨＨ成分のみに埋込を行うのは、二次元コードは、水平方向のエッジを含むＬＨ成分と、鉛直方向のエッジを含むＨＬ成分と、を多く含むという特徴を有するためである。二次元コードでは、このような特徴を有するため、図３に示すように、ＬＨ成分及びＨＬ成分のウェーブレット係数の係数値が大きい。そのためＬＨ成分及びＨＬ成分はノイズの影響を受けやすい。従って、ＬＨ成分及びＨＬ成分を避けて、ＨＨ成分にのみ透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む。このような形で埋込を行わないと、透かし情報の抽出時に透かし情報以外の情報がノイズとして現れてしまうおそれがあるからである。
【００２５】
また、上述したようにＭＲＲ成分が強い(高い)箇所(エッジ成分)が多少変化しても画像の劣化が目立ちにくいので、その性質を利用し、高周波成分であるＨＨ成分に透かし情報を埋め込むことで、再構成して得られる二次元コードの画像の劣化を目立たなくすることができる。
【００２６】
二次元コードへの透かし情報の埋込は二次元コードをウェーブレット変換することにより得られるウェーブレット係数に対して実行される。ここで、第１ウェーブレット変換部１２により、ウェーブレット変換が（ｊ＋１）回実行された後の二次元コードの原画像のＨＨ成分におけるウェーブレット係数をｗｍ，ｎ＾（ｊ＋１，ｄ）（（ｍ，ｎ）は画素の位置を、ｄはウェーブレット係数がＨＨ成分の係数であることを示すインデックスを表す。）、透かし二値画像をＴｍ，ｎ、色別重み係数をα、埋込強度をｂｉｔとすると、透かし情報入り二次元コードのウェーブレット係数Ｗｍ，ｎ＾（ｊ＋１，ｄ）は、下記（１）式のようになる。
【００２７】
【数１】
【００２８】
このように、透かし情報埋込部１４は、埋込強度に、背景色に使われているＲＧＢの頻度に応じた色別重み係数を乗じて重み付けを行った重み付き埋込強度で、Ｔｍ，ｎ＝０の画素に埋込を行う。色別重み係数を乗じる理由は次の通りである。ＲＧＢの各色成分の輝度をＲ値、Ｇ値、Ｂ値とし、例えば、Ｒ値の平均値が高い背景画像に関しては、透かし情報のＲ成分の重み付き埋込強度が大きいと、それによる背景色のＲ成分の変動が微小であっても色相に大きな変化が生じて、二次元コードの意匠性が大きく変質するおそれがある。そのため、このような場合、透かし情報埋込部１４は、透かし情報のＲ成分の色別重み係数αを小さくすることにより重み付き埋込強度を小さくして、埋込後の画像のＲ値の変動幅を小さくする一方、透かし情報のＧ成分とＢ成分（又はいずれか一方）の重み付き埋込強度を大きくして埋込後の画像のＧ値とＢ値との変動幅（又はいずれか一方の変動幅）を大きくすることで、二次元コードの意匠性の変質を抑えつつ、透かし情報の抽出精度を確保することができる。
【００２９】
複写後の画像は、一般的に、複写前の画像と比較してコントラストが増加するといった特徴を有する。このため、透かし情報埋込部１４は、二次元コードの不正コピーを防止すべく、透かし情報を埋め込む対象となる二次元コードの原画像の背景明度及び透かし情報の重み付き埋込強度を、複写による情報の欠落が大きいレンジに調整している。
【００３０】
二次元コード再構成部１５は、逆ウェーブレット変換部１５０と色成分統合部１５１とを備える。逆ウェーブレット変換部１５０は、第１ウェーブレット変換部１２及び透かし情報埋込部１４から出力される各周波数成分を用いて逆ウェーブレット変換を行う。その後、色成分統合部１５１は、逆変換後のＲＧＢの各成分の統合（ＲＧＢ統合）を行う。このようにして二次元コード再構成部１５は、逆ウェーブレット変換部１５０と色成分統合部１５１とにより二次元コードを再構成する。
【００３１】
具体的には、二次元コード再構成部１５は、透かし情報埋込部１４から出力される透かし情報が埋め込まれたＨＨ成分と、第１ウェーブレット変換部１２から出力されるＨＨ成分を除く各周波数成分、すなわちＬＬ成分、ＬＨ成分、及びＨＬ成分とを用いて逆ウェーブレット変換部１５０により逆離散ウェーブレット変換（Inverse Discrete Wavelet Transform，ＩＤＷＴ）を行う。
【００３２】
言い換えれば、二次元コード再構成部１５は、第１ウェーブレット変換部１２から出力される各周波数成分のうちＨＨ成分のみを、透かし情報埋込部１４で透かし情報が埋め込まれたＨＨ成分に置き換える。このようにして、二次元コード再構成部１５は、二次元コードの原画像に対して、透かし情報を埋め込むことができる。
【００３３】
二次元コード出力部１６は、透かし情報が埋め込まれた二次元コード（透かし情報入り二次元コード）を高品質印刷用紙などの紙媒体への印刷などにより出力する。
【００３４】
図４は、本実施形態に係る透かし情報抽出装置の構成例を示すブロック図である。
【００３５】
透かし情報抽出装置２０は、透かし情報入り二次元コードから透かし情報を抽出するためのもので、図４に示すように、二次元コード取込部２１と、第２ウェーブレット変換部２２と、透かし情報抽出部２３と、透かし情報出力部２４と、を備えている。
【００３６】
二次元コード取込部２１は、例えばスキャナや複合機の画像読取装置などであって、透かし情報入り二次元コードを取り込んで、入力画像として第２ウェーブレット変換部２２に供給する。
【００３７】
第２ウェーブレット変換部２２は、色成分分離部２２０を備える。第２ウェーブレット変換部２２は、色成分分離部２２０により、二次元コード取込部２１より供給される入力画像をＲＧＢの各色成分に分解（以下、ＲＧＢ分解と呼ぶ）した後、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分毎に離散ウェーブレット変換を施すことにより、入力画像をＬＬ成分、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分という周波数成分に分解（帯域分割）する。
【００３８】
二次元コード取込部２１より供給される入力画像の解像度は、透かし情報の復元率（抽出精度）と大きな相関があり、透かし情報の抽出を利用して入力画像が複写されたものかどうかを検出する複写検出を行うことができる。
【００３９】
複写後の画像は、一般的に、複写前の画像と比較して高解像度情報が欠落するという特徴が見られる。このため、入力画像である透かし情報入り二次元コードが高解像度である程、この透かし情報を埋め込んだ画像の複写前後における微細な情報の有無の違いが大きくなり、複写前、及び複写後の入力画像の間で透かし情報を抽出できるかどうかという違いが大きくなる。従って、この抽出可否の違いにより入力画像が複写されたものかどうかを検出するという複写検出の高精度化を期待することができる。
【００４０】
しかし、高解像度の入力画像は、画像サイズが極度に大きくなり、原画像のサイズと大きな違いが生じる。そのため、後処理や実験の都合上、抽出した透かし情報の画像サイズを原画像の画像サイズと等しくなるよう、調整を行った方がよい。このとき、安易に入力画像の縮小を行うと、微細な情報が失われ、透かし情報の抽出精度が落ちてしまうおそれがある。「安易に入力画像の縮小を行う」とは、例えば、市販の一般的な画像処理ソフトウェアを使った縮小処理を言う。
【００４１】
そこで、第２ウェーブレット変換部２２は、離散ウェーブレット変換により解像度が１／２となる性質を利用して入力画像を原画像のサイズに合わせている。すなわち、二次元コードの原画像のサイズがｍ×ｎ（例えばｎ＝ｍ）、入力画像のサイズがＭ×Ｎ（例えばＮ＝Ｍ）の場合、Ｍ＝ｍ×２ｊ（ｊ∈Ｎ）とすることで、第２ウェーブレット変換部２２は、離散ウェーブレット変換をｊ＝ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回実行することにより、入力画像を原画像のサイズまで縮小している。
【００４２】
原画像のサイズが２５６ｐｘ×２５６ｐｘ（ｍ＝ｎ＝２５６）、入力画像のサイズが２０４８ｐｘ×２０４８ｐｘ（Ｍ＝Ｎ＝２０４８）であるとすると、第２ウェーブレット変換部２２は、入力画像に対して離散ウェーブレット変換を３（＝ｌｏｇ２（２０４８／２５６））回実行することにより、入力画像のサイズを２５６ｐｘ×２５６ｐｘまで縮小してから、ＨＨ成分を取り出す（ＨＨ成分Ａと呼ぶ）。
【００４３】
更に、第２ウェーブレット変換部２２は、離散ウェーブレット変換をｊ＋１（＝４）回実行することにより、入力画像のサイズを１２８ｐｘ×１２８ｐｘまで一旦縮小した後、逆離散ウェーブレット変換を１回実行することにより、２５６ｐｘ×２５６ｐｘまで戻してから、ＨＨ成分を取り出す（ＨＨ成分Ｂと呼ぶ）。
【００４４】
透かし情報抽出部２３は、第２ウェーブレット変換部２２より取り出されたＨＨ成分を正規化して透かし情報を抽出する。このとき、透かし情報抽出部２３は、異なる回数のＤＷＴにより得られるＨＨ成分を統合することで、より鮮明な透かし情報を抽出することができる。
【００４５】
そこで、本実施形態では、ＨＨ成分Ａと、ＨＨ成分Ｂと、の和であるＨＨ成分Ａ＋ＨＨ成分Ｂ（画素毎に階調値を加算）を、抽出画像を示す抽出画像信号として取得する。これにより、より鮮明な透かし情報の抽出が可能となる。なお、離散ウェーブレット変換を、必要な回数に加えて余分にｋ回実行し（ｋ：自然数）、その後逆離散ウェーブレット変換をｋ回実行して得られるＨＨ成分ＣをＨＨ成分Ｂに代えて利用しても良い。
【００４６】
透かし情報出力部２４は、透かし情報抽出部２３において抽出された透かし情報を出力する。
【００４７】
次に、上記構成を備える透かし情報処理システムの動作について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明は、透かし情報埋込方法、及び透かし情報抽出方法の説明をも兼ねる。
【００４８】
透かし情報埋込装置１０は、二次元コード入力部１１に二次元コードの原画像が入力され、且つ、透かし情報入力部１３に透かし情報が入力されると、透かし情報埋込処理を開始する。
【００４９】
図５は、本実施形態に係る透かし情報埋込処理の一例を示すフローチャートであり、図６は、本実施形態に係る透かし情報埋込手順を説明するための模式図である。
【００５０】
この透かし情報埋込処理では、まず、図１に示す第１ウェーブレット変換部１２が、色成分分離部１２０により、図６（ａ）に示す二次元コードの原画像をＲＧＢ分解する（図５に示すステップＳ１、図６（ｂ１）〜（ｂ３））。
【００５１】
次に、第１ウェーブレット変換部１２は、二次元コードの原画像に対して、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分別に、離散ウェーブレット変換を施して、二次元コードの原画像をＬＬ成分、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分から成る各周波数成分に分解する（図５に示すステップＳ２、図６（ｃ１）〜（ｃ３））。
【００５２】
続いて、図１に示す透かし情報埋込部１４は、各周波数成分の差分情報を利用して、第１ウェーブレット変換部１２にて分解された周波数成分のうちＨＨ成分のみに、図１に示す透かし情報入力部１３から入力された透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む（図５に示すステップＳ３、図６（ｄ１）〜（ｄ３））。
【００５３】
さらに、図１の二次元コード再構成部１５は、逆ウェーブレット変換部１５０により、透かし情報が埋め込まれたＨＨ成分と、ＨＨ成分以外の各周波数成分、すなわちＬＬ成分、ＬＨ成分、及びＨＬ成分とを用いて逆離散ウェーブレット変換を行う（図５に示すステップＳ４、図６（ｅ１）〜（ｅ３））。
【００５４】
その後、二次元コード再構成部１５は、色成分統合部１５１によりＲＧＢ統合を行って、透かし情報入り二次元コードを再構築する（図５に示すステップＳ５、図６（ｆ））。
【００５５】
そして、二次元コード出力部１６は、透かし情報入り二次元コードを高品質印刷用紙などの紙媒体への印刷などにより出力する（ステップＳ６）。
【００５６】
図４の透かし情報抽出装置２０は、二次元コード取込部２１に透かし情報入り二次元コードが入力されて取り込まれると、透かし情報抽出処理を開始する。
【００５７】
図７は、本実施形態に係る透かし情報抽出処理の一例を示すフローチャートであり、図８は、本実施形態に係る透かし情報抽出手順を説明するための模式図である。
【００５８】
この透かし情報抽出処理では、まず、第２ウェーブレット変換部２２が、色成分分離部２２０により、図８（ａ）に示す、例えば２０４８ｐｘ×２０４８ｐｘ（Ｍ＝Ｎ＝２０４８）の高解像度の入力画像をＲＧＢ分解する（図７に示すステップＳ１１、図８（ｂ１）〜（ｂ３））。以下の処理は色成分毎に実行される。
【００５９】
次に、第２ウェーブレット変換部２２は、離散ウェーブレット変換を３回実行することにより、入力画像のサイズを２５６ｐｘ×２５６ｐｘに縮小し（図７に示すステップＳ１２、図８（ｃ１）〜（ｃ３））、その後ＨＨ成分（＝ＨＨ成分Ａ）を取り出す（図７に示すステップＳ１３）。
【００６０】
また、第２ウェーブレット変換部２２は、離散ウェーブレット変換を更にもう１回実行することにより、入力画像のサイズを１２８ｐｘ×１２８ｐｘに縮小する（図７に示すステップＳ１４、図８（ｄ１）〜（ｄ３））。
【００６１】
続いて、第２ウェーブレット変換部２２は、逆離散ウェーブレット変換を１回実行することにより、入力画像のサイズを２５６ｐｘ×２５６ｐｘに戻し（図７に示すステップＳ１５）、その後ＨＨ成分（＝ＨＨ成分Ｂ）を取り出す（ステップＳ１６）。
【００６２】
そして、透かし情報抽出部２３は、ステップＳ１３の処理にて取り出されたＨＨ成分Ａと、ステップＳ１６の処理にて取り出されたＨＨ成分Ｂと、の和を、抽出画像を示す抽出画像信号として取得することにより、透かし情報を抽出する（図７に示すステップＳ１７、図８（ｆ））。ＨＨ成分Ｂに代えてＨＨ成分Ｃを利用しても良いことは既に説明したとおりである。
【００６３】
そして、透かし情報出力部２４は、透かし情報抽出部２３において抽出された透かし情報を出力する（ステップＳ１８）。
【００６４】
以上説明した透かし情報埋込装置１０は、色成分分離部１２０、及び色成分統合部１５１を、それぞれ、第１ウェーブレット変換部１２、及び二次元コード再構成部１５内に備えており、透かし情報抽出装置２０は、色成分分離部２２０を第２ウェーブレット変換部２２内に備えている。しかし、色成分分離部１２０、２２０、及び色成分統合部１５１をそれぞれ分離して別に備えても良い。また、二次元コードがモノクロで形成されているときは色成分分離部１２０、２２０、及び色成分統合部１５１を必ずしも装備しなくても良い。このときは色別重み付け係数による埋込強度の重み付けは不要となる。また、透かし情報埋込装置１０と透かし情報抽出装置２０とを備えた透かし情報処理システムは、色成分分離部１２０と２２０とを、別々に装備せずに共通のものとして装備してもよい。
【００６５】
続いて、上記動作を実行する透かし情報処理システムにおいて、複製された透かし情報入り二次元コードを使用して抽出された透かし情報の変化を観察する。
【００６６】
図９は、本実施形態に係る複製された透かし情報入り二次元コードを使用して抽出された透かし情報の変化を観察するための実験手順を説明するための図である。
【００６７】
まず、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、透かし情報埋込装置１０において、二次元コードの原画像に透かし情報を埋め込んで高品質印刷用紙に印刷する。
【００６８】
次に、図９（ｃ）に示すように、高品質印刷用紙に印刷された透かし情報入り二次元コードを入出力解像度６００ｄｐｉ程度の複写機（ＳＨＡＲＰ製のカラーコピー機）を利用して複写（不正コピーを想定）する。
【００６９】
そして、図９（ｄ１）及び（ｄ２）に示すように、透かし情報抽出装置２０において、複写機による「複写前」の透かし情報入り二次元コードと、「複写後」の透かし情報入り二次元コードと、からそれぞれ透かし情報を抽出する。
【００７０】
「複写後」の透かし情報入り二次元コードでは、図９（ｄ２）に示すように、複写により透かし情報が失われていることが確認できる。これは、埋込部分の背景明度が非常に高いことに起因する。すなわち、複写機による色調整の過程で画像のコントラストが上がり、白色に近い部分に埋め込まれた透かし情報が失われたためである。
【００７１】
また、「複写後」の透かし情報入り二次元コードから透かし情報の抽出を行った際に画像全面にノイズがのる理由は、複写機の濃淡表現方法（濃淡パターン）に起因する。すなわち、複写機は、図１０に示すように、それぞれ特有の濃淡パターンを有している。本実施形態において使用したＳＨＡＲＰ製のカラーコピー機の濃淡パターンは、図１０（ａ）に示すように、斜線によって濃淡を表現するものであるため、透かし情報の抽出時に透かし情報以外のＨＨ成分が発生し、このＨＨ成分によるノイズが非常に強くなってしまったものと考えられる。
【００７２】
なお、図１０（ｂ）に示す濃淡パターンは、ＲＩＣＯＨ製のカラーコピー機によるもので、ＳＨＡＲＰ製のカラーコピー機と同様に、斜線によって濃淡を表現している。図１０（ｃ）に示す濃淡パターンは、Ｘｅｒｏｘ製のカラーコピー機によるもので、ＳＨＡＲＰ製及びＲＩＣＯＨ製のカラーコピー機とは異なり、横線によって濃淡を表現している。図１０（ｄ）に示す濃淡パターンは、Ｃａｎｏｎ製のカラーコピー機によるもので、ＳＨＡＲＰ製及びＲＩＣＯＨ製のカラーコピー機とも、Ｘｅｒｏｘ製のカラーコピー機とも異なり、点によって濃淡を表現している。
【００７３】
図１１は、本実施形態に係る複製による透かし情報の変化の例を示す図である。図１１（ａ）は、ＲＩＣＯＨ製のカラーコピー機で複写した透かし情報入り二次元コードからの抽出画像、図１１（ｂ）は、Ｘｅｒｏｘ製のカラーコピー機で複写した透かし情報入り二次元コードからの抽出画像、図１１（ｃ）は、Ｃａｎｏｎ製のカラーコピー機で複写した透かし情報入り二次元コードからの抽出画像を、それぞれ示している。図１１に示すように、本実施形態で使用したＳＨＡＲＰ製のカラーコピー機と濃淡パターンが同様のＲＩＣＯＨ製のカラーコピー機で複写した透かし情報入り二次元コードだけでなく、濃淡パターンの異なるＸｅｒｏｘ製及びＣａｎｏｎ製のカラーコピー機で複写した二次元コードからも、透かし情報が失われていることが確認できる。
【００７４】
このような複製によるコントラストの増加や、複写機の濃淡表現方法の相違という要因に加え、高解像度の二次元コードにおける複製過程での高解像度情報の欠落が要因となって、不正コピーされた二次元コードであることの検出精度を大きく向上させることができる。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態に係る透かし情報処理システムによれば、透かし情報埋込装置１０は、第１ウェーブレット変換部１２において、二次元コードの原画像をＲＧＢの各色成分に分離した後、Ｒ、Ｇ、Ｂの色成分毎に離散ウェーブレット変換を施して、ＬＬ成分、ＬＨ成分、ＨＬ成分、及びＨＨ成分という周波数成分に分解する。
【００７６】
次に、透かし情報埋込装置１０は、透かし情報埋込部１４において、第１ウェーブレット変換部１２によって色成分毎に分解された各周波数成分のうちＨＨ成分に、二次元コードの原画像における各色成分の使用頻度に応じて重み付けを行った重み付け埋込強度で、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む。
【００７７】
そして、透かし情報埋込装置１０は、二次元コード再構成部１５において、透かし情報埋込部１４によって透かし情報が埋め込まれたＨＨ成分と、第１ウェーブレット変換部１２によって分解されたＬＬ成分、ＬＨ成分、及びＨＬ成分と、に逆離散ウェーブレット変換を施した後、ＲＧＢの各色成分の統合を行って、透かし情報入り二次元コードを再構成する。
【００７８】
このように、透かし情報埋込装置１０は、ウェーブレット係数の値（係数値）がＬＨ成分及びＨＬ成分に比べて小さいＨＨ成分のみに、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込むことで、複写されていない正規の透かし情報入り二次元コードのＨＨ成分から、透かし情報以外の情報がノイズとして現れて透かし情報が失われることを防止することができる。
【００７９】
これに対して、複写前の正規の透かし情報入り二次元コードの画像と濃淡表現方法が相違する複写機で複写された（不正コピーされた）非正規の透かし情報入り二次元コードの画像のＨＨ成分には、透かし情報以外の情報が非常に強く現れる。そのため、透かし情報が失われる。
【００８０】
これにより、二次元コードの複製を検知することが可能となる。すなわち、透かし情報埋込装置１０は複製の検知を可能にする二次元コードを提供することができる。
【００８１】
さらに、透かし情報埋込装置１０は、高周波成分であるＨＨ成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込むことで、再構成して得られる二次元コードの画像の劣化を目立たなくすることができる。
【００８２】
加えて、透かし情報埋込装置１０は、二次元コードの原画像における各色成分の使用頻度に応じて重み付けを行った重み付け埋込強度で、透かし情報を埋め込むことにより、二次元コードの意匠性の変質を抑えつつ、透かし情報の抽出精度を確保することができる二次元コードを提供することができる。
【００８３】
複写後の画像は、一般的に、複写前の画像と比較してコントラストが増加するといった特徴が見られる。このため、透かし情報埋込装置１０は、透かし情報埋込部１４において、埋込対象となる二次元コードの原画像の背景明度及び埋込情報の埋込強度を、複写による情報の欠落が大きいレンジに調整する。このような二次元コードとすることにより、この二次元コードを複写した場合に、「複写後」の透かし情報入り二次元コードから透かし情報が消失するので、透かし情報の抽出を行った場合に、透かし情報の抽出可否を介して二次元コードの複製の有無が検知できる。従って、透かし情報埋込装置１０は複製を検知することが可能な二次元コードを提供することができる。
【００８４】
透かし情報抽出装置２０は、第２ウェーブレット変換部２２において、二次元コード取込部２１によって取り込まれた透かし情報入り二次元コードの入力画像に、離散ウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施して、ＨＨ成分Ａを取り出す。また、透かし情報抽出装置２０は、第２ウェーブレット変換部２２において、透かし情報入り二次元コードの入力画像に、離散ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、逆離散ウェーブレット変換をｋ回施して、ＨＨ成分Ｃを取り出す。
【００８５】
そして、透かし情報抽出装置２０は、透かし情報抽出部２３において、離散ウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施すことにより取り出されたＨＨ成分Ａと、離散ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、逆離散ウェーブレット変換をｋ回施すことにより取り出されたＨＨ成分Ｃと、の和から透かし情報を抽出する。
【００８６】
このように、透かし情報抽出装置２０は、離散ウェーブレット変換を施して透かし情報入り二次元コードの入力画像のサイズを、二次元コードの原画像のサイズにまで縮小する。これにより、複写前後における微細な情報の違いを保存して、複写前後における埋込情報の抽出精度の違いを大きくする。透かし情報抽出装置２０は、このようにして、二次元コードが複写されたものかどうかの検出精度を向上させることができる。
【００８７】
また、透かし情報抽出装置２０は、第２ウェーブレット変換部２２で、離散ウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施すことにより取り出されたＨＨ成分Ａと、離散ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、逆離散ウェーブレット変換をｋ回施すことにより取り出されたＨＨ成分Ｃと、の和を、透かし情報抽出部２３において抽出画像を示す抽出画像信号として取得することで、より鮮明な透かし情報を抽出することができる。
【００８８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な上記実施形態の変形態様について説明する。
【００８９】
上記実施形態では、透かし情報を埋め込む透かし情報埋込装置１０と、透かし情報を抽出する透かし情報抽出装置２０と、をそれぞれ分けて説明したが、透かし情報を埋め込む機能と抽出する機能との両方の機能を１つの画像処理装置に備えても良い。このような画像処理装置は透かし情報処理システムということができる。
【００９０】
また、上記本実施形態における透かし情報埋込装置１０や透かし情報抽出装置２０は、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）あるいはＭＰＵ(Micro Processing Unit)、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成可能なものであり、ＲＡＭやＲＯＭに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。
【００９１】
したがって、コンピュータが上記機能を果たすように動作させるプログラムを、例えばＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）のような記録媒体に記録し、コンピュータに読み込ませることによって実現できるものである。上記プログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc_Read Only Memory）や、ブルーレイディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。
【００９２】
また、コンピュータが、供給されたプログラムを実行することにより、上述の実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（Operating System）あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合や、供給されたプログラムの処理の全てあるいは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われることにより上述の実施形態の機能が実現される場合も、かかるプログラムは本発明の実施形態に含まれる。
【００９３】
また、本発明をネットワーク環境で利用するべく、全部あるいは一部のプログラムが他のコンピュータで実行されるようになっていても良い。例えば、画面入力処理は、遠隔端末コンピュータで行われ、各種判断、ログ記録等は他のセンターコンピュータ等で行われるようにしても良い。
【００９４】
例えば、本実施形態に示した画像処理装置は、図１２に示すようなコンピュータ機能５００を有し、そのＣＰＵ５０１により本実施形態での動作が実施される。
【００９５】
コンピュータ機能５００は、図１２に示すように、ＣＰＵ５０１と、ＲＯＭ５０２と、ＲＡＭ５０３と、キーボード（Keyboard，ＫＢ）５０９のキーボードコントローラ（Keyboard Controller，ＫＢＣ）５０５と、表示部としてのＬＣＤディスプレイ（Liquid Crystal Display，ＬＣＤ）５１０のＬＣＤコントローラ（Liquid Crystal Controller，ＬＣＤＣ）５０６と、ハードディスク（Hard Disk Drive，ＨＤＤ）５１１およびリムーバルディスク（Removable Disk，ＲＤ）５１２のディスクコントローラ（Disk Controller，ＤＫＣ）５０７と、ネットワークインタフェースカード（Network Interface Card，ＮＩＣ）５０８とが、システムバス５０４を介して互いに通信可能に接続された構成としている。
【００９６】
ＣＰＵ５０１は、ＲＯＭ５０２あるいはＨＤ５１１に記憶されたソフトウェア、あるいはＲＤ５１２より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス５０４に接続された各構成部を総括的に制御する。
【００９７】
すなわち、ＣＰＵ５０１は、上述したような動作を行うための処理プログラムを、ＲＯＭ５０２、あるいはＨＤ５１１、あるいはＲＤ５１２から読み出して実行することで、本実施形態での動作を実現するための制御を行う。
【００９８】
ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１の主メモリあるいはワークエリア等として機能する。ＫＢＣ５０５は、ＫＢ５０９や図示していないポインティングデバイス等からの指示入力を制御する。ＬＣＤＣ５０６は、ＬＣＤ５１０の表示を制御する。
【００９９】
ＤＫＣ５０７は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム、および本実施形態における処理プログラム等を記憶するＨＤ５１１およびＲＤ５１２とのアクセスを制御する。ＮＩＣ５０８はネットワーク５１３上の他の装置と双方向にデータをやりとりする。
【０１００】
さらに、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ 透かし情報埋込装置
１１ 二次元コード入力部
１２ 第１ウェーブレット変換部
１３ 透かし情報入力部
１４ 透かし情報埋込部
１５ 二次元コード再構成部
１６ 二次元コード出力部
２０ 透かし情報抽出装置
２１ 二次元コード取込部
２２ 第２ウェーブレット変換部
２３ 透かし情報抽出部
２４ 透かし情報出力部
１２０ 色成分分離部
１５０ 逆ウェーブレット変換部
１５１ 色成分統合部
２２０ 色成分分離部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元コードの原画像にウェーブレット変換を施して、各周波数成分に分解する第１ウェーブレット変換部と、
前記第１ウェーブレット変換部によって分解された前記各周波数成分のうち、斜め方向の高周波成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む透かし情報埋込部と、
前記透かし情報埋込部によって前記透かし情報が埋め込まれた斜め方向の高周波成分、及び前記第１ウェーブレット変換部によって分解された前記各周波数成分のうち、該斜め方向の高周波成分以外の周波数成分に逆ウェーブレット変換を施して、透かし情報入り二次元コードを再構成する逆ウェーブレット変換部と、
を備える透かし情報埋込装置。
【請求項２】
請求項１に記載の透かし情報埋込装置と、
前記逆ウェーブレット変換部によって再構成された透かし情報入り二次元コードを取り込む二次元コード取込部、
前記二次元コード取込部によって取り込まれた前記透かし情報入り二次元コードの入力画像にウェーブレット変換を施して、高周波成分を取り出す第２ウェーブレット変換部、
及び前記第２ウェーブレット変換部によって取り出された前記高周波成分のうち斜め方向の高周波成分から、透かし情報を抽出する透かし情報抽出部、を備える透かし情報抽出装置と、
を具備する透かし情報処理システム。
【請求項３】
前記第２ウェーブレット変換部は、前記二次元コードの原画像のサイズをｍ×ｎ、前記二次元コード取込部によって取り込まれた前記透かし情報入り二次元コードの入力画像のサイズをＭ×Ｎとした場合、該透かし情報入り二次元コードの入力画像にウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施す、
ことを特徴とする請求項２に記載の透かし情報処理システム。
【請求項４】
前記第２ウェーブレット変換部は、前記二次元コード取込部によって取り込まれた前記透かし情報入り二次元コードの入力画像に、ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、逆ウェーブレット変換をｋ回施し、
前記透かし情報抽出部は、前記ウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施すことにより取り出された前記斜め方向の高周波成分と、該ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、前記逆ウェーブレット変換をｋ回施すことにより取り出された前記斜め方向の高周波成分と、の和から、前記透かし情報を抽出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の透かし情報処理システム。
【請求項５】
二次元コードの原画像にウェーブレット変換を施して、各周波数成分に分解する第１ウェーブレット変換ステップと、
前記第１ウェーブレット変換ステップによって分解された前記各周波数成分のうち、斜め方向の高周波成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む透かし情報埋込ステップと、
前記透かし情報埋込ステップによって前記透かし情報が埋め込まれた斜め方向の高周波成分、及び前記第１ウェーブレット変換ステップによって分解された前記各周波数成分のうち、該斜め方向の高周波成分以外の周波数成分に逆ウェーブレット変換を施して、透かし情報入り二次元コードを再構成する逆ウェーブレット変換ステップと、
を備える透かし情報埋込方法。
【請求項６】
コンピュータに、
二次元コードの原画像にウェーブレット変換を施して、各周波数成分に分解する第１ウェーブレット変換手順と、
前記第１ウェーブレット変換手順によって分解された前記各周波数成分のうち、斜め方向の高周波成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む透かし情報埋込手順と、
前記透かし情報埋込手順によって前記透かし情報が埋め込まれた斜め方向の高周波成分、及び前記第１ウェーブレット変換手順によって分解された前記各周波数成分のうち、該斜め方向の高周波成分以外の周波数成分に逆ウェーブレット変換を施して、透かし情報入り二次元コードを再構成する逆ウェーブレット変換手順と、
を実行させるためのプログラム。
【請求項１】
二次元コードの原画像にウェーブレット変換を施して、各周波数成分に分解する第１ウェーブレット変換部と、
前記第１ウェーブレット変換部によって分解された前記各周波数成分のうち、斜め方向の高周波成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む透かし情報埋込部と、
前記透かし情報埋込部によって前記透かし情報が埋め込まれた斜め方向の高周波成分、及び前記第１ウェーブレット変換部によって分解された前記各周波数成分のうち、該斜め方向の高周波成分以外の周波数成分に逆ウェーブレット変換を施して、透かし情報入り二次元コードを再構成する逆ウェーブレット変換部と、
を備える透かし情報埋込装置。
【請求項２】
請求項１に記載の透かし情報埋込装置と、
前記逆ウェーブレット変換部によって再構成された透かし情報入り二次元コードを取り込む二次元コード取込部、
前記二次元コード取込部によって取り込まれた前記透かし情報入り二次元コードの入力画像にウェーブレット変換を施して、高周波成分を取り出す第２ウェーブレット変換部、
及び前記第２ウェーブレット変換部によって取り出された前記高周波成分のうち斜め方向の高周波成分から、透かし情報を抽出する透かし情報抽出部、を備える透かし情報抽出装置と、
を具備する透かし情報処理システム。
【請求項３】
前記第２ウェーブレット変換部は、前記二次元コードの原画像のサイズをｍ×ｎ、前記二次元コード取込部によって取り込まれた前記透かし情報入り二次元コードの入力画像のサイズをＭ×Ｎとした場合、該透かし情報入り二次元コードの入力画像にウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施す、
ことを特徴とする請求項２に記載の透かし情報処理システム。
【請求項４】
前記第２ウェーブレット変換部は、前記二次元コード取込部によって取り込まれた前記透かし情報入り二次元コードの入力画像に、ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、逆ウェーブレット変換をｋ回施し、
前記透かし情報抽出部は、前記ウェーブレット変換をｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施すことにより取り出された前記斜め方向の高周波成分と、該ウェーブレット変換をｋ＋ｌｏｇ２（Ｍ／ｍ）回施した後、前記逆ウェーブレット変換をｋ回施すことにより取り出された前記斜め方向の高周波成分と、の和から、前記透かし情報を抽出する、
ことを特徴とする請求項３に記載の透かし情報処理システム。
【請求項５】
二次元コードの原画像にウェーブレット変換を施して、各周波数成分に分解する第１ウェーブレット変換ステップと、
前記第１ウェーブレット変換ステップによって分解された前記各周波数成分のうち、斜め方向の高周波成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む透かし情報埋込ステップと、
前記透かし情報埋込ステップによって前記透かし情報が埋め込まれた斜め方向の高周波成分、及び前記第１ウェーブレット変換ステップによって分解された前記各周波数成分のうち、該斜め方向の高周波成分以外の周波数成分に逆ウェーブレット変換を施して、透かし情報入り二次元コードを再構成する逆ウェーブレット変換ステップと、
を備える透かし情報埋込方法。
【請求項６】
コンピュータに、
二次元コードの原画像にウェーブレット変換を施して、各周波数成分に分解する第１ウェーブレット変換手順と、
前記第１ウェーブレット変換手順によって分解された前記各周波数成分のうち、斜め方向の高周波成分に、透かし情報を斜め方向の高周波成分として埋め込む透かし情報埋込手順と、
前記透かし情報埋込手順によって前記透かし情報が埋め込まれた斜め方向の高周波成分、及び前記第１ウェーブレット変換手順によって分解された前記各周波数成分のうち、該斜め方向の高周波成分以外の周波数成分に逆ウェーブレット変換を施して、透かし情報入り二次元コードを再構成する逆ウェーブレット変換手順と、
を実行させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図１２】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図１２】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１５４３１（Ｐ２０１１−１５４３１Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２００３８７（Ｐ２０１０−２００３８７）
【出願日】平成２２年９月７日（２０１０．９．７）
【分割の表示】特願２０１０−５３４７０８（Ｐ２０１０−５３４７０８）の分割
【原出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【出願人】（５０４２５８５２７）国立大学法人 鹿児島大学 (284)
【出願人】（５０７０９２５７３）Ａ・Ｔコミュニケーションズ株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月７日（２０１０．９．７）
【分割の表示】特願２０１０−５３４７０８（Ｐ２０１０−５３４７０８）の分割
【原出願日】平成２２年６月２日（２０１０．６．２）
【出願人】（５０４２５８５２７）国立大学法人 鹿児島大学 (284)
【出願人】（５０７０９２５７３）Ａ・Ｔコミュニケーションズ株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
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