電子透かしによる画像処理方法および画像処理装置
【課題】画像の前景，または，背景の画素値についてあらかじめ決定せずに，電子透かし埋め込みによる画質劣化の防止を可能にする切れ補正装置を提供する。
【解決手段】本発明の切れ補正装置は，既存の電子透かし技術を用いた電子透かし挿入装置に付加されて機能する装置である。切れ補正装置は，補正パラメータ，電子透かし挿入装置への入力画像，および透かし画像を入力として受け付け，補正された透かし画像を出力する。透かし画像の補正処理は，透かし画像のラベリング処理と，透かし挿入による変更画素の近傍領域のラベル数の計数に応じた画素値変更処理から成る。
【解決手段】本発明の切れ補正装置は，既存の電子透かし技術を用いた電子透かし挿入装置に付加されて機能する装置である。切れ補正装置は，補正パラメータ，電子透かし挿入装置への入力画像，および透かし画像を入力として受け付け，補正された透かし画像を出力する。透かし画像の補正処理は，透かし画像のラベリング処理と，透かし挿入による変更画素の近傍領域のラベル数の計数に応じた画素値変更処理から成る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，画像に含まれる，文字及び図形に電子透かしにより情報を埋め込む技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子媒体に記録された情報に対する情報漏洩対策，著作権管理，コピー制御などを目的として，コンテンツに目立たないように付加情報を挿入する電子透かし技術が開発されてきた。また近年は，画像に対する電子透かし技術を応用した，印刷物に対応できる電子透かしの提案もなされてきている。
【０００３】
電子透かしは，画素値を変化させることで情報を挿入する技術であるから，画質の劣化が避けられない。対象とする画像が，白と黒のような二値で構成される画像の場合，画素値の取りうる値が限定されているがゆえに，例えば，画像中の文字や図形の形状を変化させることで情報の埋め込みを行うことが行われており，情報を目立たないように挿入するために，種々の技術が開発されている。
【０００４】
画像を構成する画素の取りうる値が三値以上になる多値画像の場合は，画素の明るさや色彩を微小に変化させることで情報を目立たないように挿入することができる。ただし，文書画像のように，画素値の変更を認める前景部分の面積が小さく，画素値の変更を認めない背景部分の面積が大きいような画像では，前景画素の明るさや色彩の微小変化だけでは十分な耐性をもつ情報埋め込みが実現できない場合がある。このような場合には，例えば，前景の形状変化などを利用した埋め込みを実行しないと耐性を確保できない。
【０００５】
前景の形状を変化させることで情報を埋め込む方法においては，
人間の視覚特性に基づき，画像中の画素に対する改変の目立ち易さに関してその判断基準およびその優先順位を与え，優先順位が高い画素から順に改変を施すことで，できるだけ視覚的な影響の少ない情報埋め込みを実現する方法が考えられた（非特許文献１参照）。また，情報埋め込みにおいて，画素の変更によって生じる「切れ」の検知と，検知した「切れ」の補正によって，画質劣化を抑える方法も考えられた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2008-219680号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】M. Wu and B. Liu: "Data Hiding in Binary Image for Authentication and Annotation", IEEE Trans. on Multimedia, vol. 6, no. 4, pp.528-538, August 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１には，画素値改変の判断基準・優先順位の決定を，注目画素の周囲3×3画素の局所的な配置を元に行う，と記載されている。非特許文献１には，さらに，より視覚的な影響を少なくするためにより広い近傍の画素配置を利用するとの記述があるが，具体的な方法が示されていないし，利用する領域を大きくするに従い，必要なメモリ容量や計算量が指数関数的に増大する，という課題がある。
【０００９】
特許文献１には，透かし埋め込み済み画像に対するラベリング処理と，透かし埋め込みによる変更画素の近傍領域のラベル数に応じた画素値変更処理によって，透かし埋め込みによって生じた切れを補正し，画質劣化を軽減する，と記載されている。
【００１０】
ただし，特許文献１には，対象となる画像が二値画像の場合に好適な切れ補正方法が開示されており，対象となる画像が多値画像の場合には，切れ補正処理に先立って前景および背景の画素値についてあらかじめ一つずつ決定しておく必要がある，切れを補正できる領域の前景と背景の画素値が限定的である，などの課題がある。前景または背景となる画素値をあらかじめ決定しない切れ補正方法については，具体的な開示がない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本明細書においては，電子透かしによる，画像に対する情報埋め込みにおいて，画質劣化程度をより少なくする技術が開示される。
【００１２】
すなわち，画像に対する電子透かしによる情報埋め込みにおいて，画素の変更によって生じる「切れ」の検知と，検知した「切れ」の補正によって，画質劣化を抑える技術が開示される。
【００１３】
上記画質劣化抑制技術は，対象となる画像が多値画像の場合，切れ補正処理に先立って，前景および背景の画素値について，あらかじめ決定しておく必要がないことを一つの特徴とする。
【００１４】
開示されるより具体的な態様の一つは，電子透かしによる情報埋め込み処理における，画素値の変更に伴い発生する切れを補正する画像処理方法であって，
入力画像に対する上記情報埋め込み処理結果である透かし画像について，
隣接する何れの画素とも画素値間の差があらかじめ設定された閾値よりも大きい画素値を持つ一つの画素により，または，互いに隣接し，かつ，画素値間の差が上記閾値よりも大きくない画素値を持つ複数の画素により，一つの集合を構成した場合に，同じ集合に属する各々の画素には同一で，他の集合に属する画素とは異なるラベル値を付与し，各画素が属する集合を，上記ラベル値によって識別可能なラベル画像を出力するラベリングステップと，
各々の上記集合に，当該集合に属する画素が有する画素値を表す一つまたは複数の集合画素値を設定する集合画素値設定ステップと，
上記入力画像に対する上記情報埋め込み処理によって画素値が変更された画素を対象として，上記ラベル画像における，あらかじめ設定された近傍領域に含まれる，上記対象画素の上記情報埋め込み処理前の画素値を表す集合画素値を有する集合を識別するラベル判定処理ステップと，
上記ラベル判定処理において，識別した上記集合が二つ以上である場合に，上記透かし画像の，上記対象画素の画素値を，上記情報埋め込み処理前の画素値に戻す変更取り消し処理を行う変更取り消し処理ステップと，
上記変更取り消し処理を施した補正画像を出力する補正画像出力ステップと，を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに，上記画像処理方法において，上記ラベリングステップは，あらかじめ設定された一つまたは複数の閾値によって，上記透かし画像の画素値を量子化する画素値量子化ステップを備えてもよい。
【００１６】
さらに，上記画像処理方法において，上記集合画素値は，一つの上記集合に属する画素が有する画素値に含まれる，一つ，もしくは，複数の画素値であるか，または，上記複数の画素値のうち最頻出の画素値，または，上記複数の画素値の平均値を含む，一定範囲にある画素値であってもよい。
【００１７】
さらに，上記画像処理方法において，上記ラベリングステップが対象とする画素は，あらかじめ設定された一つまたは複数の前景画素値のいずれかを有する画素であって，上記ラベル判定処理ステップが対象とする画素は，上記入力画像に対する上記情報埋め込み処理によって，画素値が上記一つまたは複数の前景画素値のいずれかから，上記一つまたは複数の前景画素値のいずれとも異なる画素値へ変更された画素であってもよい。
【００１８】
さらに，上記画像処理方法において，上記ラベル判定処理ステップが対象とする画素は，上記入力画像に対する上記情報埋め込み処理によって，画素値があらかじめ設定された明るさの増減に従うように変更された画素であってもよい。
【００１９】
上述したとおり，開示される画像処理方法は，画像に関して，電子透かし挿入後の透かし画像にラベリング処理を施し，変更された画素の周囲のラベル数を観測することにより，透かし挿入により発生する切れを検知し，それを補正することを一つの主要な特徴とする。
【００２０】
本明細書における画像とは，二値画像と多値画像を含む。本明細書における二値画像とは，画像に含まれる画素のとりうる画素値が，例えば白と黒や，白と赤，のように二つの画素値のうちのいずれかであるような画像を指す。一方，本明細書における多値画像とは，画像に含まれる画素のとりうる画素値が，三つ以上の画素値のうちのいずれかであるような画像を指す。画素値は，例えば，８ビットの情報量で表される輝度値（０から２５５までの２５６段階）であってもよいし，色の三要素を赤（Ｒｅｄ（Ｒ）），緑（Ｇｒｅｅｎ（Ｇ）），青（Ｂｌｕｅ（Ｂ））としてそれぞれの要素の強度を８ビットの情報量で表した，それら三つの強度値の組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）であってもよい。あるいは，他の表色系における値および値の組み合わせであってもよいし，これら以外の別の値であってもよい。
【００２１】
また，本明細書における画像とは，複数の画素の集合を指す。従って，より大きなコンテンツに含まれる一部分の画像に対しても，本明細書の開示内容は適用可能である。
【００２２】
ラベリング処理のポイントは，隣接（斜めを含んでもよい）する何れの画素とも画素値間の差があらかじめ設定された閾値よりも大きい一つの画素により，または，互いに隣接（斜めを含んでもよい）する，かつ，画素値間の差が閾値よりも大きくない画素値を持つ複数の画素により，一つの集合を構成した場合に，各画素が属する集合を識別可能なラベル画像を出力することである。
【００２３】
より具体的は，同じ集合に属する各々の画素には同一で，他の集合に属する画素に付与するラベル値とは異なるラベル値を付与することである。
【００２４】
なお，ラベリング処理に先立って，あらかじめ設定された一つまたは複数の閾値によって，ラベリング対象画像（透かし画像）の画素値を量子化してもよい。
【００２５】
なお，ラベリング処理の具体的なアルゴリズムについては数々の文献がある。例えば，下記文献の１７３ページから１８０ページにかけて，二値画像に対するラベリング処理に関する記述がある。
【００２６】
"Binary Digital Image Processing: A Discrete Approach", Stephane Marchand-Maille, Yazid M. Sharaiha, Academic Pr (1999/12)
なお，開示される補正処理は，情報埋め込みのための画像改変が冗長性を有している電子透かしアルゴリズムであれば適用可能であり，適用により視覚的影響の少ない電子透かし埋め込みを実現できる。
【発明の効果】
【００２７】
電子透かし埋め込みによる画質劣化程度をより少なくすることが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
電子透かし埋め込みに伴う画質劣化の主な原因である切れを防止するという目的を，電子透かし埋め込みアルゴリズムに依存せずに実現する。
【実施例１】
【００２９】
本実施例では画像は一般の多値画像であり，前景および背景となる画素の画素値に関して何も制限を設けないものとする。
【００３０】
図１は，本発明の一実施形態，電子透かし埋め込みシステム１０の構成を表すブロック図である。
【００３１】
本実施形態において，電子透かし埋め込みシステム１０は，画像コンテンツ２１と補正パラメータ３１を入力として受け付け，透かし埋め込みと切れ補正処理を経た透かし入り画像コンテンツ２２を出力する。なお，本明細書では，透かし入り画像を単に透かし画像という場合がある。
【００３２】
電子透かし埋め込みシステム１０は，電子透かし挿入装置２０および切れ補正装置３０を備える。
【００３３】
電子透かし挿入装置２０は，入力部２００，透かし画像合成部２１０，出力部２２０を備える。入力部２００は，電子透かし埋め込みの対象となる画像コンテンツ２１と，キーボードやマウスなどを介したユーザの入力操作を受け付け，その操作に応じて透かし画像合成部２１０における透かし画像合成に関わるパラメータの設定を行い，透かし画像合成部２１０に透かし画像合成の開始を指示する。
【００３４】
透かし画像合成部２１０は入力部２００から画像コンテンツ２１と透かし画像合成に関わるパラメータを受け付け，画像コンテンツ２１に対して電子透かしの埋め込みを行い，透かし画像を合成する。出力部２２０は，電子透かし埋め込み処理および切れ補正処理を経た画像を受け付け，透かし画像コンテンツ２２として透かし挿入装置２０から出力する。
【００３５】
切れ補正装置３０は，補正パラメータ入力部３００，入力画像入力部３１０，透かし画像入力部３２０，ラベリング部３３０，透かし画像補正部３４０，および補正画像出力部３５０を備える。補正パラメータ入力部３００は，外部ファイルなどにあらかじめ記録された補正パラメータ３１を受け付け，ラベリング部３３０および透かし画像補正部３４０における処理に関わるパラメータの設定を行う。
【００３６】
入力画像入力部３１０，および透かし画像入力部３２０は，電子透かし挿入装置２０からそれぞれ入力画像コンテンツ２１，透かし画像を受け付ける。ラベリング部３３０は，補正パラメータ入力部３００からラベリング処理に関わるパラメータを，透かし画像入力部３２０から透かし画像を受け付け，その透かし画像に対して後述のラベリング処理を施す。透かし画像補正部３４０は，補正パラメータ入力部３００から画像補正処理に関わるパラメータを，入力画像入力部３１０から入力画像コンテンツ２１を，透かし画像入力部３２０から透かし画像を，ラベリング部３３０からラベル画像をそれぞれ受け付け，透かし画像に対して後述の切れ補正処理（変更取り消し処理）を施し補正画像を作成する。補正画像出力部３５０は，透かし画像補正部３４０から補正画像を受け付け，補正画像を電子透かし挿入装置２０の出力部２２０へ送信する。
【００３７】
電子透かし挿入装置２０は，切れ補正装置３０の存在如何に関わらず，入力部２００，透かし画像合成部２１０，出力部２２０のみで電子透かし埋め込み処理を完遂するに足る構成であり，切れ補正装置３０が加わり電子透かし埋め込みシステム１０を構成することにより，より視覚的影響の少ない電子透かし埋め込みを実現するものである。
【００３８】
本実施形態の電子透かし埋め込みシステム１０または，電子透かし挿入装置２０，切れ補正装置３０各々は，一般的なコンピュータ上に実現することが可能であり，図２に，そのハードウェア構成の一例を示す。
【００３９】
コンピュータ４０は，CPU４００，RAM４１０，ストレージ４２０，ユーザインターフェイス４３０，通信インターフェイス４４０，およびメディアインターフェイス４５０を備える。CPU４００は，RAM４１０およびストレージ４２０に格納されたプログラムに基づいて動作し，図１に示す各処理部をコンピュータ４０上に実現する。なお，以下の実施例では，各処理部を実行主体として説明する。
【００４０】
RAM４１０は，CPU４００が実行するプログラムおよびCPU４００が使用する画像などのデータを一時的に格納する。ストレージ４２０は，起動時にCPU４００が実行するブートプログラムや，ハードウェアに依存するプログラムや，図１に示す各処理部を実現するプログラムや，画像コンテンツ等を格納する。ユーザインターフェイス４３０はマウス，キーボードなどの入力デバイスとディスプレイなどの表示デバイスであり，ユーザインターフェイス４３０を介してユーザは電子透かし埋め込みシステム１０を操作する。
【００４１】
通信インターフェイス４４０は外部の装置とネットワーク４６０などを介して通信するために用い，電子透かし埋め込み対象となる画像コンテンツ２１を受信してストレージ４２０に保存，さらに，透かし画像コンテンツ２２を外部の装置やネットワーク４６０に送信するために用いる。メディアインターフェイス４５０は記録媒体４７０から，電子透かし埋め込み対象となる画像コンテンツ２１を読み出してストレージ４２０に保存，さらに，透かし画像コンテンツ２２を記録媒体４７０に記録する。
【００４２】
電子透かし挿入装置２０と切れ補正装置３０を異なるコンピュータ４０上に実現する場合は，装置間のやり取りは通信インターフェイス４４０を介して行う。
【００４３】
電子透かし挿入装置２０と切れ補正装置３０をコンピュータ４０に実現するためのプログラムは，通信インターフェイス４４０により外部の装置から通信媒体を介して，または，メディアインターフェイス４５０により記録媒体４７０から受け付けられ，RAM４１０やストレージ４２０を介してCPU４００に提供される。通信媒体とはネットワーク４６０やネットワーク４６０を伝搬する搬送波やデジタル信号を指す。
【００４４】
図３は，ラベリング部３３０が実行するラベリング処理の概要を示す概念図である。
【００４５】
ラベリング部３３０が実行するラベリング処理は，ラベリング部３３０への入力画像に含まれる画素のうち，対象とする画素を，パラメータにもとづき複数の集合のいずれかに振り分ける処理であり，対象とする画素に対してその所属する集合を示すラベルを一つずつ付与する処理である。
【００４６】
また，ラベリング処理の結果，どのラベルに対してもそれぞれ一つまたは複数の画素値を対応させることができる。すなわち，各々の集合に対し，その集合に属する画素が有する画素値を表す，集合画素値を与える。
【００４７】
一つの同一のラベルを付与された複数の画素が，全て同一の画素値を有する場合は，それら複数の画素が共通して有する画素値を一つの集合画素値として当該ラベルに対応させてもよい。例えば，画素値が８ビットの情報量で表される輝度値であるような多値画像において，一つの同一のラベルを付与された複数の画素の輝度値が全て「１２０」であった場合，そのラベルの集合画素値として「１２０」を対応させることができる。あるいは，複数の画素が共通して有する画素値を含む，複数の画素値を集合画素値としてもよい。これは，例えば，一つの同一のラベルを付与された複数の画素の輝度値が全て「１２０」であった場合，「１１０から１３０までの輝度値」のように複数の輝度値を集合画素値とすること，などである。
【００４８】
一方，一つの同一のラベルを付与された複数の画素が，複数種類の画素値を有する場合は，それら複数種類の画素値から求められる複数の画素値を集合画素値としてもよい。例えば，単純に，同一のラベルを付与された複数の画素が有する複数種類の画素値の全てを集合画素値としてもよいし，それら複数種類の画素値の全てを含むより広範囲の画素値を集合画素値としても良い。また，複数種類の画素値のうち最頻出の画素値や複数種類の画素値の平均値を含む，一定範囲にある画素値を集合画素値とすることもできる。
【００４９】
集合画素値の求め方は各種の方法が考えられ，これら具体的な例示に限定されず，あらゆる方法が適用できる。
【００５０】
ラベリング処理は，画素値量子化処理とラベル値付与処理から構成される。ラベリング処理のパラメータとしては，前処理として実行する画素値量子化処理で利用する閾値や，ラベル値付与処理において隣接する画素を同じ集合に振り分けるか否かを判定するための閾値がある。なお，量子化処理は実行されてもよいし，実行されなくてもよい。
【００５１】
図３（ａ）はラベリング部３３０が受け付ける画像データ５００を，図３（ｂ）はラベリング部３３０による画素値量子化処理後の画像データ５１０を，図３（ｃ）はラベリング部３３０によるラベル値付与処理後の画像データ５２０を表す。
【００５２】
図３においては，最小の正方形一つの大きさが一画素の大きさを表し，画素同士の位置関係の把握を容易にする目的で，画素一つ一つをグリッド線で区切って表している。また図３（ａ）および図３（ｂ）では，等しい画素値を持つ画素について，等しいパターンを持つ正方形で表している。
【００５３】
画素値量子化処理は，画像に含まれる画素値の種類を減少させる処理である。具体的な量子化処理については各種の方法が適用可能である。例えば，画素値が輝度値という一つの値で表される場合は，あらかじめ設定された量子化閾値に応じて，輝度値を量子化する方法がある。また，例えば，色の三要素を赤（Ｒｅｄ（Ｒ）），緑（Ｇｒｅｅｎ（Ｇ）），青（Ｂｌｕｅ（Ｂ））とし，それぞれの要素の強度値の組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）によって画素値が表される場合は，それら一組の値から輝度値のような一つの値を算出し，算出した一つの値について，あらかじめ設定された量子化閾値に応じた量子化を実行する方法があるし，あるいは，画素値を構成する複数の値それぞれについて，あらかじめ設定された量子化閾値に応じた量子化を実行する方法などもある。量子化の方法はこれら具体的な例示に限定されず，あらゆる方法が適用できる。
【００５４】
図３の例において，画素値が２５６段階（「０」から「２５５」）の輝度値であるとする。画素値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄがそれぞれ輝度値「１０」，「４０」，「２００」，「２０」である場合に，量子化閾値を輝度値「３２」おきに設定したとする。量子化の結果，画素値Ａ（輝度値「１０」）および画素値Ｄ（輝度値「２０」）は輝度値「０」へ，画素値Ｂ（輝度値「４０」）は輝度値「３２」へ，画素値Ｃ（輝度値「２００」）は輝度値「１９２」へ変更される。画素値量子化処理前の画像データ５００には，四種類の画素値が含まれていたのに対して，処理後の画像データ５１０には，三種類の画素値しか含まれていない。
【００５５】
ラベル値付与処理は，隣接（斜めを含んでもよい）する何れの画素とも画素値（画素値を量子化した場合は量子化後の画素値）間の差があらかじめ設定された閾値よりも大きい一つの画素により，または，互いに隣接（斜めを含んでもよい）し，かつ，画素値間の差が閾値よりも大きくない複数の画素により，一つの集合を構成した場合に，同じ集合に属する各々の画素には同一で，他の集合に属する画素とは異なるラベル値を付与する処理である。出力するラベル画像により，各画素が属する集合を識別可能となる。
【００５６】
画素値間の差とは，「差が０の場合に両画素値が等しく，差が大きいほど両画素値が異なる度合いが強くなる」と解釈できるものであれば，どのような定義を採用してもよい。例えば，画素値が輝度値という一つの値で表される場合は，二つの画素値の間の差として，輝度値の差の絶対値を採用してもよい。また，例えば，画素値が色の三要素ＲＧＢの強度の組み合わせで表される場合に，二画素間でＲＧＢそれぞれの差の絶対値を計算し，そのなかで最も大きい値を二つの画素値の間の差として採用できる。あるいは，二つの画素値をL*a*b*表色系に変換して計算される「色差」という値を採用することもできる。画素値間の差として採用する値については，これら具体的な例示に限定されず，あらゆる値が適用できる。
【００５７】
図３の例では，画素値間の差として輝度値の差の絶対値を採用し，閾値を「６４」としたとき，画像データ５１０の各画素は，１，２，３，４の四種類のラベルのうち，いずれか一つのラベルを与えられ，画像データ５２０が出力される。図３（ｂ）と（ｃ）を比較してわかるように，本例では，四種類のラベルのうち三種類（１，３，４）について，同一のラベルを付与された複数の画素は，全て同一の画素値を有する。したがって，これら各ラベルで識別される集合については，当該集合に属する複数の画素が共通して有する画素値を，その集合の集合画素値とすることができる。すなわち，ラベル１およびラベル４の集合画素値を輝度値「１９２」，ラベル３の集合画素値を輝度値「０」とすることができる。一方，ラベル２を与えられた画素は，輝度値「０」か「３２」を有するため，ラベル２で識別される集合の集合画素値として，例えば，これらの両方の輝度値「０」と「３２」を設定することができる。
【００５８】
図４は，電子透かし埋め込みシステム１０の動作の一例を示すフローチャートである。
【００５９】
入力部２００に画像が入力されるなどの所定のタイミングで本フローチャートに示す電子透かし埋め込みシステム１０の動作が開始する。まず，透かし画像合成部２１０が入力画像に電子透かしの埋め込みを行い透かし画像を作成する（Ｓ１００）。透かし画像の作成時に，電子透かしの埋め込み処理により変更される前の画素値を記憶しておいてもよい。次に，ラベリング部３３０が透かし画像に対してラベリング処理を実行し，ラベル画像を出力する（Ｓ１０１）。
【００６０】
次に，透かし画像補正部３４０は受け付けた入力画像と透かし画像，およびラベル画像の画素走査を開始する(Ｓ１０２)。透かし画像補正部３４０は，各走査画素についてその画素が透かし画像合成部２１０によって画素値が変更された画素か否かを判定する（Ｓ１０３）。画素値が変更されたか否かは，透かし画像合成部２１０の処理前後の画素値間の差と，あらかじめ定められた閾値を比較することなどで判定してもよい。
【００６１】
走査画素が，透かし画像合成部２１０によって画素値が変更された画素であった場合（Ｓ１０３：Ｙ），透かし画像補正部３４０は，その走査画素の近傍に位置する，走査画素の変更前の画素値を表す集合画素値を有するラベル値を識別し，ラベル値が二種類以上か否かを判定するラベル判定処理を行う（Ｓ１０４）。この判定の際に観測する近傍領域の形状や大きさは，補正パラメータ入力部３００にて設定されたパラメータに依存する。次に，透かし画像補正部３４０が，走査画素の近傍領域に識別したラベル値が二種類以上あると判定した場合（Ｓ１０４：Ｙ），透かし画像補正部３４０はその走査画素の画素値を，透かし画像合成部２１０により変更される前の画素値に戻す変更取り消し処理（切れ補正処理）を行い（Ｓ１０５），次の画素の走査に移る（Ｓ１０６）。
【００６２】
一方，透かし画像補正部３４０が，走査画素は透かし画像合成部２１０によって画素値が変更された画素ではないと判定した場合（Ｓ１０３：Ｎ）と，走査画素の近傍領域に含まれる変更前の走査画素の画素値を表す集合画素値を有するラベル値が一種類以下であると判定した場合（Ｓ１０４：Ｎ）は共に，透かし画像補正部３４０は直ちに次の画素の走査に移る（Ｓ１０６）。
【００６３】
次に透かし画像補正部３４０は，全ての画素の走査が終了したか否かを判定する（Ｓ１０７）。透かし画像補正部３４０は，全ての画素の走査を終了したと判定した場合（Ｓ１０７：Ｙ），透かし補正画像を出力部２２０から出力し（Ｓ１０８），本フローチャートに示す透かし埋め込みシステム１０による透かし埋め込み処理を終了する。透かし画像補正部３４０が，全ての画素の走査が終了していないと判定した場合（Ｓ１０７：Ｎ）は，次の未走査の画素に対して，透かし画像合成部２１０によって画素値が変更された画素か否かの判定を行うステップに戻る（Ｓ１０３）。
【００６４】
図５は，透かし画像補正部３４０の画像補正処理の効果を説明するための概念図である。ここでは補正パラメータ入力部３００から透かし画像補正部３４０が受け付けた補正パラメータによって決定される近傍領域が，注目画素を中心とし，注目画素からの距離が１であるような画素から成る正方形である場合と，注目画素を中心とし，注目画素からの距離が２であるような画素から成る正方形である場合を例として説明する。近傍領域の形状や大きさについては，これら具体的な例示に限定されず，あらゆるものが適用できる。
【００６５】
図５（ａ）は，電子透かし埋め込みシステム１０への入力画像に含まれる画像６００を表す。画像６００に含まれる画素は二種類の画素値のいずれかを持っており，ここではそれらの画素値を画素値Ａ，画素値Ｂということとする。図５では，画素値Ａ，画素値Ｂを有する画素は，それぞれ黒い塗りつぶし領域と網点領域で表現されている。図５（ｂ）は，透かし画像合成部２１０が画像６００に透かし埋め込み処理を施した結果の画像６１０を表す。画像６１０において，透かし画像合成部２１０により画素値をＡからＢに変更されたＢ画素６１２は，点線により囲まれて表現されている。
【００６６】
画像６１０に含まれる画素は，ラベリング部３３０により，一つ以上のＡ画素からなるＡ画素塊６１４と，一つ以上のＡ画素からなるＡ画素塊６１６，および一つ以上のＢ画素からなるＢ画素塊６１８の三つの集合に分類され，ラベル付けされる。
【００６７】
それぞれの集合に含まれる画素は全て同一の画素値を有しており，共通して有する画素値が集合画素値とされる。透かし画像補正部３４０は，画像６００と透かし入りの画像６１０，および，画像６１０をラベル付けした画像を受け付け，画素の走査を開始する。透かし画像補正部３４０は，透かし画像合成部２１０により変更が加えられていない画素については，補正を加えない。透かし画像補正部３４０は，透かし画像合成部２１０により画素値をＡからＢに変更されたＢ画素６１２については，その近傍領域の画素値Ａを表す集合画素値を有するラベル値の個数を観測する。
【００６８】
図５（ｃ）は，透かし画像合成部２１０により画素値をＡからＢに変更されたＢ画素６１２の中の，ある一つの注目画素６２２の，距離１の近傍領域６２４を示す概念図６２０を表し，図５（ｄ）は同じ位置の注目画素６３２の，距離２の近傍領域６３４を示す概念図６３０を表す。
【００６９】
概念図６２０において，注目画素６２２（斜線網掛けで表示）の距離１の近傍領域６２４の中には，変更前の注目画素６２２の画素値（画素値Ａ）を集合画素値とする集合に属する画素は含まれていない。したがって，補正パラメータ入力部３００から透かし画像補正部３４０が受け付けた補正パラメータである近傍距離が１である場合，透かし画像補正部３４０は注目画素６２２を変更しない。同様に，画像６１０に含まれる，透かし画像合成部２１０によって画素値をＡからＢに変更されたＢ画素６１２の全てについて，その距離１の近傍領域６２４に含まれる，画素値Ａを集合画素値とするラベル値は一種類以下であるため，近傍距離が１である場合は透かし画像補正部３４０の出力する画像は，透かし画像補正部３４０への入力透かし画像と等しく，画像６１０となる。
【００７０】
概念図６３０において，注目画素６３２（斜線網掛けで表示）の距離２の近傍領域６３４の中には，Ａ画素塊６１４の一部と，Ａ画素塊６１６の一部が含まれているので，近傍領域６３４に含まれる変更前の注目画素６３２の画素値（画素値Ａ）を集合画素値とするラベル値の個数は二個である。したがって，補正パラメータ入力部３００から透かし画像補正部３４０が受け付けた補正パラメータである近傍距離が２である場合，透かし画像補正部３４０は注目画素６３２をＡ画素に変更する。同様に透かし画像補正部３４０は，距離２の近傍領域６３４内の，変更前の注目画素の画素値を集合画素値とするラベル値の個数の観察を，画像６１０に含まれる，透かし画像合成部２１０によって画素値をＡからＢに変更されたＢ画素６１２の全てについて行い，Ｂ画素６１２に含まれる６個のＢ画素のうち４個の画素についてその画素値をＡに変更するため，透かし画像補正部３４０の出力する画像は図５（ｅ）が表す画像６４０となる。
【００７１】
補正パラメータ入力部３００から透かし画像補正部３４０が受け付けた補正パラメータである近傍距離が１である場合は，透かし画像補正部３４０は画像６１０に対して補正を加えないが，近傍距離が２である場合は，画像６１０と画像６４０を見比べるとわかるように，透かし画像合成部２１０がＡ画素をＢ画素に変更したことによって生じた切れを，透かし画像補正部３４０がＢ画素の一部をＡ画素に戻すことで補正している。このように近傍領域の形状や大きさによって切れ補正の効果が異なる。
【００７２】
図６は，電子透かし埋め込みシステム１０を利用した電子透かし埋め込み処理の過程で入力された画像コンテンツに含まれる文字の外観がどのように変わるかを説明する概念図である。概念図に示す画像に含まれる画素は二種類の画素値のいずれかを有する。ここではそれら二種類の画素値を有する画素を，白と黒の領域で表現する。補正パラメータ入力部３００にて，補正パラメータである近傍距離を２に設定した場合を示す。
【００７３】
図６（ａ）は，入力画像に含まれている文字，「ｙ」の外形図７００を表す。図６（ｂ）は，透かし画像合成部２１０にて作成された透かし画像の，図６（ａ）の「ｙ」と同じ場所に含まれている文字「ｙ」の外形図７１０を表す。図６（ｃ）は，ラベリング部３３０で作成されたラベル画像の，図６（ａ）および図６（ｂ）の「ｙ」と同じ場所に含まれている文字「ｙ」の外形図７２０を表す。図６（ｃ）において全ての画素はラベリング部３３０によって，画素塊７２１，画素塊７２２，画素塊７２３，画素塊７２４，画素塊７２５，画素塊７２６のいずれかにラベル付けされる。画素塊７２６は，白で表される画素値を有する画素の集合であり，本図では最も面積が大きい集合である。図６（ｄ）は，透かし画像補正部３４０にて作成される出力画像の，図６（ａ），図６（ｂ）および図６（ｃ）の「ｙ」と同じ場所に含まれている文字「ｙ」の外形図７３０を表す。
【００７４】
図６（ｂ）と図６（ｄ）を比べることで，透かし画像合成部２１０の透かし合成処理によって生じた切れが，透かし画像補正部３４０にて補正されている様子がわかる。また，図６（ａ）と図６（ｄ）を比べることにより，透かし画像補正部３４０による画像補正処理は，透かし画像合成部２１０にて変更された画素を全て補正してしまうのではなく，切れを生じない箇所の変更を残していることが確認できる。
【００７５】
なお，本例では，文字に対する処理を例示したが，入力される画像コンテンツが文字以外の図形を含む場合でも，同様の効果が得られる。
【００７６】
以上説明から明らかなように，本実施形態の電子透かし埋め込みシステム１０によって既存の電子透かし埋め込みアルゴリズムを採用しつつ，切れを補正した，画質劣化が目立ちづらい電子透かしの埋め込みを実現することができる。
【実施例２】
【００７７】
一般の多値画像を対象とし，前景となる画素の画素値に関してあらかじめ限定した場合の，電子透かし埋め込みによる画質劣化程度をより少なくする実施例について説明する。
【００７８】
前景となる画素の画素値に関して限定するとは，例えば，「前景は画素値が黒である画素で構成される」とすることなどである。また，例えば，「前景は画素値が黒，あるいは，赤である画素で構成される」のように，前景の画素値として複数の画素値を候補として挙げてもよい。
【００７９】
本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０は，実施例１と同一の構成である。すなわち本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０は，電子透かし挿入装置２０および切れ補正装置３０を備える。本実施例と実施例１との違いは，透かし埋め込みよる画素値の変更に伴い発生する切れを補正する画像処理方法にある。
【００８０】
図７は，本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０の動作の一例を示すフローチャートである。図７において，透かし画像に対して実行するラベリング処理（Ｓ２０１），および，各走査画素が透かし埋め込みによって変更されたか否かを判定する処理（Ｓ２０３）の二つの処理が，実施例１の図４のフローチャートと異なる。
【００８１】
ラベリング部３３０は透かし画像に対して実行するラベリング処理（Ｓ２０１）において，前景の画素値を有する画素に限定してラベルを付与する。具体的には，ラベルを付与する対象画素を，あらかじめ設定された一つまたは複数の前景画素値のいずれかを有する画素に制限している点が，実施例１と異なる。
【００８２】
透かし画像補正部３４０は，各走査画素についてその画素が，透かし画像合成部２１０によって画素値が前景画素値から前景画素値とは異なる画素値へ変更された画素か否かを判定する（Ｓ２０３）。具体的には，以降の判定対象画素を，あらかじめ設定された一つまたは複数の前景画素値のいずれかの画素値から，一つまたは複数の前景画素値のいずれとも異なる画素値へ変更された画素に制限している点が，実施例１と異なる。
【００８３】
その他のステップについては，実施例１と同様とすることで，あらかじめ設定された一つまたは複数の前景画素値を有する画素を前景として発生した切れを補正することができる。
【００８４】
透かし埋め込みによって切れが発生する可能性のある領域の前景があらかじめ限定できる場合，本実施例に示すように，切れ補正対象の前景を制限することによって，処理量が削減され高速に切れを補正することが可能となる。例えば，画像コンテンツ２１が印刷文書画像であり，切れを補正すべき文字が，特定の画素値の画素で構成されていることが多いような場合には，このような前景の限定が妥当である。
【００８５】
あらかじめ設定された前景画素値が，実際の画像中の前景の画素値と一致している場合は，実施例１同様，切れを補正し画質劣化の程度をより少なくすることができるが，あらかじめ設定された前景画素値が，実際の画像中の前景の画素値と一致していない場合，該当前景に発生した切れは補正されずに出力される。
【実施例３】
【００８６】
次に，一般の多値画像を対象とし，背景となる画素の画素値に関してあらかじめ限定した場合の，電子透かし埋め込みによる画質劣化程度をより少なくする実施例について説明する。
【００８７】
背景となる画素の画素値に関して限定するとは，例えば，「背景は画素値が白である画素で構成される」とすることなどである。また，例えば，「背景は画素値が白，あるいは，赤である画素で構成される」のように，背景の画素値として複数の画素値を候補として挙げてもよい。
【００８８】
本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０は，実施例１と同一の構成である。本実施例と実施例１との違いは，透かし埋め込みよる画素値の変更に伴い発生する切れを補正する画像処理方法にある。
【００８９】
図８は，本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０の動作の一例を示すフローチャートである。図８において，透かし画像に対して実行するラベリング処理（Ｓ３０１），および，各走査画素が透かし埋め込みによって変更されたか否かを判定する処理（Ｓ３０３）の二つの処理が，実施例１の図４のフローチャートと異なる。
【００９０】
ラベリング部３３０は透かし画像に対して実行するラベリング処理（Ｓ３０１）において，背景の画素値以外の画素値を有する画素に限定してラベルを付与する。具体的には，ラベルを付与する対象画素を，あらかじめ設定された一つまたは複数の背景画素値のいずれとも異なる画素値を有する画素に制限している点が，実施例１と異なる。
【００９１】
透かし画像補正部３４０は，各走査画素についてその画素が，透かし画像合成部２１０によって画素値が背景以外の画素値から背景画素値へ変更された画素か否かを判定する（Ｓ３０３）。具体的には，以降の判定対象画素を，あらかじめ設定された一つまたは複数の背景画素値のいずれとも異なる画素値から，一つまたは複数の背景画素値のいずれかの画素値へ変更された画素に制限している点が実施例１と異なる。
【００９２】
その他のステップについては，実施例１と同様とすることで，あらかじめ設定された一つまたは複数の背景画素値を有する画素を背景として発生した切れを補正することができる。
【００９３】
透かし埋め込みによって切れが発生する可能性のある領域の背景があらかじめ限定できる場合，本実施例に示すように，切れ補正対象の背景を制限することによって，処理量が削減され高速に切れを補正することが可能となる。例えば，画像コンテンツ２１が印刷文書画像であり，切れを補正すべき文字が，特定の画素値の画素を背景として配置されていることが多いような場合には，このような背景の限定が妥当である。
【００９４】
あらかじめ設定された背景画素値が，実際の画像中の背景の画素値と一致している場合は，実施例１同様，切れを補正し画質劣化の程度をより少なくすることができるが，あらかじめ設定された背景画素値が，実際の画像中の背景の画素値と一致していない場合，該当背景を有する領域で発生した切れは補正されずに出力される。
【００９５】
なお，本実施例における背景となる画素の画素値に関する限定とは，実施例２における前景となる画素の画素値に関する限定と同等である。これは，上記二つの限定が，画素値のとりうる値全てを，前景または背景のいずれかに分類するという意味では，違いがないということである。前景とそれ以外に分類することと，背景とそれ以外に分類することは，裏返しの関係にある。実際，「背景は画素値が白である画素で構成される」という限定は，「前景は画素値が白以外である画素で構成される」という限定と同等である。実施例２および実施例３の違いは，あらかじめ設定した一つまたは複数の画素値への限定が，少数の画素値への限定であった場合に，画素値の前景，背景への分類がどちらに偏っているか，という点にあるのみである。
【００９６】
図９は，実施例１から実施例３の切れ補正装置３０が補正する切れと補正しない切れの違いを説明する概念図である。
【００９７】
図９において，（ａ）（ｂ）（ｃ）はいずれも，透かし画像合成部２１０による画素値の変更によって，右上から左下へ伸びた前景に切れが生じた画像領域を表す。本図では，切れに相当する部分は点線で表される。また，同じパターンで表示されている画素は等しい画素値を有し，異なるパターンで表示されている画素は異なる画素値を有するものとする。すなわち，図９（ａ）（ｂ）の前景の画素値は等しく，これは図９（ｃ）の前景の画素値とは異なる。また，図９（ａ）（ｃ）の背景の画素値は等しく，これは図９（ｂ）の背景の画素値とは異なる。図９（ａ）の前景の画素値をＡ，背景の画素値をＢということにする。
【００９８】
実施例１の切れ補正装置３０が実行する切れ補正処理においては，前景および背景となる画素の画素値に関して何も制限を設けない。この場合，全画素に対してラベリング処理，および，変更のあった全画素についてラベル判定処理を実施する必要があるものの，図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示されるすべての切れが補正される。
【００９９】
実施例２の切れ補正装置３０が実行する切れ補正処理においては，前景となる画素の画素値をあらかじめ限定する。「前景となる画素の画素値がＡである」と設定した場合，処理対象画素の制限により処理量が削減され高速に切れを補正することが可能となるが，補正される切れは図９（ａ）（ｂ）に示される切れであり，図９（ｃ）で示される切れは補正されない。
【０１００】
実施例３の切れ補正装置３０が実行する切れ補正処理においては，背景となる画素の画素値をあらかじめ限定する。「背景となる画素の画素値がＢである」と設定した場合，処理対象画素の制限により処理量が削減され高速に切れを補正することが可能となるが，補正される切れは図９（ａ）（ｃ）に示される切れであり，図９（ｂ）で示される切れは補正されない。
【０１０１】
なお，実施例２および実施例３の切れ補正方法においても，前景あるいは背景として複数の画素値を設定することで，図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示されるすべての切れを補正することができる。実施例２の切れ補正方法では画素値Ａと図９（ｃ）の前景の画素値を，実施例３の切れ補正方法では画素値Ｂと図９（ｂ）の背景の画素値を，それぞれ前景と背景の画素値として設定すればよい。
【実施例４】
【０１０２】
次に，一般の多値画像を対象とし，前景となる画素と背景となる画素の明るさの大小関係に制限を設け，電子透かし埋め込みによる画質劣化程度をより少なくする実施例について説明する。
【０１０３】
明るさの大小関係の制限とは，「前景となる画素は背景となる画素よりも暗い」とする，あるいは，「前景となる画素は背景となる画素よりも明るい」とすることのいずれかであり，前景および背景の画素値を特定の値に限定するものではない。
【０１０４】
本実施例における，画素の明るさとは，各々の画素が有する画素値から算出される値であり，具体的には各種の値を採用できる。例えば，画素値が色の三要素ＲＧＢの強度の組み合わせで表される場合に，Ｒ，Ｇ，Ｂの値から下記のように計算される輝度値を採用してもよい。
【０１０５】
輝度値 ＝ ０．２９８９１×Ｒ ＋ ０．５８６６１×Ｇ ＋ ０．１１４４８×Ｂ （式１）
ただし，明るさとして採用する値は上記具体的な例示に限定されず，あらゆる値が採用できる。
【０１０６】
本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０は，実施例１から３と同一の構成である。本実施例と上記各実施例との間の違いは，透かし埋め込みよる画素値の変更に伴い発生する切れを補正する画像処理方法にある。
【０１０７】
図１０は，本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０の動作の一例を示すフローチャートである。図１０において，各走査画素が透かし埋め込みによって変更されたか否かを判定する処理（Ｓ４０３）が，実施例１の図４のフローチャートと異なる。
【０１０８】
透かし画像補正部３４０は，各走査画素についてその画素が，透かし画像合成部２１０によって明るくなるように変更された画素か否かを判定する（Ｓ４０３）。以降の判定対象画素を，明るくなるように変更された画素に制限している点が，実施例１と異なる。
【０１０９】
その他のステップについては，実施例１と同様とすることで，前景が背景よりも暗い領域で発生した切れを補正することができる。
【０１１０】
なお，図１０は，「前景となる画素は背景となる画素よりも暗い」という制限を設けた場合のフローチャートである。「前景となる画素は背景となる画素よりも明るい」という制限を設けた場合には，ステップＳ４０３を，「透かし画像合成部２１０によって暗くなるように変更された画素か否かを判定する」とすることで，同様に，電子透かし埋め込みによる画質劣化程度をより少なくする効果が得られる。
【０１１１】
実施例２および実施例３の切れ補正方法では，全ての画素値は前景または背景のどちらか一方に対応付けされているのに対し，本実施例ではそのような対応付けはない。本実施例では，ある一つの画素値を有する画素が，ある領域では前景を構成し，別の領域では背景を構成するような場合にも切れ補正が可能である。すなわち，同じ画素値を持つ画素が一つの画像中で前景と背景の両方を構成している場合，実施例２および実施例３の方法では，たとえ複数の画素値を前景あるいは背景として設定したとしても，全ての切れには対応できないが，本実施例における切れ補正方法では，前景と背景の明るさの大小関係が一貫してさえいれば，全ての切れに対応できる。
【０１１２】
本実施例における前景と背景の明るさの大小についての制限を利用する方法は，二通りの制限からいずれかを選択するのみで決定され，実施例２および実施例３のように，前景あるいは背景の画素値の候補を列挙する方法よりも簡便に多くの種類の切れに対応でき，利便性が高い。図９において，表示パターンの明るさがそのまま画素の明るさを表現しているとすると，図９（ａ）（ｂ）（ｃ）全てで前景は背景よりも暗い画素で構成されていることになる。この場合，本実施例における切れ補正装置３０が実行する切れ補正処理は，「前景となる画素は背景となる画素よりも暗い」とする制限を設けた上では，図９に示した（ａ）（ｂ）（ｃ）全ての切れについて補正が可能である。画像コンテンツ２１が印刷文書画像であることがわかっているような場合には，このような限定が妥当である。それは，印刷文書画像で切れを補正すべき文字の多くは，背景を構成する画素よりも暗い画素で構成されていることが多いからである。ただし，処理対象画像の性質に応じて，「前景となる画素は背景となる画素よりも明るい」という逆の制限を採用してもよい。
【０１１３】
図１１は，実施例１と本実施例の，切れを補正する画像処理の効果の違いを説明する概念図である。ここでは，ラベルを識別する範囲である近傍領域が，注目画素からの距離が２であるような正方形であるとする。
【０１１４】
図１１（ａ）（ｂ）はともに，二種類の画素値のうちのいずれかを有する画素を含む画像領域を表す。ここではそれらの画素値を画素値Ａ，画素値Ｂということとし，さらに画素値Ａは画素値Ｂよりも暗いものとする。図１１では，画素値Ａ，画素値Ｂはそれぞれ黒い塗りつぶし領域と網点領域で表現されている。
【０１１５】
図１１（ａ）と図１１（ｂ）の間の違いは，中心付近の四つの画素の画素値のみである。（ａ）（ｂ）のうちいずれか一方が透かし画像合成部２１０によって透かし埋め込み処理を施され，（ａ）（ｂ）のうちの他方へ変化するものとし，実施例１および本実施例の切れ補正処理の効果を説明する。
【０１１６】
透かし埋め込み処理による（ａ）から（ｂ）への変化は，画素値Ａを前景とみた場合に切れ発生と解釈されるが，画素値Ｂを前景とみた場合には切れは発生していなく，前景画素の塊がくっついた（ここでは融合の発生という）と解釈される。一方，（ｂ）から（ａ）への変化は，画素値Ａを前景とみた場合に融合の発生と解釈され，画素値Ｂを前景とみた場合に切れ発生と解釈される。このように，同じ画像変化にも関わらず，どの画素値を前景とみるかに依存して，切れ発生の解釈が異なる。
【０１１７】
実施例１の切れ補正処理では，透かし埋め込み処理による（ａ）から（ｂ）への変化の場合も，（ｂ）から（ａ）への変化の場合も，中心付近の画素変更を補正する。すなわち切れと融合の両方を補正対象とする。このような性質は，どちらの画素値が前景であっても切れを補正できるという点では好都合であるが，切れではない画素変更も補正してしまうという欠点をも併せ持つ。切れ補正は，透かし埋め込みによる画素変更を取り消す処理であり，埋め込んだ電子透かしの冗長性を弱める処理であるので，補正は最小限にとどめることが望ましく，画質に影響がない部分に関しては補正しないほうがよい。
【０１１８】
実施例４の切れ補正処理では，「前景のほうが背景よりも暗い」という前提を設けた場合，透かし埋め込み処理による（ａ）から（ｂ）への変化を切れの発生として補正し，逆の，（ｂ）から（ａ）への変化では補正しない。このように，実施例４の切れ補正処理は，前景と背景の明るさの関係において，適切に前提を設けることができる場合には，切れを発生させた画素変更のみを的確に補正できる点が好都合である。
【０１１９】
なお，以下に説明するように，上記した各実施例に記載された切れ補正方法および，特許文献１記載の切れ補正方法を，画像の部分ごとに切り替えて適用してもよい。
【０１２０】
切れ補正装置３０は，入力された入力画像コンテンツ２１と透かし画像を，複数の部分画像に分割し，分割された部分画像ごとに，適用する切れ補正方法を判定および実行し，切れ補正された部分画像を結合し，出力する。
【０１２１】
部分画像への分割において，分割された画像の大きさおよび形状は，あらかじめ定められたものであってもよいし，分割対象画像の特徴に応じて定められるものであってもよい。
【０１２２】
切れ補正方法を判定する方法は，各種考えられる。以下，切れ補正方法を判定する方法を例示するが，本発明の技術範囲はこれら具体的な例示に限定されず，あらゆる方法が適用できる。
【０１２３】
切れ補正装置３０は，部分画像に含まれる画素の画素値を集計し，集計結果に応じて実行する切れ補正方法を判定する。具体的には，部分画像内の画素値のうち，その割合がある一定の範囲にある画素値を前景画素値と設定し，実施例２に記載された切れ補正方法を実行してもよい。あるいは，部分画像内の最頻出の画素値を背景画素値と設定し，実施例３に記載された切れ補正方法を実行してもよい。あるいは，部分画像内の画素値の明暗分布が明るい側に偏っている場合に，「前景となる画素は背景となる画素よりも暗い」として，実施例４に記載された切れ補正方法を実行してもよい。あるいは，部分画像に含まれる画素の画素値が一種類しか存在しない場合に，当該部分領域に対しては切れ補正処理を実行しなくてもよい。
【０１２４】
切れ補正方法を判定する別の方法としては，例えば， ユーザインターフェイス４３０を介して画像コンテンツ２１の部分画像を提示されたユーザの判定を用いてもよい。部分画像を提示されたユーザが当該部分画像の背景の画素値を判断し，ユーザインターフェイス４３０を介して背景画素値を設定する。切れ補正装置３０は，設定された背景画素値に基づき，実施例３に記載された切れ補正方法を実行する。
【０１２５】
本発明の技術範囲は上記した各実施例の記載の範囲には限定されない。例えば，本実施形態における画像コンテンツ２１は，静止画であってもよいし，動画であってもよい。
【０１２６】
また，上記各実施例で用いる入力画像，透かし画像，補正画像は，画像コンテンツ２１とその処理結果の一部分，すなわち，一画面または一フレーム内の部分領域であってもよいし，複数フレームの少なくとも一フレームであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】電子透かし埋め込みシステム１０の構成を例示するブロック図である。
【図２】電子透かし埋め込みシステム１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】ラベリング部３３０が実行する，ラベリング処理の概要を例示する概念図である。
【図４】電子透かし埋め込みシステム１０の動作を例示するフローチャートである。
【図５】透かし画像補正部３４０の画像補正処理の効果を説明する概念図である。
【図６】電子透かし埋め込みシステム１０を利用した電子透かし埋め込み処理の過程の文字外観変化を説明する概念図である。
【図７】実施例２の電子透かし埋め込みシステム１０の動作を例示するフローチャートである。
【図８】実施例３の電子透かし埋め込みシステム１０の動作を例示するフローチャートである。
【図９】実施例１から実施例３の切れ補正装置３０が補正する切れと補正しない切れの違いを説明する概念図である。
【図１０】実施例４の電子透かし埋め込みシステム１０の動作を例示するフローチャートである
【図１１】実施例１と実施例４の，切れを補正する画像処理の効果の違いを説明する概念図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０：電子透かし埋め込みシステム，２０：電子透かし挿入装置，２１：画像コンテンツ，２２：透かし画像コンテンツ，２００：入力部，２１０：透かし画像合成部，２２０：出力部，３０：切れ補正装置，３１：補正パラメータ，３００：補正パラメータ入力部，３１０：入力画像入力部，３２０：透かし画像入力部，３３０：ラベリング部，３４０：透かし画像補正部，３５０：補正画像出力部，４０：コンピュータ，４００：ＣＰＵ，４１０：ＲＡＭ，４２０：ストレージ，４３０：ユーザインターフェイス，４４０：通信インターフェイス，４５０：メディアインターフェイス，４６０：外部の装置やネットワーク，４７０：記録媒体，５００，５１０，５２０：画像データ，６００，６１０：画像，６１２：Ｂ画素，６１４，６１６：Ａ画素塊，６１８：Ｂ画素塊，６２０：概念図，６２２：注目画素，６２４：近傍領域，６３０：概念図，６３２：注目画素，６３４：近傍領域，６４０：画像，７００，７１０，７２０：文字「ｙ」の外形図，７２１，７２２，７２３，７２４，７２５，７２６：画素塊，７３０：文字「ｙ」の外形図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は，画像に含まれる，文字及び図形に電子透かしにより情報を埋め込む技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子媒体に記録された情報に対する情報漏洩対策，著作権管理，コピー制御などを目的として，コンテンツに目立たないように付加情報を挿入する電子透かし技術が開発されてきた。また近年は，画像に対する電子透かし技術を応用した，印刷物に対応できる電子透かしの提案もなされてきている。
【０００３】
電子透かしは，画素値を変化させることで情報を挿入する技術であるから，画質の劣化が避けられない。対象とする画像が，白と黒のような二値で構成される画像の場合，画素値の取りうる値が限定されているがゆえに，例えば，画像中の文字や図形の形状を変化させることで情報の埋め込みを行うことが行われており，情報を目立たないように挿入するために，種々の技術が開発されている。
【０００４】
画像を構成する画素の取りうる値が三値以上になる多値画像の場合は，画素の明るさや色彩を微小に変化させることで情報を目立たないように挿入することができる。ただし，文書画像のように，画素値の変更を認める前景部分の面積が小さく，画素値の変更を認めない背景部分の面積が大きいような画像では，前景画素の明るさや色彩の微小変化だけでは十分な耐性をもつ情報埋め込みが実現できない場合がある。このような場合には，例えば，前景の形状変化などを利用した埋め込みを実行しないと耐性を確保できない。
【０００５】
前景の形状を変化させることで情報を埋め込む方法においては，
人間の視覚特性に基づき，画像中の画素に対する改変の目立ち易さに関してその判断基準およびその優先順位を与え，優先順位が高い画素から順に改変を施すことで，できるだけ視覚的な影響の少ない情報埋め込みを実現する方法が考えられた（非特許文献１参照）。また，情報埋め込みにおいて，画素の変更によって生じる「切れ」の検知と，検知した「切れ」の補正によって，画質劣化を抑える方法も考えられた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2008-219680号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】M. Wu and B. Liu: "Data Hiding in Binary Image for Authentication and Annotation", IEEE Trans. on Multimedia, vol. 6, no. 4, pp.528-538, August 2004
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１には，画素値改変の判断基準・優先順位の決定を，注目画素の周囲3×3画素の局所的な配置を元に行う，と記載されている。非特許文献１には，さらに，より視覚的な影響を少なくするためにより広い近傍の画素配置を利用するとの記述があるが，具体的な方法が示されていないし，利用する領域を大きくするに従い，必要なメモリ容量や計算量が指数関数的に増大する，という課題がある。
【０００９】
特許文献１には，透かし埋め込み済み画像に対するラベリング処理と，透かし埋め込みによる変更画素の近傍領域のラベル数に応じた画素値変更処理によって，透かし埋め込みによって生じた切れを補正し，画質劣化を軽減する，と記載されている。
【００１０】
ただし，特許文献１には，対象となる画像が二値画像の場合に好適な切れ補正方法が開示されており，対象となる画像が多値画像の場合には，切れ補正処理に先立って前景および背景の画素値についてあらかじめ一つずつ決定しておく必要がある，切れを補正できる領域の前景と背景の画素値が限定的である，などの課題がある。前景または背景となる画素値をあらかじめ決定しない切れ補正方法については，具体的な開示がない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本明細書においては，電子透かしによる，画像に対する情報埋め込みにおいて，画質劣化程度をより少なくする技術が開示される。
【００１２】
すなわち，画像に対する電子透かしによる情報埋め込みにおいて，画素の変更によって生じる「切れ」の検知と，検知した「切れ」の補正によって，画質劣化を抑える技術が開示される。
【００１３】
上記画質劣化抑制技術は，対象となる画像が多値画像の場合，切れ補正処理に先立って，前景および背景の画素値について，あらかじめ決定しておく必要がないことを一つの特徴とする。
【００１４】
開示されるより具体的な態様の一つは，電子透かしによる情報埋め込み処理における，画素値の変更に伴い発生する切れを補正する画像処理方法であって，
入力画像に対する上記情報埋め込み処理結果である透かし画像について，
隣接する何れの画素とも画素値間の差があらかじめ設定された閾値よりも大きい画素値を持つ一つの画素により，または，互いに隣接し，かつ，画素値間の差が上記閾値よりも大きくない画素値を持つ複数の画素により，一つの集合を構成した場合に，同じ集合に属する各々の画素には同一で，他の集合に属する画素とは異なるラベル値を付与し，各画素が属する集合を，上記ラベル値によって識別可能なラベル画像を出力するラベリングステップと，
各々の上記集合に，当該集合に属する画素が有する画素値を表す一つまたは複数の集合画素値を設定する集合画素値設定ステップと，
上記入力画像に対する上記情報埋め込み処理によって画素値が変更された画素を対象として，上記ラベル画像における，あらかじめ設定された近傍領域に含まれる，上記対象画素の上記情報埋め込み処理前の画素値を表す集合画素値を有する集合を識別するラベル判定処理ステップと，
上記ラベル判定処理において，識別した上記集合が二つ以上である場合に，上記透かし画像の，上記対象画素の画素値を，上記情報埋め込み処理前の画素値に戻す変更取り消し処理を行う変更取り消し処理ステップと，
上記変更取り消し処理を施した補正画像を出力する補正画像出力ステップと，を備えることを特徴とする。
【００１５】
さらに，上記画像処理方法において，上記ラベリングステップは，あらかじめ設定された一つまたは複数の閾値によって，上記透かし画像の画素値を量子化する画素値量子化ステップを備えてもよい。
【００１６】
さらに，上記画像処理方法において，上記集合画素値は，一つの上記集合に属する画素が有する画素値に含まれる，一つ，もしくは，複数の画素値であるか，または，上記複数の画素値のうち最頻出の画素値，または，上記複数の画素値の平均値を含む，一定範囲にある画素値であってもよい。
【００１７】
さらに，上記画像処理方法において，上記ラベリングステップが対象とする画素は，あらかじめ設定された一つまたは複数の前景画素値のいずれかを有する画素であって，上記ラベル判定処理ステップが対象とする画素は，上記入力画像に対する上記情報埋め込み処理によって，画素値が上記一つまたは複数の前景画素値のいずれかから，上記一つまたは複数の前景画素値のいずれとも異なる画素値へ変更された画素であってもよい。
【００１８】
さらに，上記画像処理方法において，上記ラベル判定処理ステップが対象とする画素は，上記入力画像に対する上記情報埋め込み処理によって，画素値があらかじめ設定された明るさの増減に従うように変更された画素であってもよい。
【００１９】
上述したとおり，開示される画像処理方法は，画像に関して，電子透かし挿入後の透かし画像にラベリング処理を施し，変更された画素の周囲のラベル数を観測することにより，透かし挿入により発生する切れを検知し，それを補正することを一つの主要な特徴とする。
【００２０】
本明細書における画像とは，二値画像と多値画像を含む。本明細書における二値画像とは，画像に含まれる画素のとりうる画素値が，例えば白と黒や，白と赤，のように二つの画素値のうちのいずれかであるような画像を指す。一方，本明細書における多値画像とは，画像に含まれる画素のとりうる画素値が，三つ以上の画素値のうちのいずれかであるような画像を指す。画素値は，例えば，８ビットの情報量で表される輝度値（０から２５５までの２５６段階）であってもよいし，色の三要素を赤（Ｒｅｄ（Ｒ）），緑（Ｇｒｅｅｎ（Ｇ）），青（Ｂｌｕｅ（Ｂ））としてそれぞれの要素の強度を８ビットの情報量で表した，それら三つの強度値の組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）であってもよい。あるいは，他の表色系における値および値の組み合わせであってもよいし，これら以外の別の値であってもよい。
【００２１】
また，本明細書における画像とは，複数の画素の集合を指す。従って，より大きなコンテンツに含まれる一部分の画像に対しても，本明細書の開示内容は適用可能である。
【００２２】
ラベリング処理のポイントは，隣接（斜めを含んでもよい）する何れの画素とも画素値間の差があらかじめ設定された閾値よりも大きい一つの画素により，または，互いに隣接（斜めを含んでもよい）する，かつ，画素値間の差が閾値よりも大きくない画素値を持つ複数の画素により，一つの集合を構成した場合に，各画素が属する集合を識別可能なラベル画像を出力することである。
【００２３】
より具体的は，同じ集合に属する各々の画素には同一で，他の集合に属する画素に付与するラベル値とは異なるラベル値を付与することである。
【００２４】
なお，ラベリング処理に先立って，あらかじめ設定された一つまたは複数の閾値によって，ラベリング対象画像（透かし画像）の画素値を量子化してもよい。
【００２５】
なお，ラベリング処理の具体的なアルゴリズムについては数々の文献がある。例えば，下記文献の１７３ページから１８０ページにかけて，二値画像に対するラベリング処理に関する記述がある。
【００２６】
"Binary Digital Image Processing: A Discrete Approach", Stephane Marchand-Maille, Yazid M. Sharaiha, Academic Pr (1999/12)
なお，開示される補正処理は，情報埋め込みのための画像改変が冗長性を有している電子透かしアルゴリズムであれば適用可能であり，適用により視覚的影響の少ない電子透かし埋め込みを実現できる。
【発明の効果】
【００２７】
電子透かし埋め込みによる画質劣化程度をより少なくすることが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
電子透かし埋め込みに伴う画質劣化の主な原因である切れを防止するという目的を，電子透かし埋め込みアルゴリズムに依存せずに実現する。
【実施例１】
【００２９】
本実施例では画像は一般の多値画像であり，前景および背景となる画素の画素値に関して何も制限を設けないものとする。
【００３０】
図１は，本発明の一実施形態，電子透かし埋め込みシステム１０の構成を表すブロック図である。
【００３１】
本実施形態において，電子透かし埋め込みシステム１０は，画像コンテンツ２１と補正パラメータ３１を入力として受け付け，透かし埋め込みと切れ補正処理を経た透かし入り画像コンテンツ２２を出力する。なお，本明細書では，透かし入り画像を単に透かし画像という場合がある。
【００３２】
電子透かし埋め込みシステム１０は，電子透かし挿入装置２０および切れ補正装置３０を備える。
【００３３】
電子透かし挿入装置２０は，入力部２００，透かし画像合成部２１０，出力部２２０を備える。入力部２００は，電子透かし埋め込みの対象となる画像コンテンツ２１と，キーボードやマウスなどを介したユーザの入力操作を受け付け，その操作に応じて透かし画像合成部２１０における透かし画像合成に関わるパラメータの設定を行い，透かし画像合成部２１０に透かし画像合成の開始を指示する。
【００３４】
透かし画像合成部２１０は入力部２００から画像コンテンツ２１と透かし画像合成に関わるパラメータを受け付け，画像コンテンツ２１に対して電子透かしの埋め込みを行い，透かし画像を合成する。出力部２２０は，電子透かし埋め込み処理および切れ補正処理を経た画像を受け付け，透かし画像コンテンツ２２として透かし挿入装置２０から出力する。
【００３５】
切れ補正装置３０は，補正パラメータ入力部３００，入力画像入力部３１０，透かし画像入力部３２０，ラベリング部３３０，透かし画像補正部３４０，および補正画像出力部３５０を備える。補正パラメータ入力部３００は，外部ファイルなどにあらかじめ記録された補正パラメータ３１を受け付け，ラベリング部３３０および透かし画像補正部３４０における処理に関わるパラメータの設定を行う。
【００３６】
入力画像入力部３１０，および透かし画像入力部３２０は，電子透かし挿入装置２０からそれぞれ入力画像コンテンツ２１，透かし画像を受け付ける。ラベリング部３３０は，補正パラメータ入力部３００からラベリング処理に関わるパラメータを，透かし画像入力部３２０から透かし画像を受け付け，その透かし画像に対して後述のラベリング処理を施す。透かし画像補正部３４０は，補正パラメータ入力部３００から画像補正処理に関わるパラメータを，入力画像入力部３１０から入力画像コンテンツ２１を，透かし画像入力部３２０から透かし画像を，ラベリング部３３０からラベル画像をそれぞれ受け付け，透かし画像に対して後述の切れ補正処理（変更取り消し処理）を施し補正画像を作成する。補正画像出力部３５０は，透かし画像補正部３４０から補正画像を受け付け，補正画像を電子透かし挿入装置２０の出力部２２０へ送信する。
【００３７】
電子透かし挿入装置２０は，切れ補正装置３０の存在如何に関わらず，入力部２００，透かし画像合成部２１０，出力部２２０のみで電子透かし埋め込み処理を完遂するに足る構成であり，切れ補正装置３０が加わり電子透かし埋め込みシステム１０を構成することにより，より視覚的影響の少ない電子透かし埋め込みを実現するものである。
【００３８】
本実施形態の電子透かし埋め込みシステム１０または，電子透かし挿入装置２０，切れ補正装置３０各々は，一般的なコンピュータ上に実現することが可能であり，図２に，そのハードウェア構成の一例を示す。
【００３９】
コンピュータ４０は，CPU４００，RAM４１０，ストレージ４２０，ユーザインターフェイス４３０，通信インターフェイス４４０，およびメディアインターフェイス４５０を備える。CPU４００は，RAM４１０およびストレージ４２０に格納されたプログラムに基づいて動作し，図１に示す各処理部をコンピュータ４０上に実現する。なお，以下の実施例では，各処理部を実行主体として説明する。
【００４０】
RAM４１０は，CPU４００が実行するプログラムおよびCPU４００が使用する画像などのデータを一時的に格納する。ストレージ４２０は，起動時にCPU４００が実行するブートプログラムや，ハードウェアに依存するプログラムや，図１に示す各処理部を実現するプログラムや，画像コンテンツ等を格納する。ユーザインターフェイス４３０はマウス，キーボードなどの入力デバイスとディスプレイなどの表示デバイスであり，ユーザインターフェイス４３０を介してユーザは電子透かし埋め込みシステム１０を操作する。
【００４１】
通信インターフェイス４４０は外部の装置とネットワーク４６０などを介して通信するために用い，電子透かし埋め込み対象となる画像コンテンツ２１を受信してストレージ４２０に保存，さらに，透かし画像コンテンツ２２を外部の装置やネットワーク４６０に送信するために用いる。メディアインターフェイス４５０は記録媒体４７０から，電子透かし埋め込み対象となる画像コンテンツ２１を読み出してストレージ４２０に保存，さらに，透かし画像コンテンツ２２を記録媒体４７０に記録する。
【００４２】
電子透かし挿入装置２０と切れ補正装置３０を異なるコンピュータ４０上に実現する場合は，装置間のやり取りは通信インターフェイス４４０を介して行う。
【００４３】
電子透かし挿入装置２０と切れ補正装置３０をコンピュータ４０に実現するためのプログラムは，通信インターフェイス４４０により外部の装置から通信媒体を介して，または，メディアインターフェイス４５０により記録媒体４７０から受け付けられ，RAM４１０やストレージ４２０を介してCPU４００に提供される。通信媒体とはネットワーク４６０やネットワーク４６０を伝搬する搬送波やデジタル信号を指す。
【００４４】
図３は，ラベリング部３３０が実行するラベリング処理の概要を示す概念図である。
【００４５】
ラベリング部３３０が実行するラベリング処理は，ラベリング部３３０への入力画像に含まれる画素のうち，対象とする画素を，パラメータにもとづき複数の集合のいずれかに振り分ける処理であり，対象とする画素に対してその所属する集合を示すラベルを一つずつ付与する処理である。
【００４６】
また，ラベリング処理の結果，どのラベルに対してもそれぞれ一つまたは複数の画素値を対応させることができる。すなわち，各々の集合に対し，その集合に属する画素が有する画素値を表す，集合画素値を与える。
【００４７】
一つの同一のラベルを付与された複数の画素が，全て同一の画素値を有する場合は，それら複数の画素が共通して有する画素値を一つの集合画素値として当該ラベルに対応させてもよい。例えば，画素値が８ビットの情報量で表される輝度値であるような多値画像において，一つの同一のラベルを付与された複数の画素の輝度値が全て「１２０」であった場合，そのラベルの集合画素値として「１２０」を対応させることができる。あるいは，複数の画素が共通して有する画素値を含む，複数の画素値を集合画素値としてもよい。これは，例えば，一つの同一のラベルを付与された複数の画素の輝度値が全て「１２０」であった場合，「１１０から１３０までの輝度値」のように複数の輝度値を集合画素値とすること，などである。
【００４８】
一方，一つの同一のラベルを付与された複数の画素が，複数種類の画素値を有する場合は，それら複数種類の画素値から求められる複数の画素値を集合画素値としてもよい。例えば，単純に，同一のラベルを付与された複数の画素が有する複数種類の画素値の全てを集合画素値としてもよいし，それら複数種類の画素値の全てを含むより広範囲の画素値を集合画素値としても良い。また，複数種類の画素値のうち最頻出の画素値や複数種類の画素値の平均値を含む，一定範囲にある画素値を集合画素値とすることもできる。
【００４９】
集合画素値の求め方は各種の方法が考えられ，これら具体的な例示に限定されず，あらゆる方法が適用できる。
【００５０】
ラベリング処理は，画素値量子化処理とラベル値付与処理から構成される。ラベリング処理のパラメータとしては，前処理として実行する画素値量子化処理で利用する閾値や，ラベル値付与処理において隣接する画素を同じ集合に振り分けるか否かを判定するための閾値がある。なお，量子化処理は実行されてもよいし，実行されなくてもよい。
【００５１】
図３（ａ）はラベリング部３３０が受け付ける画像データ５００を，図３（ｂ）はラベリング部３３０による画素値量子化処理後の画像データ５１０を，図３（ｃ）はラベリング部３３０によるラベル値付与処理後の画像データ５２０を表す。
【００５２】
図３においては，最小の正方形一つの大きさが一画素の大きさを表し，画素同士の位置関係の把握を容易にする目的で，画素一つ一つをグリッド線で区切って表している。また図３（ａ）および図３（ｂ）では，等しい画素値を持つ画素について，等しいパターンを持つ正方形で表している。
【００５３】
画素値量子化処理は，画像に含まれる画素値の種類を減少させる処理である。具体的な量子化処理については各種の方法が適用可能である。例えば，画素値が輝度値という一つの値で表される場合は，あらかじめ設定された量子化閾値に応じて，輝度値を量子化する方法がある。また，例えば，色の三要素を赤（Ｒｅｄ（Ｒ）），緑（Ｇｒｅｅｎ（Ｇ）），青（Ｂｌｕｅ（Ｂ））とし，それぞれの要素の強度値の組み合わせ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）によって画素値が表される場合は，それら一組の値から輝度値のような一つの値を算出し，算出した一つの値について，あらかじめ設定された量子化閾値に応じた量子化を実行する方法があるし，あるいは，画素値を構成する複数の値それぞれについて，あらかじめ設定された量子化閾値に応じた量子化を実行する方法などもある。量子化の方法はこれら具体的な例示に限定されず，あらゆる方法が適用できる。
【００５４】
図３の例において，画素値が２５６段階（「０」から「２５５」）の輝度値であるとする。画素値Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄがそれぞれ輝度値「１０」，「４０」，「２００」，「２０」である場合に，量子化閾値を輝度値「３２」おきに設定したとする。量子化の結果，画素値Ａ（輝度値「１０」）および画素値Ｄ（輝度値「２０」）は輝度値「０」へ，画素値Ｂ（輝度値「４０」）は輝度値「３２」へ，画素値Ｃ（輝度値「２００」）は輝度値「１９２」へ変更される。画素値量子化処理前の画像データ５００には，四種類の画素値が含まれていたのに対して，処理後の画像データ５１０には，三種類の画素値しか含まれていない。
【００５５】
ラベル値付与処理は，隣接（斜めを含んでもよい）する何れの画素とも画素値（画素値を量子化した場合は量子化後の画素値）間の差があらかじめ設定された閾値よりも大きい一つの画素により，または，互いに隣接（斜めを含んでもよい）し，かつ，画素値間の差が閾値よりも大きくない複数の画素により，一つの集合を構成した場合に，同じ集合に属する各々の画素には同一で，他の集合に属する画素とは異なるラベル値を付与する処理である。出力するラベル画像により，各画素が属する集合を識別可能となる。
【００５６】
画素値間の差とは，「差が０の場合に両画素値が等しく，差が大きいほど両画素値が異なる度合いが強くなる」と解釈できるものであれば，どのような定義を採用してもよい。例えば，画素値が輝度値という一つの値で表される場合は，二つの画素値の間の差として，輝度値の差の絶対値を採用してもよい。また，例えば，画素値が色の三要素ＲＧＢの強度の組み合わせで表される場合に，二画素間でＲＧＢそれぞれの差の絶対値を計算し，そのなかで最も大きい値を二つの画素値の間の差として採用できる。あるいは，二つの画素値をL*a*b*表色系に変換して計算される「色差」という値を採用することもできる。画素値間の差として採用する値については，これら具体的な例示に限定されず，あらゆる値が適用できる。
【００５７】
図３の例では，画素値間の差として輝度値の差の絶対値を採用し，閾値を「６４」としたとき，画像データ５１０の各画素は，１，２，３，４の四種類のラベルのうち，いずれか一つのラベルを与えられ，画像データ５２０が出力される。図３（ｂ）と（ｃ）を比較してわかるように，本例では，四種類のラベルのうち三種類（１，３，４）について，同一のラベルを付与された複数の画素は，全て同一の画素値を有する。したがって，これら各ラベルで識別される集合については，当該集合に属する複数の画素が共通して有する画素値を，その集合の集合画素値とすることができる。すなわち，ラベル１およびラベル４の集合画素値を輝度値「１９２」，ラベル３の集合画素値を輝度値「０」とすることができる。一方，ラベル２を与えられた画素は，輝度値「０」か「３２」を有するため，ラベル２で識別される集合の集合画素値として，例えば，これらの両方の輝度値「０」と「３２」を設定することができる。
【００５８】
図４は，電子透かし埋め込みシステム１０の動作の一例を示すフローチャートである。
【００５９】
入力部２００に画像が入力されるなどの所定のタイミングで本フローチャートに示す電子透かし埋め込みシステム１０の動作が開始する。まず，透かし画像合成部２１０が入力画像に電子透かしの埋め込みを行い透かし画像を作成する（Ｓ１００）。透かし画像の作成時に，電子透かしの埋め込み処理により変更される前の画素値を記憶しておいてもよい。次に，ラベリング部３３０が透かし画像に対してラベリング処理を実行し，ラベル画像を出力する（Ｓ１０１）。
【００６０】
次に，透かし画像補正部３４０は受け付けた入力画像と透かし画像，およびラベル画像の画素走査を開始する(Ｓ１０２)。透かし画像補正部３４０は，各走査画素についてその画素が透かし画像合成部２１０によって画素値が変更された画素か否かを判定する（Ｓ１０３）。画素値が変更されたか否かは，透かし画像合成部２１０の処理前後の画素値間の差と，あらかじめ定められた閾値を比較することなどで判定してもよい。
【００６１】
走査画素が，透かし画像合成部２１０によって画素値が変更された画素であった場合（Ｓ１０３：Ｙ），透かし画像補正部３４０は，その走査画素の近傍に位置する，走査画素の変更前の画素値を表す集合画素値を有するラベル値を識別し，ラベル値が二種類以上か否かを判定するラベル判定処理を行う（Ｓ１０４）。この判定の際に観測する近傍領域の形状や大きさは，補正パラメータ入力部３００にて設定されたパラメータに依存する。次に，透かし画像補正部３４０が，走査画素の近傍領域に識別したラベル値が二種類以上あると判定した場合（Ｓ１０４：Ｙ），透かし画像補正部３４０はその走査画素の画素値を，透かし画像合成部２１０により変更される前の画素値に戻す変更取り消し処理（切れ補正処理）を行い（Ｓ１０５），次の画素の走査に移る（Ｓ１０６）。
【００６２】
一方，透かし画像補正部３４０が，走査画素は透かし画像合成部２１０によって画素値が変更された画素ではないと判定した場合（Ｓ１０３：Ｎ）と，走査画素の近傍領域に含まれる変更前の走査画素の画素値を表す集合画素値を有するラベル値が一種類以下であると判定した場合（Ｓ１０４：Ｎ）は共に，透かし画像補正部３４０は直ちに次の画素の走査に移る（Ｓ１０６）。
【００６３】
次に透かし画像補正部３４０は，全ての画素の走査が終了したか否かを判定する（Ｓ１０７）。透かし画像補正部３４０は，全ての画素の走査を終了したと判定した場合（Ｓ１０７：Ｙ），透かし補正画像を出力部２２０から出力し（Ｓ１０８），本フローチャートに示す透かし埋め込みシステム１０による透かし埋め込み処理を終了する。透かし画像補正部３４０が，全ての画素の走査が終了していないと判定した場合（Ｓ１０７：Ｎ）は，次の未走査の画素に対して，透かし画像合成部２１０によって画素値が変更された画素か否かの判定を行うステップに戻る（Ｓ１０３）。
【００６４】
図５は，透かし画像補正部３４０の画像補正処理の効果を説明するための概念図である。ここでは補正パラメータ入力部３００から透かし画像補正部３４０が受け付けた補正パラメータによって決定される近傍領域が，注目画素を中心とし，注目画素からの距離が１であるような画素から成る正方形である場合と，注目画素を中心とし，注目画素からの距離が２であるような画素から成る正方形である場合を例として説明する。近傍領域の形状や大きさについては，これら具体的な例示に限定されず，あらゆるものが適用できる。
【００６５】
図５（ａ）は，電子透かし埋め込みシステム１０への入力画像に含まれる画像６００を表す。画像６００に含まれる画素は二種類の画素値のいずれかを持っており，ここではそれらの画素値を画素値Ａ，画素値Ｂということとする。図５では，画素値Ａ，画素値Ｂを有する画素は，それぞれ黒い塗りつぶし領域と網点領域で表現されている。図５（ｂ）は，透かし画像合成部２１０が画像６００に透かし埋め込み処理を施した結果の画像６１０を表す。画像６１０において，透かし画像合成部２１０により画素値をＡからＢに変更されたＢ画素６１２は，点線により囲まれて表現されている。
【００６６】
画像６１０に含まれる画素は，ラベリング部３３０により，一つ以上のＡ画素からなるＡ画素塊６１４と，一つ以上のＡ画素からなるＡ画素塊６１６，および一つ以上のＢ画素からなるＢ画素塊６１８の三つの集合に分類され，ラベル付けされる。
【００６７】
それぞれの集合に含まれる画素は全て同一の画素値を有しており，共通して有する画素値が集合画素値とされる。透かし画像補正部３４０は，画像６００と透かし入りの画像６１０，および，画像６１０をラベル付けした画像を受け付け，画素の走査を開始する。透かし画像補正部３４０は，透かし画像合成部２１０により変更が加えられていない画素については，補正を加えない。透かし画像補正部３４０は，透かし画像合成部２１０により画素値をＡからＢに変更されたＢ画素６１２については，その近傍領域の画素値Ａを表す集合画素値を有するラベル値の個数を観測する。
【００６８】
図５（ｃ）は，透かし画像合成部２１０により画素値をＡからＢに変更されたＢ画素６１２の中の，ある一つの注目画素６２２の，距離１の近傍領域６２４を示す概念図６２０を表し，図５（ｄ）は同じ位置の注目画素６３２の，距離２の近傍領域６３４を示す概念図６３０を表す。
【００６９】
概念図６２０において，注目画素６２２（斜線網掛けで表示）の距離１の近傍領域６２４の中には，変更前の注目画素６２２の画素値（画素値Ａ）を集合画素値とする集合に属する画素は含まれていない。したがって，補正パラメータ入力部３００から透かし画像補正部３４０が受け付けた補正パラメータである近傍距離が１である場合，透かし画像補正部３４０は注目画素６２２を変更しない。同様に，画像６１０に含まれる，透かし画像合成部２１０によって画素値をＡからＢに変更されたＢ画素６１２の全てについて，その距離１の近傍領域６２４に含まれる，画素値Ａを集合画素値とするラベル値は一種類以下であるため，近傍距離が１である場合は透かし画像補正部３４０の出力する画像は，透かし画像補正部３４０への入力透かし画像と等しく，画像６１０となる。
【００７０】
概念図６３０において，注目画素６３２（斜線網掛けで表示）の距離２の近傍領域６３４の中には，Ａ画素塊６１４の一部と，Ａ画素塊６１６の一部が含まれているので，近傍領域６３４に含まれる変更前の注目画素６３２の画素値（画素値Ａ）を集合画素値とするラベル値の個数は二個である。したがって，補正パラメータ入力部３００から透かし画像補正部３４０が受け付けた補正パラメータである近傍距離が２である場合，透かし画像補正部３４０は注目画素６３２をＡ画素に変更する。同様に透かし画像補正部３４０は，距離２の近傍領域６３４内の，変更前の注目画素の画素値を集合画素値とするラベル値の個数の観察を，画像６１０に含まれる，透かし画像合成部２１０によって画素値をＡからＢに変更されたＢ画素６１２の全てについて行い，Ｂ画素６１２に含まれる６個のＢ画素のうち４個の画素についてその画素値をＡに変更するため，透かし画像補正部３４０の出力する画像は図５（ｅ）が表す画像６４０となる。
【００７１】
補正パラメータ入力部３００から透かし画像補正部３４０が受け付けた補正パラメータである近傍距離が１である場合は，透かし画像補正部３４０は画像６１０に対して補正を加えないが，近傍距離が２である場合は，画像６１０と画像６４０を見比べるとわかるように，透かし画像合成部２１０がＡ画素をＢ画素に変更したことによって生じた切れを，透かし画像補正部３４０がＢ画素の一部をＡ画素に戻すことで補正している。このように近傍領域の形状や大きさによって切れ補正の効果が異なる。
【００７２】
図６は，電子透かし埋め込みシステム１０を利用した電子透かし埋め込み処理の過程で入力された画像コンテンツに含まれる文字の外観がどのように変わるかを説明する概念図である。概念図に示す画像に含まれる画素は二種類の画素値のいずれかを有する。ここではそれら二種類の画素値を有する画素を，白と黒の領域で表現する。補正パラメータ入力部３００にて，補正パラメータである近傍距離を２に設定した場合を示す。
【００７３】
図６（ａ）は，入力画像に含まれている文字，「ｙ」の外形図７００を表す。図６（ｂ）は，透かし画像合成部２１０にて作成された透かし画像の，図６（ａ）の「ｙ」と同じ場所に含まれている文字「ｙ」の外形図７１０を表す。図６（ｃ）は，ラベリング部３３０で作成されたラベル画像の，図６（ａ）および図６（ｂ）の「ｙ」と同じ場所に含まれている文字「ｙ」の外形図７２０を表す。図６（ｃ）において全ての画素はラベリング部３３０によって，画素塊７２１，画素塊７２２，画素塊７２３，画素塊７２４，画素塊７２５，画素塊７２６のいずれかにラベル付けされる。画素塊７２６は，白で表される画素値を有する画素の集合であり，本図では最も面積が大きい集合である。図６（ｄ）は，透かし画像補正部３４０にて作成される出力画像の，図６（ａ），図６（ｂ）および図６（ｃ）の「ｙ」と同じ場所に含まれている文字「ｙ」の外形図７３０を表す。
【００７４】
図６（ｂ）と図６（ｄ）を比べることで，透かし画像合成部２１０の透かし合成処理によって生じた切れが，透かし画像補正部３４０にて補正されている様子がわかる。また，図６（ａ）と図６（ｄ）を比べることにより，透かし画像補正部３４０による画像補正処理は，透かし画像合成部２１０にて変更された画素を全て補正してしまうのではなく，切れを生じない箇所の変更を残していることが確認できる。
【００７５】
なお，本例では，文字に対する処理を例示したが，入力される画像コンテンツが文字以外の図形を含む場合でも，同様の効果が得られる。
【００７６】
以上説明から明らかなように，本実施形態の電子透かし埋め込みシステム１０によって既存の電子透かし埋め込みアルゴリズムを採用しつつ，切れを補正した，画質劣化が目立ちづらい電子透かしの埋め込みを実現することができる。
【実施例２】
【００７７】
一般の多値画像を対象とし，前景となる画素の画素値に関してあらかじめ限定した場合の，電子透かし埋め込みによる画質劣化程度をより少なくする実施例について説明する。
【００７８】
前景となる画素の画素値に関して限定するとは，例えば，「前景は画素値が黒である画素で構成される」とすることなどである。また，例えば，「前景は画素値が黒，あるいは，赤である画素で構成される」のように，前景の画素値として複数の画素値を候補として挙げてもよい。
【００７９】
本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０は，実施例１と同一の構成である。すなわち本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０は，電子透かし挿入装置２０および切れ補正装置３０を備える。本実施例と実施例１との違いは，透かし埋め込みよる画素値の変更に伴い発生する切れを補正する画像処理方法にある。
【００８０】
図７は，本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０の動作の一例を示すフローチャートである。図７において，透かし画像に対して実行するラベリング処理（Ｓ２０１），および，各走査画素が透かし埋め込みによって変更されたか否かを判定する処理（Ｓ２０３）の二つの処理が，実施例１の図４のフローチャートと異なる。
【００８１】
ラベリング部３３０は透かし画像に対して実行するラベリング処理（Ｓ２０１）において，前景の画素値を有する画素に限定してラベルを付与する。具体的には，ラベルを付与する対象画素を，あらかじめ設定された一つまたは複数の前景画素値のいずれかを有する画素に制限している点が，実施例１と異なる。
【００８２】
透かし画像補正部３４０は，各走査画素についてその画素が，透かし画像合成部２１０によって画素値が前景画素値から前景画素値とは異なる画素値へ変更された画素か否かを判定する（Ｓ２０３）。具体的には，以降の判定対象画素を，あらかじめ設定された一つまたは複数の前景画素値のいずれかの画素値から，一つまたは複数の前景画素値のいずれとも異なる画素値へ変更された画素に制限している点が，実施例１と異なる。
【００８３】
その他のステップについては，実施例１と同様とすることで，あらかじめ設定された一つまたは複数の前景画素値を有する画素を前景として発生した切れを補正することができる。
【００８４】
透かし埋め込みによって切れが発生する可能性のある領域の前景があらかじめ限定できる場合，本実施例に示すように，切れ補正対象の前景を制限することによって，処理量が削減され高速に切れを補正することが可能となる。例えば，画像コンテンツ２１が印刷文書画像であり，切れを補正すべき文字が，特定の画素値の画素で構成されていることが多いような場合には，このような前景の限定が妥当である。
【００８５】
あらかじめ設定された前景画素値が，実際の画像中の前景の画素値と一致している場合は，実施例１同様，切れを補正し画質劣化の程度をより少なくすることができるが，あらかじめ設定された前景画素値が，実際の画像中の前景の画素値と一致していない場合，該当前景に発生した切れは補正されずに出力される。
【実施例３】
【００８６】
次に，一般の多値画像を対象とし，背景となる画素の画素値に関してあらかじめ限定した場合の，電子透かし埋め込みによる画質劣化程度をより少なくする実施例について説明する。
【００８７】
背景となる画素の画素値に関して限定するとは，例えば，「背景は画素値が白である画素で構成される」とすることなどである。また，例えば，「背景は画素値が白，あるいは，赤である画素で構成される」のように，背景の画素値として複数の画素値を候補として挙げてもよい。
【００８８】
本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０は，実施例１と同一の構成である。本実施例と実施例１との違いは，透かし埋め込みよる画素値の変更に伴い発生する切れを補正する画像処理方法にある。
【００８９】
図８は，本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０の動作の一例を示すフローチャートである。図８において，透かし画像に対して実行するラベリング処理（Ｓ３０１），および，各走査画素が透かし埋め込みによって変更されたか否かを判定する処理（Ｓ３０３）の二つの処理が，実施例１の図４のフローチャートと異なる。
【００９０】
ラベリング部３３０は透かし画像に対して実行するラベリング処理（Ｓ３０１）において，背景の画素値以外の画素値を有する画素に限定してラベルを付与する。具体的には，ラベルを付与する対象画素を，あらかじめ設定された一つまたは複数の背景画素値のいずれとも異なる画素値を有する画素に制限している点が，実施例１と異なる。
【００９１】
透かし画像補正部３４０は，各走査画素についてその画素が，透かし画像合成部２１０によって画素値が背景以外の画素値から背景画素値へ変更された画素か否かを判定する（Ｓ３０３）。具体的には，以降の判定対象画素を，あらかじめ設定された一つまたは複数の背景画素値のいずれとも異なる画素値から，一つまたは複数の背景画素値のいずれかの画素値へ変更された画素に制限している点が実施例１と異なる。
【００９２】
その他のステップについては，実施例１と同様とすることで，あらかじめ設定された一つまたは複数の背景画素値を有する画素を背景として発生した切れを補正することができる。
【００９３】
透かし埋め込みによって切れが発生する可能性のある領域の背景があらかじめ限定できる場合，本実施例に示すように，切れ補正対象の背景を制限することによって，処理量が削減され高速に切れを補正することが可能となる。例えば，画像コンテンツ２１が印刷文書画像であり，切れを補正すべき文字が，特定の画素値の画素を背景として配置されていることが多いような場合には，このような背景の限定が妥当である。
【００９４】
あらかじめ設定された背景画素値が，実際の画像中の背景の画素値と一致している場合は，実施例１同様，切れを補正し画質劣化の程度をより少なくすることができるが，あらかじめ設定された背景画素値が，実際の画像中の背景の画素値と一致していない場合，該当背景を有する領域で発生した切れは補正されずに出力される。
【００９５】
なお，本実施例における背景となる画素の画素値に関する限定とは，実施例２における前景となる画素の画素値に関する限定と同等である。これは，上記二つの限定が，画素値のとりうる値全てを，前景または背景のいずれかに分類するという意味では，違いがないということである。前景とそれ以外に分類することと，背景とそれ以外に分類することは，裏返しの関係にある。実際，「背景は画素値が白である画素で構成される」という限定は，「前景は画素値が白以外である画素で構成される」という限定と同等である。実施例２および実施例３の違いは，あらかじめ設定した一つまたは複数の画素値への限定が，少数の画素値への限定であった場合に，画素値の前景，背景への分類がどちらに偏っているか，という点にあるのみである。
【００９６】
図９は，実施例１から実施例３の切れ補正装置３０が補正する切れと補正しない切れの違いを説明する概念図である。
【００９７】
図９において，（ａ）（ｂ）（ｃ）はいずれも，透かし画像合成部２１０による画素値の変更によって，右上から左下へ伸びた前景に切れが生じた画像領域を表す。本図では，切れに相当する部分は点線で表される。また，同じパターンで表示されている画素は等しい画素値を有し，異なるパターンで表示されている画素は異なる画素値を有するものとする。すなわち，図９（ａ）（ｂ）の前景の画素値は等しく，これは図９（ｃ）の前景の画素値とは異なる。また，図９（ａ）（ｃ）の背景の画素値は等しく，これは図９（ｂ）の背景の画素値とは異なる。図９（ａ）の前景の画素値をＡ，背景の画素値をＢということにする。
【００９８】
実施例１の切れ補正装置３０が実行する切れ補正処理においては，前景および背景となる画素の画素値に関して何も制限を設けない。この場合，全画素に対してラベリング処理，および，変更のあった全画素についてラベル判定処理を実施する必要があるものの，図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示されるすべての切れが補正される。
【００９９】
実施例２の切れ補正装置３０が実行する切れ補正処理においては，前景となる画素の画素値をあらかじめ限定する。「前景となる画素の画素値がＡである」と設定した場合，処理対象画素の制限により処理量が削減され高速に切れを補正することが可能となるが，補正される切れは図９（ａ）（ｂ）に示される切れであり，図９（ｃ）で示される切れは補正されない。
【０１００】
実施例３の切れ補正装置３０が実行する切れ補正処理においては，背景となる画素の画素値をあらかじめ限定する。「背景となる画素の画素値がＢである」と設定した場合，処理対象画素の制限により処理量が削減され高速に切れを補正することが可能となるが，補正される切れは図９（ａ）（ｃ）に示される切れであり，図９（ｂ）で示される切れは補正されない。
【０１０１】
なお，実施例２および実施例３の切れ補正方法においても，前景あるいは背景として複数の画素値を設定することで，図９（ａ）（ｂ）（ｃ）に示されるすべての切れを補正することができる。実施例２の切れ補正方法では画素値Ａと図９（ｃ）の前景の画素値を，実施例３の切れ補正方法では画素値Ｂと図９（ｂ）の背景の画素値を，それぞれ前景と背景の画素値として設定すればよい。
【実施例４】
【０１０２】
次に，一般の多値画像を対象とし，前景となる画素と背景となる画素の明るさの大小関係に制限を設け，電子透かし埋め込みによる画質劣化程度をより少なくする実施例について説明する。
【０１０３】
明るさの大小関係の制限とは，「前景となる画素は背景となる画素よりも暗い」とする，あるいは，「前景となる画素は背景となる画素よりも明るい」とすることのいずれかであり，前景および背景の画素値を特定の値に限定するものではない。
【０１０４】
本実施例における，画素の明るさとは，各々の画素が有する画素値から算出される値であり，具体的には各種の値を採用できる。例えば，画素値が色の三要素ＲＧＢの強度の組み合わせで表される場合に，Ｒ，Ｇ，Ｂの値から下記のように計算される輝度値を採用してもよい。
【０１０５】
輝度値 ＝ ０．２９８９１×Ｒ ＋ ０．５８６６１×Ｇ ＋ ０．１１４４８×Ｂ （式１）
ただし，明るさとして採用する値は上記具体的な例示に限定されず，あらゆる値が採用できる。
【０１０６】
本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０は，実施例１から３と同一の構成である。本実施例と上記各実施例との間の違いは，透かし埋め込みよる画素値の変更に伴い発生する切れを補正する画像処理方法にある。
【０１０７】
図１０は，本実施例における電子透かし埋め込みシステム１０の動作の一例を示すフローチャートである。図１０において，各走査画素が透かし埋め込みによって変更されたか否かを判定する処理（Ｓ４０３）が，実施例１の図４のフローチャートと異なる。
【０１０８】
透かし画像補正部３４０は，各走査画素についてその画素が，透かし画像合成部２１０によって明るくなるように変更された画素か否かを判定する（Ｓ４０３）。以降の判定対象画素を，明るくなるように変更された画素に制限している点が，実施例１と異なる。
【０１０９】
その他のステップについては，実施例１と同様とすることで，前景が背景よりも暗い領域で発生した切れを補正することができる。
【０１１０】
なお，図１０は，「前景となる画素は背景となる画素よりも暗い」という制限を設けた場合のフローチャートである。「前景となる画素は背景となる画素よりも明るい」という制限を設けた場合には，ステップＳ４０３を，「透かし画像合成部２１０によって暗くなるように変更された画素か否かを判定する」とすることで，同様に，電子透かし埋め込みによる画質劣化程度をより少なくする効果が得られる。
【０１１１】
実施例２および実施例３の切れ補正方法では，全ての画素値は前景または背景のどちらか一方に対応付けされているのに対し，本実施例ではそのような対応付けはない。本実施例では，ある一つの画素値を有する画素が，ある領域では前景を構成し，別の領域では背景を構成するような場合にも切れ補正が可能である。すなわち，同じ画素値を持つ画素が一つの画像中で前景と背景の両方を構成している場合，実施例２および実施例３の方法では，たとえ複数の画素値を前景あるいは背景として設定したとしても，全ての切れには対応できないが，本実施例における切れ補正方法では，前景と背景の明るさの大小関係が一貫してさえいれば，全ての切れに対応できる。
【０１１２】
本実施例における前景と背景の明るさの大小についての制限を利用する方法は，二通りの制限からいずれかを選択するのみで決定され，実施例２および実施例３のように，前景あるいは背景の画素値の候補を列挙する方法よりも簡便に多くの種類の切れに対応でき，利便性が高い。図９において，表示パターンの明るさがそのまま画素の明るさを表現しているとすると，図９（ａ）（ｂ）（ｃ）全てで前景は背景よりも暗い画素で構成されていることになる。この場合，本実施例における切れ補正装置３０が実行する切れ補正処理は，「前景となる画素は背景となる画素よりも暗い」とする制限を設けた上では，図９に示した（ａ）（ｂ）（ｃ）全ての切れについて補正が可能である。画像コンテンツ２１が印刷文書画像であることがわかっているような場合には，このような限定が妥当である。それは，印刷文書画像で切れを補正すべき文字の多くは，背景を構成する画素よりも暗い画素で構成されていることが多いからである。ただし，処理対象画像の性質に応じて，「前景となる画素は背景となる画素よりも明るい」という逆の制限を採用してもよい。
【０１１３】
図１１は，実施例１と本実施例の，切れを補正する画像処理の効果の違いを説明する概念図である。ここでは，ラベルを識別する範囲である近傍領域が，注目画素からの距離が２であるような正方形であるとする。
【０１１４】
図１１（ａ）（ｂ）はともに，二種類の画素値のうちのいずれかを有する画素を含む画像領域を表す。ここではそれらの画素値を画素値Ａ，画素値Ｂということとし，さらに画素値Ａは画素値Ｂよりも暗いものとする。図１１では，画素値Ａ，画素値Ｂはそれぞれ黒い塗りつぶし領域と網点領域で表現されている。
【０１１５】
図１１（ａ）と図１１（ｂ）の間の違いは，中心付近の四つの画素の画素値のみである。（ａ）（ｂ）のうちいずれか一方が透かし画像合成部２１０によって透かし埋め込み処理を施され，（ａ）（ｂ）のうちの他方へ変化するものとし，実施例１および本実施例の切れ補正処理の効果を説明する。
【０１１６】
透かし埋め込み処理による（ａ）から（ｂ）への変化は，画素値Ａを前景とみた場合に切れ発生と解釈されるが，画素値Ｂを前景とみた場合には切れは発生していなく，前景画素の塊がくっついた（ここでは融合の発生という）と解釈される。一方，（ｂ）から（ａ）への変化は，画素値Ａを前景とみた場合に融合の発生と解釈され，画素値Ｂを前景とみた場合に切れ発生と解釈される。このように，同じ画像変化にも関わらず，どの画素値を前景とみるかに依存して，切れ発生の解釈が異なる。
【０１１７】
実施例１の切れ補正処理では，透かし埋め込み処理による（ａ）から（ｂ）への変化の場合も，（ｂ）から（ａ）への変化の場合も，中心付近の画素変更を補正する。すなわち切れと融合の両方を補正対象とする。このような性質は，どちらの画素値が前景であっても切れを補正できるという点では好都合であるが，切れではない画素変更も補正してしまうという欠点をも併せ持つ。切れ補正は，透かし埋め込みによる画素変更を取り消す処理であり，埋め込んだ電子透かしの冗長性を弱める処理であるので，補正は最小限にとどめることが望ましく，画質に影響がない部分に関しては補正しないほうがよい。
【０１１８】
実施例４の切れ補正処理では，「前景のほうが背景よりも暗い」という前提を設けた場合，透かし埋め込み処理による（ａ）から（ｂ）への変化を切れの発生として補正し，逆の，（ｂ）から（ａ）への変化では補正しない。このように，実施例４の切れ補正処理は，前景と背景の明るさの関係において，適切に前提を設けることができる場合には，切れを発生させた画素変更のみを的確に補正できる点が好都合である。
【０１１９】
なお，以下に説明するように，上記した各実施例に記載された切れ補正方法および，特許文献１記載の切れ補正方法を，画像の部分ごとに切り替えて適用してもよい。
【０１２０】
切れ補正装置３０は，入力された入力画像コンテンツ２１と透かし画像を，複数の部分画像に分割し，分割された部分画像ごとに，適用する切れ補正方法を判定および実行し，切れ補正された部分画像を結合し，出力する。
【０１２１】
部分画像への分割において，分割された画像の大きさおよび形状は，あらかじめ定められたものであってもよいし，分割対象画像の特徴に応じて定められるものであってもよい。
【０１２２】
切れ補正方法を判定する方法は，各種考えられる。以下，切れ補正方法を判定する方法を例示するが，本発明の技術範囲はこれら具体的な例示に限定されず，あらゆる方法が適用できる。
【０１２３】
切れ補正装置３０は，部分画像に含まれる画素の画素値を集計し，集計結果に応じて実行する切れ補正方法を判定する。具体的には，部分画像内の画素値のうち，その割合がある一定の範囲にある画素値を前景画素値と設定し，実施例２に記載された切れ補正方法を実行してもよい。あるいは，部分画像内の最頻出の画素値を背景画素値と設定し，実施例３に記載された切れ補正方法を実行してもよい。あるいは，部分画像内の画素値の明暗分布が明るい側に偏っている場合に，「前景となる画素は背景となる画素よりも暗い」として，実施例４に記載された切れ補正方法を実行してもよい。あるいは，部分画像に含まれる画素の画素値が一種類しか存在しない場合に，当該部分領域に対しては切れ補正処理を実行しなくてもよい。
【０１２４】
切れ補正方法を判定する別の方法としては，例えば， ユーザインターフェイス４３０を介して画像コンテンツ２１の部分画像を提示されたユーザの判定を用いてもよい。部分画像を提示されたユーザが当該部分画像の背景の画素値を判断し，ユーザインターフェイス４３０を介して背景画素値を設定する。切れ補正装置３０は，設定された背景画素値に基づき，実施例３に記載された切れ補正方法を実行する。
【０１２５】
本発明の技術範囲は上記した各実施例の記載の範囲には限定されない。例えば，本実施形態における画像コンテンツ２１は，静止画であってもよいし，動画であってもよい。
【０１２６】
また，上記各実施例で用いる入力画像，透かし画像，補正画像は，画像コンテンツ２１とその処理結果の一部分，すなわち，一画面または一フレーム内の部分領域であってもよいし，複数フレームの少なくとも一フレームであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】電子透かし埋め込みシステム１０の構成を例示するブロック図である。
【図２】電子透かし埋め込みシステム１０のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図３】ラベリング部３３０が実行する，ラベリング処理の概要を例示する概念図である。
【図４】電子透かし埋め込みシステム１０の動作を例示するフローチャートである。
【図５】透かし画像補正部３４０の画像補正処理の効果を説明する概念図である。
【図６】電子透かし埋め込みシステム１０を利用した電子透かし埋め込み処理の過程の文字外観変化を説明する概念図である。
【図７】実施例２の電子透かし埋め込みシステム１０の動作を例示するフローチャートである。
【図８】実施例３の電子透かし埋め込みシステム１０の動作を例示するフローチャートである。
【図９】実施例１から実施例３の切れ補正装置３０が補正する切れと補正しない切れの違いを説明する概念図である。
【図１０】実施例４の電子透かし埋め込みシステム１０の動作を例示するフローチャートである
【図１１】実施例１と実施例４の，切れを補正する画像処理の効果の違いを説明する概念図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１０：電子透かし埋め込みシステム，２０：電子透かし挿入装置，２１：画像コンテンツ，２２：透かし画像コンテンツ，２００：入力部，２１０：透かし画像合成部，２２０：出力部，３０：切れ補正装置，３１：補正パラメータ，３００：補正パラメータ入力部，３１０：入力画像入力部，３２０：透かし画像入力部，３３０：ラベリング部，３４０：透かし画像補正部，３５０：補正画像出力部，４０：コンピュータ，４００：ＣＰＵ，４１０：ＲＡＭ，４２０：ストレージ，４３０：ユーザインターフェイス，４４０：通信インターフェイス，４５０：メディアインターフェイス，４６０：外部の装置やネットワーク，４７０：記録媒体，５００，５１０，５２０：画像データ，６００，６１０：画像，６１２：Ｂ画素，６１４，６１６：Ａ画素塊，６１８：Ｂ画素塊，６２０：概念図，６２２：注目画素，６２４：近傍領域，６３０：概念図，６３２：注目画素，６３４：近傍領域，６４０：画像，７００，７１０，７２０：文字「ｙ」の外形図，７２１，７２２，７２３，７２４，７２５，７２６：画素塊，７３０：文字「ｙ」の外形図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子透かしによる情報埋め込み処理における，画素値の変更に伴い発生する切れを補正する画像処理方法であって，
入力画像に対する前記情報埋め込み処理結果である透かし画像について，
隣接する何れの画素とも画素値間の差があらかじめ設定された閾値よりも大きい画素値を持つ一つの画素により，または，互いに隣接し，かつ，画素値間の差が前記閾値よりも大きくない画素値を持つ複数の画素により，一つの集合を構成した場合に，同じ集合に属する各々の画素には同一で，他の集合に属する画素とは異なるラベル値を付与し，各画素が属する集合を，前記ラベル値によって識別可能なラベル画像を出力するラベリングステップと，
各々の前記集合に，当該集合に属する画素が有する画素値を表す一つまたは複数の集合画素値を設定する集合画素値設定ステップと，
前記入力画像に対する前記情報埋め込み処理によって画素値が変更された画素を対象として，前記ラベル画像における，あらかじめ設定された近傍領域に含まれる，前記対象画素の前記情報埋め込み処理前の画素値を表す集合画素値を有する集合を識別するラベル判定処理ステップと，
前記ラベル判定処理において，識別した前記集合が二つ以上である場合に，前記透かし画像の，前記対象画素の画素値を，前記情報埋め込み処理前の画素値に戻す変更取り消し処理を行う変更取り消し処理ステップと，
前記変更取り消し処理を施した補正画像を出力する補正画像出力ステップと，を備える
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理方法であって，
前記ラベリングステップは，
あらかじめ設定された一つまたは複数の閾値によって，前記透かし画像の画素値を量子化する画素値量子化ステップを備える
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像処理方法であって，
前記集合画素値は，一つの前記集合に属する画素が有する画素値に含まれる，一つ，もしくは，複数の画素値であるか，または，前記複数の画素値のうち最頻出の画素値，または，前記複数の画素値の平均値を含む，一定範囲にある画素値である
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の画像処理方法であって，
前記ラベリングステップが対象とする画素は，あらかじめ設定された一つまたは複数の前景画素値のいずれかを有する画素であって，
前記ラベル判定処理ステップが対象とする画素は，前記入力画像に対する前記情報埋め込み処理によって，画素値が前記一つまたは複数の前景画素値のいずれかから，前記一つまたは複数の前景画素値のいずれとも異なる画素値へ変更された画素である
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の画像処理方法であって，
前記ラベル判定処理ステップが対象とする画素は，前記入力画像に対する前記情報埋め込み処理によって，画素値があらかじめ設定された明るさの増減に従うように変更された画素である
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
電子透かしによる情報埋め込み処理において，画素値の改変に伴い発生する切れを補正する画像処理装置であって，
前記情報埋め込み処理対象となる入力画像を受け付ける入力画像入力部と，
前記情報埋め込み処理の出力である透かし画像を受け付ける透かし画像入力部と，
前記透かし画像について，隣接する何れの画素とも画素値間の差があらかじめ設定された閾値よりも大きい画素値を持つ一つの画素により，または，互いに隣接し，かつ，画素値間の差が前記閾値よりも大きくない画素値を持つ複数の画素により，一つの集合を構成した場合に，同じ集合に属する各々の画素には同一で，他の集合に属する画素とは異なるラベル値を付与し，各画素が属する集合を，前記ラベル値によって識別可能なラベル画像を出力し，各々の前記集合に，当該集合に属する画素が有する画素値を表す一つまたは複数の集合画素値を設定するラベリング部と，
前記入力画像入力部から前記入力画像を，前記透かし画像入力部から前記透かし画像を，前記ラベリング部から前記ラベル画像をそれぞれ受け付け，前記入力画像に対する前記情報埋め込み処理によって画素値が変更された画素を対象として，前記ラベル画像における，あらかじめ設定された近傍領域に含まれる，前記対象画素の前記情報埋め込み処理前の画素値を表す集合画素値を有する集合を識別し，識別した前記集合が二つ以上である場合に，前記透かし画像の，前記対象画素の画素値を，前記情報埋め込み処理前の画素値に戻す変更取り消し処理を行う透かし画像補正部と，
前記透かし画像補正部による変更取り消し処理結果を受け付け，補正画像として出力する補正画像出力部とを備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像処理装置であって，
前記ラベリング部は，
あらかじめ設定された一つまたは複数の閾値によって，前記透かし画像の画素値を量子化する画素値量子化部を備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の画像処理装置であって，
前記集合画素値は，一つの前記集合に属する画素が有する画素値に含まれる，一つ，もしくは，複数の画素値であるか，または，前記複数の画素値のうち最頻出の画素値，または，前記複数の画素値の平均値を含む，一定範囲にある画素値である
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一に記載の画像処理装置であって，
前記ラベリング部が対象とする画素は，あらかじめ設定された一つまたは複数の前景画素値のいずれかを有する画素であって，
前記透かし画像補正部が対象とする画素は，前記入力画像に対する前記情報埋め込み処理によって，画素値が前記一つまたは複数の前景画素値のいずれかから，前記一つまたは複数の前景画素値のいずれとも異なる画素値へ変更された画素である
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか一に記載の画像処理装置であって，
前記透かし画像補正部が対象とする画素は，前記入力画像に対する前記情報埋め込み処理によって，画素値があらかじめ設定された明るさの増減に従うように変更された画素である
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１】
電子透かしによる情報埋め込み処理における，画素値の変更に伴い発生する切れを補正する画像処理方法であって，
入力画像に対する前記情報埋め込み処理結果である透かし画像について，
隣接する何れの画素とも画素値間の差があらかじめ設定された閾値よりも大きい画素値を持つ一つの画素により，または，互いに隣接し，かつ，画素値間の差が前記閾値よりも大きくない画素値を持つ複数の画素により，一つの集合を構成した場合に，同じ集合に属する各々の画素には同一で，他の集合に属する画素とは異なるラベル値を付与し，各画素が属する集合を，前記ラベル値によって識別可能なラベル画像を出力するラベリングステップと，
各々の前記集合に，当該集合に属する画素が有する画素値を表す一つまたは複数の集合画素値を設定する集合画素値設定ステップと，
前記入力画像に対する前記情報埋め込み処理によって画素値が変更された画素を対象として，前記ラベル画像における，あらかじめ設定された近傍領域に含まれる，前記対象画素の前記情報埋め込み処理前の画素値を表す集合画素値を有する集合を識別するラベル判定処理ステップと，
前記ラベル判定処理において，識別した前記集合が二つ以上である場合に，前記透かし画像の，前記対象画素の画素値を，前記情報埋め込み処理前の画素値に戻す変更取り消し処理を行う変更取り消し処理ステップと，
前記変更取り消し処理を施した補正画像を出力する補正画像出力ステップと，を備える
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の画像処理方法であって，
前記ラベリングステップは，
あらかじめ設定された一つまたは複数の閾値によって，前記透かし画像の画素値を量子化する画素値量子化ステップを備える
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の画像処理方法であって，
前記集合画素値は，一つの前記集合に属する画素が有する画素値に含まれる，一つ，もしくは，複数の画素値であるか，または，前記複数の画素値のうち最頻出の画素値，または，前記複数の画素値の平均値を含む，一定範囲にある画素値である
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の画像処理方法であって，
前記ラベリングステップが対象とする画素は，あらかじめ設定された一つまたは複数の前景画素値のいずれかを有する画素であって，
前記ラベル判定処理ステップが対象とする画素は，前記入力画像に対する前記情報埋め込み処理によって，画素値が前記一つまたは複数の前景画素値のいずれかから，前記一つまたは複数の前景画素値のいずれとも異なる画素値へ変更された画素である
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の画像処理方法であって，
前記ラベル判定処理ステップが対象とする画素は，前記入力画像に対する前記情報埋め込み処理によって，画素値があらかじめ設定された明るさの増減に従うように変更された画素である
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項６】
電子透かしによる情報埋め込み処理において，画素値の改変に伴い発生する切れを補正する画像処理装置であって，
前記情報埋め込み処理対象となる入力画像を受け付ける入力画像入力部と，
前記情報埋め込み処理の出力である透かし画像を受け付ける透かし画像入力部と，
前記透かし画像について，隣接する何れの画素とも画素値間の差があらかじめ設定された閾値よりも大きい画素値を持つ一つの画素により，または，互いに隣接し，かつ，画素値間の差が前記閾値よりも大きくない画素値を持つ複数の画素により，一つの集合を構成した場合に，同じ集合に属する各々の画素には同一で，他の集合に属する画素とは異なるラベル値を付与し，各画素が属する集合を，前記ラベル値によって識別可能なラベル画像を出力し，各々の前記集合に，当該集合に属する画素が有する画素値を表す一つまたは複数の集合画素値を設定するラベリング部と，
前記入力画像入力部から前記入力画像を，前記透かし画像入力部から前記透かし画像を，前記ラベリング部から前記ラベル画像をそれぞれ受け付け，前記入力画像に対する前記情報埋め込み処理によって画素値が変更された画素を対象として，前記ラベル画像における，あらかじめ設定された近傍領域に含まれる，前記対象画素の前記情報埋め込み処理前の画素値を表す集合画素値を有する集合を識別し，識別した前記集合が二つ以上である場合に，前記透かし画像の，前記対象画素の画素値を，前記情報埋め込み処理前の画素値に戻す変更取り消し処理を行う透かし画像補正部と，
前記透かし画像補正部による変更取り消し処理結果を受け付け，補正画像として出力する補正画像出力部とを備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項６記載の画像処理装置であって，
前記ラベリング部は，
あらかじめ設定された一つまたは複数の閾値によって，前記透かし画像の画素値を量子化する画素値量子化部を備える
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の画像処理装置であって，
前記集合画素値は，一つの前記集合に属する画素が有する画素値に含まれる，一つ，もしくは，複数の画素値であるか，または，前記複数の画素値のうち最頻出の画素値，または，前記複数の画素値の平均値を含む，一定範囲にある画素値である
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一に記載の画像処理装置であって，
前記ラベリング部が対象とする画素は，あらかじめ設定された一つまたは複数の前景画素値のいずれかを有する画素であって，
前記透かし画像補正部が対象とする画素は，前記入力画像に対する前記情報埋め込み処理によって，画素値が前記一つまたは複数の前景画素値のいずれかから，前記一つまたは複数の前景画素値のいずれとも異なる画素値へ変更された画素である
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか一に記載の画像処理装置であって，
前記透かし画像補正部が対象とする画素は，前記入力画像に対する前記情報埋め込み処理によって，画素値があらかじめ設定された明るさの増減に従うように変更された画素である
ことを特徴とする画像処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−３４２５５（Ｐ２０１２−３４２５５Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７３２６１（Ｐ２０１０−１７３２６１）
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（５００１９４８８７）日立アイ・エヌ・エス・ソフトウェア株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２日（２０１０．８．２）
【出願人】（５００１９４８８７）日立アイ・エヌ・エス・ソフトウェア株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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