专利名称：水印信息埋入装置和方法、水印信息检测装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种利用电子水印技术在图像中埋入信息的水印信息埋入装置/方法、检测利用电子水印技术在图像中埋入的埋入信息的水印信息检测装置/方法。
背景技术：
在图像或文件数据等中以人眼看不见的形式埋入用于防止复制、伪造的信息或机密信息的“电子水印”，以保存或数据交接全部在电子媒体上进行为前提，由于利用水印埋入的信息不会劣化或消失，所以可确实地进行信息检测。与此相同，对于印刷在纸媒体上的文件，为了防止文件被不正当地篡改或复制，在印刷文件中埋入采用文字以外的视觉上不碍眼的形式、且不容易被篡改的秘密信息的方法是必要的。
作为在印刷文件中埋入如上所述的秘密信息的划时代方法，包括在特开2003-101762号公报中公开的技术。在该文献示出的技术中，在信息埋入和抽取时使用伽柏滤波器。在使用了伽柏滤波器的这些发明中，针对宽范围用多个点来表现波，所以可以用浅的花纹浓度记录信息，从而具有视觉上不显眼的优点。
专利文献1特开2003-101762号公报但是，在特开2003-101762号公报所公开的电子水印中，使用的是用伽柏滤波器容易检测出信号的图案。因此，存在浓度浅、信息容易消失的问题，以及具有由于一个个图案的尺寸大而引起的信息量限制。即，由于花纹浓度浅，所以在印刷时飞白或从LED打印机等点径小的打印机输出等情况下，有时无法读出电子水印信息的情况。另外，由于以点图案来表现波，所以存在埋入1比特信息所需的面积大、信息密度受限制的缺点。另外，由于埋入的信息量少，所以存在难以使用强大的纠错码或信号同步方式、结果对媒体上的皱纹或污点的耐性差的情况。
发明内容
本发明鉴于现有的水印信息埋入/检测技术存在的上述问题而作出，其主要目的在于提供一种新的且改良后的水印信息埋入装置、水印信息检测装置、水印信息埋入方法、水印信息检测方法以及印刷物，通过用简单的线或点表现信息，可飞跃性地提高信息记录密度。
为了解决上述课题，根据本发明的第1观点，提供一种利用电子水印技术在图像中埋入信息的水印信息埋入装置。本发明的水印信息埋入装置具备编码部，对将要埋入图像中的埋入信息进行编码；图案分配部，向编码后的埋入信息的各符号分配图案；和配置部，在图像中规则地配置与埋入信息相对应的图案，其中向各符号中的每一个分配具有规定的空间周期的1个或2个或2个以上的图案。这里，图案可以是由具有一定频率和方向的多个象素构成的图案。
在本发明的水印信息埋入装置中，可实现如下应用。
图案与符号的对应关系例如可如下确定。
图案可根据频率分量强的方向确定相对应的符号。另外，图案可具有频率相互正交的边缘分量，根据该频率的较强边缘分量的方向确定相对应的符号。另外，图案可具有特定频率的水平和垂直的边缘分量，根据该频率的较强边缘分量的方向确定相对应的符号。另外，可以向各符号中的每一个分配具有接近的频率和方向的2个或2个以上的图案。
配置部在配置图案时，可以按象素单位比较图像上的象素和该图案的象素，并按象素单位切换是否配置该图案。这种情况下，可以利用象素的值进行比较。另外，比较也可以通过判断图像上的象素是构成前景的象素还是构成背景的象素、以及图案的象素是构成前景的象素还是构成背景的象素来进行。
配置部也可以仅在图像上的象素是构成背景的象素时配置图案。
图案可以是邻接的图案与图案相连接的图案。
另外，也可附加如下的构成要素。
也可以具备将任意的数据变换成图像的图像化部。所谓任意的数据，例如是文件、图表、绘画、地图、照片等的数据。另外，也可具备在可印刷的媒体上印刷埋入了埋入信息的图像的印刷部。
为解决上述课题，根据本发明的第2观点，提供一种检测利用电子水印技术埋入图像中的埋入信息的水印信息检测装置。本发明的水印信息检测装置的特征在于，具备检测部，检测配置在图像中的、与埋入信息相对应的图案，图案是利用上述本发明第1观点的水印信息埋入装置配置在图像中的图案。
在本发明的水印信息检测装置中，可实现如下应用。
图案例如可以是由于不可逆滤波或放大缩小处理、或者印刷或扫描等，比埋入时劣化的图案。
检测部可以根据检测出的图案确定与该图案相对应的符号，通过结合该符号来恢复埋入信息。
检测部可以一边对大于图像中的微小区域的区域进行扫描，一边对针对图像中的微小区域的滤波处理进行滤波处理。
可以根据扫描后的滤波处理结果，按记录有图案的单位来搜索滤波输出值的峰值，从而确定图案位置。
检测部也可以根据滤波输出值的正负来确定图案。
检测部也可以使用可降低对逆相图案的反应的滤波器。
检测部也可使用即使图案的频率降低、也可正确检测信号的滤波器。
检测部也可使用下述滤波器在边缘检测时的采样值的一部分中使用周围某一定范围的象素的浓度、亮度、饱和度或色度的最高值或最低值。
为了解决上述问题，根据本发明的第3观点，提供一种利用电子水印技术在图像中埋入信息的水印信息埋入方法。本发明的水印信息埋入方法包括编码步骤，对埋入图像中的埋入信息进行编码；图案分配步骤，向编码后的埋入信息的各符号分配图案；和配置步骤，在图像中规则地配置与埋入信息相对应的图案，其中向各符号中的每一个分配具有规定的空间周期的1个或2个或2个以上的图案。这里，图案可以是由具有一定频率和方向的多个象素构成的图案。
在上述本发明的水印信息埋入方法中，可实现如下应用。
图案与符号的对应关系例如可如下确定。
图案可根据频率分量强的方向确定相对应的符号。另外，图案可以具有频率相互正交的边缘分量，根据该频率的较强边缘分量的方向确定相对应的符号。另外，图案可以具有特定频率的水平和垂直的边缘分量，根据该频率的较强边缘分量的方向确定相对应的符号。另外，也可以向各符号中的每一个分配具有接近的频率和方向的2个或2个以上的图案。
在配置步骤中，也可以在配置图案时，按象素单位比较图像上的象素和该图案的象素，并按象素单位切换是否配置该图案。这种情况下，可利用象素的值进行比较。另外，比较也可以通过判断图像上的象素是构成前景的象素还是构成背景的象素、以及图案的象素是构成前景的象素还是构成背景的象素来进行。
在配置步骤中，也可以仅在图像上的象素是构成背景的象素时配置图案。
图案可以是相邻的图案与图案相连接的图案。
另外，可以还包括如下的步骤。
还可以包括将任意的数据变换成图像的图像化步骤。所谓任意的数据，例如是文件、图表、绘画、地图、照片等的数据。另外，也可以包括在可印刷媒体中印刷埋入了埋入信息的图像的印刷步骤。
为了解决上述课题，根据本发明的第4观点，提供一种检测利用电子水印技术埋入图像中的埋入信息的水印信息检测方法。本发明的水印信息检测方法的特征在于，包括检测步骤，检测配置在图像中的、与埋入信息相对应的图案，该图案是利用上述本发明第3观点的水印信息埋入方法配置在图像中的图案。
在本发明的水印信息检测方法中，可实现如下应用。
图案例如可以是由于不可逆滤波或放大缩小处理、或者印刷或扫描等，比埋入时劣化的图案。
在检测步骤中，可以根据检测出的图案确定与该图案相对应的符号，通过结合该符号来恢复埋入信息。
在检测步骤中，一边对大于图像中的微小区域的区域进行扫描，一边对针对图像中的微小区域的滤波处理进行滤波处理。
也可以根据扫描后的滤波处理结果，按记录有图案的单位来搜索滤波输出值的峰值，从而确定图案位置。
在检测步骤中，也可根据滤波输出值的正负来确定图案。
在检测步骤中，也可使用可降低对逆相图案的反应的滤波器。
在检测步骤中，也可使用即使图案的频率降低也可正确地检测信号的滤波器。
在检测步骤中，也可使用下述滤波器在边缘检测时的采样值的一部分中使用周围某一定范围的象素的浓度、亮度、饱和度或色度的最高值或最低值。
为了解决上述问题，根据本发明的第5观点，提供一种利用电子水印技术在图像中埋入信息后输出的印刷物。本发明的印刷物的特征在于，向对埋入图像中的埋入信息进行编码后得到的各符号分配已分配给各符号中的每一个的、具有规定空间周期的1个或2个或2个以上图案中的任意一个，并在图像中规则地配置与埋入信息相对应的图案。这里，图案可以是由具有一定频率和方向的多个象素构成的图案。
图案和符号的对应关系例如可如下确定。
图案可根据频率分量强的方向确定相对应的符号。
另外，图案具有频率相互正交的边缘分量，可根据该频率的较强边缘分量的方向确定相对应的符号。另外，图案可具有特定频率的水平和垂直的边缘分量，根据该频率的较强边缘分量的方向确定相对应的符号。另外，也可向各符号中的每一个分配具有接近的频率和方向的2个或2个以上的图案。
在配置图案时，也可按象素单位比较图像上的象素和该图案的象素，并按象素单位切换是否配置该图案。这时，也可利用象素的值进行比较。另外，比较可以通过判断图像上的象素是构成前景的象素还是构成背景的象素、以及图案的象素是构成前景的象素还是构成背景的象素来进行。
在配置步骤中，也可仅在图像上的象素是构成背景的象素时配置图案。
图案可以是相邻的图案和图案相连接的图案。
如上所述，本发明通过用简单的线或点来表现信息，可以飞跃性地提高信息记录密度。
图1是表示实施方式1的水印信息埋入装置以及水印信息检测装置的结构的说明图。
图2是表示水印信息埋入方法的处理流程的流程图。
图3是表示信号单元的一个例子的说明图，(1)表示单元A；(2)表示单元B。
图4是从arctan(1/3)的方向看图3(1)的象素值变化的截面图。
图5是表示信号单元的一个例子的说明图，(3)表示单元C，(4)表示单元D，(5)表示单元E。
图6是背景图像的说明图，(1)表示将单元E定义为背景单元，并将其作为无间隙地排列的水印图像的背景的情况，(2)表示在(1)的背景图像中埋入了单元A的一个例子，(3)表示在(1)的背景图像中埋入了单元B的一个例子。
图7是表示向水印图像埋入符号的方法的一个例子的说明图。
图8是表示出在水印图像中埋入埋入信息16的方法的流程图。
图9是表示水印检测部32的处理流程的流程图。
图10是表示带水印文件图像的合成方法的说明图。
图11是表示带水印文件图像的一个例子的说明图。
图12是放大示出图10的一部分的说明图。
图13是表示水印检测部32的处理流程的流程图。
图14是表示(1)输入图像和(2)设定了单元图案的划分位置之后的输入图像的一个例子的说明图。
图15是表示出输入图像中与单元A相对应的区域的一个例子的说明图。
图16是从与波的传播方向平行的方向看图15的截面图。
图17是说明判定埋入单元图案U(x，y)中的符号单元是单元A还是单元B的方法的说明图。
图18是表示信息恢复的一个例子的说明图。
图19是表示数据代码的恢复方法的一个例子的说明图。
图20是表示数据代码的恢复方法的一个例子的说明图。
图21是表示数据代码的恢复方法的一个例子的说明图。
图22是表示由6×6象素构成的信号单元的一个例子的说明图。
图23是表示由18×18象素构成的信号单元的一个例子的说明图。
图24是表示用虚线表现的信号单元的一个例子的说明图。
图25是表示附加了噪声分量的信号单元的一个例子的说明图。
图26是表示组合了图24及图25的图案的一个例子的说明图。
图27是表示由4×4象素构成的信号单元的一个例子的说明图。
图28是表示由4×4象素构成的信号单元的一个例子的说明图。
图29是表示印刷/扫描图28的图案的情况的说明图。
图30是表示4×4象素的滤波处理掩模的一个例子的说明图。
图31是按光栅扫描顺序实施扫描的情况的说明图。
图32是表示以400dpi扫描以600dpi印刷的图像时的一个例子的说明图。
图33是表示以500dpi扫描以600dpi印刷的图像时的一个例子的说明图。
图34是表示以600dpi扫描以600dpi印刷的图像时的一个例子的说明图。
图35是表示3×3象素的滤波处理掩模的一个例子的说明图。
图36是表示滤波器的输出特性的说明图。
图37是表示滤波处理掩模的一个应用例的说明图。
图38是表示使用了图37的滤波处理掩模时的处理结果的说明图。
图39是表示信号单元的一个应用例的说明图。
图40是表示滤波处理掩模的一个应用例的说明图。
具体实施例方式
下面，参照附图来详细说明本发明的水印信息埋入装置、水印信息检测装置、水印信息埋入方法、水印信息检测方法以及印刷物的最佳实施方式。另外，在本说明书及附图中，对于实质上具有相同功能结构的构成要素，通过附以相同的符号来省略重复说明。
(实施方式1)图1是表示本实施方式的水印信息埋入装置及水印信息检测装置的结构的说明图。
(水印信息埋入装置10)水印信息埋入装置10是以图像数据和将要埋入图像中的信息为基础合成带水印图像、并在纸媒体上进行印刷的装置。水印信息埋入装置10如图1所示，由编码部11、图案分配部12、带水印文件合成部13和输出设备14构成。向水印信息埋入装置10输入图像数据15和将要埋入图像中的埋入信息16。
从水印信息埋入装置10的图像输入端子(未图示)输入图像数据15。图像数据15是使文件、图表、绘画、地图、照片等的任意数据或任意组合了这些数据的数据图像化后的数据。图像化可使用扫描仪读取的方法、或象印刷图像等那样使利用文字处理器输出的文件等图像化。另外，在本实施方式中，以在白纸上用黑墨水(单色)进行印刷为前提来说明，但本发明不限于此，在用彩色(多色)进行印刷时，也可同样地适用本发明。另一方面，埋入信息16是在纸媒体上以文字以外的形式埋入的信息(字符串或图像、声音数据)等。
编码部11对埋入信息16的数据进行编码处理。另外，图案分配部12对编码后的各符号进行水印信号(图案)的分配处理。即，使埋入信息16数字化，对变换成数值的信息进行N元(N为2或2以上)编码，向预先准备好的水印信号分配各符号。本实施方式的水印信号通过在任意大小的矩形区域中排列点来表现具有任意方向和波长的波，对应波的方向或波长来分配符号。下面将这样的水印信号称为“信号单元”。信号单元的详情后述。
带水印文件合成部13在从图像输入端子输入的图像上直接描绘表现埋入信息的图案。这样，本实施方式的带水印文件合成部13生成带水印的文件图像。另外，输出设备14是打印机等输出装置，在纸媒体上印刷带水印文件图像。因此，编码部11、图案分配部12、带水印文件合成部13也可作为打印机驱动器中的一个功能来实现。
(印刷物20)印刷物20是向原始的图像数据15埋入了埋入信息16后印刷的纸或卡等，被物理地保管、管理。
(水印信息检测装置30)水印信息检测装置30是将印刷在纸媒体上的文件作为图像取入，并恢复所埋入的埋入信息16的装置。水印信息检测装置30如图1所示，由输入设备31和水印检测部32构成。
输入设备31是扫描仪等输入装置，将印刷物20作为多值灰度的灰色图像取入计算机。所输入的图像也可以是电子水印埋入装置10输出的图像本身，也可以是由于JPEG等不可逆压缩而劣化的图像、利用数字滤波器等缩小后的图像、被印刷并拍摄/扫描后的图像等。
水印检测部32通过对输入设备31所取入的整个图像或一部分进行滤波处理，检测出描绘在图像上的信号单元，然后抽取埋入信息16。
本实施方式的水印信息埋入位置10及水印信息检测装置30如上所述构成。下面，说明水印信息埋入装置10及水印信息检测装置30的动作。首先，参照图2的流程图说明水印信息埋入装置10的动作。
(步骤S101)首先，向水印图像埋入装置10输入图像数据15以及埋入信息16(步骤S101)。如上所述，文件数据15是包含字体信息或布局信息的数据，由文字处理器软件等生成。文件数据15例如是黑白的二值数据，在图像上，白色的象素(值为1的象素)是背景，黑色的象素(值为0的象素)是文字区域(涂布了墨水的区域)。另一方面，机密信息16是文字、声音、图像等各种数据。
(步骤S102)接着，将埋入信息16变换成N元代码(步骤S102)。N是任意的，但在本实施方式中为了容易说明，设N＝2。因此，在步骤S102中生成的代码是2元代码，以0和1的位串表现。在该步骤S102中，既可以原样编码埋入信息16，也可以编码将埋入信息16加密后的信息。
(步骤S103)接着，向编码后的各符号分配信号单元(步骤S103)。本实施方式的水印信号利用点(黑色象素)的排列来表现具有任意波长和方向的波。
说明在步骤S103中向各符号分配的信号单元。图3是表示信号单元的一个例子的说明图。
设信号单元的宽度和高度分别为Sw、Sh。Sw和Sh也可不同，但在本实施方式中为了容易说明，设Sw＝Sh。长度单位是象素数，在图3的例子中，Sw＝Sh＝12。这些信号在纸面上印刷时的大小取决于水印图像的分辨率，例如，如果水印图像是600dpi(dot per inch分辨率的单位，表示每英寸的点数)的图像，则图3的信号单元的宽度和高度在印刷物上为12/600＝0.02(英寸)。
下面，将宽度和高度为Sw、Sh的矩形作为1个信号单位，称为“信号单元”。在图3(1)中，点间的距离相对水平轴在arctan(3)(arctan是tan的反函数)的方向上稠密，波的传播方向是arctan(-1/3)。下面，称该信号单元为单元A。在图3(2)中，点间的距离相对水平轴在arctan(-3)的方向上稠密，波传播方向是arctan(1/3)。下面，称该信号单元为单元B。
图4是从arctan(1/3)的方向来看图3(1)的象素值变化的截面图。在图4中，排列有点的部分是波最小值的波腹(振幅为最大的点)，未排列点的部分为波最大值的波腹。
另外，由于点稠密排列的区域在1个单元中分别存在2个，所以在本例中，每1个单元的频率为2个。由于波的传播方向垂直于点稠密排列的方向，所以单元A的波相对水平方向为arctan(-1/3)，单元B的波为arctan(1/3)。另外，在arctan(a)的方向与arctan(b)的方向垂直时，为a×b＝-1。
在本实施方式中，向以单元A表现的信号单元分配符号0，向以单元B表现的信号单元分配符号1。另外，称它们为符号单元。
信号单元中除了图3(1)、(2)中示出的点排列之外，例如还考虑如图5(3)～(5)中示出的点排列。
图5(3)的点间的距离相对水平轴在arctan(1/3)方向上稠密，波的传播方向是arctan(-3)。下面，称该信号单元为单元C。
图5(4)的点间的距离相对水平轴在arctan(-1/3)的方向上稠密，波的传播方向是arctan(3)。下面称该信号单元为单元D。
图5(5)的点间的距离相对水平轴在arctan(1)的方向上稠密，波的传播方向是arctan(-1)。另外，图5(5)的点间的距离也可认为是相对水平轴在arctan(-1)的方向上稠密，波的传播方向是arctan(1)。下面，称该信号单元为单元E。
这样，除了以前分配的组合之外，还考虑多个分配符号0和符号1的单元的组合图案，所以，可使哪个信号单元向哪个符号分配成为秘密，从而第三者(不法者)不能简单地破解所埋入的信号。
并且，在图2示出的步骤S103中，在以4元代码对埋入信息16进行编码时，例如，可向单元A分配符号0，向单元B分配符号1，向单元C分配符号2，向单元D分配符号3。
在图3、图5示出的信号单元的一个例子中，因为1个单元中的点数都相等，所以通过无间隙地排列这些单元，可使水印图像的外观浓淡均匀。因此，看来可在印刷后的纸面上埋入具有单一浓度的灰色图像作为背景。
为达到这样的效果，例如，在将单元E定义为背景单元(未分配符号的信号单元)，无间隙地排列该单元作为水印图像的背景，并在水印图像中埋入符号单元(单元A、单元B)时，调换要埋入的位置的背景单元(单元E)和符号单元(单元A、单元B)。
图6(1)是表示将单元E定义为背景单元、无间隙地排列该单元作为水印图像的背景时的说明图。图6(2)表示在图6(1)的背景图像中埋入了单元A的一个例子，图6(3)是表示在图6(1)的背景图像中埋入了单元B的一个例子。在本实施方式中，虽然说明了以背景单元作为水印图像的背景的方法，但也可通过仅配置符号单元来生成水印图像。
下面，参照图7说明向水印图像埋入信号单元的方法。
图7是表示向水印图像埋入信号单元的方法的一个例子的说明图。这里，作为例子说明埋入“0101”的位串的情况。
如图7(1)、(2)所示，重复埋入相同的符号单元。这是为了防止在文件中的文字重叠在埋入的符号单元上的情况下，在信号检测时没有检测出来，符号单元的重复数与配置的图案(下面称为单元图案)是任意的。
即，作为单元图案的一个例子，可如图7(1)那样使重复数为4(在1个单元图案中存在4个符号单元)，或如图7(2)那样使重复数为2(在1个单元图案中存在2个符号单元)。或者，也可以设重复数为1(在1个单元图案中只存在1个符号单元)。
另外，图7(1)、(2)向1个符号单元提供1个符号，但也可如图7(3)那样向符号单元的配置图案提供符号。
在1页大小的水印图像中可埋入多少位的信息量取决于信号单元的大小、单元图案的大小、文件图像的大小。在文件图像的水平方向和垂直方向上埋入了几个信号可作为已知来进行信号检测，也可根据从输入装置输入的图像的大小和信号单元的大小来倒算。
将要在1页大小的水印图像的水平方向上埋入Pw个单元图案、在垂直方向上埋入Ph个单元图案时，将图像中任意位置的单元图案表现为U(x，y)，x＝1～Pw，y＝1～Ph，将U(x，y)称为“单元图案矩阵”。另外，将1页中可埋入的位数称为“埋入位数”，埋入位数为Pw×Ph。
图8是表示出在水印图像中埋入埋入信息16的方法的流程图。
这里，说明在1张(1页大小)水印图像中重复埋入相同信息的情况。这是为了通过重复埋入相同信息，即使在水印图像与文件图像重合时，一个单元图案的整体被全部涂抹，从而埋入信息消失时，也可取出所埋入的信息。
首先，将埋入信息16变换成N元代码(步骤S201)。与图2的步骤S102相同。下面，将编码后的数据称为数据代码，将利用单元图案的组合来表现数据代码的单元称为数据代码单元Du。
接着，根据数据代码的代码长(这里为位数)和埋入位数，计算在1张图像中可重复几次埋入数据代码单元(步骤S202)。在本实施方式中，将数据代码的代码长数据插入单元图案矩阵的第1行。也可设数据代码的代码长为固定长度，不将代码长数据埋入水印图像中。
设数据代码长为Cn，用下式计算埋入数据代码单元的次数Dn。
A是不超过A的最大整数。
这里，设剩余为Rn(Rn＝Cn-(Pw×(Ph-1)))，则在单元图案矩阵中埋入Dn次数据代码单元以及相当于数据代码的开头Rn位的单元图案。但是，也可以不一定埋入剩余部分的Rn位。
在图9的说明中，设单元图案矩阵的尺寸为9×11(11行9列)，数据代码长为12(图中带0～11序号的符号表示数据代码的各符号)。
接着，在单元图案矩阵的第1行埋入代码长数据(步骤S203)。在图9的例子中说明以9位数据表现代码长、仅埋入1次的例子。但在单元图案矩阵的宽度Pw足够大时，可与数据代码同样地重复埋入代码长数据。
然后，在单元图案矩阵的第2行以后，重复埋入数据代码单元(步骤S204)。如图9所示，从数据代码的MSB(most significant bit，最高有效位)或LSB(Least significant bit，最低有效位)开始，依次沿行方向埋入。在图9的例子中示出埋入7次数据代码单元以及埋入数据代码的开头6位的例子。
数据的埋入方法可如图9所示沿行方向连续地埋入，也可沿列方向连续地埋入。
以上说明了图案分配部12中的水印信号的分配(步骤S103)。下面，再次参照图2等说明步骤S104以后的动作。
(步骤S104)在带水印文件图像合成部13中，使图像数据15与由图案分配部12分配的水印信号重合(步骤S104)。带水印文件图像的各象素的值在图像数据15为2值图像时，通过文件图像和水印图像所对应的象素值的与运算(AND)来计算。即，如果文件图像和水印图像中的任意一个为0(黑)，则带水印文件图像的象素值为0(黑)，此外为1(白)。
另一方面，在图像数据15为3值以上的多值数据时，如下进行处理。
(彩色图案的描绘方法)所输入的图像具有构成文件或图等的背景的背景色和构成文字或线、图等的前景色。另外，信号单元也具有表现信号的前景色和作为背景的背景色。由带水印图像合成部13在图像上进行描绘时，如图10所示，将信号单元的背景色处理为透过色，信号单元的背景色部分可在输出图像上留下图像本身的颜色。另外，输入图像上的前景色与信号单元的前景色重叠的部分可使输入图像的前景色优先留在输出图像上。另外，在输入图像上的背景色与信号单元的前景色重叠时，可使信号单元的前景色留在输出图像上。另外，可以仅合成亮度分量，也可重叠表现其他的颜色分量。
通过上述方法，可生成重合了输入图像和信号单元的带水印图像。图11是表示带水印文件图像的一个例子的说明图。图12是放大示出图11的一部分的说明图。这里，单元图案使用图7(1)的图案。
(步骤S105)如上所述生成的带水印文件图像由输出设备14输出(步骤S105)。
以上说明了水印信息埋入装置10的动作。
下面，参照图1及图12～20，说明水印信息检测装置30的动作。
(水印检测部32)图13是表示水印检测部32的处理流程的流程图。
首先，利用扫描仪等输入设备31向计算机的存储器等中输入印刷物20(步骤S301)。将利用该输入设备31读入的图像称为输入图像。输入图像是多值图像，下面作为256级灰度的灰色图像进行说明。另外，输入图像的分辨率(由输入设备31读取时的分辨率)也可以与上述水印信息埋入装置10不同，但这里作为是相同的分辨率进行说明。另外，输入图像被进行旋转或伸缩等修正。
接着，根据输入图像的大小和信号单元的大小计算埋入几个单元图案(步骤S302)。例如设输入图像的大小为W(宽度)×H(高度)，信号单元的大小为Sw×Sh，单元图案由Uw×Uh个单元构成，则埋入输入图像中的单元图案数(N＝Pw×Ph)如下计算。
Pw=WSw×Uw,Ph=HSh×Uh]]>但是，在水印信息埋入装置10和水印信息检测装置30的分辨率不同时，利用两者的分辨率之比，对输入图像中的信号单元的大小进行归一化之后，进行上述计算。
接着，以在步骤S302中计算出的单元图案数为基础，对输入图像设定单元图案的划分位置(步骤S303)。图14表示输入图像(图14(1))和设定了单元图案的划分位置之后的输入图像(图14(2))的一个例子。
接着，按照单元图案的划分进行符号单元的检测，恢复单元图案矩阵(步骤S304)。下面说明信号检测的详情。
图15是表示输入图像中与图3(1)示出的单元A相对应的区域的一个例子的说明图。在图3中信号单元是二值图像，但这里是多值图像。在印刷了二值图像时，由于墨水的渗洇等原因，浓淡连续地变化，所以如图15所示点的周围变成白和黑的中间色。因此，从与波的传播方向平行的方向看图15的截面图如图16所示。图4是矩形波，而图16变成平滑波。
另外，实际上由于纸张厚度的局部变化或印刷文件的污点、输出装置或图像输入装置的不稳定性等因素，输入图像中会附加很多噪声分量，但这里说明无噪声分量的情况。但是，如果使用这里说明的方法，则即使对附加了噪声分量的图像也可进行稳定的信号检测。
下面，为了从输入图像中检测信号单元，使用可同时定义波的频率和方向以及影响范围的二维小波滤波器。以下示出使用作为二维小波滤波器之一的伽柏滤波器的例子，但只要是具有与伽柏滤波器相同性质的滤波器，则不必一定是伽柏滤波器，也可以是通过定义具有与信号单元相同的点图案的模板来进行图案匹配等的方法。
以下示出伽柏滤波器G(x，y)、x＝0～gw-1、y＝0～gh-1。gw、gh是滤波尺寸，这里是与由上述水印信息埋入装置10埋入的信号单元相同大小。
G(x,y)=exp[-π{(x-x0)2A2+(y-y0)2B2}]×exp[-2πi{u(x-x0)+v(y-y0)}]]]>i虚数单位x＝0～gw-1，y＝0～gh-1，x0＝gw/2，y0＝gh/2A水平方向的影响范围，B垂直方向的影响范围tan-1(u/v)波的方向， 频率在信号检测中准备与所埋入信号单元的种类相同数量的、具有与埋入到水印图像中的符号单元相等的频率、波的方向及大小的伽柏滤波器。这里，将对应图3的单元A和单元B的伽柏滤波器称为滤波器A、滤波器B。
输入图像中的任意位置上的滤波器输出值利用滤波器与图像间的卷积来计算。在伽柏滤波器的情况下，由于存在实数滤波器和虚数滤波器(虚数滤波器是与实数滤波器相差半波长相位的滤波器)，所以设两者的平方平均值为滤波器输出值。例如，设滤波器A的实数滤波器与图像间的卷积为Rc，与虚数滤波器的卷积为Ic，则输出值F(A)用下式计算。
F(A)=Rc2+Ic2]]>图17是说明判断通过步骤S303划分的单元图案U(x，y)中埋入的符号单元是单元A还是单元B的方法的说明图。
如下所述针对单元图案U(x，y)的符号判定步骤。
(1)一边移动滤波器A的位置，一边对单元图案U(x，y)中的全部位置计算F(A)，将得到的结果的最大值作为滤波器A对单元图案U(x，y)的输出值，设其为Fu(A，x，y)。
(2)与(1)同样地计算滤波器B对单元图案U(x，y)的输出值，设其为Fu(B，x，y)。
(3)比较Fu(A，x，y)和Fu(B，x，y)，如果Fu(A，x，y)≥Fu(B，x，y)，则判定埋入单元图案U(x，y)中的符号单元是单元A，如果Fu(A，x，y)＜Fu(B，x，y)，则判定埋入单元图案U(x，y)中的符号单元是单元B。
在(1)、(2)中，移动滤波器的步幅是任意的，也可以仅计算单元图案上的代表性位置上的输出值。另外，在(3)中Fu(A，x，y)与Fu(B，x，y)之差的绝对值为预先确定的阈值以下时，可以设为不可判定。
另外，在(1)中，在一边挪动滤波器、一边计算卷积的过程中，在F(A)的最大值超过了预先确定的阈值时，可以直接判定U(x，y)中埋入的符号单元是单元A，并中止处理。在(2)中也同样，在F(B)的最大值超过了预先确定的阈值时，可以直接判定U(x，y)中埋入的符号单元为单元B。
以上说明了信号检测(步骤S304)的详情。再次返回图13的流程图，说明以后的步骤S305。在步骤S305中，连结单元图案矩阵的符号，重构数据代码，恢复原来的信息。
图18是表示信息恢复的一个例子的说明图。信息恢复步骤如下。
(1)检测埋入各单元图案中的符号。
(2)连结符号，恢复数据代码。
(3)对数据代码进行解码后取出埋入的信息。
图19～图21是表示数据代码的恢复方法的一个例子的说明图。恢复方法基本上为图8的逆处理。
首先，从单元图案矩阵的第1行取出代码长数据部分，得到埋入的数据代码的代码长(步骤S401)。
接着，以单元图案矩阵的尺寸和在S401中得到的数据代码的代码长为基础，计算埋入数据代码单元的次数Dn以及剩余Rn(步骤S402)。
接着，从单元图案矩阵的第2行以后开始，利用与步骤S203相反的方法取出数据代码单元(步骤S403)。在图20的例子中，从U(1，2)(2行1列)开始，对12个图案单元中的每一个依次进行分解(U(1，2)～U(3，3)、U(4，3)～U(6，4)，...)。由于Dn＝7，Rn＝6，所以12个图案单元(数据代码单元)被取出7次，6个(相当于数据代码单元的上位6个)单元图案(U(4，11)～U(9，11))作为剩余被取出。
接着，通过对在步骤S403中取出的数据代码单元进行位确信度运算，重构所埋入的数据代码(步骤S404)。下面说明位确信度运算。
设如图21所示从单元图案矩阵的第2行第1列最先取出的数据代码单元为Du(1，1)～Du(12，1)，依次表述为Du(1，2)～Du(12，2)，...。另外，剩余部分为Du(1，8)～Du(6，8)。位确信度运算是通过对各数据代码单元的每个要素取多数判决等，来确定数据代码的各符号的值。由此，即使由于与文字区域的重叠或纸面的污点等原因，不能从任意数据代码单元中的任意单元正确地进行信号检测时(比特反转错误等)，最终也可正确地恢复数据代码。
具体地说，例如数据代码的第1位在Du(1，1)、Du(1，2)...，Du(1，8)的信号检测结果是1的情况多时判定为1，是0的情况多时判定为0。同样，数据代码的第2位由基于Du(2，1)、Du(2，2)，...，Du(2，8)的信号检测结果进行的多数判决来进行判定，数据代码的第12位由基于Du(12，1)、Du(12，2)...，Du(12，7)(由于不存在Du(12，8)，所以到Du(12，7)为止)的信号检测结果进行的多数判决来进行判定。
位确信度运算也可通过使图17的信号检测滤波器的输出值相加来进行。这是例如设向图3(1)的单元A分配0符号，向图3(2)的单元B分配1符号，设滤波器A对Du(m，n)的输出值的最大值为Df(A，m，n)，滤波器B对Du(m，n)的输出值的最大值为Df(B，m，n)，则数据代码的第M位在[式5]Σn=1DnDf(A,M,n)≥Σn=1DnDf(B,M,n)]]>的情况下判定为1，此外的情况下判定为0。其中，在N＜Rn时，Df的相加到n＝1～Rn+1为止。
这里，说明了重复埋入数据代码的情况，但也可以实现通过在对数据进行编码时使用纠错码等、不进行数据代码单元的重复的方法。
如上所述，根据本实施方式，可得到如下良好的效果。
(1-1)由于利用位排列的不同来表现埋入信息，所以不伴随对原始文件的字体、文字间或行间节距的变更。
(1-2)由于分配符号的点图案与未分配符号的点图案的浓度(一定区间内的点数)相等，所以对人眼来说好象在文件的背景中结成一样浓度的网，从而信息的存在不明显。
(1-3)通过使分配符号的点图案和未分配的点图案保密，从而难以破解所埋入的信息。
(1-4)表示信息的图案是细小点的集合，并且作为文件背景单面埋入，所以即使埋入算法被公开，也难以进行对印刷文件的埋入信息的篡改。
(1-5)由于根据波(浓淡变化)的方向的不同来检测埋入信号(由于不进行1象素单位的详细检测)，所以即使在印刷文件上稍微存在污点等时，也可进行稳定的信息检测。
(1-6)由于重复埋入相同信息，并且在检测时利用重复埋入的全部信息进行信息恢复，所以即使由于大字体的文字遮盖信号部分、或纸张弄脏而导致部分信息欠缺，也可稳定地取出埋入的信息。
(1-7)在特开2003-101762号公报中，采用个别地生成文件图像和水印图像的结构，但在本实施方式中，由于在图像上直接描绘图案，所以不必个别地生成文件图像和水印图像。
(实施方式2)在本实施方式中，说明信号单元的应用例。
(应用例1)图22的信号单元由6×6象素构成，表现分别具有宽度为1象素大小的频率的水平分量、垂直分量的波。图22(a)是记录信息“1”的图案的一个例子，图22(b)是记录信息“0”的图案的一个例子。根据这样的信号单元，如图22(c)所示，在埋入信息为3行×4列＝12位的信息时，可埋入24×18象素的区域内。
在上述实施方式1中，如图23所示，信号单元由18×18象素构成。图23(a)是记录信息“1”的图案的一个例子，图23(b)是记录信息“0”的图案的一个例子。根据这样的信号单元，如图23(c)所示，在埋入信息为3行×4列＝12位信息时，需要72×54象素的区域。因而，在本实施方式的(应用例1)中，由于可埋入24×18象素的区域内，所以如果是埋入相同信息的情况，则可使埋入区域的面积变成1/9。另外，如果是在相同面积的区域内埋入信息的情况，则可埋入9倍的信息。
(应用例2)图24的信号单元用虚线表现了图22的图案。即使如图24所示用虚线等表现，波的传播方向或频率也不变化。图24(a)是记录信息“1”的图案的一个例子，图24(b)是记录信息“0”的图案的一个例子。根据这样的信号单元，如图24(c)所示，在埋入信息为3行×4列＝12位信息时，可埋入24×18象素的区域内。
(应用例3)图25的信号单元向信号的频率分量附加了噪声等分量。即使如图25所示向信号的频率分量附加噪声等分量，由于水平/垂直的频率分量强，所以对信息抽取的影响轻微。图25(a)是记录信息“1”的图案的一个例子，图25(b)是记录信息“0”的图案的一个例子。根据这样的信号单元，如图25(c)所示，在埋入信息为3行×4列＝12位信息时，可埋入24×18象素的区域内。
(应用例4)图26组合了上述图24及图25的图案。即，利用图案切换信息或随机数等，切换图24及图25的图案，生成埋入图案。这样，即使如图26所示组合多个图案，也可用相同的滤波器来表现0/1。根据这样的信号单元，如图26所示，在埋入信息为3行×4列＝12位信息时，可埋入24×18象素的区域内。
(应用例5)图27的信号单元由4×4象素构成，分别表现具有宽度为1象素大小的频率的水平分量、垂直分量的波。图27(a)是记录信息“1”的图案的一个例子，图27(b)是记录信息“0”的图案的一个例子。根据这样的信号单元，如图27(c)所示，在埋入信息为3行×4列＝12位信息时，可埋入18×12象素的区域内。
在上述实施方式1中，如图23所示，在信号单元由18×18象素构成、埋入信息为3行×4列＝12位信息时，需要72×54象素的区域。因而，在本实施方式的(应用例5)中，由于可埋入12×16象素的区域内，所以如果是埋入相同信息的情况，则可使埋入区域的面积不足1/20。另外，如果是在相同面积的区域内埋入信息的情况，则可埋入20倍多的信息。
(应用例6)图28的信号单元与图27的信号单元相同，由4×4象素构成，与上下左右的任意一个图案连接。根据这样的信号单元，如图28(c)所示，与图27(c)相同，在埋入信息为3行×4列＝12位信息时，可埋入18×12象素的区域内。并且，如图29所示，从打印机输出的媒体上的图案有时被更明确地印刷，从而信号检测精度提高。
伴随埋入侧的信号单元的变更，检验侧的处理也如下所述不同。下面，说明从实施方式1的变更点。
本实施方式的图案具有水平方向/垂直方向的边缘分量，且各个图案具有某宽度的频率，所以进行用于区别该2个图案和其以外的图案的滤波处理。图30表示4×4象素情况下的滤波处理掩模的一个例子。在图30(a)的滤波处理掩模的情况下，例如，设图30(b)为滤波器输出为正的图案，图30(c)为滤波器输出为负的图案。
一边每次n个象素地沿X/Y方向扫描M×N象素(例如4×4象素)的滤波处理掩模，一边对整个图像进行滤波处理。如图31所示，扫描也可按光栅扫描的顺序实施。另外，也可分割滤波处理，即，在对整个图像实施水平方向的滤波之后，对整个图像实施垂直方向的滤波。
例如，在以400dpi扫描以600dpi印刷的图像的情况下，根据打印机/扫描仪的特性，图22的图案变成如图32所示高频率分量变弱的图案。同样，以500dpi扫描时变成如图33所示，以600dpi扫描时变成如图34所示。另外，在图32～图34中，(a)表示记录信息“1”的图案，(b)表示记录信息“0”的图案。
这里，举以400dpi扫描的情况为例来说明。在以400dpi扫描的情况下，在本实施方式的例子中，为了检测如图32所示的图案，滤波处理掩模使用图35示出的3×3象素的掩模。在图35(a)的滤波处理掩模的情况下，例如设图35(b)为滤波器输出为正的图案，图35(c)为滤波器输出为负的图案。另外，本例在以与印刷图27示出的4×4图案时相同的分辨率进行扫描的情况下也可适用。在该掩模下，滤波处理例如可以如下式(1)那样记述。
f=Σi=02((Pi,0-Pi,1)×(Pi,2-Pi,1))-Σj=02((P0,j-P1,j)×(P2,j-P1,j))...[1]]]>一边移动滤波处理掩模，一边进行滤波处理，生成该滤波处理的输出f的集合，即如图31所示的、按光栅扫描的顺序实施扫描时的滤波器输出结果。滤波器的输出特性如图36所示，根据滤波器输出值的正负可判定信息的1/0。
在一边移动滤波处理掩模、一边进行滤波处理的情况下，存在滤波处理掩模与信号单元一致的情况和偏移的情况。滤波器输出值与信号单元一致时出现最高的输出，随着从信号单元偏移，输出值降低，所以通过搜索峰值，可使信号位置同步。该处理实质上与上述实施方式1相同。
(实施方式2的效果)如上所述，根据本实施方式，得到如下效果。
(2-1)处理量少。
(2-2)由于图案小，所以可提高密度。
(2-3)不必是点图案。
(实施方式3)在本实施方式中，说明滤波器的应用例。
(1)应用例1在由于印刷扫描而使边缘的高频分量变弱的情况下，或由于印刷时黑色调色剂的渗洇等而使高频分量变弱的情况下，利用式(1)检测率劣化，不能很好地检测。这时，使用图30示出的4×4的滤波处理掩模，如下式(2)所示扩展式(1)，以使无论在高频分量变弱时还是在未变弱时都可检测出边缘。
f=Σi=03{(Pi,0-min(Pi,1-Pi,2))×(Pi,3-min(Pi,1,Pi,2))}-Σj=03{(P0,j-min(P1,j,P2,j))×(P3,j-min(P1,j,P2,j))}]]>其中，min(a,b)=a(a≤b)b(a>b)...(2)]]>该滤波器输出特性如图36所示。使用该输出结果，可与实施方式1同样地进行处理。这样，根据应用例1，即使由于印刷/扫描使边缘模糊、或分辨率降低时，也可进行信号检测。
(2)应用例2由于式(1)、式(2)对相同频率、相位相反(黑白反转)的图案也反应，因此对黑图案间的疑似白边缘也反应，从而对信号检测率产生不好影响。为了抑制对该逆相位的反应，可使用逆相反应抑制部件(g(x))，如下式(3)所示变形。本例是使用图30示出的4×4滤波处理掩模的情况。
f=Σi=03{g(Pi,0-min(Pi,1,Pi,2))×g(Pi,3-min(Pi,1,Pi,2))}-Σj=03{g(P0,j-min(P1,j,P2,j))×g(P3,j-min(P1,j,P2,j))}]]>其中，g(x)=x(x>0)0(x≤0)...(3)]]>使用该输出结果，可与实施方式1相同地进行处理。这样，根据应用例2，对逆相的信号不反应，所以可提高信号检测精度。
(3)应用例3在使用如图28所示的相邻图案与图案结合的图案时，由于通过看到4×4图案周围的象素来进行边缘检测，所以使用如图37所示的滤波处理掩模。在图37(a)的滤波处理掩模的情况下，例如设图37(b)为滤波器输出为正的图案，设图37(c)为滤波器输出为负的图案。滤波器运算如下式(4)所示进行。
f=Σi=34{g(Pi,0-min(Pi,1-Pi,2))×g(Pi,1-min(Pi,1,Pi,2))}-Σj=34{g(P0,j-min(P1,j,P2,j))×g(P3,j-min(P1,j,P2,j))}...(4)]]>该滤波器输出特性如图36所示。使用该输出结果，可与实施方式1同样地进行处理。这样，根据应用例3，如图38(a)所示，利用表现信号的图案来扩大构成信号图案的点图案的间隔，所以与图38(b)示出的应用例1、2的情况相比，即使进行印刷/扫描，波形的弱化也变小，从而可提高信号检测精度。
以上，参照
了本发明的水印信息埋入装置、水印信息检测装置、水印信息埋入方法、水印信息检测方法以及印刷物的最佳实施方式，但本发明不限于这些例子。对于本领域普通技术人员而言，在权利要求所记载的技术思想的范畴内可以想到各种变更例或修正例，这是显而易见的，这些当然也被理解为属于本发明的技术范围。
例如，滤波处理不仅是水平/垂直，只要是频率分量的主分量正交的图案，则也可以是如图39所示的45度斜线(“/”和“\”等的形状)图案。另外，在图39中，(a)表示记录信息“1”的图案，(b)表示记录信息“0”的图案。这时，为了检测图39中示出的图案，滤波处理掩模使用图40所示的掩模。在图40(a)的滤波处理掩模的情况下，例如，设图40(b)为滤波器输出为正的图案，图40(c)为滤波器输出为负的图案。在该图39的图案和图40的滤波处理掩模的情况下，可原样使用实施方式2的滤波公式。
另外，在上述实施方式中，说明了将输入的图像数据15直接输入到带水印图像合成部13中的情况，但本发明不限于此。例如，也可具备使图像数据15图像化的图像化部(图像化部件)，将图像化后的图像输入到带水印图像合成部13中。
产业上的可利用性本发明可用于利用电子水印技术在图像中埋入信息的水印信息埋入装置/方法，和检测利用电子水印技术在图像中埋入的埋入信息的水印信息检测装置/方法以及印刷物。
权利要求
1.一种利用电子水印技术在图像中埋入信息的水印信息埋入装置，其特征在于，具备编码部，对将要埋入图像中的埋入信息进行编码；图案分配部，向所述编码后的埋入信息的各符号分配图案；和配置部，在所述图像中规则地配置与所述埋入信息相对应的所述图案，其中向所述各符号中的每一个分配具有规定的空间周期的1个或2个或2个以上的图案。
2.根据权利要求1所述的水印信息埋入装置，其特征在于所述图案是由具有一定频率和方向的多个象素构成的图案。
3.根据权利要求1所述的水印信息埋入装置，其特征在于所述图案根据频率分量强的方向确定相对应的符号。
4.根据权利要求1所述的水印信息埋入装置，其特征在于所述图案具有频率相互正交的边缘分量，根据该频率的较强边缘分量的方向确定相对应的符号。
5.根据权利要求4所述的水印信息埋入装置，其特征在于所述图案具有特定频率的水平和垂直的边缘分量，根据该频率的较强边缘分量的方向确定相对应的符号。
6.根据权利要求1所述的水印信息埋入装置，其特征在于向所述各符号中的每一个分配具有接近的频率和方向的2个或2个以上的图案。
7.根据权利要求1所述的水印信息埋入装置，其特征在于所述配置部在配置所述图案时，按象素单位比较图像上的象素和该图案的象素，并按象素单位切换是否配置该图案。
8.根据权利要求7所述的水印信息埋入装置，其特征在于所述比较利用象素的值进行。
9.根据权利要求7所述的水印信息埋入装置，其特征在于所述比较通过判断所述图像上的象素是构成前景的象素还是构成背景的象素、以及所述图案的象素是构成前景的象素还是构成背景的象素来进行。
10.根据权利要求8所述的水印信息埋入装置，其特征在于所述配置部仅在所述图像上的象素是构成背景的象素的情况下配置图案。
11.根据权利要求1所述的水印信息埋入装置，其特征在于所述图案是相邻的图案与图案相连接的图案。
12.根据权利要求1所述的水印信息埋入装置，其特征在于还具备将任意的数据变换成所述图像的图像化部。
13.根据权利要求1所述的水印信息埋入装置，其特征在于，还具备印刷部，在可印刷的媒体上印刷埋入了所述埋入信息的图像。
14.一种水印信息检测装置，检测利用电子水印技术埋入图像中的埋入信息，其特征在于，具备检测部，用于检测配置在图像中的、与所述埋入信息相对应的图案，其中所述图案是利用权利要求1所述的水印信息埋入装置配置在所述图像中的图案。
15.根据权利要求14所述的水印信息检测装置，其特征在于所述图案是比埋入时劣化的图案。
16.根据权利要求14所述的水印信息检测装置，其特征在于所述检测部根据检测出的图案确定与该图案相对应的符号，通过结合该符号来恢复所述埋入信息。
17.根据权利要求14所述的水印信息检测装置，其特征在于所述检测部一边对大于图像中的微小区域的区域进行扫描，一边对针对图像中的微小区域的滤波处理进行滤波处理。
18.根据权利要求17所述的水印信息检测装置，其特征在于根据扫描后的滤波处理结果，按记录有图案的单位来搜索滤波输出值的峰值，从而确定图案位置。
19.根据权利要求14所述的水印信息检测装置，其特征在于所述检测部根据所述滤波输出值的正负来确定图案。
20.根据权利要求14所述的水印信息检测装置，其特征在于所述检测部使用可降低对逆相图案的反应的滤波器。
21.根据权利要求14所述的水印信息检测装置，其特征在于所述检测部使用即使图案的频率降低也可正确检测信号的滤波器。
22.根据权利要求21所述的水印信息检测装置，其特征在于所述检测部使用下述滤波器在边缘检测时的采样值的一部分中使用周围某一定范围的象素的浓度、亮度、饱和度或色度的最高值或最低值。
23.一种利用电子水印技术在图像中埋入信息的水印信息埋入方法，其特征在于，包括编码步骤，对埋入图像中的埋入信息进行编码；图案分配步骤，向所述编码后的埋入信息的各符号分配图案；和配置步骤，在所述图像中规则地配置与所述埋入信息相对应的所述图案，其中向所述各符号中的每一个分配具有规定的空间周期的1个或2个或2个以上的图案。
24.根据权利要求23所述的水印信息埋入方法，其特征在于所述图案是由具有一定频率和方向的多个象素构成的图案。
25.根据权利要求23所述的水印信息埋入方法，其特征在于所述图案根据频率分量强的方向确定相对应的符号。
26.根据权利要求23所述的水印信息埋入方法，其特征在于所述图案具有频率相互正交的边缘分量，根据该频率的较强边缘分量的方向确定相对应的符号。
27.根据权利要求26所述的水印信息埋入方法，其特征在于所述图案具有特定频率的水平和垂直的边缘分量，根据该频率的较强边缘分量的方向确定相对应的符号。
28.根据权利要求23所述的水印信息埋入方法，其特征在于向所述各符号中的每一个分配具有接近的频率和方向的2个或2个以上的图案。
29.根据权利要求23所述的水印信息埋入方法，其特征在于在所述配置步骤中，在配置所述图案时，按象素单位比较图像上的象素和该图案的象素，并按象素单位切换是否配置该图案。
30.根据权利要求29所述的水印信息埋入方法，其特征在于所述比较利用象素的值进行。
31.根据权利要求29所述的水印信息埋入方法，其特征在于所述比较通过判断所述图像上的象素是构成前景的象素还是构成背景的象素、以及所述图案的象素是构成前景的象素还是构成背景的象素来进行。
32.根据权利要求30所述的水印信息埋入装置，其特征在于在所述配置步骤中，仅在所述图像上的象素是构成背景的象素的情况下配置图案。
33.根据权利要求23所述的水印信息埋入方法，其特征在于所述图案是相邻的图案与图案相连接的图案。
34.根据权利要求23所述的水印信息埋入方法，其特征在于，还包括将任意的数据变换成所述图像的图像化步骤。
35.根据权利要求23所述的水印信息埋入方法，其特征在于，还包括印刷步骤，在可印刷的媒体上印刷埋入了所述埋入信息的图像。
36.一种水印信息检测方法，检测利用电子水印技术埋入图像中的埋入信息，其特征在于，包括检测步骤，检测配置在图像中的、与所述埋入信息相对应的图案，其中所述图案是利用权利要求23所述的水印信息埋入方法配置在所述图像中的图案。
37.根据权利要求36所述的水印信息检测方法，其特征在于所述图案是比埋入时劣化的图案。
38.根据权利要求36所述的水印信息检测方法，其特征在于在所述检测步骤中，根据检测出的图案确定与该图案相对应的符号，通过结合该符号来恢复所述埋入信息。
39.根据权利要求36所述的水印信息检测方法，其特征在于在所述检测步骤中，一边对大于图像中的微小区域的区域进行扫描，一边对针对图像中的微小区域的滤波处理进行滤波处理。
40.根据权利要求39所述的水印信息检测方法，其特征在于根据扫描后的滤波处理结果，按记录有图案的单位来搜索滤波输出值的峰值，从而确定图案位置。
41.根据权利要求36所述的水印信息检测方法，其特征在于在所述检测步骤中，根据所述滤波输出值的正负来确定图案。
42.根据权利要求36所述的水印信息检测方法，其特征在于在所述检测步骤中，使用可降低对逆相图案的反应的滤波器。
43.根据权利要求36所述的水印信息检测方法，其特征在于在所述检测步骤中，使用即使图案的频率降低也可正确检测信号的滤波器。
44.根据权利要求43所述的水印信息检测方法，其特征在于在所述检测步骤中使用下述滤波器在边缘检测时的采样值的一部分中使用周围某一定范围的象素的浓度、亮度、饱和度或色度的最高值或最低值。
45.一种利用电子水印技术在图像中埋入信息后输出的印刷物，其特征在于向对埋入图像中的埋入信息进行编码后得到的各符号分配已分配给所述各符号中的每一个的、具有规定空间周期的1个或2个或2个以上图案中的任意一个，并在所述图像中规则地配置与所述埋入信息相对应的所述图案。
46.根据权利要求45所述的印刷物，其特征在于所述图案是由具有一定频率和方向的多个象素构成的图案。
47.根据权利要求45所述的印刷物，其特征在于所述图案根据频率分量强的方向确定相对应的符号。
48.根据权利要求45所述的印刷物，其特征在于所述图案具有频率相互正交的边缘分量，根据该频率的较强边缘分量的方向确定相对应的符号。
49.根据权利要求48所述的印刷物，其特征在于所述图案具有特定频率的水平和垂直的边缘分量，根据该频率的较强边缘分量的方向确定相对应的符号。
50.根据权利要求45所述的印刷物，其特征在于向所述各符号中的每一个分配具有接近的频率和方向的2个或2个以上的图案。
51.根据权利要求45所述的印刷物，其特征在于在配置所述图案时，按象素单位比较图像上的象素和该图案的象素，并按象素单位切换是否配置该图案。
52.根据权利要求51所述的印刷物，其特征在于所述比较利用象素的值进行。
53.根据权利要求51所述的印刷物，其特征在于所述比较通过判断所述图像上的象素是构成前景的象素还是构成背景的象素、以及所述图案的象素是构成前景的象素还是构成背景的象素来进行。
54.根据权利要求52所述的印刷物，其特征在于仅在所述图像上的象素是构成背景的象素的情况下配置图案。
55.根据权利要求45所述的印刷物，其特征在于所述图案是相邻的图案与图案相连接的图案。
全文摘要
本发明提供一种水印信息埋入装置，通过用简单的线或点表现信息，可飞跃性地提高信息记录密度。一种利用电子水印技术在图像中埋入信息的水印信息埋入装置，其特征在于，具备对将要埋入图像中的埋入信息进行编码的编码部(11)；向编码后的埋入信息的各符号分配图案的图案分配部(12)；和在图像中规则地配置与埋入信息相对应的图案的带水印图像合成部(13)，其中向各符号中的每一个分配具有规定空间周期的1个或2个或2个以上的图案。通过用简单的线或点表现信息，可飞跃性地提高信息记录密度。
文档编号H04N1/387GK1879398SQ20048003322
公开日2006年12月13日 申请日期2004年11月4日 优先权日2003年11月11日
发明者前野藏人 申请人:冲电气工业株式会社