专利名称：信息埋入方法与信息识别方法
技术领域：
本发明是关于信息埋入装置、信息识别装置、信息埋入方法、信息识别方法、信息 埋入程序、信息识别程序及信息埋入印刷媒体的发明。
背景技术：
近年来，伴随着纸介质出版向电子出版的飞速发展，作为信息记录媒体，也正在从 磁带、CD-ROM向SD卡转变。虽然纸介质出版的数量日渐减少，但以直观性、证据性、廉价性 等优点著称的纸介质出版是不会根绝的。伴随着出版业的发展以及记录媒体的发展，极大 的促进了在印刷媒体上埋入信息的技术的蓬勃发展，一种将纸介质出版与电子出版相结合 的技术被受到极大的关注，可以断定代表这一趋势的多媒体印刷技术将是下一世纪使印刷 行业产生又一次革命的关键技术。有关多媒体印刷技术，具有代表性的方法之一是在日本公开了题为“游戏数据 输入装置[Y — Af—夕入力装置(特许公开2005-124713)]”的专利。在此发明中提出 在0. 5mm范围内把6X6点阵的二维条码与印刷图像重合、印刷出可实现点读功能的印刷 物，然后可以使用专用的播放装置识别出6X6点阵的二维条码的码值，根据代码值所对应 的声音文件播放出相应的声音。有关多媒体印刷技术，具有代表性的方法之二是在日本还公开了题为“用点 阵模式输入输出信息的方法[K 7卜^夕一 用P ^情報入出方法(国际PCT公开号 W02004/084125)]”及“通过印刷点阵形成媒体表面的印刷构造，印刷方法，及其读取方法 [卜^夕一 >&印刷形成媒体面Θ印刷構造、印刷方法、及t/読取方法(特许公开 2007-282272)] ”该发明提出安放在正方形的4个角的4个基准点阵对应一个信息点阵，与 4角点阵中心构成8个不同的角度分别作为信息点阵的安放位置，可分别记录8个数字信息 即3个比特信息。在上述方法一的6X6点阵二维条码中，只是一个缩小二维码的点阵大小的方法， 因为有构成底纹灰度值高的问题，所以对印刷物来说会出现不协调感。另外，信息量低、点 阵模式的尺寸偏大，所以很难应用于普通打印机。在上述方法二所公开内容中，以4角点阵作为信息点的位置基准识别信息点时， 由于相对每一信息点至少需要两个以上基准点阵，因此仍然存在记录信息的效率低，例如， 信息点4行X4列分布时，则需要分布9行X9列网点，所以就会出现信息记录效率低的问 题。到目前为止的各种提案，几乎都是从如何记录信息的角度上考虑的，然而作为在印刷图 像中最重要的印刷网屏的特性却被忽视了。比如，印刷网屏的网点尺寸特性，印刷网屏的网 点间隔特性，印刷网屏的网点分布特性等。致使这些方法在印刷之后，不可避免的出现信息 网点的随机分布等现象，而影响印刷图像的质量。另外，在上述方法中，对于对称的4角点阵，因为不具有信息模组的方向信息，所 以旋转识别装置会发生识别错误。以上所述的传统方法，对于用打印机打印底纹时，经常会发生印刷干涉问题，如何
3很好地解决该问题则没有被言及。另外，在方法二中，因为没有考虑印刷网屏的特性，所以就不能明确地给出各个信 息点可分布范围和网点分布间隔的正确对应结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对印刷图像的信息记录以及信息埋入代码的构成方 法与信息记录以及信息埋入代码的识别方法，该方法对于使用印刷精度低的普通打印机进 行信息埋入时，信息记录效率高，识别装置的读取面积最小化，以及考虑到印刷网屏的特性 的，具有不使埋入附加信息的印刷图像画质降低的信息模组群的构成方法。本发明要解决的另一个技术问题是当使用普通打印机打印底纹时，对于经常发生 的干涉格纹问题提供解决的方法。为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种针对印刷图像的信息记录以 及信息埋入代码的构成方法与信息记录以及信息埋入代码的识别方法。一种信息埋入的实现方法，其特征在于是由如下的步骤实现的输入成为信息埋入对象的图像数据的图像数据获得步骤；以及将要进行信息埋入 的附加信息获得步骤；将附加信息变换成同时具备印刷网屏特性的模式识别可能的几何学的或物理学 的信息埋入代码的网屏编码信息模组群的网屏编码变换步骤；将上述信息模组群进行排列构成底纹图像数据的底纹图像数据构成步骤；将上述输入的图像数据与底纹图像数据重合的输出步骤或者仅仅输出底纹图像 数据的步骤之中，至少由其中一个步骤构成的新图像数据输出步骤为特征的信息埋入方 法。一种信息识别的实现方法，其特征在于是由如下的步骤实现的通过点读笔的图像传感器点读埋有信息的印刷图像的某一位置，读取埋入信息的 印刷图像数据的读取印刷图像步骤；识别埋入图像数据中的具备印刷网屏特性的模式识别可能的几何学的或者物理 学的信息埋入代码值的代码识别步骤；将上述识别出的代码值输出的结果输出步骤。所述印刷网屏的特性是指网屏编码的网点间隔大于等于网屏编码网点的位移领 域的网点间隔特性；根据印刷精度网屏编码的网点排列分别实行AM网屏排列或FM网屏排 列，所述网屏编码的网点的排列按45度旋转的方式排列的网点排列特性中至少一种网点 排列特性。而且，所述识别网屏编码的信息模组群码值的代码值是通过网屏编码值的加法， 或乘法，相同代码校验或奇偶校验方式中至少一种校验方式进行的代码校验。而且，所述网屏编码的信息模组群的信息埋入方法是通过网屏编码的信息模组群 所构成的底纹同印刷图像重合的方法，在印刷图像的间隙中埋入信息的方法中至少一种方法。而且，在代码的点阵模式构成中，其网点点阵的分布，是通过不同位置的分布方 法，通过不同方向的分布方法，通过不同形状的分布方法，点阵的集中与分散的分布方法，
4不同点阵数量的分布方法中的至少一种分布方法。而且，在网屏编码的点阵模式构成中，其网点点阵的分布，是通过不同相位调制方 式的分布方法，不同调制结果的分布方法，不同频率的分布方法，通过不同传送方向的分布 方法中至少一种分布方法。而且，所述的具备印刷网屏特性的模式识别可能的几何学的或者物理学的信息埋 入代码的特征是由4*4点阵，4*5，5*5点阵，5*6，6*6点阵，9*9点阵，即水平旋转或45度旋 转的各种点阵形式中的一种组成的信息模组群构成的。本发明的效果是不仅可使用普通印刷机进行附加信息埋入印刷介质的印刷，也可 使用普通打印机进行附加信息埋入印刷介质的印刷。另外，所提案的信息埋入网屏编码有 着读取面积最小化；印刷干涉格纹现象控制在最小范围内，鲁棒性高，识别速度快，商品成 本低，不会使所埋入的印刷图像画质降低等特征。
图1表示信息埋入装置的构成例图；图2表示信息读取装置的构成例图；图3表示网点数为1的网屏编码的表现例图；图4通过相位调制表示物理学的网屏编码的表现例图；图5表示网屏编码信息模组群形式的表现例图；图6通过相位调制表示新信息模组群的构成表现例图；图7表示可以解决干涉格纹问题的网屏编码表现例图；图8表示可以解决干涉格纹问题的网屏编码相位调制表现例图；图9表示可以解决干涉格纹问题的网屏编码信息模组群构成例图；图10表示发生印刷干涉格纹现象例图；图11由于本发明没有发生印刷干涉格纹现象例图；图12表示信息埋入装置处理流程图；图13本发明的把埋入区域的序列信息作为播放值的例图；图14本发明的把附加信息作为印刷媒体的坐标时的例图；图15本发明的把附加信息埋入到文档间隙中的例图；图16表示信息识别装置的处理流程图；图17表示信息识别装置的电子回路构成例图；图18信息识别装置的图像传感器部分构造例图；图19表示信息埋入印刷介质的构成例图；图20信息识别装置的LED显示部分的构造例图；图21表示多媒体印刷物的应用例的概念图；图22表示多媒体印刷物的另一应用例的概念图；图23另一种点阵模式的例图；图24不同方向的点阵模式的例图；图25是利用由网点的相位调制记录信息的特征构成4*4点阵的信息模组群的例 子；
图26是具有旋转45度的4*4点阵的多比特网屏编码模式群的例子。
具体实施例方式首先对本发明所涉及的术语进行如下的定义在本实施方式中，所述的“像素”是构成图像的最小单位，“网点是与构成图像的最 小单位的像素所对应的网屏最小单位，“网点的点”是构成网点的最小单位。“网点的点”是 由印刷设备所能印刷的最小单位“印刷点”组成的。所述“几何学的信息埋入代码”是指其点阵模式的分布，按其不同的位置的分布， 不同方向的分布，不同形状的分布，不同大小网点的点、不同数量网点的点、点的集中和分 散等分布方式来记录信息的点阵模式，称为几何学的信息埋入代码。所述“物理学的信息埋入代码”是指其点阵模式的分布，按其不同调制方式的分 布，相位调制方式的分布，不同传播方向的分布，不同频率的分布，不同颜色的分布，不同的 灰度的分布等分布方式来记录信息的点阵模式，称为物理学的信息埋入代码。所述“网屏网点的灰度特性”是指使网屏的网点的灰度均一化的特性，也就是使网 屏网点的印刷点数具有相同构成的特性，以及网屏网点的灰度值最小化的特性。所述“网屏网点的大小特性”是指网屏网点的全部网点的点是以最少化的印刷点 的点数构成的特性，以及网屏网点的尺寸的最小化特性。 所述“网屏网点的间隔特性”是指将网屏的网点按照一定的间隔距离排列的特性， 以及网屏网点的间隔要大于网屏网点的尺寸的特性。所述“网屏网点的排列特性”是指将网屏的网点的二维矩阵排列按照45度旋转的 排列特性。所述“信息埋入方式”是指将网屏编码按照二维矩阵形式排列从而构成底纹，将构 成的底纹和印刷图像数据重合，即可在该印刷图像的区域中埋入信息的方式。这里根据具 体应用的要求分为3种方式一种是颜色区分埋入方式，即网屏编码的颜色与印刷图像的 颜色不同，例如网屏编码为黑色K版，印刷图像为C，M，Y版，由于网屏编码为独立颜色，因此 即使与印刷图像完全重合，仍然可以正确识别网屏编码的码值。另一种是网屏编码优先埋 入方式，即当网屏编码的某些网点和印刷图像的网点重合时，由于网屏编码的网点具有优 先性，则将印刷图像的网点向网屏代码的附近移动，这样即使网屏编码同印刷图像的网点 的颜色相同，在空间上可以区分，因此可以正确识别网屏编码的码值。再一种是印刷图像网 点优先埋入方式，即当网屏编码的某些网点和印刷图像的网点重合时，由于印刷图像的网 点具有优先性，则将网屏编码的网点向印刷图像的网点附近移动，同样即使网屏编码同印 刷图像的网点的颜色相同，在空间上也可以区分，因此可以正确识别网屏编码的码值。所述“网屏编码”是指考虑了印刷网屏特性的具有几何学的或物理学的分布的模 式识别可能的信息记录与信息埋入的代码。所述“视觉模型”是指人的眼睛的视觉特性，包括人眼对不同颜色混合存在的视觉 特性、网点尺寸的视觉特性、网点分布方向的视觉特性等，视觉模型是印刷网屏特性的理论 基础，是同印刷网屏特性相吻合的。所述“不同颜色混合存在的视觉特性”是指在印刷媒体上的一种较大面积印刷颜 色附近添加另一种很小面积的颜色时，人眼对很小面积的颜色的很难辨认。
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所述“网点尺寸的视觉特性”是指根据瑞利判据的计算的结果，直径在0. Imm以下 的网点的尺寸或网点间隔，为肉眼不可见的网点的尺寸或网点间隔。所述“网点分布方向的视觉特性”是指对于网点的排列，若将纵列设定为90度、横 行设定为0度，其网点的排列是人眼最容易感觉到的，但若将行列旋转45度，人眼就很难感 觉的特性。所述“分布基准网点的点或网点”是指在构成网屏编码或网屏编码信息模组中，至 少有一个网点或网点的点，具有网屏编码或网屏编码信息模组的位置分布基准信息、方向 分布基准信息、网点大小基准信息、相位分布基准信息或传播方向分布信息中的一种以上 几何学分布基准信息或物理学分布基准信息的网点或网点的点。所述“不同调制方式的信息埋入方法”是指通过改变不同的网屏网点的大小表示 印刷网屏网点的灰度的方法为调幅网屏即AM网屏。通过改变不同的网屏网点的数量表示 印刷网屏网点的灰度的方法为调频网屏即FM网屏。对于同一灰度值的网屏网点，可以通过 不同的调制方式记录信息，其结果网点的网屏特性不发生改变，这种信息记录与信息埋入 的方式称为不同调制方式的信息记录与信息埋入方法。根据不同调制方式构成点阵模式，也可看作由多个频率成分构成点阵模式。其点 阵分布的形式是相同的是同等意思，因为AM网屏的点阵分布可视为低频率的点阵模式，FM 网屏的点阵分布可视为高频率的点阵模式。根据不同的调制方式构成点阵模式，由于AM网屏的点阵模式的网点的点是由多 个小点集中分布的，所以AM网屏的网点的点的数量比较少，而点的灰度值较大。另一方面， 由于FM网屏的点阵模式的网点的点是由多个小点分散分布的，所以FM网屏的网点的点的 数量比较多，各点的灰度值较小。根据上述理由，根据不同调制方式构成点阵模式也可以说 是根据不同数量的网点的点构成的点阵模式，或者说是根据不同灰度值的网点的点构成的 点阵模式，或者说是根据网点的点的集中分布与分散分布的不同构成的点阵模式。无论什 么样的说法其结果点阵模式分布的形式是完全相同的，因此都属于本发明的范围之内。所述“标识性网屏编码”是以一定的代码形式独立存在的一种针对印刷图像进行 信息埋入的代码形式。标识性网屏编码不同于条形网屏编码及二维网屏编码，前者是独立存在的一个代 码，如目前大量使用的一维条码或二维条码都属于标识性代码，只要将这一个代码识别出， 就可进行一个操作。而后者是对整个图像或整页印刷品进行识别后才进行一个操作。两者 在很多方面又非常接近。实施例以下，参照附图对本发明实施例做进一步详述，但本发明所述的实施例是说明性 的而不是限定性的。本发明，首先给出将作为附加信息的网屏编码埋入到印刷图像数据中的一个新的题案。图1是信息埋入装置的处理流程图。如图1所示，图像信息取得步骤，读取埋入印 刷媒体的印刷图像数据。读取方法可以直接从存储器和硬盘等记录介质中读取，也可以从 打印机驱动中通过仿真打印的方法提取出。网屏编码变换步骤，把埋入印刷图像的附加信息变换成同时具备印刷网屏特性的模式识别可能的几何学的或物理学的分布的信息记录或信息埋入代码的网屏编码信息模 组群。在此，为了使构成网屏编码的网点数最小化，将网屏编码网点数设定为1。由此，网点 灰度值也最小化，这样不会降低埋有信息的印刷图像的质量。关于网屏编码网点的间隔的设定，在1200dpi以下的印刷精度的网屏编码的网点 排列，由于各个网点的大小在0. 42mm以上，接近瑞丽判据人眼可识别的尺寸，因此网屏编 码信息模组群的排列，应考虑AM条幅网屏的形式，即各个网点要尽可能的整齐排列。此时， 网屏编码网点的间隔，要设定为大于网屏编码网点尺寸，根据网屏编码网点的不同位置记 录信息时，由于网屏编码网点分布是随机性的，根据信息内容，网屏编码网点的间隔比网屏 编码网点随机分布领域越大，所构成的底纹网点的分布随机现象越小，网屏编码的网点排 列看其列越整齐。由此，有着不会降低埋入信息后的印刷图像质量的优点。在1200dpi以上的印刷精度的网屏编码的网点排列中，由于各个网点的大小在 0. 42mm以下，其点的大小以及点阵的间距，按照瑞丽判据是人眼不可识别的尺寸，因此网屏 编码信息模组群的排列，应考虑FM调频网屏的形式，此时，网屏编码网点的间隔，可设定为 小于网屏编码网点尺寸，根据网屏编码网点的不同位置记录信息时，虽然网屏编码网点分 布是随机性的，根据信息内容，网屏编码网点的间隔即使比网屏编码网点随机分布领域越 小，所构成的底纹网点的分布随机现象虽然比较大，但是，从整体网屏效果来看不会出现不 适感觉。由此，仍然有着不会降低埋入信息后的印刷图像质量的优点。所述的底纹图像数据构成步骤，通过以上信息模组群构成底纹图像数据。在此，针 对印刷图像数据中所对应于多媒体数据的各个领域，由按顺序排列信息模组群构成底纹图 像数据；相应领域以外的部分，或者埋入无关的网屏编码或者什么也不埋入，选择其中任何 一种进行处理。新图像数据输出步骤，或者将上述输入的图像信息和底纹图像数据重合输出，或 者仅输出底纹图像数据，对其中任何一种新图像数据进行输出。图2为信息识别装置的处理流程图。在图2中，图像信息读取步骤，用图像扫描仪 或CMOS传感器等图像传感器来读取埋有附加信息印刷媒体的图像数据。图像处理步骤是通过计算图像的亮度值进行控制图像传感器的照明来把图像亮 度控制为一定值的图像亮度处理，以及进行图像的二值化处理。代码值识别步骤，抽出描述附加信息的网点并识别出代码的码值。识别结果输出步骤，输出以上识别结果。本发明，基于网点的数目越少越好，网点的灰度值越小越好，其埋入结果对印刷图 像影响就越小的印刷网屏特性，如图3所示，通过信息模组群内部共用分布基准点，或者通 过把分布基准点网点化对把网点定为1的4进制多比特网屏编码的构成方法进行提案。图3所示的将网屏编码网点数设为1的网屏编码。在图3中，把301设为信息点； 把302设为网点数为1的4进制多比特网屏编码；把303定为信息点301的可分布区域。 信息点301是通过几何学的不同位置分布或者是通过可分布区域303的中心所形成的不同 角度分布来记录信息的。另外还可以考虑成通过不同形状来记录信息。例如，在图3中，(a)的点阵模式可设定为多比特值0;(b)的点阵模式可设定为多 比特值1 ;(c)的点阵模式可设定为多比特值2 ;(d)的点阵模式可设定为多比特值3 ;(e)与 (f)的点阵模式可设定为构成位置信息的位置基准点阵模式。
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按照一个网点所能记录信息的比特数的信息记录效率的定义，如图3所示的网屏 编码信息记录效率为2，即一个点阵可记录2比特的信息。在本实施方式中，如图3所示，对于把网点数设定为1的网屏编码的例子，如图4 所示，关于网屏编码的信息点301的分布，也可以考虑成是通过包含在二维空间的相位调 制的物理学的不同的分布模式来记录计算机信息的。由矩阵分布的多个网屏网点信息点301所构成的间隔T的正方标准化网格的图像 数据设定为{ ζ m, η}，那么网屏编码的相位调制方式如下所示公式权利要求
1.一种信息埋入的实现方法，其特征在于是由如下的步骤实现的(1)输入成为信息埋入对象的图像数据的图像数据获得步骤；以及将要进行信息埋入 的附加信息获得步骤；(2)将附加信息变换成同时具备印刷网屏特性的模式识别可能的几何学的或物理学的 信息埋入代码的网屏编码信息模组群的网屏编码变换步骤；(3)将上述信息模组群进行排列构成底纹图像数据的底纹图像数据构成步骤；(4)将上述输入的图像数据与底纹图像数据重合的输出步骤或者仅仅输出底纹图像数 据的步骤之中，至少由其中一个步骤构成的新图像数据输出步骤为特征的信息埋入方法。
2.一种信息识别的实现方法，其特征在于是由如下的步骤实现的(1)通过点读笔的图像传感器点读埋有信息的印刷图像的某一位置，读取埋入信息的 印刷图像数据的读取印刷图像步骤；(2)识别埋入图像数据中的具备印刷网屏特性的模式识别可能的几何学的或者物理学 的信息埋入代码值的代码识别步骤；(3)将上述识别出的代码值输出的结果输出步骤。
3.根据权利要求1，2所述的印刷网屏的特性，所述印刷网屏的特性是指网屏编码的网 点间隔大于等于网屏编码网点的位移领域的网点间隔特性；根据印刷精度网屏编码的网点 排列分别实行AM网屏排列或FM网屏排列，所述网屏编码的网点的排列按45度旋转的方式 排列的网点排列特性中至少一种网点排列特性。
4.根据权利要求1所述的印刷图像的印刷图像的信息埋入及信息识别的方法，其特征 是所述识别网屏编码的信息模组群码值的代码值是通过网屏编码值的加法，或乘法，相同 代码校验或奇偶校验方式中至少一种校验方式进行的代码校验。
5.根据权利要求1所述的印刷图像的印刷图像的信息埋入及信息识别的方法，其特征 是所述网屏编码的信息模组群的信息埋入方法是通过网屏编码的信息模组群所构成的底 纹同印刷图像重合的方法，在印刷图像的间隙中埋入信息的方法中至少一种方法。
6.根据权利要求1所述的模式识别可能的几何学的信息埋入代码是指在代码的点阵 模式构成中，其网点点阵的分布，是通过不同位置的分布方法，通过不同方向的分布方法， 通过不同形状的分布方法，点阵的集中与分散的分布方法，不同点阵数量的分布方法中的 至少一种分布方法。
7.根据权利要求1所述的模式识别可能的物理学的信息埋入代码是指在网屏编码的 点阵模式构成中，其网点点阵的分布，是通过不同相位调制方式的分布方法，不同调制结果 的分布方法，不同频率的分布方法，通过不同传送方向的分布方法中至少一种分布方法。
8.根据权利要求1所述的具备印刷网屏特性的模式识别可能的几何学的或者物理学 的信息埋入代码的特征是由4*4点阵，4*5，5*5点阵，5*6，6*6点阵，9*9点阵，即水平旋转或 45度旋转的各种点阵形式中的一种组成的信息模组群构成的。
全文摘要
本发明涉及一种信息埋入方法与信息识别方法。具体信息埋入的步骤是输入图像信数据与附加信息的步骤；把附加信息变换成同时具备网屏特性的可识别的几何学或物理学的信息埋入代码的网屏编码信息模组群的步骤；通过以上信息模组群构成底纹图像数据的步骤；以上输入的图像数据和底纹图像数据重合输出的步骤或者仅仅输出底纹图像数据的步骤。该方法具有针对普通低精度的打印机，可以实现信息埋入的效率高，另外由于信息模组的构成充分考虑了印刷网屏特性，因此具有埋入信息后的印刷图像画质不被破坏的特点。
文档编号G06K17/00GK102004929SQ20101013341
公开日2011年4月6日 申请日期2010年3月2日 优先权日2009年3月3日
发明者顾泽苍 申请人:顾泽苍