图像加工方法及图像检查方法

专利名称：图像加工方法及图像检查方法
技术领域：
本发明涉及一种用于验证数字图像真正性的信息安全技术，尤其 涉及一种可以检测有无对该数字图像的删改、确定删改的部位、将电 子水印信息插入到该数字图像的图像加工方法及图像检查方法。
背景技术：
随着近些年来计算机及网络的性能提高，由静止图像、影像等图 像数据、声音数据等构成的数字内容的流通日益增加。尤其是，数字 图像的编辑较容易，所以非法删改已经成为社会问题。因此，在图像、 声音等多媒体数据中，对数据整体的信息翠基本不造成影响地嵌入特
定信息的电子水印技术备受关注(参照专利文献1)。
电子水印技术可防止非法复制、数据删改，并且不仅可防止数据 删改，而且可嵌入著作权显示等权利管理信息。在这种电子水印技术 中，对原图像(数字图像)的水印信息的嵌入根据对象采用各种处理方 法，作为一例参照图1说明静止图像时的情况。此外，图1是用于说 明对数字图像的电子水印技术的一般的适用例的概念图。
首先，通过傅立叶变换对原图像I(静止图像)进行频率变换，将获 得的变换数据按照嵌入位置、强度等"密钥"信息进行操作，从而在 该变换数据内插入脉冲状的水印信息S。并且，通过对插入了水印信息
S的变换数据进行逆傅立叶变换，获得嵌入了水印信息S的图像Is。水 印信息S在逆傅立叶变换过程中向图像整体扩散，因此获得的图像Is
和原图像I在外观上无法区别。
另一方面，获得的图像Is存在于可删改的环境100中。即，通过网络101发送给第3者，或者记录、保存到硬盘等记录装置102(包括
市场上流通的CD、 DVD等记录介质)中。可删改环境100下存在的图 像I's的删改检测中，使用专用软件从取得图像rs提取嵌入的电子水印 信息S'，通过比较该提取的水印信息S'和预先嵌入的水印信息S，可 以判断在可删改环境100下实际是否进行了删改。
专利文献1 JP特开2000-341632号公报

发明内容
发明要解决的问题
本发明人对现有的信息安全技术、尤其是电子水印技术进行了研 究，结果发现以下问题。BP,现有的电子水印技术中，外观上无法区 别地将水印信息嵌入到原图像，因此可基本不降低信息量自身地进行 该原图像的真正性确认。另一方面在现有的电子水印技术中，根据作 为对象的图像的种类，适用不同的处理方式'，因此适用性低，不能广 泛普及，也无法具体确定删改的部位。并且，水印信息的嵌入及提取 需要庞大的运算量，因此在以构成动画图像数据的各帧图像为对象的、 要求高速处理的情况下，难以适用现有的电子水印技术。进一步，在 现有的电子水印技术中，亮度调整、画质调整较复杂，因此存在无法 灵活调整亮度及画质的问题。
本发明为了解决以上问题而产生，其目的在于，作为数字图像的 真正性验证技术提供一种适用性强的图像加工方法及图像检查方法， 可高效且高精度地检测对数字图像有无删改、具体确定删改的部位、 并将电子水印信息插入到该数字图像中。
用于解决问题的手段
本发明涉及的图像加工方法及图像检査方法通过将形态学运算 (Morphology Operation)的幂等性(Idempotent)适用于验证数字图像真正 性的信息安全技术，能以较少的运算量(高速化)获得和现有的电子水印技术同等或超过它的效果。其中，形态学运算的幂等性是指对于对 原图像I使用构造要素e进行形态学运算f而获得的形态学图像If，使
用同一构造要素e再次进行形态学运算f时(获得形态学图像Ifr)，运算
前后的图像之间维持同 一 性(I产I fT)的性质。
本发明涉及的图像加工方法为了实现上述目的，以可删改环境下 可暂时或持续存在的数字图像为对象，进行用于可检测对该数字图像 有无删改、具体确定删改的部位、及将电子水印信息插入到该数字图 像的该数字图像的真正性验证用的加工。此外，可删改的环境，除了
包括存储了数字内容的硬盘等记录装置(包括市场上流通的CD、 DVD 等记录介质)外，还包括频繁进行数据的收发的网络空间。并且，作为 加工对象的数字图像除了静止图像外，也包括构成动画图像的各帧图 像，并包括图像化的文件、文本及它们的2值化图像。
本发明涉及的图像加工方法的第1实施例至少包括第1提取步骤、 第1运算步骤、及第1生成步骤。
第1提取步骤中，从加工前数字图像中，将该加工前数字图像的 至少一部分作为加工对象提取。这种情况下，第1提取步骤可将加工 前数字图像整体作为加工对象信息提取，也可将构成该加工前数字图 像的图像成分的一部分、或该加工前数字图像的一个区域作为加工对 象信息提取。第1运算步骤中，对提取的加工对象信息，使用预定的 第1构造要素e进行第1形态学运算，从而获得第1形态学图像信息。 并且，第1生成步骤中，生成含有获得的第1形态学图像信息的加工 后数字图像。
此外，该第1实施例涉及的图像加工方法具有以下四种自由度 (l)形态学运算的种类，(2)构造要素的形状及大小，(3)适用形态学运算 的位平面深度，(4)适用形态学运算的图像区域。通过对它们进行调节， 可任意变更画质、删改检测能力、删改位置确定精度。并且，在本说明书中，"加工前数字图像"指作为形态学运算对象的数字图像，因 此，已经进行了形态学运算的加工后数字图像也可以作为加工前数字 图像成为第二次以后的形态学运算的对象。对一个数字图像进行二次 以上的形态学运算的效果如下。在一次形态学运算中，构造要素的决 定方法是限定的，因此易于解密(解密后删改等变得容易)。因此，通过 对作为对象的一个数字图像进行二次以上的形态学运算，使作为"密 钥"的构造要素的组合加倍复杂化，可大幅提高信息安全的水平。
当加工前数字图像的一个成分(频率成分、颜色成分、亮度或位平 面)作为加工对象信息提取时，第l提取步骤中，可按照加工前数字图 像的频率成分、颜色成分、亮度成分及位平面的任意一个，对该加工 前数字图像进行成分分解，并将由此获得的多个图像成分中的至少任 意一个作为加工对象成分提取。并且，第I提取步骤中，可从加工前 数字图像将一个或一个以上具有特定形状(除了矩形外，也可是表示文 字、标记等的图形、及条形码等形状')的图像(部分图像)作为加工对象 图像提取。这种情况下，对部分图像进行形态学运算。尤其是部分图 像分别是视觉上可识别的文字、具有有意义的形状的图案，由该部分 图像分别构成有意义的文字串、标记等时，可将有意义的信息(由部分 图像构成的电子签名)嵌入到数字图像。
此外，在本说明书中，"提取"包括以下处理的任意一个(l)从 数字图像中，将其一部分作为形态学运算的对象分离的处理(从该数字 图像切取部分图像的切取处理)；(2)将数字图像内的各区域分别作为形 态学运算的对象的部分图像进行复制的处理(复制处理)；(3)将数字图像
内的各区域作为形态学运算的对象区域确定的处理(将该数字图像自身 作为形态学运算的对象，对确定的区域分别部分地进行形态学运算的 部分处理)。
在上述构成中，适用于形态学运算的构造要素e变大时，运算后 的图像If无法充分保存原图像I的细节。因此，运算后的图像If的画质可能明显下降。因此，本发明涉及的图像加工法的第2实施例进一步 包括第2运算步骤，对第1提取步骤中提取的加工对象信息、及在第1 运算步骤中获得的第1形态学图像信息的差分信息，利用和第1构造
要素e不同的第2构造要素e以esCe:构成第1构造要素的一部分，比 该第1构造要素小的构造要素)进行第2形态学运算，从而获得第1形 态学差分信息。这种情况下，第1生成步骤中，对在第1运算步骤中 获得的第1形态学图像信息、及在第2运算步骤中获得的第1形态学 差分信息进行逻辑差分运算，从而生成加工后数字图像。此外，形态 学运算如下所述，因处理顺序的不同包括开放型和封闭型二种。本说 明书中，逻辑差分运算是指从二种图像I、 Id获得差分图像Ip的运算。 具体而言，当形态学运算是开放型时，差分图像Ip为I + Id。另一方面， 当形态学运算为封闭型时，差分图像Ip为I-Id。根据该第2实施例，和 上述第1实施例一样，可确保四个自由度的同时，在构造要素变大时 也可保存原图像I的细节。并且，在该第2实施例中，也可将已经进行 了形态学运算的加工后数字图像作为加工前数字图像再次作为形态学 运算对象(g卩，可进行以一个数字图像为对象的多次形态学运算)。
第2实施例涉及的图像加工方法除了第1提取步骤、第1运算步 骤及第1生成步骤外，还包括第2运算步骤，但如上所述，第1提取 步骤可将加工前数字图像整体作为加工对象信息提取，也可将构成该 加工前数字图像的图像成分的一部分、或该加工前数字图像的一个区 域作为加工对象信息提取。即，将加工前数字图像的一部分作为加工 对象信息提取时，第l提取步骤中，按照加工前数字图像的频率成分、 颜色成分、亮度成分及位平面的任意一个，对该加工前数字图像进行 成分分解，并将由此获得的多个图像成分中的至少任意一个作为加工 对象成分提取。并且，第1提取步骤中，为了实现该图像加工方法的 高速化，可从加工前数字图像中，将构成该加工前数字图像的一部分 的一个或一个以上的具有特定形状的部分图像，作为加工对象图像提 取。此外，在该第2实施例中，对加工前数字图像的"提取"处理也 包括上述(l)切取处理、(2)复制处理、(3)部分处理的任意一个。在本发明涉及的图像加工方法中，对2值化图像进行形态学运算 时、当背景是单色(例如白色)时，存在形态学运算后的删改检测能力、 刪改位置确定精度不充分的情况。因此，在本发明涉及的图像加工方 法中，在第1提取步骤中，为了进一步提高上述删改检测能力、删改 位置确定精度，作为加工前数字图像，可将背景图像预先重叠在作为 加工对象的数字图像(原图像)上(合成处理)。
另一方面，本发明涉及的图像检查方法的第1实施例中，对于通 过具有上述构造的图像加工方法(本发明涉及的图像加工方法)进行了 真正性验证用的加工的数字图像，进行有无删改的检测、删改的部位 的确定等该数字图像的真正性检查。具体而言，第1实施例涉及的图 像检查方法至少包括第2提取步骤、第3运算步骤、第2生成步骤、 及判断步骤。
艮口，第2提取步骤中，从取得数字图像(从可删改环境取得的数字
图像)中，将该取得数字图像的至少一部分作为检查对象信息提取。第
3运算步骤中，对提取的检查对象信息，使用与上述图像加工时适用的 第1构造要素相同的第3构造要素进行第3形态学运算，从而获得第2 形态学图像信息。第2生成步骤中，生成含有第2形态学图像信息的 检查用数字图像。判断步骤中，根据生成的检查用数字图像和取得数 字图像的差分信息，判断对该取得数字图像有无删改。即，根据形态 学运算的幂等性，当未进行删改时，提取的检查用数字图像和取得数 字图像之间的同一性被维持，获得的差分信息的值在各像素中均为零。 相反，如果存在值不是零的像素，则该非零的值的像素位置作为删改 位置被测出。
在该第1实施例涉及的图像检査方法中，在上述图像加工方法中 对加工前数字图像的一个成分(频率成分、颜色成分、亮度成分或位平 面)进行形态学运算时，第2提取步骤中，可按照取得数字图像的频率
13成分、颜色成分、亮度成分及位平面的任意一个，对该取得数字图像 进行成分分解，并将由此获得的多个图像成分中的至少任意一个作为 加工对象成分提取。并且，在上述图像加工方法中，对从加工前数字 图像提取的一个或一个以上的部分图像进行形态学运算时，第2提取 步骤中，将取得数字图像的整体作为加工对象图像提取。这种情况下， 对取得数字图像的整体进行形态学运算，因此根据形态学运算的幂等 性，相当于至少进行了二次形态学运算的部分图像的图像区域的同一 性被维持，而对其余的图像区域，在该删改检测时的形态学运算的前 后，无法维持同一性。因此，通过对该形态学运算前后的取得数字图 像生成差分图像，可读取嵌入到该取得数字图像中的信息(由图像加工 时被提取的部分图像构成的有意义的文字串等电子签名)(视觉上可确 认)。
进一步，在上述第2实施例涉及的图像加工方法中，对加工前数 字图像的原图像信'息和形态学图像信息的差分信息进一步进行形态学
运算并保存原图像的细节时(第2实施例涉及的图像加工方法)，本发明 涉及的图像检查方法的第2实施例除了第2提取步骤、第3运算步骤、 判断步骤外，还包括第4运算步骤。此外，在该第2实施例涉及的图 像检査方法中，最终获得的形态学差分信息成为真正性检查(例如删改 有无的检测等)用的判断数据，因此无需上述第2生成步骤。并且，根 据形态学运算的幂等性，当未进行删改时，提取的差分信息的各像素 值应全部为零，这种情况下，在判断步骤中，判断取得数字图像中没 有删改。相反，如存在值不是零的像素时，该非零的值的像素位置作 为删改位置被测出。
在第2实施例涉及的图像检査方法中，第2提取步骤中，从取得 数字图像中，将该取得数字图像的至少一部分作为检査对象信息提取。 第3运算步骤中，对提取的检查对象信息，使用与上述图像加工方法 中适用的第1构造要素相同的第3构造要素e进行第3形态学运算，从 而获得第2形态学图像信息。第4运算步骤中，对提供的检査对象信息和在第3运算步骤中获得的第2形态学图像信息的差分信息，利用 和在上述图像加工方法中适用的第2构造要素相同的第4构造要素
es(esCe)进行第4形态学运算，获得第2形态学差分信息。判断步骤中， 根据获得的第2形态学差分信息，进行有无对取得数字图像的删改的 检测、删改的部位的确定。
在上述图像加工方法中，对加工前数字图像的一个成分(频率成 分、颜色成分、亮度成分或位平面)进行形态学运算时，在该第2实施 例涉及的图像检査方法中，在第2提取步骤中，按照取得数字图像的 频率成分、颜色成分、亮度成分及位平面的任意一个，对该取得数字 图像进行成分分解，并将由此获得的多个图像成分中的至少任意一个 作为检查对象信息提取。并且，在上述图像加工方法中，对从加工前 数字图像提取的一个或一个以上的部分图像进行形态学运算时，第2 提取步骤中，为了实现该图像检查方法的高速化，将构成取得数字图 像的一的部^图像作为检查对象图像提取。
在上述第1及第2实施例涉及的图像检査方法中，对取得数字图 像的"提取"处理包括上述(l)切取处理、(2)复制处理、及(3)部分处理 的任意一种。
本发明涉及的图像加工方法及图像检査方法可以是由计算机等执 行的程序，这种情况下，该程序无论有线还是无线，可通过网络配送， 并且也可存储到由上述服务器、终端装置管理的CD、 DVD、闪存等记 录介质中。
此外，本发明涉及的各实施例通过以下详细说明及附图可进一步 得到充分理解。这些实施例只是单纯的示例，不应限定本发明。
并且，本发明的进一步的应用范围可从下述详细说明获知。但详 细说明及特定事例用于表示本发明的优选实施例，仅是示例，本发明的思想及范围下的各种变形及改良对本领域技术人员而言从下述详细 说明可获知。
发明效果
根据本发明涉及的图像加工方法及图像检查方法，利用形态学运 算的幂等性进行数字图像的真正性验证，因此实现了较高的应用性， 并且和现有的电子水印技术相比，可高速且高精度地进行数字图像的 真正性验证。例如，该图像加工方法及图像检查方法可将著作权显示 等权利管理信息作为电子水印嵌入到数字图像中，或从该数字图像提 取。


图1是用于说明数字图像中的电子水印技术的一般适用例的概念图。
'图2是用于说明本发明涉及的图像加工方法及图像检查方法的第 1实施例的概念图。
图3是用于说明本发明涉及的图像加工方法及图像检查方法中适
用的形态学运算的原理的概念图(之1)。
图4是用于说明本发明涉及的图像加工方法及图像检查方法中适 用的形态学运算的原理的概念图(之2)。
图5是用于说明第1实施例涉及的图像加工方法的第1应用例(位 (bit)成分分解)的概念图。
图6是用于说明第1实施例涉及的图像加工方法的第2应用例(颜 色分解)的概念图。
图7是用于说明第1实施例涉及的图像加工方法的第3应用例(亮 度分解)的概念图。
图8是用于说明第1实施例涉及的图像加工方法的第4应用例(频 率分解)的概念图。
图9是用于说明第1实施例涉及的图像加工方法的第5应用例(图 像分割)的概念图。图10是用于说明本发明涉及的图像加工方法的第2实施例的概念图。
图11是用于说明第2实施例涉及的图像加工方法的应用例的概念图。
图12是用于说明本发明涉及的图像检查方法的第2实施例的概念图。
图13是用于说明第2实施例涉及的图像检查方法的应用例的概念图。
标号说明
1…原图像(加工前数字图像) If…形态学图像
100…可删改的环境
101…网络
102…记录装置
200…虚拟图像空间
210…原图像帧
具体实施例方式
以下参照图2~13详细说明本发明涉及的数字图像的加工方法及 图像检查方法的各实施例。此外，在

中对相同部位、相同要 素标以相同标号，而省略重复的说明。
图2是用于说明本发明涉及的图像加工方法及图像检查方法的第 1实施例的概念图。第1实施例涉及的图像加工方法至少包括提取步骤 (加工用提取步骤)、运算步骤(第1加工用运算步骤)以及生成步骤(加工 用生成步骤)，如图2所示，生成提供到包括网络101及记录装置102 的可删改的环境100的数字图像。
艮口，在第1实施例涉及的图像加工方法中，加工用提取步骤中，
17从加工前数字图像I(原图像信息)中将该加工前数字图像I的至少一部 分作为加工对象信息提取出来。第1加工用运算步骤中，对提取的加
工对象信息使用预定的构造要素e进行形态学运算，从而获得形态学图
像。并且，加工用生成步骤中，生成含有获得的形态学图像信息的加 工后数字图像If。此外，在图2中，加工用提取步骤将加工前数字图像 I的整体作为加工对象信息提取，加工用生成步骤将在第1加工用运算 步骤中获得的形态学图像信息直接作为加工后数字图像If生成。
另一方面，第1实施例涉及的图像检査方法中，为了验证从可删
改的环境100取得的数字图像I'f(取得数字图像)的真正性(检测有无刪
改)，包括提取步骤(检测用提取步骤)、运算步骤(第1检测用运算步骤)、 生成步骤(检测用生成步骤)以及判断步骤。
艮「J，在第1实施例涉及的图像检查方法中，检测用提取步骤中，
从取得数据图像i'f中将该取得数字图像rf的至少一部分作为检査对象
信息提取。第1检测用运算步骤中，对提取的检查对象信息，使用和
构造要素e(和上述图像加工时适用的构造要素相同)再次进行形态学运 算，从而获得形态学图像信息。检测用生成步骤中，生成含有在第1 检测用运算步骤中获得的第2形态学图像信息的检查用数字图像I'ff。 判断步骤中，根据生成的检查用数字图像IVf和取得数字图像I'f的差分 信息，判断有无对可删改的环境100中的取得数字图像I'f的删改。其 中，当对取得数字图像I'f没有进行删改时，生成的检查用数字图像I'ff 和取得数字图像I'f维持同一性，因此获得的差分信息的值在各像素中 均为零。相反，如果存在值不是零的像素，则该非零的值的像素位置 作为删改位置被检测出。
此外，在图2中，检测用提取步骤中，将取得数字图像I'f的整体 作为加工对象信息提取，检测用生成步骤中，将在第1检测用运算步 骤中获得的形态学图像信息直接作为检测用数字图像I'ff生成。并且， 可对一个数字图像进行多次形态学运算。进一步，为了获得所需的画质、删改检测能力、删改位置确定精度，可适当调节形态学运算的种 类、构造要素的形状及大小、适用形态学运算的位平面的深度、及适 用形态学运算的图像区域。
接着参照图3及图4详细说明适用于本发明涉及的图像加工方法 及图像检查方法的形态学运算的原理。
形态学运算f由使称为构造要素e(Structuring Element)的图像移动 的要素和称为闵可夫斯基(Minkowski)和及闵可夫斯基差的运算构成。 艮P，在形态学运算中，通过计算闵可夫斯基和的收縮(Erosion)及计算闵 可夫斯基差的膨胀(Dilation)的组合来进行，将按照收缩、膨胀的顺序 进行的形态学运算称为开放型(Opening)，并且将按照膨胀、收缩的顺 序进行的形态学运算称为封闭型(Closing)。开放型的幂等性及封闭型的 幂等性均被维持这一情况已经得以确认，作为形态学运算可进行开放 型、封闭型的任意一种。此外，幂等性是指，相对于通过对原图像I 使用构造要素e进行形态学运算f而获得的形态学图像If,即使使用同 一构造要素e再次进行形态学运算f(获得形态学图像Iff),运算前后的 图像之间的同一性(I产Iff)仍得以维持的、形态学运算的一个性质。
例如，说明作为构造要素e适用图3的区域(a)所示的构造要素的 情况。并且，图3的区域(a)所示的构造要素e是以原图像I为中心向 A D各方向移动该原图像I的构造要素。并且，在图3的区域(b)中， 表示原图像I,在该区域(b)中，200表示虚拟图像空间，210的实线表 示原图像帧。
使用构造要素e(图3的区域(a))对原图像I(图3的区域(b))进行形 态学运算(开放型及封闭型均可)时，首先在虚拟图像空间200内，获得 将原图像I移动到由构造要素e指示的方向的移位图像A D(图3的区 域(c))。图4表示收縮处理及膨胀处理形成的图像生成步骤的概念图。艮口， 通过计算获得的移位图像A D的闵可夫斯基差(收缩)，获得收缩图像
^。另一方面，通过计算移位图像A D的闵可夫斯基和(膨胀)，获得膨 胀图像ID。此外，在形态学运算中，对原图像施加开放型时，在虚拟
图像空间内使原图像向构造要素指示的方向移动，从而获得多个移位 图像，对这些移位图像进行收縮后进行膨胀。并且，对原图像施加封
闭型时，使用构造要素e对获得的多个移位图像进行膨胀后，进行收縮。
接着参照图5~图9说明第1实施例涉及的图像加工方法及图像检 査方法的应用例。在图2所示的第1实施例涉及的图像加工方法中， 对加工前数字图像I(原图像信息)的整体进行形态学运算，而在以下说 明的应用例中，对加工前数字图像I的一个成分、或者从该加工前数字 图像I切取的一部分图像，进行形态学运算。
首先，图5是用于说明第1实施例涉及的图像加工方法的第1应 用例(位成分分解)的图。图5所示的加工前数字图像I分别由含有多位
(例如8位)信息的像素(Pn(bo,b!，b2,…，b7), P丄2(bo，b!,b2，…,b7),...， P^(bo，b,，b2，…,b7))构成。并且，该第1应用例涉及的图像加工方法包括
加工用提取步骤、第1加工用运算步骤及加工用生成步骤。 加工用提取步骤中，通过对加工前数字图像I进行位成分分解，
而获得由各像素Pu, P12,..., Pnm的第1位构成的位平面Ibo、由各像素
P ， P12，…,Pnm的第2位构成的位平面Ibl、、由各像素P，P12，.h， Pnm 的第8位构成的位平面Ib7，将多个位平面中的任意一个(图5中为位平 面lb。)作为加工对象面提取。第l加工用运算步骤中，对提取的加工对 象面Ib。使用构造要素e进行形态学运算，从而获得形态学图像信息。 加工用生成步骤中，对作为加工对象面的位平面Ib。(第l加工用运算步
骤中获得的形态学图像信息)和剩余的位平面Ib广Ib7进行位成分合成，
从而生成作为加工后数字图像的形态学图像If。另一方面，和该第1应用例的图像加工方法对应的图像检查方法 (第1应用例涉及的图像检查方法)包括检测用提取步骤、第1检测用 运算步骤、检测用生成步骤及判断步骤。在该第1应用例涉及的图像 检查方法中，检测用提取步骤中，将从可删改的环境100中取得的数 字图像I'f(取得数字图像)如上所述位成分分解为多个位平面Ib。 Ib7，从 获得的位平面中将作为加工对象面提取的位平面Ib。作为检查对象信息 提取。第l检测用运算步骤中，对作为检査对象信息提取的位平面Ib。， 使用构造要素e(和在第1应用例涉及的图像加工方法中适用的构造要 素相同)进行形态学运算。检测用生成步骤中，对作为检査对象信息的 位平面IU第1检测用运算步骤中获得的形态学图像信息)、及在检测用 提取步骤中位成分分解的多个位平面中除了检查对象成分以外的剩余 的位平面(位平面Ib广位平面Ib7)，进行位成分合成，从而生成检查用数 字图像I'ff。并且，判断步骤中，根据生成的检査用数字图像I，ff和取得 数字图像I'f的差分信息，进行对该取得数字图像I'f有无删改的检测、 删改的部位的确定。
图6是用于说明第1实施例涉及的图像加工方法的第2应用例(颜
色分解)的图。第2应用例涉及的图像加工方法也包括加工用提取步 骤、第1加工用运算步骤及加工用生成步骤。
在第2应用例涉及的图像加工方法中，加工用提取步骤中，将通
过对加工前数字图像I进行颜色分解所获得的多个颜色图像成分(红色
图像成分h、绿色图像成分Ie、蓝色图像成分IB)中的至少任意一个(图
6中为红色图像成分k)作为加工对象成分提取。第1加工用运算步骤
中，对提取的加工对象成分(红色图像成分iiO进行形态学运算。加工用
生成步骤中，对第1检测用运算步骤中进行了形态学运算的加工对象 成分(红色图像成分IR)、及在检测用提取步骤中颜色分解的多个颜色图 像成分中除了该加工对象成分以外的其它的颜色图像成分(绿色图像成
分Ic、蓝色图像成分lB)进行颜色合成，获得加工后数字图像If。另一方面，和第2应用例涉及的图像加工方法对应的删改检测(第 2应用例涉及的图像检查方法)包括检测用提取步骤、检测用生成步 骤、检测用生成步骤及判断步骤。检测用提取步骤中，将从可删改的 环境100取得的数字图像I'f(取得数字图像)颜色分解为红色图像成分 IR、绿色图像成分Ic、蓝色图像成分Ie，将获得的多个颜色图像成分中 的至少任意一个(图6中是红色图像成分I[O作为检査对象信息提取。第 1检测用运算步骤中，对提取的检查对象信息(红色图像成分IR)使用构
造要素e(和第2应用例涉及的图像加工方法中适用的构造要素相同)进
行形态学运算。检测用生成步骤中，对作为检测对象信息的红色图像
成分Ik(第1检测用运算步骤中获得的形态学图像信息)、及在检测用提
取步骤中颜色分解的多个颜色图像成分中除了检査对象成分以外的其
它的颜色图像成分(绿色图像成分IC、蓝色图像成分IB)进行颜色合成，
从而生成检查用数字图像IV。判断步骤中，根据生成的检查用数字图
像rff和取得数字图像rf的差分信息，进行对该取得数字图像i'f有无
删改的检测、删改的部位的确定。
图7是用于说明第1实施例涉及的图像加工方法的第3应用例(亮
度分解)的图。第3应用例涉及的图像加工方法也包括加工用提取步
骤、第1加工用运算步骤及加工用生成步骤。
在第3应用例涉及的图像加工方法中，加工用提取步骤中，将通
过对加工前数字图像I按照各亮度水平进行成分分解而获得的多个亮
度图像成分(低亮度水平图像I。高亮度水平图像Ih)中的至少任意一个 (在图7中是低亮度水平图像IJ，作为加工对象成分提取。第1加工用 运算步骤中，对提取的加工对象成分(低亮度水平图像IJ进行形态学运 算。在加工用生成步骤中，通过对第1检测用运算步骤中进行了形态 学运算的加工对象成分(低亮度水平图像10、及在检测用提取步骤中成 分分解的多个亮度图像成分中除了该加工对象成分以外的其它的颜色 图像成分(低亮度水平图像k)进行成分合成，从而获得加工后数字图像 If。另一方面，和该第3应用例的图像加工方法对应的删改检测(第3 应用例涉及的图像检查方法)包括检测用提取步骤、检测用生成步骤、 检测用生成步骤及判断步骤。检测用提取步骤中，将从可删改的环境 100取得的数字图像I'f(取得数字图像)成分分解为低亮度水平图像II 和高亮度水平图像IH，将获得的多个亮度图像成分中的至少任意一个 (图7中为低亮度水平图像IJ作为检査对象信息提取。第1检测用运算
步骤中，对提取的检查对象信息(低亮度水平图像IO使用构造要素e(和 第3应用例涉及的图像加工方法中适用的构造要素相同)，进行形态学
运算。检测用生成步骤中，对作为检测对象信息的低亮度水平图像IU第 1检测用运算步骤中获得的形态学图像信息)、及在检测用提取步骤中 成分分解的多个亮度图像成分中除了检查对象成分以外的其它的颜色 图像成分(高亮度水平图像lH)进行成分合成，从而生成检査用数字图像 I'ff。判断步骤中，根据生成的检查用数字图像I'ff和取得数字图像I'f 的差分信息，进行对该取得数字图像I'f有无删改的检测、删改的部位 的确定。
进一步，图8是用于说明第1实施例涉及的图像加工方法的第4 应用例(频率分解)的图。 一般情况下，数字图像的配信或记录中，大多 进行数据压縮及解压縮。该第4应用例中，将作为对象的数字图像分 解为多个频率图像成分，对其一部分(频率分解后的多个频率图像成分 的任意一个)限定性地进行形态学运算。因此，在JPEG2000格式的现 有的数据压縮方法下，也可提高压缩耐性。此外，第4实施例涉及的 图像加工方法也包括加工用提取步骤、第1加工用运算步骤及加工用 生成步骤。
在第4应用例涉及的图像加工方法中，加工用提取步骤中，将对 加工前数字图像I进行频率分解而获得的多个频率图像成分(低频图像
成分lL、高频图像成分lH)中的至少任意一个(图8中是低频图像成分IiJ， 作为加工对象成分提取。第1加工用运算步骤中，对提取的加工对象成分(低频图像成分IO进行形态学运算。在加工用生成步骤中，通过对 第1检测用运算步骤中进行了形态学运算的加工对象成分(低频图像成 分Il)、及在检测用提取步骤中频率分解的多个频率图像成分中除了该 加工对象成分的其它的颜色图像成分(高频图像成分IH)进行成分合成， 从而获得加工后数字图像If。
另一方面，和该第4应用例涉及的图像加工方法对应的删改检测 (第4应用例涉及的图像检査方法)包括检测用提取步骤、检测用生成 步骤、检测用生成步骤及判断步骤。检测用提取步骤中，将从可删改 的环境100取得的数字图像I'K取得数字图像)频率分解为低频图像成 分化和高频图像成分IH，将获得的多个频率图像成分中的至少任意一 个(图8中为低频图像成分IO作为检查对象信息提取。第1检测用运算
步骤中，对提取的检查对象信息(低频图像成分lL)使用构造要素e(和第 4应用例涉及的图像加工方法中适用的构造要素相同)，进行形态学运 算。检测用生成步骤中，对作为检测对象信息的低频图像成分Il(第1
检测用运算步骤中获得的形态学图像信息)、及在检测用提取步骤中频 率分解的多个频率图像成分中除了检査对象成分以外的其它的频率图
像成分(高频图像成分iH)进行频率合成，从而生成检查用数字图像rff。 判断步骤中，根据生成的检查用数字图像rff和取得数字图像rf的差分
信息，进行对该取得数字图像I'f有无删改的检测、删改的部位的确定。
图9是用于说明第1实施例涉及的图像加工方法的第5应用例(图 像分割)的图。此外，本说明书中的"提取"处理包括以下处理的任意 一种(l)从数字图像中，将其一部分作为形态学运算的对象进行分离 的处理(从该数字图像切取部分图像的切取处理)；(2)将数字图像内的各
区域分别作为形态学运算的对象的部分图像进行复制的处理(复制处
理)；以及(3)将数字图像内的各区域作为形态学运算的对象区域确定的 处理(将该数字图像自身作为形态学运算的对象，对确定的区域分别部 分地进行形态学运算的部分处理)。以下说明作为"提取"处理的一例， 从作为原图像的数字图像提取形态学运算的对象(部分图像)的切取处理。
该第5应用例涉及的图像加工方法及图像检査方法，对从作为加 工对象的数字图像切取的该图像的一部分进行形态学运算。因此，为 了构成分别包括文字等特定形状并且视觉上有意义的文字串、图形、 标记等，通过将一个或一个以上的图像图案从作为加工对象的数字图 像提取，而可利用到电子签名、著作权管理信息等(可将电子签名、著 作权管理信息等有意义的信息嵌入到数字图像中)。并且，第5应用例 涉及的图像检查方法利用形态学运算的幂等性，也易于读取嵌入到数 字图像的信息(可视觉化)。
第5应用例涉及的图像加工方法也包括加工用提取步骤、第1 加工用运算步骤及加工用生成步骤。g「」，在第5应用例涉及的图像加 工方法中，在加工用提取步骤中，首先进行数字图像I和背景图像IC 的合成处理。具体而言，该合成处理通过将背景图像Ic重叠到该数字 图像I来进行。在加工用提取步骤中，从作为加工对象进行了合成处理 的重叠图像中切取一部分，从而将该重叠图像分割为图像Ia和图像Ib。 加工用提取步骤中，将这些图像Ia、 Ib中的任意一个(图9中为分割图 像Ib)作为加工对象图像提取。第l加工用运算步骤中，对作为加工对
象图像的分割图像Ib，使用构造要素e进行形态学运算。加工用生成步
骤中，将作为加工对象图像的分割图像Ib(第1加工用运算步骤中获得
的形态学图像信息)、及剩余的分割图像Ia接合起来。此外，对2值化 图像进行形态学运算时，当背景是单色(例如白色)时，存在形态学运算
后的删改检测能力、删改位置确定精度不充分的情况。因此，在该第5
应用例中，为了进一步提高对作为加工对象的数字图像I的删改检测能
力、删改位置确定精度，对该数字图像I重叠背景图像Ie，获得作为直 接处理对象(加工前数字图像)的重叠图像。
另一方面，和该第5应用例涉及的图像加工方法对应的删改检测 (第5应用例涉及的图像检査方法)包括检测用提取步骤、检测用生成步骤、及判断步骤。检测用提取步骤中，将从可删改的环境100取得 的数字图像I'p(取得数字图像)整体作为检查对象信息提取。第1检测用 运算步骤中，对提取的检査对象信息(取得数字图像I'p整体)使用构造 要素e(和第5应用例涉及的图像加工方法中适用的构造要素相同)，进 行形态学运算。检测用生成步骤中，基于检测对象信息(第1检测用运 算步骤中获得的形态学图像信息)、及取得数字图像I'p的差分信息，生 成检査用数字图像I'pf。判断步骤中，根据生成的检查用数字图像I'pf， 判断有无对该取得数字图像I'pf的删改。此外，作为检查对象信息的取 得数字图像I'p构成为已经进行了形态学运算的分割图像Ib和剩余的分 割图像Ia，因此删改检测时对取得数字图像I'p整体进行形态学运算时， 如果没有对分割图像Ib的删改，则在该删改检测中的形态学运算的前 后，图像应不一致。另一方面，分割图像Ia在图像加工时不进行形态 学运算，因此删改检测时的形态学运算的前后，图像变得不一致。因 此，通过取检测对象信息(第1检测用运算步骤中获得的形态学图像信 息)和取得数字图像I'p的差分，可获得分割图像Ib被鲜明表现的检测用 数字图像I'pf。相反，在检测用数字图像I'pf中，在相当于分割图像Ib 的区域如未鲜明地表现，则可明确对取得数字图像I'p进行了删改。
上述第5应用例涉及的图像加工方法及图像检查方法中，作为分 割图像Ib，可将特定的信息(进行了形态学运算的有意义的文字串、图 形)嵌入到加工后的数字图像Ip。即，以由加工前数字图像I构成有意 义的文字串、图形等的方式，切取该加工前数字图像I的一部分，对该 切取的分割图像Ib进行形态学运算，因此作为替代现有的电子水印技 术的技术，可适用于电子签名系统。
接着参照图10 13说明本发明涉及的图像加工方法及图像检查方 法的第2实施例。并且在第2实施例中，加工对象图像的"提取处理" 包括上述(l)切取处理、(2)复制处理、(3)部分处理中的任意一种。并且， 对提取的加工对象图像的形态学运算的次数没有限制。进一步，为了 获得所需的画质、删改检测能力、删改位置确定精度，可适当调节形态学运算的种类、构造要素的形状及大小、适用形态学运算的位平面 的深度、及适用形态学运算的图像区域。
图10是用于说明本发明涉及的图像加工方法的第2实施例的概念 图。在上述第实施例涉及的图像加工方法中，适用于形态学运算的 构造要素e变大时，运算后的图像If无法充分保存原图像I的细节。这 种情况下，第1加工用运算步骤中的形态学运算后的图像If的画质可
能明显下降。因此，第2实施例涉及的图像加工法进一步包括第2加
工用运算步骤，对加工用提取步骤中提取的加工对象信息(加工前数字 图像I的原图像信息)、和在第1加工用运算步骤中获得的形态学图像
信息If的差分信息Id，进行利用了和构造要素e不同的第2构造要素 es(esce:构成构造要素e的一部分，比该构造要素e小的构造要素) 的形态学运算。这种情况下，加工生成步骤中，对在第1加工用运算 步骤中获得的形态学图像信息If、及在第2加工用运算步骤中获得的形 态学差分信息Idf进行逻辑差分运算(后述)，从而生成加工后数字图像
艮P,第2实施例涉及的图像加工方法包括加工用提取步骤、第 l加工用运算步骤、第2加工用运算步骤及加工用生成步骤。在加工用 生成步骤中，加工用提取步骤将作为加工对象的数字图像I的整体作为 加工对象信息提取。第1加工用运算步骤中，对提取的检查对象信息(加 工前数字图像I整体)，使用构造要素e进行形态学运算。另一方面， 第2加工用运算步骤中，对加工前数字图像I和在第1加工用运算步骤 中获得的形态学图像信息If的差分信息Id(-ll-If卜绝对差)，进行使用 了和构造要素e不同的构造要素es(esCIe)的形态学运算。加工用生成步 骤中，进行在第l加工用运算步骤中获得的形态学图像信息If和在第2 加工用运算步骤中获得的形态学差分信息W的逻辑差分运算，从而获 得加工后数字图像Ip。此外，当第1及第2加工运算步骤中的形态学运 算为开放型时，通过逻辑差分运算(If+Idf)提供差分图像Ip。另一方面， 当第1及第2加工运算步骤中的形态学运算为封闭型时，通过逻辑差
27分运算(Irldf)提供差分图像Ip。
在上述第2实施例涉及的图像加工方法中，对加工前数字图像I(原
图像信息)整体进行形态学运算，但也可对该加工前数字图像I的一个 成分(频率成分、颜色成分、亮度成分、或位平面)、或从该加工前数字
图像I切取的部分分割图像，进行形态学运算。图II是用于说明第2 实施例涉及的图像加工方法的应用例的图。
首先，图11的区域(a)中所示的第1应用例涉及的图像加工方法如 上所述，包括加工用提取步骤、第1加工用运算步骤、第2加工用运 算步骤、及加工用生成步骤。例如，在图11的区域(a)中，表示了以加 工前数字图像I的成分中的位平面的任意一个为加工对象信息的构成。 艮P，在该第1应用例涉及的图像加工方法中，加工用提取步骤中，对 加工前数字图像I进行位成分分解，从而获得由各像素Pn， P12,..., Pnm 的第l位构成的位平面Ibo、由各像素Pn， P12，...， P,的第2位构成的 位平面Iw、…、由各像素Pn，PI2，.,.，P^的第8位构成的位平面Ib7， 将多个位平面中的任意一个(图11的区域(a)中为位平面Ib。)作为加工对 象面提取。第l加工用运算步骤中，对提取的加工对象面Ib。使用构造 要素e进行形态学运算。另一方面，在第2加工用运算步骤中，对加工
对象面Ib。和在第1加工用运算步骤中获得的形态学图像信息Ib0f的差
分信息^llbo-Ib()fl)，利用和构造要素e不同的构造要素es(esCe)进行 形态学运算。并且，加工用生成步骤中，对在第1加工用运算步骤中 获得的形态学图像信息Ib0f和在第2加工用运算步骤中获得的形态学差
分信息Idf的差分信息、及剩余的位平面Ib
Ib7进行位成分合成，生成
加工后数字图像Ip。此外，上述图像成分的任意一个适用形态学运算的 构成可适用于加工前数字图像I的频率成分、颜色成分、亮度成分的任 意一个。
并且，如图11的区域(b)所示，第2实施例涉及的图像加工方法也 可将从加工前数字图像I切取的分割图像作为加工对象。该图11的区域(b)所示的第2应用例涉及的图像加工方法包括加工用提取步骤、 第1加工用运算步骤、第2加工用运算步骤、及加工用生成步骤。这 种情况下，可将形态学运算的对象区域限制为加工前数字图像的一个 区域，因此可大幅减少该图像加工方法的处理量。
在第2应用例涉及的图像加工方法中，加工用提取步骤中，将加 工前数字图像I分割为图像L和图像Ib,将分割图像Ib作为加工对象图 像提取。第1加工用运算步骤中，对分割图像Ib使用构造要素e进行 形态学运算。而在第2加工用运算步骤中，对分割图像Ib和在第1加
工用运算步骤中获得的形态学图像信息W的差分信息Id(=|lb-Ibf|)，使 用和构造要素e不同的构造要素es(^Ce)进行形态学运算。加工用生成 步骤中，将在第1加工用运算步骤中获得的形态学图像信息Ibf和在第 2加工用运算步骤中获得的形态学差分信息W的差分图像、及剩余的
分割图像Ia接合起来，从而生成加工后数字图像Ip。
接着说明本发明涉及的图像检查方法的第2实施例。图12是用于 说明本发明涉及的图像检查方法的第2实施例的概念图。该第2实施 例涉及的删改方法包括检测用提取步骤、第l检测用运算步骤、第2 检测用运算步骤、及判断步骤。此外，在第2实施例涉及的图像检查 方法中，最终获得的形态学差分信息成为删改检测用的判断数据，因 此无需第i实施例这样的检测用生成步骤。并且，根据形态学运算的 幂等性，当未进行删改时，提取的差分信息的各像素值应全部为零， 这种情况下，在判断步骤中，判断取得数字图像中没有删改。相反， 如存在值不是零的像素时，该非零的值的像素位置作为删改位置被测 出。
在第2实施例涉及的图像fe查方法中，检测用提取步骤将从可删 改的环境100取得的取得数字图像I'p整体作为检査对象信息提取。第 1检测用运算步骤中，对提取的检查对象信息使用构造要素e进行形态 学运算。而在第2检测用运算步骤中，对取得数字图像I'p和在第1检测用运算步骤中获得的形态学图像信息i'pf的差分信息rd(= I rp-rpf I )，
使用和构造要素e不同的构造要素es(esCe)进行形态学运算，最终获得
形态学差分信息rdf。判断步骤中，根据获得的形态学差分信息rdf，
判断有无对取得数字图像的删改。如果对取得数字图像I'p没有进行删 改，则构成最终获得的形态学差分信息I'df的各像素的值变为零。相反， 当存在值不是零的像素时，则该非零的值的像素位置作为删改位置被 测出。
在上述第2实施例涉及的图像检查方法中，对取得数字图像1、整 体进行形态学运算，但也可对该加工前数字图像ID的一个成分(频率成 分、颜色成分、亮度成分或位平面)、或从该加工前数字图像I切取的 部分分割图像进行形态学运算。图13是用于说明第2实施例涉及的图 像检查方法的应用例的图。
首先，图13的区域(a)所示的第1应用例涉及的图像检查方法包括 检测用提取步骤、第1检测用运算步骤、第2检测用运算步骤、及判 断步骤。例如，图13的区域(a)中，表示以取得数字图像I'p的成分中 的位平面的任意一个为加工对象信息的构成。 艮P,在第1应用例涉及的图像检查方法中，检测用提取步骤中， 对取得数字图像1、进行位成分分解，从而获得由各像素？11，？12，...，？11 1 的第l位构成的位平面Ibo、由各像素Pu， P12,...， P。m的第2位构成的 位平面Ib,、、由各像素Pn,P12,…，P^的第8位构成的位平面Ib7， 将多个位平面中的任意一个(图13的区域(a)中为位平面I'b。)作为检测 对象面提取。第I检测用运算步骤中，对提取的检测对象面I'b。使用构 造要素e进行形态学运算。另一方面，在第2加工用运算步骤中，对检
测对象面I'bo和在第1检测用运算步骤中获得的形态学图像信息rb0f
的差分信息(-ll，bG-rb()fl)，进行利用了和构造要素e不同的构造要素 es(^c:e)的形态学运算。并且，判断步骤中，根据在第2检测用运算步 骤中获得的形态学差分信息I'df，判断有无对取得数字图像的删改。如终获得的形态学差分信 息「df的各像素的值变为零。相反，当存在值不是零的像素时，则该非 零的值的像素位置作为删改位置被测出。此外，上述图像成分的任意 一个适用形态学运算的构成可适用于取得数字图像I'p的频率成分、颜 色成分、亮度成分的任意一个。
并且，如图13的区域(b)所示，第2实施例涉及的图像检查方法也 可将从取得数字图像I'p切取的分割图像作为加工对象。该图13的区域 (b)所示的第2应用例涉及的图像检查方法包括检测用提取步骤、第1 检测用运算步骤、第2检测用运算步骤、及判断步骤。这种情况下， 可将形态学运算的对象区域限制为取得数字图像的一个区域，因此可 大幅减少该图像检査方法的处理量。
在该第2应用例涉及的图像检查方法中，检测用提取步骤中，将
取得前数字图像i'p分割为图像i、和图像rb，将分割ll像rb作为检测
对象图像提取。第l检测用运算步骤中，对分割图像I'b使用构造要素
e进行形态学运算。而在第2加工用运算步骤中，对分割图像I'b和在 第I检测用运算步骤中获得的形态学图像信息IV的差分信息 rd(=|rb-I，bf|),使用和构造要素e不同的构造要素es(es匚e)进行形态 学运算。在该第2应用例涉及的删改检测步骤中，判断步骤根据在第2 检测用运算步骤中获得的形态差分信息rdf,判断有无对取得数字图像 的删改。如果对取得数字图像I'p没有进行删改，则构成最终获得的形 态学差分信息I'df的各像素的值变为零。相反，当存在值不是零的像素 时，则该非零的值的像素位置作为删改位置被测出。
此外，上述图像加工方法及图像检查方法可以是由计算机等执行 的程序，这种情况下，该程序无论有线还是无线，可通过网络配送， 并且也可存储到由上述服务器、终端装置管理的CD、 DVD、闪存等记 录介质中。本发明涉及的图像加工方法及图像检查方法可适用于通过网络 101对数字内容、尤其是构成静止图像(包括图像化的文件等的2值化 图像)、动态图像的各图像帧等的数字图像进行收发的系统。在该系统 中，该图像加工方法及图像检査方法作为数据发送者固有的信息和数
据接收者固有信息的至少一种信息的收发单元也是有效的。当然，记
录装置102中存储的图像数据也是对象。
并且，形态学运算f中使用的构造要素的形状及大小可任意变更， 在进行该图像加工方法的一侧和进行该图像检查方法的一侧中和构造 要素相关的信息共享。
本发明涉及的图像加工方法及图像检查方法在数据发送侧和数据 接收侧共享或互相收发数字图像的系统中，也可实现将特定信息嵌入 到该数字图像的电子签名功能。
根据上述本发明的说明可知可对本发明进行各种变形。该变形不 应认为脱离了本发明的思想及范围，对本领域所有技术人员而言均可 知晓的改良包含于权利要求范围。
产业利用性
本发明有助于高效(高速且低处理量)实现发送到记录装置、网络等 的数字内容的真正性验证，并抑制删改，可适用于大范围的信息安全 技术。作为一例，根据本发明，可进行用于有无对数字图像的删改的 检测、删改的部位的确定的加工，可将著作权显示等权利管理信息作 为电子水印嵌入到数字图像，或者将嵌入的电子水印从该数字图像取 出。
权利要求
1.一种图像加工方法，以可删改环境下能够暂时或持续存在的数字图像为对象，对该数字图像进行能够验证真正性的加工，其中，包括以下步骤第1提取步骤，从加工前数字图像中，将该加工前数字图像的至少一部分作为加工对象提取；第1运算步骤，对上述加工对象信息，使用预定的第1构造要素进行第1形态学运算，从而获得第1形态学图像信息；及第1生成步骤，生成含有上述第1形态学图像信息的加工后数字图像。
2. 根据权利要求1所述的图像加工方法，其中，上述第1提取步骤中，按照加工前数字图像的频率成分、颜色成 分、亮度成分及位平面中的任意一个，对该加工前数字图像进行成分 分解，并将由此获得的多个图像成分中的至少任意一个作为加工对象 成分提取，上述第1运算步骤中，对上述加工对象成分进行上述第1形态学 运算，从而获得上述第1形态学图像信息，并且，上述第1生成步骤中，对上述第1形态学图像信息、及上述多个 图像成分中除了上述加工对象成分以外的剩余的图像成分进行成分合成。
3. 根据权利要求l所述的图像加工方法，其中，上述第1提取步骤中，从加工前数字图像中，将分别构成该数字 图像的一部分的、 一个或一个以上具有特定形状的部分图像作为加工 对象图像提取，上述第I运算步骤中，对上述加工对象图像进行上述第1形态学 运算，从而获得上述第1形态学图像信息，并且，上述第1生成步骤中，变更上述加工前数字图像中相当于上述加工对象图像的区域的图像信息，以含有上述第l形态学图像信息。
4. 根据权利要求1所述的图像加工方法，其中，还包括第2运算步骤，对上述加工对象信息和上述第1形态学图 像信息的差分信息，利用与上述第1构造要素不同的第2构造要素进行第2形态学运算，从而获得第1形态学差分信息，上述第1生成步骤中，对上述第1形态学图像信息和上述第1形 态学差分信息进行逻辑差分运算，从而生成上述加工后数字图像。
5. 根据权利要求4所述的图像加工方法，其中，上述第1提取步骤中，按照加工前数字图像的频率成分、颜色成 分、亮度成分及位平面中的任意一个，对该加工前数字图像进行成分 分解，并将由此获得的多个图像成分中的至少任意一个作为加工对象 成分提取，上述第1运算步骤中，对上述加工对象成分进行上述第1形态学 运算，从而获得上述第1形态学图像信息，并且，上述第2运算步骤中，对上述加工对象成分和上述第1形态学图 像信息的差分信息，利用与上述第1构造要素不同的第2构造要素进 行第2形态学运算，从而获得第1形态学差分信息。
6. 根据权利要求4所述的图像加工方法，其中，上述第1提取步骤中，将从加工前数字图像切取的、分别构成该 加工前数字图像的一部分的、 一个或一个以上具有特定形状的切取图 像作为加工对象图像提取，上述第1运算步骤中，对上述加工对象图像进行上述第1形态学 运算，从而获得上述第l形态学图像信息，并且，上述第2运算步骤中，对上述加工对象图像和上述第1形态学图 像信息的差分信息，利用与上述第1构造要素不同的第2构造要素进 行第2形态学运算，从而获得上述第1形态学差分信息。
7. 根据权利要求1 6的任意一项所述的图像加工方法，其中， 上述第1提取步骤中，作为上述加工前数字图像，在成为加工对象的数字图像上预先重叠背景图像。
8. —种计算机程序，用于执行权利要求要1 7所述的图像加工方法。
9. 一种存储介质，存储了权利要求8所述的计算机程序。
10. —种图像检查方法，对于从可删改的环境取得的、通过权利 要1所述的图像加工方法进行了真正性验证用的加工的数字图像，检查其真正性，其中，包括以下步骤第2提取步骤，从取得数字图像中，将该取得数字图像的至少一 部分作为检查对象信息提取；第3运算步骤，对上述检查对象信息，使用和上述第l构造要素 相同的第3构造要素进行第3形态学运算，获得第2形态学图像信息；第2生成步骤，生成含有上述第2形态学图像信息的检查用数字 图像；及判断步骤，根据上述检査用数字图像和上述取得数字图像的差分 信息，判断该取得数字图像的真正性。
11. 一种图像检査方法，对于从可删改的环境取得的、通过权利 要求2所述的图像加工方法进行了真正性验证用的加工的数字图像， 检查其真正性，其中，包括以下步骤第2提取步骤，按照取得数字图像的频率成分、颜色成分、亮度 成分及位平面中的任意一个，对该取得数字图像进行成分分解，并将 由此获得的多个图像成分中的至少任意一个作为检查对象信息提取；第3运算步骤，对上述检查对象信息使用和上述第1构造要素相 同的第3构造要素进行第3形态学运算，从而获得第2形态学图像信 息；第2生成步骤，对上述第2形态学图像信息、及上述多个图像成 分中除了上述检查对象成分以外的剩余的图像成分进行成分合成，从 而生成检查用数字图像；及判断步骤，根据上述检查用数字图像和上述取得数字图像的差分 信息，判断该取得数字图像的真正性。
12. —种图像检查方法，对于从可删改的环境取得的、通过权利要求3所述的图像加工方法进行了真正性验证用的加工的数字图像，检查其真正性，其中，包括以下步骤.-第2提取步骤，将取得数字图像的整体作为检查对象图像提取； 第3运算步骤，对上述检查对象图像使用和上述第1构造要素相同的第3构造要素进行第3形态学运算，从而获得第2形态学图像信息；第2生成步骤，将上述第2形态学图像信息和上述取得数字图像 的差分图像作为检查用数字图像生成；及 '判断步骤，根据生成的上述检査用数字图像，判断该取得数字图 像的真正性。
13. —种图像检查方法，对于从可删改的环境取得的、通过权利 要求4所述的图像加工方法进行了真正性验证用的加工的数字图像， 检查其真正性，其中，包括以下步骤第2提取步骤，从取得数字图像中，将该取得数字图像的至少一 部分作为检查对象信息提取；第3运算步骤，对上述检查对象图像使用和上述第1构造要素相 同的第3构造要素进行第3形态学运算，从而获得第2形态学图像信 息；第4运算步骤，对上述检查对象信息和上述第2形态学图像信息 的差分信息，利用和上述第2构造要素相同的第4构造要素进行第4 形态学运算，从而获得第2形态学差分信息；及判断步骤，根据上述第2形态学差分信息，判断上述取得数字图像的真正性。
14. 一种图像检查方法，对于从可删改的环境取得的、通过权利要求5所述的图像加工方法进行了真正性验证用的加工的数字图像，检査其真正性，其中，包括以下步骤第2提取步骤，按照取得数字图像的频率成分、颜色成分、亮度 成分及位平面中的任意一个，对该取得数字图像进行成分分解，并将 由此获得的多个图像成分中的至少任意一个作为检査对象信息提取；第3运算步骤，对上述检查对象信息使用和上述第1构造要素相 同的第3构造要素进行第3形态学运算，从而获得第2形态学图像信 息；第4运算步骤，对上述检查对象信息和上述第2形态学图像信息 的差分信息，利用和上述第2构造要素相同的第4构造要素进行第4 形态学运算，从而获得第2形态学差分信息；及判断步骤，根据上述第2形态学差分信息，判断上述取得数字图 像的真正性。
15. —种图像检査方法，对于从可删改的环境取得的、通过权利 要求6所述的图像加工方法进行了真正性验证用的加工的数字图像， 检查其真正性，其中，包括以下步骤-第2提取步骤，将从取得数字图像切取的、分别构成该取得数字 图像的一部分的、 一个或一个以上具有特定形状的切取图像作为检查 对象图像提取；第3运算步骤，对上述检查对象图像使用和上述第1构造要素相同的第3构造要素进行第3形态学运算，从而获得第2形态学图像信 自.第4运算步骤，对上述检査对象信息和上述第2形态学图像信息 的差分信息，利用和上述第2构造要素相同的第4构造要素进行第4 形态学运算，从而获得第2形态学差分信息；及判断步骤，根据上述第2形态学差分信息，判断上述取得数字图像的真正性。
16. —种计算机程序，用于执行权利要求要10~15所述的图像检查方法。
17. —种存储介质，存储了权利要求16所述的计算机程序。
全文摘要
本发明涉及一种可高效且高精度地进行对数字图像的真正性验证的、适用性强的图像加工方法及图像检查方法。在该图像加工方法中，对可删改的环境下可暂时或持续存在的数字图像的至少一部分，使用预定的构造要素进行第一次形态学运算，从而加工该数字图像。在该图像检查方法中，对加工的该数字图像，使用和第一次相同的构造要素进行第二次形态学运算。形态学运算具有幂等性，通过判断该第二次形态学运算前后的图像的同一性，可检测有无删改。
文档编号H04N1/387GK101622858SQ20078005200
公开日2010年1月6日 申请日期2007年3月6日 优先权日2007年3月6日
发明者后藤由光, 柿井俊昭, 畑洋一, 藤吉正明, 西川清史, 贵家仁志 申请人:住友电气工业株式会社;公立大学法人首都大学东京