JP2010011460A - 画像生成装置および画像生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 １つの第１の画像を第２の画像に埋め込んだだけでは、偽造を確認するうえで不十分となることがある。
【解決手段】 互いに異なる複数のパターン画像に対応する互いに異なる複数の付加画像（１０３−１〜１０３−ｎ）を用いて、複数のパターン画像の信号を変調することにより、複数のパターン変調画像を生成する変調部（１０４）と、カラー画像の色情報を各パターン変調画像に応じて変化させて、複数のパターン変調画像をカラー画像に重畳することにより、記録可能な合成画像を生成する重畳部（１０２）と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラー画像に複数の付加画像を重畳して合成画像を生成する画像生成装置に関する。

複写機の普及により画像（原本）の複製が容易となっている。このため、画像が本物（原本）であるか否かを確認する方法が求められる。

特許文献１では、１つの第１の画像を第２の画像（原本）に埋め込んで、合成画像を生成している。肉眼で合成画像を観察したときには、第２の画像だけが視認される。一方、合成画像が記録された記録物に特殊のシートを重ねると、第２の画像に第１の画像が重なって見える。これにより、原本の画像が偽造されているか否かを確認することができる。

しかしながら、１つの第１の画像を第２の画像に埋め込んだだけでは、偽造を確認するうえで不十分となることがある。

上述した課題を解決するため、本発明の一態様は、互いに異なる複数のパターン画像に対応する互いに異なる複数の付加画像を用いて、複数のパターン画像の信号を変調することにより、複数のパターン変調画像を生成する変調部と、カラー画像の色情報を各パターン変調画像に応じて変化させて、複数のパターン変調画像をカラー画像に重畳することにより、記録可能な合成画像を生成する重畳部と、を備える画像生成装置に関する。

また、本発明の別の態様は、互いに異なる複数のパターン画像に対応する互いに異なる複数の付加画像を用いて、複数のパターン画像の信号を変調することにより、複数のパターン変調画像を生成し、カラー画像の色情報を各パターン変調画像に応じて変化させて、複数のパターン変調画像をカラー画像に重畳することにより、記録可能な合成画像を生成する、画像生成方法に関する。

本発明によれば、複数の埋込画像をカラー画像に埋め込むことにより、偽造に対するセキュリティのレベルを高めることができる。

本発明の第１の実施形態である画像生成装置の構成を示すブロック図である。 メモリに格納された基本パターンを示す模式図である。 埋込パターンの生成方法を説明する図である。 他の埋込パターンの生成方法を説明する図である。 合成画像の生成方法を示すフローチャートである。 マスクシートに形成されるパターンを示す図である。 マスクシートに形成される他のパターンを示す図である。 マスクシートにパターンを形成する処理を示すフローチャートである。 マスクシートを合成画像に重ねたときに、強調される画素を示す模式図である。 マスクシートを合成画像に重ねたときの表示状態を示す模式図である。 他のマスクシートを合成画像に重ねたときに、強調される画素を示す模式図である。 他のマスクシートを合成画像に重ねたときの表示状態を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態において、埋込パターンの生成方法を説明する図である。 本発明の第３の実施形態において、カラー画像における埋込パターンの重畳領域を示す図である。 本発明の第４の実施形態である画像生成装置の構成を示すブロック図である。 フーリエ変換面におけるビット配置を示す図である。 フーリエ変換面におけるビット配置を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態である画像生成装置について説明する。本実施形態の画像生成装置は、カラー画像に複数の埋込画像（付加画像）を埋め込んで、合成画像を生成する。複数の埋込画像は、互いに異なる画像である。生成された合成画像は、用紙といった記録物に記録（画像形成）される。

記録物に記録された合成画像は、人間が外部から直接、観察したときには、ほぼカラー画像だけが視認され、埋込画像は視認されない。一方、後述する特殊なシートを用いると、合成画像（カラー画像）の中から埋込画像を視認することができる。

図１は、本実施形態である画像生成装置の構成を示す。

入力部１０１には、原本となるカラー画像Ｓ１のデータが入力される。カラー画像Ｓ１のデータは、重畳部１０２に送られる。

一方、カラー画像Ｓ１に埋め込まれるｎ個の埋込画像のデータ１０３−１〜１０３−ｎは、埋込パターン生成部１０４に送られる。ｎは、２以上の整数である。カラー画像Ｓ１に埋め込まれる埋込画像の数ｎや内容は、ユーザが適宜選択することができる。

埋込画像１０３−１〜１０３−ｎは、互いに異なる内容を示す画像である。ここでいう内容とは、外部観察によって画像を識別できるものをいい、例えば、画像の大きさや形状がある。また、画像には、絵、文字、記号、数字が含まれる。

埋込画像データ１０３−１〜１０３−ｎは、予め作成して、メモリ（不図示）に格納しておくことができる。また、埋込画像データを新たに作成して、メモリに追加することもできる。

埋込パターン生成部（変調部）１０４は、メモリ１０５から基本パターン（パターン画像）を取得する。なお、新たに作成された埋込画像データを、埋込パターン生成部１０４に供給することもできる。

図２は、メモリ１０５に格納された複数の基本パターン１０５−１〜１０５−ｎを示している。基本パターン１０５−１〜１０５−ｎは、互いに異なるパターンを有している。なお、基本パターン１０５−１〜１０５−ｎは、人間の目に感じにくい空間周波数の高い画像であることが好ましい。

基本パターン１０５−１〜１０５−ｎは、埋込画像データ１０３−１〜１０３−ｎの数だけ用意されている。基本パターン１０５−１〜１０５−ｎは、埋込画像データ１０３−１〜１０３−ｎに対応付けられている。

埋込パターン生成部１０４は、特定の埋込画像データ１０３−ｋ（ｋは１からｎの任意の値）が入力されると、埋込画像データ１０３−ｋに対応した基本パターン１０５−ｋをメモリ１０５から読み出す。埋込パターン生成部１０４は、埋込画像データ１０３−ｋに基づいて、対応する基本パターン１０５−ｋを加工して、埋込パターン（パターン変調画像）を生成する。

具体的には、埋込パターン生成部１０４は、基本パターン１０５−ｋの信号を、埋込画像データ１０３−ｋの信号によって変調することにより、埋込パターンの信号を生成する。埋込パターン生成部１０４は、生成した埋込パターンを重畳部１０２に供給する。

埋込パターンの生成方法について、図３および図４を用いて具体的に説明する。

図３に示す埋込パターンＣ１は、基本パターンＡ１を埋込画像Ｂ１で加工（変調）したパターンである。

基本パターンＡ１は、互いに異なる複数の画素Ａ１１，Ａ１２で構成されている。画素Ａ１１，Ａ１２は、後述するように、カラー画像Ｓ１の色差を変化させるときの指標となる。画素Ａ１１および画素Ａ１２においては、色差を変化させる値が互いに異なっている。基本パターンＡ１では、画素Ａ１１，Ａ１２が、ｘ方向およびｙ方向において、交互に配置されている。

埋込画像Ｂ１は、カラー画像Ｓ１に埋め込まれる、モノクロの２値画像である。埋込画像Ｂ１は、複数の画素Ｂ１０によって構成されている画像領域と、画素Ｂ１０が位置していない背景領域と、を有している。基本パターンＡ１および埋込画像Ｂ１は、同一のサイズ（画素数）を有している。

埋込パターンＣ１は、基本パターンＡ１のうち、埋込画像Ｂ１の画素Ｂ１０に対応した画素を反転させることによって生成される。例えば、埋込画像Ｂ１のうち、位置Ｐ１（（ｘ，ｙ）＝（４，２））には、画素Ｂ１０が存在する。このため、基本パターンＡ１における位置Ｐ１の画素を、画素Ａ１１から画素Ａ１２に変更する。

図４に示す埋込パターンＣ２は、基本パターンＡ２を埋込画像Ｂ２で加工（変調）したパターンである。

基本パターンＡ２は、図３に示す基本パターンＡ１とは異なるパターンを有している。基本パターンＡ２では、複数の画素Ａ２１がｙ方向に並んで配置されており、一部の領域では、画素Ａ２１の列がｘ方向に並んで配置されている。また、複数の画素Ａ２２がｙ方向に並んで配置されており、一部の領域では、画素Ａ２２の列がｘ方向に並んで配置されている。画素Ａ２１，Ａ２２は、図３で説明した画素Ａ１１，Ａ１２と同様の機能を有している。

埋込画像Ｂ２の内容は、図３に示す埋込画像Ｂ１の内容と異なっている。埋込画像Ｂ２は、複数の画素Ｂ２０によって構成された画像領域と、画素Ｂ２０が位置していない背景領域と、を有している。埋込画像Ｂ２では、複数の画素Ｂ２０によって“ＴＥＣ”の文字が構成されている。基本パターンＡ２および埋込パターンＣ２は、同一のサイズ（画素数）を有している。

埋込パターンＣ２は、基本パターンＡ２のうち、埋込画像Ｂ２の画素Ｂ２０に対応した画素を反転させることによって生成される。例えば、埋込画像Ｂ２において、位置Ｐ２（（ｘ，ｙ）＝（１，３））には、画素Ｂ２０が存在する。このため、基本パターンＡ２における位置Ｐ２の画素を、画素Ａ２１から画素Ａ２２に変更する。

図３および図４を用いた説明では、基本パターンＡ１，Ａ２のうち、埋込画像Ｂ１，Ｂ２の画素Ｂ１０，Ｂ２０と重なる画素を反転させているが、これに限るものではない。例えば、基本パターンＡ１，Ａ２のうち、埋込画像Ｂ１，Ｂ２の背景領域と重なる領域の画素を反転させることもできる。この場合には、基本パターンＡ１，Ａ２のうち、画素Ｂ１０，Ｂ２０と重なる画素は反転させない。

図１に示す重畳部１０２は、入力部１０１から供給されたカラー画像Ｓ１と、埋込パターン生成部１０４から供給された複数の埋込パターンとを重畳して、合成画像を生成する。

具体的には、重畳部１０２は、カラー画像Ｓ１の色差を、各埋込パターンに応じて変化させる。色差を変化させることにより、カラー画像Ｓ１に対して肉眼では観察しにくい変化を与えることができる。なお、色差の代わりに、彩度を変化させることもできるし、色差および彩度の両方を変化させることもできる。

カラー画像Ｓ１に対して、図３に示す埋込パターンＣ１および図４に示す埋込パターンＣ２を重畳する方法について、以下に説明する。

図３に示す埋込パターンＣ１をカラー画像Ｓ１に重畳する場合には、人間の視覚で認識しにくい黄−青方向の変調を、埋込パターンＣ１に基づいて、カラー画像Ｓ１に施すことができる。例えば、カラー画像Ｓ１のうち、埋込パターンＣ１の画素Ａ１１に対応した画素については、次式（１）〜（３）に示すように画素値を変化させることができる。

Ｒ_２＝Ｒ_１＋ｄ／６ ・・・（１）
Ｇ_２＝Ｇ_１＋ｄ／６ ・・・（２）
Ｂ_２＝Ｂ_１−ｄ／３ ・・・（３）

Ｒ_１，Ｇ_１，Ｂ_１は、入力部１０１から供給されたカラー画像Ｓ１における各色成分の値を示す。Ｒ_２，Ｇ_２，Ｂ_２は、カラー画像Ｓ１を埋込パターンＣ１で変調した後における各色成分の値を示す。ｄは、変動幅を示す。

一方、カラー画像Ｓ１のうち、埋込パターンＣ１の画素Ａ１２に対応した画素については、次式（４）〜（６）に示すように画素値を変化させることができる。式（４）〜（６）は、式（１）〜（３）における“ｄ”の符号を反転させたものである。

Ｒ_２＝Ｒ_１−ｄ／６ ・・・（４）
Ｇ_２＝Ｇ_１−ｄ／６ ・・・（５）
Ｂ_２＝Ｂ_１＋ｄ／３ ・・・（６）

上述した変調によって、図３に示す埋込パターンＣ１をカラー画像Ｓ１に重畳することができる。

ここで、埋込パターンＣ１のサイズは、カラー画像Ｓ１のサイズと一致していてもよいし、カラー画像Ｓ１のサイズよりも小さくてもよい。埋込パターンＣ１およびカラー画像Ｓ１が同一のサイズであれば、カラー画像Ｓ１の全体に対して埋込パターンを重畳する。また、埋込パターンＣ１がカラー画像Ｓ１よりも小さい場合には、カラー画像Ｓ１内の所定領域に対して埋込パターンＣ１を重畳する。この場合において、埋込パターンＣ１を重畳する位置は、適宜設定することができる。

次に、重畳部１０２は、埋込パターンＣ１が重畳されたカラー画像Ｓ１に対して、図４に示す埋込パターンＣ２を重畳する。埋込パターンＣ２を重畳する方法は、上述した埋込パターンＣ１を重畳する方法と同様である。また、埋込パターンＣ２は、埋込パターンＣ１と同一の領域に重畳される。

例えば、カラー画像Ｓ１のうち、埋込パターンＣ２の画素Ａ２１に対応する画素については、上記式（１）〜（３）と同様に画素値を変化させることができる。また、カラー画像Ｓ１のうち、埋込パターンＣ２の画素Ａ２２に対応する画素については、上記式（４）〜（６）と同様に画素値を変化させることができる。

これにより、カラー画像Ｓ１に対して、２つの埋込画像Ｂ１，Ｂ２が埋め込まれた画像（合成画像Ｓ２、図１参照）が得られる。

ここで、埋込パターンＣ１，Ｃ２は、カラー画像Ｓ１の同一領域に重畳されるため、埋込パターンＣ１，Ｃ２の干渉によって、後述する画像再生方法を用いても埋込画像Ｂ１，Ｂ２を視認しにくくなることがある。そこで、埋込パターンＣ１，Ｃ２の干渉を軽減するために、互いに異なる色差方向で変調を行うことができる。

例えば、埋込パターンＣ１をカラー画像Ｓ１に重畳するときには、黄−青方向の変調を行うことができる。そして、埋込パターンＣ２を重畳するときには、マゼンタ−緑方向の変調を行うことができる。

より具体的には、埋込パターンＣ１を重畳するときには、上記式（１）〜（６）を用いて、カラー画像Ｓ１を変調することができる。一方、埋込パターンＣ２を重畳するときには、画素Ａ２１に対応した画素について、式（７）〜（９）に示すように画素値を変化させることができる。

Ｒ_２＝Ｒ_１−ｄ／６ ・・・（７）
Ｇ_２＝Ｇ_１＋ｄ／３ ・・・（８）
Ｂ_２＝Ｂ_１−ｄ／６ ・・・（９）

なお、埋込パターンＣ２の画素Ａ２２に対応した画素については、各式（７）〜（９）に示す“ｄ”の符号を反転させた式を用いて画素値を変化させることができる。

上述した例では、２つの埋込画像をカラー画像Ｓ１に埋め込んでいるが、これに限るものではない。すなわち、３つ以上の埋込画像をカラー画像Ｓ１に埋め込むことができる。この場合には、３つ以上の埋込画像に対応した埋込パターンを生成しておき、これらの埋込パターンをカラー画像に重畳すればよい。

また、上述した例では、カラー画像の同一領域に対して複数の埋込パターンを重畳しているが、これに限るものではない。すなわち、カラー画像内の異なる画像領域に対して埋込パターンを重畳することができる。例えば、カラー画像内の第１の画像領域に対して、図３に示す埋込パターンＣ１を重畳することができる。そして、カラー画像のうち、第１の画像領域とは異なる位置にある第２の画像領域に対して、図４に示す埋込パターンＣ２を重畳することができる。

重畳部１０２で生成された合成画像Ｓ２は、出力部１０６から出力される（図１参照）。出力部１０６から出力された合成画像Ｓ２は、記録物に記録される。例えば、合成画像Ｓ２を用紙に印刷することができる。

重畳部１０２で生成された合成画像Ｓ２は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分で表現されている。このため、合成画像Ｓ２を印刷するときには、Ｒ，Ｇ，Ｂの色成分をＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロ）の色成分に変換しておくことが好ましい。

次に、カラー画像Ｓ１から合成画像Ｓ２を生成する一般的な処理（プログラム処理）について、図５を用いて説明する。図５に示す処理は、記録媒体に記録可能なプログラムに従って実行することができる。

記録媒体としては、例えば、ＲＯＭやＲＡＭといった、コンピュータに実装される内部記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭやフレキシブルディスク、ＤＶＤディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード等の可搬型記憶媒体、コンピュータプログラムを保持するデータベース、回線上の伝送媒体がある。

入力部１０１にカラー画像Ｓ１（ｘ，ｙ）が入力される（ＡＣＴ２０１）。カラー画像Ｓ１（ｘ，ｙ）に埋め込む埋込画像Ｂｎ（ｘ，ｙ）と埋込画像の数ｎを設定する（ＡＣＴ２０２）。例えば、ユーザの手入力によって、数ｎおよび埋込画像Ｂｎ（ｘ，ｙ）を設定することができる。

埋込パターン生成部１０４は、ｎ０を１にセットする（ＡＣＴ２０３）。埋込パターン生成部１０４は、基本パターンＡｎ（ｘ，ｙ）を発生させる（ＡＣＴ２０４）。具体的には、メモリから基本パターンＡｎ（ｘ，ｙ）を取得したり、新たな基本パターンＡｎ（ｘ，ｙ）の入力を受けたりする。

埋込パターン生成部１０４は、埋込画像Ｂｎ（ｘ，ｙ）が０であるか否かを判別する（ＡＣＴ２０５）。ここで、上述したように埋込画像は２値画像であるため、埋込画像Ｂｎ（ｘ，ｙ）は０又は１の値を示す。

埋込画像Ｂｎ（ｘ，ｙ）が１であれば、埋込パターン生成部１０４は、基本パターンＡｎ（ｘ，ｙ）を変調する（ＡＣＴ２０６）。言い換えれば、図３および図４で説明したように、基本パターンの画素を反転させる。

一方、埋込画像Ｂｎ（ｘ，ｙ）が０であれば、埋込パターン生成部１０４は、基本パターンＡｎ（ｘ，ｙ）を変調しない。言い換えれば、図３および図４で説明したように、基本パターンの画素を反転させない。

重畳部１０２は、変調した基本パターンＡｎ’（ｘ，ｙ）をカラー画像Ｓ１（ｘ，ｙ）に重畳して、合成画像Ｓ２（ｘ，ｙ）を生成する（ＡＣＴ２０７）。そして、ｎ０がｎであるか否かを判別する（ＡＣＴ２０８）。ｎ０がｎでなければ、ｎ０に１を加える（ＡＣＴ２０９）。そして、ＡＣＴ２０４〜２０７の処理を繰り返す。一方、ｎ０がｎであれば、合成画像Ｓ２（ｘ，ｙ）が出力される（ＡＣＴ２１０）。

次に、合成画像Ｓ２から複数の埋込画像を再生する方法について説明する。以下の説明は、カラー画像Ｓ１に埋込パターンＣ１，Ｃ２（図３，４参照）が重畳された合成画像Ｓ２から、埋込画像Ｂ１，Ｂ２を再生する方法である。

埋込画像Ｂ１，Ｂ２の再生は、合成画像Ｓ２が記録された記録物に、以下に説明するマスクシート（シート部材）を重ねることによって行われる。

図６Ａは、埋込画像Ｂ１の再生に用いられるマスクシート２０１を示す。マスクシート２０１は、図３に示す基本パターンＡ１と同一のパターンを有している。画素Ｍ１１は、遮光領域であり、画素Ｍ１２は、透光領域である。画素Ｍ１１は、画素Ｍ１２よりも透過率が低くなっている。

マスクシート２０１は、例えば、透明シートのうち画素Ｍ１１に相当する部分に、黒色を印字することによって形成することができる。ここで、画素Ｍ１２に相当する部分は、透明なままとなっている。なお、画素Ｍ１２を黒色領域とし、画素Ｍ１１を透明領域とすることもできる。

図６Ｂは、埋込画像Ｂ２の再生に用いられるマスクシート２０２を示す。マスクシート２０２は、図４に示す基本パターンＡ２と同一のパターンを有している。画素Ｍ２１は、遮光領域であり、画素Ｍ２２は、透光領域である。画素Ｍ２１は、画素Ｍ２２よりも透過率が低くなっている。マスクシート２０２は、上述したマスクシート２０１と同様に作製することができる。

図７は、マスクシートのパターンを印刷するときの処理を示している。図７に示す処理は、記録媒体に記録可能なプログラムに従って実行することができる。

マスクシートのサイズを入力する（ＡＣＴ３０１）。基本パターンに割り当てられた番号ｎを入力する（ＡＣＴ３０２）。マスクシートのサイズや番号ｎは、例えば、ユーザによって入力することができる。

入力された番号ｎに対応する基本パターンＡｎ（ｘ，ｙ）を発生する（ＡＣＴ３０３）。具体的には、メモリに格納された基本パターンＡｎ（ｘ，ｙ）を取得したり、新たな基本パターンＡｎ（ｘ，ｙ）の入力を受けたりする。

基本パターンＡｎ（ｘ，ｙ）を出力して、パターンの印刷を行う（ＡＣＴ３０４）。上述した処理は、一般的な画像形成処理と同様である。

合成画像が記録された記録物にマスクシート２０１を重ねると、埋込画像Ｂ１を観察することができる。

マスクシート２０１を合成画像に重ねると、マスクシート２０１の透光領域（画素Ｍ１２）だけを介して、合成画像の一部を視認することができる。上述したように、カラー画像Ｓ１に重畳された埋込パターンＣ１は、埋込画像Ｂ１によって、基本パターンＡ１における一部の画素が反転している。

このため、基本パターンＡ１と同一のパターンを有するマスクシート２０１を用いることにより、図８Ａに示すように、反転した画素が強調される。したがって、図８Ｂに示すように、合成画像Ｓ２から埋込画像Ｂ１を確認することができる。図８Ｂに示す例では、カラー画像Ｓ１の一部の領域に、図３に示す埋込パターンＣ１を重畳したものである。

一方、マスクシート２０２を合成画像に重ねると、上述したマスクシート２０１と同様の原理によって、埋込画像Ｂ２を観察することができる。具体的には、図９Ａに示すように、基本パターンＡ２の画素に対して反転した画素が強調される。そして、図９Ｂに示すように、合成画像Ｓ２から埋込画像Ｂ２を確認することができる。図９Ｂに示す例では、カラー画像Ｓ１の一部の領域に、図４に示す埋込パターンＣ２を重畳したものである。

なお、図６Ａおよび図６Ｂに示す例では、各マスクシート２０１，２０２に対して、１つの基本パターンＡ１，Ａ２を形成しているが、これに限るものではない。例えば、１つのマスクシートのうち、互いに異なる複数の領域に対して、互いに異なる複数の基本パターンを形成することができる。この場合には、各基本パターンが形成された領域を用いて、埋込画像を観察することができる。

また、マスクシートの代わりに、光学素子としてのレンチキュラーレンズ（シート部材）を用いることもできる。レンチキュラーレンズでは、複数の円柱レンズ部が平行に並べられている。レンチキュラーレンズを用いる場合には、図４に示すストライプ状の基本パターンＡ２を用いることができる。そして、円柱レンズ部のピッチは、基本パターンＡ２におけるｘ方向のピッチと等しくなっている。

レンチキュラーレンズのピッチおよび基本パターンＡ２のピッチが合うように、レンチキュラーレンズを合成画像Ｓ２に重ねれば、埋込画像を確認することができる。

本実施形態によれば、複数の埋込画像をカラー画像に埋め込むことにより、偽造に対するセキュリティのレベルを高めることができる。

具体的には、複数種類のマスクシートを用いなければ、複数の埋込画像を確認することができない。そして、複数の埋込画像を確認したうえで、カラー画像が本物であることを判断することができる。また、カラー画像Ｓ１の同一領域に、複数の埋込画像を埋め込めば、各埋込画像を第三者に発見されにくくすることができる。

ここで、カラー画像Ｓ１に重畳される埋込パターンの数が多くなるほど、偽造に対するセキュリティのレベルを高めることができる。一方、埋込パターンの重畳が繰り返されることにより、合成画像Ｓ２の画質が劣化してしまうおそれがある。この点を考慮して、カラー画像に重畳する埋込パターンの数、言い換えれば、埋込画像の数を決定することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態では、１つのマスクシートを用いて、合成画像から複数の埋込画像を再生する。なお、第１の実施形態で説明したものについては、同一符号を用いる。

本実施形態では、図３で説明した埋込画像Ｂ１によって、図１０に示す基本パターンＡ３を加工（変調）することにより、埋込パターンＣ３を生成する。

基本パターンＡ３は、図４で説明した基本パターンＡ２を反時計方向に９０度だけ回転させたパターンである。具体的には、各画素Ａ３１，Ａ３２は、ｘ方向に並んで配置されており、各画素Ａ３１，Ａ３２の行は、ｙ方向に並んで配置されている。

埋込パターン生成部１０４は、第１の実施形態で説明したように、基本パターンＡ３のうち、埋込画像Ｂ１の画素Ｂ１０に対応した画素Ａ３１，Ａ３２を反転させることにより、埋込パターンＣ３を生成する。

重畳部１０２は、図１０に示す埋込パターンＣ３および図４に示す埋込パターンＣ２をカラー画像Ｓ１に重畳する。これにより、カラー画像Ｓ１に埋込画像Ｂ１，Ｂ２が埋め込まれた合成画像Ｓ２が生成される。

合成画像Ｓ２に対して、図６Ｂに示すマスクシート２０２を重ねれば、埋込画像Ｂ１，Ｂ２を視認することができる。具体的には、マスクシート２０２のパターンが基本パターンＡ３と一致するように、マスクシート２０２を配置すれば、埋込画像Ｂ１を視認することができる。また、マスクシート２０２のパターンが基本パターンＡ２と一致するように、マスクシート２０２を配置すれば、埋込画像Ｂ２を視認することができる。

基本パターンＡ３は、基本パターンＡ２を反時計方向に９０度回転させたパターンであるが、これに限るものではない。すなわち、二次元平面内の任意の方向に関して、基本パターンＡ２が存在していればよい。ここで、２つの基本パターンは、点対称の関係を有している。

例えば、基本パターンＡ３として、基本パターンＡ２を時計方向に９０度回転させたパターンを用いることができる。また、基本パターンＡ２を、時計方向又は反時計方向に４５度回転させたパターンを用いることもできる。この場合には、マスクシート２０２を二次元平面内で回転させれば、回転角度に応じて複数の埋込画像を視認することができる。

また、マスクシートの表裏を反転させることにより、複数の埋込画像を視認させることもできる。言い換えれば、ｘ方向又はｙ方向の軸に関して線対称のパターンを有するマスクシートを用いることができる。マスクシートのパターンによっては、マスクシートの表裏を反転させることにより、特定方向から見たときのパターンを異ならせることができる。

このため、マスクシートの一方の面が合成画像と向かい合うようにマスクシートを配置することにより、１つの埋込画像を視認することができる。また、マスクシートの一方の面が観察者と向かい合うようにマスクシートを配置することにより、他の埋込画像を視認することができる。

本実施形態では、図６Ｂで説明したマスクシート２０２を用いているが、これに限るものではない。例えば、図６Ａで説明したマスクシート２０１を用いることもできる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態では、互いに類似する基本パターンから生成された２つの埋込パターンをカラー画像に重畳することにより、合成画像を生成する。なお、第１の実施形態で説明したものについては、同一符号を用いる。

２つの基本パターンが類似している場合において、これらの基本パターンから生成された２つの埋込パターンをカラー画像の同一領域に重畳すると、マスクシートを用いて各埋込画像を視認しにくくなってしまう。基本パターンが類似しているか否かは、上述したように、埋込画像が視認し難いか否かで判別することができる。

本実施形態では、互いに類似する２つの基本パターンから生成された２つ埋込パターンを、カラー画像内の互いに異なる位置の画像領域に重畳する。言い換えれば、互いに類似する基本パターンから生成された複数の埋込パターンを、カラー画像の同一領域に重畳するのを禁止する。これにより、マスクシートを用いて、２つの埋込画像を容易に視認することができる。以下、具体的に説明する。

埋込パターン生成部１０４は、互いに類似する第１および第２の基本パターン１０５−１，１０５−２をメモリ１０５から取得する。基本パターンが類似しているか否かの情報は、基本パターンに関連付けてメモリ１０５に格納しておくことができる。

埋込パターン生成部１０４は、第１および第２の基本パターン１０５−１，１０５−２を、各基本パターンに対応した埋込画像１０３−１，１０３−２に基づいて加工（変調）することにより、第１および第２の埋込パターンを生成する。埋込パターン生成部１０４は、生成した第１および第２の埋込パターンとともに、基本パターンが類似していることを示す情報を重畳部１０２に供給する。

重畳部１０２は、カラー画像Ｓ１内の第１の画像領域Ｒ１に第１の埋込パターンを重畳する（図１１参照）。また、重畳部１０２は、カラー画像Ｓ１内の第２の画像領域Ｒ２に第２の埋込パターンを重畳する（図１１参照）。画像領域Ｒ１，Ｒ２の位置は、適宜設定することができる。

ここで、各画像領域Ｒ１，Ｒ２に、第３の埋込パターンを重畳することもできる。第３の埋込パターンは、第１および第２の基本パターンとは類似していない第３の基本パターンを埋込画像によって加工（変調）したものである。

なお、３つ以上の基本パターンが互いに類似している場合には、これらの基本パターンから生成された埋込パターンを、カラー画像内の互いに異なる画像領域に重畳させればよい。

本実施形態では、類似している基本パターンを予め特定しているが、これに限るものではない。例えば、埋込パターン生成部１０４又は重畳部１０２が、所定の判断基準に基づいて、基本パターンが類似しているか否かを判別することもできる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態である画像生成装置について説明する。本実施形態では、マスクシートを用いて観察される複数の埋込画像をカラー画像に埋め込むとともに、画像解析によって取得される数値データ（付加情報）をカラー画像に埋め込んでいる。

本実施形態の画像生成装置の構成について、図１２を用いて説明する。図１２において、図１で説明した要素と同一の要素については、同一符号を用いている。

第１の埋込パターン生成部１０４ａは、基本パターンを埋込画像に応じて加工することにより、埋込パターンを生成する。第１のメモリ１０５ａは、複数の埋込画像に対応した複数の基本パターンを格納している。第１の重畳部１０２ａは、第１の埋込パターン生成部１０４ａで生成された複数の埋込パターンをカラー画像Ｓ１に重畳する。第１の埋込パターン生成部１０４ａおよび第１の重畳部１０２ａの動作は、第１の実施形態で説明したとおりである。

以下、カラー画像に数値データを埋め込む方法について説明する。人間の階調識別能は、輝度方向の変化に対して高く、色差方向の変化に対して低いことが分かっている。そこで、第１の実施形態と同様に、この特性を利用して数値データを埋め込むことができる。なお、カラー画像は、一般的には、色差成分に高周波成分が含まれていない。

第２の重畳部１０２ｂには、第１の重畳部１０２ａで生成されたカラー画像（合成画像）が入力される。なお、第１の重畳部１０２ａの動作および第２の重畳部１０２ｂの動作を、１つの要素（重畳部）で行うこともできる。

第２の埋込パターン生成部（生成部）１０４ｂには、数値データ１０７が供給される。数値データ１０７は、複数のビットで構成されたコードとして、第２の埋込パターン生成部１０４ｂに供給される。

第２の埋込パターン生成部１０４ｂは、入力された数値データ１０７に基づいて、複数の周波数成分を有するパターン（埋込パターン）を生成する。本実施形態において、第２の埋込パターン生成部１０４ｂは、第２のメモリ１０５ｂに格納された基本パターンを用いて、複数の周波数成分を有するパターンを生成する。

なお、第１のメモリ１０５ａに格納される複数の基本パターンは、第２のメモリ１０５ｂに格納される複数の基本パターンと同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、数値データ１０７から設定される複数の周波数成分に基づいて、パターンを新たに生成することもできる。

第２の埋込パターン生成部１０４ｂの処理について、図１３を用いて説明する。

図１３は、主走査方向の軸および副走査方向の軸により構成されるフーリエ変換面を示しており、フーリエ変換面上には、複数の点が配置されている。各点は、上記コードを構成する各ビットに対応しており、周期および振幅を有する。フーリエ変換面では、原点からの距離で周期を示しており、原点に近いほど、周期は長く、原点から離れるほど、周期が短くなる。

図１３に示す例では、１３ビットで構成されたコードを用いることができるように設定されている。

図１３に示す黒丸は、ビットがＯＮに設定されていることを示す。ビットがＯＮに設定されていることは、このビットの周波数成分をカラー画像に加算することを意味する。また、図１３に示す白丸は、ビットがＯＦＦに設定されていることを示す。ビットがＯＦＦに設定されていることは、このビットの周波数成分をカラー画像に加算しないことを意味する。

図１３に示す例では、３，４，８，１０のビットがＯＮになっており、１０進数で表すと“１３０４”となる。この値が数値データ１０７となる。この数値データをカラー画像に埋め込むときには、第２の埋込パターン生成部１０４ｂは、３，４，８，１０のビットに対応した複数の周波数成分を有するパターンを生成する。

ここで、フーリエ変換面上には、方向検出のための点が設定されている。この点は、カラー画像に埋め込まれた数値データ（コード）を読み取るときに、読み取り時の画像の向きを、数値データを埋め込んだときの画像の向きに合わせるために用いられる。方向検出の点は、数値データ１０７を埋め込むときには、常にＯＮに設定される。

方向検出の点は、画像の方向を検出しやすいように、劣化が生じにくい角度で、低周波の成分とすることが好ましい。また、数値データ（コード）を構成する各ビットの周波数成分としては、方向検出の点の周波数成分とは異なる周波数成分を用いることが好ましい。これにより、誤った方向検出が行われてしまうのを防止することができる。

第２の埋込パターン生成部１０４ｂは、複数の周波数成分を有する埋込パターンを第２の重畳部１０２ｂに供給する。第２の重畳部１０２ｂは、第２の埋込パターン生成部１０４ｂからの埋込パターンをカラー画像に重畳して、合成画像Ｓ２を生成する。そして、出力部１０６は、合成画像Ｓ２を出力する。合成画像Ｓ２は、第１の実施形態で説明したように、記録物に記録される。

次に、カラー画像Ｓ１に埋め込まれた情報の再生方法について説明する。

カラー画像Ｓ１に埋め込まれた埋込画像は、第１の実施形態と同様に、合成画像にマスクシートを重ねることによって再生することができる。

一方、カラー画像に埋め込まれた数値データの再生は、以下のように行う。

まず、数値データが埋め込まれたカラー画像（合成画像）を、スキャナ等を用いて読み取ることにより、画像データを生成する。具体的には、カラー画像のうち、数値データが埋め込まれた画像領域を読み取る。そして、読み取った画像データに対してフーリエ変換を行う。

次に、フーリエ変換面上において、角度検出のための周波数成分を検出し、この検出結果に基づいて、読み取り画像の角度を調整する。そして、ビットの番号の順に、各ビットにおける周波数成分の有無を確認する。周波数成分があれば、“１”とし、周波数成分が無ければ、“０”とする。これにより、数値データ１０７を再生することができる。

ここで、カラー画像Ｓ１に埋め込まれる数値データ１０７は、埋込画像と関連付けることができる。ここでいう関連性とは、数値データ１０７によって埋込画像を特定することができればよい。

このように埋込画像と関連性を有する数値データ１０７をカラー画像Ｓ１に埋め込んでおくことにより、セキュリティレベルの高いシステムを構築することができる。例えば、偽造の埋込画像がカラー画像に埋め込まれている場合には、数値データを読み取ることにより、マスクシートを用いて視認された埋込画像が本物か否かを確認することができる。

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態では、カラー画像に複数の埋込画像を埋め込むとともに、埋込画像の真偽を示す情報（付加情報）をカラー画像に埋め込む。真の埋込画像とは、埋込画像を再生する者に対して、真に利用される画像である。偽の埋込画像とは、埋込画像を再生する者にとって利用価値の無い画像である。

埋込画像の真偽を示す情報は、第４の実施形態で説明した数値データと同様の方法によって、カラー画像に埋め込むことができる。

具体的には、第４の実施形態と同様に、フーリエ変換面上に複数の点を設けておき、複数の点と複数の埋込画像とを、整理番号を用いて関連付けておく。

例えば、図１４に示すように、フーリエ変換面上に３つの点を設けておく。３つの点は、カラー画像に埋め込まれる３つの埋込画像に対応しており、点に付けた番号は、整理番号を示している。また、フーリエ変換面上には、第４の実施形態と同様に、方向検出のための点が設けられている。

第２の埋込パターン生成部１０４ｂは、図１４に示す各点のＯＮ／ＯＦＦに基づいて、複数の周波数成分を有する埋込パターンを生成する。例えば、偽の埋込画像に対応した点については、ＯＦＦに設定する。また、真の埋込画像に対応した点については、ＯＮに設定する。

第２の重畳部１０２ｂは、第２の埋込パターン生成部１０４ｂからの埋込パターンをカラー画像に重畳する。これにより、合成画像Ｓ２が生成される。

一方、第４の実施形態と同様の画像解析を行うことにより、合成画像Ｓ２に埋め込まれた情報を取得することができる。具体的には、読み取った画像データをフーリエ変換して、各点の周波数成分の有無を検出する。

これにより、フーリエ変換面の点で周波数成分が確認されれば、この点と整理番号で関連付けられた埋込画像を真の埋込画像とすることができる。また、フーリエ変換面の点で周波数成分が確認されなければ、この点と整理番号で関連付けられた埋込画像を偽の埋込画像とすることができる。

本発明を特定の態様により詳細に説明したが、本発明の精神および範囲を逸脱しないかぎり、様々な変更および改質がなされ得ることは、当業者には自明であろう。

以上に詳述したように本発明によれば、カラー画像に複数の付加画像を重畳して合成画像を生成する技術を提供することができる。

１０１：入力部、 １０２：重畳部、 １０２ａ：第１の重畳部、
１０２ｂ：第２の重畳部、 １０３−１〜１０３−ｎ：埋込画像、
１０４：埋込パターン生成部、 １０４ａ：第１の埋込パターン生成部、
１０４ｂ：第２の埋込パターン生成部、 １０５：メモリ、 １０５ａ：第１のメモリ、
１０５ｂ：第２のメモリ、 １０５−１〜１０５−ｎ：基本パターン、
１０６：出力部、 １０７：数値データ、 ２０１，２０２：マスクシート、
Ｓ１：カラー画像、 Ｓ２：合成画像

特開２００４−４８８００号公報

Claims (9)

1. 互いに異なる複数のパターン画像に対応する互いに異なる複数の付加画像を用いて、前記複数のパターン画像の信号を変調することにより、複数のパターン変調画像を生成する変調部と、
   カラー画像の色情報を前記各パターン変調画像に応じて変化させて、前記複数のパターン変調画像を前記カラー画像に重畳することにより、記録可能な合成画像を生成する重畳部と、
   を備えることを特徴とする画像生成装置。
2. 前記重畳部は、前記カラー画像内の複数の画像領域のそれぞれに対して、前記複数のパターン変調画像のそれぞれを重畳することを特徴とする請求項１に記載の画像生成装置。
3. 前記重畳部は、前記カラー画像内の第１の画像領域に、第１のパターン画像から生成された前記パターン変調画像を重畳するとともに、前記カラー画像のうち前記第１の画像領域とは異なる第２の画像領域に、前記第１のパターン画像に類似する第２のパターン画像から生成された前記パターン変調画像を重畳することを特徴とする請求項１に記載の画像生成装置。
4. 前記重畳部は、前記カラー画像内の同一領域に、前記複数のパターン変調画像を重畳することを特徴とする請求項１に記載の画像生成装置。
5. 前記重畳部は、前記色情報に含まれる色差および彩度のうち少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の画像生成装置。
6. 前記重畳部は、前記カラー画像内の同一領域に前記複数のパターン変調画像を重畳するときに、前記各パターン変調画像に応じて、前記色情報に含まれる色差を変化させる方向を異ならせることを特徴とする請求項４に記載の画像生成装置。
7. 互いに異なる複数のパターン画像に対応する互いに異なる複数の付加画像を用いて、前記複数のパターン画像の信号を変調することにより、複数のパターン変調画像を生成し、
   カラー画像の色情報を前記各パターン変調画像に応じて変化させて、前記複数のパターン変調画像を前記カラー画像に重畳することにより、記録可能な合成画像を生成する、
   ことを特徴とする画像生成方法。
8. 前記色情報に含まれる色差および彩度のうち少なくとも一方を変化させて、前記パターン変調画像を前記カラー画像に重畳することを特徴とする請求項７に記載の画像生成方法。
9. 前記カラー画像内の同一領域に前記複数のパターン変調画像を重畳するときに、前記各パターン変調画像に応じて、前記色情報に含まれる色差を変化させる方向を異ならせることを特徴とする請求項７に記載の画像生成方法。
   

Images