JP2002232698A - 電子透かしの埋め込み方法および抽出方法、並びにそれら装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 漫画などの線画を基本とした画像に適した電
子透かし技術を提供する。 【解決手段】 ブロック分割部４１は２値画像を複数の
ブロック分割する（Ｓ１０４）。画素数算出部４２はブ
ロックＡ_i毎に黒画素数Ｂ_iを求める（Ｓ１０６）。演算
部４４が対象ブロックＡ_iについて基準値ｐによる黒画
素数Ｂ_iの剰余ｂ_iを求める（Ｓ１１２）。変更画素数算
出部４５は対象ブロックＡ_iに埋め込むべき透かし情報
ｄ_iが「１」であるか「０」であるかを判定する（Ｓ１
１４）。判定の結果、透かし情報ｄ_iが「１」である場
合には剰余ｂ_iが（３／４）ｐとなるように、変更画素
数ｃ_iを求める（Ｓ１１６）。透かし情報ｄ_iが「０」で
ある場合には剰余ｂ_iが（１／４）ｐとなるように、変
更画素数ｃ_iを求める（Ｓ１１８）。画素変更部４６は
変更画素数ｃ_iに応じて、対象ブロックＡ_i内の画素の画
素値を変更する（Ｓ１２４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像データに透か
し情報を埋め込んだり、埋め込まれた透かし情報を抽出
したりするための技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インターネットなどのコンピュータネッ
トワークの発展に伴って、情報のデジタル化が進み、多
くのユーザが簡単に必要とする情報にアクセスできるよ
うになっている。その反面、そのデジタル情報に著作権
が発生しているデジタルコンテンツについて、その著者
に断わりなく容易にデータが複製できるような環境にな
りつつあり、不正コピーにともなう著作権侵害の問題が
注目されてきている。そこで、デジタルコンテンツの主
たる情報である画像に関しての著作権侵害を防止するこ
と等を目的として、著作権情報などの透かし情報を画像
データに埋め込む電子透かし技術が注目されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】画像には、自然画像や
動画像の他、漫画などの線画を基本とした画像も含まれ
る。しかしながら、従来においては、このような漫画な
どの画像に適した電子透かしの技術については提案され
ていなかった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、上記した従来技
術の問題点を解決し、漫画などの線画を基本とした画像
に適した電子透かし技術を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記した目的の少なくとも一部を達成するために、本発明
の電子透かし埋め込み方法は、画像データに透かし情報
を埋め込むための電子透かし埋め込み方法であって、 （ａ）前記画像データを、１つ以上の画素を単位とする
複数のブロックに分割する工程と、 （ｂ）分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれ
る画素のうち、その画素の有する特定の値が所定の条件
を満たす画素の数を算出する工程と、 （ｃ）算出した前記画素の数に所定の演算を施す工程
と、 （ｄ）前記所定の演算を施して得られる演算値が、予め
前記透かし情報と対応して設定されている複数の条件の
うち、そのブロックに埋め込むべき情報に対応する条件
を満たすように、そのブロックに含まれる少なくとも１
つの画素の有する前記特定の値を変更する工程と、 を備えることを要旨とする。

【０００６】このように、本発明の電子透かし埋め込み
方法では、対象となるブロックに含まれる画素のうち、
その特定の値が所定の条件を満たす画素の数を求め、そ
の数に所定の演算を施し、得られた演算値が、埋め込む
べき情報に対応する条件を満たすように、その対象ブロ
ック内の一部の画素の有する特定の値を変更するように
している。こうして、その対象ブロックでは、一部の画
素の有する特定の値が変更されたことにより、上記所定
の条件を満たす画素の数も変わって、上記所定の演算に
より得られる演算値が、埋め込む情報に対応する上記条
件を満たすようになり、結果として、その対象ブロック
に情報が埋め込まれることになる。

【０００７】つまり、本発明の電子透かし埋め込み方法
では、上記所定の条件を満たす画素の数の分布、即ち、
面積（平面的な拡がり）の分布を制御することによっ
て、透かし情報を埋め込むものである。

【０００８】従って、本発明の電子透かし埋め込み方法
によれば、視覚的にも画質に大きな影響を与えることな
く、著作権情報などの透かし情報を埋め込むことがで
き、しかも、各種の攻撃に対しても、比較的強い耐性を
持たせることができる。また、透かし情報の埋め込みに
面積（画素数）の分布を利用しており、線分や絵を構成
する領域を面積としてとらえて透かし情報を埋め込むこ
とができるため、漫画などの線画を基本とした画像に適
した透かし情報の埋め込みを行うことができる。

【０００９】なお、本明細書において、「画素の有する
特定の値」における「値」という概念には、スカラー量
も、ベクトル量も含まれるものである。

【００１０】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、（ｅ）算出した前記画素の数に基づいて、そのブロ
ックに前記透かし情報を埋め込むか否かを判定する工程
をさらに備えると共に、前記判定の結果、前記透かし情
報を埋め込むと判定されたブロックについてのみ、前記
工程（ｃ）および（ｄ）は、実行されることが好まし
い。

【００１１】このように、予め、そのブロックに透かし
情報を埋め込むか否かを判定することにより、事前に、
透かし情報の埋め込みにより画質劣化の生じる恐れがあ
るブロックを、透かし情報の埋め込みから排除すること
ができる。

【００１２】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以
上の値で表される場合に、前記工程（ｄ）では、そのブ
ロックに埋め込むべき情報が第１の値であるときには、
該第１の値に対応する前記条件として、前記演算値が第
１の範囲にあるという条件を満たすように、そのブロッ
クに埋め込むべき情報が前記第２の値であるときには、
該第１の値に対応する前記条件として、前記演算値が前
記第１の範囲とは異なる第２の範囲にあるという条件を
満たすように、前記画素の有する前記特定の値を変更す
ることが好ましい。

【００１３】このように、埋め込むべき情報に応じて、
演算値が第１の範囲にあるまたは第２の範囲にあるとい
う条件を設定することにより、埋め込まれた透かし情報
を抽出する際に、より簡単により確実に透かし情報を抽
出することができるようになる。

【００１４】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記工程（ｄ）は、ランダム値を生成する工程をさ
らに備えると共に、前記第１の値であるときには、前記
演算値が、前記第１の範囲に含まれる値のうち、前記ラ
ンダム値に応じた値となるように、前記第２の値である
ときには、前記演算値が、前記第２の範囲に含まれる値
のうち、前記ランダム値に応じた値となるように、前記
画素の有する前記特定の値を変更することが好ましい。

【００１５】このように、演算値が第１の範囲または第
２の範囲の中でランダムに分布するように、画素の有す
る特定の値を変更することにより、変更後のブロック内
における画素の分布を偏ることなく分散させることがで
き、このため、人為的な作為が第三者に検知されてしま
う恐れがない。

【００１６】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記工程（ｄ）では、前記第１の値であるときに
は、前記演算値が前記第１の範囲に含まれる第３の値と
なるように、前記第２の値であるときには、前記演算値
が前記第２の範囲に含まれる第４の値となるように、前
記画素の有する前記特定の値を変更することが好まし
い。このように、演算値が第１の範囲または第２の範囲
内の固定値になるように、画素の有する特定の値を変更
することにより、より簡単に透かし情報の埋め込みを行
うことができる。

【００１７】本発明の電子透かし埋め込み方法におい
て、前記画像データが、画素の画素値が第５または第６
の値で表される２値画像データである場合に、前記画素
の有する前記特定の値として、前記画素の画素値を用い
ると共に、前記工程（ｂ）では、前記画素の画素値が、
前記所定の条件として、前記第５の値であるという条件
を満たす画素の数を算出することが好ましい。

【００１８】また、本発明の電子透かし埋め込み方法に
おいて、前記画像データがカラー画像データである場合
に、前記画素の有する前記特定の値として、前記画素の
輝度成分の値を用いると共に、前記工程（ｂ）では、前
記画素の輝度成分の値が、前記所定の条件として、所定
の第３の範囲にあるという条件を満たす画素の数を算出
することが好ましい。

【００１９】また、本発明の電子透かし埋め込み方法に
おいて、前記画像データがカラー画像データである場合
に、前記画素の有する前記特定の値として、前記画素の
持つ色ベクトルを用いると共に、前記工程（ｂ）では、
前記色ベクトルが、前記所定の条件として、特定の色ベ
クトルであるという条件を満たす画素の数を算出するこ
とが好ましい。

【００２０】また、本発明の電子透かし埋め込み方法に
おいて、前記工程（ｂ）では、前記所定の条件としての
前記特定の色ベクトルを、分割した各ブロック毎に、ラ
ンダムに変えることが好ましい。

【００２１】さらに、本発明の電子透かし埋め込み方法
において、前記画像データが多値画像データである場合
に、前記画素の有する前記特定の値として、前記画素の
画素値における特定のビット値を用いると共に、前記工
程（ｂ）では、前記特定のビット値が、前記所定の条件
として、「１」であるという条件を満たす画素の数を算
出するか、または、「０」であるという条件を満たす画
素の数を算出することが好ましい。

【００２２】このように、画素の有する特定の値とし
て、画像データの種類（即ち、２値画像、カラー画像お
よび多値画像）に応じて、適切な値を採用することによ
り、その種類の特性に応じた透かし情報の埋め込みを行
うことが可能となる。

【００２３】本発明の電子透かし抽出方法は、透かし情
報の埋め込まれた画像データから前記透かし情報を抽出
するための電子透かし抽出方法であって、（ａ）前記画
像データを、１つ以上の画素を単位とする複数のブロッ
クに分割する工程と、（ｂ）分割した各ブロック毎に、
そのブロックに含まれる画素のうち、その画素の有する
特定の値が所定の条件を満たす画素の数を算出する工程
と、（ｃ）算出した前記画素の数に所定の演算を施す工
程と、（ｄ）前記所定の演算を施して得られた演算値
が、予め前記透かし情報と対応して設定されている複数
の条件のうち、どの条件を満たしているかを判定し、満
たしている前記条件に対応する情報を、そのブロックに
埋め込まれていた前記透かし情報として特定する工程
と、を備えることを要旨とする。

【００２４】このように、本発明の電子透かし抽出方法
では、対象となるブロックに含まれる画素のうち、その
特定の値が所定の条件を満たす画素の数を求め、その数
に所定の演算を施し、得られた演算値が、どの条件を満
たしているかを判定し、満たしている条件に対応する情
報を、埋め込まれていた情報として特定するようにして
いる。

【００２５】従って、本発明の電子透かし抽出方法によ
れば、面積（画素数）の分布を利用して埋め込まれてい
る透かし情報を、画像データから容易に抽出することが
できる。

【００２６】なお、本発明は、上記した電子透かし埋め
込み方法や電子透かし抽出方法などの方法発明の態様に
限ることなく、電子透かし埋め込み装置や電子透かし抽
出装置などの装置の発明としての態様や、それら方法や
装置を構築するためのコンピュータプログラムとしての
態様や、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒
体としての態様で実現することも可能である。また、さ
らには、上記コンピュータプログラムを含み搬送波内に
具現化されたデータ信号など、種々の態様で実現するこ
とも可能である。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を実施
例に基づいて以下の順序で説明する。 Ａ．装置の構成： Ｂ．第１の実施例： Ｂ−１．電子透かし埋め込み処理： Ｂ−２．電子透かし抽出処理： Ｃ．第２の実施例： Ｃ−１．電子透かし埋め込み処理： Ｃ−２．電子透かし埋め込み処理の変形例１： Ｃ−３．電子透かし埋め込み処理の変形例２： Ｃ−４．電子透かし埋め込み処理の変形例３： Ｃ−５．電子透かし埋め込み処理の変形例４： Ｃ−６．電子透かし抽出処理： Ｄ．第１および第２の実施例における具体例およびまと
め： Ｄ−１．埋め込み可能な情報量： Ｄ−２．画像の複雑性と埋め込みによる影響： Ｄ−３．攻撃への耐性： Ｄ−３−１．耐圧縮性： Ｄ−３−２．ＳｔｉｒＭａｒｋ： Ｄ−３−３．拡大・縮小： Ｄ−４．第１および第２の実施例の効果： Ｅ．第３の実施例： Ｅ−１．電子透かし埋め込み処理： Ｅ−２．電子透かし埋め込み処理の変形例： Ｅ−３．電子透かし抽出処理： Ｆ．第３の実施例における具体例およびまとめ： Ｆ−１．埋め込み可能な情報量： Ｆ−２．第３の実施例の効果： Ｇ．第４の実施例： Ｇ−１．電子透かし埋め込み処理： Ｇ−２．電子透かし抽出処理： Ｇ−３．電子透かし埋め込み処理の変形例： Ｈ．第４の実施例における具体例およびまとめ： Ｈ−１．複数色への埋め込み： Ｈ−２．埋め込み可能な情報量： Ｈ−３．攻撃への耐性： Ｈ−３−１．耐圧縮性： Ｈ−３−２．ＳｔｉｒＭａｒｋ： Ｉ．第５の実施例： Ｉ−１．電子透かし埋め込み処理： Ｉ−２．電子透かし埋め込み処理の変形例： Ｉ−３．電子透かし抽出処理： Ｈ．変形例： Ｈ−１．変形例１： Ｈ−２．変形例２： Ｈ−３．変形例３： Ｈ−４．変形例４： Ｈ−５．変形例５： Ｈ−６．変形例６： Ｈ−７．変形例７：

【００２８】Ａ．装置の構成：はじめに、本発明の第１
ないし第５の実施例において共通して用いられる電子透
かし装置１０の構成について図１を用いて説明する。図
１は本発明における電子透かし埋め込み処理及び電子透
かし抽出処理を実行するための電子透かし装置１０の構
成を示すブロック図である。この電子透かし装置１０
は、ＣＰＵ２２と、ＲＡＭ２４と、ＲＯＭ２６と、キー
ボード３０と、マウス３２と、ＣＲＴなどから成る表示
装置３４と、ハードディスク装置３６と、ネットワーク
カードやモデムなどから成る通信装置３８と、画像を読
み取るスキャナ３９と、これらの各要素を接続するバス
４０と、を備えるコンピュータである。なお、図１では
各種のインターフェイス回路は省略されている。通信装
置３８は、図示しない通信回線を介してコンピュータネ
ットワークに接続されている。コンピュータネットワー
クの図示しないサーバは、通信回線を介してコンピュー
タプログラムを電子透かし装置１０に供給するプログラ
ム供給装置としての機能を有する。

【００２９】ＲＡＭ２４には、対象となる画像データを
複数のブロックに分割するブロック分割部４１と、分割
した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素のう
ち、所定の条件を満たす画素の数を算出する画素数算出
部４２と、算出した画素の数に基づいて、そのブロック
が透かし情報の埋め込み可能なブロックであるか否か判
定するブロック判定部４３と、埋め込み可能なブロック
について、算出した画素の数に所定の演算を施す演算部
４４と、得られた演算値から、変更すべき画素の数を算
出する変更画素数算出部４５と、そのブロックに含まれ
る画素のうち、算出した数だけ、画素の値を変更する画
素変更部４６と、ブロックから透かし情報を抽出する場
合に、演算値から埋め込まれていた透かし情報を特定す
る透かし情報特定部４７と、対象となる画像データがカ
ラー画像データである場合に、その表色系を変換する表
色系変換部４８と、対象となる画像データが多値画像デ
ータである場合に、その画像データからビットプレーン
を抽出するビットプレーン抽出部４９と、ビットプレー
ンを合成して元の多値画像データを復元するビットプレ
ーン合成部５０の、各機能を実現するためのコンピュー
タプログラムが格納されている。なお、これら各部の機
能については後で詳しく説明する。

【００３０】このような各部４１〜５０の機能を実現す
るコンピュータプログラムは、フレキシブルディスクや
ＣＤ−ＲＯＭ等の、コンピュータ読み取り可能な記録媒
体に記録された形態で提供される。コンピュータは、そ
の記録媒体からコンピュータプログラムを読み取って内
部記憶装置または外部記憶装置に転送する。あるいは、
通信経路を介してコンピュータにコンピュータプログラ
ムを供給するようにしてもよい。コンピュータプログラ
ムの機能を実現する時には、内部記憶装置に格納された
コンピュータプログラムがコンピュータのマイクロプロ
セッサによって実行される。また、記録媒体に記録され
たコンピュータプログラムをコンピュータが読み取って
直接実行するようにしてもよい。

【００３１】この明細書において、コンピュータとは、
ハードウェア装置とオペレーションシステムとを含む概
念であり、オペレーションシステムの制御の下で動作す
るハードウェア装置を意味している。また、オペレーシ
ョンシステムが不要でアプリケーションプログラム単独
またはファームウェア単独でハードウェア装置を動作さ
せるような場合には、そのハードウェア装置自体がコン
ピュータに相当する。ハードウェア装置は、ＣＰＵ等の
マイクロプロセッサと、記録媒体に記録されたコンピュ
ータプログラムを読み取るための手段とを少なくとも備
えている。例えば、ディジタルカメラやスキャナなどの
電子機器に、ＣＰＵやＲＯＭなどが組み込まれていて、
これら電子機器がコンピュータとしての機能を有する場
合も、これら電子機器はコンピュータの概念に当然に含
まれる。コンピュータプログラムは、このようなコンピ
ュータに、上述の各手段の機能を実現させるプログラム
コードを含んでいる。なお、上述の機能の一部は、アプ
リケーションプログラムでなく、オペレーションシステ
ムによって実現されていても良い。更に、電子透かしの
埋め込み処理や抽出処理を行なうプログラムは、画像処
理を行なうプログラムに対して、プラグインの形式で付
加されるものとしてもよい。

【００３２】なお、この発明における「記録媒体」とし
ては、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ、光磁気デ
ィスク、ＩＣカード、ＲＯＭカートリッジ、パンチカー
ド、バーコードなどの符号が印刷された印刷物、コンピ
ュータの内部記憶装置（ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）
および外部記憶装置等の、コンピュータが読取り可能な
種々の媒体を利用することができる。

【００３３】Ｂ．第１の実施例： Ｂ−１．電子透かし埋め込み処理：図２は本発明の第１
の実施例における電子透かし埋め込み処理の手順を示す
フローチャートである。この処理は、図１におけるブロ
ック分割部４１、画素数算出部４２、ブロック判定部４
３、演算部４４、変更画素数算出部４５、および画素変
更部４６の処理として実現されている。

【００３４】本実施例では、この処理が行われる前提と
して、予め、ハードディスク装置３６内には、この処理
の対象となる画像データとして、漫画を表す２値画像デ
ータが格納されている。この２値画像データは、例え
ば、紙面に描かれた漫画をスキャナ３９によって読み取
ったり、あるいは、画像作成ソフトなどを用いて表示装
置３４の画面上に漫画を描き、その表示データを抽出し
たりすることにより、得ることができる。

【００３５】そこで、図２に示す電子透かし埋め込み処
理が起動されると、まず、ブロック分割部４１は、対象
となる２値画像データをハードディスク装置３６から読
み出し（ステップＳ１０２）、その２値画像を複数のブ
ロック分割する（ステップＳ１０４）。

【００３６】なお、読み出した２値画像はＭ×Ｎ画素の
大きさを有するものとし、その画像内の座標（ｘ，ｙ）
の画素値はａ（ｘ，ｙ）で表すものとする。また、本実
施例においては、２値画像（漫画）における背景色（白
色）の画素値ａを「０」、ラインや文字等の描画オブジ
ェクト（黒色）の画素値ａを「１」とする。

【００３７】そこで、ブロック分割部４１は、読み出し
た２値画像を、ｍ×ｎ画素の大きさの矩形を成すブロッ
クにそれぞれ分割する。

【００３８】次に、画素数算出部４２は、分割した各ブ
ロックＡ_i（ｉ＝１，２，３，…）毎に、黒画素（画素
値ａ＝１）の数Ｂ_iを求める（ステップＳ１０６）。

【００３９】今、ブロックＡ_iの基点を座標（ｘ_i，
ｙ_i）とすると、そのブロックＡ_iにおける黒画素数Ｂ_i
は、式（１）によって算出される。

【００４０】

【数１】

【００４１】次に、ブロック判定部４３は、分割した複
数のブロックの中から、対象となるブロックを１つ選択
する。そして、ブロック判定部４３は、その対象ブロッ
クＡ _iが、透かし情報の埋め込み可能なブロックである
かどうかを、そのブロックについて先に求めた黒画素数
Ｂ_iに基づき、判定する（ステップＳ１０８）。

【００４２】埋め込み可能ブロックとは、そのブロック
の黒画素数Ｂ_iが次の条件式（２）を満足するブロック
をいう。

【００４３】

【数２】

【００４４】但し、ｐは一定値から成る基準値である。
即ち、言い換えると、埋め込み可能ブロックは、ｐ個以
上の黒画素とｐ個以上の白画素とを同時に含むブロック
のことである。

【００４５】このように、対象ブロックが埋め込み可能
ブロックであるか否かを判定するのは、透かし情報の埋
め込みによって画質劣化が生じるのを防止するためであ
る。即ち、上記した条件式（２）を満足しないブロック
として、例えば、ブロック内がすべて黒画素で塗りつぶ
されたブロックを考えた場合、透かし情報を埋め込むた
めに、後述するように、そのブロック内に白画素を導入
すると、それら白画素が目立ってしまい画質劣化を生じ
る。反対に、ブロック内がほとんど空白であるブロック
を考えた場合、透かし情報を埋め込むために、そのブロ
ック内に黒画素を散在させると、それら黒画素が目立っ
てしまい、この場合も、画質劣化となる。

【００４６】従って、言い換えれば、透かし情報の埋め
込みによって画質劣化を生じる恐れのあるブロックを、
前もって排除するために、上記のような判定を行うので
ある。

【００４７】判定の結果、対象ブロックＡ_iが埋め込み
可能ブロックではないと判定した場合には、ブロック判
定部４３は、次のブロックＡ_i+1を対象ブロックとして
選択して（ステップＳ１１０）、そのブロックに対して
同様の判定を行う。

【００４８】反対に、対象ブロックＡ_iが埋め込み可能
ブロックであると判定した場合には、ステップＳ１１２
以降の処理によって、その対象ブロックＡ_iに対し、透
かし情報の埋め込みが行われる。

【００４９】本実施例において、透かし情報ｄ_iは、著
作権情報を表す文字または数字列を２進数に展開した２
値の数字列から成るものとし、ｄ_i＝０または１（ｉ＝
１，２，３，…，Ｅ）と表される。但し、Ｅは、２値画
像内に存在する埋め込み可能ブロックの数である。

【００５０】本実施例では、埋め込み可能ブロックであ
る対象ブロックＡ_iに対する、透かし情報ｄ_iの埋め込み
は、次のようにして行う。

【００５１】即ち、その対象ブロックＡ_iに埋め込むべ
き透かし情報ｄ_iが「１」の場合には、原則として、前
述の基準値ｐによる黒画素数Ｂ_iの剰余ｂ_iが（３／４）
ｐとなるように、その対象ブロックＡ_i内の一部の画素
の画素値を変更する。一方、埋め込むべき透かし情報ｄ
_iが「０」の場合には、原則として、上記剰余ｂ_iが（１
／４）ｐになるように、一部の画素の画素値を変更す
る。

【００５２】基準値ｐによる剰余ｂ_iは、原則的に、０
≦ｂ_i＜ｐの範囲に入るから、その範囲の１／４のとこ
ろと３／４のところに、透かし情報ｄ_iに従って剰余ｂ_i
が分かれるように、一部の画素の画素値を変更するので
ある。

【００５３】この方法によって、透かし情報を、黒画素
の面的な拡がり（分布）情報に代替して、埋め込むこと
が可能となる。

【００５４】そこで、この埋め込み原理に従って、ま
ず、演算部４４が、その対象ブロックＡ_iについて、前
述の基準値ｐによる黒画素数Ｂ_iの剰余ｂ_iを求める（ス
テップＳ１１２）。具体的には、次の式（３）の演算を
行う。

【００５５】

【数３】

【００５６】次に、変更画素数算出部４５は、その対象
ブロックＡ_iに埋め込むべき透かし情報ｄ_iが「１」であ
るか「０」であるかを判定する（ステップＳ１１４）。
そして、判定の結果、透かし情報ｄ_iが「１」である場
合には、上記した剰余ｂ_iが（３／４）ｐとなるよう
に、画素値の変更を行うべき画素の数（変更画素数）ｃ
_iを求める（ステップＳ１１６）。また、透かし情報ｄ_i
が「０」である場合には、上記した剰余ｂ_iが（１／
４）ｐとなるように、変更画素数ｃ_iを求める（ステッ
プＳ１１８）。

【００５７】但し、本実施例では、変更画素数ｃ_iは、
画素値ａ（ｘ，ｙ）を「０」から「１」へ変更する画素
の数を表す場合を正とし、「１」から「０」へ変更する
画素の数を表す場合を負とすることにする。

【００５８】ところで、図３（ａ）から明らかなよう
に、透かし情報ｄ_iが「１」である場合に、常に、剰余
ｂ_iが（３／４）ｐとなるよう、変更画素数ｃ_iを求める
と、剰余がｂ_i＜（１／４）ｐのときには、変更画素数
の絶対値｜ｃ_i｜が（１／２）ｐよりも多くなってしま
う。変更画素数の絶対値｜ｃ_i｜は、元の画像から、何
個の画素について、その画素値を変更するかを表すこと
になるから、その数の増加は画質劣化に直結している。
従って、変更画素数の絶対値｜ｃ_i｜が（１／２）ｐを
超えるほど多い場合に、その画素数｜ｃ_i｜分の画素に
ついて、実際に画素値を変更すると、著しく画質を損な
ってしまうことになる。

【００５９】そこで、本実施例では、ｐによる剰余とし
ては、式（４）の関係が成り立つことを利用して、透か
し情報がｄ_i＝１で、かつ、剰余がｂ_i＜（１／４）ｐの
場合には、剰余ｂ_iが−（１／４）ｐとなるような、変
更画素数ｃ_iを求めるようにする。こうすることによ
り、変更画素数の絶対値｜ｃ_i｜を、｜ｃ_i｜≦（１／
２）ｐの範囲内に抑えることができる。

【００６０】

【数４】

【００６１】また、透かし情報ｄ_iが「０」であるとき
にも同様のことが言える。即ち、図３（ｂ）から明らか
なように、透かし情報ｄ_iが「０」である場合に、常
に、剰余ｂ_iが（１／４）ｐとなるよう、変更画素数ｃ_i
を求めると、剰余がｂ_i＞（３／４）ｐのときには、変
更画素数の絶対値｜ｃ_i｜が（１／２）ｐよりも多くな
ってしまうため、その変更画素数ｃ_iに基づいて、実際
に画素値を変更すると、著しく画質を損なってしまうこ
とになる。

【００６２】そこで、本実施例では、ｐによる剰余とし
て、式（５）の関係が成り立つことを利用して、透かし
情報がｄ_i＝０で、かつ、剰余がｂ_i＞（３／４）ｐの場
合には、剰余ｂ_iが（５／４）ｐとなるような、変更画
素数ｃ_iを求めるようにしている。

【００６３】

【数５】

【００６４】従って、以上のことをまとめると、変更画
素数算出部４５では、透かし情報ｄ _iが「１」ならば、
剰余ｂ_iの値に応じて、式（６）に従って変更画素数ｃ_i
を算出する。

【００６５】

【数６】

【００６６】また、透かし情報ｄ_iが「０」ならば、剰
余ｂ_iの値に応じて、式（７）に従って変更画素数ｃ_iを
算出する。

【００６７】

【数７】

【００６８】次に、ブロック判定部４３は、式（６），
（７）に従って算出された変更画素数ｃ_i分だけ、対象
ブロックＡ_i内の画素の画素値を変更した場合に、変更
後の対象ブロックＡ_iも、依然として埋め込み可能ブロ
ックであり得るかどうかについて判定する（ステップＳ
１２０）。具体的には、対象ブロックＡ_i内の画素の画
素値を変更した場合、その対象ブロックＡ_i内に存在す
る黒画素数は、Ｂ_i＋ｃ_iとなるので、この黒画素数Ｂ_i
＋ｃ_iが、前述の条件式（２）を満足するかどうかを判
定する。但し、条件式（２）では、黒画素数はＢ_iとな
っているので、これをＢ_i＋ｃ_iに変更する必要はある。

【００６９】判定の結果、変更後の対象ブロックＡ
_iが、埋め込み可能ブロックではなくなったと判定され
た場合には、変更画素数算出部４５が、先に求めた変更
画素数ｃ _iを次の式（８）に従って修正する（ステップ
Ｓ１２２）。

【００７０】

【数８】

【００７１】一方、変更後の対象ブロックＡ_iも依然と
して埋め込み可能ブロックであると判定された場合に
は、次に、画素変更部４６が、最終的に得られた変更画
素数ｃ _iに応じて、対象ブロックＡ_i内の画素の画素値を
変更する（ステップＳ１２４）。

【００７２】具体的には、画素変更部４６は、対象ブロ
ックＡ_i内において、ラインや文字等の描画オブジェク
トのエッジ部分の画素を、変更画素数ｃ_iが正であれ
ば、白色から黒色へ、負であれば、黒色から白色へ、変
更画素数の絶対値｜ｃ_i｜分の個数だけ、それぞれ反転
させる。つまり、変更画素数ｃ_iが正であれば、エッジ
部の画素の画素値ａ（ｘ，ｙ）を「０」から「１」へ、
負であれば、「１」から「０」へ変更する。

【００７３】この結果、変更後の対象ブロックＡ_i内の
黒画素数Ｂ_i’は、前述したとおりＢ _i＋ｃ_iとなるた
め、これら変更後の黒画素数Ｂ_i’について、基準値ｐ
による剰余ｂ_i’を仮に求めたとすると、式（９）の如
くになる。

【００７４】

【数９】

【００７５】即ち、変更後の黒画素数Ｂ_i’の、基準値
ｐによる剰余ｂ_i’は、埋め込まれた透かし情報ｄ_iの値
に応じて、必ず、（３／４）ｐか（１／４）ｐになる。

【００７６】次に、ブロック判定部４３は、２値画像内
の分割したすべてのブロックについて、上述した一連の
処理を行ったか否かを判定し（ステップＳ１２６）、行
っていなければ、次のブロックＡ_i+1を対象ブロックと
して選択して（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０８
以降の処理を行う。また、すべてのブロックについて処
理を行っていれば、図２に示す電子透かし埋め込み処理
を終了する。

【００７７】以上説明した電子透かし埋め込み処理によ
って、漫画を表す２値画像データ内に、著作権情報を表
す透かし情報を埋め込むことができる。なお、この埋め
込み処理において使用したパラメータ、即ち、ブロック
の大きさ（ｍ画素，ｎ画素）や基準値ｐなどは、埋め込
んだ透かし情報を抽出するために必要な秘密鍵となる。

【００７８】Ｂ−２．電子透かし抽出処理：図４は本発
明の第１の実施例における電子透かし抽出処理の手順を
示すフローチャートである。この処理は、図１における
ブロック分割部４１、画素数算出部４２、ブロック判定
部４３、演算部４４、および情報特定部４７の処理とし
て実現されている。

【００７９】本実施例では、この処理が行われる前提と
して、予め、ハードディスク装置３６内には、この処理
の対象となる画像データとして、図２に示した電子透か
し埋め込み処理によって透かし情報の埋め込まれた２値
画像データが格納されている。

【００８０】そこで、図４に示す電子透かし抽出処理が
起動されると、まず、ブロック分割部４１は、対象とな
る、透かし情報の埋め込まれた２値画像データをハード
ディスク装置３６から読み出す（ステップＳ２０２）。
そして、別に用意されている、その２値画像データにつ
いて透かし情報を埋め込むときに用いられた秘密鍵の情
報から、ブロックの大きさ（ｍ画素，ｎ画素）を取得し
て、読み出した２値画像を、ｍ×ｎ画素の大きさの矩形
を成すブロックにそれぞれ分割する（ステップＳ２０
４）。

【００８１】次に、画素数算出部４２は、分割した各ブ
ロックＡ_i毎に、そこに含まれる黒画素数Ｂ_i’を前述し
た式（１）に従って求める（ステップＳ２０６）。

【００８２】続いて、ブロック判定部４３は、分割した
複数のブロックの中から、対象となるブロックを１つ選
択する。そして、ブロック判定部４３は、前述の秘密鍵
の情報から、基準値ｐを取得して、対象ブロックＡ_iが
透かし情報の埋め込み可能なブロックであるかどうか
を、ステップＳ２０４で求めた黒画素数Ｂ_i’と、取得
した基準値ｐに基づいて、前述した条件式（２）に従い
判定する（ステップＳ２０８）。

【００８３】判定の結果、埋め込み可能ブロックであれ
ば、その対象ブロックＡ_iには透かし情報ｄ_iが埋め込ま
れていると見なすことができるので、ステップＳ２１２
以降の処理によって、その対象ブロックＡ_iから、透か
し情報の抽出が行われる。埋め込み可能ブロックでなけ
れば、その対象ブロックＡ_iには透かし情報は埋め込ま
れていないので、ブロック判定部４３は、次のブロック
Ａ_i+1を対象ブロックとして選択して（ステップＳ２１
０）、そのブロックに対して同様の判定を行う。

【００８４】対象ブロックＡ_iから透かし情報の抽出を
行う場合、まず、演算部４４が、その対象ブロックＡ_i
について、基準値ｐによる黒画素数Ｂ_i’の剰余ｂ_i’
を、前述の式（３）に従って求める（ステップＳ２１
２）。

【００８５】次に、情報特定部４７が、その求めた剰余
ｂ_i’を、基準値ｐから得られるしきい値（１／２）ｐ
と大小比較する（ステップＳ２１４）。即ち、基準値ｐ
による剰余ｂ_iは、原則的に、０≦ｂ_i＜ｐの範囲内にあ
るから、その範囲の１／２のところにしきい値を設定
し、求めた剰余ｂ_i’を０≦ｂ_i’＜（１／２）ｐ側と、
（１／２）ｐ≦ｂ_i’＜ｐ側と、に振り分けるのであ
る。

【００８６】一方、前述したとおり、透かし情報の埋め
込みにより、基準値ｐによる黒画素数Ｂ_i’の剰余ｂ_i’
は、前述の式（９）に示すように、埋め込まれた透かし
情報ｄ_iの値に応じて（３／４）ｐか（１／４）ｐにな
っているはずである。従って、求めた剰余ｂ_i’を上記
のように振り分けることにより、埋め込まれた透かし情
報ｄ_iが何であるかを容易に把握することができる。但
し、ノイズなどによって、必ずしも、丁度（３／４）ｐ
または（１／４）ｐの値となっているわけではない。そ
こで、ｂ_i’＜（１／２）ｐと、（１／２）ｐ≦ｂ_i’と
いう具合に、判定の幅に余裕を持たせることにより、ノ
イズなどの影響を排除している。

【００８７】つまり、情報特定部４７は、式（１０）に
示すように、比較した結果から、求めた剰余ｂ_i’が、
ｂ_i’≧（１／２）ｐである場合には、埋め込まれた透
かし情報ｄ_iは「１」であると特定し（ステップＳ２１
６）、ｂ_i’＜（１／２）ｐである場合には、埋め込ま
れた透かし情報ｄ_iは「０」であると特定する（ステッ
プＳ２１８）。

【００８８】

【数１０】

【００８９】こうして、対象ブロックＡ_iに埋め込まれ
ていた透かし情報ｄ_iを抽出することができる。

【００９０】次に、ブロック判定部４３は、２値画像内
の分割したすべてのブロックについて、上述した一連の
処理を行ったか否かを判定し（ステップＳ２２０）、行
っていなければ、次のブロックＡ_i+1を対象ブロックと
して選択して（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０８
以降の処理を行う。また、すべてのブロックについて処
理を行っていれば、図４に示す電子透かし抽出処理を終
了する。

【００９１】なお、図４において、ステップＳ２０８か
らステップＳ２２０までの処理をまとめて、以下、透か
し情報導出処理（ステップＳ２００）と呼ぶ。

【００９２】以上説明した電子透かし抽出処理によっ
て、漫画を表す２値画像データ内に埋め込まれていた透
かし情報を抽出して、その漫画の著作権情報を取り出す
ことができる。また、本実施例においては、原画像を用
意しなくても、秘密鍵さえあれば、透かし情報を抽出す
ることが可能である。

【００９３】なお、透かし情報抽出時に埋め込み可能ブ
ロックと判定されるブロックの数Ｅ’は、ノイズや、悪
意を持った第三者からの攻撃などによって、透かし情報
埋め込み時に判定された埋め込み可能ブロックの数、即
ち、Ｅと必ずしも一致するとは限らない。

【００９４】Ｃ．第２の実施例：さて、上記した第１の
実施例においては、対象ブロックＡ_iに透かし情報を埋
め込む際、透かし情報ｄ_iが「１」の場合には、原則と
して、基準値ｐによる黒画素数Ｂ_iの剰余ｂ_iが（３／
４）ｐになるように、透かし情報ｄ_iが「０」の場合に
は、剰余ｂ_iが（１／４）ｐになるように、その対象ブ
ロックＡ_i内における一部の画素の画素値を変更するよ
うにしていた。

【００９５】しかしながら、このように、剰余ｂ_iが
（３／４）ｐ，（１／４）ｐの何れかの値のみになるよ
うに、変更を施すと、変更後の対象ブロックＡ_i内にお
ける画素の分布が極端に偏ってしまい、人為的な作為が
第三者に検知されてしまう恐れがある。

【００９６】そこで、かかる問題を解決し得る実施例と
して、透かし情報ｄ_iが「１」の場合には、基準値ｐに
よる黒画素数Ｂ_iの剰余ｂ_iが区間（（１／２）ｐ，ｐ）
内にランダムに分布するように、透かし情報ｄ_iが
「０」の場合には、剰余ｂ_iが区間（０，（１／２）
ｐ）内にランダムに分布するように、その対象ブロック
Ａ_i内における一部の画素の画素値を変更する第２の実
施例について、詳細に説明する。

【００９７】Ｃ−１．電子透かし埋め込み処理：図５は
本発明の第２の実施例における電子透かし埋め込み処理
の手順を示すフローチャートである。この処理は、図１
におけるブロック分割部４１、画素数算出部４２、ブロ
ック判定部４３、演算部４４、変更画素数算出部４５、
および画素変更部４６の処理として実現されている。

【００９８】本実施例において、この電子透かし埋め込
み処理が行われる前提は、第１の実施例で述べた前提と
同じであり、また、図５のステップＳ３０２からステッ
プＳ３１２までの処理は、第１の実施例における図１の
ステップＳ１０２からステップＳ１１２までの処理と同
じであるので、説明は省略する。

【００９９】そこで、図５に示すように、ステップＳ３
０８において、対象ブロックＡ_iが埋め込み可能ブロッ
クであると判定した場合には、まず、変更画素数算出部
４５が、ANSI C 規格 X3.159-1989（America Nationa S
tandard for Information Systems - Programming Lang
uage C）のrand()関数を利用して、区間（０，１）内に
存在し得る乱数ｒを求める（ステップＳ３１３）。具体
的には、次の式（１１）に従う。

【０１００】

【数１１】

【０１０１】次に、変更画素数算出部４５は、その対象
ブロックＡ_iに埋め込むべき透かし情報ｄ_iが「１」であ
るか「０」であるかを判定する（ステップＳ３１４）。
そして、判定の結果、透かし情報ｄ_iが「１」である場
合には、先に求めた乱数ｒに基づいて、基準値ｐによる
黒画素数Ｂ_iの剰余ｂ_iが区間（（１／２）ｐ，ｐ）内に
ランダムに分布するように、変更画素数ｃ_iを求める
（ステップＳ３１６）。また、透かし情報ｄ_iが「０」
の場合には、剰余ｂ_iが区間（０，（１／２）ｐ）内に
ランダムに分布するように、変更画素数ｃ_iを求める
（ステップＳ３１８）。

【０１０２】具体的には、変更画素数算出部４５は、透
かし情報ｄ_iが「１」ならば、剰余ｂ_iと乱数ｒの値に応
じて、式（１２）に従って変更画素数ｃ_iを算出する。

【０１０３】

【数１２】

【０１０４】また、透かし情報ｄ_iが「０」ならば、剰
余ｂ_iと乱数ｒの値に応じて、式（１３）に従って変更
画素数ｃ_iを算出する。

【０１０５】

【数１３】

【０１０６】その後の、図５におけるステップＳ３２０
からステップＳ３２６までの処理については、第１の実
施例における図１のステップＳ１２０からステップＳ１
２６までの処理と同様であるので、説明は省略する。

【０１０７】なお、図５において、ステップＳ３０８か
らステップＳ３２６までの処理をまとめて、以下、値変
更処理（ステップＳ３００）と呼ぶ。

【０１０８】以上のように、本実施例における電子透か
し埋め込み処理によれば、対象ブロックＡ_iに透かし情
報を埋め込む際、基準値ｐによる黒画素数Ｂ_iの剰余ｂ_i
が、埋め込むべき透かし情報ｄ_iの値に応じて、区間
（（１／２）ｐ，ｐ）と区間（０，（１／２）ｐ）にそ
れぞれランダムに分布するように、その対象ブロックＡ
_i内における一部の画素の画素値を変更しているため、
変更後の対象ブロックＡ_i内における画素の分布が偏る
ことがなく、透かし情報の埋め込みができ、人為的な作
為が第三者に検知されてしまう恐れがない。従って、例
えば、悪意を持った第三者が全数探索法などを用いて探
索を行ったとしても、秘密鍵であるｍ，ｎおよびｐを求
めることは極めて困難である。

【０１０９】Ｃ−２．電子透かし埋め込み処理の変形例
１：ところで、本実施例においても、前述した第１の実
施例の場合と同様に、ステップＳ３１６，３１８におい
て式（１２）または式（１３）に従って変更画素数ｃ_i
を算出した際、剰余ｂ_iあるいは乱数ｒの値によって
は、変更画素数の絶対値｜ｃ_i｜が（１／２）ｐよりも
多くなる場合がある。前述したとおり、変更画素数の絶
対値｜ｃ_i｜が（１／２）ｐを超えるほど多くなると、
その画素数｜ｃ_i｜分の画素について画素値を変更した
場合に、著しく画質を損なってしまうことになる。

【０１１０】そこで、式（１２）または式（１３）に従
って変更画素数ｃ_iを算出した結果、その変更画素数の
絶対値｜ｃ_i｜が（１／２）ｐを超えている場合（｜ｃ_i
｜＞（１／２）ｐ）には、変更画素数算出部４５に、再
度、乱数ｒを発生させ、その新たな乱数ｒに基づいて、
式（１２）または式（１３）に従い変更画素数ｃ_iを再
計算させるようにし、変更画素数の絶対値｜ｃ_i｜が
（１／２）ｐを超えなくなる（｜ｃ_i｜≦（１／２）
ｐ）まで、これを繰り返させるようにしても良い。

【０１１１】このようにすることによって、画素値の変
更に伴う画質の劣化を抑えることができる。

【０１１２】Ｃ−３．電子透かし埋め込み処理の変形例
２：ところで、また、本実施例では、ステップＳ３２０
において、ブロック判定部４３は、変更後の対象ブロッ
クＡ_iが埋め込み可能ブロックであり得るかどうか（即
ち、条件式（２）を満足するかどうか）について判定
し、判定の結果、変更後の対象ブロックＡ_iが埋め込み
可能ブロックではなくなったと判定された場合には、変
更画素数算出部４５が、先に求めた変更画素数ｃ_iを式
（８）に従って修正していた（ステップＳ３２２）。

【０１１３】しかし、このように式（８）に従って変更
画素数ｃ_iを修正する代わりに、変更画素数算出部４５
に、再度、乱数ｒを発生させ、その新たな乱数ｒに基づ
いて変更画素数ｃ_iを再計算させるようにし、変更後の
対象ブロックＡ_iも埋め込み可能ブロックである判定さ
れる（即ち、条件式（２）を満たす）まで、これを繰り
返させるようにしても良い。

【０１１４】但し、対象ブロックＡ_iの黒画素数Ｂ_iが条
件式（２）の最大値（ｍ×ｎ−ｐ）であり、透かし情報
ｄ_iが「１」である場合に、基準値ｐによる黒画素数Ｂ_i
の剰余ｂ_iの値が、区間（（１／２）ｐ，ｐ）に入らな
い場合には、再度、乱数ｒを発生させ、再計算させて
も、適切な変更画素数ｃ_iを得ることはできないため、
その場合には、ｃ_i←ｃ_i−ｐにより、変更画素数ｃ_iを
補正する。

【０１１５】Ｃ−４．電子透かし埋め込み処理の変形例
３：ところで、上記したとおり、本実施例では、変更画
素数算出部４５は、基準値ｐによる黒画素数Ｂ_iの剰余
ｂ_iの値のいかんに関わらず、透かし情報ｄ_iが「１」な
らば、式（１２）に従って、「０」ならば、式（１３）
に従って、それぞれ変更画素数ｃ_iを算出していた。し
かしながら、透かし情報ｄ_iが「１」である場合、ステ
ップＳ３１２で算出した剰余ｂ_iが（１／２）ｐ≦ｂ_i＜
ｐであれば、既に剰余ｂ_iは区間（（１／２）ｐ，ｐ）
内にランダムに分布しており、また、透かし情報ｄ_iが
「０」である場合、ステップＳ３１２で算出した剰余ｂ
_iが０≦ｂ _i＜（１／２）ｐであれば、既に剰余ｂ_iは区
間（０，（１／２）ｐ）内にランダムに分布しているた
め、その対象ブロックＡ_i内の画素の画素値を変更する
必要はない。

【０１１６】そこで、図５におけるステップＳ３１２と
ステップＳ３１３との間に、透かし情報ｄ_iが「１」で
あり、かつ、ステップＳ３１２で算出した剰余ｂ_iが
（１／２）ｐ≦ｂ_i＜ｐであるという条件１、もしく
は、透かし情報ｄ_iが「０」であり、かつ、ステップＳ
３１２で算出した剰余ｂ_iが０≦ｂ_i＜（１／２）ｐであ
るという条件２の、何れか一方の条件を満たすかどうか
の判定処理を挿入し、その判定結果として何れか一方の
条件を満たす場合には、ステップＳ３１３からステップ
Ｓ３２０を飛び越して、変更画素数ｃ_iを「０」として
ステップＳ３２４の処理を実行するようにしても良い。
または、ステップＳ３１３からステップＳ３２４の処理
を飛び越して、ステップＳ３２６の処理に進むようにし
ても良い。この結果、その対象ブロックＡ_iには、実質
的に、そのブロック内の画素の画素値を変更すること無
しに、透かし情報が埋め込まれることになる。

【０１１７】従って、この変形例では、透かし情報を埋
め込む際、必要最小限のブロックしか、ブロック内の画
素の画素値を変更しないので、その分、透かし情報の埋
め込みに伴う画質の劣化を抑えることが可能となる。ま
た、余分な処理を行わなくて済むため、その分、処理時
間を短縮化することができる。

【０１１８】Ｃ−５．電子透かし埋め込み処理の変形例
４：ところで、また、本実施例では、変更画素数算出部
４５は、透かし情報ｄ_iが「１」ならば、式（１２）に
従って、「０」ならば、式（１３）に従って、それぞれ
変更画素数ｃ_iを算出していたが、剰余ｂ_iと乱数ｒの値
によっては、算出される変更画素数ｃ_iの値は負にな
る。変更画素数ｃ_iが負の場合、最終的にステップＳ３
２４において、対象ブロックＡ_i内の一部の画素が黒色
から白色へ変更させられる。

【０１１９】しかしながら、画像によっては、白色から
黒色への変更は行っても良いが、黒色から白色への変更
をできれば行いたくない場合もある。そのような場合に
は、画素値の変更を行う場合、すべて、白色から黒色へ
の変更とする必要がある。

【０１２０】従って、そのような場合には、式（１２）
または（１３）によって、変更画素数ｃ_iを算出した
後、その値が負であれば（ｃ_i＜０）、ｐによる剰余と
して、式（１４）の関係が成り立つことを利用して、次
のように修正する。

【０１２１】

【数１４】

【０１２２】即ち、算出した変更画素数ｃ_iが負の場
合、その変更画素数ｃ_iに基準値ｐを加算して、これを
新たな変更画素数ｃ_iとする。

【０１２３】

【数１５】

【０１２４】このように、変更画素数ｃ_iに修正を加え
ることにより、変更画素数ｃ_iはすべて０以上となるた
め、ステップＳ３２４によって、画素値の変更が行われ
る場合、すべて、白色から黒色への変更とすることがで
きる。

【０１２５】また、逆に、画像によっては、黒色から白
色への変更は行っても良いが、白色から黒色への変更を
できれば行いたくない場合もある。そのような場合に
は、上記とは反対に、算出した変更画素数ｃ_iが正のと
きに、その変更画素数ｃ_iから基準値ｐを減算して、こ
れを新たな変更画素数ｃ_iとして修正する。これによ
り、変更画素数ｃ_iはすべて０以下となるため、ステッ
プＳ３２４によって、画素値の変更が行われる場合、す
べて、黒色から白色への変更とすることができる。

【０１２６】Ｃ−６．電子透かし抽出処理：本実施例に
おいて、透かし情報の埋め込まれた２値画像データか
ら、透かし情報を抽出するための処理については、第１
の実施例における図４で述べた電子透かし抽出処理と同
様であるので、説明は省略する。

【０１２７】なお、補足的な説明をすると、図５に示し
た透かし情報埋め込み処理により、基準値ｐによる黒画
素数Ｂ_i’の剰余ｂ_i’は、前述の式（１２），（１３）
に従って、埋め込まれた透かし情報ｄ_iの値に応じて区
間（（１／２）ｐ，ｐ）内か区間（０，（１／２）ｐ）
内の何れかになっているはずである。従って、図４にお
けるステップＳ２１４において、ステップＳ２１２で求
めた剰余ｂ_i’を、０≦ｂ_i’＜（１／２）ｐ側と、（１
／２）ｐ≦ｂ_i’＜ｐ側と、に振り分けることにより、
埋め込まれた透かし情報ｄ_iが何であるかを容易に把握
することができる。即ち、情報特定部４７は、式（１
０）に示したように、ステップＳ２１４で比較した結果
から、求めた剰余ｂ_i’が、ｂ_i’≧（１／２）ｐである
場合には、埋め込まれた透かし情報ｄ_iは「１」である
と特定し（ステップＳ２１６）、ｂ_i’＜（１／２）ｐ
である場合には、埋め込まれた透かし情報ｄ_iは「０」
であると特定する（ステップＳ２１８）ようにしてい
る。

【０１２８】このようにして、本実施例においても、電
子透かし抽出処理によって、漫画を表す２値画像データ
内に埋め込まれていた透かし情報を抽出して、その漫画
の著作権情報を取り出すことができる。

【０１２９】Ｄ．第１および第２の実施例における具体
例およびまとめ：以下、具体例として、図６に示すよう
な、４コマ漫画の１コマである２値画像に、透かし情報
を埋め込む場合を例に挙げて、詳しく説明する。なお、
図６において、（ａ）をＣａｓｅ１の画像、（ｂ）をＣ
ａｓｅ２の画像とし、各々の画像は、８００×５００画
素の大きさを持っているものとする。

【０１３０】Ｄ−１．埋め込み可能な情報量：前述した
とおり、２値画像の大きさをＭ×Ｎ画素に対し、分割す
るブロックＡの大きさｓをｍ×ｎ画素とすると、得られ
るブロックの総数Ｅ₀は式（１６）として表される。

【０１３１】

【数１６】

【０１３２】また、ブロックＡ_iの大きさｓに対して、
採り得る黒画素数Ｂ_iをプロットすると、図７（ａ）に
示すごとくになる。例えば、基準値ｐ＝２５６に対し
て、条件式（２）を適用すると、埋め込み可能ブロック
に成り得る黒画素数Ｂ_iは、図７（ａ）の点線で挟まれ
る領域に限定される。

【０１３３】そこで、特に、ブロックＡ_iの大きさｓ＝
２５００における、黒画素数Ｂ_iと、その出現頻度と、
の関係を示すと、図７（ｂ）に示すごとくになる。図７
（ｂ）において、斜線部の面積が、基準値ｐの下での埋
め込み可能ブロックの数（即ち、埋め込み可能な情報
量）Ｅに相当することになる。このとき、斜線部に対し
て、左右両側の幅ｐの領域は、画質劣化を防ぐために設
定される透かし情報を埋め込まないブロックに対応する
領域である。

【０１３４】さらに、図６（ａ）における、Ｃａｓｅ１
の画像に対して、ブロックＡ_iの大きさｓ＝４００，１
６００，３６００のとき、黒画素数Ｂ_iに対する、黒画
素数Ｂ_iの出現頻度を求めると、図７（ｃ）に示すごと
くになる。図７（ｃ）から明らかなように、基準値ｐを
一定に保持したまま、ブロックＡ_iの大きさｓを小さく
すると、条件式（２）を満たさないブロックが増加する
ことがわかる。

【０１３５】そこで、基準値ｐについて、ブロックＡ_i
の各大きさｓ毎に、埋め込み可能ブロックの数Ｅを調べ
たところ、図８に示す結果が得られた。図８から明らか
なように、ブロックＡ_iの大きさｓが大きくなれば、分
割して得られるブロックの総数Ｅ₀が減少するため、埋
め込み可能ブロック数（即ち、埋め込み可能情報量）Ｅ
も一般に減少する。しかし、逆に、ブロックＡ_iの大き
さｓを小さくしても、埋め込み可能ブロック数Ｅが増加
するとは限らない。これは、図７に示したように、ブロ
ックＡ_iの大きさｓが小さいほど、条件式（２）により
排除されるブロックの割合εが増加するためである。な
お、その割合εは、式（１７）で表される。

【０１３６】

【数１７】

【０１３７】また、埋め込み可能情報量Ｅは、画像の種
類によっても大きく変化する。例えば、図６（ｂ）に示
すＣａｓｅ２の画像に対し、図７（ｃ）と同じ条件で、
黒画素数Ｂ_iに対する、黒画素数Ｂ_iの出現頻度を求める
と、図９に示すような結果が得られ、埋め込み可能情報
量が多いことがわかる。これば、図６（ｂ）に示す２値
画像のように、黒画素数Ｂ_iが多く、複雑な画像の方
が、白地の多い画像に比べて、グラフの左方向への偏り
が少ないため、条件式（２）では排除されにくく、埋め
込み可能情報量が多くなりやすいと考えられるからであ
る。

【０１３８】Ｄ−２．画像の複雑性と埋め込みによる影
響：図６に示したＣａｓｅ１，２の２値画像に対し、ブ
ロックの大きさｓ＝４０×４０，基準値ｐ＝１２８また
はｐ＝２５６の条件で、第１の実施例で述べた電子透か
し埋め込み処理により、透かし情報の埋め込みを行う
と、図１０および図１１に示すような画像が得られる。
また、このときの各画像における埋め込み可能情報量Ｅ
は、図１２に示すごくになる。

【０１３９】Ｃａｓｅ１，２の画像ともに、基準値ｐ＝
２５６の場合の方が、基準値ｐ＝１２８の場合に比べ
て、埋め込み可能情報量Ｅが少ないにも関わらず、埋め
込みによる影響が目立つ。これは、ｐ／ｓの比が、基準
値ｐ＝１２８の場合は８％であるのに対し、基準値ｐ＝
２５６の場合には１６％にもなることに起因する。即
ち、基準値ｐの値が大きいほど、埋め込みによって、画
素値を変更する画素の数が多くなるため、ブロックの大
きさｓが等しい場合には、画質の劣化につながるからで
ある。

【０１４０】また、図１０，図１１において、（ａ）と
（ｂ）をそれぞれ比較すると、Ｃａｓｅ２の画像は、Ｃ
ａｓｅ１の画像ほど、画像の乱れが目立たないことがわ
かる。これは、Ｃａｓｅ２の画像の方が、Ｃａｓｅ１の
画像に比べ、全般的にエッジ部が多く、高周波成分が大
きいため、埋め込みにより画素値を変更する場合に、そ
の変更される画素が広範囲に分散されることに起因する
と考えられる。

【０１４１】次に、図６に示したＣａｓｅ１，２の２値
画像に対し、ブロックの大きさｓ＝４０×４０，基準値
ｐ＝１２８の条件で、第２の実施例で述べた電子透かし
埋め込み処理により、透かし情報の埋め込みを行うと、
図１３に示すような画像が得られる。

【０１４２】図１０と図１３を比較しても、明らかなと
おり、画質の乱れから、埋め込み処理の違い（即ち、第
１の実施例の埋め込み処理と第２の実施例の埋め込み処
理との違い）を見い出すことはほとんどできないことが
わかる。

【０１４３】また、図６（ａ）に示す原画像と、図１０
（ａ）に示す埋め込み済み画像と、の差分画像を図１４
に示す。この図１４から明らかなように、本実施例にお
ける電子透かし埋め込み処理においては、画素値を変更
した箇所は、原画像のエッジ部分に限定されていること
がわかる。但し、本実施例においては、前述したとお
り、透かし情報を抽出するために、原画像は必要としな
いことに留意する必要がある。

【０１４４】Ｄ−３．攻撃への耐性： Ｄ−３−１．耐圧縮性：第１および第２の実施例の電子
透かし埋め込み処理を用いて透かし情報を埋め込んだ２
値画像に対し、２値画像の可逆圧縮符号化方法であるＪ
ＢＩＧ−２と、連続階調静止画像圧縮符号化方法である
ＪＰＥＧの、２種類の方法を用いて、圧縮符号化への耐
性を調べると、次のような結果が得られた。

【０１４５】即ち、ＪＢＩＧ−２の場合は、可逆圧縮で
あるため、圧縮・解凍した画像から問題なく、すべての
透かし情報を抽出することができた。

【０１４６】一方、ＪＰＥＧは、本来、多値画像に対す
る圧縮方法であるが、非可逆圧縮への耐性を調べるため
に用いることにした。ＪＰＥＧの場合は、圧縮率１０
％，８％および３％でそれぞれ圧縮した後、解凍された
画像を２値化し、その後、埋め込まれている透かし情報
を抽出したところ、何れの圧縮率においても、透かし情
報を正しく抽出することができた。

【０１４７】Ｄ−３−２．ＳｔｉｒＭａｒｋ：電子透か
しの耐性を検証するツールとして、ＳｔｉｒＭａｒｋと
呼ばれる透かし情報への攻撃ソフトウェアが公開されて
いる。このＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃は、画質の視覚的品質
を維持しながら、スケーリング、ぼかし、メディアンフ
ィルタリング、微小回転、ＪＰＥＧ圧縮などの処理を複
合的に行い、透かし情報の破壊を試みるものである。

【０１４８】図１０（ａ）に示した埋め込み済み画像に
対し、ＳｔｉｒＭａｒｋの改変パラメータを中心の移動
距離、角の内側への移動距離および外側への移動距離を
デフォルト値として、ＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃を行った結
果を図１５（ａ）に示し、その攻撃の行われた画像と図
１０（ａ）の埋め込み済み画像との差分画像を図１５
（ｂ）に示す。なお、ここでは、２値画像の画質を大き
く劣化させるような、画素値の変更による攻撃は、実用
上、考慮の対象外として行わなかった。

【０１４９】図１５（ｂ）において、黒色領域はＳｔｉ
ｒＭａｒｋ攻撃により黒画素が増加した部分を示し、灰
色領域は黒画素が減少した部分を示している。

【０１５０】これらの図から、ＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃に
より、ブロック同期が崩れていることがわかる。さら
に、図１５（ｂ）に、埋め込みデータと抽出データの関
係図を重ねると、図１６に示すごとくになる。

【０１５１】図１６において、実線で囲まれているブロ
ックは、透かし情報が正しく抽出された箇所を、点線で
囲まれているブロックは、透かし情報を埋め込んだにも
関わらず、抽出されなかったか、もしくは誤って抽出さ
れた箇所を示している。また、図中の数値は、抜き出し
たブロックにおける黒画素の変更量である。

【０１５２】図１０（ａ）の埋め込み済み画像に対して
ＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃が施された場合の抽出率（復号
率）は、平均５３．７％であった。また、図１６（ｂ）
に示すように、黒画素の増加と減少がともに発生するブ
ロックと、図１６（ｃ）に示すように、黒画素の増加の
みもしくは減少のみが発生するブロックが存在する。増
加量と減少量が相殺されるような場合には、埋め込まれ
た透かし情報は正しく抽出されるが、増加もしくは減少
のみの場合や、増減量の偏りが大きい場合には、誤検出
されやすいことがわかった。

【０１５３】ここでは、基準値ｐ＝１２８に設定してい
るため、黒画素の増減量のｐによる剰余が（１／４）ｐ
＝３２以上になると誤検出されることになる。

【０１５４】これに対し、図１３（ａ）の埋め込み済み
画像に対してＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃が施された場合の抽
出率（復号率）は、平均６１．６％であった。乱数を用
いて黒画素数の収束値を散らした結果、ＳｔｉｒＭａｒ
ｋ攻撃への耐性が７％程度向上でき、全数探索による秘
密鍵（ｍ，ｎ，ｐ）の解読攻撃も回避できる利点があ
る。

【０１５５】しかしながら、ＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃を受
けた画像からすべての透かし情報を正しく抽出すること
が困難な場合もあり得るので、その対策として、透かし
情報を繰り返し埋め込む一方で、ブロック同期を補正す
ることや、ＳｔｉｒＭａｒｋによる変換を逆変換するこ
となどを考える必要がある。また、図１６に関する考察
から、埋め込み可能ブロックのうち、攻撃による画素数
の増減量をうまく相殺できるようなブロックに限定し
て、透かし情報を埋め込むことも考えられる。

【０１５６】Ｄ−３−３．拡大・縮小：図１０（ａ）お
よび図１３（ａ）に示した埋め込み済み画像に対し、２
倍，３倍，４倍の拡大、および１／２倍，１／３倍，１
／４倍の縮小を、２種類の画像処理ツール（Ｓｏｆｔ
Ａ，ＳｏｆｔＢ）で施し、得られた画像から透かし情報
の抽出を行った。但し、この倍率は、縦横サイズの拡大
・縮小率であり、画像の視覚的品質を保つために、縦横
とも、同じ倍率で処理された場合を想定している。

【０１５７】拡大の場合、ブロックの縦横（ｍ，ｎ）が
２倍に拡大されると、ブロック内の画素数は４倍にな
り、３倍に拡大されると、９倍になる。よって、透かし
情報を抽出する際には、ブロックの大きさ（ｍ×ｎ）と
して、元のブロックの大きさに拡大率をかけて得られる
値を用い、基準値ｐとしては、元の基準値に拡大率を２
乗した値をかけて得られる値を用いる。一方、縮小の場
合も、拡大の場合と同様に、ブロックの大きさおよび基
準値を再計算する。このとき、例えば、縮小率が１／２
倍または１／４倍であれば、再計算により、ブロックの
大きさ（ｍ×ｎ）および基準値を整数値として求めるこ
とができるが、１／３倍であれば、うまく割り切れない
ので、整数値として求めることができない。そこで、１
／３倍の場合は、ブロックの大きさおよび基準値を式
（１８）のとおりとする。

【０１５８】

【数１８】

【０１５９】図１０（ａ）および図１３（ａ）の埋め込
み済み画像について、各倍率毎に、透かし情報の抽出率
を調べると、図１７および図１８に示す如くになる。

【０１６０】まず、図１０（ａ）の埋め込み済み画像に
ついて考察する。上記の条件で透かし情報の抽出を試み
ると、拡大の場合、ＳｏｆｔＡ，ＳｏｆｔＢどちらのツ
ールを用いても、拡大率に関わらず、透かし情報を正し
く抽出することができた。縮小に関しては、ＳｏｆｔＡ
を用いた場合、１／２倍および１／４倍では、９０％以
上の抽出率で、透かし情報を抽出することができるのに
対し、１／３倍では５０％以下の抽出率しか得られなか
った。これは、ブロックの大きさおよび基準値の再計算
の際に発生した、切り捨てによる誤差の影響であると考
えられる。一方、ＳｏｆｔＢを用いた場合は、何れの縮
小率においても、高い抽出率を得ることができなかっ
た。

【０１６１】このように、画像処理ツールの種類によっ
て、抽出率に差が出る原因としては、拡大・縮小処理方
法の違いが考えられる。通常、画像の解像度を変更せず
に、画像の大きさを変更するには、画素数を増減させな
ければならない。この際に、画素の輝度レベルの割合を
保つように代表値を求める方法と、単純に再サンプリン
グする方法と、が考えられる。どちらの方法でも、視覚
的に大きな違いは感じられないが、画素数によって透か
し情報を抽出する本実施例の電子透かし抽出処理では、
抽出率に大きな影響が生じることがわかる。また、縮小
率を上げるのに従って抽出率が減少する原因として、拡
大の際には基準値に設けておいた冗長性が増加するのに
対し、縮小の際にはその冗長性が減少することが考えら
れる。また、１／３倍の縮小率では、ブロックの大きさ
ｍ×ｎおよび基準値ｐに関する、切り捨てによる誤差も
影響するものと考えられる。

【０１６２】次に、図１３（ａ）の埋め込み済み画像に
ついて考察する。まず、拡大についてであるが、Ｓｏｆ
ｔＡを用いた場合には、正確に透かし情報を抽出するこ
とができたのに対し、ＳｏｆｔＢを用いた場合には、抽
出率が低下した。縮小については、図１０（ａ）の場合
より、抽出率は低下した。図１３（ａ）の埋め込み済み
画像では、透かし情報の埋め込み法として、乱数を用い
て黒画素数の収束値を分散させていたために、図１０
（ａ）の場合に比べ、冗長度の低いブロックが存在して
しまった。このため、縮小において、図１０（ａ）の場
合よりも低い抽出率しか得られなかったものと考えられ
る。拡大においては、画像処理ツールの違いが、図１０
（ａ）の場合には冗長性によりカバーされていたが、図
１３（ａ）の場合は、影響を及ぼし、ＳｏｆｔＢによる
処理後の抽出率を低下させたものと考えられる。

【０１６３】Ｄ−４．第１および第２の実施例の効果：
第１および第２の実施例の電子透かし埋め込み方法は、
漫画の特徴である線画を利用し、線分や絵を構成する黒
画素の領域を従来方法とは全く異なる面積としてとらえ
て、透かし情報を埋め込むものである。従って、これら
実施例によれば、画像の黒画素領域のエッジ部分を一様
に拡大または縮小しながら利用するため、視覚的にも画
質への影響が少なく各種の攻撃に十分に耐えることがで
きる。

【０１６４】Ｅ．第３の実施例：さて、上記した第１お
よび第２の実施例においては、対象となる画像データ
は、２値画像データであった。しかしながら、漫画を表
す画像の中には、白黒の２値画像だけでなく、カラー画
像も多数存在する。

【０１６５】そこで、漫画を表すカラー画像を対象とし
て、電子透かしの埋め込みおよびその抽出を行う第３の
実施例について、詳細に説明する。

【０１６６】Ｅ−１．電子透かし埋め込み処理：図１９
は本発明の第３の実施例における電子透かし埋め込み処
理の手順を示すフローチャートである。この処理は、図
１におけるブロック分割部４１、画素数算出部４２、ブ
ロック判定部４３、演算部４４、変更画素数算出部４
５、画素変更部４６、および表色系変換部４８の処理と
して実現されている。

【０１６７】本実施例では、この処理が行われる前提と
して、予め、ハードディスク装置３６内には、この処理
の対象となる画像データとして、漫画を表すカラー画像
データが格納されている。このカラー画像は、ＲＧＢ表
色系によって表されている。

【０１６８】そこで、図１９に示す電子透かし埋め込み
処理が起動されると、まず、表色系変換部４８は、対象
となるカラー画像データをハードディスク装置３６から
読み出し（ステップＳ４０２）、そのＲＧＢ表色系のカ
ラー画像をＹＣ_bＣ_r表色系に変換する（ステップＳ４０
４）。ここで、ＹＣ_bＣ_r表色系は、画像の符号化等にお
いて、標準の表色系として良く知られたものである。

【０１６９】なお、読み出したカラー画像は前述の２値
画像の場合と同様にＭ×Ｎ画素の大きさを有する。そし
て、変換前のＲＧＢ表色系の各成分は（ｒ，ｇ，ｂ）で
表すものとし、変換後のＹＣ_bＣ_r表色系の各成分は
（ｙ，ｃ_b，ｃ_r）で表すものとする。

【０１７０】具体的には、表色系変換部４８は、次の式
（１９）に従って、ＲＧＢ表色系からＹＣ_bＣ_r表色系へ
変換する。

【０１７１】

【数１９】

【０１７２】次に、表色系変換部４８は、得られたＹＣ
_bＣ_r表色系の成分（ｙ，ｃ_b，ｃ_r）のうち、輝度成分ｙ
について、その分布を調べ、その結果から、輝度成分の
大きさに応じて画素を分類するためのしきい値γを決定
する（ステップＳ４０６）。

【０１７３】続いて、ブロック分割部４１は、ステップ
Ｓ４０４で得られたＹＣ_bＣ_r表色系の成分（ｙ，ｃ_b，
ｃ_r）のうち、少なくとも輝度成分ｙについて、画像を
ｍ×ｎ画素のブロックにそれぞれ分割する（ステップＳ
４０８）。

【０１７４】輝度成分ｙは、式（１９）に基づいて、式
（２０）に示すごとく表される。

【０１７５】

【数２０】

【０１７６】次に、画素数算出部４２は、分割した各ブ
ロックＡ_i（ｉ＝１，２，３，…）毎に、そのブロック
に含まれる画素の中から、その画素の有する輝度成分ｙ
が次の条件式（２１）を満たすような画素の数を求める
（ステップＳ４１０）。

【０１７７】

【数２１】

【０１７８】つまり、画素数算出部４２は、そのブロッ
ク中に、輝度成分ｙがステップＳ４０６で求めたしきい
値γに満たないような画素が、いくつ存在するかを算出
する。なお、このような輝度成分ｙが条件式（２１）を
満たすような画素、即ち、輝度成分ｙがしきい値γに満
たないような画素を、説明の都合上、以下、「小輝度画
素」と呼ぶことにする。

【０１７９】さて、ステップＳ４１０に続く次の処理
（ステップＳ３００’）としては、図５における値変更
処理（ステップＳ３００）と同様の処理を行う。従っ
て、本実施例における図１９の値変更処理（ステップＳ
３００’）については、説明を省略する。但し、図５の
値変更処理（ステップＳ３００）では、黒画素を対象と
していたが、本実施例における図１９の値変更処理（ス
テップＳ３００’）では、黒画素に代えて、小輝度画素
を対象とする。よって、図１９の値変更処理（ステップ
Ｓ３００’）の説明としては、図５の値変更処理（ステ
ップＳ３００）の説明における、「黒画素」を「小輝度
画素」と、「画素値」を「輝度成分ｙ」と、それぞれ読
み替えるものとする。

【０１８０】なお、さらに補足的な説明をすると、図５
の値変更処理（ステップＳ３００）では、ステップＳ３
２４において、画素変更部４６は、対象ブロックＡ_i内
における、ラインや文字等の描画オブジェクトのエッジ
部分の画素を、変更画素数ｃ _iが正であれば、白色から
黒色へ、負であれば、黒色から白色へ、変更画素数の絶
対値｜ｃ_i｜分の個数だけ、それぞれ反転させていた。
つまり、変更画素数ｃ_iが正であれば、エッジ部の画素
の画素値ａ（ｘ，ｙ）を「０」から「１」へ、負であれ
ば、「１」から「０」へ変更していた。

【０１８１】これに対し、図１９の値変更処理（ステッ
プＳ３００’）では、画素変更部４６は、対象ブロック
Ａ_i内における描画オブジェクトのエッジ部分の画素に
ついて、変更画素数の絶対値｜ｃ_i｜分の個数だけ、次
のように変更する。即ち、変更画素数ｃ_iが正であれ
ば、その輝度成分ｙが条件式（２１）を満たさない画素
について、その輝度成分ｙを、条件式（２１）を満たす
ように変更し、変更画素数ｃ_iが負であれば、その輝度
成分ｙが条件式（２１）を満す画素について、その輝度
成分ｙを、条件式（２１）を満たさないように変更す
る。さらに具体的に述べると、変更画素数ｃ_iが正であ
れば、その輝度成分ｙがしきい値γ以上である画素につ
いて、その輝度成分ｙがしきい値γ未満となるように変
更し、変更画素数ｃ_iが負であれば、その輝度成分ｙが
しきい値γ未満である画素について、その輝度成分ｙが
しきい値γ以上となるように変更するのである。

【０１８２】このようにして、ＹＣ_bＣ_r表色系の成分
（ｙ，ｃ_b，ｃ_r）のうち、輝度成分ｙに対して、図１９
における値変更処理（ステップＳ３００’）が行われる
ことにより、輝度成分ｙについて透かし情報が埋め込ま
れることになる。

【０１８３】次に、表色系変換部４８は、輝度成分ｙに
ついて透かし情報が埋め込まれた、ＹＣ_bＣ_r表色系のカ
ラー画像を、式（２２）に従って、元のＲＧＢ表色系の
カラー画像に戻す（ステップＳ４１２）。

【０１８４】

【数２２】

【０１８５】以上によって、図１９に示す電子透かし埋
め込み処理を終了する。

【０１８６】このような電子透かし埋め込み処理によっ
て、漫画を表すカラー画像データに対しても、著作権情
報を表す透かし情報を埋め込むことができる。なお、こ
の埋め込み処理において使用したパラメータのうち、第
１および第２の実施例では、ブロックの大きさ（ｍ画
素，ｎ画素）や基準値ｐを秘密鍵としたが、本実施例で
は、これらに加えて、輝度成分の大きさに応じて画素を
分類するためのしきい値γも、秘密鍵となる。

【０１８７】Ｅ−２．電子透かし埋め込み処理の変形
例：ところで、前述の項目Ｃ−２のところで述べたのと
同様に、本実施例においても、変更画素数算出部４５に
よって算出される変更画素数ｃ_iの値は、剰余ｂ_iと乱数
ｒの値によっては、負になる場合がある。このように、
変更画素数ｃ_iの値が負になった場合、最終的に、画素
変更部４６によって、対象ブロックＡ_i内の一部の画素
のうち、その輝度成分ｙがしきい値γ未満である画素に
ついて、その輝度成分ｙがしきい値γ以上となるように
変更させられる。

【０１８８】しかしながら、輝度線分ｙの値が低い画素
のみを埋め込み対象画素としたい場合には、輝度成分ｙ
の値の変更は、輝度成分ｙがしきい値γ以上である画素
について、その輝度成分ｙがしきい値γ未満となるよう
な変更だけとする必要がある。

【０１８９】従って、そのような場合には、式（１２）
または（１３）によって、変更画素数ｃ_iを算出した
後、その値が負であれば（ｃ_i＜０）、前述の式（１
５）に従って、その変更画素数ｃ_iに基準値ｐを加算し
て、これを新たな変更画素数ｃ_iとするようにする。こ
うすることにより、変更画素数ｃ_iはすべて０以上とな
るため、輝度成分ｙの値の変更が行われる場合、輝度成
分ｙがしきい値γ以上である画素について、その輝度成
分ｙがしきい値γ未満となるような変更のみとすること
ができる。

【０１９０】また、逆に、輝度線分ｙの値が高い画素の
みを埋め込み対象画素としたい場合には、上記とは反対
に、算出した変更画素数ｃ_iが正のときに、その変更画
素数ｃ_iから基準値ｐを減算して、これを新たな変更画
素数ｃ_iとして修正する。こうすることにより、変更画
素数ｃ_iはすべて０以下となるため、輝度成分ｙの値の
変更が行われる場合、輝度成分ｙがしきい値γ未満であ
る画素について、その輝度成分ｙがしきい値γ以上とな
るような変更のみとすることができる。

【０１９１】ところで、本実施例の電子透かし埋め込み
処理に対しても、第２の実施例における電子透かし抽出
処理の変形例１〜４として述べたのと同様の変形は可能
である。

【０１９２】Ｅ−３．電子透かし抽出処理：図２０は本
発明の第３の実施例における電子透かし抽出処理の手順
を示すフローチャートである。この処理は、図１におけ
るブロック分割部４１、画素数算出部４２、ブロック判
定部４３、演算部４４、情報特定部４７、および表色系
変換部４８の処理として実現されている。

【０１９３】本実施例では、この処理が行われる前提と
して、予め、ハードディスク装置３６内には、この処理
の対象となる画像データとして、図１９に示した電子透
かし埋め込み処理によって透かし情報の埋め込まれたカ
ラー画像データが格納されている。このカラー画像は、
ＲＧＢ表色系によって表されている。

【０１９４】そこで、図２０に示す電子透かし抽出処理
が起動されると、まず、表色系変換部４８は、対象とな
る、透かし情報の埋め込まれたカラー画像データをハー
ドディスク装置３６から読み出し（ステップＳ５０
２）、そのＲＧＢ表色系のカラー画像の成分（ｒ，ｇ，
ｂ）から、前述の式（２０）に従って、ＹＣ_bＣ_r表色系
の輝度成分ｙを算出する（ステップＳ５０４）。

【０１９５】続いて、ブロック分割部４１は、別に用意
されている、そのカラー画像データについて透かし情報
を埋め込むときに用いられた秘密鍵の情報から、ブロッ
クの大きさ（ｍ画素，ｎ画素）を取得して、ステップＳ
５０４で算出された輝度成分ｙについて、画像をｍ×ｎ
画素のブロックにそれぞれ分割する（ステップＳ５０
６）。

【０１９６】次に、画素数算出部４２は、前述の秘密鍵
の情報からしきい値γを取得し、そのしきい値γに基づ
いて、分割した各ブロックＡ_i（ｉ＝１，２，３，…）
毎に、そのブロックに含まれる画素の中から、その画素
の有する輝度成分ｙが前述の条件式（２１）を満たすよ
うな画素（即ち、小輝度画素）の数を求める（ステップ
Ｓ５０８）。

【０１９７】さて、ステップＳ５０８に続く次の処理
（ステップＳ２００’）としては、図４における透かし
情報導出処理（ステップＳ２００）と同様の処理を行
う。従って、本実施例における図２０の透かし情報導出
処理（ステップＳ２００’）については、説明を省略す
る。但し、図４の透かし情報導出処理（ステップＳ２０
０）では、黒画素を対象としていたが、本実施例におけ
る図２０の透かし情報導出処理（ステップＳ２００’）
では、黒画素に代えて、小輝度画素を対象とする。よっ
て、図２０の透かし情報導出処理（ステップＳ２０
０’）の説明としては、図４の透かし情報導出処理（ス
テップＳ２００）の説明における、「黒画素」を「小輝
度画素」と読み替えるものとする。

【０１９８】この透かし情報導出処理（ステップＳ２０
０’）によって、カラー画像における各埋め込み可能ブ
ロックから、それぞれ、埋め込まれていた透かし情報ｄ
_iが抽出される。

【０１９９】従って、漫画を表すカラー画像データに透
かし情報が埋め込まれていても、上記の如く説明した電
子透かし抽出処理によって、そのカラー画像データから
透かし情報を抽出して、その漫画の著作権情報を取り出
すことができる。また、本実施例においても、原画像を
用意しなくても、秘密鍵さえあれば、透かし情報を抽出
することが可能である。

【０２００】なお、本実施例においても、透かし情報抽
出時に埋め込み可能ブロックと判定されるブロックの数
Ｅ’は、ノイズや、悪意を持った第三者からの攻撃など
によって、透かし情報埋め込み時に判定された埋め込み
可能ブロックの数、即ち、Ｅと必ずしも一致するとは限
らない。

【０２０１】Ｆ．第３の実施例における具体例およびま
とめ：以下、具体例として、図２１に示すような、４コ
マ漫画（さんき：君がいっちゃん！，ＵＲＬ：http://w
ww.4koma.com/access/9904/icchan/a1_35.htm）の１コ
マであるカラー画像に、透かし情報を埋め込む場合を例
に挙げて、詳しく説明する。なお、このカラー画像は、
５００×３５０画素の大きさを持ち、ＲＧＢ表色系で各
色８ビット（２５６階調）を有する画像であるものとす
る。なお、以下の説明において、小輝度画素数を便宜上
Ｘ_iとおく。

【０２０２】図２１に示すカラー画像に対し、前述の式
（１９）に従って、ＲＧＢ表色系からＹＣ_bＣ_r表色系へ
の変換を行い、輝度成分のみによる画像を求めると、図
２２（ａ）に示す如くになり、また、その画像中におけ
る輝度成分ｙの各値毎の頻度を調べると、図２２（ｂ）
に示す如くになる。

【０２０３】そこで、輝度成分ｙの値がある程度低い画
素を「小輝度画素」とするために、しきい値γ＝８０と
した。そして、ブロックの大きさｍ＝３０，ｎ＝３０、
基準値ｐ＝３２として、図２２（ａ）に示す画像に透か
し情報を埋め込むと、図２３（ａ）に示す如くになり、
また、その埋め込み済み画像中における輝度成分ｙの各
値毎の頻度を調べると、図２３（ｂ）に示す如くにな
る。

【０２０４】図２２および図２３から明らかなように、
埋め込み前の画像と埋め込み済み画像を比較しても、視
覚的な違和感はなく、輝度成分ｙの値の頻度としても大
差は見られなかった。

【０２０５】しかし、図２１に示すカラー画像と図２３
（ａ）に示す埋め込み済み画像との差分を取ると、図２
４に示す如く、輝度のエッジ部分が変化してもおり、透
かし情報が埋め込まれていることがわかる。

【０２０６】Ｆ−１．埋め込み可能な情報量：図２１に
示すカラー画像に対して、ブロックＡ_iの大きさｓ＝１
００，９０００，２５００のとき、小輝度画素数Ｘ_iに
対する、小輝度画素数Ｘ_iの出現頻度を求めると、図２
５（ａ）に示すごとくになる。そこで、特に、ブロック
Ａ_iの大きさｓ＝９００における、小輝度画素数Ｘ_iと、
その出現頻度と、の関係を示すと、図２５（ｂ）に示す
ごとくになる。図２５（ｂ）において、斜線部の面積
が、基準値ｐの下での埋め込み可能ブロックの数（即
ち、埋め込み可能な情報量）Ｅに相当することになる。
このとき、斜線部に対して、左側の幅ｐの領域は、画質
劣化を防ぐために設定される透かし情報を埋め込まない
ブロックに対応する領域である。これらの分布から、基
準値ｐを一定に保持したまま、ブロックＡ_iの大きさｓ
を小さくすると、条件式（２）を満たさないブロックが
増加することがわかる。

【０２０７】そこで、基準値ｐについて、ブロックＡ_i
の各大きさｓ毎に、埋め込み可能ブロックの数Ｅを調べ
たところ、図２６に示す結果が得られた。図２６から明
らかなように、ブロックＡ_iの大きさｓが大きくなれ
ば、分割して得られるブロックの総数Ｅ₀が減少するた
め、埋め込み可能ブロック数（即ち、埋め込み可能情報
量）Ｅも一般に減少する。しかし、逆に、ブロックＡ_i
の大きさｓを小さくしても、埋め込み可能ブロック数Ｅ
が増加するとは限らない。これは、図２５に示したよう
に、ブロックＡ_iの大きさｓが小さいほど、条件式
（２）により排除されるブロックの割合εが増加するた
めである。

【０２０８】また、画質には、埋め込んだ情報量より
も、ブロックＡ_iの大きさｓに対する基準値ｐの割合の
方が、大きな影響を表すことがわかった。そこで、図２
３（ａ）の埋め込み済み画像の場合とは基準値のみをｐ
＝２５６に変更して（即ち、ブロックの大きさｍ＝３
０，ｎ＝３０はそのままで）、図２２（ａ）の画像に透
かし情報を埋め込むと、図２７（ａ）に示すような埋め
込み済み画像が得られ、その埋め込み済み画像と原画像
との差分を取ると、図２７（ｂ）に示すような画像が得
られる。

【０２０９】埋め込んだ情報量は、図２３（ａ）の埋め
込み済み画像の場合が、１２７ビットであるのに対し、
図２７（ａ）の埋め込み済み画像の場合は、７ビットで
ある。しかし、図２７（ａ）の埋め込み済み画像の方
が、遙かに少ない量の情報しか埋め込まれていないが、
画質的には大きな影響を受けている。図２４，図２７
（ｂ）を参照して、それぞれの差分を見ると明らかなよ
うに、基準値ｐが大きいほど、変更する画素数が平均的
に多くなり、かつ、その変更を施されるブロック数が少
ないため、画像が局所的に変更される。このため、視覚
的に違和感を感じるような影響が表れやすいと考えられ
る。以上の理由により、ブロックの大きさｍ×ｎおよび
基準値ｐの選定は慎重にする必要がある。

【０２１０】Ｆ−２．第３の実施例の効果：第３の実施
例の電子透かし埋め込み方法は、漫画の中で文字や絵を
構成する画素のうち、一定の輝度を持つ画素に着目し、
その画素数を面積としてとらえて、透かし情報を埋め込
むものである。従って、本実施例によれば、漫画中の輝
度の差によるエッジ部分を一様に拡大または縮小するこ
とによって、透かし情報を埋め込むため、視覚的にも画
質への影響が少ない。

【０２１１】Ｇ．第４の実施例：上記した第３の実施例
では、ＲＧＢ表色系のカラー画像をＹＣ_bＣ_r表色系に変
換し、そのうちの輝度成分ｙに着目して、透かし情報の
埋め込みを行っていたが、所定の色ベクトルに着目し
て、カラー画像に対する透かし情報の埋め込みを行うよ
うにしても良い。以下、そのような電子透かしの埋め込
み及びその抽出を行う第４の実施例について、詳細に説
明する。

【０２１２】Ｇ−１．電子透かし埋め込み処理：図２８
は本発明の第４の実施例における電子透かし埋め込み処
理の手順を示すフローチャートである。この処理は、図
１におけるブロック分割部４１、画素数算出部４２、ブ
ロック判定部４３、演算部４４、変更画素数算出部４
５、画素変更部４６、および色ベクトル指定部４９の処
理として実現されている。

【０２１３】本実施例では、この処理が行われる前提と
して、予め、ハードディスク装置３６内には、この処理
の対象となる画像データとして、漫画を表すカラー画像
データが格納されている。このカラー画像は、ＲＧＢ表
色系によって表され、このカラー画像のカラーマップは
Ｓ色から成っている。即ち、それらＳ色の各色は、それ
ぞれ、ＲＧＰの色ベクトルによって表される。

【０２１４】そこで、図２８に示す電子透かし埋め込み
処理が起動されると、まず、色ベクトル指定部４９が、
対象となるカラー画像データをハードディスク装置３６
から読み出し（ステップＳ７０２）、そのカラー画像内
で使われている色を調べ、カラーマップを作成する（ス
テップＳ７０４）。そして、そのカラーマップの中か
ら、透かし情報の埋め込み対象とする色ベクトルδを指
定する（ステップＳ７０６）。次に、ブロック分割部４
１は、そのカラー画像をｍ×ｎ画素の複数のブロックに
分割する（ステップＳ７０８）。さらに、画素数算出部
４２は、分割した各ブロックＡ_i（ｉ＝１，２，３，
…）毎に、ステップＳ７０６で指定された色ベクトルδ
の画素数を求める（ステップＳ７１０）。即ち、対象ブ
ロックＡ_i内に、指定色ベクトルδを持つ画素がいくつ
存在するかを求める。

【０２１５】さて、ステップＳ７１０に続く次の処理
（ステップＳ３００”）としては、図５における値変更
処理（ステップＳ３００）と同様の処理を行う。従っ
て、本実施例における図２８の値変更処理（ステップＳ
３００”）については、説明を省略する。但し、図５の
値変更処理（ステップＳ３００）では、黒画素を対象と
していたが、本実施例における図２８の値変更処理（ス
テップＳ３００”）では、黒画素に代えて、指定色ベク
トルδの画素を対象とする。よって、図２８の値変更処
理（ステップＳ３００”）の説明としては、図５の値変
更処理（ステップＳ３００）の説明における、「黒画
素」を「指定色ベクトルδの画素」と読み替えるものと
する。

【０２１６】なお、さらに補足的な説明をすると、図５
の値変更処理（ステップＳ３００）では、ステップＳ３
２４において、画素変更部４６は、対象ブロックＡ_i内
における、ラインや文字等の描画オブジェクトのエッジ
部分の画素を、変更画素数ｃ _iが正であれば、白色から
黒色へ、負であれば、黒色から白色へ、変更画素数の絶
対値｜ｃ_i｜分の個数だけ、それぞれ反転させていた。
つまり、変更画素数ｃ_iが正であれば、エッジ部の画素
の画素値ａ（ｘ，ｙ）を「０」から「１」へ、負であれ
ば、「１」から「０」へ変更していた。

【０２１７】これに対し、図２８の値変更処理（ステッ
プＳ３００”）では、画素変更部４６は、対象ブロック
Ａ_i内における、指定色ベクトルδを持つ画素と持たな
い画素とのエッジ部分について、変更画素数の絶対値｜
ｃ_i｜分の個数だけ、次のように変更する。即ち、変更
画素数ｃ_iが正であれば、指定色ベクトルδを持たない
画素を指定色ベクトルδを持つ画素に変更し、変更画素
数ｃ_iが負であれば、指定色ベクトルδを持つ画素を指
定色ベクトルδを持たない画素に変更する。さらに具体
的に述べると、変更画素数ｃ_iが正であれば、指定色ベ
クトルδを持たない画素について、そのＲＧＢの値を変
更して（即ち、画素値を変更して）、指定色ベクトルδ
と同じＲＧＰの値にし、また、変更画素数ｃ_iが負であ
れば、指定色ベクトルδを持つ画素について、そのＲＧ
Ｂの値を変更して（即ち、画素値を変更して）、指定色
ベクトルδとは異なるＲＧＢの値にするのである。

【０２１８】このようにして、Ｓ色のカラーマップのう
ち、指定色ベクトルδに関して、図２８における値変更
処理（ステップＳ３００”）が行われることにより、指
定色ベクトルδについて透かし情報が埋め込まれること
になる。以上によって、図２８に示す電子透かし埋め込
み処理を終了する。

【０２１９】以上のような電子透かし埋め込み処理によ
って、漫画を表すカラー画像データに対し、所定の色ベ
クトルについて、著作権情報を表す透かし情報を埋め込
むことができる。なお、この埋め込み処理において使用
したパラメータのうち、第１および第２の実施例では、
ブロックの大きさ（ｍ画素，ｎ画素）や基準値ｐを秘密
鍵としたが、本実施例では、これらに加えて、指定色ベ
クトルδも、秘密鍵となる。

【０２２０】ところで、本実施例の電子透かし埋め込み
処理に対しても、第２の実施例における電子透かし抽出
処理の変形例１〜４として述べたのと同様の変形は可能
である。

【０２２１】Ｇ−２．電子透かし抽出処理：図２９は本
発明の第４の実施例における電子透かし抽出処理の手順
を示すフローチャートである。この処理は、図１におけ
るブロック分割部４１、画素数算出部４２、ブロック判
定部４３、演算部４４、および情報特定部４７の処理と
して実現されている。

【０２２２】本実施例では、この処理が行われる前提と
して、予め、ハードディスク装置３６内には、この処理
の対象となる画像データとして、図２８に示した電子透
かし埋め込み処理によって透かし情報の埋め込まれたカ
ラー画像データが格納されている。このカラー画像は、
ＲＧＢ表色系によって表され、このカラー画像のカラー
マップはＳ色から成っている。

【０２２３】そこで、図２９に示す電子透かし抽出処理
が起動されると、まず、ブロック分割部４１は、対象と
なる、透かし情報の埋め込まれたカラー画像データをハ
ードディスク装置３６から読み出し（ステップＳ８０
２）、別に用意されている、そのカラー画像データにつ
いて透かし情報を埋め込むときに用いられた秘密鍵の情
報から、ブロックの大きさ（ｍ画素，ｎ画素）を取得し
て、カラー画像をｍ×ｎ画素のブロックにそれぞれ分割
する（ステップＳ８０４）。

【０２２４】次に、画素数算出部４２は、前述の秘密鍵
の情報から、指定色ベクトルδを取得し、その指定色ベ
クトルδに基づいて、分割した各ブロックＡ_i（ｉ＝
１，２，３，…）毎に、そのブロックに含まれる画素の
中から、指定色ベクトルδの画素数を求める（ステップ
Ｓ８０６）。

【０２２５】さて、ステップＳ８０６に続く次の処理
（ステップＳ２００”）としては、図４における透かし
情報導出処理（ステップＳ２００）と同様の処理を行
う。従って、本実施例における図２９の透かし情報導出
処理（ステップＳ２００”）については、説明を省略す
る。但し、図４の透かし情報導出処理（ステップＳ２０
０）では、黒画素を対象としていたが、本実施例におけ
る図２９の透かし情報導出処理（ステップＳ２００”）
では、黒画素に代えて、指定色ベクトルδの画素を対象
とする。よって、図２９の透かし情報導出処理（ステッ
プＳ２００”）の説明としては、図４の透かし情報導出
処理（ステップＳ２００）の説明における、「黒画素」
を「指定色ベクトルδの画素」と読み替えるものとす
る。

【０２２６】この透かし情報導出処理（ステップＳ２０
０”）によって、カラー画像における各埋め込み可能ブ
ロックから、それぞれ、埋め込まれていた透かし情報ｄ
_iが抽出される。

【０２２７】従って、漫画を表すカラー画像データの所
定の色ベクトルに透かし情報が埋め込まれていても、上
記の如く説明した電子透かし抽出処理によって、そのカ
ラー画像データから透かし情報を抽出して、その漫画の
著作権情報を取り出すことができる。また、本実施例に
おいても、原画像を用意しなくても、秘密鍵さえあれ
ば、透かし情報を抽出することが可能である。

【０２２８】なお、本実施例においても、透かし情報抽
出時に埋め込み可能ブロックと判定されるブロックの数
Ｅ’は、ノイズや、悪意を持った第三者からの攻撃など
によって、透かし情報埋め込み時に判定された埋め込み
可能ブロックの数、即ち、Ｅと必ずしも一致するとは限
らない。

【０２２９】Ｇ−３．電子透かし埋め込み処理の変形
例：ところで、上記したとおり、本実施例では、透かし
情報の埋め込み対象とする色ベクトル（即ち、指定色ベ
クトルδ）を１種類に限定していた。そのため、後述す
る図３３（ａ），（ｃ）に示すように、その色ベクトル
を推定することができる場合がある。

【０２３０】そこで、この問題を解決するために、各ブ
ロック毎に、透かし情報の埋め込み対象とする色ベクト
ル（指定色ベクトルδ）をランダムに変化させるような
変形例について、以下説明する。

【０２３１】図３０は第４の実施例における電子透かし
埋め込み処理の変形例を示すフローチャートである。

【０２３２】図３０に示す電子透かし埋め込み処理が起
動されると、まず、色ベクトル指定部４９が、対象とな
るカラー画像データをハードディスク装置３６から読み
出し（ステップＳ９０２）、そのカラー画像内で使われ
ている色を調べ、カラーマップを作成する（ステップＳ
９０４）。次に、ブロック分割部４１は、そのカラー画
像をｍ×ｎ画素の複数のブロックに分割する（ステップ
Ｓ９０６）。続いて、色ベクトル指定部４９は、そし
て、作成したカラーマップからカラー画像で使用されて
いる色の数を導き出し、その色数を範囲とする乱数の系
列を生成し、分割した各ブロックＡ_i（ｉ＝１，２，
３，…）毎に、その乱数系列に従って、カラーマップの
中から、透かし情報の埋め込み対象とする色ベクトルδ
を指定する（ステップＳ９０８）。例えば、カラー画像
が１３色で描かれているならば、色数は１３であるの
で、乱数の範囲は０〜１２となり、その１３色の中か
ら、ランダムに色ベクトルδが指定される。そして、画
素数算出部４２は、各ブロックＡ_i（ｉ＝１，２，３，
…）毎に、ランダムに指定された色ベクトルδについ
て、その画素数を求める（ステップＳ９１０）。

【０２３３】ステップＳ９１０に続く次の処理（ステッ
プＳ３００”）としては、図２８の場合と同様に、図５
における値変更処理（ステップＳ３００）と同様の処理
を行う。

【０２３４】なお、この変形例では、埋め込み処理にお
いて使用したパラメータのうち、ブロックの大きさ（ｍ
画素，ｎ画素）や基準値ｐの他、カラーマップおよび乱
数系列が、秘密鍵となる。

【０２３５】一方、埋め込まれた透かし情報を抽出する
場合には、図２９に示した電子透かし抽出処理と同様の
手順で行う。即ち、まず、ブロック分割部４１が、対象
となる、透かし情報の埋め込まれたカラー画像データを
ハードディスク装置３６から読み出し（ステップＳ８０
２）、別に用意されている、そのカラー画像データにつ
いて透かし情報を埋め込むときに用いられた秘密鍵の情
報から、ブロックの大きさ（ｍ画素，ｎ画素）を取得し
て、カラー画像をｍ×ｎ画素のブロックにそれぞれ分割
する（ステップＳ８０４）。

【０２３６】次に、画素数算出部４２は、前述の秘密鍵
の情報からカラーマップおよび乱数系列を取得し、それ
らに基づいて、分割した各ブロックＡ_i（ｉ＝１，２，
３，…）毎に、対応する指定色ベクトルδを導き出し、
そのブロックに含まれる画素の中から、指定色ベクトル
δの画素数を求める（ステップＳ８０６）。そして、ス
テップＳ８０６に続く次の処理（ステップＳ２００”）
としては、前述したとおり、図４における透かし情報導
出処理（ステップＳ２００）と同様の処理を行う。

【０２３７】以上のようにして、この変形例では、各ブ
ロック毎に指定色ベクトルδをランダムに変化させるこ
とによって、第三者が、透かし情報の埋め込み対象とす
る色ベクトルを推定することは困難となるため、透かし
情報を容易に抽出することはできなくなる。

【０２３８】Ｈ．第４の実施例における具体例およびま
とめ：以下、具体例として、第３の実施例における具体
例でも用いた図３１に示すような、４コマ漫画の１コマ
であるカラー画像に、透かし情報を埋め込む場合を例に
挙げて、詳しく説明する。なお、このカラー画像は、小
型携帯端末で用いられる画像サイズである２５０×１８
０画素の大きさを持ち、ＲＧＢ表色系で各色８ビットを
有する画像であるものとする。また、このカラー画像の
カラーマップは、１３色から成り（Ｓ＝１３）、図３２
に示すとおりとなっている。

【０２３９】図３２において、１３色の各色は、Ｎｏ．
１〜１３として表され、それぞれ、色ベクトルとして、
ＲＧＢの各値が記載されている。また、図３１に示すカ
ラー画像中における各色ベクトル毎の頻度も併せて記載
されている。

【０２４０】そこで、図３１に示すカラー画像に対し、
ｍ＝２０，ｎ＝２０およびｐ＝３２の条件の下で、１３
色の各色ベクトルを持つ画素領域へ最大限に透かし情報
を埋め込んでみると、その埋め込み済み画像は、図３３
に示す如くになる。図３３において、（ａ）は指定色ベ
クトルδがＮｏ．１の色である場合、（ｂ）は指定色ベ
クトルδがＮｏ．３の色である場合、（ａ）は指定色ベ
クトルδがＮｏ．１２の色である場合をそれぞれ示して
いる。また、図３３（ａ）に示す埋め込み済み画像と図
３１に示す原画像との差分を取ると、図３４に示す如く
になる。図３４において、（ａ）は指定色ベクトルδが
Ｎｏ．１の色である場合、（ｂ）は指定色ベクトルδが
Ｎｏ．３の色である場合、（ａ）は指定色ベクトルδが
Ｎｏ．１２の色である場合をそれぞれ示している。この
図から、確かに、指定された色ベクトルδを持つ画素の
みが変化していることがわかる。

【０２４１】Ｈ−１．埋め込み可能な情報量：また、こ
の場合の各色ベクトルを持つ画素領域に埋め込み可能な
情報量は、図３５に示すとおりとなる。図３２と図３５
とを比較すると、埋め込み可能な情報量は、カラー画像
内での埋め込み対象色ベクトル（指定色ベクトルδ）を
持つ画素数だけに依存することはなく、その分布状況
や、ブロックのサイズおよびしきい値などにより変化す
ることがわかる。一方、画質に関しては、埋め込まれて
いる情報量および埋め込みカラーによって影響を受け、
変化することがわかる。

【０２４２】Ｈ−２．複数色への埋め込み：前述したと
おり、透かし情報の埋め込み対象とする色ベクトル（即
ち、指定色ベクトルδ）を１種類に限定すると、図３３
（ａ），（ｃ）に示すように、その色ベクトルを推定す
ることができる場合がある。そこで、図３０で述べたと
おり、各ブロック毎に、透かし情報の埋め込み対象とす
る色ベクトル（指定色ベクトルδ）をランダムに変化さ
せ、複数の色に透かし情報を埋め込むことにより、第三
者による色ベクトルの推定が困難なようにしている。

【０２４３】例えば、図３１に示すカラー画像に対し、
ｍ＝２０，ｎ＝２０およびｐ＝３２の条件の下で、透か
し情報の埋め込み対象とする色ベクトル（指定色ベクト
ルδ）を１３色の間でランダムに変化させ、透かし情報
の埋め込みを行うと、その埋め込み済み画像は、図３６
に示す如くになる。また、また、図３６に示す埋め込み
済み画像と図３１に示す原画像との差分を取ると、図３
７に示す如くになる。このとき、図３６に示す埋め込み
済み画像には、２０ｂｉｔｓの透かし情報が埋め込まれ
ている。また、透かし情報を埋め込む際に用いた乱数系
列により、埋め込み情報量が変化する。そこで、その乱
数系列を変えながら、透かし情報の埋め込みを色々と試
した結果、図３１に示すカラー画像では、平均１７．５
ｂｉｔｓの透かし情報の埋め込みが可能であることが推
定できた。さらに、図３３と図３６とを比較すると、後
者の埋め込み済み画像の方（即ち、指定色ベクトルをラ
ンダムに変化させた方）が、画質の乱れが少なく感じら
れた。また、図３７から明らかなように、このよう指定
色ベクトルをランダムに変化させた場合は、透かし情報
の埋め込み対象とする色が分散しているため、透かし情
報の埋め込み位置の特定も難しいと考えられる。

【０２４４】Ｈ−３．攻撃への耐性： Ｈ−３−１．耐圧縮性：限定色を用いたカラー画像は、
各画素の色情報を少ないビット数で表現できるという利
点がある。この特徴を利用したデータ圧縮方式として、
ＧＩＦフォーマット変換が知られている。そこで、この
変換により、透かし情報の埋め込まれたカラー画像を圧
縮すると、そのデータ量は原画像の２２．５％にまで圧
縮することができた。しかも、この変換は可逆符号化で
あるため、圧縮・解凍したカラー画像から、透かし情報
を完全に抽出することができる。

【０２４５】次に、透かし情報の埋め込まれたカラー画
像に対し、自然画像の圧縮法として知られているＪＰＥ
Ｇ圧縮を行った。ＪＰＥＧ圧縮後のデータ量は原画像の
１２％であった。また、圧縮・解凍したカラー画像から
透かし情報の抽出を行った。そのときの透かし情報の抽
出率は平均８．１％であった。これは、ＪＰＥＧ圧縮に
よって画素値が多階調へ変更されることにより、各ブロ
ック内の埋め込み対象色ベクトル（指定色ベクトルδ）
を持つ画素数が減少するためである。その結果を図３８
に示す。図３８において、（ａ）はＪＰＥＧ圧縮・解凍
した後のカラー画像であり、（ｂ）はＪＰＥＧ圧縮・解
凍した後のカラー画像と原画像との差分画像である。

【０２４６】実際に、ＪＰＥＧ圧縮を行う前と行った後
のカラー画像の色ベクトル数を調べたところ、ＪＰＥＧ
圧縮を行う前は１３色で描かれていたのに対し、ＪＰＥ
Ｇ圧縮を行った後は１１，０００色以上使用されてい
た。そこで、ＪＰＥＧ圧縮を行った後のカラー画像に対
し、最小自乗法を用いて色空間ベクトルの近いカラーマ
ップ上の色へ置換するという減色処理を施したところ、
透かし情報の抽出率を平均６４．８％まで改善すること
ができた。その結果を図３９に示す。図３９において、
（ａ）は減色処理を行った後のカラー画像であり、
（ｂ）は減色処理を行った後のカラー画像と原画像との
差分画像である。従って、この減色処理をさらに厳密に
行えば、透かし情報の抽出率をさらに向上させることが
できると思われる。

【０２４７】Ｈ−３−２．ＳｔｉｒＭａｒｋ：図３６に
示した埋め込み済み画像に対し、ＳｔｉｒＭａｒｋの改
変パラメータを中心の移動距離（−ｂ）、角の内側への
移動距離（−ｉ）、外側への移動距離（−ｏ）および画
素の変更量（−ｄ）をデフォルト値として、ＳｔｉｒＭ
ａｒｋ攻撃を行った結果を図４０に示す。図４０におい
て、（ａ）はＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃を行った後のカラー
画像であり、（ｂ）はＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃を行った後
のカラー画像と原画道との差分画像である。この結果か
ら、ＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃により画像が歪み、画素も変
更しているのがわかる。このカラー画像からの透かし情
報の抽出率は、平均５．２％と低いものであった。そこ
で、このＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃を行った後のカラー画像
に対し、ＪＰＥＧ圧縮の場合と同様に、前述の減色処理
を行ったところ、透かし情報の抽出率を５２．１％まで
改善させることができた。その結果を図４１に示す。

【０２４８】ただし、ＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃は、ＪＰＥ
Ｇ圧縮の場合と異なり、幾何学的な変更を施すため、前
述の減色処理を行うだけでは、すべての透かし情報を抽
出することは難しい。この対策として、透かし情報を繰
り返し挿入する手法や、ブロック補正、ＳｔｉｒＭａｒ
ｋ攻撃による変換を逆変換することなどが考えられる。

【０２４９】Ｉ．第５の実施例：さて、前述した第１お
よび第２の実施例においては、対象となる画像データ
は、２値画像データであった。しかしながら、漫画を表
す画像の中には、２値画像だけでなく、多値画像も多数
存在する。

【０２５０】そこで、漫画を表す多値画像を対象とし
て、電子透かしの埋め込みおよびその抽出を行う第５の
実施例について、詳細に説明する。

【０２５１】Ｉ−１．電子透かし埋め込み処理：図４２
は本発明の第５の実施例における電子透かし埋め込み処
理の手順を示すフローチャートである。この処理は、図
１におけるブロック分割部４１、画素数算出部４２、ブ
ロック判定部４３、演算部４４、変更画素数算出部４
５、画素変更部４６、ビットプレーン抽出部４９、およ
びビットプレーン合成部５０の処理として実現されてい
る。

【０２５２】本実施例では、この処理が行われる前提と
して、予め、ハードディスク装置３６内には、この処理
の対象となる画像データとして、漫画を表す多値画像デ
ータが格納されている。

【０２５３】そこで、図４２に示す電子透かし埋め込み
処理が起動されると、まず、ビットプレーン抽出部４９
は、対象となる多値画像データをハードディスク装置３
６から読み出し（ステップＳ６０２）、その多値画像か
らビットプレーンを抽出する（ステップＳ６０４）。

【０２５４】ここで、読み出した多値画像をＧとする
と、その多値画像Ｇを構成する各画素値ａ（ｘ，ｙ）
は、式（２３）によって表される。

【０２５５】

【数２３】

【０２５６】但し、ｄは多値画像データのビット数であ
る。また、ａ_j（ｘ，ｙ）（但し、０≦ｊ≦ｄ−１）
は、画素値ａ（ｘ，ｙ）を２進数で表現したときに、２
^jの重みを持つビット値である。

【０２５７】また、このビット値ａ_j（ｘ，ｙ）から成
る平面Ｇ_jをビットプレーンと称し、式（２４）によっ
て表される。

【０２５８】

【数２４】

【０２５９】例えば、読み出した多値画像データのビッ
ト数ｄが４であるとすると、下位ビットから順番に４枚
のビットプレーンＧ₀，Ｇ₁，Ｇ₂，Ｇ₃が成立することに
なる。

【０２６０】図４３は４ビットの多値画像データから４
枚のビットプレーンが成立する様子を示す説明図であ
る。図４３において、（ａ）は４ビットの多値画像デー
タで表される多値画像Ｇであり、（ｂ）はその多値画像
Ｇから抽出される４枚のビットプレーンＧ₀，Ｇ₁，
Ｇ₂，Ｇ₃である。なお、図４３では、図面を見やすくす
るために、多値画像Ｇを構成する画素はａ（０，０）〜
ａ（２，２）の９つの画素しか示していないが、実際に
は、ｘ方向にＭ個、ｙ方向にＮ個の合計Ｍ×Ｎ個の画素
が存在している。

【０２６１】図４３（ａ）において、例えば、（０，
０）の位置にある画素の値ａ（０，０）は、「６」であ
るので、式（２３）に従うと、次のように表される。

【０２６２】ａ（０，０）＝６＝０・２³＋１・２²＋１
・２¹＋０・２⁰ 従って、画素値ａ（０，０）の各ビット値は、上位ビッ
トから順番に、ａ₃（０，０）＝０，ａ₂（０，０）＝
１，ａ₁（０，０）＝１，ａ₀（０，０）＝０となる。

【０２６３】よって、図４３（ｂ）に示すように、ビッ
トプレーンＧ₃における（０，０）の値はビット値ａ
₃（０，０）＝０となり、ビットプレーンＧ₂における
（０，０）の値はａ₂（０，０）＝１となり、ビットプ
レーンＧ₁における（０，０）の値はａ₁（０，０）＝１
となり、ビットプレーンＧ₀における（０，０）の値は
ａ₀（０，０）＝０となる。

【０２６４】以上、（０，０）の位置にある画素を代表
例として説明したが、他の位置（ｘ，ｙ）にある画素に
ついても同様に、各ビット値ａ₃（ｘ，ｙ），ａ₂（ｘ，
ｙ），ａ₁（ｘ，ｙ），ａ₀（ｘ，ｙ）がそれぞれ得ら
れ、各ビットプレーンＧ₃，Ｇ₂，Ｇ₂，Ｇ₀における
（ｘ，ｙ）の値を構成する。

【０２６５】以上のようにして、ビットプレーン抽出部
４９は、読み出した多値画像から各ビットプレーンを抽
出する。

【０２６６】次に、ブロック分割部４１は、抽出した４
つのビットプレーンＧ₃，Ｇ₂，Ｇ₂，Ｇ₀の中から特定の
ビットプレーンＧ_kを選定し、その特定ビットプレーン
Ｇ_kをｍ×ｎ画素の複数のブロックに分割する（ステッ
プＳ６０６）。なお、この特定ビットプレーンＧ_kを特
定するｋを、以下、特定値と呼ぶ。

【０２６７】次に、画素数算出部４２は、分割した各ブ
ロックＡ_i（ｉ＝１，２，３，…）毎に、ビット値が
「１」（即ち、ａ_k（ｘ，ｙ）＝１）となる画素の数を
求める（ステップＳ６０８）。なお、特定のビットプレ
ーンＧ_kにおけるビット値が「１」の画素を、説明の都
合上、以下、「ビット値１画素」と呼ぶことにする。

【０２６８】さて、ステップＳ６０８に続く次の処理
（ステップＳ３００”）としては、図５における値変更
処理（ステップＳ３００）と同様の処理を行う。従っ
て、このステップＳ３００”の処理（値変更処理）に関
する説明は省略する。但し、図５の値変更処理（ステッ
プＳ３００）では、黒画素を対象としていたが、本実施
例における図４２の値変更処理（ステップＳ３００”）
では、黒画素に代えて、ビット値１画素を対象とする。
よって、図４２の値変更処理（ステップＳ３００”）の
説明としては、図５の値変更処理（ステップＳ３００）
の説明における、「黒画素」を「ビット値１画素」と、
「画素値」を「ビット値」と、それぞれ読み替えるもの
とする。

【０２６９】なお、さらに補足的な説明をすると、図５
の値変更処理（ステップＳ３００）では、ステップＳ３
２４において、画素変更部４６は、対象ブロックＡ_i内
における描画オブジェクトのエッジ部分の画素につい
て、変更画素数ｃ_iが正であれば、画素値ａ（ｘ，ｙ）
を「０」から「１」へ、負であれば、「１」から「０」
へ、変更画素数の絶対値｜ｃ_i｜分の個数だけ、それぞ
れ変更していた。

【０２７０】これに対し、図４２の値変更処理（ステッ
プＳ３００”）では、画素変更部４６は、対象ブロック
Ａ_i内における描画オブジェクトのエッジ部分の画素に
ついて、変更画素数ｃ_iが正であれば、ビット値ａ
_k（ｘ，ｙ）を「０」から「１」へ、負であれば、
「１」から「０」へ、変更画素数の絶対値｜ｃ_i｜分の
個数だけ、それぞれ変更するのである。

【０２７１】このようにして、特定のビットプレーンＧ
_kに対して、図４２における値変更処理（ステップＳ３
００”）が行われることにより、その特定ビットプレー
ンＧ _kに透かし情報が埋め込まれることになる。

【０２７２】次に、ビットプレーン合成部５０は、ステ
ップＳ６０４の処理とは逆の処理を行って、透かし情報
の埋め込まれた特定ビットプレーンＧ_kを含む４つのす
べてのビットプレーンのデータを合成して、多値画像デ
ータを復元する（ステップＳ６１０）。

【０２７３】以上によって、図４２に示す電子透かし埋
め込み処理を終了する。

【０２７４】このような電子透かし埋め込み処理によっ
て、漫画を表す多値画像データに対しても、著作権情報
を表す透かし情報を埋め込むことができる。なお、この
埋め込み処理において使用したパラメータのうち、第１
および第２の実施例では、ブロックの大きさ（ｍ画素，
ｎ画素）や基準値ｐを秘密鍵としたが、本実施例では、
これらに加えて、透かし情報を埋め込むビットプレーン
を示す特定値ｋも、秘密鍵となる。

【０２７５】ところで、上記した説明においては、多値
画像を構成する複数のビットプレーンのうち、どのビッ
トプレーンを特定ビットプレーンとして選定するかにつ
いて、特に言及しなかった。しかし、画質劣化を抑える
ためには、比較的下位ビットのビットプレーンを特定ビ
ットプレーンとして選定することが好ましく、その中で
も、最下位ビットのビットプレーンを選定することがよ
り好ましい。

【０２７６】仮に、上位ビットのビットプレーン（例え
ば、図４３（ｂ）に示すＧ₃やＧ₂など）を特定ビットプ
レーンとして選定すると、透かし情報の埋め込みに伴
う、画素のビット値ａ_k（ｘ，ｙ）の変更は、下位ビッ
トのビットプレーン（例えば、図４３（ｂ）に示すＡ₁
やＡ₀など）の場合に比較して、その画素の画素値ａ
（ｘ，ｙ）に与える影響が遙かに大きいからである。

【０２７７】即ち、多値画像データが４ビットである場
合、或る画素の画素値は４ビットで表現されることにな
る。従って、その画素の画素値が「１１１１」であると
すると、その４ビットのうち、最下位ビットのビット値
を「０」に変更しても、その画素の画素値は「１１１
０」となってほとんど変化がないが、最上位ビットのビ
ット値を「０」に変更すると、その画素の画素値は「０
１１１」となって大きく変わってしまうことになるから
である。

【０２７８】従って、比較的下位ビットのビットプレー
ンを特定ビットプレーンとして選定する方が、画素値に
与える影響が少ない分、画質劣化をより抑えることがで
きる。よって、最も好ましいのは、最下位ビットのビッ
トプレーンを特定ビットプレーンとして選定することで
ある。

【０２７９】Ｉ−２．電子透かし埋め込み処理の変形
例：ところで、上記した説明では、透かし情報を埋め込
むべき特定ビットプレーンの数は１つであったが、これ
は、複数であっても良い。従って、多値画像を構成する
すべてのビットプレーンを特定ビットプレーンとして選
定することも可能である。このように、複数の特定ビッ
トプレーンとして選定した場合には、その分、埋め込む
べき情報量を増やすことができる。

【０２８０】また、本実施例の電子透かし埋め込み処理
に対しても、第２の実施例における電子透かし抽出処理
の変形例１，２として述べたのと同様の変形は可能であ
る。

【０２８１】Ｉ−３．電子透かし抽出処理：図４４は本
発明の第５の実施例における電子透かし抽出処理の手順
を示すフローチャートである。この処理は、図１におけ
るブロック分割部４１、画素数算出部４２、ブロック判
定部４３、演算部４４、情報特定部４７、ビットプレー
ン抽出部４９、およびビットプレーン合成部５０の処理
として実現されている。

【０２８２】本実施例では、この処理が行われる前提と
して、予め、ハードディスク装置３６内には、この処理
の対象となる画像データとして、図４２に示した電子透
かし埋め込み処理によって透かし情報の埋め込まれた多
値画像データが格納されている。

【０２８３】そこで、図４４に示す電子透かし抽出処理
が起動されると、まず、ビットプレーン抽出部４９は、
対象となる多値画像データをハードディスク装置３６か
ら読み出し（ステップＳ７０２）、その多値画像データ
について透かし情報を埋め込むときに用いられた秘密鍵
の情報から、透かし情報を埋め込んだビットプレーンを
示す特定値ｋを取得して、その多値画像から特定ビット
プレーンＧ_kを抽出する（ステップＳ７０４）。

【０２８４】次に、ブロック分割部４１は、抽出した特
定ビットプレーンＧ_kをｍ×ｎ画素の複数のブロックに
分割する（ステップＳ７０６）。続いて、画素数算出部
４２は、分割した各ブロックＡ_i（ｉ＝１，２，３，
…）毎に、ビット値が「１」となる画素、即ち、ビット
値１画素の数を求める（ステップＳ７０８）。

【０２８５】さて、次に、ステップＳ７０８に続く処理
（ステップＳ２００”）として、図４における透かし情
報導出処理（ステップＳ２００）と同様の処理を行う。
よって、ステップＳ２００”の処理についての説明は省
略する。但し、図４の透かし情報導出処理（ステップＳ
２００）では、黒画素を対象としていたが、本実施例に
おける図４４の透かし情報導出処理（ステップＳ２０
０”）では、黒画素に代えて、ビット値１画素を対象と
する。よって、図４４の透かし情報導出処理（ステップ
Ｓ２００”）の説明としては、図４の透かし情報導出処
理（ステップＳ２００）の説明における、「黒画素」を
「ビット値１画素」と読み替えるものとする。

【０２８６】この透かし情報導出処理（ステップＳ２０
０”）によって、特定ビットプレーンにおける各埋め込
み可能ブロックから、それぞれ、埋め込まれていた透か
し情報ｄ_iが抽出される。

【０２８７】従って、漫画を表す多値画像データに透か
し情報が埋め込まれていても、上記の如く説明した電子
透かし抽出処理によって、その多値画像データから透か
し情報を抽出して、その漫画の著作権情報を取り出すこ
とができる。また、本実施例においても、原画像を用意
しなくても、秘密鍵さえあれば、透かし情報を抽出する
ことが可能である。

【０２８８】なお、本実施例においても、透かし情報抽
出時に埋め込み可能ブロックと判定されるブロックの数
Ｅ’は、ノイズや、悪意を持った第三者からの攻撃など
によって、透かし情報埋め込み時に判定された埋め込み
可能ブロックの数、即ち、Ｅと必ずしも一致するとは限
らない。

【０２８９】Ｈ．変形例：なお、本発明は上記した実施
例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々の態様にて実施することが可能
である。

【０２９０】Ｈ−１．変形例１：上記した第３〜第５の
実施例においては、第２の実施例と同様に、透かし情報
を埋め込む際、基準値ｐによる剰余がランダムに分布す
るように、輝度成分ｙの値やビット値を変更していた
が、第１の実施例のように、基準値ｐによる剰余が固定
値となるように、輝度成分ｙの値やビット値を変更する
ようにしても良い。

【０２９１】Ｈ−２．変形例２：上記した各実施例にお
いては、求めた画素の数に、所定の演算を施す際、基準
値ｐによる剰余を求める演算を施していたが、本発明
は、これに限定されるものではなく、加減乗除、積分，
微分、各種関数演算などを組み合わせて、種々の演算の
適用が可能である。

【０２９２】Ｈ−３．変形例３：上記した第１および第
２の実施例では、黒画素数を算出し、この黒画素数につ
いて基準値ｐによる剰余を求めていたが、白画素数を算
出して、白画素数について剰余を求めるようにしても良
い。

【０２９３】Ｈ−４．変形例４：上記した第３の実施例
では、しきい値γを決定し、画素の輝度成分ｙが条件式
（２１）のｙ＜γを満たすような画素（小輝度画素）の
数を算出し、この小輝度画素数について基準値ｐによる
剰余を求めていたが、画素の輝度成分ｙが他の条件式ｙ
≧γを満たすような画素の数を算出して、その数につい
ての剰余を求めるようにしても良い。また、しきい値を
２つ（γ１，γ２）決定し、画素の輝度成分ｙが別の条
件式γ１≦ｙ＜γ２を満たすような画素の数、または、
さらに別の条件式ｙ＜γ１，γ２≦ｙを算出して、その
数についての剰余を求めるようにしても良い。さらにま
た、しきい値を３つ，４つ，…と増やすようにしても良
い。

【０２９４】Ｈ−５．変形例５：上記した第３の実施例
では、輝度成分ｙを利用して透かし情報の埋め込みを行
ったが、色成分を利用して透かし情報の埋め込みを行う
ようにしても良い。

【０２９５】Ｈ−６．変形例６：上記した第３および第
４の実施例では、埋め込みの対象となるカラー画像はＲ
ＧＢ表色系のカラー画像であったが、ＣＭＹ表色系など
の他の表色系のカラー画像であっても良い。また、第３
の実施例では、カラー画像をＹＣ_bＣ_r表色系へ変換して
いたが、ＸＹＺ表色系など他の表色系へ変換するように
しても良い。

【０２９６】Ｈ−７．変形例７：上記した説明では、秘
密鍵の保存方法については特に言及しなかったが、画像
データに透かし情報を埋め込む際に、この秘密鍵を暗号
化した上で、別の電子透かし埋め込み方法によって、画
像データ内に埋め込むようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における電子透かし埋め込み処理及び電
子透かし抽出処理を実行するための電子透かし装置１０
の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例における電子透かし埋め
込み処理の手順を示すフローチャートである。

【図３】透かし情報に応じた剰余ｂ_iの変更先を説明す
るための説明図である。

【図４】本発明の第１の実施例における電子透かし抽出
処理の手順を示すフローチャートである。

【図５】本発明の第２の実施例における電子透かし埋め
込み処理の手順を示すフローチャートである。

【図６】透かし情報の埋め込まれる２値画像の例を示す
説明図である。

【図７】ブロックの大きさに対する黒画素数、および黒
画素数の頻度分布を説明するための説明図である。

【図８】基準値ｐをパラメータとして、ブロックの大き
さに対する埋め込み可能ブロック数を示す説明図であ
る。

【図９】Ｃａｓｅ２の２値画像における黒画素数の頻度
分布を示す説明図である。

【図１０】Ｃａｓｅ１，２の２値画像に対し基準値ｐ＝
１２８の条件で、第１の実施例の電子透かし埋め込み処
理により透かし情報を埋め込んで得られる画像を示す説
明図である。

【図１１】Ｃａｓｅ１，２の２値画像に対し基準値ｐ＝
２５６の条件で、第１の実施例の電子透かし埋め込み処
理により透かし情報を埋め込んで得られる画像を示す説
明図である。

【図１２】Ｃａｓｅ１，２の２値画像に対し基準値ｐ＝
１２８，２５６の条件で透かし情報を埋め込む場合の埋
め込み可能情報量を示す説明図である。

【図１３】Ｃａｓｅ１，２の２値画像に対し基準値ｐ＝
１２８の条件で、第２の実施例の電子透かし埋め込み処
理により透かし情報を埋め込んで得られる画像を示す説
明図である。

【図１４】図６（ａ）の原画像と図１０（ａ）の埋め込
み済み画像との差分画像を示す説明図である。

【図１５】図１０（ａ）の埋め込み済み画像にＳｔｉｒ
Ｍａｒｋ攻撃を行った結果と、その攻撃の行われた画像
と図１０（ａ）の埋め込み済み画像との差分画像を示す
説明図である。

【図１６】黒画素の変更量と抽出データの関係を示す説
明図である。

【図１７】図１０（ａ）の埋め込み済み画像について各
倍率における透かし情報の抽出率を示す説明図である。

【図１８】図１３（ａ）の埋め込み済み画像について各
倍率における透かし情報の抽出率を示す説明図である。

【図１９】本発明の第３の実施例における電子透かし埋
め込み処理の手順を示すフローチャートである。

【図２０】本発明の第３の実施例における電子透かし抽
出処理の手順を示すフローチャートである。

【図２１】透かし情報の埋め込まれるカラー画像の例を
示す説明図である。

【図２２】図２１のカラー画像から得られる輝度成分の
みによる画像と、画像中における輝度成分の頻度分布を
示す説明図である。

【図２３】埋め込み済み画像と、画像中における輝度成
分の頻度分布を示す説明図である。

【図２４】図２１のカラー画像と図２３（ａ）の埋め込
み済み画像との差分画像を示す説明図である。

【図２５】図２１のカラー画像における小輝度画素数の
頻度分布を示す説明図である。

【図２６】基準値ｐをパラメータとして、ブロックの大
きさに対する埋め込み可能ブロック数を示す説明図であ
る。

【図２７】基準値ｐ＝２５６に変更した場合の埋め込み
済み画像と、その画像と原画像との差分画像を示す説明
図である。

【図２８】本発明の第４の実施例における電子透かし埋
め込み処理の手順を示すフローチャートである。

【図２９】本発明の第４の実施例における電子透かし抽
出処理の手順を示すフローチャートである。

【図３０】第４の実施例における電子透かし埋め込み処
理の変形例を示すフローチャートである。

【図３１】透かし情報の埋め込まれるカラー画像の例を
示す説明図である。

【図３２】図３１に示すカラー画像のカラーマップを示
す説明図である。

【図３３】図３１のカラー画像に透かし情報を埋め込ん
で得られる埋め込み済み画像を示す説明図である。

【図３４】図３１のカラー画像と図３３の埋め込み済み
画像との差分画像を示す説明図である。

【図３５】図３１に示すカラー画像における各色ベクト
ルを持つ画素領域に埋め込み可能な情報量を示す説明図
である。

【図３６】図３１のカラー画像に指定色ベクトルをラン
ダムに変化させて透かし情報を埋め込んで得られる埋め
込み済み画像を示す説明図である。

【図３７】図３１のカラー画像と図３６の埋め込み済み
画像との差分画像を示す説明図である。

【図３８】ＪＰＥＧ圧縮・解凍した後のカラー画像およ
びＪＰＥＧ圧縮・解凍した後のカラー画像と原画像との
差分画像を示す説明図である。

【図３９】減色処理を行った後のカラー画像および減色
処理を行った後のカラー画像と原画像との差分画像を示
す説明図である。

【図４０】ＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃を行った後のカラー画
像およびＳｔｉｒＭａｒｋ攻撃を行った後のカラー画像
と原画道との差分画像を示す説明図である。

【図４１】減色処理を行った後のカラー画像および減色
処理を行った後のカラー画像と原画像との差分画像を示
す説明図である。

【図４２】本発明の第５実施例における電子透かし埋め
込み処理の手順を示すフローチャートである。

【図４３】４ビットの多値画像データから４枚のビット
プレーンが成立する様子を示す説明図である。

【図４４】本発明の第５の実施例における電子透かし抽
出処理の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０…電子透かし装置 ２２…ＣＰＵ ２４…ＲＡＭ ２６…ＲＯＭ ３０…キーボード ３２…マウス ３４…表示装置 ３６…ハードディスク装置 ３８…通信装置 ３９…スキャナ ４０…バス ４１…ブロック分割部 ４２…画素数算出部 ４３…ブロック判定部 ４４…演算部 ４５…変更画素数算出部 ４６…画素変更部 ４７…情報特定部 ４８…表色系変換部 ４９…ビットプレーン抽出部 ５０…ビットプレーン合成部

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA11 BA02 CA01 CA02 CA06 CA08 CA12 CA16 CB01 CB02 CB06 CB08 CB12 CB19 CC03 CC04 CD10 CE18 CG07 CH18 DC02 DC04 DC16 5C063 AB05 AC01 AC10 CA36 CA40 DA20 DB09 5C076 AA14 BA06 5J104 AA14 AA15

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像データに透かし情報を埋め込むため
   の電子透かし埋め込み方法であって、 （ａ）前記画像データを、１つ以上の画素を単位とする
   複数のブロックに分割する工程と、 （ｂ）分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれ
   る画素のうち、その画素の有する特定の値が所定の条件
   を満たす画素の数を算出する工程と、 （ｃ）算出した前記画素の数に所定の演算を施す工程
   と、 （ｄ）前記所定の演算を施して得られる演算値が、予め
   前記透かし情報と対応して設定されている複数の条件の
   うち、そのブロックに埋め込むべき情報に対応する条件
   を満たすように、そのブロックに含まれる少なくとも１
   つの画素の有する前記特定の値を変更する工程と、 を備える電子透かし埋め込み方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電子透かし埋め込み方
   法において、 （ｅ）算出した前記画素の数に基づいて、そのブロック
   に前記透かし情報を埋め込むか否かを判定する工程をさ
   らに備えると共に、 前記判定の結果、前記透かし情報を埋め込むと判定され
   たブロックについてのみ、前記工程（ｃ）および（ｄ）
   は、実行されることを特徴とする電子透かし埋め込み方
   法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の電子透
   かし埋め込み方法において、 前記透かし情報が第１および第２の値を含む２値以上の
   値で表される場合に、 前記工程（ｄ）では、そのブロックに埋め込むべき情報
   が第１の値であるときには、該第１の値に対応する前記
   条件として、前記演算値が第１の範囲にあるという条件
   を満たすように、そのブロックに埋め込むべき情報が前
   記第２の値であるときには、該第２の値に対応する前記
   条件として、前記演算値が前記第１の範囲とは異なる第
   ２の範囲にあるという条件を満たすように、前記画素の
   有する前記特定の値を変更することを特徴とする電子透
   かし埋め込み方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の電子透かし埋め込み方
   法において、 前記工程（ｄ）は、ランダム値を生成する工程をさらに
   備えると共に、 前記第１の値であるときには、前記演算値が、前記第１
   の範囲に含まれる値のうち、前記ランダム値に応じた値
   となるように、前記第２の値であるときには、前記演算
   値が、前記第２の範囲に含まれる値のうち、前記ランダ
   ム値に応じた値となるように、前記画素の有する前記特
   定の値を変更することを特徴とする電子透かし埋め込み
   方法。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の電子透かし埋め込み方
   法において、 前記工程（ｄ）では、前記第１の値であるときには、前
   記演算値が前記第１の範囲に含まれる第３の値となるよ
   うに、前記第２の値であるときには、前記演算値が前記
   第２の範囲に含まれる第４の値となるように、前記画素
   の有する前記特定の値を変更することを特徴とする電子
   透かし埋め込み方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし請求項５のうちの任意の
   １つに記載の電子透かし埋め込み方法において、 前記画像データが、画素の画素値が第５または第６の値
   で表される２値画像データである場合に、前記画素の有
   する前記特定の値として、前記画素の画素値を用いると
   共に、 前記工程（ｂ）では、前記画素の画素値が、前記所定の
   条件として、前記第５の値であるという条件を満たす画
   素の数を算出することを特徴とする電子透かし埋め込み
   方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし請求項５のうちの任意の
   １つに記載の電子透かし埋め込み方法において、 前記画像データがカラー画像データである場合に、前記
   画素の有する前記特定の値として、前記画素の輝度成分
   の値を用いると共に、 前記工程（ｂ）では、前記画素の輝度成分の値が、前記
   所定の条件として、所定の第３の範囲にあるという条件
   を満たす画素の数を算出することを特徴とする電子透か
   し埋め込み方法。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項５のうちの任意の
   １つに記載の電子透かし埋め込み方法において、 前記画像データがカラー画像データである場合に、前記
   画素の有する前記特定の値として、前記画素の持つ色ベ
   クトルを用いると共に、 前記工程（ｂ）では、前記色ベクトルが、前記所定の条
   件として、特定の色ベクトルであるという条件を満たす
   画素の数を算出することを特徴とする電子透かし埋め込
   み方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の電子透かし埋め込み方
   法において、 前記工程（ｂ）では、前記所定の条件としての前記特定
   の色ベクトルを、分割した各ブロック毎に、ランダムに
   変えることを特徴とする透かし埋め込み方法。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項５のうちの任意
    の１つに記載の電子透かし埋め込み方法において、 前記画像データが多値画像データである場合に、前記画
    素の有する前記特定の値として、前記画素の画素値にお
    ける特定のビット値を用いると共に、 前記工程（ｂ）では、前記特定のビット値が、前記所定
    の条件として、「１」であるという条件を満たす画素の
    数を算出するか、または、「０」であるという条件を満
    たす画素の数を算出することを特徴とする電子透かし埋
    め込み方法。
11. 【請求項１１】 透かし情報の埋め込まれた画像データ
    から前記透かし情報を抽出するための電子透かし抽出方
    法であって、 （ａ）前記画像データを、１つ以上の画素を単位とする
    複数のブロックに分割する工程と、 （ｂ）分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれ
    る画素のうち、その画素の有する特定の値が所定の条件
    を満たす画素の数を算出する工程と、 （ｃ）算出した前記画素の数に所定の演算を施す工程
    と、 （ｄ）前記所定の演算を施して得られた演算値が、予め
    前記透かし情報と対応して設定されている複数の条件の
    うち、どの条件を満たしているかを判定し、満たしてい
    る前記条件に対応する情報を、そのブロックに埋め込ま
    れていた前記透かし情報として特定する工程と、 を備える電子透かし抽出方法。
12. 【請求項１２】 画像データに透かし情報を埋め込む電
    子透かし埋め込み装置であって、 前記画像データを、１つ以上の画素を単位とする複数の
    ブロックに分割するブロック分割部と、 分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素
    のうち、その画素の有する特定の値が所定の条件を満た
    す画素の数を算出する画素数算出部と、 算出した前記画素の数に所定の演算を施す演算部と、 前記所定の演算を施して得られた演算値が、予め前記透
    かし情報と対応して設定されている複数の条件のうち、
    そのブロックに埋め込むべき情報に対応する条件を満た
    すように、そのブロックに含まれる少なくとも１つの画
    素の有する前記特定の値を変更する画素値変更部と、 を備える電子透かし埋め込み装置。
13. 【請求項１３】 透かし情報の埋め込まれた画像データ
    から前記透かし情報を抽出する電子透かし抽出装置であ
    って、 前記画像データを、１つ以上の画素を単位とする複数の
    ブロックに分割するブロック分割部と、 分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素
    のうち、その画素の有する特定の値が所定の条件を満た
    す画素の数を算出する画素数算出部と、 算出した前記画素の数に所定の演算を施す演算部と、 前記所定の演算を施して得られた演算値が、予め前記透
    かし情報と対応して設定されている複数の条件のうち、
    どの条件を満たしているかを判定し、満たしている前記
    条件に対応する情報を、そのブロックに埋め込まれてい
    た前記透かし情報として特定する透かし情報特定部と、 を備える電子透かし抽出装置。
14. 【請求項１４】 画像データに透かし情報を埋め込むた
    めのコンピュータプログラムであって、 前記画像データを、１つ以上の画素を単位とする複数の
    ブロックに分割する機能と、 分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素
    のうち、その画素の有する特定の値が所定の条件を満た
    す画素の数を算出する機能と、 算出した前記画素の数に所定の演算を施す機能と、 前記所定の演算を施して得られた演算値が、予め前記透
    かし情報と対応して設定されている複数の条件のうち、
    そのブロックに埋め込むべき情報に対応する条件を満た
    すように、そのブロックに含まれる少なくとも１つの画
    素の有する前記特定の値を変更する機能と、 を前記コンピュータに実現させるためのコンピュータプ
    ログラム。
15. 【請求項１５】 透かし情報の埋め込まれた画像データ
    から前記透かし情報を抽出するためのコンピュータプロ
    グラムであって、 前記画像データを、１つ以上の画素を単位とする複数の
    ブロックに分割する機能と、 分割した各ブロック毎に、そのブロックに含まれる画素
    のうち、その画素の有する特定の値が所定の条件を満た
    す画素の数を算出する機能と、 算出した前記画素の数に所定の演算を施す機能と、 前記所定の演算を施して得られた演算値が、予め前記透
    かし情報と対応して設定されている複数の条件のうち、
    どの条件を満たしているかを判定し、満たしている前記
    条件に対応する情報を、そのブロックに埋め込まれてい
    た前記透かし情報として特定する機能と、 を前記コンピュータに実現させるためのコンピュータプ
    ログラム。
16. 【請求項１６】 請求項１４または請求項１５に記載の
    コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取
    り可能な記録媒体。