JP4591211B2 - 画像処理装置、画像処理方法、媒体、符号読取装置、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、電子透かし等、符号画像を合成する画像処理装置に関する。

近年、媒体上に形成した画像の改ざん防止等のため、電子透かしと呼ばれる技術によって符号画像を、原画像に埋め込む技術が知られている。この電子透かしとは、種々の方法によって、原画像内に、人間には視認困難な態様で符号画像を埋め込み合成したものである。

利用者は、こうした電子透かしが合成された画像をカメラ等で撮像し、当該画像から符号画像によって表現される符号を復号させる。

ところが、カメラの撮像条件によっては、電子透かしの画像が傾いて撮像されたり、奥行きがついて撮像されることがあり、いわゆる「あおり」がついた状態で電子透かしが撮像されることもある。

こうした場合に、あおりを補正するため、例えば電子透かしを合成した画像の外周に、所定のマーカーを描画して、あおりの補正処理に供する例が特許文献１に開示されている。また、この特許文献１には、当該マーカーを電子透かしの符号画像内に含め、この補正用マーカーの視認性を低減する例も開示されている。
特開２００５−２６７９７号公報 清水慶行、太田直哉、金谷健一、「信頼性評価を備えた最適な射影変換の計算プログラム」、情報処理学会研究報告９８−ＣＶＩＭ−１１１−５ （１９９８−０５）、ｐｐ．３３−４０、１９９８．５．２７

しかしながら、上記従来のあおり補正用のマーカーを形成する技術では、補正用マーカーを原画像の外側に描画することとなり、例えば商品写真などの原画像周辺に、十字状の模様など、視覚的に認識されやすい図形画像が配置され、商品写真としての視覚的効果を損ねる場合がある。また、マーカーを電子透かしの画像内に含めてしまうと、マーカーの検出が困難となる場合がある。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、原画像の視覚的効果を損ねることがなく、検出が容易な補正用マーカーを形成させることのできる画像処理装置を提供することを、その目的の一つとする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、画像処理装置であって、原画像の一部に、当該原画像のサイズより小さいサイズの符号画像を合成する手段と、第１の色領域と、当該第１の色領域に少なくとも一部が接し、第１の色領域の色とは異なる色の、第２の色領域とを含む、マーカー画像を、前記原画像の一部、符号画像の外側に合成する手段と、を含み、前記符号画像及びマーカー画像を合成した合成画像を出力することを特徴としている。

ここで前記マーカー画像に含まれる色は、前記合成画像の読み取りデータの色空間の成分との関係において定められることとすることが好ましい。

また、本発明の一態様に係る画像処理方法は、原画像の一部に、当該原画像のサイズより小さいサイズの符号画像を合成し、第１の色領域と、当該第１の色領域に少なくとも一部が接し、第１の色領域の色とは異なる色の、第２の色領域とを含む、マーカー画像を、前記原画像の一部、符号画像の外側に合成して、前記符号画像及びマーカー画像を合成した合成画像を出力する、ことを特徴としている。

さらに、本発明の別の態様に係る媒体は 原画像の一部に、当該原画像のサイズより小さいサイズの符号画像が合成され、第１の色領域と、当該第１の色領域に少なくとも一部が接し、第１の色領域の色とは異なる色の、第２の色領域とを含む、マーカー画像が、前記原画像の一部、符号画像の外側に合成されている合成画像が形成されてなることを特徴としている。

また、本発明の別の態様に係る符号読取装置は、上記媒体を撮像して画像データを生成する手段、生成した画像データから前記マーカー画像を検出し、当該マーカー画像に基づく所定画像処理を、前記生成した画像データに対して行う手段、及び前記画像処理後の画像データから符号画像を検出して復号し、復号結果を出力する手段を含むことを特徴としている。

さらに本発明の別の態様に係るプログラムは、コンピュータに、原画像の一部に、当該原画像のサイズより小さいサイズの符号画像を合成する手順と、第１の色領域と、当該第１の色領域に少なくとも一部が接し、第１の色領域の色とは異なる色の、第２の色領域とを含む、マーカー画像を、前記原画像の一部、符号画像の外側に合成する手順と、を実行させることを特徴としている。

本発明によると、第１の色領域と、この第１の色領域の色とは異なる色の第２の色領域であって、第１の色領域に少なくとも一部が接する第２の色領域とを含むマーカー画像が、原画像の一部、符号画像の外側に合成する。このように２つの色領域を含むようにしたことで、原画像がどのような色であっても、当該原画像内部に、検出容易な状態で補正用マーカーを合成することができ、原画像の外周に、認知されやすい画像が配置されることがなく、原画像の視覚的効果を損ねることがない。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る画像処理装置１は、図１に示すように、制御部１１、記憶部１２、及び画像形成部１３を備えて構成されている。また、この画像処理装置１にて生成した媒体は、図１に示す符号読取装置２において読み取られる。この符号読取装置２は、撮像部２１、制御部２２、記憶部２３、及び出力部２４を含んで構成されている。

画像処理装置１の制御部１１は、ＣＰＵ等のプログラム可能な情報処理装置であり、ここでは記憶部１２に格納されているプログラムに従って動作する。この制御部１１は、記憶部１２に格納された原画像の一部に、当該原画像のサイズより小さいサイズの符号画像を合成する処理と、あおり補正等、符号画像に対する処理に関わるマーカー画像を、原画像内の、符号画像の外側に合成する処理と、を実行する。この制御部１１のより具体的な処理例については後に詳しく述べる。

記憶部１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶素子や、ハードディスクや外部記憶媒体等のコンピュータ可読な記録媒体を含んで構成されている。この記憶部１２の例えば外部記憶媒体としての光磁気ディスク等には、制御部１１によって実行されるプログラムやパラメータ（原画像や符号画像など）が保持される。また、この記憶部１２は、制御部１１のワークメモリとしても動作する。画像形成部１３は、プリンタであり、制御部１１から入力される画像データに基づいて、用紙などの媒体上に画像を形成する。この画像形成部１３は、例えば、ＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の４色を用いて形成を行う。

符号読取装置２の撮像部２１は、ＣＣＤカメラ等であり、撮像の対象となった媒体を含む画像を撮像し、当該撮像した画像を表す画像データを制御部２２に出力する。この画像データは、ＲＧＢ（赤色、緑色、青色）の色空間の画像データである。

制御部２２は、ＣＰＵ等のプログラム可能な情報処理装置であり、ここでは記憶部２２に格納されているプログラムに従って動作する。この制御部２２は、撮像部２１から入力された画像データからマーカー画像を検出する処理を行い、当該マーカー画像の検出結果に基づいて画像データに対して所定の画像処理を実行する。そして当該画像処理後の画像データから符号画像を検出して復号し、出力する。この制御部２２の処理の例については、後に述べる。

記憶部２３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶素子や、ハードディスク等のコンピュータ可読な記録媒体を含んで構成されている。この記憶部２３の例えばハードディスクには、制御部２２によって実行されるプログラムが保持される。また、この記憶部２３は、制御部２２のワークメモリとしても動作する。

出力部２４は、制御部２２が出力する符号画像の復号結果を表示するディスプレイ装置、及び／又は印刷出力するプリンタ等である。

次に、画像処理装置１の制御部１１の動作例について説明する。本実施の形態では、この制御部１１によって合成されるマーカー画像は、図２に示すように、十字形状の第１領域Ｒ１と、この第１領域に内包され、同じく十字形状をなす第２領域Ｒ２とを含んでなる。また、この第１領域Ｒ１と、第２領域Ｒ２とは、互いに異なる第１色及び第２色でそれぞれ着色される。例えば、色が、ＲＧＢ（赤色、緑色、青色）の色空間で表現され、その色成分がそれぞれ０から２５５までの階調で表されるとする。この場合、上記第１色，第２色は、いずれも赤色，緑色の成分が「０」で、青色の成分だけが異なるものとすればよい。具体的な例を挙げれば、第１色は青色の成分が「０」、第２色は青色の成分が「２５５」などとすればよい。なお、これらは階調差があればよいので、必ずしも、「０」，「２５５」のようにせずとも、例えば第１色の青色の成分がａ（ａ＜１２７）、第２色の青色の成分がｂ（ｂ＞１２７）としてもよい。この場合、第１色、第２色は、それぞれ「０」、「２５５」の近傍の色（「０」や「２５５」との差が所定しきい値未満であるような色）としてもよい。

なお、画像形成部１３における画像形成がＣＭＹＫで行われるのに対して、マーカー画像がＲＧＢの色空間で生成されているのは、このマーカー画像を合成した合成画像が、符号読取装置２側で読み取られた際の画像データの色空間の成分がＲＧＢの色空間を用いていることによる。すなわち、本実施の形態では、マーカー画像の色は、合成画像の読み取りデータの色空間の成分との関係において定められる。これにより、符号読取装置２における処理を簡便にできる。

本実施の形態ではこのようにマーカー画像が互いに隣接する、複数の異なる色の領域を含む。つまりマーカー画像は、少なくとも第１の色領域と、当該第１の色領域に少なくとも一部が接し、第１の色領域の色とは異なる色の、第２の色領域とを含む。これにより、原画像の色の状態に関わらず原画像内にマーカー画像を識別可能に合成することができるようになる。

すなわち、仮に原画像上のマーカー画像を合成するべき領域が、マーカー画像を構成する一方の色（例えば第１色）と略同色の色で塗りつぶされていたとしても、本実施の形態のマーカー画像によれば、他の色（例えば第２色）部分でマーカー画像の認識が可能となる。

次に制御部１１の動作例について説明する。制御部１１は、記憶部１２に格納されているプログラムに従い、次のように動作する。すなわち制御部１１は、図３に示すように、記憶部１２に格納されている原画像を読み出して、原画像を取得する（Ｓ１）。また記憶部１２に格納されている符号画像を読み出して、符号画像を取得する（Ｓ２）。そして、原画像にこの符号画像を合成する（Ｓ３）。ここで合成の方法は、電子透かし技術として知られている方法を用いることができる。なお、本実施の形態では、符号画像は、原画像よりも小さいサイズのものであり、少なくとも原画像の外周から、マーカー画像のサイズｓだけ内側にオフセットされた領域内に合成される（図４の領域Ｘ）。なお、ここではマーカー画像がｓ×ｓの正方形に内接するものとしたが、長方形（例えばｓｘ×ｓｙ）に内接するものであってもよい。この場合、上記領域を確定するオフセット量がｘ軸（横軸方向）と、ｙ軸（縦軸方向）とで異なるように、それぞれｓｘ，ｓｙだけオフセットするように設定される。

制御部１１は、次に、符号画像を合成した領域の外側に、マーカー画像を合成する（Ｓ４）。例えば、符号画像を内包する矩形の４頂点に対応する位置にそれぞれマーカー画像を配置する。ここで合成の方法は、原画像上でマーカー画像を合成する位置に対応する画素の色成分の一部を、マーカー画像の対応する画素の色成分で置き換えることで行う。すなわち、例として３×３のマーカー画像であって、中央の画素の青色の成分が「０」、その周辺８つの画素の青色成分が「２５５」となっている場合を例として合成の方法について説明する。

ここでは具体例として原画像の５×５の領域（赤色の成分がＲ１１からＲ５５、緑色の成分がＧ１１からＧ５５、青色の成分がＢ１１からＢ５５）に対して、上記マーカー画像を合成する場合を例として説明する。この場合はマーカー画像は、原画像の青色の成分についてのみ合成される（赤色，緑色の成分については、すべてが「０」など、一種類の値のみであるので、合成は行われない）。すなわちこの場合は、図５に示すように、原画像の青色の成分の一部がマーカー画像の青色の成分で置き換えられる。

制御部１１は、こうして符号画像とマーカー画像とを合成した合成画像を、ＣＭＹＫ色空間の画像に変換して画像形成部１３に出力し（Ｓ５）、処理を終了する。

画像形成部１３は、制御部１１から入力されるこの合成画像の画像データに基づいて、用紙などの媒体上に合成画像を形成する。これにより、原画像と、この原画像の一部に、当該原画像のサイズより小さいサイズの符号画像が合成される。またこの原画像内で符号画像の外側に、第１の色領域と、当該第１の色領域に少なくとも一部が接し、第１の色領域の色とは異なる色の、第２の色領域とを含むマーカー画像が合成された画像を形成した媒体が生成される。

また本実施の形態では、マーカー画像の色を、ＲＧＢの色空間のうち、青色の成分としたことで、例えば青色が「０」とされる部分では、一般的な原画像上でやや黄みがかって視認されるようになる。すなわち一般に、黄色は人間に知覚され難いので、ここではマーカー画像の色を青色としてマーカー画像が原画像内で目立ちにくいようにしているのである。

次に、符号読取装置２の制御部２２における処理について説明する。この制御部２２は、撮像部２１から入力された画像データの入力を受け入れる。この画像データには、原画像に対して符号画像とマーカー画像とを合成した合成画像が撮像されている。ここで撮像された画像においては、合成画像が傾きを持って撮像されていることがある。例えば、図６に示す例では、面内の傾きだけでなく、カメラの視線方向（奥行き方向）にも傾きを持って撮像された場合を例示している。なお、図６では、図をわかりやすくするため、原画像を省略して図示している。

制御部２２は、この画像データからマーカー画像を検出する。ここでは、既に述べた例のように、マーカー画像が青色成分について合成されているとする。制御部２２は、そこで撮像部２１から入力される画像データのうち、青色成分のデータについてのみ処理を行う。

そして制御部２２は、予め定められたマーカー画像を、この青色成分のデータから検出する。この検出処理は、一般的なパターン認識の処理によって行うことができる。制御部２２は、次に、このマーカー画像から画像の傾きを推定し、当該傾きを補正して、符号画像を正面から撮像した場合の画像となるよう幾何変換を行う。ここで幾何変換のパラメータの推定などの方法は、特許文献１にも開示のように、例えば、非特許文献１に開示された方法を用いることができる。すなわち、基準点４点とその幾何変換後の４点から、射影変換のパラメータを推定する方法がある。本実施の形態では、符号画像の四隅の方向、符号画像の外側にマーカー画像が含まれているので、撮像された画像データ中の、これらのマーカー画像の座標値から、射影変換のパラメータ（幾何変換パラメータ）の推定を行うことができる。

制御部２２は、幾何変換後の画像データから符号画像を検出して復号する処理を実行する。この処理は、電子透かしのデータから符号を復号する処理であり、広く知られた方法を採用することができる。

このように本実施の形態によると、第１の色領域と、この第１の色領域の色とは異なる色の第２の色領域であって、第１の色領域に少なくとも一部が接する第２の色領域とを含むマーカー画像が、原画像の一部、符号画像の外側に合成する。このように２つの色領域を含むようにしたことで、原画像がどのような色であっても、当該原画像内部に、検出容易な状態で補正用マーカーを合成することができ、原画像の外周に、認知されやすい画像が配置されることがなく、原画像の視覚的効果を損ねることがない。

［変形例］
また、ここではマーカー画像や符号画像を合成する領域については、例えば既定のものとしてもよい場合を例として説明したが、原画像内で、マーカー画像がより目立ちにくくなる領域を探索して、当該領域にマーカー画像が配置されるよう、符号画像や、マーカー画像の合成位置を調整してもよい。ここで、マーカー画像がより目立ちにくくなる領域は、例えば、原画像において、マーカー画像を合成する色成分とは異なる色成分の値が一定でない（隣接画素の値との差の自乗和が大きい等）部分などである。

また、マーカー画像の色を原画像の内容に応じて変化させてもよい。例えば、原画像内でマーカー画像を合成する領域での色成分のうち、マーカー画像を合成した後との値の差が最も小さくなる色成分を選択して、マーカー画像の色を決定してもよい。例えば、選択した色成分が緑色の成分であれば、マーカー画像を緑色の成分で構成する。

さらに、マーカー画像は、ここまでに述べたような十字形や同心矩形形状に限られない。例えば、同心円状でもよいし、第１色領域と第２色領域との少なくとも一部が接しているか、第１色領域と第２色領域とのうち一方が他方に内包されていればよい。

本発明の実施の形態に係る画像処理装置及び、符号読取装置の例を表す構成ブロック図である。 本発明の実施の形態に係るマーカー画像の例を表す説明図である。 本発明の実施の形態に係る画像処理装置の動作例を表すフローチャート図である。 本発明の実施の形態に係る画像処理装置における符号画像の合成領域の例を表す説明図である。 本発明の実施の形態に係る画像処理装置におけるマーカー画像の合成方法例を表す説明図である。 本発明の実施の形態に係るマーカー画像及び符号画像を読み取った例を表す説明図である。

符号の説明

１ 画像処理装置、２ 符号読取装置、１１，２２ 制御部、１２，２３ 記憶部、１３ 画像形成部、２１ 撮像部、２４ 出力部。

Claims (4)

1. 原画像の一部に、当該原画像のサイズより小さいサイズの符号画像を合成する手段と、
   第１の色領域と、当該第１の色領域に少なくとも一部が接し、第１の色領域の色とは異なる色の、第２の色領域とを含む、マーカー画像を、前記原画像の一部、符号画像の外側に合成する手段と、
   前記符号画像及びマーカー画像を合成した合成画像を出力する手段と、
   を含み、
   前記マーカー画像を合成する手段は、前記原画像の一部、符号画像の外側であって、マーカー画像を合成する色成分とは異なる色成分の値が一定でない部分に、マーカー画像を合成することを特徴とする画像処理装置。
2. 原画像の一部に、当該原画像のサイズより小さいサイズの符号画像が合成され、
   第１色で着色された第１の色領域と、当該第１の色領域に少なくとも一部が接し、第１の色領域の第１色とは異なる第２色で着色された、第２の色領域とを含む、マーカー画像が、前記原画像の一部、符号画像の外側であって、マーカー画像を合成する色成分とは異なる色成分の値が一定でない部分に合成されている合成画像が形成されてなる媒体を撮像して、予め定められた色成分の画像データを生成する手段と、
   生成した画像データから前記マーカー画像を検出し、当該マーカー画像に基づく所定画像処理を、前記生成した画像データに対して行う手段と、
   前記画像処理後の画像データから符号画像を検出して復号し、復号結果を出力する手段と、
   を含むことを特徴とする符号読取装置。
3. コンピュータを、
   原画像の一部に、当該原画像のサイズより小さいサイズの符号画像を合成する手段と、
   第１の色領域と、当該第１の色領域に少なくとも一部が接し、第１の色領域の色とは異なる色の、第２の色領域とを含む、マーカー画像を、前記原画像の一部、符号画像の外側に合成する手段と、
   前記符号画像及びマーカー画像を合成した合成画像を出力する手段と、
   として機能させ、
   前記マーカー画像を合成する手段として機能させるときに、前記原画像の一部、符号画像の外側であって、マーカー画像を合成する色成分とは異なる色成分の値が一定でない部分に、マーカー画像を合成させることを特徴とするプログラム。
4. コンピュータを、
   原画像の一部に、当該原画像のサイズより小さいサイズの符号画像が合成され、第１色で着色された第１の色領域と、当該第１の色領域に少なくとも一部が接し、第１の色領域の第１色とは異なる第２色で着色された、第２の色領域とを含む、マーカー画像が、前記原画像の一部、符号画像の外側であって、マーカー画像を合成する色成分とは異なる色成分の値が一定でない部分に合成されている合成画像が形成されてなる媒体を撮像して、予め定められた色成分の画像データを生成する手段と、
   生成した画像データから前記マーカー画像を検出し、当該マーカー画像に基づく所定画像処理を、前記生成した画像データに対して行う手段と、
   前記画像処理後の画像データから符号画像を検出して復号し、復号結果を出力する手段と、
   として機能させることを特徴とするプログラム。

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