專利名稱：電子水印嵌入裝置和電子水印檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為用于防止在打印文檔中帶走信息的裝置的、用于 在印刷品的水印背景圖案區(qū)域的彩色文檔圖像中的背景圖案中嵌入水印 的電子水印嵌入裝置，即在印刷品的背景圖案中嵌入表示印刷源的追蹤 信息的裝置；和用于從文檔圖像中檢測(cè)背景圖案中的水印的電子水印檢 測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，許多公司中保存的電子信息量不斷增加，而據(jù)預(yù)測(cè)保存的 紙制文檔的數(shù)量正在不斷減少。然而，由于紙制文檔永遠(yuǎn)不會(huì)消失，因 此將會(huì)出現(xiàn)紙制文檔與電子文檔必然共存的情況。此外，人們對(duì)于諸如 由公司和公共機(jī)構(gòu)處理的客戶數(shù)據(jù)的個(gè)人信息可能被帶走或者泄漏的關(guān) 注正在不斷提高，并且需要更加嚴(yán)格的管理系統(tǒng)。實(shí)際上，有數(shù)據(jù)顯示 目前約一半的信息泄漏通過(guò)印刷品而發(fā)生，因而對(duì)抗這種通過(guò)印刷品的 信息泄漏的有效對(duì)策是非常重要的。解決上述技術(shù)問(wèn)題的其中一種安全技術(shù)是電子水印。電子水印是一 種在諸如圖像、文檔、聲音等的數(shù)據(jù)中嵌入信息(諸如版權(quán)擁有者的名 稱、版權(quán)歷史等)的技術(shù)。通過(guò)在公司要處理的重要數(shù)據(jù)和要向公司以 外提供的產(chǎn)品中嵌入信息，可以保護(hù)信息不被泄漏或者復(fù)制，并可以驗(yàn) 證原始數(shù)據(jù)。將文檔數(shù)據(jù)打印為紙制文檔。由掃描儀讀取該紙制文檔并通過(guò)軟件 對(duì)其進(jìn)行分析，從而檢測(cè)到嵌入的水印信息。通過(guò)利用上述技術(shù)在印刷品中嵌入打印該文檔的人員的姓名、ID、打印日期和時(shí)間等，即使該印 刷品被帶到公司以外，如果可以以某一方法收集到印刷品的副本或者部 分紙件，則可以通過(guò)檢測(cè)水印信息來(lái)檢查打印該信息的人。即，該技術(shù)
的應(yīng)用被認(rèn)為是一種從印刷品上追蹤信息泄漏源的技術(shù)。在如下專利文獻(xiàn)1的方法中，在不包括文字區(qū)域的文檔區(qū)域的背景 圖案中嵌入水印。然而，為嵌入的信息的各個(gè)位使用了多個(gè)符號(hào)圖案。如果在用于各個(gè)位的多個(gè)符號(hào)圖案中，數(shù)量上等于或者高于預(yù)定閾 值的符號(hào)圖案中包括文字區(qū)域，則在文字區(qū)域中嵌入背景文字的圖案， 并且在其他區(qū)域中嵌入同樣數(shù)量的符號(hào)"0"和"1"。如果在用于各個(gè)位 的多個(gè)符號(hào)圖案中，數(shù)量上等于或者高于預(yù)定閾值的符號(hào)圖案是空白區(qū) 域，則在所有針對(duì)各個(gè)位的空白區(qū)域中嵌入"0"或"1"的圖案。可以 通過(guò)確定針對(duì)各個(gè)位的區(qū)域中的"0"或"1"的數(shù)目來(lái)檢測(cè)嵌入的信息。如下的專利文獻(xiàn)2涉及能夠指出偽造的印刷品的文檔打印機(jī)裝置。 如下的專利文獻(xiàn)3涉及在打印其中設(shè)置有彩色背景圖案的圖像時(shí)能夠添 加單色背景圖案的打印控制裝置。如下的專利文獻(xiàn)4涉及信息嵌入?yún)^(qū)域 確定裝置和印刷品出版裝置。如下非專利文獻(xiàn)1涉及在圖像處理中進(jìn)行的平滑(邊緣保持平滑)、 二值化(判別分析方法)、邊緣檢査(坡度，拉普拉斯算子)、邊緣追蹤 和區(qū)域劃分(區(qū)域整合方法)操作。如下的非專利文獻(xiàn)2涉及用于二值 化灰度級(jí)圖像的閾值選擇方法。專利文獻(xiàn)1:第2003-209697號(hào)日本專利申請(qǐng)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2:第2003-152979號(hào)日本專利申請(qǐng)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:第2005-193648號(hào)日本專利申請(qǐng)公報(bào) 專利文獻(xiàn)4:第2006-121569號(hào)日本專利申請(qǐng)公報(bào) 非專利文獻(xiàn)1: "Computer Image Processing" edited by Hideyuki Tamura, published by Ohmsha, p.l 14-115， 140， 184-188， 202-204， 206-207, December 20， 2002。非專利文獻(xiàn)2: "An Automatic Threshold Selection Method Based on Discriminant and Least Squares Criteria" by Nobuyuki Ohtsu， transactions of Institute of Electronics and Communication Engineers, Vol. J63-D， No. 4， P349-356, 1980。上述常規(guī)水印嵌入技術(shù)存在如下問(wèn)題。 專利文獻(xiàn)1沒(méi)有描述區(qū)別符號(hào)圖案和文字區(qū)域的方法的可實(shí)施步 驟，或者沒(méi)有具體針對(duì)當(dāng)檢測(cè)到彩色文檔中嵌入的背景圖案時(shí)發(fā)生的問(wèn) 題。因此，無(wú)法對(duì)于關(guān)注的目標(biāo)印刷品的彩色區(qū)域執(zhí)行嵌入操作。專利文獻(xiàn)1描述了以如下方法在文檔圖像中嵌入背景圖案。(1) 在確定文檔中的區(qū)域是否是文字區(qū)域以后，利用針對(duì)一個(gè)位的 多個(gè)符號(hào)來(lái)嵌入信息。(2) 背景圖案的顏色是黑色，與文檔是彩色區(qū)域還是單色區(qū)域無(wú)關(guān)。 當(dāng)通過(guò)這種方法檢測(cè)嵌入的背景圖案時(shí)，在低亮度區(qū)域(深色區(qū)域)中的嵌入了水印用黑色背景圖案的部分，印刷品的背景顏色和水印之間 的亮度差低。最優(yōu)閾值是針對(duì)二值化的整個(gè)文檔計(jì)算的，對(duì)于低亮度區(qū) 域的二值化而言，該閾值不是適當(dāng)?shù)拈撝?。因此，在彩色文檔中，如果 低亮度區(qū)域的比例增加，則必然很難檢測(cè)到背景圖案中的水印。圖1A示出了其中在背景圖案中嵌入了水印的彩色印刷品的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，考慮由Powerpoirit (注冊(cè)商標(biāo))等制備的幻燈文檔中包括 的彩色圖形。在彩色印刷品的圖形區(qū)域10中，包括"起"的區(qū)域11是 淡黃色，包括"承"的區(qū)域12是淡綠色，包括"轉(zhuǎn)"的區(qū)域13是桔黃 色，并且包括"結(jié)"的區(qū)域14是淡藍(lán)色。日文字"起"、"承"、"轉(zhuǎn)"和 "結(jié)"分別表示引言、發(fā)展、轉(zhuǎn)折和結(jié)論。圖1B示出了印刷品的圖形區(qū)域10的掃描圖像，在該印刷品中，在 圖1A所示的整個(gè)彩色文檔中不回避文字區(qū)域或者圖形區(qū)域地在背景圖 案中強(qiáng)行嵌入了水印。水印不但位于白色區(qū)域上而且位于彩色區(qū)域上。圖1C示出了為了檢測(cè)水印在對(duì)圖1B所示的掃描圖像進(jìn)行灰度級(jí)轉(zhuǎn) 換后應(yīng)用作為二值化處理的判別分析方法的結(jié)果。當(dāng)應(yīng)用判別分析方法 時(shí)，如果在目標(biāo)區(qū)域中包括不同背景顏色的區(qū)域，則確定整個(gè)圖像區(qū)域 的最優(yōu)閾值。在白色區(qū)域和淡黃色區(qū)域U，通過(guò)二值化，背景圖案清晰 可見。此外在淡綠色區(qū)域12和淡藍(lán)色區(qū)域14，盡管其看上去比白色區(qū)域 的背景圖案稍暗，但該背景圖案也清晰可見。然而，由于"轉(zhuǎn)"構(gòu)成的桔黃色區(qū)域13的背景顏色亮度(顏色較深) 低于在判別分析方法中計(jì)算的閾值，因此其在經(jīng)過(guò)二值化以后變?yōu)楹谏?br> 從而，常規(guī)方法無(wú)法檢測(cè)在低亮度(深顏色)區(qū)域中嵌入的背景圖案中 的水印。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于通過(guò)根據(jù)彩色文檔圖像的區(qū)域顏色適當(dāng)分配背景 圖案來(lái)嵌入水印信息，然后從印刷品或者復(fù)制件中以與區(qū)域顏色無(wú)關(guān)的 方式正確地檢測(cè)該水印。根據(jù)本發(fā)明的電子水印嵌入裝置包括區(qū)域提取裝置、背景圖案確定 裝置和背景圖案圖像生成裝置，并且該電子水印嵌入裝置在彩色文檔圖 像中嵌入信息。區(qū)域提取裝置從所述彩色文檔圖像中提取其中能夠嵌入 背景圖案的嵌入?yún)^(qū)域。背景圖案確定裝置根據(jù)所述嵌入?yún)^(qū)域的區(qū)域顏色 確定適于所述嵌入?yún)^(qū)域的背景圖案的顏色和形狀的至少其中之一。背景 圖案圖像生成裝置利用確定的背景圖案在所述嵌入?yún)^(qū)域嵌入水印信息， 并生成背景圖案圖像。根據(jù)本發(fā)明的電子水印檢測(cè)裝置包括圖像生成裝置和水印檢測(cè)裝 置，并檢測(cè)在彩色文檔圖像中嵌入的信息。圖像生成裝置用于生成水印 檢測(cè)圖像，利用該水印檢測(cè)圖像，在彩色文檔圖像中包括的彩色區(qū)域的 區(qū)域顏色能夠從區(qū)域的背景圖案中被識(shí)別。水印檢測(cè)裝置利用水印檢測(cè) 圖像從所述彩色區(qū)域檢測(cè)背景圖案。


圖1A示出了彩色印刷品； 圖1B示出了掃描圖像；圖1C示出了通過(guò)判別分析得到的二值化結(jié)果；圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的電子水印嵌入裝置的原理;圖2B示出了電子水印嵌入裝置的構(gòu)造；圖3示出了去除了黑像素的圖像；圖4是區(qū)域劃分處理的流程圖；圖5示出了單位區(qū)域；
圖6示出了對(duì)文檔圖像的劃分；圖7示出了比較目標(biāo)的單位區(qū)域；圖8示出了提取的彩色區(qū)域信息；圖9是邊緣檢測(cè)處理的流程圖；圖IO示出了均值濾波器；圖11示出了二階微分濾波器；圖12示出了邊緣檢測(cè)結(jié)果；圖13示出了背景圖案；圖14示出了背景圖案中的空白區(qū)域；圖15示出了結(jié)構(gòu)元素(structuring element);圖16示出了侵蝕處理(erosionprocess)的進(jìn)展；圖17示出了侵蝕處理的結(jié)果；圖18示出了侵蝕處理的結(jié)果的劃分出的塊；圖19示出了候選的嵌入?yún)^(qū)域；圖20示出了兩種類型的背景圖案；圖21示出了確定背景圖案的方法；圖22示出了分組的結(jié)構(gòu)；圖23示出了對(duì)文檔圖像和背景圖案圖像進(jìn)行層疊的方法;圖24示出了電子水印檢測(cè)裝置的構(gòu)造；圖25是第一預(yù)處理的流程圖；圖26示出了掃描圖像的劃分；圖27示出了各單位區(qū)域的二值化；圖28示出了組合的二值化圖像；圖29是第二預(yù)處理的流程圖；圖30示出了邊緣保持濾波器(edge preserving filter); 圖31示出了搜索邊緣像素的方法； 圖32示出了提取封閉區(qū)域的方法； 圖33示出了二值化處理；圖34示出了背景圖案印刷品的灰度級(jí)圖像和放大圖像；
圖35示出了邊緣保持平滑方法的應(yīng)用結(jié)果和放大圖像；圖36示出了二階微分方法的邊緣檢測(cè)結(jié)果和放大圖像；圖37示出了彩色區(qū)域劃分結(jié)果和二值化結(jié)果；圖38示出了對(duì)各彩色區(qū)域的二值化結(jié)果進(jìn)行組合的圖像;圖39是第三預(yù)處理；圖40是第四預(yù)處理；圖41示出了對(duì)像素值差的閾值判別；圖42示出了信息處理裝置的構(gòu)造；以及圖43示出了提供程序和數(shù)據(jù)的方法。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)方式進(jìn)行詳細(xì)描述。 圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的電子水印嵌入裝置的原理。圖2A所示的 電子水印嵌入裝置包括區(qū)域提取裝置101、背景圖案確定裝置102、以及 背景圖案圖像生成裝置103，該電子水印嵌入裝置在彩色文檔圖像111中 嵌入信息。區(qū)域提取裝置101從彩色文檔圖像111中提取其中可嵌入背景圖案 的嵌入?yún)^(qū)域。背景圖案確定裝置102根據(jù)該嵌入?yún)^(qū)域的區(qū)域顏色來(lái)確定 適用于該嵌入?yún)^(qū)域的背景圖案的背景圖案色彩和形狀這兩者中的至少一 個(gè)。背景圖案圖像生成裝置103利用所確定的背景圖案在嵌入?yún)^(qū)域中嵌 入水印信息，并生成背景圖案圖像112。從整個(gè)彩色文檔圖像111中提取可以嵌入背景圖案的區(qū)域，根據(jù)該 區(qū)域的區(qū)域顏色來(lái)確定適當(dāng)?shù)谋尘皥D案或者顏色或者同時(shí)確定二者。通 過(guò)根據(jù)各嵌入?yún)^(qū)域的區(qū)域顏色來(lái)改變背景圖案的顏色或者形狀，可以選 擇可以在各背景圖案中容易被檢測(cè)出的背景圖案。通過(guò)利用所選擇的背 景圖案來(lái)生成背景圖案圖像112，可以將適當(dāng)?shù)谋尘皥D案分配給包括各種 顏色區(qū)域的彩色文檔圖像111。區(qū)域提取裝置101例如對(duì)應(yīng)于圖2B所示且稍后將進(jìn)行描述的邊界檢 測(cè)單元212、候選區(qū)域提取單元213以及區(qū)域選擇單元214。背景圖案確
定裝置102例如對(duì)應(yīng)于背景圖案確定單元215。背景圖案圖像生成裝置 103例如對(duì)應(yīng)于水印嵌入單元216和背景圖案圖像產(chǎn)生單元217。根據(jù)本發(fā)明的電子水印檢測(cè)裝置設(shè)置有圖像產(chǎn)生裝置和水印檢測(cè)裝 置，并且檢測(cè)在彩色文檔圖像中嵌入的信息。圖像生成裝置生成水印檢測(cè)圖像，通過(guò)該水印檢測(cè)圖像，可以從背 景圖案中識(shí)別出該彩色文檔圖像中包括的彩色區(qū)域的區(qū)域顏色，并且該 水印檢測(cè)裝置利用水印檢測(cè)圖像從彩色區(qū)域中檢測(cè)背景圖案。在各彩色區(qū)域中，生成水印檢測(cè)單位，從而使得能夠從嵌入的背景 圖案中識(shí)別出區(qū)域顏色(背景顏色)。通過(guò)從水印檢測(cè)圖像中檢測(cè)背景圖 案，可以與區(qū)域顏色無(wú)關(guān)地正確檢測(cè)背景圖案。圖像生成裝置例如對(duì)應(yīng)于圖24所示并將稍后描述的輪廓提取單元 2411、彩色區(qū)域劃分單元2412、動(dòng)態(tài)二值化單元2413和二值圖像組合單 元2414。水印檢測(cè)裝置例如對(duì)應(yīng)于水印檢測(cè)單元2415。根據(jù)本發(fā)明，不但可以在單色文檔圖像而且可以在彩色文檔圖像中 根據(jù)區(qū)域顏色在背景圖案中嵌入適當(dāng)水印，而且可以與區(qū)域顏色無(wú)關(guān)地 正確地檢測(cè)被嵌入的水印。本發(fā)明涉及在執(zhí)行打印操作時(shí)通過(guò)向彩色文檔分配背景圖案來(lái)在彩 色文檔中嵌入水印信息并通過(guò)與印刷品的區(qū)域顏色無(wú)關(guān)的方式從印刷品 或者復(fù)制件中檢測(cè)水印的系統(tǒng)。為了解決上述的問(wèn)題(即當(dāng)對(duì)彩色文檔中嵌入的水印進(jìn)行檢測(cè)時(shí)， 取決于區(qū)域顏色或者區(qū)域亮度而存在著無(wú)法容易地檢測(cè)其中的水印的區(qū) 域)，用于實(shí)施本發(fā)明的當(dāng)前方式示出了在背景圖案中嵌入并檢測(cè)水印的 方法，通過(guò)該方法可以與區(qū)域顏色無(wú)關(guān)地正確而且穩(wěn)定地檢測(cè)水印。根據(jù)用于實(shí)施本發(fā)明的當(dāng)前方式的電子水印嵌入裝置具有如下功 能輸入彩色文檔數(shù)據(jù)，提取其中可以嵌入背景圖案的區(qū)域；確定該背 景圖案的顏色和形狀，所述背景圖案取決于該檢測(cè)到的背景圖案嵌入?yún)^(qū) 域的區(qū)域顏色；并基于確定出的背景圖案的顏色和形狀生成其中嵌入了 水印信息的背景圖案圖像。圖2B示出了電子水印嵌入裝置的構(gòu)造。電子水印嵌入裝置201包括
區(qū)域顏色確定單元211、邊界檢測(cè)單元212、候選區(qū)域提取單元213、區(qū) 域選擇單元214、背景圖案確定單元215、水印嵌入單元216、背景圖案 圖像生成單元217和文檔圖像疊加單元218。當(dāng)用戶通過(guò)用于處理彩色文檔231的軟件(諸如PowerPoint (注冊(cè) 商標(biāo)))在彩色打印機(jī)上執(zhí)行打印處理時(shí)，在巻軸(spool)上產(chǎn)生適用于 該打印機(jī)尺寸的打印數(shù)據(jù)232。例如以EMF (增強(qiáng)型圖元文件格式)產(chǎn) 生該打印數(shù)據(jù)232。通過(guò)獲得巻軸上的打印數(shù)據(jù)232，可以得到打印數(shù)據(jù) 232的彩色圖像233 (位圖數(shù)據(jù))。電子水印嵌入裝置201接收所獲得的打印文檔的彩色圖像233，產(chǎn) 生背景圖案圖像，從而產(chǎn)生彩色圖像233和背景圖案圖像的疊加圖像。以下參照作為實(shí)施例的圖1A所示的印刷品的彩色圖像描述在背景 圖案中嵌入水印的程序。為了簡(jiǎn)化的目的，各示意性示圖均示出與該彩 色圖像的圖形區(qū)域10相關(guān)的處理結(jié)果。電子水印嵌入裝置201通過(guò)區(qū)域顏色確定單元211執(zhí)行確定區(qū)域顏 色的處理并通過(guò)邊界檢測(cè)單元212在作為輸入材料的彩色圖像233上執(zhí) 行檢測(cè)邊界的處理。這兩個(gè)處理可以同時(shí)執(zhí)行。區(qū)域顏色確定單元211包括黑像素去除單元221和顏色確定以及區(qū) 域劃分單元222。首先，黑像素去除單元221產(chǎn)生如圖3所示的去除了黑 像素的圖像，從輸入的彩色圖像233中去除非彩色像素(尤其是黒像素)。 作為去除了黒像素的結(jié)果，得到包括淡黃色區(qū)域301、淡綠色區(qū)域302、 桔黃色區(qū)域303和淡藍(lán)色區(qū)域304的圖像。接著，顏色確定以及區(qū)域劃分單元222提取彩色區(qū)域并確定區(qū)域顏 色。在該處理中，去除了黒像素的圖像被劃分為多個(gè)彩色區(qū)域，并且針 對(duì)各彩色區(qū)域獲得區(qū)域顏色。圖4是區(qū)域劃分處理的流程圖。顏色確定以及區(qū)域劃分單元222首 先將輸入的文檔圖像411 (去除了黒像素的圖像)劃分為預(yù)定多的單位區(qū) 域(步驟401)。例如使用圖5所示的2X2的正方形區(qū)域作為單位區(qū)域， 并且將輸入文檔圖像411劃分為如圖6所示的NXM個(gè)單位區(qū)域。接下來(lái)，計(jì)算各單位區(qū)域的平均像素值(步驟402)，并且在符號(hào)陣 列中存儲(chǔ)所獲得的平均像素值作為單位區(qū)域的像素值(步驟403)。例如， 使用RGB或者亮度作為像素值。然后，將彩色區(qū)域ID分配給位于輸入文檔圖像411的左上位置處的 單位區(qū)域601，并且計(jì)算與單位區(qū)域601相關(guān)的平均顏色信息(RGB、亮 度等)(步驟404)。接著，從左至右掃描輸入文檔圖像411的各行，并且 將各單位區(qū)域的像素值與相鄰單位區(qū)域的像素值進(jìn)行比較(步驟405)。假設(shè)第i行j列(1=1,2，...^并且〗=1,2，...]^)的單位區(qū)域的像素值是 Yij，如圖7所示，將與該目標(biāo)單位區(qū)域的左側(cè)和上部相鄰單位區(qū)域進(jìn)行 比較，并且獲得兩個(gè)單位區(qū)域的像素值之間的差。當(dāng)RGB被用作像素值 時(shí)，則得到R、 G和B值之間的差值。接著，將像素值之間的差值與預(yù)定閾值Th進(jìn)行比較(步驟406)。 如果該差值等于或者小于Th，則向目標(biāo)單位區(qū)域分配與相鄰單位區(qū)域一 樣的彩色區(qū)域ID (步驟407)。如果該差值高于Th，則對(duì)目標(biāo)單位區(qū)域 分配新的彩色區(qū)域ID，并且計(jì)算與該單位區(qū)域相關(guān)的平均顏色信息(步 驟408)。例如，在使用256個(gè)級(jí)別的像素值時(shí)，將Th設(shè)定為10(Th=10)。接著，檢測(cè)該目標(biāo)單位區(qū)域是否是輸入文檔圖像411的右下單位區(qū) 域(步驟409)。如果并非是右下單位區(qū)域，則對(duì)作為目標(biāo)單位區(qū)域的下 一單元重復(fù)步驟405和其以后的處理。如果到達(dá)了右下單位區(qū)域，則輸 出像素陣列412和關(guān)于各個(gè)彩色區(qū)域ID的平均彩色信息413作為處理結(jié) 果。在上述區(qū)域劃分處理中，如果各單位區(qū)域的像素值都與其相鄰單位 區(qū)域的像素值相等，或者如果像素值之間的差值沒(méi)有超出預(yù)定閾值，則 這些區(qū)域具有一樣的顏色并被組合到一起。通過(guò)重復(fù)該處理，基于區(qū)域 顏色是否一樣的標(biāo)準(zhǔn)獲得區(qū)域的劃分結(jié)果。單位區(qū)域的形狀不限于圖5所示的形式，也可以使用其他形狀。例 如，當(dāng)各像素都被用作單位區(qū)域時(shí)，在確定像素顏色時(shí)的基本單位是一 個(gè)像素，并且基于目標(biāo)像素的像素值是否與相鄰像素的像素值一樣或者 像素值之間的差值是否小于預(yù)定閾值來(lái)進(jìn)行確定。通過(guò)將沒(méi)有超過(guò)預(yù)定 閾值的像素組合為同一顏色的區(qū)域，可以提取具有相同的像素值或者像 素值處于預(yù)定范圍內(nèi)的彩色區(qū)域。在其中將各像素當(dāng)作單位區(qū)域進(jìn)行處理的區(qū)域劃分處理中，如圖8所示，從圖3所示的去除了黒像素的圖像中提取四種顏色(淡黃色、淡綠色、桔黃色、淡藍(lán)色)構(gòu)成的彩色區(qū)域301到304。利用該提取結(jié)果， 為各彩色區(qū)域提取彩色區(qū)域ID、形狀、起始點(diǎn)的坐標(biāo)、尺寸、顏色(各 R、 G和B值)和亮度值Y。 ID"O"表示淡黃色的彩色區(qū)域301。 ID"1" 表示淡綠色的彩色區(qū)域302。 ID"2"表示桔黃色的彩色區(qū)域303。 ID "3" 表示淡藍(lán)色的彩色區(qū)域304。以例如位圖格式來(lái)保持彩色區(qū)域的形狀。與區(qū)域顏色確定單元211進(jìn)行的區(qū)域顏色確定處理同時(shí)，邊界檢測(cè) 單元212執(zhí)行邊界檢測(cè)處理，來(lái)檢測(cè)在彩色圖像233中包含的文字區(qū)域 或圖形區(qū)域。取決于檢測(cè)背景圖案中的水印的方法，當(dāng)背景圖案被嵌入 在文字區(qū)域或者圖形區(qū)域中時(shí)，很難從文字或者圖形中確定背景圖案。 因此，為了正確地檢測(cè)水印，希望保留文字區(qū)域和圖形區(qū)域以外的背景 圖案嵌入?yún)^(qū)域。然而，如果在其中可以連續(xù)嵌入背景圖案的圖形(諸如幻燈數(shù)據(jù)中 常用的彩色圖形)的內(nèi)部存在具有恒定像素值的區(qū)域，則該區(qū)域可以被 用作背景圖案嵌入?yún)^(qū)域從而在文檔中保留寬的嵌入?yún)^(qū)域。例如，在稍后描述的水印檢測(cè)方法中，可以檢測(cè)嵌入彩色圖形內(nèi)部 的背景圖案的水印。根據(jù)該水印檢測(cè)方法，適于例如執(zhí)行邊緣檢測(cè)處理 以檢測(cè)在輸入文檔圖像中包括的彩色圖形的文字區(qū)域和邊界區(qū)域。通過(guò) 對(duì)輸入圖像或者其亮度圖像執(zhí)行邊緣檢測(cè)處理，可以提取其像素值突然 變化的部分(諸如文字部分的輪廓、圖形區(qū)域的邊界等)。.在檢測(cè)邊緣時(shí)，可以得到用于獲得目標(biāo)像素和相鄰像素的像素值的 差值的一階微分方法或者用于獲得像素值改變的最大點(diǎn)的二階微分方 法。被檢測(cè)出的邊緣表示文字或者圖形區(qū)域的邊界。在該邊緣上，像素 值發(fā)生突然變化，并且很難檢測(cè)到嵌入在該部分中的背景圖案。因此， 產(chǎn)生的邊緣圖像被用作指明這樣的區(qū)域的圖像，在該區(qū)域中無(wú)法嵌入背 景圖案。例如，如果使用二階微分方法作為邊緣檢測(cè)方法，則可以將文字和
圖形區(qū)域的邊界部分或者彩色區(qū)域的邊界部分檢測(cè)為行。由于文字區(qū)域等包括多條這種行圖像(lineimage),因此很難保留其中可連續(xù)嵌入背景 圖案的區(qū)域。另一方面，在用于幻燈圖像的彩色區(qū)域的情況，彩色區(qū)域 的內(nèi)部不會(huì)被檢測(cè)為邊緣，因此只要彩色區(qū)域內(nèi)部具有一致的像素值， 就可以保留水印嵌入?yún)^(qū)域。結(jié)果，可以避開含有文字的區(qū)域，而在彩色 圖形的內(nèi)部嵌入水印。圖9是邊界檢測(cè)單元212進(jìn)行邊界檢測(cè)處理的流程圖。首先，亮度 計(jì)算單元223檢查輸入的文檔圖像911是否是彩色圖像(步驟901)。如果輸入的文檔圖像911是彩色圖像233，則計(jì)算彩色圖像233的各 像素的亮度值，并由灰度級(jí)圖像(亮度圖像)表示彩色圖像233以與區(qū) 域顏色無(wú)關(guān)地獲得與文字和圖形的邊界對(duì)應(yīng)的像素(歩驟902)。利用像 素的RGB值Ri」、Gi,j、 Bu通過(guò)如下等式計(jì)算彩色圖像233的位于圖像的 i行j列(i-l,2，…N,并且j^,2,…M)處的像素的Yij的亮度值。Y『0.3Ri」+0.59Gij+0.11Bij (1)接著，邊緣檢測(cè)單元224對(duì)所獲得的亮度圖像應(yīng)用均值濾波器，平 滑該亮度圖像(步驟903)。例如，當(dāng)使用圖10所示的2X2均值濾波器 1001時(shí)，通過(guò)如下等式獲得平滑后的圖像的亮度值A(chǔ)vij。Avg-(Yw，j-,+Ywj+Y^+Yij)/4 (2)接著對(duì)平滑后的圖像應(yīng)用二階微分濾波器并獲得邊緣圖像912 (步 驟904)。例如，當(dāng)使用圖11所示的3X3拉普拉斯算子濾波器1101 (4 個(gè)相鄰的拉普拉斯算子)時(shí)，通過(guò)如下等式獲得邊緣圖像912的像素值 ki。Lij=Av w，j十Avij-!十Avi+1J+ AviJ+1 +Avij.1-4Avi,j (3 )圖12示出了利用上述二階微分算子(拉普拉斯算子)通過(guò)邊界檢測(cè) 處理而產(chǎn)生的邊緣圖像。在圖12中，將彩色區(qū)域、行圖形(linegraphics)、 文字的輪廓等的邊界檢測(cè)為邊緣。在所獲得的邊緣圖像912上，候選區(qū)域提取單元213執(zhí)行候選區(qū)域 提取處理，并提取可進(jìn)行嵌入的區(qū)域913。如果在候選區(qū)域提取處理中必須正確地確定文字區(qū)域，則通過(guò)OCR(文字識(shí)別)檢測(cè)亮度圖像中包括的文字圖像。如果對(duì)于檢測(cè)出的文字 圖像的區(qū)域執(zhí)行黒像素向外擴(kuò)展的擴(kuò)展處理，則連接了相鄰的文字圖像 區(qū)域，從而獲得包括多個(gè)連續(xù)文字圖像的文字區(qū)域。另外，作為確定文字區(qū)域的另一方法，獲得打印數(shù)據(jù)232并通過(guò)分 析在獲得彩色文檔231的打印數(shù)據(jù)232時(shí)獲得的數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)文字區(qū)域。 通過(guò)從包括在打印數(shù)據(jù)232中的文字圖像元素中提取與文字尺寸和繪圖 位置相關(guān)的信息來(lái)估計(jì)文字區(qū)域的位置。例如，在打印數(shù)據(jù)232為EMF格式的情況下，在打印數(shù)據(jù)232的列 表中記錄了包括文字的一組繪圖命令。因此，例如通過(guò)分析文字繪圖命 令中的坐標(biāo)信息或者通過(guò)順序執(zhí)行包括文字繪圖命令在內(nèi)的所有繪圖命 令，檢測(cè)了繪圖結(jié)果圖像隨著繪制文字的定時(shí)而變化，從而獲得了文字 被繪制的位置的坐標(biāo)。當(dāng)在上述邊界檢測(cè)處理中使用邊緣檢測(cè)處理時(shí)，如果文字較大，則 如圖形一樣，在大文字的內(nèi)部保留背景圖案嵌入?yún)^(qū)域，從而降低了印刷 品外觀的質(zhì)量。在這種情況下，可以通過(guò)從背景圖案嵌入?yún)^(qū)域去除由OCR 或者EXF分析所確定的文字區(qū)域來(lái)避開文字的內(nèi)部，僅將背景圖案嵌入 在圖形的內(nèi)部。在候選區(qū)域提取處理中，通過(guò)在邊界檢測(cè)處理中檢測(cè)邊緣而檢測(cè)到 的邊界像素被認(rèn)為是文字和圖形區(qū)域的邊界部分(邊界線)。然后，在避 開文字和圖形區(qū)域的邊界部分的情況下保留嵌入?yún)^(qū)域。在該實(shí)施例中， 將水印信息分為多個(gè)組，對(duì)每個(gè)組分配用于彼此識(shí)別的ID，并確定可以 嵌入這些組的區(qū)域。候選區(qū)域提取單元213首先根據(jù)水印嵌入量確定用于水印嵌入?yún)^(qū)域 的形狀。區(qū)域的形狀可以是其中水印被劃分并嵌入的"組"形狀，以及 其中多個(gè)"組"被整體嵌入在矩形區(qū)域中的"塊"形狀。接著，從在邊界檢測(cè)處理中產(chǎn)生的邊緣圖像912中提取與區(qū)域形狀 相對(duì)應(yīng)的候選嵌入?yún)^(qū)域。此時(shí)，以背景圖案(水印符號(hào))的尺寸劃分邊 緣圖像912，在各獲得的小區(qū)域(符號(hào)區(qū)域)中嵌入背景圖案，并且測(cè)試 是否可以檢測(cè)到該背景圖案。如果能夠檢測(cè)到該背景圖案，則確定該小
區(qū)域可以是嵌入?yún)^(qū)域。如果沒(méi)有檢測(cè)到背景圖案，則確定該小區(qū)域不能 是嵌入?yún)^(qū)域。此外，設(shè)置和候選嵌入?yún)^(qū)域具有一樣尺寸的掃描窗口作為針對(duì)邊緣 圖像912的掃描窗口。如果在該掃描窗口范圍中不存在作為不能嵌入的 區(qū)域那樣的小區(qū)域，則將該范圍提取作為候選嵌入?yún)^(qū)域。此外，將提取 完成標(biāo)記分配給已提取的區(qū)域的所有像素以避免再次檢測(cè)。從而，盡可 能多地保留成"組"形狀或者成"塊"形狀的候選嵌入?yún)^(qū)域。在用于實(shí)施本發(fā)明的當(dāng)前模式中，如稍后描述的，在檢測(cè)水印時(shí)執(zhí) 行侵蝕處理。因此，在候選區(qū)域提取處理中也執(zhí)行侵蝕處理，并檢查是 否在各小區(qū)域中均保留了檢測(cè)時(shí)所需的確定區(qū)域(空白區(qū)域)。如果在小 區(qū)域中已經(jīng)保留了空白區(qū)域，則確定出該小區(qū)域可以是嵌入?yún)^(qū)域。如果 沒(méi)有保留空白區(qū)域，則確定該區(qū)域不能是嵌入?yún)^(qū)域。以下通過(guò)參照?qǐng)D13到圖18對(duì)檢測(cè)在侵蝕處理中的符號(hào)的方法進(jìn)行 更具體的描述。在數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)中，當(dāng)求解集合X和集合Y之間的閔可夫斯基和或者 差時(shí)，在集合X是要處理的圖形的情況下，集合Y被稱之為結(jié)構(gòu)元素。 可以將結(jié)構(gòu)元素處理為矩陣或者函數(shù)。在用于實(shí)施本發(fā)明的當(dāng)前模式中， 將結(jié)構(gòu)元素處理為矩陣。直觀地，可以將結(jié)構(gòu)元素表示為具有預(yù)定形式 的小區(qū)域。"侵蝕"是指如下操作，即以圖像的目標(biāo)像素為中心配置結(jié)構(gòu)元素， 在與該結(jié)構(gòu)元素的限定區(qū)域?qū)?yīng)的范圍中獲得像素的亮度值，并用獲得 的亮度值的最小值替代目標(biāo)像素的亮度。.圖13所示的四個(gè)背景圖案1301到1304是不同的水印符號(hào)。在這些 背景圖案中，將多個(gè)點(diǎn)設(shè)置為如圖14所示，對(duì)于各圖案，可以形成具 有不同特性的空白區(qū)域?？瞻讌^(qū)域的特性是指空白區(qū)域的數(shù)量、面積、 形狀、平均像素值等。通過(guò)對(duì)各背景圖案執(zhí)行侵蝕處理，可以在圖案中 檢測(cè)到空白區(qū)域。希望通過(guò)對(duì)整個(gè)彩色圖像設(shè)置一樣的濃度來(lái)使形成各背景圖案的點(diǎn) 的數(shù)量相同從而使用戶難以從視覺(jué)上判別背景圖案。
當(dāng)從圖13所示的四個(gè)背景圖案中提取由如圖14所示的圓包圍的部 分的空白區(qū)域時(shí)，利用如圖15所示的結(jié)構(gòu)元素1501來(lái)執(zhí)行侵蝕處理。 例如，如圖16所示，當(dāng)對(duì)背景圖案1301執(zhí)行侵蝕處理時(shí)，得到了包括 如圖14所示的左上空白區(qū)域的轉(zhuǎn)換結(jié)果1701。在該處理中，將結(jié)構(gòu)元素1501的中心設(shè)置為基準(zhǔn)位置，并且該位置 在水印符號(hào)圖像中疊加在目標(biāo)像素上，從而對(duì)結(jié)構(gòu)元素1501進(jìn)行了配置。 接著，獲得該結(jié)構(gòu)元素的限定區(qū)域中的像素的亮度值，并且利用亮度值 的最小值替代目標(biāo)像素的亮度。在利用結(jié)構(gòu)元素1501對(duì)整個(gè)圖像進(jìn)行光 柵掃描的同時(shí)重復(fù)執(zhí)行替換，從而獲得轉(zhuǎn)換結(jié)果1701。類似地，分別從背景圖案1302、 1303、 1304中獲得圖17所示的轉(zhuǎn) 換結(jié)果1702、 1703和1704。根據(jù)這些轉(zhuǎn)換結(jié)果，確定利用結(jié)構(gòu)元素1501將在背景圖案1301到 1304中小于預(yù)定尺寸的空白區(qū)域涂成黑色，并且只有大于預(yù)定尺寸的空 白區(qū)域才能被檢測(cè)到。作為所獲得的圖像的轉(zhuǎn)換結(jié)果，基于空白區(qū)域在 符號(hào)圖像范圍中的位置信息識(shí)別符號(hào)值。實(shí)踐中，符號(hào)區(qū)域被劃分為多個(gè)塊，并基于在各個(gè)塊中包括的空白 區(qū)域的數(shù)量識(shí)別符號(hào)。當(dāng)獲得圖17所示的轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，符號(hào)區(qū)域被劃分 為如圖18所示的2X2個(gè)塊，并且根據(jù)包括空白區(qū)域的塊的位置識(shí)別符 號(hào)。圖19示出了利用圖12所示的邊緣圖像來(lái)保留其中嵌入了水印的區(qū) 域的結(jié)果。在這種情況下，位于目標(biāo)圖像中的空白區(qū)域很小。因此，以 "塊"形狀保留其中集總地嵌入了多條水印信息的區(qū)域是不可能的。從 而，提取出了 "組"形狀的與通過(guò)劃分水印獲得的最小單元相對(duì)應(yīng)的大 量候選嵌入?yún)^(qū)域(小矩形區(qū)域)。接著，區(qū)域選擇單元214考慮在區(qū)域劃分處理中獲得的各種彩色區(qū) 域的區(qū)域顏色，判斷經(jīng)提取的各候選嵌入?yún)^(qū)域作為嵌入?yún)^(qū)域是否有效。 例如，參照與候選嵌入?yún)^(qū)域相對(duì)應(yīng)的彩色區(qū)域的區(qū)域顏色，并根據(jù)預(yù)定 閾值來(lái)判別該彩色區(qū)域是表示高亮度(淺色)還是表示低亮度(深色)。 從而選擇其中可以檢測(cè)到背景圖案的候選嵌入?yún)^(qū)域。不但可以基于亮度
而且可以基于在執(zhí)行到RGB值的色彩劃分處理時(shí)獲得的淺淡度、色彩飽和度或者各淺淡度等進(jìn)行基于閾值的判別。從而，通過(guò)提前執(zhí)行彩色區(qū)域劃分處理和區(qū)域顏色確定處理，可以 容易地參照在己經(jīng)被確定為水印可嵌入?yún)^(qū)域的候選區(qū)域中包括的彩色區(qū) 域，并且可以有效地確定背景圖案的色彩和形狀。此外，判斷在候選嵌入?yún)^(qū)域中是否包括多個(gè)彩色區(qū)域。如果在候選 嵌入?yún)^(qū)域中包括多個(gè)不同的彩色區(qū)域，則可以從嵌入?yún)^(qū)域中去除該候選 區(qū)域。這種候選嵌入?yún)^(qū)域例如是諸如紋理區(qū)域的非均勻顏色區(qū)域，并且 不適合作為背景圖案嵌入?yún)^(qū)域。在確定候選嵌入?yún)^(qū)域的顏色時(shí)，如果兩個(gè)相鄰候選區(qū)域的像素值之 間的差值位于預(yù)定閾值內(nèi)，則將它們看作同一區(qū)域并進(jìn)行組合，并且可 以再次保留嵌入?yún)^(qū)域，使得在兩個(gè)候選區(qū)域中連續(xù)嵌入水印。例如，在利用亮度值來(lái)確定依賴于嵌入?yún)^(qū)域的背景圖案顏色的情況 下，如果亮度值的差值位于預(yù)定閾值內(nèi)，則這兩個(gè)區(qū)域被認(rèn)為是同一區(qū) 域，即使它們?cè)谏{(diào)或者色彩飽和度方面是不同的，也是如此。此外， 在根據(jù)色彩飽和度對(duì)背景圖案的顏色進(jìn)行確定的情況下，如果色彩飽和 度的差值位于預(yù)定閾值內(nèi)，則這兩個(gè)區(qū)域被認(rèn)為是同一區(qū)域，即使它們 在色調(diào)或者亮度方面是不同的，也是如此。接著，背景圖案確定單元215利用基于區(qū)域選擇單元214選擇的嵌 入?yún)^(qū)域的顏色的像素值(亮度、淺淡度等)的判別結(jié)果來(lái)確定適用于各 個(gè)區(qū)域色彩的背景圖案。從而，可以針對(duì)各嵌入?yún)^(qū)域確定背景圖案的顏 色或者形狀或者同時(shí)確定圖案和形狀二者。以下參照使用區(qū)域的亮度值作為確定基準(zhǔn)的情況來(lái)說(shuō)明在從邊界圖 像中提取的在水印嵌入?yún)^(qū)域中使用的用于確定背景圖案的顏色和形狀的 方法。(1)在亮度值超出預(yù)定閾值的嵌入?yún)^(qū)域，背景圖案由多個(gè)點(diǎn)構(gòu)造， 該多個(gè)點(diǎn)的背景圖案顏色的亮度值不超出該閾值。例如，如果嵌入?yún)^(qū)域是彩色文檔中的白色區(qū)域，或者是基于閾值被 確定為高亮度區(qū)域的彩色區(qū)域，則利用以如下方式構(gòu)造的背景圖案嵌入 水印，即如圖20所示的背景圖案A那樣在白色背景中設(shè)置多個(gè)黑色或者低亮度點(diǎn)。當(dāng)通過(guò)同步信號(hào)嵌入4值水印時(shí)，使用背景圖案A。構(gòu)造表 示同步信號(hào)、信息"0"、信息"1"、信息"2"和信息"3"的各背景圖 案使得根據(jù)缺少點(diǎn)的部分的位置可以對(duì)各背景圖案進(jìn)行識(shí)別。(2)在其亮度值位于預(yù)定閾值內(nèi)的嵌入?yún)^(qū)域，嵌入這樣的背景圖案， 該背景圖案包括空白區(qū)域(孔)，所述空白區(qū)域(孔)的背景圖案顏色的 亮度值超出該閾值。例如，如果嵌入?yún)^(qū)域是彩色文檔中的黑色區(qū)域，或者是基于閾值被 確定具有低亮度值的彩色區(qū)域，則利用被構(gòu)造為如圖20所示的背景圖案 B那樣的背景圖案來(lái)嵌入水印，該背景圖案包括位于黑色背景上的白色 的或者高亮度的空白區(qū)域。如利用背景圖案A那樣，在通過(guò)同步信號(hào)嵌 入4值水印時(shí)，使用背景圖案B。將表示同步信號(hào)、信息"O"、信息"1"、 信息"2"和信息"3"的相應(yīng)背景圖案構(gòu)造為通過(guò)空白區(qū)域的位置可以 對(duì)它們進(jìn)行識(shí)別。根據(jù)區(qū)域顏色的亮度來(lái)改變背景圖案顏色(亮度)的原因在于必須 將背景顏色和背景圖案之間的濃度差保持在預(yù)定級(jí)別或者高于預(yù)定級(jí) 別。因此，希望背景圖案的切換閾值例如是位于白色像素(亮度255) 和黑色像素(亮度0)之間的中間值(亮度128)。 _通過(guò)在方法(1)使用背景圖案A并在方法(2)使用背景圖案B， 可以通過(guò)同樣的方法在上述各方法(1)和方法(2)中檢測(cè)嵌入的水印。 可以同時(shí)使用背景圖案A和B，但是也可以單獨(dú)使用二者中的每一個(gè)。此外，作為確定方法(1)的變型，可以將背景圖案的顏色確定為使 得背景圖案顏色和區(qū)域顏色之間的差值在像素值方面為常數(shù)。例如，將 在彩色文檔中的高亮度的白色區(qū)域和彩色區(qū)域中嵌入的背景圖案顏色確 定為使得與該區(qū)域顏色的亮度差為常數(shù)。通過(guò)嵌入與區(qū)域顏色相比具有 很低亮度差的背景圖案，該背景圖案不易被察覺(jué)。在這種情況下，在檢測(cè)水印時(shí)，在打印期間的背景圖案顏色和區(qū)域 顏色之間的亮度差位于大約恒定值的范圍內(nèi)可以被用作確定條件。此外， 還可以在檢測(cè)期間基于確定條件的改變通過(guò)如下方式，即不但可以通過(guò)
獲得亮度的預(yù)定差值而且可以通過(guò)獲得色彩飽和度、色度、RGB值的各個(gè)分量等的預(yù)定差值，來(lái)設(shè)置背景圖案的顏色。此外，對(duì)于背景圖案的色度，例如可以使用非彩色(白色、灰色或 者黑色)。另外，使用具有與區(qū)域顏色一樣色度的彩色或者與補(bǔ)償顏色一 樣的彩色，并且可以設(shè)置唯一一個(gè)具體像素值(例如，亮度和色彩飽和 度)來(lái)滿足上述條件。圖21示出了利用圖8所示的彩色區(qū)域信息針對(duì)在彩色區(qū)域中保留的 水印嵌入?yún)^(qū)域來(lái)確定背景圖案的結(jié)果。首先，區(qū)域選擇單元214判斷各 嵌入?yún)^(qū)域是否被檢測(cè)為彩色區(qū)域。如果是彩色區(qū)域，則背景圖案確定單 元215將該區(qū)域的亮度值與預(yù)先計(jì)算的閾值進(jìn)行比較，并確定要使用哪 個(gè)背景圖案(用于高亮度區(qū)域的背景圖案A還是用于低亮度區(qū)域的背景 圖案B)。在要處理的整個(gè)文檔圖像中嵌入偽背景圖案，并利用判別分析方法 來(lái)計(jì)算用于選擇背景圖案的閾值。通過(guò)二值化將濃度比計(jì)算出的閾值高 的部分涂成黑色。在文檔圖像中嵌入偽背景圖案，并利用判別分析方法 來(lái)計(jì)算二值化閾值，是可行的。在將偽背景圖案嵌入到具有預(yù)定濃度的區(qū)域中時(shí)，該區(qū)域的平均亮 度降低(濃度升高)。由于嵌入背景圖案之前的濃度和嵌入背景圖案之后 的濃度之間存在相關(guān)性，因此，利用由判別分析方法根據(jù)嵌入了偽背景 圖案后的圖像計(jì)算出的亮度閾值，可以確定嵌入背景圖案以前的區(qū)域亮 度。如果區(qū)域的亮度等于或小于該閾值，則利用背景圖案B在背景圖案 中嵌入水印，這可以在打印期間與區(qū)域顏色無(wú)關(guān)地將區(qū)域顏色和背景圖 案之間的濃度差值保持在或者高于預(yù)定級(jí)別。因此，可以很容易地檢測(cè) 到該嵌入的水印。例如，當(dāng)使用128作為亮度閾值時(shí)，則彩色區(qū)域301、 302和304的 亮度值超出該閾值。因此，對(duì)于屬于這些彩色區(qū)域的多個(gè)嵌入?yún)^(qū)域使用 背景圖案A。另一方面，由于彩色區(qū)域303的亮度等于或者小于該閾值， 因此對(duì)于屬于該彩色區(qū)域303的多個(gè)嵌入?yún)^(qū)域使用背景圖案B。 接著，水印嵌入單元216嵌入水印信息。例如，將具有如圖22所示的結(jié)構(gòu)的水印組分配給"組"狀嵌入?yún)^(qū)域。該水印組包括表示組頭的同步符號(hào)2201和多個(gè)信息符號(hào)2202(用于4值符號(hào)的四種類型"0"到"3")。 在圖21所示的實(shí)施例中，存在多個(gè)"組"狀嵌入?yún)^(qū)域。因此，在部 分信息符號(hào)2202中包括用于指示在各區(qū)域中嵌入的水印組的識(shí)別信息。 如果完成了對(duì)所有嵌入?yún)^(qū)域進(jìn)行的水印組分配，則嵌入水印信息的處理 終止。最后，背景圖案圖像產(chǎn)生單元217在整個(gè)紙張上生成確定出的背景 圖案的圖像數(shù)據(jù)(背景圖案圖像)，并且文檔圖像疊加單元218將該生成 的背景圖案圖像疊加在彩色圖像233上，從而產(chǎn)生其中嵌入有水印的彩 色文檔圖像。首先，背景圖案圖像產(chǎn)生單元217排列指明了為各嵌入?yún)^(qū)域分配的 水印信息的多個(gè)背景圖案。在該實(shí)施例中，對(duì)單色文檔應(yīng)用避開文字地 在印刷品中嵌入水印信息的方法(對(duì)指定區(qū)域確定分配的背景圖案的方 法)。例如，在使用圖22所示的水印組時(shí)，將與多個(gè)背景圖案相對(duì)應(yīng)的多 個(gè)ID分配給各嵌入?yún)^(qū)域，并且通過(guò)以地毯形式設(shè)置具有這些ID的背景 圖案圖像來(lái)產(chǎn)生疊加在彩色圖像233上的背景圖案圖像。接著，文檔圖像疊加單元218在輸入的彩色圖像233的文檔圖像上 疊加生成的背景圖案圖像，并輸出用于打印的文檔圖像(背景圖案疊加 圖像)，其中在背景圖案中嵌入有水印。例如，當(dāng)使用上述方法(1)和 (2)作為確定背景圖案的方法時(shí)，必須針對(duì)背景圖案A和背景圖案B 的每一個(gè)改變?cè)谖臋n圖像上疊加背景圖案圖像的方法。以下針對(duì)使用區(qū)域的亮度值作為確定背景圖案的確定基準(zhǔn)的情況下 對(duì)在文檔圖像上疊加背景圖案圖像的方法進(jìn)行說(shuō)明。(1)在高亮度的彩色區(qū)域上疊加背景圖像的處理在白色背景上用低亮度顏色生成這樣的背景圖案圖像，該背景圖案 圖像是通過(guò)在被識(shí)別為是高亮度區(qū)域的所有區(qū)域排列黑色或者低亮度的 背景圖案A而獲得的。如果通過(guò)與(AND)操作對(duì)背景圖案圖像和文檔
圖像進(jìn)行疊加，則獲得了作為在文檔圖像中嵌入的低亮度背景圖案的疊 加圖像(A)。然而，在該與操作中，利用了在文檔圖像和背景圖案圖像 中的對(duì)應(yīng)位置處的像素中具有較小亮度值的像素。在二值圖像的情況， 當(dāng)在文檔圖像和背景圖案圖像的其中之一中的像素的亮度值是0 (黒像 素)時(shí)，疊加結(jié)果是黒像素。(2)在低亮度的彩色區(qū)域上疊加背景圖案的處理在黒色背景上以高亮度顏色生成背景圖案圖像(B)，背景圖案圖像 (B)是通過(guò)在被認(rèn)為是低亮度的所有區(qū)域上僅粘帖在背景圖案B中包括 的確定區(qū)域(空白區(qū)域)獲得的。對(duì)于文檔圖像，僅通過(guò)或(OR)操作 對(duì)背景圖案圖像(B)的高亮度部分(淺色部分)進(jìn)行覆蓋或者處理，就 能夠獲得其中在文檔圖像中嵌入了高亮度背景圖案的疊加圖像。然而， 在該或操作中，利用了在文檔圖像和背景圖案圖像中的對(duì)應(yīng)位置處的像 素中具有較大亮度值的像素。在二值圖像的情況，當(dāng)在文檔圖像和背景 圖案圖像的其中之一中的像素的亮度值是255 (白像素)時(shí)，疊加結(jié)果是 白像素。當(dāng)同時(shí)利用上述方法(1)和(2)嵌入背景圖案時(shí)，在上述的疊加 圖像(A)上例如覆蓋背景圖案圖像(B)的高亮度部分，或者執(zhí)行OR 操作。結(jié)果，獲得了在白色背景區(qū)域上以低亮度顏色排列點(diǎn)狀圖案而在 文檔圖像的低亮度區(qū)域產(chǎn)生高亮度孔的背景圖案疊加圖像。盡管將背景圖案顏色確定為使得背景圖案顏色和區(qū)域顏色之間的亮 度值的差為常數(shù)，但是在以上(1)所述的疊加處理中可以生成這樣的打 印用文檔圖像，在該打印用文檔圖像中，背景圖案嵌入在文檔圖像中。圖23示出了以上述(1)和(2)的組合方法進(jìn)行的文檔圖像疊加處 理。首先，利用與操作，在彩色圖像233上疊加用于高亮度區(qū)域的、排 列有背景圖案A的背景圖案圖像2301，并且生成用于高亮度區(qū)域的背景 圖案疊加圖像2303。接著，在用于高亮度區(qū)域的背景圖案疊加圖像2303 上覆蓋用于低亮度區(qū)域的背景圖案圖像2302的高亮度部分，其中背景圖 案圖像2302排列有背景圖案B的空白區(qū)域，從而生成其中疊加了兩種類 型背景圖案的背景圖案疊加圖像2304。 通過(guò)上述處理，根據(jù)彩色區(qū)域完全嵌入背景圖案(生成具有背景圖 案的文檔圖像)。將具有該背景圖案的文檔圖像發(fā)送給打印單元202,并且打印單元202打印并輸出背景圖案印刷品234。盡管如2B所示的電子水印嵌入裝置201在彩色圖像233的整個(gè)區(qū)域 進(jìn)行區(qū)域顏色確定處理。但是電子水印嵌入裝置201也可以僅對(duì)被確定 為在其中可嵌入背景圖案的區(qū)域的候選嵌入?yún)^(qū)域執(zhí)行區(qū)域顏色確定處 理。通常，能夠被嵌入背景圖案的區(qū)域是在文檔圖像的空白部分中、彩 色圖形內(nèi)部等區(qū)域中顏色恒定的部分。在候選區(qū)域提取單元213提取候 選嵌入?yún)^(qū)域后，可以計(jì)算該候選區(qū)域內(nèi)的像素值作為區(qū)域顏色。如果在 候選嵌入?yún)^(qū)域內(nèi)部的顏色不是單個(gè)顏色，而是通過(guò)以網(wǎng)狀對(duì)多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行 組合構(gòu)成的顏色，則可以對(duì)特定的單位區(qū)域計(jì)算平均像素值。如上所述，根據(jù)用于實(shí)施本發(fā)明的模式的電子水印嵌入裝置，當(dāng)在 彩色文檔中嵌入水印時(shí)確定可能的嵌入?yún)^(qū)域，并且根據(jù)各個(gè)區(qū)域的顏色 來(lái)確定背景圖案的顏色和形狀。從而，可以根據(jù)彩色文檔圖像的區(qū)域顏 色嵌入適當(dāng)?shù)乃?。接下?lái)，對(duì)于用于檢測(cè)彩色印刷品中嵌入的背景圖案中的水印的電 子水印檢測(cè)裝置進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)在彩色文檔圖像的彩色區(qū)域的背景圖案中嵌入了水印時(shí)，根據(jù)用 于實(shí)施本發(fā)明的模式的電子水印檢測(cè)裝置通過(guò)執(zhí)行適于檢測(cè)背景圖案的 預(yù)處理與彩色文檔圖像的區(qū)域顏色無(wú)關(guān)地對(duì)背景圖案進(jìn)行檢測(cè)。在該預(yù) 處理中，考慮彩色文檔圖像的彩色區(qū)域生成水印檢測(cè)圖像，該水印檢測(cè) 圖像適于進(jìn)行水印檢測(cè)，并且通過(guò)該水印檢測(cè)圖像，可以從背景顏色中 很容易地識(shí)別出背景圖案。為了從被檢測(cè)出的背景圖案中提取水印信息，根據(jù)其背景顏色是白 色而其背景圖案是黑色的二值圖像對(duì)水印信息進(jìn)行分析。針對(duì)表示水印 的各種類型的背景圖案設(shè)置不同的確定區(qū)域。從而，通過(guò)確定區(qū)域的相 關(guān)位置可以識(shí)別背景圖案的類型。此外，提取作為水印信息的嵌入單元的水印組，并對(duì)信息符號(hào)進(jìn)行
分析。從而，對(duì)在檢測(cè)范圍內(nèi)的嵌入的水印組進(jìn)行完全地分析，并且基 于組識(shí)別信息對(duì)劃分出的水印信息進(jìn)行組合，從而獲得劃分前的原始水 印〈言息。圖24示出了電子水印檢測(cè)裝置的構(gòu)造的實(shí)施例。電子水印檢測(cè)裝置2401包括輪廓提取單元2411、彩色區(qū)域劃分單元2412、動(dòng)態(tài)二值化單元 2413、 二值圖像組合單元2414以及水印檢測(cè)單元2415。生成其中嵌入有水印的彩色印刷品或者其復(fù)制件2421的掃描圖像 2422，并且將該掃描圖像2422輸入給電子水印檢測(cè)裝置2401。電子水印 檢測(cè)裝置2401從輸入的掃描圖像2422中檢測(cè)水印信息，并輸出檢測(cè)結(jié) 果2423 。用于容易地檢測(cè)水印的實(shí)際預(yù)處理可以是如下第一到四個(gè)預(yù)處理。 由于圖24所示的電子水印檢測(cè)裝置2401采用第二預(yù)處理，因此參照其 它附圖對(duì)第一、第三和第四預(yù)處理進(jìn)行說(shuō)明。 (1)第一預(yù)處理將掃描圖像劃分為多個(gè)預(yù)定大小(例如，背景圖案的大小)的單位 區(qū)域，對(duì)各單位區(qū)域進(jìn)行單獨(dú)二值化，對(duì)結(jié)果進(jìn)行組合，從而生成經(jīng)二 值化的單位區(qū)域的組合圖像。從該組合圖像中檢測(cè)水印信息。作為上面提到的二值化方法，希望使用一種適于將背景顏色從背景 圖案中分離出來(lái)的方法(例如判別分析方法)。在判別分析方法中，當(dāng)在 選擇區(qū)域存在兩種類型像素值的像素時(shí)，計(jì)算用于使它們之間的類別差 異最小化的閾值。因此，通過(guò)適當(dāng)?shù)刂付ㄒM(jìn)行二值化的圖像，可以正 確地分離位于各單位區(qū)域中的背景顏色與背景圖案。當(dāng)針對(duì)各單位區(qū)域完成了二值化時(shí)，對(duì)各單位區(qū)域的二值化圖像進(jìn) 行組合。由于對(duì)于各彩色區(qū)域進(jìn)行了背景顏色與背景圖案的完全分離， 因此獲得了包括明確地分離了背景顏色與背景圖案的二值化圖像，與整 個(gè)印刷品的彩色區(qū)域的濃度(在掃描圖像中彩色區(qū)域的亮度)無(wú)關(guān)。因 此，增加了這樣的區(qū)域的數(shù)量，通過(guò)對(duì)各單位區(qū)域執(zhí)行二值化能夠確定 該區(qū)域的背景圖案。圖25是第一預(yù)處理的流程圖。電子水印檢測(cè)裝置首先將掃描圖像 2511劃分為多個(gè)單位區(qū)域(步驟2501)。例如，當(dāng)背景圖案的尺寸是8 X8時(shí)，將掃描圖像2511劃分為如圖26所示的尺寸為8X8的單位區(qū)域。接著，如圖27所示，對(duì)被劃分出的各單位區(qū)域執(zhí)行二值化(步驟 2502)。然后，如圖28所示，對(duì)相應(yīng)單位區(qū)域中的二值化圖像進(jìn)行組合 并生成組合的圖像(步驟2503)。接著，利用獲得的組合圖像，檢測(cè)水印信息2512 (步驟2504)。 (2)第二預(yù)處理從掃描圖像中檢測(cè)邊緣，接著跟蹤該邊緣，并提取其中嵌入有背景 圖案的、大于預(yù)定區(qū)域的封閉區(qū)域。對(duì)于兩個(gè)相鄰的封閉區(qū)域，對(duì)區(qū)域 顏色的平均像素值(RGB等的各直方圖的顏色特性)進(jìn)行比較。如果區(qū) 域顏色一樣，則認(rèn)為兩個(gè)封閉區(qū)域?yàn)橥粎^(qū)域并進(jìn)行組合。因此，對(duì)根 據(jù)區(qū)域顏色分離出的各彩色區(qū)域單獨(dú)執(zhí)行二值化處理，對(duì)結(jié)果進(jìn)行組合， 并生成組合圖像。然后，從該組合圖像中檢測(cè)水印信息。為了防止在區(qū)域中嵌入的背景圖案或者區(qū)域的紋理形式被檢測(cè)為密 閉區(qū)域，例如利用邊緣保持濾波器執(zhí)行多次邊緣保持平滑處理，使背景 圖案和紋理的形狀變得模糊，然后可以通過(guò)一階微分濾波器或者二階微 分濾波器檢測(cè)邊緣。如圖1C所示，當(dāng)在整個(gè)紙中嵌入位于背景圖案中的水印時(shí)，取決于 背景顏色，可能很難檢測(cè)水印。在這種情況下，針對(duì)掃描圖像的各彩色 區(qū)域，將圖像劃分為多個(gè)區(qū)域，對(duì)劃分出的各區(qū)域進(jìn)行二值化，并對(duì)二 值化圖像進(jìn)行組合，從而可以與掃描圖像中彩色區(qū)域的亮度無(wú)關(guān)地檢測(cè) 到在各區(qū)域中嵌入的水印。圖29是第二預(yù)處理的流程圖。圖24所示的輪廓提取單元2411首先 用灰度級(jí)表示掃描圖像2422，然后執(zhí)行邊緣保持平滑處理(步驟2901)。圖30示出了在邊緣保持平滑處理中使用的邊緣保持濾波器的實(shí)施 例。在該處理中，對(duì)于在中央含有目標(biāo)像素的5X5區(qū)域定義用"1"表 示的9個(gè)局部區(qū)域，并且計(jì)算各局部區(qū)域中像素值的方差。接著，選擇 具有最小方差的局部區(qū)域，并且輸出局部區(qū)域的平均像素值作為目標(biāo)像 素的處理結(jié)果。
接下來(lái)，通過(guò)對(duì)平滑圖像應(yīng)用二階微分濾波器，生成邊緣圖像(步 驟2卯2)。在該處理中，例如使用圖11所示的二階微分濾波器1101。然后，通過(guò)利用邊緣圖像跟蹤邊緣來(lái)提取封閉區(qū)域(步驟2903)。 在跟蹤邊緣時(shí)，例如如圖31所示，以順時(shí)針?lè)较蛩阉鬣徑醒肽繕?biāo)邊緣 像素周圍的邊緣像素。接著，如圖32所示，如果檢測(cè)到的邊緣圖像與檢 測(cè)起始點(diǎn)3201匹配，則提取由搜尋路徑包圍的部分3202 (順時(shí)針箭頭右 側(cè)的部分)作為封閉區(qū)域。接著，彩色區(qū)域劃分單元2412對(duì)提取的各封閉區(qū)域執(zhí)行區(qū)域劃分處 理，對(duì)區(qū)域顏色一樣的封閉區(qū)域進(jìn)行組合，然后生成彩色區(qū)域(步驟 2904)。接下來(lái)，動(dòng)態(tài)二值化單元2413通過(guò)對(duì)各彩色區(qū)域進(jìn)行判別分析 而進(jìn)行二值化處理(步驟2905)，然后二值圖像組合單元2414對(duì)所有彩 色區(qū)域的二值化結(jié)果進(jìn)行組合，生成組合圖像(步驟2906)。從而，通過(guò)在邊緣保持平滑處理以后檢測(cè)邊緣，提取背景顏色恒定 的彩色區(qū)域，并且對(duì)各所述區(qū)域執(zhí)行二值化處理，從而正確地將背景顏 色從背景圖案中分離出來(lái)。例如，在圖33所示的掃描圖像的情況下，在區(qū)域劃分處理中，將掃 描圖像劃分為5個(gè)彩色區(qū)域3301至U 3305。彩色區(qū)域3301到3304是封閉 區(qū)域，而彩色區(qū)域3305是非封閉區(qū)域。接著，分別根據(jù)彩色區(qū)域3301 到3305生成二值化圖像3311到3315，并對(duì)其進(jìn)行組合。接著，水印檢測(cè)單元2415通過(guò)分析水印組并利用獲得的組合圖像確 定背景圖案來(lái)檢測(cè)水印信息，并輸出檢測(cè)結(jié)果2423 (步驟2907)。例如，如果通過(guò)灰度級(jí)表示圖1B所示的掃描圖像(色彩圖像)，則 生成如圖34所示的灰度級(jí)圖像3401 (亮度圖像)。通過(guò)局部放大灰度級(jí) 圖像3401來(lái)獲得放大的圖像3402。背景圖案嵌入在如由放大圖像3402所示的灰度級(jí)圖像3401中。由 于在區(qū)域劃分處理中不需要背景圖案，因此希望利用平滑濾波器將其去 除。此時(shí)，如果使用具有邊緣保持設(shè)備的邊緣保持濾波器，則背景圖案 變得不明顯，余下了圖形的邊界線。圖35示出了通過(guò)對(duì)灰度級(jí)圖像3401應(yīng)用邊緣突出濾波器而獲得的
圖像3501以及通過(guò)對(duì)圖像3501進(jìn)行局部放大獲得的放大圖像3502。如 果進(jìn)一步對(duì)圖像3501應(yīng)用二階微分濾波器，則生成如圖36所示的邊緣 圖像3601。邊緣圖像3601的一部分被放大，并且由放大圖像3602表示 該部分。通過(guò)跟蹤邊緣，從生成的邊緣圖像3601中提取封閉區(qū)域，并且針對(duì) 各封閉區(qū)域參照原始掃描圖像的背景顏色。如果兩個(gè)相鄰區(qū)域的背景顏 色相同或者類似，則將它們組合為同一顏色區(qū)域。通過(guò)對(duì)整個(gè)圖像重復(fù) 該處理，可以基于背景顏色對(duì)該掃描圖像進(jìn)行完整劃分。當(dāng)基于亮度值對(duì)圖34中所示的灰度級(jí)圖像3401的區(qū)域進(jìn)行劃分時(shí)， 提取如圖37所示的四個(gè)局部圖像3701到3704。通過(guò)用判別分析方法對(duì) 局部圖像3701到3704執(zhí)行二值化處理而獲得經(jīng)二值化的圖像3711到 3714。結(jié)果表明，通過(guò)基于背景顏色執(zhí)行區(qū)域劃分處理可以實(shí)現(xiàn)利用適 于區(qū)域顏色的閾值的二值化(對(duì)背景顏色和背景圖案進(jìn)行的圖案分離)。 即，可以通過(guò)與區(qū)域顏色無(wú)關(guān)的方式對(duì)嵌入的背景圖案進(jìn)行分析。在對(duì)各彩色區(qū)域完成二值化時(shí)，組合獲得的經(jīng)二值化的圖像。例如， 在如圖1C所示的整個(gè)圖像的二值化結(jié)果中，當(dāng)將二值圖像3711到3714 分別粘帖到區(qū)域11到14時(shí)，得到如圖38所示的組合圖像。由于將二值化執(zhí)行為使得可以從組合圖像的各彩色區(qū)域中的背景顏色中識(shí)別出背景圖案，因此可以識(shí)別各背景圖案并可以對(duì)被劃分為水印 組以后嵌入的水印信息進(jìn)行分析。如果對(duì)于整個(gè)組合圖像執(zhí)行了水印檢 測(cè)處理，并且對(duì)被劃分為多個(gè)組的水印信息進(jìn)行了組合，則重構(gòu)了文檔 圖像中嵌入的水印信息。 (3)第三預(yù)處理通過(guò)對(duì)RGB的各顏色分量執(zhí)行像素值運(yùn)算來(lái)生成水印檢測(cè)圖像，其 中該RGB的各色彩分量是通過(guò)對(duì)掃描圖像的各像素進(jìn)行顏色分析而獲得 的。因而，在不執(zhí)行區(qū)域劃分的情況下也可以檢測(cè)到在彩色區(qū)域 (chromatic area )中嵌入的tK印。圖39是第三預(yù)處理的流程圖。電子水印檢測(cè)裝置執(zhí)行用于從掃描圖 像3911的彩色區(qū)域中檢測(cè)水印的預(yù)處理(步驟3901)。在該處理中，例如計(jì)算RGB的各色彩分量的最大值，生成灰度級(jí)圖像，并且對(duì)灰度級(jí)圖 像進(jìn)行二值化，從而產(chǎn)生二值化圖像。假設(shè)位于掃描圖像3911的第i行第j列的各色彩分量是Rij、 Gy、 By, 則通過(guò)以下等式計(jì)算位于灰度級(jí)圖像的第i行第j列的像素值Mxij:Mxi廣Max(Rij，G^B。 (4)利用從灰度級(jí)圖像生成的二值化圖像，檢測(cè)水印信息2912 (步驟 3902)。該第三預(yù)處理在如下情況下是有效的，即在高色彩飽和度和低亮度 (例如，深紅色區(qū)域)的彩色區(qū)域中嵌入低亮度的背景圖案(例如，黑 色)而很難從亮度圖像中檢測(cè)出背景圖案的情況。 (4)第四預(yù)處理在掃描圖像中，計(jì)算各像素和周圍像素之間的像素值的差值。例如 使用目標(biāo)像素的像素值和上、下、左和右四個(gè)像素的平均像素值之間的 差值、以及目標(biāo)像素的像素值和圍繞該目標(biāo)像素的8個(gè)像素的平均像素 值之間的差值。結(jié)果，獲得了這樣的嵌入的背景圖案的輪廓，該背景圖 案的像素值與背景顏色有預(yù)定的差值。從該圖像中識(shí)別出背景圖案。根據(jù)在圖像中是否存在檢測(cè)圖案所必須的空白區(qū)域來(lái)識(shí)別背景圖 案。因此，即使構(gòu)成背景圖案的點(diǎn)的內(nèi)部是空白的，也不會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果 產(chǎn)生影響。圖40是第四預(yù)處理的流程圖。電子水印檢測(cè)裝置以掃描圖像4011 的第i行第j列作為目標(biāo)像素計(jì)算目標(biāo)像素和周圍相鄰像素之間的像素值 的差值Diffjj (步驟4001)。如圖41所示，目標(biāo)像素以外的像素是位于包括中央處的目標(biāo)像素在 內(nèi)的nXm區(qū)域中的周圍像素，該nXm區(qū)域具有nXm大小的背景圖案。 接著，通過(guò)以下等式計(jì)算像素值的差值Diffy。 Diffu=目標(biāo)像素的像素值-周圍像素的平均像素值 (5) 接下來(lái)，將Diffy與預(yù)定閾值Thi和Th2進(jìn)行比較(步驟4002)。如 果Th^Diffi^Th2，則將水印檢測(cè)圖像4012的第i行第j列的像素值設(shè)置 為"0"(白色像素)。否則，將該像素值設(shè)置為"1"(黑色像素)。
如果Dif^位于預(yù)定范圍內(nèi)，則目標(biāo)像素可能與如圖41所示的背景圖案的空白區(qū)域相對(duì)應(yīng)，并且將輸出值設(shè)置為白色像素。另一方面，如果Diffy沒(méi)有位于該范圍內(nèi)，則認(rèn)為該目標(biāo)像素是位于空白區(qū)域以外的亍象素，并且將輸出值設(shè)置為黑色像素。對(duì)掃描圖像4011中的所有像素執(zhí)行該處理。利用獲得的水印檢測(cè)圖像4012檢測(cè)水印信息4013 (步驟4005)。當(dāng)根據(jù)在上述第一到第四預(yù)處理中生成的使用檢測(cè)圖像來(lái)檢測(cè)水印 信息時(shí)，使用上述侵蝕處理。在侵蝕處理中，通過(guò)確定在圖20中所示的 背景圖案A和B中的空白區(qū)域的位置來(lái)識(shí)別由各背景圖案所表示的信 息。通過(guò)在執(zhí)行第一到第四預(yù)處理后檢測(cè)水印，可以與區(qū)域顏色無(wú)關(guān)地 正確地對(duì)嵌入在彩色文檔圖像中的水印進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)利用圖42所示的信息處理裝置(計(jì)算機(jī))來(lái)構(gòu)造圖2B所示的 電子水印嵌入裝置和圖24所示的電子水印檢測(cè)裝置。圖42所示的信息 處理裝置包括CPU (中央處理單元)4201、存儲(chǔ)器4202、輸入裝置4203、 輸出裝置4204、外部存儲(chǔ)裝置4205、介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置4206和網(wǎng)絡(luò)連接裝 置4207，并經(jīng)由總線4208將這些部件相互連接。存儲(chǔ)器4202例如包括ROM (只讀存儲(chǔ)器)、RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ) 器)等，并存儲(chǔ)執(zhí)行處理時(shí)使用的程序和數(shù)據(jù)。CPU4201通過(guò)利用存儲(chǔ) 器4202執(zhí)行程序來(lái)執(zhí)行上述處理。在這種情況下，圖2B所示的區(qū)域顏色確定單元211、邊界檢測(cè)單元 212、候選區(qū)域提取單元213、區(qū)域選擇單元214、背景圖案確定單元215、 水印嵌入單元216、背景圖案圖像生成單元217和文檔圖像疊加單元218 和圖24所示的輪廓提取單元2411、彩色區(qū)域劃分單元2412、動(dòng)態(tài)二值 化單元2413和二值圖像組合單元2414以及水印檢測(cè)單元2415與存儲(chǔ)在 存儲(chǔ)器4202中的程序相對(duì)應(yīng)。輸入裝置4203例如是鍵盤、指示裝置等，并且在輸入來(lái)自操作者的 指令和信息時(shí)使用該裝置。輸出裝置4204例如是顯示器、打印機(jī)、揚(yáng)聲 器等，并用于向操作者輸出詢問(wèn)和處理結(jié)果。圖2B所示的打印單元202 與輸出裝置4204相對(duì)應(yīng)。
外部存儲(chǔ)裝置4205例如是磁盤裝置、光盤裝置、磁光盤裝置、帶式 存儲(chǔ)裝置(tape device)等。信息處理裝置在外部存儲(chǔ)裝置4205中存儲(chǔ) 程序和數(shù)據(jù)，并在存儲(chǔ)器4202中加載該程序和數(shù)據(jù)并在需要時(shí)使用它們。介質(zhì)驅(qū)動(dòng)裝置4206驅(qū)動(dòng)便攜式記錄介質(zhì)4209并訪問(wèn)被記錄的內(nèi)容。 便攜式記錄介質(zhì)4209是諸如存儲(chǔ)卡、軟盤、光盤、磁光盤等的任意計(jì)算 機(jī)可讀記錄介質(zhì)。操作者在便攜式記錄介質(zhì)4209中存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)并在 需要將它們載入存儲(chǔ)器4202中使用它們。網(wǎng)絡(luò)連接裝置4207與諸如LAN (局域網(wǎng))等的通信網(wǎng)絡(luò)連接。并 執(zhí)行用于通信的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。信息處理裝置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接裝置4207從外部 裝置接收程序和數(shù)據(jù)，將它們載入存儲(chǔ)器4202中，并在需要時(shí)使用它們。圖43示出了為圖42所示的信息處理裝置提供程序和數(shù)據(jù)的方法。 將存儲(chǔ)在便攜式記錄介質(zhì)4209和服務(wù)器4301的數(shù)據(jù)庫(kù)4311中的程序和 數(shù)據(jù)加載到信息處理裝置4302的存儲(chǔ)器4202中。服務(wù)器4301生成用于 傳送程序和數(shù)據(jù)的傳送信號(hào)，并通過(guò)位于通信網(wǎng)絡(luò)上的任意傳輸介質(zhì)向 信息處理裝置4302發(fā)送該信號(hào)。CPU 4201利用所述數(shù)據(jù)執(zhí)行程序并執(zhí) 行上述處理。
權(quán)利要求
1、一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其存儲(chǔ)這樣的程序，該程序用于指導(dǎo)在彩色文檔圖像中嵌入信息的計(jì)算機(jī)執(zhí)行如下步驟提取步驟，從所述彩色文檔圖像中提取其中能夠嵌入背景圖案的嵌入?yún)^(qū)域；確定步驟，根據(jù)所述嵌入?yún)^(qū)域的區(qū)域顏色來(lái)確定適于所述嵌入?yún)^(qū)域的背景圖案的顏色和形狀這兩者中的至少一個(gè)；以及嵌入生成步驟，通過(guò)利用確定的背景圖案在所述嵌入?yún)^(qū)域中嵌入水印信息來(lái)生成背景圖案圖像。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄介質(zhì)，其中，所述提取步驟包括 檢測(cè)步驟，檢測(cè)包括在所述彩色文檔圖像中的文字區(qū)域或者圖形區(qū)域；并且避開檢測(cè)到的文字區(qū)域或者圖形區(qū)域地提取所述嵌入?yún)^(qū)域。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄介質(zhì)，其中，所述提取步驟還包括 利用所述彩色文檔圖像檢測(cè)邊緣來(lái)檢測(cè)像素值突然變化的部分；以及從所述嵌入?yún)^(qū)域的提取目標(biāo)中去除所檢測(cè)到的部分。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄介質(zhì)，其中所述檢測(cè)步驟通過(guò)文字識(shí)別來(lái)檢測(cè)在所述彩色文檔圖像中包括的文 字圖像并將包括所檢測(cè)到的文字圖像的區(qū)域確定為文字區(qū)域，所述提取 步驟避開所述文字區(qū)域地提取所述嵌入?yún)^(qū)域。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄介質(zhì)，其中所述檢測(cè)步驟利用與在所述彩色文檔圖像的打印數(shù)據(jù)中包括的文字 的尺寸和繪圖位置相關(guān)的信息來(lái)估計(jì)所述文字區(qū)域的位置，并且所述提 取步驟避開所述文字區(qū)域地提取所述嵌入?yún)^(qū)域。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄介質(zhì)，其中，其中所述程序還指導(dǎo)所 述計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行如下步驟劃分步驟，利用所述彩色文檔圖像的像素值將所述彩色文檔圖像劃 分為多個(gè)彩色區(qū)域；并且比較及確定步驟，將與所述嵌入?yún)^(qū)域相對(duì)應(yīng)的彩色區(qū)域的區(qū)域顏色 與預(yù)定閾值進(jìn)行比較，從而判斷從所述嵌入?yún)^(qū)域中能否檢測(cè)出背景圖案; 以及所述確定步驟根據(jù)被判斷為能夠檢測(cè)出背景圖案的嵌入?yún)^(qū)域的區(qū)域 顏色，確定所述背景圖案的顏色和形狀這兩者中的至少一個(gè)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄介質(zhì)，其中，所述劃分步驟包括將所述彩色文檔圖像劃分為多個(gè)單位區(qū)域； 計(jì)算各單位區(qū)域的平均像素值；以及將平均像素值的差值等于或者小于預(yù)定閾值的多個(gè)單位區(qū)域合并為 同一顏色區(qū)域。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄介質(zhì)，其中，所述程序還指導(dǎo)所述計(jì) 算機(jī)執(zhí)行如下步驟判斷在所述嵌入?yún)^(qū)域中是否包括多個(gè)彩色區(qū)域；以及 從所述水印信息的嵌入目標(biāo)中去除包括多個(gè)彩色區(qū)域的嵌入?yún)^(qū)域。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的記錄介質(zhì)，其中，所述程序還指導(dǎo)所述計(jì) 算機(jī)執(zhí)行如下步驟將與兩個(gè)相鄰嵌入?yún)^(qū)域相對(duì)應(yīng)的彩色區(qū)域的像素值之間的差值與閾 值進(jìn)行比較；并且如果所述像素值之間的差值等于或者小于所述閾值，則通過(guò)組合所 述兩個(gè)嵌入?yún)^(qū)域來(lái)生成一個(gè)嵌入?yún)^(qū)域，以及所述嵌入步驟在所生成的嵌入?yún)^(qū)域中嵌入所述水印信息。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄介質(zhì)，其中，所述程序還指導(dǎo)所述 計(jì)算機(jī)利用所述嵌入?yún)^(qū)域的像素值來(lái)計(jì)算所述區(qū)域顏色，并且所述確定 步驟根據(jù)所計(jì)算出的區(qū)域顏色確定所述背景圖案的顏色和形狀這兩者中 的至少一個(gè)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄介質(zhì)，其中，在表示所述嵌入?yún)^(qū)域 的區(qū)域顏色的所述像素值超出預(yù)定閾值的情況下，所述確定步驟將由具 有不超過(guò)所述閾值的像素值的多個(gè)點(diǎn)構(gòu)造的背景圖案確定為適于所述嵌 入?yún)^(qū)域的所述背景圖案。
12、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄介質(zhì)，其中，在表示所述嵌入?yún)^(qū)域的區(qū)域顏色的所述像素值等于或者低于預(yù)定閾值的情況下，所述確定步 驟將具有超出所述閾值的像素值的空白區(qū)域的背景圖案確定為適于所述 嵌入?yún)^(qū)域的所述背景圖案。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄介質(zhì)，其中，所述確定步驟確定所 述背景圖案的顏色，以使得表示所述嵌入?yún)^(qū)域的區(qū)域顏色的像素值和表 示所述背景圖案的顏色的像素值之間的差為常數(shù)。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄介質(zhì)，其中，所述程序還指導(dǎo)所述 計(jì)算機(jī)生成背景圖案疊加圖像，在該背景圖案疊加圖像中，通過(guò)在所述 彩色文檔圖像上疊加所述背景圖案圖像而在所述彩色文檔圖像中嵌入所 述水印信息。
15、 一種電子水印嵌入裝置，其在彩色文檔圖像中嵌入信息，所述電子水印嵌入裝置包括區(qū)域提取設(shè)備，其用于從所述彩色文檔圖像中提取其中能夠嵌入背景圖案的嵌入?yún)^(qū)域；背景圖案確定設(shè)備，其用于根據(jù)所述嵌入?yún)^(qū)域的區(qū)域顏色確定適于 所述嵌入?yún)^(qū)域的背景圖案的顏色和形狀這兩者中的至少一個(gè)；以及背景圖案圖像生成設(shè)備，其通過(guò)利用確定出的背景圖案在所述嵌入 區(qū)域中嵌入水印信息來(lái)生成背景圖案圖像。
16、 一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其存儲(chǔ)這樣的程序，該程序用于指 導(dǎo)對(duì)彩色文檔圖像中嵌入的信息進(jìn)行檢測(cè)的計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行如下步驟生成步驟，其生成水印檢測(cè)圖像，利用所述水印檢測(cè)圖像，能夠從 背景圖案中識(shí)別出所述彩色文檔圖像中包括的彩色區(qū)域的區(qū)域顏色；以 及利用所述水印檢測(cè)圖像從所述彩色區(qū)域中檢測(cè)所述背景圖案。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的記錄介質(zhì)，其中，所述生成步驟將所述 彩色文檔圖像劃分為多個(gè)單位區(qū)域，單獨(dú)地對(duì)各所述單位區(qū)域進(jìn)行二值 化，對(duì)多個(gè)獲得的二值化圖像進(jìn)行組合，并生成所述水印檢測(cè)圖像。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的記錄介質(zhì)，其中，所述生成步驟利用所 述彩色文檔圖像來(lái)檢測(cè)邊緣，通過(guò)跟蹤所述邊緣來(lái)提取多個(gè)封閉區(qū)域， 對(duì)各所提取的封閉區(qū)域進(jìn)行單獨(dú)二值化，組合獲得的多個(gè)經(jīng)二值化的圖 像，并生成所述水印檢測(cè)圖像。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的記錄介質(zhì)，其中，所述生成步驟利用通 過(guò)對(duì)所述彩色文檔圖像進(jìn)行色彩分離所獲得的像素值來(lái)執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算， 并利用獲得的像素值生成所述水印檢測(cè)圖像。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的記錄介質(zhì)，其中，所述生成步驟以所述 彩色文檔圖像中的各像素為所述目標(biāo)像素，計(jì)算目標(biāo)像素和相鄰像素之 間的像素值的差值，提取所獲得的像素值的差值位于預(yù)定閾值范圍內(nèi)的 目標(biāo)像素，并生成水印檢測(cè)圖像。
21、 一種電子水印檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)在彩色文檔圖像中嵌入的信 息，所述電子水印檢測(cè)裝置包括圖像生成裝置，其用于生成水印檢測(cè)圖像，利用所述水印檢測(cè)圖像， 能夠從背景圖案中識(shí)別在彩色文檔圖像的彩色區(qū)域的區(qū)域顏色；以及水印檢測(cè)裝置，其利用所述水印檢測(cè)圖像從所述彩色區(qū)域中檢測(cè)背 景圖案。
22、 一種電子水印嵌入方法，用于在彩色文檔圖像中嵌入信息，該方法包括從所述彩色文檔圖像中提取其中能夠嵌入背景圖案的嵌入?yún)^(qū)域； 根據(jù)所述嵌入?yún)^(qū)域的區(qū)域顏色來(lái)確定適于所述嵌入?yún)^(qū)域的背景圖案 的顏色和形狀這兩者中的至少一個(gè)；通過(guò)利用所確定的背景圖案在所述嵌入?yún)^(qū)域中嵌入水印信息來(lái)生成 背景圖案圖像。
全文摘要
本發(fā)明公開了電子水印嵌入裝置和電子水印檢測(cè)裝置。從彩色文檔圖像中提取其中可以被嵌入背景圖案的嵌入?yún)^(qū)域。根據(jù)所述嵌入?yún)^(qū)域的區(qū)域顏色來(lái)確定適于該嵌入?yún)^(qū)域的背景圖案的顏色和形狀這兩者中的至少一個(gè)。通過(guò)利用所確定的背景圖案在所述嵌入?yún)^(qū)域嵌入水印信息來(lái)生成背景圖案圖像。
文檔編號(hào)H04N1/46GK101155249SQ20071016171
公開日2008年4月2日 申請(qǐng)日期2007年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者中潟昌平, 倉(cāng)木健介, 增井誠(chéng)生, 石井英昭, 阿南泰三 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社