[发明专利]图像处理设备和方法,以及存储媒体

说明书

本发明涉及一种图像处理设备和方法，以及一种存储媒体。

常规上，已经全面地进行了用来把另一个有关图像的信息多路转换到图像信息上的研究。

近年来，一种称为数字水印的技术，该技术把包括版权持有人姓名、使用许可/拒绝之类的附加信息多路转换到照片、油画之类的图像信息上，致使视觉上难以察觉，并经由诸如因特网之类的网络分发该信息，已经流行起来。

作为这种技术的另一个应用领域，像诸如复印机、打印机之类得到较高图像质量的成像设备，一种把附加信息嵌入一个图像以便从图像输出端对记录纸指定输出设备型式和型号，目的是防止诸如钞票、印花税票之类的票证被伪造，是公知的。

例如，已经提出了一种通过在具有低视觉灵敏度的色差和饱和成分的高频范围嵌入附加信息把信息多路转换的技术。

然而，常规的多路转换技术存在着以下问题。

图16示出常规的附加信息嵌入方法。如图16中所示，图像信息A和附加信息B经由加法器1601被多路转换以便生成多路转换信息C。加法器1601可以把信息加在图像信息A的真实空间里或者可以用例如付里叶变换之类把图像信息A变换成在频域里的信息，然后可以在变换的信息的高频范围里综合附加信息B。

如果有可能不用进行任何诸如各种滤波处理之类的图像处理或者任何诸如不可逆压缩之类的编码处理而分发这样生成的多路转换信息C，则即使用常规技术来从多路转换信息C解码附加信息B也是容易的。此外，在例如因特网上分发的图像信息也可以经由用来诸如边缘强调、平滑处理之类的改善图像质量的数字滤波器来解码，只要它具有一定的噪声回弹性。

假定一个成像设备仅有低达每个颜色二至几个灰度级的表达性能。近年来，喷墨打印机用具有较低的着色浓度的墨水或者通过可变地控制将要输出的墨点尺寸，可以表达每个颜色几个灰度级，但是除非采用准网点阶调处理无法表达照片质量的图像。

图17示出在常规的附加信息多路转换时执行准网点阶调处理的一个例子。也就是说，除了图16中所示的配置之外，该多路转换信息靠准网点阶调处理1701转换成量化信息D，而该转换信息靠打印机输出1702在记录纸上打出，从而得到已经明显恶化的打印信息E。

因此，为了防止伪造的目的从记录纸上的信息解码附加信息意味着在图17中所示的一系列处理之后从打印信息E解码附加信息。然而，图像信息通过该两项处理，即准网点阶调处理1701和打印机输出1702，改变很大程度。因而，对附加信息进行多路转换极其困难致使不能成为视觉上可以察觉的，而且从记录纸上的信息对多路转换的附加信息正常地进行解码极其困难。

在上述多路转换技术中，信息附加在图像的高频范围里。然而，当随后的准网点阶调处理使用误差扩散时，附加信息的频率范围被掩盖在由于误差扩散所特有的高通滤波器的特性而由误差扩散产生的网纹之下，而且对附加信息进行解码变得更困难。此外，为了准确地解码该信息，需要具有极高的精度的扫描装置。

也就是说，当必须进行准网点阶调处理时，图17中所示的多路转换方法是不合适的。换句话说，需要一种充分利用准网点阶调处理的特性的附加信息多路转换方法。

下面将说明把附加信息的多路转换与准网点阶调处理的冗余部分结合起来的一些例子。

作为第1个例子，在用有序混色来二进制化时，通过选择标示一个识别灰度级的混色矩阵而把附加数据混合在图像信号中。然而，在有序混色中，除非使用具有高分辨率和极高的机械精度的打印机，难以输出照片质量图像。很小的机械误差作为诸如横条之类的低频噪声而产生，并且在纸上可以从视觉上容易地察觉。当该混色矩阵周期地改变时，由规则的混色图案产生的具体频率范围被干扰，于是对图像质量产生不良影响。此外，解码器必须通过估计二进制化中所使用的混色矩阵来解码，而作为原始信号的图像信息的像素值是未知的，从而难以得到准确的解码。

作为第2个例子，一种用彩色混色图形法对附加信息进行多路转换的方法是公知的。在此一方法中，切换混色矩阵时的图像质量的恶化无法像上例中那样避免。比起第1个例子来，数量更多的附加信息片可以被多路转换，但是由于颜色成分的布局改变而使色调改变，而在实心部分图像质量显著恶化。此外，解码变得更难得到。

在任何情况下，改变混色矩阵的这些方法都有以下问题，即尽管图像质量显著恶化，仍然难以得到解码。

本发明已经做成以便解决上述问题，其目的在于，提供一种能够把附加信息多路转换到图像信息上，同时抑制图像质量的恶化，并且能够对附加信息容易地进行解码的图像处理设备和方法，以及一种存储媒体。