将数据嵌入文档以及从文档提取被嵌入的数据.pdf

本发明涉及将数据嵌入文档的嵌入装置，从文档提取被嵌入数据的提取装置，以及图像处理方法，图像处理系统，记录介质。能将嵌入数据嵌入到文档中，或从文档中提取被嵌入的数据。所述数据以具有相对关系的若干图样形式被嵌入。

1.  一种嵌入装置，将嵌入数据嵌入原始图像中，该装置包括：
取得手段，取得嵌入数据，所述嵌入数据以若干图样的形式被嵌入所述原始图像的嵌入区域中；
确定手段，根据所述嵌入数据确定所述若干图样的相对关系；
嵌入手段，将具有相对关系的若干图样嵌入所述原始图像的嵌入区域。

2.  根据权利要求1中所述的的嵌入装置，其特征在于：
所述嵌入数据包含可以由预先设定的数字的数表示的信息。

3.  根据权利要求1中所述的的嵌入装置，其特征在于：
所述若干图样的相对关系可以由在被嵌入区域的若干图样的排列表示。

4.  根据权利要求1中所述的的嵌入装置，其特征在于：
所述若干图样的相对关系可以由若干图样的角度表示。

5.  根据权利要求1中所述的的嵌入装置，其特征在于：
所述确定手段进一步确定所述若干图样的颜色。

6.  一种提取装置，从原始图像提取被嵌入的数据，该装置包括：
提取手段，从所述原始图像提取色成份；
检测手段，使用色彩成份，检测原始图像中具有相对关系的若干图样；
解析手段，解析若干图样的相对关系，取得原始图像的被嵌入数据。

7.  根据权利要求6中所述的提取装置，其特征在于：
根据能从若干图样的各个得到的特征信息，可以将若干图样分成若干图样类型。

8.  根据权利要求7中所述的提取装置，其特征在于：
若干图样类型之中的至少两种图样类型的特征信息互相局部相同。

9.  根据权利要求7中所述的提取装置，其特征在于，所述检测手段包括：
检测角度手段，用于检测并得到若干图样的角度；
确定手段，通过检测角度确定范围，使用该范围，确定若干图样的绝对角度和相对角度中的至少一个。

10.  根据权利要求9中所述的提取装置，其特征在于，所述范围可以通过用于提取的单位角度表示，绝对角度和相对角度中的至少一个可以通过用于嵌入的单位角度表示。

11.  根据权利要求10中所述的提取装置，其特征在于，所述用于提取的单位角度大于检测角度的变化范围。

12.  根据权利要求10中所述的提取装置，其特征在于，所述用于提取的单位角度等于或小于用于嵌入的单位角度的一半。

13.  一种图像处理方法，包括以下步骤：
取得步骤，取得被嵌入原始图像中的嵌入数据；
选择步骤，根据所述嵌入数据，选择若干图样的图样类型；
确定步骤，根据所述嵌入数据，确定所述若干图样的相对关系；
生成步骤，通过将所述若干图样嵌入，生成一被嵌入图像，其中，所述若干图样具有相对关系。

14.  根据权利要求13中所述的图像处理方法中，其特征在于：
若干图样的图样类型决定若干图样的特征信息。

15.  根据权利要求13中所述的图像处理方法，进一步包括以下步骤：
组合步骤，将被嵌入图像和原始图像组合成一处理图像。

16.  一种图像处理方法，包括以下步骤：
取得步骤，取得原始图像，其中，原始图像被设为嵌入了被嵌入数据；
检测步骤，检测原始图像中的若干图样；
解析步骤，解析若干图样的相对关系；
取得步骤，使用若干图样的相对关系，取得原始图像的被嵌入数据。

17.  根据权利要求16中所述的图像处理方法，进一步包括以下步骤：
提取步骤，从原始图像提取色彩成份，生成二值图像，其中，使用所述二值图像检测若干图样。

18.  一种图像处理系统，包括：
一控制器；以及
一存储装置，存储若干指令，当通过所述控制器实行时，实行若干功能中的至少一种，所述若干功能包括：
输入原始图像，用于处理，其中，原始图像包括第一原始图像及第二原始图像；
取得第一被嵌入数据，其中，第一被嵌入数据以第一组图样形式被嵌入所述第一原始图像的嵌入区域；
根据第一被嵌入数据确定第一组图样的相对关系；
将具有相对关系的第一组图样嵌入第一原始图像的嵌入区域，生成一处理图像；
在第二原始图像中，检测具有相对关系的第二组图样；
解析第二组图样的相对关系，从第二原始图像提取第二被嵌入数据。

19.  一种计算机能读取的介质，存储计算机指令，实行以下图像处理动作：
取得被嵌入原始图像中的嵌入数据；
根据所述嵌入数据，选择若干图样的图样类型；
根据所述嵌入数据，确定所述若干图样的相对关系；
通过将所述若干图样嵌入，生成一被嵌入图像，其中，所述若干图样具有相对关系。

20.  一种计算机能读取的介质，存储计算机指令，实行以下图像处理动作：
取得原始图像，其中，原始图像被设为嵌入了被嵌入数据；
检测原始图像中的若干图样；
解析若干图样的相对关系；
使用若干图样的相对关系，取得原始图像的被嵌入数据。

将数据嵌入文档以及从文档提取被嵌入的数据
技术领域
本发明涉及将数据嵌入文档的嵌入装置，从文档提取被嵌入数据的提取装置，以及图像处理方法，图像处理系统，记录介质。
背景技术
近年，由于图像处理及图像形成等技术的提高，使用数字彩色复印机复制纸币或有价证券等场合，能够忠实地复印，达到几乎无法对复制物与原件区分的程度。因此，对于纸币或有价证券等特殊原稿，需要采取措施，使得不能进行复印，或不能进行正确的复印。
另外，例如在企业中，除纸币或证券等特殊原稿以外，即使是一般文档，从保护文档内容角度来说，其中也存在多数禁止复印等输出处理的机密文档。对于这样的机密文档，也需要采取措施，使得不能进行复印，或不能进行正确的复印。
由于上述原因，以往，开发了各种技术，以限制对特殊原稿或机密文档等的复印。
作为对纸币或有价证券等特殊原稿的识别方法，可以列举例如特开平6-125459号公报(以下简记为“专利文献1”)，以及特开2001-86330号公报(以下简记为“专利文献2”)。在这些公报所公开的方法中，通过图样匹配(pattern matching)，对输入的图像数据与预先登录的特定标记例如图样数据(pattern data)比较，若存在特定标记场合，则判断原稿为特殊原稿，禁止复印。
作为判断文档是否为禁止复印的机密文档的方法，可以列举特开平7-36317号公报(以下简记为“专利文献3”)，以及特开平7-87309号公报(以下简记为“专利文献4”)。在这些公报所公开的方法中，能够对附加在机密文档中，表示机密文档的标记进行检测。在禁止复印的机密文档中，一般盖有“机密”或“禁止复印”等字样，作为表示机密文档的标记。所述判断方法正是利用对这些标记的检测，判断原稿是否为机密文档。若判断原稿为机密文档场合，禁止复印。
作为通过在希望禁止复印的原稿图像中嵌入图样，防止复印的方法，可以列举特开平9-164739号公报(以下简记为“专利文献5”)，以及特开2001-197297号公报(以下简记为“专利文献6”)。在这些公报所公开的方法中，将在背景中形成包含基本区域与信息区域的底纹图样的纸用于原稿图像。由于该底纹图样在原稿中不显眼，不会妨碍对原稿图像所包含的信息进行判断。但是，若对嵌入这种底纹图样的原稿图像进行复印，则显现出例如信息区域的图案。这样，在信息区域附加例如“禁止复印”等文字，可使人一目了然地知道该原稿为禁止复印的机密文档，能够从心理上产生压力，制约复制行为。
而且，在特开2004-274092号公报(以下简记为“专利文献7”)所公开的方法中，通过扫描器读取图像，若从所述图像中检测出所设定的点图样场合，则禁止输出。因此，通过预先在禁止复印的机密文档中嵌入所设定图样，能够有效地防止机密文档的再现处理。
但是，上述专利文献所公开的方法中存在以下问题。
如专利文献1，2中所述，使用图样匹配法，将输入图像数据与预先登录的特定标记比较，比较结果为一致场合，禁止复印，能够防止纸币或有价证券等特殊原稿被复印。但是，若通过这样的方法禁止复印，则必须预先对所有希望禁止复印的原稿的图样数据进行登录。因此，该方法虽然对纸币或有价证券等特殊原稿有效，但对于多数不特定的原稿，例如机密文档等不能产生好的效果。
如专利文献3，4中所述，在检测出例如“机密”等表示机密文档的标记时，禁止复印，能够防止机密文档被复印。但是，使用纸张等材料将所述标记遮住，执行图像读取时，由于不能判断表示机密文档的标记的存在，即使原稿属于禁止复印的机密文档，也不能够防止其被复印。
如专利文献5，6中所述，例如将机密文档生成为背景中嵌入图样的原稿图像，使得原稿图像被复印时，所述图样显现在该机密文档中场合，能够从心理上产生压力。但是，该方法只能抑制复印心理，不能限制复印行为。因此，对于不理会显现在该机密文档中的图样的人来说，仍然能够对机密文档进行复印。
按照专利文献7，虽然能够防止机密文件的复印，但是，只能在文档中嵌入一位信息量，表示是否是机密文件。
发明内容
本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于，提供将数据嵌入文档的嵌入装置，从文档提取被嵌入数据的提取装置，以及图像处理方法，图像处理系统，记录介质，能在图像中嵌入多数点信息，并能够从该图像中提取被嵌入的点信息。
为了实现上述目的，本发明提出以下方案：
(1)一种嵌入装置，将嵌入数据嵌入原始图像中，该装置包括：
取得手段，取得嵌入数据，所述嵌入数据以若干图样的形式被嵌入所述原始图像的嵌入区域中；
确定手段，根据所述嵌入数据确定所述若干图样的相对关系；
嵌入手段，将具有相对关系的若干图样嵌入所述原始图像的嵌入区域。
(2)在(1)的嵌入装置中，其特征在于：
所述嵌入数据包含可以由预先设定的数字的数表示的信息。
(3)在(1)的嵌入装置中，其特征在于：
所述若干图样的相对关系可以由在被嵌入区域的若干图样的排列表示。
(4)在(1)的嵌入装置中，其特征在于：
所述若干图样的相对关系可以由若干图样的角度表示。
(5)在(1)地嵌入装置中，其特征在于：
所述确定手段进一步确定所述若干图样的颜色。
(6)一种提取装置，从原始图像提取被嵌入的数据，该装置包括：
提取手段，从所述原始图像提取色成份；
检测手段，使用色彩成份，检测原始图像中具有相对关系的若干图样；
解析手段，解析若干图样的相对关系，取得原始图像的被嵌入数据。
(7)在(6)的提取装置中，其特征在于：
根据能从若干图样的各个得到的特征信息，可以将若干图样分成若干图样类型。
(8)在(7)的提取装置中，其特征在于：
若干图样类型之中的至少两种图样类型的特征信息互相局部相同。
(9)在(7)的提取装置中，其特征在于，所述检测手段包括：
检测角度手段，用于检测并得到若干图样的角度；
确定手段，通过检测角度确定范围，使用该范围，确定若干图样的绝对角度和相对角度中的至少一个。
(10)在(9)的提取装置中，其特征在于，所述范围可以通过用于提取的单位角度表示，绝对角度和相对角度中的至少一个可以通过用于嵌入的单位角度表示。
(11)在(10)的提取装置中，其特征在于，所述用于提取的单位角度大于检测角度的变化范围。
(12)在(10)的提取装置中，其特征在于，所述用于提取的单位角度等于或小于用于嵌入的单位角度的一半。
(13)一种图像处理方法，包括以下步骤：
取得步骤，取得被嵌入原始图像中的嵌入数据；
选择步骤，根据所述嵌入数据，选择若干图样的图样类型；
确定步骤，根据所述嵌入数据，确定所述若干图样的相对关系；
生成步骤，通过将所述若干图样嵌入，生成一被嵌入图像，其中，所述若干图样具有相对关系。
(14)在(13)的图像处理方法中，其特征在于：
若干图样的图样类型决定若干图样的特征信息。
(15)在(13)的图像处理方法中，进一步包括以下步骤：
组合步骤，将被嵌入图像和原始图像组合成一处理图像。
(16)一种图像处理方法，包括以下步骤：
取得步骤，取得原始图像，其中，原始图像被设为嵌入了被嵌入数据；
检测步骤，检测原始图像中的若干图样；
解析步骤，解析若干图样的相对关系；
取得步骤，使用若干图样的相对关系，取得原始图像的被嵌入数据。
(17)在(16)的图像处理方法中，进一步包括以下步骤：
提取步骤，从原始图像提取色彩成份，生成二值图像，其中，使用所述二值图像检测若干图样。
(18)一种图像处理系统，包括：
一控制器；以及
一存储装置，存储若干指令，当通过所述控制器实行时，实行若干功能中的至少一种，所述若干功能包括：
输入原始图像，用于处理，其中，原始图像包括第一原始图像及第二原始图像；
取得第一被嵌入数据，其中，第一被嵌入数据以第一组图样形式被嵌入所述第一原始图像的嵌入区域；
根据第一被嵌入数据确定第一组图样的相对关系；
将具有相对关系的第一组图样嵌入第一原始图像的嵌入区域，生成一处理图像；
在第二原始图像中，检测具有相对关系的第二组图样；
解析第二组图样的相对关系，从第二原始图像提取第二被嵌入数据。
(19)一种计算机能读取的介质，存储计算机指令，实行以下图像处理动作；
取得被嵌入原始图像中的嵌入数据；
根据所述嵌入数据，选择若干图样的图样类型；
根据所述嵌入数据，确定所述若干图样的相对关系；
通过将所述若干图样嵌入，生成一被嵌入图像，其中，所述若干图样具有相对关系。
(20)一种计算机能读取的介质，存储计算机指令，实行以下图像处理动作；
取得原始图像，其中，原始图像被设为嵌入了被嵌入数据；
检测原始图像中的若干图样；
解析若干图样的相对关系；
使用若干图样的相对关系，取得原始图像的被嵌入数据。
按照本发明，能提供嵌入装置，提取装置，图像处理装置，图像处理方法，图像处理系统，图像处理程序及存储该程序的记录媒体，能在图像中嵌入多数点信息，并能够从该图像中提取被嵌入的点信息。
附图说明
图1表示本发明实施例涉及的嵌入装置构成方框图；
图2表示图1所示的图样嵌入手段构成方框图；
图3表示生成一个处理图像的流程图，该处理通过图1所示的嵌入装置执行；
图4表示通过图1所示的嵌入装置处理的一例原始图像；
图5表示通过图1所示的嵌入装置嵌入的第一图样；
图6表示通过图1所示的嵌入装置嵌入的第二图样；
图7A表示被嵌入图4所示的原始图像的嵌入区域的第一嵌入数据，图7B表示嵌入区域的一个部分，其中嵌入图7A所示的第一嵌入数据，图7C表示图7B所示的第一嵌入数据的若干图样；
图8A表示被嵌入图4所示的原始图像的嵌入区域中的第二嵌入数据，图8B表示嵌入区域的一个部分，其中嵌入图8A所示的第二嵌入数据，图8C表示图8B所示的第二嵌入数据的若干图样；
图9A表示嵌入图4所示的原始图像的嵌入区域的第三嵌入数据，图9B表示嵌入区域的一部分，其中嵌入图9A所示的第三嵌入数据，图9C表示图9B所示的第三嵌入数据的若干图样；
图10表示从图4所示的原始图像中生成的一个处理图像；
图11A表示包含在图10的处理图像中的第一种点，图11B表示包含在图10的处理图像中的第二种点；
图12表示通过输出图10所示的处理图像，取得一个处理图像；
图13表示通过输出图10所示的处理图像，取得一个处理图像；
图14表示图1所示的图样嵌入手段构成方框图；
图15表示通过图1所示的嵌入装置执行生成一个处理图像；
图16表示按照本发明一实施例的各具有不同绝对角的多个第一图像；
图17表示按照本发明一实施例的各具有不同绝对角的多个第二图像；
图18A表示嵌入的第一嵌入数据，图18B表示嵌入区域的一部分，其中嵌入图18A所示的嵌入数据，图18C表示图18B所示的嵌入数据的若干图样；
图19A表示通过图1的嵌入装置嵌入的第四嵌入数据，图19B表示一个嵌入区域的部分，其中嵌入图19A的第四嵌入数据，图19C表示图19B所示的第四嵌入数据的若干图样；
图20A表示通过图1的嵌入装置嵌入的第五嵌入数据，图20B表示一个嵌入区域的部分，其中嵌入图20A的第五嵌入数据，图20C表示图20B所示的第五嵌入数据的若干图样；
图21表示本发明实施例涉及的一个图像处理装置构成方框图；
图22表示图21所示的图样确认手段构成方框图；
图23A与23B表示执行从一个原始图像中取得嵌入数据的流程图；
图24A与24B表示执行从一个原始图像中取得嵌入数据的流程图；
图25表示本发明实施例涉及的一个图像处理装置构成方框图；
图26表示按照本发明一实施例的取得若干图像的角度的动作说明图；
图27表示按照本发明一实施例的取得若干图像的角度的动作说明图；
图28表示按照本发明一实施例的取得若干图像的角度的动作说明图；
图29表示按照本发明一实施例的各具有不同绝对角的多个第三图像；
图30表示按照本发明一实施例的各具有不同绝对角的多个第四图像；
图31表示按照本发明一实施例的各具有不同绝对角的多个第三图像；
图32表示按照本发明一实施例的各具有不同绝对角的多个第四图像；
图33表示按照本发明一实施例的取得若干图像的角度的动作说明图；
图34表示按照本发明一实施例的取得若干图像的角度的动作说明图；
图35表示按照本发明一实施例的取得若干图像的角度的动作说明图；
图36A和图36B表示按照本发明一实施例的通过图21的提取装置实行的从原始图像取得嵌入数据的动作流程图；
图37表示按照本发明一实施例的图像形成装置的构成方框图；
图38表示按照本发明一实施例的图37中所示的图像处理器的构成方框图；
图39表示按照本发明一实施例的图像形成系统的构成方框图；
图40表示按照本发明一实施例的图像处理装置的构成方框图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明实施例。在以下实施例中，虽然对构成要素，种类，组合，形状，相对配置等作了各种限定，但是，这些仅仅是例举，本发明并不局限于此。
图1表示本发明实施例涉及的嵌入装置10。
所述嵌入装置10能够在一原始图像中嵌入数据。如图1所示，嵌入装置10包括原始图像输入手段11，嵌入数据取得手段12，图样确定手段13，图样嵌入手段14以及处理图像输出手段15。
所述原始图像输入手段11输入原始图像以进行处理。在本实施例中，所述原始图像输入手段11从外部，例如存储装置，或与嵌入装置10连接的媒体取得原始图像。在其他实施例中，所述原始图像输入手段11可从嵌入装置10的存储器中读出原始图像。
所述嵌入数据取得手段12取得嵌入数据，所述嵌入数据被嵌入所述原始图像的一嵌入区域中。在本实施例中，可通过初始设定，或根据用户的选择确定所述嵌入数据，其包含通过预先确定的位数表示的信息，例如图7A，8A，9A，18A，19A以及20A中的任意一个所示。而且，所述嵌入数据是以若干图样的形式被嵌入所述原始图像中。
所述图样确定手段13根据嵌入数据包含的信息，确定若干种图样中的至少一种图样种类。例如，若所述嵌入数据包含的信息能够以二进制字符“0”与“1”中任何一个表示，则所述图样确定手段13从若干种图样中选择与第一种图样对应的二进制字符“0”，与第二种图样对应的二进制字符“1”。又例如，若所述嵌入数据包含的信息能够以十进制字符“0”到“7”中至少一个表示，则所述图样确定手段13从若干种图样中选择分别与十进制字符“0”至“7”对应的第一到第八种图样。
一旦所述若干图样的种类被确定，图样确定手段13可根据所述嵌入数据包含的信息，进一步确定所述若干图样的至少一种颜色。例如，当嵌入数据包含彩色信息时，图样确定手段13对各图样分配一种特定的颜色。又例如，当嵌入数据包含单色信息，通过初始设定对各图样分配黑色。
图样确定手段13可根据所述嵌入数据包含的信息，进一步确定所述若干图样的相对关系。
在本发明一实施例中，图样确定手段13根据嵌入数据包含的信息，确定若干图样的相对关系，所述相对关系包括位置关系，角度关系等。
所述图样确定手段13可根据嵌入信息包含的信息，确定若干图样相对的位置关系，这里，将相对的位置关系称为“排列”(排列方向，排列顺序)。例如，若嵌入数据包含的信息能够通过八位数字表示，则图样确定手段13确定一个八位数信息的排列，指定其中各位数的顺序及位置。
而且，图样确定手段13可根据嵌入数据包含的信息，确定若干图样的至少一个角度。例如，若所述嵌入数据包含的信息能够通过二进制字符“0”与“1”中任一个表示，则所述图样确定手段13确定与二进制字符“0”对应的第一角度，以及与二进制字符“1”对应的第二角度。
所述若干图样的图样种类，颜色以及相对角度中的任何一种是通过所述图样确定手段13进行确定，可被存储以用于其他处理。
图样嵌入手段14将若干图样嵌入所述原始图像的嵌入区域中，生成一被嵌入图像。在本实施例中，图样嵌入手段14使用通过图样确定手段13确定的图样种类，颜色，以及相对关系，生成若干图样。因此，被嵌入图像中的若干图样具有根据所述嵌入数据确定的所述图样种类，颜色以及相对关系。
所述处理图像输出手段15将所述被嵌入图像以及所述原始图像结合成一处理图像。所述处理图像还可作为打印文档，或作为电子数据输出。
图3表示通过图1的嵌入装置10执行生成一处理图像的步骤流程图。在本实施例中，图1的图样嵌入手段14具有图2所示的结构。如图2所示，图样嵌入手段14包括一彩色变更器141，一排列变更器142，以及一图样组合器145。
在步骤S11，输入如图4所示的原始文档D0，以进行处理。所述原始图像D0是含有机密信息的多值图像，其可以区分为具有若干字符的前景(foreground)部分101，与背景部分102。
在步骤S12，取得嵌入原始图像D0中的嵌入数据。在本实施例中，所述嵌入数据被嵌入在所述原始图像D0的背景部分102中。而且，所述嵌入数据包含二进制信息，如图7A，8A以及9A中所示，所述二进制信息通过二进制字符“0”与“1”中任意一个表示，以若干图样的形式被嵌入。
在步骤S13，根据嵌入数据包含的信息，选择若干图样的至少一种图样种类。在本实施例中，由于包含在所述嵌入数据中的信息能够通过二进制字符“0”与“1”中任意一个表示，因此，选择包括图5所示的第一图样P1和图6所示的第二图样P2的两种图样，所述第一图样P1与二进制字符“0”对应，所述第二图样P2与二进制字符“1”对应。该两种图样提供不同的特征信息，例如点数，点的浓度，点的排列，点与点之间的距离等。另外，第一图样P1与第二图样P2的特征信息相互局部相同。更具体地说，如图5所示，第一图样P1包含第一点PD1，第二点PD2，第三点PD3。如图6所示，所述第二图样P2包含第一点PD1，第二点PD2，第三点PD3，还包含第四点PD4，其中，第一点PD1，第二点PD2，第三点PD3与第一图样P1中相同。所述第一图样P1与第二图样P2可以被存储，以用于以后处理。
在步骤S14，根据嵌入数据包含的信息，确定至少一种颜色，以便用于若干图样。在本实施例中，确定第一图样P1与第二图样P2的颜色相互有部分不同。更具体地说，对第一点PD1，第二点PD2，以及第三点PD3分配黑色，对第四点PD4分配灰色。第一图样P1与第二图样P2的颜色可以被存储，以用作此后处理。
在步骤S15，根据嵌入数据包含的信息，确定若干图样的排列。在本实施例中，所述若干图样的排列是根据所述嵌入数据包含的信息的大小确定。
例如，若取得图7的第一嵌入数据I1，该数据具有“01101101”八位信息，则选择图7B所示的4×2个单位区域的排列，所述一个单位区域中配置一个图样。又例如，若取得图8A的第二嵌入数据I2，该数据具有“011110001”九位信息，则选择图8B所示的3×3个单位区域的排列。再有，若取得图9A的第三嵌入数据I3，该数据具有“001101111”九位信息，则选择图9B所示的3×3个单位区域的排列。通过图样确定手段13确定的排列可以被存储，以用作此后处理。
在步骤S17，将若干图样嵌入原始图像D0的背景部分102，生成一个被嵌入图像。步骤S17可通过图1的图样嵌入手段14执行，所述图样嵌入手段14具有图2所示结构。
所述颜色变更器141使用通过图样确定手段13确定的颜色，将嵌入数据变更为若干图样的颜色信息。在本实施例中，图样确定手段13确定第一图样P1为黑色，确定第二图样P2为局部黑色及局部灰色。若所述信息中具有二进制字符“0”，则取得显示黑色的色彩信息。若所述信息中具有二进制字符“1”，则取得显示黑色和灰色组合的色彩信息。
所述排列变更手段142使用通过图样确定手段13确定的排列，将所述嵌入数据变更为若干图样的排列信息。在如图7B所示的例中，所述图样确定手段13确定4×2个单位区域的排列。在图8B与图9B所示的例中，图样确定手段13确定3×3个单位区域的排列。根据图7B，图8B与图9B任意一个所示的排列，取得若干图样的排列信息，指定所述信息的各位数的位置。
图样组合器145使用通过图样确定手段13确定的图样种类，生成若干图样。图样组合器145还使用所述色彩信息与排列信息，使得所述若干图样具有被确定的颜色与排列。然后，将所述若干图样嵌入图4所示的原始图像D0的背景部分102中。
在图7C中，图样嵌入手段14根据图7B所示的排列，生成A1到A8的八个单位区域，并通过具有黑色点的第一图样P1，将第一嵌入数据I1的二进制字符“0”嵌入所述单位区域，还使用具有黑色点及灰色点的第二图样P2，将第一嵌入数据I1的二进制字符“1”嵌入所述单位区域。因此，如图7C所示，第一图样P1分别被嵌入单位区域A1，A4以及A7。第二图样P2分别被嵌入单位区域A2，A3，A5，A6以及A8。
在图8C中，图样嵌入手段14根据图8B所示的排列，生成A1到A9的九个单位区域，并使用具有黑色点的第一图样P1，将第一嵌入数据I1的二进制字符“0”嵌入所述单位区域，还使用具有黑色点及灰色点的第二图样P2，将第一嵌入数据的二进制字符“1”嵌入所述单位区域。因此，如图8C所示，第一图样P1分别被嵌入单位区域A1，A6，A7以及A8。第二图样P2分别被嵌入单位区域A2，A3，A4，A5以及A9。
在图9C中，图样嵌入手段14根据图9B所示的排列，生成A1到A9的九个单位区域，并使用具有黑色点的第一图样P1，将第一嵌入数据的二进制字符“0”嵌入所述单位区域，还使用具有黑色点及灰色点的第二图样P2，将第一嵌入数据的二进制字符“1”嵌入所述单位区域。因此，如图9C所示，第一图样P1分别被嵌入单位区域A1，A2以及A5。第二图样P2分别被嵌入单位区域A3，A4，A6，A7，A8以及A9。
在本实施例中，将表示嵌入数据的若干图样嵌入原始图像D0的背景部分102的所有区域。将所述若干图样重复地嵌入，以填满背景部分102的所有区域。
在步骤S18，将被嵌入的图样与原始图像组合成处理图像。通过上述步骤，所述若干图样被嵌入图10所示的背景部分102。在图10中，背景部分102显示出灰色，以表示显示的若干图样。但是，实际上至少人的眼睛能够看到处理图像D1与原始图像D0基本相似。
在本实施例中，当所述处理图像被输出时，所述若干图样中的各点的大小影响其显示。例如，如图11A所示，若嵌入具有相对大的点103a，当所述处理图像被输出时，所述若干图样能够被人的眼睛看到。又例如，如图11B所示，若嵌入相对小的点103b，则当所述处理图像被输出时，所述若干图样不能被人的眼睛看到。
在步骤S19，输出所述处理图像，结束操作。例如，可将所述处理图像作为打印文档输出，也可使用显示装置显示所述处理图像，或通过网络将其输出。
图3的操作可通过各种方法执行。
例如，若所述嵌入数据为预先设定的，则可以不执行步骤S12。也可在步骤S12根据用户的需要进行选择。用户的需要包括图样特征信息中任何一项信息，例如图样的颜色，所述嵌入数据的大小，处理时间，便于检测等。
又例如，可以在步骤13选择除图5，图6点图样以外的图样种类。例如使用条码图样或花样图样。
还例如，通过初期设定预先将图样设定为单色或彩色时，可以不进行步骤S14。另外，当若干图样的一部分是彩色特征信息时，可以同时执行步骤S13与步骤S14。
再例如，在步骤S13，S14以及S15的任意一项中，可将通过图样确定手段13确定的若干图样的特征信息或相对关系能够以变换表的形式存储，通过所述变换表，在步骤S17能够容易地将嵌入信息变更为若干图样。
或者，可以预先将若干图样的特征信息或相对关系，以及嵌入数据中包含的信息一起进行设定。由此，不需变更任何的嵌入数据，在步骤S17能够取得色彩信息或排列信息。因此，图样嵌入手段14不需要任何由嵌入数据取得手段12取得的信息。
另外，也可以不执行步骤S18或S19，可以嵌入数据存储，以便以后使用。
在另一个实施例中，嵌入数据区域并不局限于原始图像D0的背景部分102，也可将嵌入数据嵌入原始图像D0的其他任何区域。例如，也可将嵌入数据以标记形式嵌入原始图像D0中被选择的部分。或者，如图12，13所示，可将背景部分102分割为信息区域102a与基本区域102b。
图12所示的处理图像D1，将嵌入数据以若干图样形式嵌入基本区域102b中，各图样分别具有至少一个图11B所示的点103b。被嵌入背景部分102的信息区域102a的各若干图样中，分别具有至少一个图11A所示的点103a。当图12的处理图像D1被输出时，用户能看见信息区域102a的点103a的同时，看不见基本区域102b的点103b。
图13所示的处理图像D1，将嵌入数据以若干图样的形式被嵌入基本区域102b，各图样分别具有至少一个图11A所示的点103a。被嵌入背景部分102的信息区域102a的各若干图样中，分别具有至少一个图11B所示的点103b。当图13的处理图像D1被输出时，用户能看见基本区域102b的点103a的同时，看不见信息区域102a的点103b。
如上所述，根据嵌入数据确定若干图样的排列，能够容易地调整该若干图样中包含的嵌入数据的总数。而且，通过对若干图样的图样种类进行确定，能够调整嵌入数据的总数。更具体地说，可通过以下公式，表示嵌入数据的总数I：
I＝n×log₂N
其中，n表示通过若干图样的排列特定的单元区域的数，N表示若干图样的图样种类数。
图15表示通过图1中的嵌入装置10生成处理图像的动作流程。其与图3所示的动作大致相同，不同之处在于增加了步骤S16，以及图1中的图样嵌入手段14的结构。
具体地说，在本实施例中，图1的图样嵌入手段14具有图14所示的功能结构。在图14中，图样嵌入手段14包括彩色变更器141，排列变更器142，图样组合器145，角度变更器143，以及图样旋转器144。
参照图15，在步骤S16，根据嵌入数据中包含的信息，确定用于若干图样的一个或多个角度。在本实施例中，各图样分别具有两种角度，一种是绝对角度，另一种是相对角度。
所述绝对角度是图样相对于图像的垂直部分即原始图像的垂直部分的角度，其可以是0度到360度之间的任何值。但是，也可使用预先设定的角度度数，该度数可以根据预先设定的单位角度u1取得。在本实施例中，使用u1＝60度的单位角度，分割360度角度范围，得到6等级的绝对角度。绝对角的等级数或绝对角的数作为量化数q。
更具体地说，可通过图16所示的六个角度中的至少一个表示图5的第一图样P1的绝对角度。在图16中，当配置为垂直位置时，第一图样P1具有绝对角度R10。当从垂直位置回转一单位角度即60度时，第一图样P1具有绝对角度R11。当从垂直位置回转二单位角度即120度时，第一图样P1具有绝对角度R12。当从垂直位置回转三单位角度即180度时，第一图样P1具有绝对角度R13。当从垂直位置回转四单位角度即240度时，第一图样P1具有绝对角度R14。当从垂直位置回转五单位角度即300度时，第一图样P1具有绝对角度R15。图16所示的箭头指示出各图样的方向。在本实施例中，第一图样P1按顺时钟方向回转。
同样，在本实施例中，可通过图17所示的六个角度中的至少一个表示图6的第二图样P2的绝对角度。在图17中，当配置为垂直位置时，第二图样P2具有绝对角度R20。当从垂直位置回转一单位角度即60度时，第二图样P2具有绝对角度R21。当从垂直位置回转二单位角度即120度时，第二图样P2具有绝对角度R22。当从垂直位置回转三单位角度即180度时，第二图样P2具有绝对角度R23。当从垂直位置回转四单位角度即240度时，第二图样P2具有绝对角度R24。当从垂直位置回转五单位角度即300度时，第二图样P2具有绝对角度R25。图17所示的箭头指示出各图样的方向。在本实施例中，第二图样P2按顺时钟方向回转。
在本实施例中，根据单位角度u1可特定第一图样P1与第二图样P2的相对角度。例如，通过将第一图样P1与第二图样P2之间的绝对角度差异设定为0度，可特定相对角度R0。同样，通过将第一图样P1与第二图样P2之间的绝对角度差异设定为一单位角度即60度，可特定相对角度R1，通过将第一图样P1与第二图样P2之间的绝对角度差异设定为二单位角度即120度，可特定相对角度R2，通过将第一图样P1与第二图样P2之间的绝对角度差异设定为三单位角度即180度，可特定相对角度R3，通过将第一图样P1与第二图样P2之间的绝对角度差异设定为四单位角度即240度，可特定相对角度R4，通过将第一图样P1与第二图样P2之间的绝对角度差异设定为五单位角度即300度，可特定相对角度R5。
另外，在本实施例中，可根据嵌入数据中包含的信息确定绝对角度或相对角度。
在图18A的实施例中，取得第一嵌入数据I1，其具有八位信息“01101101”。图样确定手段13将绝对角度R10分配给二进制字符“0”，将绝对角度R21分配给二进制字符“1”。对若干图样指定相对角度R1。
在图19A的实施例中，取得第四嵌入数据I4，其具有九位信息“022220002”。图样确定手段13将绝对角度R10分配给十进制字符“0”，将绝对角度R22分配给十进制字符“1”。对若干图样指定相对角度R2。
在图20A的实施例中，取得第五嵌入数据I4，其具有九位信息“551151111”。图样确定手段13将绝对角度R15分配给十进制字符“5”，将绝对角度R21分配给十进制字符“1”。对若干图样分配相对角度R4。
回到图15的步骤S17，将若干图样嵌入原始图像D0的背景部分102中，生成一被嵌入图像。在本实施例中，可通过具有图14所示结构的图样嵌入手段14执行步骤S17。
参照图14，图样确定手段13通过与图2，3所述的相同方法确定颜色，色彩变更手段141使用所述颜色，将嵌入数据变更为若干图样的彩色信息。
排列变更手段142使用通过图样确定手段13确定的排列，将嵌入数据变更为若干图样的排列信息。如图18B所示，图样确定手段13确定形成4×2个单位区域的构成。如图19B，图20B所示，图样确定手段13确定形成3×3个单位区域的构成。根据图18B，图19B与图20B的任意一图所示的排列，取得若干图样的排列信息，其特定信息中各数字的位置，或特定信息中各数字相对其他数字的顺序。
角度变更器143使用通过图样确定手段13确定的角度，将嵌入数据变更为若干图样的角度信息。
在图18C的例中，图样确定手段13分别确定第一图样P1的绝对角度为R10，第二图样P2的绝对角度为R21。图样确定手段13还确定第一图样P1与第二图样P2之间的相对角度为R1。根据所述角度信息，图样旋转器144取得具有绝对角度R10的第一图样P1与具有绝对角度R21的第二图样P2。
在图19C的另一例中，图样确定手段13分别确定第一图样P1的绝对角度为R10，确定第二图样P2的绝对角度为R22。图样确定手段13还确定第一图样P1与第二图样P2之间的相对角度为R2。根据所述角度信息，图样旋转器144取得具有绝对角度R10的第一图样P1与具有绝对角度R22的第二图样P2。
在图20C的又一例中，图样确定手段13分别确定第一图样P1的绝对角度为R15，确定第二图样P2的绝对角度为R21。图样确定手段13还确定第一图样P1与第二图样P2之间的相对角度为R4。根据所述角度信息，图样旋转器144取得具有绝对角度R15的第一图样P1与具有绝对角度R21的第二图样P2。
在图14的结构中，图样组合器145通过由图样确定手段13确定的图样种类，生成若干图样。而且，图样组合器145还使用所述色彩信息，排列信息，以及角度信息，使得所述若干图样具有被确定的颜色，排列，以及角度。然后，将所述若干图样嵌入图4的原始图像D0的背景部分102中。
在图18C所示的实施例中，图样嵌入手段14根据图18B所示的排列，生成八单元区域A1到A8。图样嵌入手段14通过具有绝对角度R10的第一图样P1，将第一嵌入数据I1的二进制字符“0”嵌入，通过具有绝对角度R21的第二图样P2，将第二嵌入数据I2的二进制字符“1”嵌入。而且，被嵌入的第一图样P1与第二图样P2具有相对角度R1。
在图19C所示的实施例中，图样嵌入手段14根据图19B所示的排列，生成九单元区域A1到A9。使用具有绝对角度R10的第一图样P1，将第四嵌入数据I4的十进制字符“0”嵌入，使用具有绝对角度R22的第二图样P2，将第四嵌入数据I4的十进制字符“2”嵌入。而且，被嵌入的第一图样P1与第二图样P2具有相对角度R2。
在图20C所示的实施例中，图样嵌入手段14根据图20B所示的排列，生成九单元区域A1到A9。使用具有绝对角度R15的第一图样P1，将第五嵌入数据I5的十进制字符“5”嵌入，使用具有绝对角度R21的第二图样P2，将第五嵌入数据I5的十进制字符“1”嵌入。而且，被嵌入的第一图样P1与第二图样P2具有相对角度R4。
图15所述的动作可通过各种方法执行。例如，参照图3所述。也可以不实行步骤S15。在这种场合，可以不提供图14的排列变更手段142。再有，在步骤S16，也可以确定绝对角度和相对角度中的至少一个，以生成角度信息。
如上所述，根据嵌入数据确定若干图样的角度，能够容易地调整若干图样中包含的嵌入数据的量。更具体地说，可通过以下式子使用二进制表示嵌入数据I的量：
I＝Ra×log₂Rr
其中，Ra对应于使用单位角度u1量化而得的绝对角度的等级数，Rr对应于由单位角度u1确定的相对角度的等级数。由于绝对角度Ra与相对角度Rr两者依存于单位角度ul或量化数q＝360/u1，因此，可以使用量化数q简化上式：
I＝q×log₂q
参照图21，其表示本发明实施例涉及的提取装置20。当原始图像中具有被嵌入的数据时，所述提取装置20能够从所述原始图像中提取所述被嵌入的数据。如图21所示，提取装置20包括原始图像输入手段21，色彩检测手段22，图样检测手段23，以及嵌入数据取得手段24。
所述原始图像输入手段21输入一原始图像，以进行处理。在本实施例中，设定所述原始图像包括一嵌入区域，该嵌入区域中具有以若干图样的形式嵌入的嵌入数据。而且，所述原始图像可通过各种方法输入，例如上述参照图1中原始图像输入手段11所述的方法。
所述色彩检测手段22从所述原始图像中提取一个或多个色彩成分，并将所述原始图像变更为具有被提取的色彩成分的二值图像。
在一实施例中，当以绿色成分嵌入若干图像，且原始图像以红(Red，以下简记为“R”)，绿(Green，以下简记为“G”)，蓝(Blue，以下简记为“B”)即RGB形式输入时，所述彩色检测手段22从该原始图像中提取绿色成分，并生成具有绿色成分的二值图像。在另一实施例中，当以青色和品红色成分嵌入若干图像，且原始图像以RGB形式输入时，所述彩色检测手段22首先将原始图像从RGB形式变更为CMYK(Cyan，Magenta，Yellow，Black)形式，然后，从所述原始图像中提取青色和品红色成分，并生成具有该两种色成分的二进制图像。
所述图样检测手段23从原始图像的嵌入数据中检测若干图样。在本实施例中，图样检测手段23从二值图像中检测若干图样，所述二值图像是通过色彩检测手段22使用与若干图样相关的信息生成。例如，图样检测手段23使用图样匹配的方法对若干图样进行检测。又例如，图样检测手段23使用若干图样的字符信息对若干图样进行检测。
所述嵌入信息取得手段24对若干图样进行分析，取得原始图像的嵌入数据。在一实施例中，嵌入信息取得手段24分析若干图样的特征信息，例如若干图样的图样种类。在另一实施例中，嵌入信息取得手段24分析若干图样的相对关系，例如若干图样的排列或角度。
图23A，图23B表示通过图21的提取装置20执行从一原始图像中取得嵌入数据的动作流程。在本实施例中，图样检测手段23具有图22所示结构。在图22中，图样检测器23包括一图样提取器231，一图样计数器232，第一图样检测器231，以及第二图样检测器234。
在步骤S101，输入一原始图像，例如图10的处理图像D1，以进行处理。如图10所示，处理图像D1具有背景部分102，其中嵌入数据是以若干图样形式被嵌入。在本实施例中，处理图像D1被以RGB形式输入。
在该步骤中，原始图像输入手段21能够判断处理图像D1是否在垂直位置。若处理图像不在垂直位置，则将其旋转至垂直位置。
在步骤S102，从处理图像D1的背景部分102提取至少一个色成分。在本实施例中，若干图样的色成分信息可以存储在图1的提取装置20的一存储器中，该色成分信息表示用于若干图样的色彩成份。或者，若用户知道所述色成分信息，则可由用户提供该色成分信息。或者，若所述信息已与若干图样一起嵌入处理图像D1中，也可从所述处理图像D1中得到该色成分信息。
具体地说，在本实施例中，假设以青色和品红色成份嵌入若干图样。使用该色成分信息，彩色检测器22首先将所述处理图像D1的背景部分102从RBG形式变更为CMYK形式，然后从背景部分102中提取青色与品红色成份。一旦提取到青色与品红色成份，彩色检测器22将值“1”赋予背景区域102的青色和品红色成份，将值“0”赋予背景区域102的黄色成份，生成二值图像。在下述步骤S103到S114中，图样检测手段23使用若干图样的字符信息，从所述二值图像中检测若干图样。更进一步地说，在本实施例中，图样检测手段23具有图22所示的功能结构，可检测图5中的第一图样P1与图6中的第二图样P2。
在步骤S103，图样提取器231将所述二值图像分为若干单元区域，并选择其中一个单元区域作进一步处理。在本实施例中，各单元区域中被嵌入若干图样中的一个对应图样。在选择出的单元区域中检测图样(简记为“被选择图样”)，从该被选择图样中取得所述图样的特征信息。该特征信息可以包括从所述图样中取得的任何信息，例如点数，点的浓度，点与点之间的距离等。
在步骤S104，第一图样检测器233通过对所述被选择图样的特征信息与第一图样P1比较，判断所述被选择图样是否与第一图样P1一致。第一图样的特征信息可以存储在第一图样检测器233中。若比较结果相同(步骤S104的“是”)，则进入步骤S106，第一图样P1的检测数增加1。若比较结果不同(步骤S104的“否”)，则进行步骤S107的处理。
在步骤S107，图22的第二图样检测器234通过对所述被选择图样的特征信息与第二图样P2比较，判断所述被选择图样是否与第二图样P2一致。第二图样的字符信息可以存储在第二图样检测器234中。若比较结果相同(步骤S107的“是”)，则进入步骤S109的处理，第二图样P2的检测数增加1。若比较结果不同(步骤S107的“否”)，则进行步骤S110的处理。
在步骤S110，图样提取器231判断所述二值图像中的所有单元区域是否都被处理。若所有单元区域已经被处理(步骤S110的“是”)，则进入图23B的步骤S111的处理。若不是所有单元区域都被处理(步骤S110的“否”)，则返回步骤S103，选择其他单元区域，判断被选择图样是否与第一图样P1或第二图样P2中的任意一个匹配。
在步骤S111，图22的第一图样检测器233判断第一图样P1的检测数是否大于第一基准值Ref1，在本实施例中，所述第一基准值Ref1预先存储在第一图样检测器233中。若所述检测数大于第一基准值Ref1(步骤S111的“是”)，则进行步骤S112的处理，判断检测出第一图样P1，并将与所述第一图样P1相关的信息输出到嵌入数据取得手段24。若所述检测数等于或小于第一基准值Ref1(步骤S111的“否”)，则结束动作，发出一错误消息，表示没有检测出第一图样P1。
在步骤S113，图22的第二图样检测器234判断被检测的第二图样P2的检测数是否大于第二基准值Ref2。所述第二基准值Ref2存储在第二图样检测器234中。若所述检测数大于第二基准值Ref2(步骤S113的“是”)，则进行步骤S114的处理，判断检测出第二图样P2，并将与所述第二图样P2相关的信息输出到嵌入数据取得手段24。若所述检测数等于或小于第二基准值Ref2(步骤S113的“否”)，则结束动作，发送一错误信息，表示没有检测出第二图样P2。
在步骤S115，嵌入数据取得手段24对通过图样检测手段23检测出的第一图样P1与第二图样P2进行分析。在本实施例中，使用所述若干图样的排列信息对第一图样P1与第二图样P2进行分析，所述排列信息可以存储在图1的提取装置20的存储器中。或者若用户知道所述排列信息，则该信息可以由用户提供。或者若该信息与若干图像一起嵌入在处理图像D1中，则该信息可以从处理图像D1得到。
在一实施例中，若排列信息表示，图18B所示的4×2个单位区域的排列用于若干图像，则嵌入数据取得手段24从检测出的第一图样P1与第二图样P2，提取一组第一图样P1和第二图样P2，其可以形成4×2个单位区域。
在另一实施例中，若排列信息表示，图19B和图20B所示的3×3个单位区域的排列用于若干图像，则嵌入数据取得手段24从检测出的第一图样P1与第二图样P2，提取一组第一图样P1与第二图样P2，其可以形成3×3个单位区域。
在步骤S116，嵌入数据取得手段24取得处理图像D1的嵌入数据。例如，嵌入数据取得手段24将所述提取的一组第一图样P1和第二图样P2变换为一组二进制字符“0”和“1”。
图23A，图23B所示的动作可通过各种方法执行。
在一实施例中，当黑色成分用于若干图样，且输入原始图像作为二值图像时，可以不实行提取至少一个色成分的步骤S102处理。该场合，可将所述二值图像直接从原始图像输入手段21提供到图样检测器23。因此，可以不提供彩色检测器22。
在另一实施例中，图21的图样检测器23可先判断嵌入数据是否被嵌入原始图像中。例如，表示嵌入数据是否被嵌入的一位信息可以与若干图样一起预先嵌入在原始图像中。
或者，通过图样提取器231可以检测若干图样与第一图样P1及第二图样P2中任何一个是否匹配，图22的图样计数器232可对与第一图样P1及第二图样P2中任何一个匹配的若干图样的数进行计数。如图5和图6所示，使用与第一图样P1和第二图样P2共有的特征信息，即第一点PD1，第二点PD2，第三点PD3，可提取与第一图样P1、第二图样P2中任何一种相符的图样(简记为“检测到的图样”)。若检测到的图样数大于第三基准值，则图样计数器232判断检测出第一图样P1和第二图样P2的至少一个，并将与所述检测到的图样有关的信息提供到第一图样检测器233或第二图样检测器234。若检测到的图样数等于或小于第三基准值，则图样计数器232判断没有检测出第一图样P1或第二图样P2，发送一错误消息，表示没有检测到任何图样。所述第三基准值可存储在提取装置20的存储器中。
在另一实施例中，可以从背景部分102的选择出的部分检测若干图样。这样，可以减少进行处理的单元区域的数量。
在又一实施例中，可以通过其他方法实行用于检测第一图样P1和第二图样P2的步骤S103到S114的处理。例如，使用图样匹配方法检测第一图样P1或第二图样P2。
图25A和图25B表示通过图21的提取装置20执行从一原始图像中取得嵌入数据的操作。更具体地说，在本实施例中，图21的图样检测手段23具有图24所示的功能结构。在图24中，图样检测手段23包括第一角度检测器235，第二角度检测器236，相对角度取得器237，除此之外还包括图22所示的图样提取器231，图样计数器232，第一图样检测器233，以及第二图样检测器234。
在步骤S201，输入一原始图像，例如图10的处理图像D1，以进行处理。如图10所示，处理图像D1具有背景部分102，其中嵌入数据以若干图样的形式嵌入。在本实施例中，处理图像D1以RGB格式输入。
在该步骤中，原始图像输入手段21可以判断处理图像D1是否位于垂直位置。若处理图像不在垂直位置，则将其旋转至垂直位置。
在步骤S202，使用与图23A的步骤S102大致相同的方法，从处理图像D1的背景部分102中提取至少一个色成分。更具体地说，在本实施例中，彩色检测器22将值“1”赋与处理图像D1中的背景部分102的青色及品红色成份，将值“0”赋与黄色成份，生成二值图像。如下述步骤S203至S214所述，图样检测器23使用若干图样的特征信息和相对关系，从所述二值图像检测若干图样。更具体地说，在本实施例中，具有图24所示的功能结构的图样检测器23检测图5的第一图样P1和图6的第二图样P2的相对角度。
在步骤S203，通过与图23A的步骤S103所述的大致相同的方法，图样提取器231将所述二值图像分为若干单元区域，并从若干单元区域之一得到所选择的图样。图样提取器231进一步取得所述选择图样的特征信息。
在步骤S204，第一图样检测器233通过对所选择图样和第一图样P1的特征信息进行比较，判断所选择图样是否与第一图样P1匹配。在本实施例中，第一图样P1的特征信息被存储，用于从中取得各绝对角度。如图15所述，根据所述单位角度u1确定绝对角度的度数。若所述单位角度确定为60度，则第一图样P1的特征信息存储为图16所示的六个绝对角度R10，R11，R12，R13，R14，R15。若所选择图样的特征信息与具有R10到R15中至少一个绝对角度的第一图样P1大致相同(步骤S204的“是”)，则进行步骤S205的处理。若所选择图样的特征信息与具有R10到R15中至少一个绝对角度的第一图样P1不相同(步骤S204的“否”)，则进行步骤S207的处理。
在步骤S205，第一角度检测器235取得所选择图样即第一图样P1的绝对角度。由于第一图样P1具有六个等级的绝对角度，假设所选择图样的检测到的角度为图16所示的六个绝对角度R10到R15中的至少一个。
更具体地说，在本实施例中，第一角度检测器235判断检测出的角度值是否属于与所述各等级绝对角度对应的若干角度之一。例如图26所示，如果所选择图样具有处于0-30度或330-360度(-30～30度)的检测到的角度，第一角度检测器235判断所选择的图样具有绝对角度R10。同样，如果所选择图样具有处于30-90度的检测到的角度，第一角度检测器235判断所选择的图样具有绝对角度R11。
在步骤S206，第一角度检测器235对于在上述步骤得到的绝对角度，使得第一图样P1的检测出的数增加1。例如，若在步骤S206取得绝对角度R10，则第一角度检测器235增加具有绝对角度R10的第一图样P1的检测出的数。在本方法中，得到对于各绝对角度R10到R15，第一图样P1的检测出的数。
在步骤S207，第二图样检测器234通过对所选择图样和第二图样P2的特征信息进行比较，判断所选择图样是否与第二图样P2匹配。在本实施例中，第二图样P2的特征信息被存储，用于从中取得各绝对角度。如图15所述，根据所述单位角度u1确定绝对角度的度数。若所述单位角度确定为60度，则第二图样P2的特征信息存储为图17所示的六个绝对角度R20，R21，R22，R23，R24，R25。若所选择图样的特征信息与具有R20到R25中至少一个绝对角度的第二图样P2大致相同(步骤S207的“是”)，则进行步骤S208的处理。若所选择图样的特征信息与具有R20到R25中至少一个绝对角度的第二图样P2不相同(步骤S207的“否”)，则进行步骤S210的处理。
在步骤S208，第二角度检测器236取得所选择图样即第二图样P2的绝对角度，其处理与上述步骤S205大致相同。
在步骤S209，第二角度检测器236对于在上述步骤得到的绝对角度，使得第二图样P2的检测出的数增加1。在本方法中，得到对于各绝对角度R20到R25，第二图样P2的检测出的数。
在步骤S210，图样提取器231判断所述二值图像的所有单元区域是否都被处理。若所有单元区域已经被处理(步骤S210的“是”)，则进入图25B的步骤S211的处理。若不是所有单元区域被处理(步骤S210的“否”)，则返回步骤S203，选择其他单元区域，判断所选择图样是否与第一图样P1或第二图样P2中的任意一个匹配。
在步骤S211，第一角度检测器235对于第一图样P1的各绝对角度，判断在步骤S206得到的检测出的数中是否检测到峰值。在本实施例中，所述峰值是指最高的检测出的数，一个峰值角度是指具有最高检测出的数的绝对角度。若检测出峰值(步骤S211的“是”)，则进行步骤S212的处理，判断检测出第一图样P1的峰值角度，并将与所述峰值角度相关的信息输出到图24的相对角度取得器237。若没有检测出峰值(步骤S211的“否”)，则结束操作，发送一错误消息，表示没有检测出第一图样P1的角度。
在步骤S213，与步骤S211的方法大致相同，第二角度检测器236对于第二图样P2的各绝对角度，判断在步骤S209得到的检测出的数中是否检测到峰值。若检测出具有峰值(步骤S213的“是”)，则进行步骤S214的处理，判断检测出第二图样P2的峰值角度，并将与所述峰值角度相关的信息输出到图24的相对角度取得器237。若没有检测出峰值(步骤S213的“否”)，则结束操作，发送一错误消息，表示没有检测出第二图样P2的角度。
在步骤S215，相对角度取得器237对第一图样P1的峰值(以下简记为“第一峰值角度”)与第二图样P2的峰值(以下简记为“第二峰值角度”)进行分析，取得该两种图样之间的相对角度。可通过计算第一峰值角度和第二峰值角度之差，求得所述相对角度。
在步骤S216，图24的嵌入数据取得手段24取得处理图像D1的嵌入数据。在一实施例中，嵌入数据取得手段24将所述相对角度变换为所述嵌入数据的十进制字符。在另一实施例中，嵌入数据取得手段24将第一峰值角度与第二峰值角度中的任意一个变更为所述嵌入数据的十进制字符。
例如，可以使用以下式子求得第一图样P1与第二图样P2的相对角度Rr：
Rr＝|Ra1-Ra2|Mod 360/u2
其中，Ra1表示可从第一峰值角度得到的第一图样P1的绝对角度，Ra2表示可从第二峰值角度得到的第二图样P2的绝对角度，u2表示用于提取的单位角度。在本实施例中，Mod 360/u2表示通过单位角度u2分割360度取得的余数。在本实施例中，用于提取的单位角度u2设为与用于嵌入的单位角度u1相等。
与上述图23A，23B中所述的相同，图25A，25B所示的操作可通过其他方法执行。
若可以仅从若干图样的相对角度取得嵌入数据，则原始图像输入器21可以不判断处理图像D1是否在垂直位置。这样，不需要求得第一图样P1或第二图样P2的绝对角度。
步骤S203到S215的处理，即，检测第一图样P1与第二图样P2的相对角度的处理可通过各种方法执行。例如，可根据各种参数，预先确定单位角度u1或量化数q，以便用于检测相对角度。
如图26所示，若干图样的检测出的绝对角度或检测出的相对角度的任一个可以区分等级，区分为由单位角度u1确定的范围之一，各范围与嵌入处理期间确定的绝对角度的各等级相对应。但是，由于各种因素，可以不提取高精度的检测出的绝对角度或相对角度(简记为“检测角度”)。在一实施例中，由于扫描器的容量，在进行扫描期间，可以不存储原始图像。在另一实施例中，由于打印机的容量，在进行打印期间，可以不存储原始图像。因此，可以不取得高精度的绝对角度或相对角度。
例如图27所示，若检测出的角度的值在用黑色表示的从-15度到+15度的30度范围变动，则可将该值用于进一步处理。当检测出的值处于用白色表示的范围内时，检测出的角度的值不能精确地被提取。在图27中，黑色范围与白色范围大致相等。这表示能精确地提取检测出的角度的可能性为50％。当增加被检测的角度的变动范围时，该可能性进一步减少。
更具体地说，当第一图样P1具有图16的绝对角度R10，第二图样P2具有图17的绝对角度R22时，设定第一图样P1与第二图样P2的相对角度为图26中的相对角度R2。但是，若第一图样P1的检测出的绝对角度在30度范围中变动，当其在黑色范围中变动时，能够精确地确定绝对角度R11。同样，若第二图样P2的检测出的绝对角度在30度范围中变动，当其在黑色范围中变动时，能够精确地确定绝对角度R23。结果，可将第一图样P1与第二图样P2的相对角度从R1变更到R3。
图28表示另一实施例，设定单位角度为30度。因此，将绝对角度划分为十二个等级。在一实施例中，检测出的角度从-7.5到+7.5度的15度范围中变动。此时，当该值仅处于黑色范围中时，能够将检测出的角度的值用于进一步处理。对黑色与白色范围进行比较，精确提取被检测角度的可能性为50％。
为了减少如图27，28所述的错误，例如，可以特定用于嵌入的单位角度u1，量化数q，用于提取的单位角度u2，用于提取的范围中任何一个。
更进一步地说，在一实施例中，特定用于提取的单位角度值u2等于或大于被检测角度的变动范围f的二倍(相当于“规则1”)，可通过以下式子表示：
u2≥2×f
根据经验规则，使用例如扫描器或打印机，能够得到被检测角度的变动范围。
在另一实施例中，特定用于提取的单位角度u2等于单位角度u1的一半(相当于“规则2”)，可通过以下式子表示：
u2＝1/2×u1
或者，也可特定用于嵌入的单位角度u1为单位角度u2的二倍作为基准2。
图29到图32表示确定单位角度u1的动作。在本实施例中，设定被检测角度在从-15度到+15度的30度范围变动。
根据规则1，确定单位角度u2为60度。根据规则2，确定单位角度u1为120度。由于量化数q为3，在进行嵌入处理期间，若干图样分别得到具有三个绝对角度。限定相对角度的数为3个。在以下记述的实施例中，可将若干图样划分为第三图样P3与第四图样P4。
例如图29所示，第三图样P3具有三个绝对角度R30，R32，R34。绝对角度R30为0度，其与第三图样P3的垂直位置对应，绝对角度R32为120度，其从垂直位置旋转一个单位角度，绝对角度R34为240度，其从垂直位置旋转两个单位角度。当将第三图样P3嵌入时，例如根据嵌入数据包含的信息，可选择该三个绝对角度R30，R32，R34中的至少一个。同样，如图30所示，第四图样P4具有三个绝对角度R40，R42，R44，绝对角度R40为0度，其与第四图样P4的垂直位置对应，绝对角度R42为120度，其从垂直位置旋转一个单位角度，绝对角度R44为240度，其从垂直位置旋转两个单位角度。将第四图样P4嵌入时，例如根据嵌入数据包含的信息，可选择该三个绝对角度R40，R42，R44中的至少一个。使用第三图样P3与第四图样P4的任何一个组合，能够确定度数为0的相对角度R1，度数为120的相对角度R2，度数为240的相对角度R3中的至少一个。
又例如图31所示，第三图样P3具有三个绝对角度R31，R33，R35。绝对角度R31为从垂直位置旋转60度，绝对角度R33为从绝对角度R31回转一个单位角度，即120度，绝对角度R35为从绝对角度R31回转二个单位角度，即240度。将第三图样P3嵌入时，例如根据嵌入数据包含的信息，可选择该三个绝对角度R31，R33，R35中的至少一个。同样，如图32所示，第四图样P4具有三个绝对角度R41，R43，R45，绝对角度R41为从垂直位置旋转60度，绝对角度R43为从绝对角度R41回转一个单位角度，即120度，绝对角度R45为从绝对角度R41回转二个单位角度，即240度。将第四图样P4嵌入时，例如根据嵌入数据包含的信息，可选择该三个绝对角度R41，R43，R45中的至少一个。使用第三图样P3与第四图样P4的任何一个组合，能够确定度数为0的相对角度R1，度数为120的相对角度R2，度数为240的相对角度R3中的至少一个。
图33到35表示按照本发明一实施例的确定用于提取的单位角度u2的操作。设定原始图像中被嵌入具有绝对角度R30的第三图样P3，以及具有绝对角度R42的第四图样P4。由此，第三图样P3与第四图样P4的相对角度R2被设定为120度。而且，在本实施例中，设定被检测角度的变动范围为30度。
根据规则1，确定用于提取的单位角度u2等于或大于60度。因此，用60度进行分割，取得图26所示的六个范围。然后，以图26所述的大致相同方法，可以将检测出的角度分级为所述六范围之一。
但是，如图33所示，被检测角度的变动范围为30度，因此，不能如30度的检测绝对角(用a1表示)那样精确地检测0度的绝对角度R30，不能如150度的检测绝对角(用a2表示)那样精确地检测120度的绝对角度R42。这种场合，可以不精确地检测绝对角R30或绝对角R42。结果，可以不精确地检测第三图样P3与第四图样P4的相对角度。
为减少检测错误，通过将相互邻近的两个范围组合成一个范围，可减少根据用于提取的单位角度u2生成的所述范围的数量。在一实施例中，根据检测角度能够确定两个范围的组合。例如图33及图34中任一个所示，第一范围属于被检测角度，第二范围与第一范围邻近，可将该两个范围组合为一个范围。或者，通过初期设定，如图35所示，预先设定两个范围的组合。还可根据若干图样的表示绝对或相对角度的角度信息，确定两个范围的组合。
如图33和图34所示，将从-30度到30度的范围和从30度到90度的范围组合为一个从-30度到90度的范围。将从90度到150度以及从150度到210度的两个范围组合为一个从90度到210度的范围。将从210度到270度以及从270度到330度的两个范围组合为一个从210度到330度的范围。
如图35所示，将从30度到90度以及从90度到150度的两个范围组合为一个从30度到150度的范围。将从150度到210度以及从210度到270度的两个范围组合为一个从150度到270度的范围。将从270度到330度以及从-30度到30度的两个范围组合为一个从270度到30度的范围。
使用通过组合得到的范围，能够得到高精度的若干图样的绝对角度与相对角度。
如图33所示，由于被检测绝对角为30度，其处在从-30度到90度的范围中，因此，检测绝对角被确定为0度的绝对角R30。同样，由于被检测绝对角度为150度，其在从90度到210度的范围中，因此，确定所述被检测绝对角为120度的绝对角R42。进而，确定第三图样P3与第四图样P4的相对角度为R1。
在图34或图35中，0度的绝对角R30(用a1表示)，以及120度的绝对角R42被精确地检测出。以图33所示的大致相同方法，能够高精度地分别提取第三图样P3与第四图样P4的绝对角。进而，能够高精度地提取该两种图样的相对角度。
若在进行提取处理期间，用于提取的单位角度u2确定的一个以上的范围组合，则用于提取的单位角度u2可以不需要如规则1所规定那样等于或大于检测角度变动范围的二倍。更具体地说，用于提取的单位角度u2的值可以特定为大于被检测角度的变动范围f(规则3)，其通过以下式子表示：
u2＞f
若将规则3与规则2一起使用，当被检测角度的变动范围为30度时，则可将用于提取的单位角度u2设定为大致等于30度。可将用于嵌入的单位角度u1设定为60度。若用规则3代替规则1，作为嵌入数据能嵌入的信息量可以增加。
或者，可进一步将单位角度u2分割成一个或多个最小单位角度s。所述最小单位角度s与具有最小值的单位角度对应，所述最小值通过量化连续角度得到。由于范围可分割为一个以上的单位角度u2，并可将各单位角度u2分解成一个或多个最小单位角度s，因此，可将所述范围分割为一个或多个最小单位角度s。这样，通过取得最小单位角度s的数x的最小值，能够适用规则3，上述s，x存在以下式子关系：
f＜s＜x
其中，f表示用角度表示的被检测角度的变动范围，s表示用角度表示的最小单位角度的数。用于提取的单位角度值与值s×x对应。
通过取得量化数q的最大值，规则2可以被应用。所述量化数q满足下式：
s×x×2q≤360
其中，用于嵌入的单位角度u1的值相当于360/q的值。
绝对角或相对角可以表示为：
{s×x×2×0，s×x×2×1，……，s×x×2×(q-1)}
参照图36A和图36B，其表示按照本发明一实施例的通过图21的提取装置实行的从原始图像得到被嵌入数据的处理动作流程图。
图36A和图36B的处理流程大致与图25A和图25B相同。不同之处在于，增加了如图36B所示的步骤S311和S313。
参照图36B，在步骤S311，第一角度检测器235使用上述规则中的任一个确定第一峰值角度的等级。在一实施例中，图26所示的六个范围可以再分割为如上述图33-图35中任一个所述的三个范围。按照该三个范围，所述六个范围得到的检测数被变换为三个范围的检测数。根据经变换的检测数，得到具有最高检测数的峰值范围，用作以后处理。
同样，在步骤S313，第二角度检测器236使用上述规则中的任一个确定第二峰值角度的等级，其与上述步骤S311的方法大致相同。
图1的嵌入装置10，图21的提取装置20，以及本发明其他实施例可以通过各种方法执行，例如图37所示的图像形成装置300，图39所示的图像形成系统400，或图40所示的图像处理装置。
图37的图像形成装置300可通过一多功能装置执行，所述多功能装置包括扫描，打印，复印等功能。在本实施例中，图像形成装置300包括扫描器301，图像处理器302，打印装置303，控制器304，以及操作面板305。
所述扫描器301包括能够读取原始文档形成原始图像的任何装置。所述图像处理器302包括能够适于对原始图像进行各种图像处理的任何装置。所述打印装置303包括能够输出原始图像的任何装置，例如打印机或绘图器等。所述操作面板305起着用户接口的功能。在本实施例中，所述操作面板305至少包括一个允许用户输入数据的装置，例如若干键，以及一个显示装置，向用户显示数据，例如液晶显示器。所述控制器304根据从操作面板305接收到的指令，控制扫描器301，图像处理器302，打印装置303中至少一个。
如图37所示，控制器304包括中央处理器(Central Processing Unit，以下简称“CPU”)3041，只读存储器(Read Only Memory，以下简称“ROM”)，以及随机存取存储器(Random Access Memory，以下简称“RAM”)3043。
在一实施例中，图像形成装置300可以起着图21的提取装置20的功能。这种场合，图像处理器302可以具有如图38所示构成。参照图38，图像处理器302包括滤波器3021，扫描器3022，γ处理器3033，半色调处理器3034，选择器3035，色彩变换器3036，图样检测器3037，嵌入数据取得器3038。在本实施例中，图37的控制器304被组装在图像处理器302中。
在一实施动作中，扫描器301可以起着图21的原始图像输入装置21的功能。例如，扫描器301根据用户经操作面板305发送来的指令，读取原始文档，得到原始图像，以用于处理。
滤波器3021可以在将原始图像提供给色彩变换器3036之前，对原始图像实行预处理。色彩变换器3036起着图21的色彩检测器22的功能，其使用一种或多种色成份，将原始图像变换成二值图像。图样检测器3037起着图21的图样检测器23的功能，其从原始图像或二值图像检测若干图像。嵌入数据取得器3038起着图21的嵌入数据取得器24的功能，其将若干图像变换成被嵌入数据。所述被嵌入数据输出到选择器3035。根据该被嵌入数据，选择器3035控制打印器303的动作。扫描器3022，γ处理器3033，半色调处理器3034中任何一个可以用于对原始图像施以各种图像处理。
打印器303根据来自选择器3035的指令动作。在一实施例中，当选择器3035没有得到嵌入数据时，打印器303打印原始图像作为打印的原始文档。在另一实施例中，当选择器3035得到被嵌入数据时，打印器303取消打印原始图像。在又一实施例中，当选择器3035得到被嵌入数据时，打印器303通过例如作成用户可视的若干图样，隐藏原始图像中包含的信息。在又一实施例中，当选择器3035得到被嵌入数据时，打印器303通过例如作成用户可视的图样或标记，向用户告知原始图像被保护。
在另一实施动作中，图像形成装置300可以起着图1的嵌入装置10的功能。这种场合，图像处理器302的构成可以与图38所示的结构不同。例如，可以不要图样检测器3037和嵌入数据取得器3038。可以增加起着图1的图样确定手段13功能的图样确定器，以及起着图1的图样嵌入手段14功能的图样嵌入器。
在一实施动作中，扫描器301可以起着图1的原始图像输入手段11的功能。例如，扫描器301根据用户经操作面板305发送来的指令，读取原始文档，得到原始图像，以用于处理。
操作面板305通过许可用户输入被嵌入数据或任何与被嵌入数据有关的参数，可以起着作为被嵌入数据取得手段12的功能。或者，结合在图像处理器302中的存储器例如ROM3042，通过存储与被嵌入数据有关的信息，可以起着作为被嵌入数据取得手段12的功能。或者，可以提供存储装置例如硬磁盘装置(HDD)。
打印器303可以起着作为处理图像输出手段15的功能，其输出经处理的图像作为打印文档。或者，操作面板305通过使用显示装置显示该经处理的图像，可以起着作为处理图像输出手段15的功能。
参照图39，图像形成系统400包括扫描器401，图像处理器402，打印器403，控制器404，操作面板405，以及HDD406。
扫描器401包括能够读取原始文档形成原始图像以供处理的任何装置。所述图像处理器402包括能够适于对原始图像进行各种图像处理的任何装置。所述打印装置403包括能够输出原始图像的任何装置，例如打印机或绘图器等。所述控制器404控制图像形成系统400的动作。所述操作面板305起着用户接口的功能。所述HDD406包括任何种类的能存储大容量数据的存储器。
在一实施动作中，HDD406可以存储本发明的图像处理程序。实行时，CPU4041将该图像处理程序装入ROM4042，使得图像形成系统400起着图1的嵌入装置10或图21的提取装置20的功能。
参照图40，图像处理装置500包括CPU501，ROM502，RAM503，硬磁盘装置(HDD)504，光碟装置505，接口(I/F)506。上述各部分通过总线507连接。图像处理装置500可以通过例如个人计算机实行。
CPU501包括能控制图像处理装置500动作的任何一种处理器。ROM502包括任何种类的非易失性存储器，如BIOS。RAM503起着作为CPU501的工作存储器的功能。HDD504包括任何种类的能存储大容量数据的存储器。光碟装置505包括任何种类的能从可移动盘508读取数据的装置。接口(I/F)506包括任何种类的能起用户接口功能的装置，例如包括鼠标器或键盘的输入装置，显示装置等。接口(I/F)506还可以起着作为网络接口的功能，该网络接口将上述图像处理装置500与网络例如局域网(LAN)或因特网连接。
在一个实施例中，本发明的图像处理程序可以从存储该图像处理程序的可移动碟508装入HDD204。在CPU501启动状态下，该图像处理程序可以进一步装入ROM502。
在另一个实施例中，本发明的图像处理程序可以从任何其他装置经网络通过接口506下载。另外，图像处理程序可以从图像处理装置500通过网络上载(upload)到任何其他装置。
上面参照附图说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。
例如，在上述本发明描述及权项范围内，上述不同实施例的构成和/或特征可以互相组合，和/或互相替换。
再有，如上所述，本发明上述实施例的方法以及其他方法可以通过存储在任何种类的存储介质上的计算机程序实施。所述存储介质可以列举例如软盘，硬磁盘，光碟，磁光盘，磁带，可移动存储卡，ROM等。
或者，本发明的上述任何一种方法或其他方法可以通过ASIC实现，其可通过连接通常电路构成合适网络，或与一个或多个通常用途的微处理器和/或信号处理器结合制作。
本申请对在2005年3月10日提交的日本专利申请No.2005-067760，以及在2005年11月29日提交的日本专利申请No.2005-343852要求优先权，这些申请在此引用作为参考。