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撮像装置、電子透かしの抽出方法、電子透かし及び符号化開口の最適化方法

国内特許コード	P160013399
整理番号	S2015-0710-N0
掲載日	2016年10月25日
出願番号	特願2015-045040
公開番号	特開2016-165070
登録番号	特許第6406758号
出願日	平成27年3月6日(2015.3.6)
公開日	平成28年9月8日(2016.9.8)
登録日	平成30年9月28日(2018.9.28)
発明者	小野智司川崎洋前原武堀田祐樹
出願人	国立大学法人鹿児島大学
発明の名称	撮像装置、電子透かしの抽出方法、電子透かし及び符号化開口の最適化方法
発明の概要	【課題】焦点ずれしても、電子透かしを正確に抽出する。【解決手段】撮像素子４は、受光面上に結像する２次元画像を撮像し、２次元画像の画像データを取得する。結像光学系１（レンズ１Ａ、１Ｂ）は、電子透かしが埋め込まれた２次元画像を撮像素子４の受光面に結像させる。開口絞り２は、結像光学系１の瞳位置に配置され、結像光学系１を介して撮像素子４に入射する光が通過する符号化開口を有する。画像処理部５は、撮像素子４で取得された画像データに対して符号化開口に対応するぼけ関数を用いたデコンボリューションを実行して、２次元画像の画像データを得る。画像処理部５は、得られた２次元画像の画像データから電子透かしを抽出する。【選択図】図１
従来技術、競合技術の概要	航空機又は列車の搭乗券、イベントなどの入場券、電子マネー、クーポンなど、２次元コードが認証の役割を担うことが期待されている。紙に印刷された２次元コードに電子透かしを埋め込むことで、不正に複製された２次元コードを識別可能な技術が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。一方で、携帯電話の画面に表示された２次元コードの複製もより正確に検知する技術の実現が望まれている。
産業上の利用分野	この発明は、撮像装置、電子透かしの抽出方法、電子透かし及び符号化開口の最適化方法に関する。
特許請求の範囲	【請求項1】受光面上に結像する２次元画像を撮像し、前記２次元画像の画像データを取得する撮像素子と、電子透かしが埋め込まれた２次元画像を前記撮像素子の受光面に結像させる結像光学系と、前記結像光学系を介して前記撮像素子に入射する光の光路上に配置された符号化開口を有する開口絞りと、前記撮像素子で取得された画像データに対して前記符号化開口に対応するぼけ関数を用いたデコンボリューションを含む画像処理を実行して、前記画像データから前記電子透かしを抽出する画像処理部と、を備える撮像装置。【請求項2】前記符号化開口には、周波数解析により前記２次元画像から分解された複数の画像のうち、前記電子透かしが埋め込まれた画像の空間周波数成分に対応する方向に空間周波数成分を有する符号パターンが形成されている、請求項１に記載の撮像装置。【請求項3】前記画像処理部は、前記符号化開口に対応するぼけ関数を用いたデコンボリューションを実行して、前記２次元画像の画像データを復元し、復元された前記２次元画像の画像データに対して周波数変換処理を実行することにより、前記電子透かしを抽出する、請求項１又は２に記載の撮像装置。【請求項4】前記画像処理部は、前記符号化開口に対応するぼけ関数と、前記電子透かしを抽出する関数とが合成された関数を用いたデコンボリューションを実行して、前記電子透かしを抽出する、請求項１又は２に記載の撮像装置。【請求項5】液晶駆動部を備え、前記開口絞りは、前記液晶駆動部によって駆動されることにより、前記符号化開口を形成する透過型の液晶開口である、請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。【請求項6】前記液晶駆動部は、前記２次元画像を抽出するための第１の開口と、前記電子透かしを抽出する前記符号化開口としての第２の開口とが交互に形成されるように前記液晶開口を駆動し、前記画像処理部は、前記第１の開口を介して前記撮像素子に入射した光に基づいて取得された第１の画像データに対して画像処理を実行して前記２次元画像を抽出し、前記第２の開口を介して前記撮像素子に入射した光に基づいて取得された第２の画像データに対して画像処理を実行して前記電子透かしを抽出する、請求項５に記載の撮像装置。【請求項7】前記開口絞りは、前記２次元画像を抽出するための第１の開口と、前記電子透かしを抽出する前記符号化開口としての第２の開口と、を有し、前記結像光学系は、前記第１の開口を介した光に基づく第１の像と、前記第２の開口を介した光に基づく第２の像とを、前記撮像素子上に別々に結像させる光分割手段を有し、前記画像処理部は、前記第１の像の画像データに対して画像処理を実行して前記２次元画像を抽出し、前記第２の像の画像データに対して画像処理を実行して前記電子透かしを抽出する、請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置。【請求項8】前記２次元画像は、情報端末の画像に表示されている２次元コードである、請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。【請求項9】前記開口絞りは、前記結像光学系の瞳位置に配置される、請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像装置。【請求項10】結像光学系及び符号化開口を有する開口絞りを介して、電子透かしが埋め込まれた２次元画像の画像データを撮像素子で撮像して、前記画像データを取得する撮像工程と、前記撮像工程で取得された画像データに対して前記符号化開口に対応するぼけ関数を用いたデコンボリューションを含む画像処理を実行して、前記画像データから前記電子透かしを抽出する画像処理工程と、を含む電子透かしの抽出方法。【請求項11】結像光学系及び符号化開口を有する開口絞りを介して、電子透かしが埋め込まれた２次元画像の画像データを撮像素子で撮像して、前記画像データを取得する撮像工程と、前記撮像工程で取得された画像データに対して前記符号化開口に対応するぼけ関数を用いたデコンボリューションを含む画像処理を実行して、前記画像データから前記電子透かしを抽出する画像処理工程と、前記画像処理工程で抽出された前記電子透かしの抽出率を算出する算出工程と、を含み、前記電子透かしのパターン及び前記符号化開口のパターンを変更しながら、前記撮像工程と、前記画像処理工程と、前記算出工程とを繰り返し行い、最適化手法を用いて、前記抽出率が最大となる前記電子透かし及び前記符号化開口を決定する、電子透かし及び符号化開口の最適化方法。
国際特許分類(IPC)	H04N 1/387 原画の組立て，再編成またはその他の変形 H04N 5/232 テレビジョンカメラを調整するための装置，例．遠隔制御 H04N 5/225 テレビジョンカメラ G06K 19/06 デジタルマーキングの種類によって特徴づけられるもの，例．形状，性質，コード
Fターム	5C076AA14 固定情報、付加情報の挿入＊ 5C076BA06 データ加工手段を有するもの 5C122EA37 解像度向上 5C122EA61 画像加工／編集 5C122FB02 光学設計に特徴があるもの 5C122FH11 画像解析 5C122FH22 特殊効果処理（例．モザイク／フェード／ぼかし）．関連ＥＡ０７，ＦＤ１４ 5C122HA31 電子透かし／ウォーターマーク 5C122HA40 符号化／復号化技術
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出願権利状態	登録

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発明の名称	IMAGING DEVICE, EXTRACTION METHOD OF DIGITAL WATERMARK, DIGITAL WATERMARK AND OPTIMIZATION METHOD OF CODED APERTURE
発明の概要	PROBLEM TO BE SOLVED: To extract a digital watermark accurately, even if defocused. SOLUTION: An imaging element 4 captures a two-dimensional image focused on a light-receiving surface, and acquires the image data of the two-dimensional image. An imaging optics 1(lenses 1A, 1B) focuses the two-dimensional image embedding a digital watermark on the light-receiving surface of the imaging element 4. An aperture stop 2 is disposed at the pupil position of the imaging optics 1, and has a coded aperture through which the light impinging on the imaging element 4 via the imaging optics 1 passes. An image processing section 5 executes deconvolution for the image data acquired by the imaging element 4 by using a blur function corresponding to the image data acquired by the imaging element 4, and obtains the image data of the two-dimensional image. The image processing section 5 extracts the digital watermark from the image data of the two-dimensional image thus obtained.

発明の名称

IMAGING DEVICE, EXTRACTION METHOD OF DIGITAL WATERMARK, DIGITAL WATERMARK AND OPTIMIZATION METHOD OF CODED APERTURE

発明の概要

PROBLEM TO BE SOLVED: To extract a digital watermark accurately, even if defocused.
SOLUTION: An imaging element 4 captures a two-dimensional image focused on a light-receiving surface, and acquires the image data of the two-dimensional image. An imaging optics 1(lenses 1A, 1B) focuses the two-dimensional image embedding a digital watermark on the light-receiving surface of the imaging element 4. An aperture stop 2 is disposed at the pupil position of the imaging optics 1, and has a coded aperture through which the light impinging on the imaging element 4 via the imaging optics 1 passes. An image processing section 5 executes deconvolution for the image data acquired by the imaging element 4 by using a blur function corresponding to the image data acquired by the imaging element 4, and obtains the image data of the two-dimensional image. The image processing section 5 extracts the digital watermark from the image data of the two-dimensional image thus obtained.

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