JP2003524911A - セキュリティドキュメントに関するディジタル透かし及び方法 - Google Patents

セキュリティドキュメントに関するディジタル透かし及び方法

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JP2003524911A JP2000563056A JP2000563056A JP2003524911A JP 2003524911 A JP2003524911 A JP 2003524911A JP 2000563056 A JP2000563056 A JP 2000563056A JP 2000563056 A JP2000563056 A JP 2000563056A JP 2003524911 A JP2003524911 A JP 2003524911A
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ビー ローズ ジョフリー
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    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]

Abstract

(57)【要約】 セキュリティドキュメント（例えば、パスポート、通貨、イベントチケット等）を符号化し、機械読み取り可能多ビットバイナリ情報（例えば、ディジタル透かし）を、通常、人間のビューワにこのような情報の存在を警告しないように輸送する。前記ドキュメントに、明白叉はサブリミナルな較正パターンを与えることができる。このようなパターンを含むドキュメントが（例えば、写真複写機によって）走査された場合、前記パターンは、走査データの可能なスケーリング叉は回転にもかかわらず、前記符号化された情報の検出を容易にする。較正パターンは、透かし情報のキャリヤとして働くことができ、叉は、前記透かしを別個に符号化することができる。一実施形態において、前記透かし及び較正パターンを、前記ドキュメントにおいて、インクあり叉はインクなしの凹版プロセスによって形成する。このようなマ−キングに応答した写真複写機は、セキュリティドキュメントの複写が試みられた場合、予め決められた処置をとることができる。このようなマ−キングに応答したパスポート処理局は、復号化されたバイナリデータを使用し、パスポート保有者に関する情報を有するデータベースにアクセスすることができる。いくつかのこのような装置は、セキュリティドキュメントの前記透かしデータと、可視構造特徴（例えば、前記ドキュメントの発行人の印刷された証印）の存在との双方を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の分野 本発明は、バイナリデータをセキュリティドキュメントに目立たなく埋め込む
方法及びシステムと、このようなデータを検出／復号化する関連方法／システム
とに関する。（”セキュリティドキュメント”を、ここでは、流通可能な金融商
品（例えば、銀行券、トラベラーズチェック、無記名債券）、パスポート、ビザ
、他の移住ドキュメント、記名株券、郵便切手、宝くじ券、スポーツ／コンサー
トチケット等）を示すために使用する。）本発明の１つの用途は、セキュリティ
ドキュメントの偽造を抑制することにある。他の用途は、このようなドキュメン
トを通じて機械読み取り可能な情報を、このような情報の存在を人間のビューワ
に警告することなく伝送することにある。
【０００２】発明の背景及び要約 ディジタル透かし処理（しばしば、”データ隠蔽”又は”データ埋め込み”と
呼ぶ）は、いくつかの異なるアプローチによって、努力が増加している分野であ
る。本譲り受け人の仕事は、詳述した特許及び出願と、公開中のＰＣＴ出願ＷＯ
９７／４３７３６とにおいて反映されている。他の仕事は、米国特許明細書第５
７３４７５２号、第５６４６９９７号、第５６５９７２６号、第５６６４０１８
号、第５６７１２７７号、第５６８７１９１号、第５６８７２３６号、第５６８
９５８７号、第５５６８５７０号、第５５７２２４７号、第５５７４９６２号、
第５５７９１２４号、第５５８１５００号、第５６１３００４号、第５６２９７
７０号、第５４６１４２６号、第５７４３６３１号、第５４８８６６４号、第５
５３０７５９号、第５５３９７３５号、第４９４３９７３号、第５３３７３６１
号、第５４０４１６０号、第５４０４３７７号、第５３１５０９８号、第５３１
９７３５号、第５３３７３６２号、第４９７２４７１号、第５１６１２１０号、
第５２４３４２３号、第５０９１９６６号、第５１１３４３７号、第４９３９５
１５号、第５３７４９７６号、第４８５５８２７号、第４８７６６１７号、第４
９３９５１５号、第４９６３９９８号、第４９６９０４１と、国際公開パンフレ
ットＷＯ９８／０２８６４、欧州特許出願公開明細書８２２５５０号、国際公開
パンフレットＷＯ９７／３９４１０、英国特許公開明細書第２１９６１６７号、
欧州特許出願公開明細書第７７７１９７号、欧州特許出願公開明細書第７３６８
６０号、欧州特許出願公開明細書第７０５０２５号、欧州特許出願公開明細書第
７６６４６８号、欧州特許出願公開明細書第７８２３２２号、国際公開パンフレ
ットＷＯ９５／２０２９１、ＷＯ９６／２６４９４、ＷＯ９６／４２１５１、Ｗ
Ｏ９７／２２２０６、ＷＯ９７／２６７３３号によって示されている。上記の特
許のいくつかは、可視透かし処理技術に関係する。他の可視透かし処理技術（例
えば、データグリフ）は、米国特許明細書第５７０６３６４号、第５６８９６２
０号、第５６８４８８５号、第５６８０２２３号、第５６６８６３６号、第５６
４０６４７号、第５５９４８０９号において記載されている。
【０００３】 データ埋め込みにおける仕事の多くは、特許文献においてではなく、むしろ公
表された研究においてある。上記特許の所有権者に加えて、（透かしに関係する
文章をとりわけＩＮＳＰＥＣ又はＮＥＸＩＳデータベースにおける著者検索によ
って見つけることができる）この分野における他の研究者の何人かは、Ｉ．Ｐｉ
ｔａｓ、Ｅｃｋｈａｒｄ Ｋｏｃｈ，Ｊｉａｎ Ｚｈａｏ、ノリシゲ モリモト
、Ｌａｏｕｒｅｎｃｅ Ｂｏｎｅｙ、キネオ マツイ、Ａ．Ｚ．Ｔｉｅｋｅｌ、
Ｆｒｅｄ Ｍｉｎｔｚｅｒ、Ｂ．Ｍａｃｑ、Ａｈｍｅｄ Ｈ．Ｔｅｗｆｉｃ、Ｆ
ｒｅｄｅｒｉｃ Ｊｏｒｄａｎ、ナオヒサ コマツ、Ｊｏｓｅｐｈ Ｏ’Ｒｕａ
ｎａｉｄｈ、Ｎｅｉｌ Ｊｏｈｎｓｏｎ、Ｉｎｇｅｍａｒ Ｃｏｘ、Ｍｉｎｅｒ
ｖａ Ｙｅｕｎｇ及びＬａｗｒｅｎｃｅ Ｏ’Ｇｏｒｍａｎを含む。
【０００４】 職人は以上の従来技術に精通していると思われる。
【０００５】 以下の開示において、透かしに対する参照は、本譲受人の透かし技術を含むだ
けでなく、上述したこれらのような他のどのような透かし技術と共に同様に実行
することもできることを理解すべきである。
【０００６】 透かしを、情報の無数の形式に用いることができる。本開示は、その用途にお
いて、セキュリティドキュメントに焦点を合わせる。しかしながら、以下に考察
する原理をこの特定の領域以外で用いることもできることを認識すべきである。
【０００７】 画像透かしにおける先行技術の大部分は、画素化像（例えば、ビットマップ型
画像、ＪＰＥＧ／ＭＰＥＧ像、ＶＧＡ／ＳＶＧＡ表示装置、等）に焦点が合わさ
れている。大部分の透かし技術において、構成している画素の明るさ又はカラー
値をわずかに変化させ、前記画像を通じてのバイナリデータのサブリミナル符号
化を行う。（この符号化を、画素領域またはＤＣＴ領域のような他の領域におい
て直接行うことができる。）
【０００８】 画素化像は比較的最近の開発だが、一般的に線画を用いるセキュリティドキュ
メントは数世紀さかのぼる。１つの良く知られている例は、米国紙幣である。例
えば１ドル紙幣において、線画はいくつかの異なった方法において使用されてい
る。１つは、（一般的に暗い背景における明るい線から成る）紙幣の縁を取り囲
む格子パターンを形成するものである。他のものは、（一般的に明るい背景にお
ける暗い線からなる）ジョージワシントンの肖像のようなグレイスケール像を形
成するものである。
【０００９】 線画におけるグレイスケールをシミュレートする２つの基本的な方法がある。
一方は、線の相対的な間隔を変化させ、画像領域の明るくすること又は暗くする
ことを行うことである。図１Ａは、このような配置を示し、領域Ｂは、構成線の
より狭い間隔によって、領域Ａより暗く見える。他の技術は、構成線の幅を変化
させることであり、より広い線は結果としてより暗い領域を生じ、より狭い線は
結果としてより明るい領域を生じる。図１Ｂは、このような配置を示す。再び、
領域Ｂは、構成線のより広いことによって、領域Ａより暗く見える。これらの技
術はしばしば一緒に使用される。最終的に、所定の領域は単純により多い又はよ
り少ないインクを有する。
【００１０】 線画を、構成要素線の幅又は位置を話図じかに変化させることによって透かし
処理する技術を、本願人の出願０８／４３８，１５９において導入し、本願人の
出願０９／０７４，０３４において詳述した。
【００１１】 本願人の引用した特許のいくつかにおいて、スケーリング又は回転のような前
記符号化画像の改ざんにも係わらず透かしデータの復号化を容易にするように使
用することができる種々の”較正信号”を考察した。（例えば、米国特許５８３
２１１９号を参照されたい。）一般的な偽造技術、例えば、カラー写真複写又は
走査／インクジェット印刷は、故意にか偶然にか、しばしばこのような改ざんを
導入する。したがって、セキュリティドキュメントに埋め込まれた透かしを検出
可能とすることは重要である。
【００１２】 本発明の実施形態によれば、セキュリティドキュメントを符号化し、機械読み
取り可能多ビットバイナリ情報（例えば、ディジタル透かし）を、通常、人間の
ビューワにこのような情報の存在を警告しないように輸送する。前記ドキュメン
トに、明白叉はサブリミナルな較正パターンを与えることができる。このような
パターンを含むドキュメントが（例えば、写真複写機によって）走査された場合
、前記パターンは、走査データの可能なスケーリング叉は回転にもかかわらず、
前記符号化された情報の検出を容易にする。較正パターンは、透かし情報のキャ
リヤとして働くことができ、叉は、前記透かしを別個に符号化することができる
。一実施形態において、前記透かし及び較正パターンを、前記ドキュメントにお
いて、インクあり叉はインクなしの凹版プロセスによって形成する。このような
マ−キングに応答した写真複写機は、セキュリティドキュメントの複写が試みら
れた場合、予め決められた処置をとることができる。このようなマ−キングに応
答したパスポート処理局は、復号化されたバイナリデータを使用し、パスポート
保有者に関する情報を有するデータベースにアクセスすることができる。いくつ
かのこのような装置は、セキュリティドキュメントの前記透かしデータと、可視
構造特徴（例えば、前記ドキュメントの発行人の印刷された証印）の存在との双
方を検知する。
【００１３】 本技術の上記及び他の特徴及び利点は、添付した図面の参照と共に進める以下
の詳細な説明からより容易に明らかになるであろう。
【００１４】 詳細な説明 導入として、本明細書は、本願人の出願０９／０７４，０３４において開示さ
れているような、透かしデータを線画において埋め込む技術の調査によって開始
する。
【００１５】 図２を参照し、この以前に記載された技術は、線画画像上に整列された仮想基
準点の格子１０を用いる。点間の間隔は、図示した配置において２５０ミクロン
であるが、より広い叉はより狭い間隔をもちろん使用することができる。
【００１６】 各々の格子点には図３に示す周囲領域１２が関係する。後述するように、これ
らの領域１２の各々の明度（叉は、反射率）を僅かに変化させ、バイナリデータ
のサブリミナル符号化を行う。
【００１７】 領域１７は種々の形状をとることができ、図示した丸めた長方形は単なる例で
ある。（図示した形状は、例えば正方形領域よりも、かなり大きな領域を取り囲
み、少ない視覚的アーティファクトしか導入しないという利点を有する。）他の
実施形態において、正方形、長方形、円形、楕円形等を代わりに用いることがで
きる。
【００１８】 図４は、図３から抜き出した拡大図であり、前記点の格子を通過する線１４を
示す。前記線の幅は、もちろん、その一部である特定の画像に依存する。図示し
た線は約４０ミクロン幅であり、より広い叉はより狭い幅をもちろん使用するこ
とができる。
【００１９】 図５に示すある符号化技術において、前記線の幅を、この線が通過する領域の
明度を変化させるように制御可能に変化させる。前記明度（又は、反射率）を増
すために、前記線をより狭くする（すなわち、前記領域におけるインクをより少
なくする）。前記明度を減らすために、前記線をより広くする（すなわち、イン
クをより多くする）。
【００２０】 所定の領域における明度を増すべきか減らすべきかは、使用する特定の透かし
処理アルゴリズムに依存する。どのようなアルゴリズムも、該アルゴリズムが他
の場合では画素化画像における画素の明度叉は色を変化させるように領域１２の
明度を変化させることによって使用することができる。（いくつかの透かし処理
アルゴリズムは、これらの変化を、ＤＣＴ、ウェーブレット又はフーリエのよう
な変換された領域において行う。しかしながら、これらのような変化は、最終的
に、明度叉は色における変化として示される。）
【００２１】 好例のアルゴリズムにおいて、前記バイナリデータを、０及び１の代わりに−
１及び１の列として表す。（前記バイナリデータは単一のデータを含むことがで
きるが、より代表的にはいくつかを含む。説明的な実施形態において、前記デー
タは１２８ビットを含み、これらのうちいくつかは誤差補正叉は検出ビットであ
る。）
【００２２】 次に前記バイナリデータ列の各要素に、−１及び１から成る疑似乱数列の対応
する要素を乗算し、中間データ信号を生じる。この中間データ信号の各要素を、
領域１２のような前記画像の対応するサブ部分にマッピングする。（一般に、各
要素をいくつかのこれらのようなサブ部分にマッピングする。）この領域（そし
て任意に周囲）における前記画像を解析し、埋め込まれたデータを隠すその相対
的能力を決定し、対応するスケール率を発生する。好例のスケール率は０から３
まで変動してもよい。次に、前記領域に関する”ツイーク”叉は”バイアス”値
を生じるために、前記領域に関するスケール率に、前記領域にマッピングされた
前記中間データ信号の要素を乗算する。図示した場合において、結果として生じ
るツイークは−３から３まで変動してもよい。次に、前記領域の明度を前記ツイ
ーク値にしたがって調節する。−３のツイーク値は明度における−５％変化に対
応してもよく、−２は−２％変化に対応してもよく、−１は−１％変化に対応し
てもよく、０は無変化に対応してもよく、１は＋１％変化に対応してもよく、２
は＋２％変化に対応してもよく、３は＋５％変化に対応してもよい。（この例は
、特許５７１０８３４号において開示されたリアルタイムエンコーダ実施形態に
おいて記載の基本技術にしたがう。
【００２３】 図５において、前記透かし処理アルゴリズムは、領域Ａの明度を特定の割合だ
け減らすべきであり、同時に領域Ｃ及びＤの明度を特定の割り合いだけ増すべき
であることを決定する。
【００２４】 領域Ａにおいて、前記明度を、前記線幅を増加することによって減らす。領域
Ｄにおいて、前記明度を、前記線幅を減少することによって増し、領域Ｃに関し
ても同様である（しかしより少ない程度）。
【００２５】 線は領域Ｂを通過せず、そのためこの領域の明度を変化させる機会がない。し
かしながら、好例の透かし処理技術は、データの各ビットを前記線画画像じゅう
に間隔をおいたサブ部分においてランダムに符号化するため、これは前記方法に
とって致命的ではない。
【００２６】 図５の領域Ａ及びＤにおける線幅に対する変化を、説明の目的のために誇張し
てある。図示した変化は可能であるが、大部分の実現は、前記線幅を代表的に３
−５０％調節する（増加叉は減少する）。
【００２７】 （多くの透かし処理アルゴリズムは、明度における約＋／−１％変化の信号マ
ージン内できまりきって動作し、符号化を行う。すなわち、前記符号化によって
加えられる”ノイズ”は、下にある信号のちょうど１％程度になる。線は、代表
的に、ある領域のすべての範囲を占めず、線幅に対する１０％の変化は、領域明
度に対する１％変化を行うだけである。セキュリティドキュメントは、一般的に
アートワークがフォトリアリズムを伝える必要がないという点において写真とは
異なる。したがって、セキュリティドキュメントを、写真を透かし処理するのに
使用されるエネルギーより高いエネルギーで符号化することができ、与えられる
結果は依然として美しく満足できる。説明するために、１０％のオーダにおける
局所的な明度変化がセキュリティドキュメントにおいて可能であり、写真におけ
るこのようなレベル透かしエネルギーは一般的に許容されないと考えられる。い
くつかの状況において、局２０、３０、５０叉は１００％までの所的明度変化が
許容される。）
【００２８】 図示した技術において、前記線幅に対する変化は、単一領域に用いるべき前記
透かしツイーク（又は、後述するように透かし／較正パターンツイーク）のみの
関数である。したがって、線が２％のツイークを用いるべき領域のどの部分を通
過しても、この領域における線幅は２％の明度差を生じるように変化する。異な
る技術において、前記線幅における変化は前記領域における前記線の位置の関数
である。特に、前記線幅における変化は、前記領域の中心格子点と、前記線のこ
の点に最も近い所との間の距離の関数である。前記線が前記格子点を通過する場
合、完全な２％の変化を行う。連続的に長くなる距離において、連続的により小
さくなる変化を用いる。前記ツイークの大きさが線の位置の関数として変化する
方法を、バイリニア、バイキュービック、３次スプライン、カスタムカーブ等の
ような種々の補完方法の１つを用いることによって決定することができる。
【００２９】 他の異なる技術において、所定の領域における前記線幅の変化を、隣接する又
は取り囲む領域に関するツイークの重み付き関数とする。したがって、ある領域
における線幅を、１つ以上の隣接する領域に対応するツイーク値にしたがって増
加叉は減少することができる。
【００３０】 上記技術の組み合わせも用いることができる。
【００３１】 上記技術において、しばしば隣接領域のツイーク値を交換する必要がある。例
えば、線は領域間の境界に沿って通過するかもしれず、４つの格子点から等距離
の点（等距離ゾーン）を通過するかもしれない。これらのような場合において、
前記線は相反するツイーク値を受けるかもしれず、ある領域は前記線幅を増加し
ようとするかもしれず、同時に、他の領域は前記線幅を減少しようとするかもし
れない。（叉は、双方とも前記線幅を減少しようとするが、量が異なるかもしれ
ない。）前記線が等距離ゾーンを通過しない場合も同様に、前記線幅における変
化は、ツイークが異なる値の領域の近接の関数である。再び、既知の補完関数を
用い、所定の領域における線幅にどのような変化を行うべきかを決定することに
おいて各領域からのツイークに与えるべき重みを決定することができる。
【００３２】 好例の透かし処理アルゴリズムにおいて、前記セキュリティドキュメントを通
じての明度における平均変化をゼロとし、前記画像の総合して明るくなる叉は暗
くなることが明らかにならないようにする。前記明度における局所的変化は、本
質的に人間のビューワに対して不可視（例えば、目立たない／サブリミナル）で
あるほど大きさにおいてわずかであり、位置において局所化される。
【００３３】 線幅でなく線位置を変化させる他の技術を図６に示す。
【００３４】 図６において、前記線の元の位置を点線において示し、前記線の変化した位置
を実線において示す。ある領域の明度を減らすために、前記線をわずかに前記格
子点の中心に近づけ、ある領域の明度を増すために、前記線をわずかに遠ざける
。このようにして、領域Ａにおいて、前記線を前記中心格子点の方に動かし、領
域Ｄにおいて、前記線を遠ざける。
【００３５】 領域Ａの左端における前記線は、この領域を出てもその名目上の（点線の）位
置に戻らないことに注意されたい。これは、領域Ａの左に対する領域も減少した
明度を有するためである。一般的に、線をその名目上の位置に戻さず、これらの
線が隣接領域に入ってもシフトされた線をシフトされたままにすることが好適で
ある。
【００３６】 再び、図６における線シフトをいくぶん誇張している。より代表的な線シフト
は３−５０ミクロンのオーダにおける。
【００３７】 図６の技術を考える１つの方法は、磁気アナロジーを用いることである。各領
域の中心における格子点を磁石と考えることができる。これは線を引き付けるか
、退ける。−３のツイーク値は、例えば、強く見積もられる引力に対応してもよ
く、−２のツイーク値は、中くらいに見積もられる引力に対応してもよい、等で
ある。図６において、領域Ａにおける格子点は引力（すなわち、負のツイーク値
）を示し、領域Ｄにおける格子点は斥力（すなわち、正のツイーク値）を示す。
【００３８】 前記磁気アナロジーは、線に加えられる磁気作用が該線と前記格子点との間の
距離に依存するため、有用である。したがって、格子点の近くを通る線は、前記
領域の周辺の近くの線より位置においてより大きくシフトされる。
【００３９】 （実際には、前記磁気アナロジーは、概念的道具として以上に働くことができ
る。代わりに、磁気作用を、コンピュータプログラムにおいてモデル化し、前記
格子点に関する前記線の所望の配置を合成させることができる。任意にカスタム
化した磁場を使用することができる。）
【００４０】 図５に適用可能な変形の各々は図６にも同様に適用可能である。
【００４１】 図５及び６の実施形態の組み合わせをもちろん使用することができ、結果とし
て増加した透かしエネルギーと、よりよい信号対ノイズ比と、多くの場合におい
てより目立たない変化とが生じる。
【００４２】 依然として他の技術において、各領域における明度を変化させ、同時に前記線
を変化しないままにする。これを、前記領域のそうでなければ空の部分において
インクの小点を散在させることによって行うことができる。セキュリティドキュ
メントに使用される形式の高品質印刷において、直径３ミクロンのオーダにおけ
る小滴を置くことができる。（なお大きい小滴はまだほとんどのビューワに関す
る知覚しきい値を超えている。）ある領域にこのような小滴を（規則正しいアレ
イ又はランダムにおいて、叉は正規分布のような所望のプロフィールにしたがっ
て）散在させることは、明度における１％程度の変化を容易に行うことができる
。（通常、暗い小滴を領域に加え、明度における減少を行う。明度における増加
を、明るい色のインクを散在させることによって、叉は、領域においてそそうで
なければ存在する線画において明るい空間を形成することによって行うことがで
きる。）（実際には、生産現実は、しばしば、多くのこれらのような小滴は出な
いが、統計的にはいくつかが出ることを意味する。）
【００４３】 前記散在技術の変形において、きわめて薄いメッシュ線を前記アートワークに
挿入し、再び、１つ以上の領域の明度をわずかに変化させることができる（いわ
ゆる、”背景ティンティング”）。
【００４４】 本明細書の以下の部分は、説明的なセキュリティドキュメントにおいて使用し
、復号化に関する前記透かしデータの適切な整合を容易にする較正叉は同期パタ
ーンを考察する。それは、前記説明的な透かし処理方法についてのさらなる詳細
を考察することによって役立つかもしれない。
【００４５】 図７Ａを参照し、好例の透かしを、各々が１ビットの情報を運ぶ辺において２
５０ミクロンの”セル”に分割する。前記セルを辺において１２８セル（すなわ
ち、ブロック当たり１６３８４セル）を有する”ブロック”にグループ化する。
前記ブロックを、透かし処理されている領域に渡ってタイル状に配置する。
【００４６】 上述したように、前記透かしペイロードは１２８ビットのデータから成る。各
ビットを各ブロック内の１２８の異なったセルによって表す。（ビットのセルへ
のマッピングを、疑似乱数、逐次叉はその他とすることができる。）前記透かし
データの１２８の”０”及び”１”を疑似乱数関数によって実際的に等しい可能
性の”１”及び”−１”にランダム化し、透かし可視性を減少する。あるセルが
”１”の値を有する場合、前記画像の対応する領域の明度をわずかに増加し、あ
るセルが”−１”の値を有する場合、前記画像の対応する領域の明度をわずかに
減少する（逆も同様）。いくつかの実施形態において、＋１／−１透かしセル値
による画像明度に対する局所的変化を、局所的領域のデータ隠蔽属性にしたがっ
て（例えば、＋／−４ディジタル数に）スケーリングし、その知覚不可能性を妥
協することなく透かしの堅牢性を増す。
【００４７】 １つの透かし”セル”は一般的に多数のインク小滴を含むことに注意すべきで
ある。セキュリティドキュメントにおいて一般的に使用されるような（例えば、
１インチ当たり５０００小滴の）高解像度印刷において、１つの透かしは５０小
滴×５０小滴の領域を含んでもよい。他の実施形態において、１つのセルはより
多い叉はより少ない小滴を含んでもよい。
【００４８】 透かしの復号化は、前記透かしセルが期待されている場所に配置されるように
、走査されたドキュメント画像の正確な再整合を必要とする。このような整合を
容易にするように、較正信号を用いることができる。
【００４９】 好例の較正信号は、既知のフーリエ−メリン変換を有する幾何学的パターンで
ある。特許５８６２２６０号に記載のように、既知のパターンをフーリエ領域に
変換し、次にフーリエ−メリン領域にさらに変換した場合、変換されたデータは
前記パターンのスケーリング及び回転を示す。このパターンをその後走査（上述
したように、走査は一般的に回転と、しばしばスケーリングとをもたらす）され
るセキュリティドキュメントにおいて反復した場合、前記フーリエ−メリン変換
データは前記走査されたデータのスケーリング及び回転を示し、透かし検出に関
する前記セキュリティドキュメント画像の仮想再整合を容易にする。
【００５０】 図７Ｂに示すように、説明的な幾何学的較正パターンは辺において３．２ｃｍ
のブロックである。前記ブロックは、各々辺において２ｍｍの実際的に同一のタ
イルの１６×１６アレイを具える。各タイルは構成要素セルの８×８アレイを具
える。
【００５１】 後述するように、図示した実施形態における幾何学的較正パターンは、前記セ
キュリティドキュメントにおける可視デザイン特徴である。したがって、前記透
かしデータとは異なり、前記較正パターンを、前記ドキュメントの他の特徴の中
で実際的に隠れているのを保つために小さい範囲のディジタル数に制限しなくて
もよい。また、前記透かしデータとは異なり、図示した較正パターンを、前記セ
キュリティドキュメントのデータ隠蔽属性にしたがって局所的にスケーリングし
ない。
【００５２】 グレイスケールインクの長方形格子をドキュメントに印刷し、較正パターンと
して取り扱うことができる。しかしながら、審美的な考慮は通常そうすることを
妨げる。前記較正パターンを、外見上ランダムな絡み合った線の列のようなより
伝統的な美術形態において実現し、前記ドキュメントの一部叉はすべてに渡って
印刷された織物状パターンを形成することが望ましい。
【００５３】 この織物状較正パターンを形成するために、デザイナは最初に８×８セル基準
較正タイルを規定する。前記タイルにおける各セルにグレイスケール値を割り当
てる。図示した実施形態において、互いの２−１０パーセント以内の値を使用す
るが、これは必須ではない。好例の基準較正タイルを図８に示す（８ビット量子
化を仮定する）。
【００５４】 この基準較正タイルから得られたブロックのフーリエ−メリン変換は、走査さ
れたセキュリティドキュメント画像のスケーリング及び回転を決定する鍵として
働く。
【００５５】 前記基準較正タイルを規定するグレイスケール値のパターンを選択／デザイン
することにおいて行うことができるある最適化が存在する。前記パターンは、前
記セキュリティドキュメントの他のデザイン及び透かし要素のＦ−Ｍ変換から容
易に識別されるＦ−Ｍ変換を有するべきである。あるデザイン手順は、前記セキ
ュリティドキュメントの残りの試験Ｆ−Ｍ変換を行い、このデータから遡って、
容易に識別できる基準較正タイルを選択する。
【００５６】 一度基準タイルパターンを選択したら、次のステップは、局所的明度値が前記
基準タイルのグレイスケールパターンにほぼ一致する織物状パターンを有するタ
イルを反復的に規定する。
【００５７】 図９Ａを参照し、第１のこのようなステップは、線がタイル境界線と交差する
該タイルの下側及び左側のエッジにおける点を選択することである。前記線がこ
れらの境界線と交差する角度も選択する。（図示した実施形態において、これら
の点及び角度を任意に選択したが、他の実施形態において、前記選択を、デザイ
ン手順の最適化に従って行うことができる。）
【００５８】 次に、前記選択された点及び角度を前記タイルの対応する右側および上側エッ
ジにおいてくり返す。この配置によって、あるタイルの上側に存在する線は、隣
接するタイルの下側に継ぎ目なく同じ角度において入る。同様に、あるタイルの
いずれかの横側に存在する線は、横に隣接するブロックにおける線と継ぎ目なく
結合する。
【００５９】 前記デザイナは次に、前記タイルのエッジにおける任意に組み合わせた点の対
をリンクする、前記タイルを通って蛇行する試験線経路（図９Ｂ、９Ｃ）を確立
する。（これらの蛇行経路は、しばしば”ワーム”と呼ばれる。）望ましくは、
これらの経路は、前記セルを形成する６４の構成要素セルの各々を通過し、各セ
ルを通る総経路長を、すべてのセルを通じての平均経路長の＋／−３０％以内と
する。（この試験経路選択を鉛筆と紙で行うことができるが、より一般的には、
前記デザイナによって操作されているマウス、ライトペン叉は他の入力装置を有
するコンピュータグラフィックステーションにおいて行い、前記経路選択を確立
する。）図示した実施形態において、前記線は、約３０−１００ミクロンの幅と
、約１００−４００ミクロンの線間の平均間隔とを有するが、これらのパラメー
タは決定的ではない。
【００６０】 次に図１０に移り、前記試験タイルを同様のタイルと集め、１６×１６試験ブ
ロック（辺において３．２ｃｍ）を形成し、個々の織物状パターンを８×８セル
試験タイルにおいて規定された線パターンの反復によって形成する。次に、この
試験ブロックをグレイスケール値に変換する。前記変換を、前記試験ブロックの
印刷表現を走査するか、前記線長及び位置のコンピュータ解析によって行うこと
ができる。この出力はグレイスケール値の１２８×１２８アレイであり、各値は
前記試験ブロック内の２５０ミクロンセルの明度に対応する。
【００６１】 このグレイスケールデータを、２５６の前記基準較正タイル（各々がセルの８
×８アレイ）を１６×１６較正パターンブロックに集めることによって与えられ
たグレイスケールデータと比較する。特に、前記試験ブロックから結果として生
じるグレイスケールアレイを、前記基準ブロックから結果として生じるグレイス
ケールアレイから減算し、誤差値の１２８×１２８アレイを発生する。この誤差
データを使用し、前記試験ブロックにおける線の配置をツイークする。
【００６２】 前記誤差値が正である前記試験較正ブロックのセルにおいて、前記線は長過ぎ
る。すなわち、線長の過剰（すなわち、インクの多過ぎ）により、前記パターン
はこれらのセルにおいて暗すぎる（すなわち、低い明度グレイスケール値を有す
る）。これらのセルにおける線長を短くすることによって、これらの明度は増加
する（すなわち、前記セルが明るくなる）。短くすることを、曲がった弧をまっ
すぐにすることによって、又は、セルを横断する距離が短くなるように線のセル
における出入り点を再配置することによって行うことができる。
【００６３】 反対に、前記誤差値が負である前記試験較正ブロックのセルにおいて、前記線
は短過ぎる。これらのようなセルにおける線長を長くすることによって、これら
の明度は減少する（すなわち、前記セルが暗くなる）。前記線長を長くすること
を、前記セルにおける線の曲率を増すことによって、又は、セルを横断する距離
が長くなるように前記セルの境界線に沿った線の出入り点を再配置することによ
って行うことができる。
【００６４】 望ましくはコンピュータプログラムを用い、線経路選択における上記変更を行
い、各セルを所望に暗くする叉は明るくすることを達成する。
【００６５】 前記試験較正ブロックにおける線位置をこのようにツイークした後、前記試験
ブロックを再びグレイスケール値に変換し、再び前記基準ブロックから減算する
。再び誤差値のアレイを発生する。次に、前記線の位置を前記誤差値に従ってさ
らにツイークする。
【００６６】 上記の線経路を誤差信号にしたがってツイークするステップと、再びグレイス
ケールに変換するステップと、新たな誤差値を計算するステップとを、前記試験
ブロックにおける結果として生じる織物パターンの明度が前記基準ブロックの明
度に任意に近くなるまでくり返す。この手順の４叉は５回の反復は、一般的に最
終的な較正ブロックに収束するのに十分である。
【００６７】 （前記デザイナによって形成される初期タイルパターンは、タイルレベル、８
×８セルにおいて行われることに注意されたい。前記初期試験タイルを形成した
後、その後の処理はブロックレベル（１２８×１２８セル）において進む。前記
反復デザイン手順の一般的な結果は、前記構成要素タイルがこれらの一様性を失
うことである。すなわち、前記最終較正ブロックの角におけるタイルにおける線
のパターンは、一般的に該ブロックの中心に近いタイルにおける線のパターンと
僅かに異なるであろう。）
【００６８】 上述したように前記最終較正ブロックパターンが確立された後、前記ブロック
を前記セキュリティドキュメントのいくつか叉はすべての上に反復的にタイル状
に配置し、前記ブロックは、背景デザイン要素として、叉は前記デザインのより
明らかな要素として役に立つことができる。この織物パターンを紙の基板色に近
いインク色において印刷することによって、前記パターンは非常に控えめになる
。（非常に異なるインク色を使用し、前記パターンが前記セキュリティドキュメ
ントの大部分叉はすべてにおいて延在する場合、前記織物パターンは前記基板を
有効に暗くするため、そうでない場合より明るい明度の紙を用いた方が望ましい
かもしれない。）
【００６９】 本願人の出願０８／６４９，４１９に示したように、フーリエ−メリン変換は
、入力画像の回転叉はスケーリングに係わらず同じ出力パターンを発生するとい
う特性を有する。前記不変の出力パターンは、画像回転に比例してある方向にお
いてシフトし、画像スケーリングに比例して他の方向においてシフトする。Ｆ−
Ｍ変換が知られている画像をその後に回転及び／叉はスケーリングした場合、回
転及びスケーリングの程度を、前記２方向における前記変換されたＦ−Ｍパター
ンのシフトの程度を観測することによって決定することができる。一度前記回転
及びスケーリングが知られれば、前記画像の相互の処理を行い、前記画像をその
元の向き及びスケールに戻すことができる。
【００７０】 上述した実施形態において、前記較正ブロックパターンは既知のＦ−Ｍ変換を
有する。このようなパターンを含むセキュリティドキュメントを（例えば、写真
複写機、フラットヘッドスキャナ、ファクシミリ機等によって）走査した場合、
結果として生じるデータをＦ−Ｍ変換することができる。前記既知のＦ−Ｍパタ
ーンを前記変換データにおいて認識し、その２方向シフトは、前記走査されたセ
キュリティドキュメントデータのスケーリング及び回転改ざんを示す。これらの
既知のパラメータによって、スケーリング及び回転改ざんを含む前記セキュリテ
ィドキュメントの整合失敗を支持することができ、前記セキュリティドキュメン
トデータを正しい位置及びスケーリングに戻すことができる。この再整合された
状態において、前記透かしを検出することができる。（他の実施形態において、
前記オリジナル走査データを処理せず、前記スケーリング／回転効果を除去する
。代わりに、その後の処理は、その改ざんされた状態におけるデータによって進
み、特定の改ざん要因を考慮し、それにもかかわらず正確な復号化をもたらす、
等である。）
【００７１】 ちょうど説明した較正パターン及びデザイン手順は、もちろん単なる例であり
、多数の変形を受ける。前記寸法を自由自在に変えることができる。また、セル
サイズは互いに不可欠に関連する必要はない。また、前記較正パターンを線とし
て実現する必要はなく、他のインクパターンを代わりに使用し、前記グレイスケ
ール基準パターンに近付けることができる。
【００７２】 前記線は前記タイルを通じて蛇行する必要はない。ある線をあるタイルの１つ
のエッジ点にちょうど接続し、結果として該タイルの境界線と交差するある線を
生じることができるが、他の線はそうしなくてもよい。また、ある線はある１つ
のタイルにおいて始まると共に終わることができ、どこにも接続しなくてもよい
。
【００７３】 より明るい背景においてより暗い線を示したが、より暗い背景におけるより明
るい線を代わりに用いることができる。
【００７４】 前記反復デザイン手順は、Ｆ−Ｍ変換（叉は他の変換）を用いることができる
。例えば、前記試験ブロックパターンをＦ−Ｍ領域に変換することができ、これ
らを前記基準ブロックのＦ−Ｍ変換と比較する。このようにしてＦ−Ｍ領域誤差
信号を得ることができ、前記線の経路選択をこれらにしたがって変更することが
できる。
【００７５】 図示した実施形態は、前記較正ブロックのセルベースグレイスケールを、線曲
率及び位置を変化させることによってツイークしたが、他の明度変化技術を用い
ることもできる。例えば、前記織物線の幅を局所的に変化させることができ、叉
は、小さいインクドットを特定のセル領域に導入することができる。
【００７６】 上記（及び以下の）考察は、前記透かし及び／叉は較正パターンを同時に前記
線画として（実際にはしばしばその一部として）前記セキュリティドキュメント
に印刷することを意図する。多くの用途において、前記較正パターンを印刷前に
前記セキュリティドキュメント基板に与えることが望ましい。このマ−キングを
、製造者によって与えられるインクとすることができ、叉は、例えば製紙プロセ
スにおいてローラによって与えられる浮き出し処理とすることができる。（この
ようなテクスチャ的マ−キングを以下にさらに考察する。）叉は、前記マ−キン
グを、セキュリティドキュメントプリンタによって、オフセット印刷によるよう
な準備的印刷動作として用いることができる。用紙の基本的な色にすでに密接に
合わせられたインク色／濃さを使用することによって、前記紙の製造者は、その
製造中により少ない着色を導入することができる。このような着色を、白紙にお
ける前記透かし／較正パターンの準備的印刷によって効果的にくり返す。
【００７７】 上述したのとは完全に異なる較正信号を使用することもできる。回転の検出に
最適化され、スケーリングの検出に最適化されていない較正信号を、スケーリン
グが深刻な関心ではない場合、用いることができる。ＤＣＴ及びフーリエ変換は
、回転を決定するのに解析が容易なデータを与える。較正信号を、変換されたス
ペクトルの代表的に低エネルギー部分において目立つように仕立てることができ
（例えば、傾いた角度における細い線の組は、ＤＣＴ空間における通常は空の領
域に変換する）、前記走査された画像をＤＣＴ／フーリエ領域に変換し、前記較
正信号におけるどのようなシフト（例えば、前記傾いたラインの空間周波数表現
におけるシフト）も調査することができる。
【００７８】 いくつかのセキュリティドキュメントにおいて、ちょうど説明した較正織物を
前記透かし符号化と別々に印刷する。他の実施形態において、本明細書及び出願
０９／０７４／０３４において詳述されているように、前記織物は、その幅、位
置等が前記透かしデータによって変調される線として働く。
【００７９】 説明的実施形態において、前記セキュリティドキュメントの印刷を凹版印刷に
よって達成する。凹版は、前記セキュリティドキュメントパターンをエッチング
叉は彫り込んだ金属板を用いる周知の印刷プロセスである。インクを前記板に塗
り、前記エッチングされた凹所／溝を満たす。次に、紙を前記板にきわめて高い
圧力（例えば、１０−２０トン）においてプレスし、前記紙に上昇したインクを
つけ、前記紙を僅かに変型させる（テクスチャ化する）。
【００８０】 インクを一般的に前記凹版プロセスにおいて使用するが、本発明の特定の実施
形態においては必要ない。代わりに、前記凹版プレスによって与えられる紙テク
スチャ化のみで、透かしデータを伝えるには十分である。（透かし情報を伝える
媒体のテクスチャ化は、認められた出願０８／４３８，１５９を含む本願人の種
々の先行出願において開示されている。）
【００８１】 説明するために、凹版板を、１ｍｍよりわずかに浅い深さまで、透かしデータ
の３．２×３．２ｃｍノイズ状ブロックにしたがって（数値制御彫版装置を使用
して）彫版する。前記透かしデータ（例えば、１２８×１２８セルアレイにおい
てランダムに分配された１２８ビットのデータ）を上述したように発生し、（上
述した線／織物パターンより、分離したグレイスケールセルとして実現された）
較正データの対応したサイズのブロックに加える。本実施形態において、前記デ
ータを小さい範囲のディジタル数内に保たないが、代わりにフル８ビットダイナ
ミックレンジにレール化する。紙幣用紙をこの板にインクなしで凹版プレスし、
３．２×３．２ｃｍテクスチャ化領域を有する一般的に平坦な基板をもたらす。
厳密な検査においてのみテクスチャ処理は可視であり、無頓着な検査において前
記紙表面は一様に見える。
【００８２】 このテクスチャ化紙を、（パーソナルコンピュータ用アクセサリとして一般的
に売られている種類の）慣例的なフラットヘッドスキャナの圧盤上にテクスチャ
化された側を下に置き、走査する。結果として生じる画像データを、デジマーク
透かし読み取りソフトフェアを含むアドビのフォトショップ画像処理ソフトウェ
アバージョン４．０に入力する。前記ソフトウェアは、前記透かしを前記テクス
チャ化紙から、前記紙が前記スキャナ圧盤上で斜めになっていても、容易に検出
する。
【００８３】 紙の外観上空白の断片を安価なスキャナによって１２８ビットのデータに容易
に変換できる前記光学検出プロセスを詳細には分析せず、前記紙からの局所的反
射の程度を、照明された領域が形状において凹部であるか凸部であるかの関数と
することができる。前記説明に係わらず、それは目撃する顕著な現象である。
【００８４】 第２の実験を同じ彫版板で行い、今回は透明インクを使用する。前記透かしの
検出はインクなしの場合と常に同じ信頼性ではないが、結果は同様である。上昇
した透明インクは光導管として働き、インクのない紙での単純な反射と比べて予
想できないように入射照明を散乱させる。
【００８５】 実験を、伝統的な不透明なインクを使用しても行った。再び、前記透かしは容
に読み取られた。
【００８６】 凹版マ−キングを慣例的なスキャナによって”読み取る”ちょうど説明した技
術に加えて、異なる技術が、ヴァン レネッセ、セキュリティ装置に関する光学
検査技術、ＳＰＩＥ Ｐｒｏｃ．Ｖｏｌ．２６５９、１５９ー１６７ページ（１
９９６）において開示されており、この技術を本発明による実施形態において代
わりに使用することができる。
【００８７】 凹版はセキュリティドキュメントを印刷する好適な技術であるが、唯一のこの
ような技術ではない。透かし及び較正パターンを印刷することができる他の周知
の技術は、オフセット印刷及び凸版印刷、インクジェット印刷、電子写真印刷等
を含む。そして上述したように、テクスチャ化透かしを製紙プロセスの一部とし
て、例えば高圧テクスチャ化ローラによって行うことができる。
【００８８】 依然として他の実施形態において、前記透かし及び／叉は較正（情報）パター
ンを前記セキュリティドキュメント基板において印刷せず、ベース基板と張り合
わされる補助層上叉は内において形成する。一般的な透明薄層を使用する場合、
前記情報パターンを不透明インクで実現し、下にある前記基板上にデザインを付
加することができる。叉は、前記追加情報をテクスチャ化形態において符号化す
ることができる。上記の組み合わせを同様に使用することができる。
【００８９】 存在するセキュリティドキュメントデザインを情報パターンによって改造する
ために、前記存在するアートワークを変更し、局所的セキュリティドキュメント
明度及び／叉はテクスチャに対する必要な追加及び／叉はツイークを行わなけれ
ばならない。
【００９０】 新たなセキュリティドキュメントをデザインする場合、情報パターンの基本デ
ザインへの統合を容易にすることが有利である。あるこのような配置を以下の考
察において詳述する。
【００９１】 多くのセキュリティドキュメントは依然として主に手によってデザインされる
。デザイナは製図テーブル叉はコンピュータワークステーションにおいて働き、
前記デザインの微小（例えば、５ｍｍ×５ｍｍ）な抜粋をレイアウトしながら何
時間も過ごす。透かし及び／叉は較正パターンデータのこのプロセスへの統合を
助けるために、アクセサリレイアウト格子を与え、前記セキュリティドキュメン
トの各２５０ミクロンセルに含めるべき前記透かし”バイアス”（例えば、−３
ないし＋３）を識別することができる。前記アクセサリ格子が、明度をあるセル
において僅かに（例えば、１％）増加すべきであることを示す場合、前記デザイ
ナは、前記セルの構成を規定するときにこのバイアスを記憶しておくことができ
、そうでなければ含まれるかもしれないより少ないインクを含むことができる。
同様に、前記アクセサリ格子が、明度をあるセルにおいていくぶん強く（例えば
、５％）増加すべきであることを示す場合、前記デザイナは再びこのことを記憶
しておくことができ、そうでなければ含まれるかもしれないより多いインクを含
むようにすることができる。大部分の透かし符号化技術の実際的な冗長性により
、これらのガイドラインに対する前記デザイナによる厳密な承諾は必要ない。ゆ
るい承諾さえ、透かし及び／叉は較正パターンを確実に伝えるためにあってもわ
ずかなさらなる変更しか必要としないアートワークをもたらすことができる。
【００９２】 セキュリティドキュメントにおける埋め込み情報のこのような”デザイン”を
、セキュリティドキュメントデザイナによって行われる任意のデザイン選択の数
によって容易にする。米国紙幣からのいくつかの例は、大統領の髪の毛における
カール、洋服のひだ、空における雲、景色における植え込み、ピラミッドにおけ
るレンガ、レタリングにおける中詰めパターン、多数の任意の縄編み飾りパター
ン及び他の空想的なデザイン等を含む。すべては曲線、折りめ、しわ、陰影効果
等を含み、これらについて、前記デザイナはこれらの選択を、情報的及び審美的
な機能に役立つように意図的に行う。
【００９３】 さらにセキュリティドキュメントデザイナを助けるために、いくつかの異なる
情報伝達パターン（透かし及び／又は較正パターン）を規定するデータをコンピ
ュータワークステーションの大容量記憶装置に格納することができ、これらのデ
ータは将来のデザインに関するデザイン要素のライブラリとして役に立つ。画像
編集ソフトウェア（例えば、アドビフォトショップ）において色を取り出し、プ
レゼンテーションソフトウェア（例えば、マイクロソフトパワーポイント）にお
いてテクスチャを満たすのに用いられるのと同じユーザインタフェースを、同様
に情報パターンのパレットをセキュリティドキュメントデザイナに与えるのに用
いることができる。所望のパターンの視覚的表現をクリックすることにより、デ
ザインしているセキュリティドキュメントに含める（例えば、所望の領域を満た
す）のに利用可能なパターンを形成する。
【００９４】 上述した実施形態において、前記較正パターンを前記セキュリティドキュメン
トの可視芸術的要素として印刷した。しかしながら、同じ較正効果を、望むなら
サブリミナル的に与えることができる。すなわち、前記基準較正ブロックのグレ
イスケールパターンを模倣するアートワークを発生する代わりに、前記基準較正
ブロックそれ自身を前記セキュリティドキュメント中に局所明度における小さな
変化として符号化することができる。多くのこれらのような実施形態において、
前記較正パターンによる局所的ドキュメント明度に対するバイアスを、単純に前
記透かしデータによるバイアスに加え、前記透かしデータのように（例えば、構
成要素線画線の幅又は位置に対する局所的変化として、挿入されたインク小滴と
して、等）符号化する。
【００９５】 前記１２８ビットの透かしデータをセキュリティドキュメントに入れることが
できることに対する用途は無数にある。多くは上記で引用した資料において詳述
されている。例は、これらの値によって、又は、届け先（又は送信元）の郵便番
号によって符号化された郵便切手、額面金額と発行日及び場所とによって符号化
された紙幣、人物の身元を証明することができる認証情報によって符号化された
身分証明書等を含む。
【００９６】 前記符号化データを、（鍵データを使用する透かし処理技術において）必要な
鍵データを有するどのような読み取り器にも利用可能な未加工の形態におけるも
のとすることができ、又は、公開鍵暗号化技術等のような暗号化をすることがで
きる。前記符号化データは情報を直接具体化することができ、又は、最終的な情
報が格納されるデータの他の集合に対するポインタ又はインデックスとすること
ができる。
【００９７】 例えば、パスポートにおける透かしデータは、該パスポートの持ち主における
情報の完全な記録を符号化する必要はない。代わりに、前記符号化データは、前
記パスポートの持ち主に関する伝記的データを格納した遠隔地データベースにお
ける特定の記録を識別する鍵データ（例えば、社会保障番号）を含むことができ
る。このような装置を用いるパスポート処理局を図１１に示す。
【００９８】 透かしデータを復号化するために、前記セキュリティドキュメントを、解析に
関して電子画像データに変換しなければならない。この変換を代表的にスキャナ
によって行う。
【００９９】 スキャナは周知であり、詳細な説明をここには与えない。スキャナは慣例的に
、前記ドキュメントの連続的な細長い列から反射された光の量に関する信号を発
生する密接して配置された光検出器セルのラインを用いることを言えば十分であ
る。大部分の安価な消費者向けスキャナは、１インチあたり３００ドット（ｄｐ
ｉ）の解像度を有し、すなわち、約８４ミクロンの構成要素光検出器の中心対中
心間隔を有する。大部分の業務用画像処理装置及び写真複写機において見られる
種類のより高品質のスキャナは、６００ｄｐｉ（４２ミクロン）、１２００ｄｐ
ｉ（２１ミクロン）又はそれ以上の解像度を有する。
【０１００】 ３００ｄｐｉスキャナ（８４ミクロンの光検出器の間隔）の例を選択すると、
セキュリティドキュメントにおける各々２５０ミクロンの領域１２は、光検出器
標本の３×３アレイにほぼ対応する。当然、まれな場合においてのみ、所定の領
域が、９個の光検出器標本がこの領域の明るさを獲得し、他の明るさを獲得しな
いように、前記スキャナと物理的に整合する。より一般的に、前記線画は、前記
スキャナの光検出器に関して回転し、長手方向の整合は失敗する（すなわち、い
くつかの光検出器は、２つの隣接する領域のサブ部分を画像化する。）しかしな
がら、前記スキャナは前記領域をオーバサンプリングするため、各々の領域の明
度を明確に決定することができる。
【０１０１】 一実施形態において、前記ドキュメントから走査されたデータをデータの２次
元アレイに集め、処理し、前記埋め込まれた較正情報を検出する。次に、前記ス
キャナデータを処理し、前記セキュリティドキュメントの仮想再整合を行う。次
に、ソフトウェアプログラムは前記再整合データを（本願人の以前の文書におい
て開示された技術を使用して）解析し、前記埋め込まれたデータのビットを抽出
する。
【０１０２】 （再び、本願人の以前の透かし復号化技術の参照は単なる例である。走査を始
め、前記データが標本化形態において利用可能になったら、なにか他の透かし復
号化技術を用い、対応して符号化された透かしを抽出することは簡単である。こ
れらの他の技術のいくつかは（例えば、復号化プロセスの一部のように、ウェー
ブレット、ＤＣＴ又はフーリエ領域への）領域変換を用いる。）
【０１０３】 異なった実施形態において、前記走査されたデータを、処理前に完全なアレイ
において集めない。代わりに、埋め込まれた透かしデータを遅延なく検出するた
めに、それが発生されたときリアルタイムで処理する。（前記スキャナのパラメ
ータに応じて、結果として生じるデータの統計量が明確に透かしの存在を示す前
に、前記ドキュメントの半インチ程度を走査する必要があるかもしれない。）
【０１０４】 他の実施形態において、ハードウェア装置に、これらの装置が処理するどのよ
うな線画画像における埋め込まれた透かしデータをも認識し、適宜に応答する能
力を与える。
【０１０５】 一例はカラー写真複写機である。これらのような装置はカラースキャナを用い
、入力媒体（例えば、ドル紙幣）に対応する標本化（画素）データを発生する。
セキュリティドキュメントに関係する透かしデータが検出された場合、前記写真
複写機は１つ以上のステップを行うことができる。
【０１０６】 １つの選択肢は、単に複写を中止し、現在の複写が違法であることをオペレー
タに気づかせるメッセージを表示することである。
【０１０７】 他の選択肢は、遠隔地のサービスに電話をかけ、試みられた紙幣の複写を報告
することである。電話をかける能力を有する写真複写機は当該技術分野において
既知であり（例えば、米国特許明細書第５３０５１９９号）、この目的に容易に
適合する。前記遠隔地サービスを独立サービスとすることができ、又は政府の機
関とすることができる。
【０１０８】 依然として他の選択肢は、前記複写を許可するが、法的な追跡データを結果と
して生じる複製に挿入することである。この追跡データは、種々の形式をとるこ
とができる。ステガノグラフィ的に符号化されたバイナリデータは一例である。
前記追跡データは、前記複製を形成した機械の通し番号、及び／又は、複製が形
成された日時を記録することができる。個人的な関心事に取り組むため、このよ
うな追跡データを通常はすべての写真複写された出力に挿入せず、写真複写され
ているものがセキュリティドキュメントであると検知された場合にのみ挿入する
。（このような装置の一例を図１２に示す。）
【０１０９】 望まくしは、前記走査データを、最短の遅延で違法な写真複写を検知するため
に、１ラインずつを基本として解析する。セキュリティドキュメントを走査した
場合、スキャナ出力の１つ以上のラインを前記写真複写機の複製技術ユニットに
、認識決定が行われる前に与えてもよい。この場合において、写真複写は２つの
領域、追跡マークをしない第１領域と、追跡データを挿入された第２の結果とし
て生じる領域とを有する。
【０１１０】 複写すべきではないドキュメントを検知する他の手段を有する写真複写機は当
該技術分野において既知であり、これらの写真複写機は種々の応答方法をもちい
る。
【０１１１】 上述の原理を用いることができる他のハードウェア装置は、単独型のスキャナ
である。前記スキャナ内部のプログラムされたプロセッサ（又は専用ハードウェ
ア）は、この装置によって発生されているデータを解析し、適宜に応答する。
【０１１２】 上述の原理を用いることができる依然として他のハードウェア装置は、プリン
タである。この装置の内部のプロセッサは、印刷すべきグラフィカルデータを解
析し、セキュリティドキュメントに関係する透かしを探す。
【０１１３】 前記スキャナ及びプリンタ装置の双方に関して、応答方法は、動作を不能にす
ること、又は、追跡情報を挿入することを含むことができる。（これらのような
装置は代表的にダイアル能力を持たない。）
【０１１４】 再び、前記スキャナ又はプリンタデータを利用可能になったときに処理し、ど
のようなセキュリティドキュメントも最短の遅延で検出するようにすることが望
ましい。再び、検出決定を行う前に、ある程度の遅延時間がある。したがって、
前記スキャナ又はプリンタ出力は、２つの部分、前記追跡データのない一方の部
分と、前記追跡データを有する他の部分とから成る。
【０１１５】 多くのセキュリティドキュメントは、紙幣検出において助けとして使用できる
可視構造（例えば、発行人の証印及び種々の幾何学的マーキング）をすでに含む
。本発明の他の態様によれば、セキュリティドキュメントを、前記可視構造及び
埋め込まれた透かしデータの双方を考慮する統合システムによって解析する。
【０１１６】 可視セキュリティドキュメント構造を、既知のパターン認識技術を使用して感
知することができる。これらのような技術の例は、米国特許明細書第５３２１７
７３号、第５３９０２５９号、第５５３３１４４号、第５５３９８４１号、第５
５８３６１４号、第５６３３９５２号、第４７２３１４９号、第５６９２０７３
号及び第５４２４８０７号と、公開された外国出願欧州特許出願公開明細書第６
４９１１４号及び第７６６４４９号において開示されている。
【０１１７】 セキュリティドキュメントから可視構造及び透かしの双方を検出するように準
備された写真複写機（等）において、いずれかの検出が、上述した応答の１つ以
上を開始させることができる（図１７）。
【０１１８】 再び、スキャナ及びプリンタに、これらのセキュリティドキュメント証明のい
ずれかに関するデータを解析する同様の能力を装備することができる。いずれか
が検出された場合、前記ソフトウェア（又は、ハードウェア）は適宜に応答する
。
【０１１９】 透かしデータによるセキュリティドキュメントの認定は、可視構造による認識
を超える、それほど容易に破ることができないという重要な利点を提供する。セ
キュリティドキュメントを（例えば、ホワイトアウト、シザース、又は、レスク
ルード技術によって）復元し、前記可視構造を除去／削除することができる。次
にこのようなドキュメントを、可視構造感知写真複写機又はスキャナ／プリンタ
装置のいずれにおいても自由に複写することができる。次に、前記除去された可
視構造を、第２の印刷／写真複写動作によって付加することができる。前記プリ
ンタにセキュリティドキュメント不能化能力を装備しない場合、画像編集ツール
を使用し、可視構造を、このような復元されたドキュメントから走査された画像
データ組に挿入し戻し、完全なドキュメントを自由に印刷することができる。前
記セキュリティドキュメントにおいて埋め込まれた透かしデータを追加で含み、
これを感知することによって、これらのような策略は成功しない。
【０１２０】 （同様の策略は、非セキュリティドキュメント感知スキャナにおいてセキュリ
ティドキュメント画像を走査することである。次に、結果として生じるデータ組
を、慣例的な画像編集ツールによって編集し、前記可視構造を除去することがで
きる。次に、このようなデータ組を、このようなデータを可視構造の存在に関し
て検査するプリンタ／写真複写機においても印刷することができる。再び、欠け
ている可視構造を、その後の印刷／写真複写動作によって挿入することができる
。）
【０１２１】 望ましくは、前記可視構造検出器及び透かし検出器を、１個のハードウェア及
び／又はソフトウェアツールとして統合する。この装置は、種々の経済性を、例
えば、スキャナとのインタフェース処理、パターン認識及び透かし抽出に関する
画素データ組の操作、画像を電子的に再整列し、パターン認識／透かし検知を容
易にすること、制御信号（例えば、不能化信号）を前記写真複写機／スキャナに
発生すること、等において与える。
【０１２２】 上述した装置は偽造の抑制に特に関係し、前記埋め込まれたマーキングは他の
機能を与えることもできる。例は、額面金額ソート機能、偽造検出機能及び流通
分析機能を行う紙幣処理器を含む。（すなわち、特定のマーキングを有する紙幣
を既知のソースによって分配することができ、これらの流通／分布を監視し、マ
クロ経済分析を助けることができる。）
【０１２３】 上記から、本発明による種々の実施形態が、多ビットバイナリデータをセキュ
リティドキュメントに埋め込む技術を与え、種々の形態の改ざん（例えば、スケ
ーリング及び回転）の存在においてもこのようなデータの容易な抽出を与えるこ
とは認識されるであろう。
【０１２４】 本発明の原理をいくつかの説明的実施形態に関して説明し、示したことによっ
て、これらの実施形態は説明的なだけであり、本発明の範囲を限定するとしてと
るべきでないことを認識されるであろう。上述した技術によって導けば、他の透
かし処理、復号化及び対偽造技術を、詳述した要素の代わりとする及び／又はこ
れらと組み合わせ、同様の効果を生じることができることは明らかである。（し
たがって、本願人の以前の出願において開示された技術の各々を現在の主題に適
用すること（例えば、透かし検出器に関するニューラルネットワークの使用）は
、同じことが本願人の以前の仕事の文脈において本開示を読むことによって相当
に教えられるため、ここではくどくど説明しなかった。）
【０１２５】 前記技術をグリッド点の規則的な長方形アレイを用いる実施形態の参照と共に
説明したが、当業者は、長方形でも規則的でもない点の他のアレイを代わりに使
用することができることを認識するであろう。
【０１２６】 前記実施形態は、前記較正パターンを、ディジタル透かしのこれらの検出を容
易にする付属物として説明したが、これらのようなパターンは、ディジタル透か
しとは別の有用性を有する。ある例は、走査されたセキュリティドキュメント画
像データを再整合し、可視特徴の検出（例えば、既知のパターン認識技術を使用
する、発行人の印刷された証印の検出）を容易にすることである。本当に、これ
らの較正パターンを使用して、透かし及び可視構造画像データを認識のために整
合することは、可視構造検出器及び透かし検出器を１つのシステムに統合するこ
とによって得ることができる重要な節約である。
【０１２７】 セキュリティドキュメントを最も一般的に印刷したが（例えば、綿／麻）、他
の基板の人気が上昇しており（例えば、ポリマのような合成物）、これらは上述
した技術と共に使用するのに十分に（より）好適である。
【０１２８】 上述した実施形態を、専用ハードウェア（例えば、ＡＳＩＣ）、プログラム可
能ハードウェア及び／又はソフトウェアにおいて実現することができる。
【０１２９】 いくつかの特許及び特許刊行物を上述した。職人はこれらにおいて記載の技術
に精通していると思われ、これらを本開示において特に詳述した要素と統合する
ことができると思われる。可能な範囲まで、これらの文献における開示は参照に
よってここに含まれる。
【０１３０】 本発明の原理を向けてもよい多くの可能な実施形態を考慮して、詳述した実施
形態は説明的のみのものであり、本発明の範囲を限定するととるべきではない。
むしろ、すべてのこれらのような実施形態を、以下の請求項及びこれらの等価物
の範囲及び精神の範囲内になるため、本発明として請求する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 Ａ及びＢは、線画を使用してグレイスケール効果を達成する先行技術
を示す。
【図２】 本発明の一実施形態によるセキュリティドキュメント画像に重ねるこ
とができる格子点の仮想アレイを示す。
【図３】 図２の実施形態によるセキュリティドキュメント画像に重ねることが
できる領域の仮想アレイを示す。
【図４】 これらを通過する線画からの線を有する図３からの抜粋を示す。
【図５】 透かし符号化を行う図３の線の幅に対する変化を示す
【図６】 透かし符号化を行う図３の線の位置に対する変化を示す。
【図７】 Ａ及びＢは、本発明の一実施形態による透かし及び較正ブロックの外
観を示す。
【図８】 基準グレイスケール較正タイルを示す。
【図９】 ＡないしＣは、本発明の一実施形態による織物較正パターンの設計を
示す。
【図１０】 本発明の一実施形態による織り方較正パターンの設計に使用する誤
差データの発生を示す。
【図１１】 本発明の他の実施形態によるパスポート処理局のブロック図である
。
【図１２】 本発明の他の実施形態による写真複写機を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも基板と、ディジタル透かしと、較正パターンとを含む
    セキュリティドキュメントにおいて、前記較正パターンが、該ドキュメントに対
    応する走査データからの前記ディジタル透かしの復号化を容易にする既知の変換
    を有することを特徴とするセキュリティドキュメント。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のセキュリティドキュメントにおいて、前記較正
    パターンが、該ドキュメントに対応する走査データからの前記ディジタル透かし
    の復号化を容易にする既知のフーリエ−メリン変換を有することを特徴とするセ
    キュリティドキュメント。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のセキュリティドキュメントである流通可能な金
    融商品。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のセキュリティドキュメントであるパスポート。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載のセキュリティドキュメントにおいて、前記較正
    パターンが可視織物状外観を有することを特徴とするセキュリティドキュメント
    。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載のセキュリティドキュメントにおいて、前記較正
    パターンが該セキュリティドキュメントの大部分と交差して延在することを特徴
    とするセキュリティドキュメント。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載のセキュリティドキュメントにおいて、前記ディ
    ジタル透かし及び較正パターンのうち少なくとも一方を、印刷でなく該ドキュメ
    ントのテクスチャ化によって実現したことを特徴とするセキュリティドキュメン
    ト。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のセキュリティドキュメントにおいて、前記ディ
    ジタル透かし及び較正パターンの双方を、印刷でなく該ドキュメントのテクスチ
    ャ化によって実現したことを特徴とするセキュリティドキュメント。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載のセキュリティドキュメントにおいて、前記較正
    パターンの１平方ミリメートルゾーンの各々が、前記較正パターンのすべての隣
    接する１平方ミリメートルゾーンの値の２０パーセント以内の８ビットグレイス
    ケール値を有することを特徴とするセキュリティドキュメント。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載のセキュリティドキュメントにおいて、前記較
    正パターンの２５０ミクロン×２５０ミクロンゾーンの各々が、前記較正パター
    ンのすべての隣接する２５０ミクロン×２５０ミクロンゾーンの値の２０パーセ
    ント以内の８ビットグレイスケール値を有することを特徴とするセキュリティド
    キュメント。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載のセキュリティドキュメントにおいて、前記較
    正パターンがタイルパターンを具え、各タイルが、明らかに無作為のルートに従
    う線を含むことを特徴とするセキュリティドキュメント。
  12. 【請求項１２】 多ビットバイナリデータを与えるステップと、 金属部材において凹所のパターンを形成するステップであって、前記パターン
    が符号化された前記多ビットバイナリデータを有する、ステップと、 基板を前記金属部材にプレスし、前記基板を前記バイナリデータに従ってテク
    スチャ化するステップとを含むことを特徴とするセキュリティドキュメントを製
    造する方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のセキュリティドキュメントを製造する方法
    において、前記プレス前に前記凹所にインクをつけるステップをさらに含むこと
    を特徴とするセキュリティドキュメントを製造する方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１２に記載のセキュリティドキュメントを製造する方法
    において、前記パターンが、ステガノグラフィ的に符号化された前記多ビットバ
    イナリデータを有し、前記基板におけるテクスチャの人間のビューワに、このテ
    クスチャが多ビットバイナリデータを伝えることを警告しないことを特徴とする
    セキュリティドキュメントを製造する方法。
  15. 【請求項１５】 セキュリティドキュメントを処理する方法であって、 前記ドキュメントに対応する走査データを発生するステップと、 前記走査データにおける領域変換を行い、前記走査データに関する改ざんデー
    タを得るステップと、 前記走査データから埋め込まれた情報を検出するステップとを含み、前記検出
    が前記改ざんデータを用いることを特徴とするセキュリティドキュメントを処理
    する方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載のセキュリティドキュメントを処理する方法
    において、 前記領域変換をフーリエ−メリン変換とし、 前記改ざんデータをスケーリング又は回転要素とし、 前記検出が、前記走査データを前記改ざんデータに従って補正するステップを
    含むことを特徴とするセキュリティドキュメントを処理する方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１５に記載のセキュリティドキュメントを処理する方法
    において、前記埋め込まれた情報が多ビットディジタルデータを含むことを特徴
    とするセキュリティドキュメントを処理する方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１５に記載のセキュリティドキュメントを処理する方法
    において、前記検出された情報を使用し、データベースにおける追加情報にアク
    セスするステップをさらに含むことを特徴とするセキュリティドキュメントを処
    理する方法。
  19. 【請求項１９】 セキュリティドキュメントと共に使用する装置であって、 セキュリティドキュメントを走査し、前記セキュリティドキュメントに対応す
    る走査データを発生するスキャナと、 前記セキュリティドキュメントにおける符号化に応答し、前記走査データの回
    転を基準状態から決定し、この回転に対応する出力データを発生するプロセッサ
    と、 可視特徴検出器と、 ステガノグラフィ的透かし検出器とを具え、 前記出力データが、前記検出器が前記セキュリティドキュメントに関する可視
    構造及びステガノグラフィ的透かしとを少なくとも走査データのある回転にもか
    かわらず検出することを可能にすることを特徴とする装置。
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