JP2001319257A - Printed matter authenticating device - Google Patents

Printed matter authenticating device

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JP2001319257A
JP2001319257A JP2000140096A JP2000140096A JP2001319257A JP 2001319257 A JP2001319257 A JP 2001319257A JP 2000140096 A JP2000140096 A JP 2000140096A JP 2000140096 A JP2000140096 A JP 2000140096A JP 2001319257 A JP2001319257 A JP 2001319257A
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JP
Japan
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identification information
image
printed matter
images
array
Prior art date
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JP2000140096A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Kitano
澄 喜多野
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National Printing Bureau
Original Assignee
Printing Bureau Ministry of Finance
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent identification information embedded in a printed matter from being illegally read and the printed matter from being forged or altered by making mutually different a method for embedding the identification information into the printed matter and a method for extracting the identification information from the printed matter. SOLUTION: This printed matter authenticating device is composed of an identification information embedding device for embedding the identification information into the printed matter and an identification information recognizing device for extracting the identification information from the printed matter and collating the information. The identification information embedding device is provided with an image input part, a preprocessing part, an array replacing part and an image output part, and the identification information recognizing device is provided with an identification information extracting device for extracting the identification information and an identification information collating device for collating the extracted identification information with previously stored reference identification information data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷物に所定の識
別情報を埋め込み、印刷物に埋め込まれた所定の識別情
報を抽出、照合して印刷物の認証を行う印刷物認証装置
に関するものであり、証券、紙幣、印紙、証紙、切手、
旅券、身分証明書、通行証、会員証、クレジットカード
を含む印刷物の識別や真偽判別に利用できる技術であ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a printed matter authentication apparatus for embedding predetermined identification information in a printed matter and extracting and collating the predetermined identification information embedded in the printed matter to authenticate the printed matter. Banknotes, stamps, stamps, stamps,
This technology can be used for identification of printed matter including passports, identification cards, pass cards, membership cards, and credit cards, and for authenticity determination.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像への識別情報埋め込み技術として、
振幅、周波数、位相の各変調方式が提案されているが、
識別情報の埋め込みと識別情報の抽出は、同じ方式を採
用するのが一般的である。このうち、振幅変調を用いた
識別情報の埋め込み例としては、モジュロ演算により直
接変調する方法(特願平08-213540号)などがあるが、
これを印刷物に適用しようとすると、中間調表現が可能
な昇華型熱転写方式やグラビアなどの印刷方式に限定さ
れる。また、インキの濃度ムラや時間経過による色あ
せ、照明ムラなどの影響を受けやすいため、埋め込んだ
識別情報を安定して抽出することが困難である。
2. Description of the Related Art As a technique for embedding identification information in an image,
Each modulation method of amplitude, frequency and phase has been proposed,
In general, the same method is used for embedding identification information and extracting identification information. Among these, as an example of embedding identification information using amplitude modulation, there is a method of directly modulating by modulo operation (Japanese Patent Application No. 08-213540).
If this is applied to a printed matter, the printing method is limited to a sublimation type thermal transfer method capable of halftone expression or a printing method such as gravure. In addition, it is difficult to stably extract embedded identification information because it is easily affected by unevenness in density of ink, fading due to lapse of time, uneven lighting, and the like.

【0003】周波数変調による識別情報の埋め込み例と
しては、直交変換を用いたもの(中村、松井:”離散的
直交変換を用いた濃淡画像とテキストデータの合成符号
化法”,信学論,Vol.J72-D-II,No.3,pp.363-368,
1989)などが提案されている。この方式は、一般に濃淡
の繁雑な部分に識別情報を埋め込むため、絵柄によって
埋め込み領域が限定される。印刷物に適用する際の埋め
込み領域が狭いと、その部分に汚れやかすれがある時に
識別情報の抽出が困難になることがある。
As an example of embedding identification information by frequency modulation, an example using orthogonal transform (Nakamura, Matsui: "Synthetic coding method of gray image and text data using discrete orthogonal transform", IEICE, Vol. J72-D-II, No.3, pp.363-368,
1989). In this method, since identification information is generally embedded in a complicated portion of light and shade, an embedding area is limited by a picture. If the embedding area when applied to printed matter is small, it may be difficult to extract identification information when the area is dirty or blurred.

【0004】位相変調を用いた識別情報の埋め込み例に
は、濃度パターン法によるもの(特願平08-058617号)
やディザ法によるもの(特願昭62-047310号)などがあ
る。これらは、濃度を密度に変換した二値画像の画素の
位置を変調する方式であるために幅広い印刷方式に適用
できる。また、濃度階調を適切に変換すると、画像の広
い範囲に識別情報を埋め込むことが可能となるために印
刷物の汚れやかすれにも強い。しかしながら、識別情報
を抽出する際は、高精度な位置合わせが必要となる。ま
た、識別情報を抽出する際は、イメージスキャナやビデ
オカメラなどから入力した多値画像を二値化する必要が
あるが、多値画像のシャープネスの低下や照明ムラなど
があると画素値を正しく復元できない場合がある。
An example of embedding identification information using phase modulation is based on a density pattern method (Japanese Patent Application No. 08-058617).
And the dither method (Japanese Patent Application No. 62-047310). Since these methods modulate the positions of the pixels of the binary image in which the density is converted into the density, they can be applied to a wide range of printing methods. Further, if the density gradation is appropriately converted, it becomes possible to embed the identification information in a wide range of the image, so that the printed matter is resistant to stains and fading. However, when extracting identification information, highly accurate positioning is required. In addition, when extracting identification information, it is necessary to binarize a multi-valued image input from an image scanner or a video camera. It may not be possible to restore.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、印刷物に所
定の識別情報を埋め込み、印刷物に埋め込まれた所定の
識別情報を抽出、照合することによって印刷物の認証や
真偽判別を行う装置において、上記のような従来の問題
点を解決することを目的とするものであって、印刷物に
識別情報を埋め込む際は、二種類の配列置換画像の間で
所定の画素配列内の白画素の配置が互いに異なる性質を
利用した位相変調方式による識別情報の埋め込みを行
い、印刷物から識別情報を抽出する際は、二種類の配列
置換画像の間でフーリエスペクトルの偏向が互いに異な
る性質を利用して識別情報の抽出を行い、印刷物へ識別
情報を埋め込む方法と印刷物から識別情報を抽出する方
法を互いに異なる方法とすることによって、印刷物に埋
め込まれた識別情報の不正な読み取りと印刷物の偽造、
変造を防止することを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for embedding predetermined identification information in a printed matter and extracting and collating the predetermined identification information embedded in the printed matter, thereby performing authentication of the printed matter and authenticity determination. The object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, and when embedding identification information in a printed matter, the arrangement of white pixels in a predetermined pixel array between two types of array replacement images. When embedding identification information by the phase modulation method using different properties and extracting identification information from the printed material, the identification information is obtained by using the property that the Fourier spectrum deflection is different between the two types of array replacement images. The method of extracting the identification information from the printed matter and the method of extracting the identification information from the printed matter are different from each other so that the identification information embedded in the printed matter is different. Forgery of unauthorized reading and the printed matter,
An object is to prevent alteration.

【0006】更に、本発明は、印刷物から抽出された識
別情報を予め設定されている基準識別情報データと照合
して印刷物の認証を実現することを目的とするものであ
る。この際、本発明では、識別情報が埋め込まれた印刷
物は1個の画像データで1ビットの情報を提供するもの
であるが、複数の画像データを利用して複数ビットの識
別情報を印刷物に埋め込むことによって、多くの情報を
基準識別情報データと照合して印刷物の確実な識別や真
偽判別を可能とする印刷物認証装置を実現することを課
題とする。
Another object of the present invention is to realize authentication of a printed material by comparing identification information extracted from the printed material with reference identification information data set in advance. At this time, in the present invention, the printed matter in which the identification information is embedded provides one bit of information with one piece of image data. However, a plurality of bits of identification information are embedded in the printed matter using a plurality of pieces of image data. Accordingly, it is an object of the present invention to realize a printed matter authentication apparatus that can reliably identify a printed matter and determine authenticity by comparing a large amount of information with reference identification information data.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の印刷物認証装置
は、印刷物へ識別情報を埋め込む識別情報埋め込み装置
と前記印刷物から前記識別情報を抽出して照合する識別
情報認識装置から構成される印刷物認証装置であって、
前記識別情報埋め込み装置は、画像入力部、前処理部、
配列置換部及び画像出力部を備えており、前記画像入力
部は、n個(但し、n≧1;nは整数とする。)の原画
像データにそれぞれ対応する入力画像データをそれぞれ
ディジタル画像データに変換してn個のディジタル画像
データを入力し、前記前処理部は、前記n個のディジタ
ル画像データをそれぞれ二値化してn個の二値画像を作
成した後、前記n個の二値画像をそれぞれ縦横に所定の
倍率で拡大してn個の拡大画像を作成し、前記配列置換
部は、前記n個の拡大画像のそれぞれの拡大画像ごとに
二種類の配列置換画像を作成することによって、前記二
種類の配列置換画像のそれぞれの種類の配列置換画像に
1ビットの識別情報を埋め込み、前記画像出力部は、前
記n個の拡大画像のそれぞれの拡大画像ごとに前記二種
類の配列置換画像のいずれかの種類の配列置換画像の画
像データを出力してn個の配列置換画像を印刷すること
によって、合計でnビットの識別情報を埋め込んだ印刷
物を作製し、前記識別情報認識装置は、前記nビットの
識別情報を抽出する識別情報抽出装置と抽出された前記
nビットの識別情報を予め記憶されたnビットの基準識
別情報データと照合する識別情報照合装置から構成され
ており、前記識別情報抽出装置は、画像読み取り部、高
速フーリエ変換部、フーリエスペクトル抽出部及びフー
リエスペクトル出力部を備えており、前記画像読み取り
部は、前記印刷物から読み取った前記n個の配列置換画
像の画像データをそれぞれディジタル画像データに変換
してn個のディジタル画像データを生成し、前記高速フ
ーリエ変換部、前記フーリエスペクトル抽出部及び前記
フーリエスペクトル出力部は、前記画像読み取り部で生
成された前記n個のディジタル画像データをそれぞれ処
理し、前記n個の拡大画像のそれぞれの拡大画像ごとに
前記二種類の配列置換画像のそれぞれの種類の配列置換
画像のフーリエスペクトルが互いに異なる偏向を持って
いることを利用して前記印刷物から前記nビットの識別
情報を抽出し、前記識別情報照合装置は、前記識別情報
抽出装置で抽出された前記nビットの識別情報と前記n
ビットの基準識別情報データを照合し、前記nビットの
識別情報と前記nビットの基準識別情報データの間に所
定の関係がある時に前記印刷物を真正な印刷物として識
別することを特徴としている。
A printed matter authentication apparatus according to the present invention includes a printed matter authentication apparatus comprising an identification information embedding apparatus for embedding identification information in a printed matter, and an identification information recognition apparatus for extracting and collating the identification information from the printed matter. A device,
The identification information embedding device includes an image input unit, a preprocessing unit,
The image input unit includes an array replacement unit and an image output unit, and the image input unit converts input image data respectively corresponding to n (where n ≧ 1; n is an integer) digital image data. And inputs n digital image data. The pre-processing unit binarizes the n digital image data to generate n binary images, and then generates the n binary image data. Each of the images is enlarged vertically and horizontally at a predetermined magnification to create n enlarged images, and the array replacing unit creates two types of array replaced images for each enlarged image of the n enlarged images. Thus, 1-bit identification information is embedded in each type of array replacement image of the two types of array replacement image, and the image output unit outputs the two types of array for each of the n enlarged images. Replacement image By outputting image data of any type of array replacement image and printing n number of array replacement images, a printed matter in which n bits of identification information is embedded in total is produced, and the identification information recognition device includes the an identification information extracting device for extracting n-bit identification information; and an identification information collating device for collating the extracted n-bit identification information with n-bit reference identification information data stored in advance. The extraction device includes an image reading unit, a fast Fourier transform unit, a Fourier spectrum extraction unit, and a Fourier spectrum output unit, and the image reading unit reads image data of the n array replacement images read from the printed matter, respectively. Converting the digital image data into digital image data to generate n digital image data, the fast Fourier transform unit, The extraction unit and the Fourier spectrum output unit respectively process the n digital image data generated by the image reading unit, and perform the two types of array replacement for each of the n enlarged images. The n-bit identification information is extracted from the printed material by utilizing the fact that the Fourier spectra of the respective types of array replacement images have different polarizations, and the identification information matching device includes the identification information extraction device. The n-bit identification information extracted in
The bit reference identification information data is collated, and when there is a predetermined relationship between the n-bit identification information and the n-bit reference identification information data, the printed matter is identified as a genuine printed matter.

【0008】また、本発明の印刷物認証装置は、前記画
像入力部が、イメージスキャナ又はビデオカメラを含む
画像入力機器を備えており、前記画像入力機器を用いて
前記n個の原画像データをそれぞれ取り込むことでn個
の入力画像データを作成し、前記n個の入力画像データ
をそれぞれディジタル画像データに変換して前記n個の
ディジタル画像データとすることを特徴としている。
Further, in the printed matter authentication apparatus of the present invention, the image input unit includes an image input device including an image scanner or a video camera, and the n pieces of original image data are respectively converted using the image input device. By taking in, n pieces of input image data are created, and each of the n pieces of input image data is converted into digital image data to obtain the n pieces of digital image data.

【0009】また、本発明の印刷物認証装置は、前記前
処理部が、前記画像入力部から入力された前記n個のデ
ィジタル画像データをそれぞれ二値化して前記n個の二
値画像を作成し、前記n個の二値画像をそれぞれ縦横に
二倍に拡大して前記n個の拡大画像を作成することを特
徴としている。
Further, in the printed matter authentication apparatus according to the present invention, the pre-processing unit binarizes the n digital image data input from the image input unit to generate the n binary images. , The n number of binary images are vertically and horizontally doubled to generate the n number of enlarged images.

【0010】また、本発明の印刷物認証装置は、前記配
列置換部が、1の値の白画素と0の値の黒画素から構成
される白黒の二値画像である前記n個の拡大画像をそれ
ぞれの拡大画像ごとに2×2画素単位の配列に分割し、
前記n個の拡大画像のそれぞれの拡大画像ごとに全ての
前記2×2画素単位の配列において、前記白画素の個数
及び配置を所定の配列置換規則に従って変更することに
よって第一の配列置換画像及び第二の配列置換画像の二
種類の配列置換画像を作成し、前記n個の拡大画像のそ
れぞれの拡大画像ごとに前記第一の配列置換画像と前記
第二の配列置換画像の間で前記白画素の配置が異なる性
質を利用して前記第一の配列置換画像及び前記第二の配
列置換画像に1ビットの識別情報を埋め込むことを特徴
としている。
Further, in the printed matter authentication apparatus according to the present invention, the arrangement replacement unit may be configured to convert the n enlarged images, which are black and white binary images each composed of a white pixel having a value of 1 and a black pixel having a value of 0, into each other. Divide each enlarged image into an array of 2 × 2 pixels,
By changing the number and arrangement of the white pixels in accordance with a predetermined array replacement rule in all the 2 × 2 pixel unit arrays for each of the n enlarged images, Two kinds of array replacement images of the second array replacement image are created, and the white image is generated between the first array replacement image and the second array replacement image for each of the n enlarged images. It is characterized in that 1-bit identification information is embedded in the first array replacement image and the second array replacement image using the property of different pixel arrangement.

【0011】また、本発明の印刷物認証装置は、前記画
像出力部が、プリンタ又は印刷機を含む画像出力機器を
備えており、前記画像出力機器を用いて前記n個の拡大
画像のそれぞれの拡大画像ごとに前記二種類の配列置換
画像のいずれかの種類の配列置換画像の画像データを所
定の基材の表面に出力することによって、前記基材の表
面にn個の配列置換画像を印刷することを特徴としてい
る。
Further, in the printed matter authentication apparatus of the present invention, the image output section includes an image output device including a printer or a printing machine, and each of the n enlarged images is enlarged by using the image output device. By outputting image data of any one of the two types of array replacement images for each image to the surface of a predetermined base, n array replacement images are printed on the surface of the base. It is characterized by:

【0012】また、本発明の印刷物認証装置は、前記画
像読み取り部が、イメージスキャナ又はビデオカメラを
含む画像読み取り機器を備えており、前記画像読み取り
機器を用いて前記n個の拡大画像のそれぞれの拡大画像
ごとに前記画像出力部から前記基材の表面に出力された
前記二種類の配列置換画像のいずれかの種類の配列置換
画像を読み取ってディジタル画像データに変換すること
によって、前記印刷物からn個のディジタル画像データ
を生成することを特徴としている。
Further, in the printed matter authentication apparatus according to the present invention, the image reading unit includes an image reading device including an image scanner or a video camera, and each of the n enlarged images is read using the image reading device. By reading any type of array replacement image of the two types of array replacement image output from the image output unit to the surface of the base material for each enlarged image and converting it into digital image data, n It is characterized in that a number of digital image data are generated.

【0013】また、本発明の印刷物認証装置は、前記高
速フーリエ変換部が、前記画像読み取り部で生成された
n個のディジタル画像データをそれぞれ高速フーリエ変
換してn個の数値データを得ることを特徴としている。
Further, in the printed matter authentication apparatus according to the present invention, the fast Fourier transform unit performs fast Fourier transform on the n digital image data generated by the image reading unit to obtain n numerical data. Features.

【0014】また、本発明の印刷物認証装置は、前記フ
ーリエスペクトル抽出部が、前記高速フーリエ変換部で
得られた前記n個の数値データからそれぞれフーリエス
ペクトルのデータを抽出してn個のフーリエスペクトル
のデータを得ることを特徴としている。
Further, in the printed matter authentication apparatus according to the present invention, the Fourier spectrum extracting section extracts n Fourier spectrum data from the n number of numerical data obtained by the fast Fourier transform section, and outputs n Fourier spectrum data. The feature is to obtain the data.

【0015】また、本発明の印刷物認証装置は、前記フ
ーリエスペクトル出力部が、前記フーリエスペクトル抽
出部で得られた前記n個のフーリエスペクトルのデータ
をそれぞれ二値データとして前記識別情報照合装置に出
力することを特徴としている。
Further, in the printed matter authentication apparatus of the present invention, the Fourier spectrum output section outputs the n pieces of Fourier spectrum data obtained by the Fourier spectrum extraction section to the identification information matching apparatus as binary data. It is characterized by doing.

【0016】また、本発明の印刷物認証装置は、前記所
定の配列置換規則が、前記n個の拡大画像のそれぞれの
拡大画像ごとに2×2画素の配列Ci(i=1,2,..,5)
を画素値Pxy(x=1,2;y=1,2)を用いてCi={P11,P2
1,P12,P22}と表す時、C1={0,0,0,0}、C2={1,
1,1,1}、C3={1,0,0,0}、C4={1,0,1,1}及びC5
={1,1,0,1}と定義し、前記第一の配列置換画像を作
成する際は、前記C1を前記C3に置き換えた後、前記C2を
前記C4に置き換え、前記第二の配列置換画像を作成する
際は、前記C1を前記C3に置き換えた後、前記C2を前記C5
に置き換えることを特徴としている。
Further, in the printed matter authentication apparatus according to the present invention, the predetermined arrangement replacement rule may be such that the 2 × 2 pixel array Ci (i = 1, 2,...) Is provided for each of the n enlarged images. ,Five)
Using the pixel value Pxy (x = 1, 2; y = 1, 2) as Ci = {P11, P2
1, P12, P22}, C1 = {0,0,0,0}, C2 = {1,
1,1,1}, C3 = {1,0,0,0}, C4 = {1,0,1,1} and C5
= {1,1,0,1}, and when creating the first array replacement image, after replacing the C1 with the C3, replacing the C2 with the C4, the second array When creating a replacement image, after replacing the C1 with the C3, the C2 is replaced with the C5
It is characterized by being replaced with

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る印刷物認証装
置の実施の形態を実施例に基づいて図面を参照して説明
するが、本発明に係る印刷物認証装置の実施の態様は以
下に示す実施例に限定されるものではなく、本発明に係
る特許請求の範囲に記載した技術事項の範囲内であれば
各種の態様を採用することができる。特に、以下の実施
例では、原画像データに対応する二値画像を縦横にそれ
ぞれ二倍に拡大して得られた拡大画像から二種類の配列
置換画像を作成し、二種類の配列置換画像のそれぞれの
種類の配列置換画像に1ビットの識別情報を埋め込む場
合について説明するが、原画像データに対応する二値画
像を縦横ごとに所定の倍率で拡大して得られた拡大画像
から所定の配列置換規則に従って二種類の配列置換画像
を作成し、二種類の配列置換画像のそれぞれの種類の配
列置換画像に1ビットの識別情報を埋め込むことによっ
て本発明の印刷物認証装置を構成することも可能であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a printed matter authentication apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings based on embodiments, and the embodiments of the printed matter authentication apparatus according to the present invention will be described below. The present invention is not limited to the embodiments, and various embodiments can be adopted as long as they fall within the technical scope described in the claims of the present invention. In particular, in the following embodiment, two types of array replacement images are created from an enlarged image obtained by enlarging the binary image corresponding to the original image data both vertically and horizontally twice, and two types of array replacement images are created. A case in which 1-bit identification information is embedded in each type of array replacement image will be described. A predetermined array is obtained from an enlarged image obtained by enlarging a binary image corresponding to the original image data at a predetermined magnification in each of the vertical and horizontal directions. It is also possible to configure the printed matter authentication apparatus of the present invention by creating two types of array replacement images according to the replacement rules and embedding 1-bit identification information in each type of array replacement image of the two types of array replacement images. is there.

【0018】(印刷物認証装置全体)図1は、本発明に
係る印刷物認証装置の実施例の全体構成を説明するため
の図である。本発明に係る印刷物認証装置は、図1に示
すとおり、識別情報を埋め込んだ画像データ(この実施
例では、後述する「配列置換画像」イ〜ニである。)を
出力して識別情報が埋め込まれた印刷物を作製する識別
情報埋め込み装置と印刷物から識別情報を抽出して照合
(識別情報の内容を予め設定されている基準識別情報デ
ータと比較して印刷物の識別や真偽判別をすること。)
する識別情報認識装置から構成されている。そして、識
別情報認識装置は、識別情報を抽出して出力する識別情
報抽出装置と抽出された識別情報を予め設定されている
基準識別情報データと照合する識別情報照合装置から構
成されている。
(Whole Printed matter Authentication Apparatus) FIG. 1 is a diagram for explaining the overall configuration of an embodiment of a printed matter authentication apparatus according to the present invention. As shown in FIG. 1, the printed matter authentication apparatus according to the present invention outputs image data in which identification information is embedded (in this embodiment, “array replacement images” A to D described later) and the identification information is embedded. The identification information embedding device for producing the printed material and the identification information are extracted from the printed material and collated (identification of the printed material and authenticity determination by comparing the contents of the identification information with preset reference identification information data. )
And an identification information recognition device. The identification information recognizing device includes an identification information extracting device that extracts and outputs identification information, and an identification information matching device that matches the extracted identification information with preset reference identification information data.

【0019】ここで、本発明に係る印刷物認証装置を構
成する識別情報埋め込み装置は、識別情報を埋め込んだ
印刷物を作製する際に必要となる。そして、本発明に係
る印刷物認証装置を構成する識別情報認識装置は、識別
情報が埋め込まれた印刷物を認証する際に必要となる。
Here, the identification information embedding device constituting the printed material authentication device according to the present invention is required when producing a printed material in which the identification information is embedded. Then, the identification information recognition device constituting the printed matter authentication device according to the present invention is required when authenticating the printed matter in which the identification information is embedded.

【0020】本発明に係る印刷物認証装置において印刷
物に埋め込まれる識別情報は、n個(但し、n≧1;n
は整数とする。以下、同様に「n」を定義する。)の画
像データによって構成されており、1個の画像データを
用いて1ビットの識別情報を印刷物に埋め込むことがで
きる。したがって、n個の画像データが印刷されている
印刷物からはnビットの識別情報を抽出することが可能
となる。
In the printed matter authentication apparatus according to the present invention, the identification information embedded in the printed matter is n pieces (where n ≧ 1; n
Is an integer. Hereinafter, "n" is similarly defined. ), And 1-bit identification information can be embedded in a print using one piece of image data. Therefore, it is possible to extract n-bit identification information from a printed matter on which n pieces of image data are printed.

【0021】図1で示す実施例では、識別情報埋め込み
装置において、識別情報として後述する配列置換画像イ
〜ニの4個の画像データをそれぞれ所定の基材上に出力
して印刷物を作製する。そして、識別情報抽出装置にお
いて、印刷物から読み取られた4個の画像データからそ
れぞれ識別情報を抽出した上で、抽出された識別情報を
二値化して4ビットの識別情報を出力する。次に、出力
された4ビットの識別情報を識別情報照合装置において
予め記憶されている基準識別情報データと照合し、その
内容を識別、真偽判別して抽出された識別情報の認識が
行われる。
In the embodiment shown in FIG. 1, in the identification information embedding device, four pieces of image data of array replacement images A to D, which will be described later, are respectively output as identification information on a predetermined base material to produce a printed matter. Then, the identification information extracting device extracts the identification information from each of the four pieces of image data read from the printed matter, binarizes the extracted identification information, and outputs 4-bit identification information. Next, the output 4-bit identification information is compared with reference identification information data stored in advance in an identification information matching device, and the contents are identified and authenticated, and the extracted identification information is recognized. .

【0022】本発明に係る印刷物認証装置の特徴は次の
点である。 (1)本発明に係る印刷物認証装置では、識別情報を印
刷物に埋め込む方法と印刷物に埋め込まれた識別情報を
抽出する方法が異なる。したがって、識別情報を印刷物
に埋め込んだ場合、この印刷物に印刷されたn個の画像
データを単に読み取っただけでは印刷物に埋め込まれた
識別情報を把握することはできない。つまり、本発明に
係る印刷物認証装置によれば、秘匿された識別情報が埋
め込まれた印刷物を作製することができる。識別情報埋
め込み装置で識別情報を埋め込む方法と識別情報抽出装
置で識別情報を抽出する方法は後に詳細に説明する。
The features of the printed matter authentication apparatus according to the present invention are as follows. (1) In the printed matter authentication apparatus according to the present invention, a method of embedding identification information in a printed matter is different from a method of extracting identification information embedded in a printed matter. Therefore, when the identification information is embedded in the printed matter, the identification information embedded in the printed matter cannot be grasped simply by reading the n pieces of image data printed on the printed matter. That is, according to the printed matter authentication device of the present invention, it is possible to produce a printed matter in which concealed identification information is embedded. A method of embedding identification information by the identification information embedding device and a method of extracting identification information by the identification information extracting device will be described later in detail.

【0023】(2)本発明に係る印刷物認証装置では、
印刷物に印刷される1個の画像データは1ビットの識別
情報を提供する。したがって、n個の画像データを印刷
して印刷物にnビットの識別情報を埋め込む場合は、2
n通りの識別情報を印刷物に埋め込むことが可能とな
る。つまり、印刷物にnビットの識別情報を埋め込んだ
場合、印刷物に印刷される1個の画像データは印刷物に
埋め込まれたnビットの識別情報を構成する1ビットの
情報を提供している。
(2) In the printed matter authentication apparatus according to the present invention,
One piece of image data printed on a printed matter provides 1-bit identification information. Therefore, when printing n pieces of image data and embedding n-bit identification information in a printed matter, 2
It is possible to embed n kinds of identification information in a printed matter. That is, when n-bit identification information is embedded in a printed matter, one piece of image data printed on the printed matter provides 1-bit information constituting the n-bit identification information embedded in the printed matter.

【0024】例えば、本発明に係る印刷物認証装置を会
員証の認証装置として利用する場合は、nビットの識別
情報によって会員の暗証番号を付与することができる。
また、写真付きの会員証では、nビットの識別情報のう
ちの1ビットの識別情報が写真によって把握可能な会員
の個人的特徴(眼鏡着用の有無など)と対応させて付与
されるように構成してもよい。
For example, when the printed matter authentication apparatus according to the present invention is used as an authentication apparatus for a membership card, a member's personal identification number can be given by n-bit identification information.
Also, in a membership card with a photo, one-bit identification information of the n-bit identification information is provided in association with a personal characteristic of the member (whether or not wearing glasses) that can be grasped by a photograph. May be.

【0025】(識別情報埋め込み装置)以下、本発明に
係る印刷物認証装置の具体的な構成を説明する。まず、
印刷物に識別情報を埋め込む識別情報埋め込み装置につ
いて説明する。
(Identification Information Embedding Apparatus) Hereinafter, a specific configuration of the printed matter authentication apparatus according to the present invention will be described. First,
An identification information embedding device for embedding identification information in a printed matter will be described.

【0026】図2は、本発明に係る印刷物認証装置の識
別情報埋め込み装置及び識別情報抽出装置の実施例を示
すブロック図である。図2に示す識別情報埋め込み装置
1は、画像入力部3と前処理部4と配列置換部5と画像
出力部6を具備し、識別情報抽出装置2は、画像読み取
り部7と高速フーリエ変換部8とフーリエスペクトル抽
出部9とフーリエスペクトル出力部10を具備している。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the identification information embedding device and the identification information extracting device of the printed matter authentication device according to the present invention. The identification information embedding device 1 shown in FIG. 2 includes an image input unit 3, a preprocessing unit 4, an array replacement unit 5, and an image output unit 6, and the identification information extraction device 2 includes an image reading unit 7, a fast Fourier transform unit 8, a Fourier spectrum extraction unit 9 and a Fourier spectrum output unit 10.

【0027】画像入力部3は、イメージスキャナやビデ
オカメラなどを備えており、原画像11を入力してディジ
タル画像データに変換する。前処理部4は、原画像11の
ディジタル画像データを二値化して二値画像を作成し、
その後、二値画像を縦横にそれぞれ二倍に拡大して拡大
画像を作成する。配列置換部5は、拡大画像を2×2画
素単位に分割した全ての配列において、1の値の白画素
の個数及び配置を配列置換規則に従って変更することに
よって二種類の配列置換画像を作成する。この詳細につ
いては後に詳細に説明する。
The image input unit 3 includes an image scanner, a video camera, and the like, and inputs the original image 11 and converts it into digital image data. The preprocessing unit 4 binarizes the digital image data of the original image 11 to create a binary image,
Thereafter, the binary image is enlarged twice vertically and horizontally to create an enlarged image. The array replacement unit 5 creates two types of array replacement images by changing the number and arrangement of white pixels having a value of 1 in accordance with the array replacement rule in all arrays obtained by dividing the enlarged image into 2 × 2 pixel units. . This will be described later in detail.

【0028】画像出力部6は、プリンタや印刷機などの
画像出力機器を備えており、n個の配列置換画像をそれ
ぞれ紙、プラスチック、金属、布を含む所定の基材上に
出力することによって、証券、紙幣、印紙、証紙、切
手、旅券、身分証明書、通行証、会員証、クレジットカ
ードを含む印刷物を作製する。
The image output unit 6 is provided with an image output device such as a printer or a printing machine. The image output unit 6 outputs n array replacement images on a predetermined base material including paper, plastic, metal, and cloth, respectively. Produce printed matter, including securities, banknotes, stamps, stamps, stamps, passports, identification cards, passports, membership cards, and credit cards.

【0029】(識別情報認識装置)識別情報認識装置
は、識別情報を抽出する識別情報抽出装置と抽出された
識別情報を予め記憶装置に記憶された基準識別情報デー
タと照合する識別情報照合装置から構成される。識別情
報抽出装置は、画像読み取り部、高速フーリエ変換部、
フーリエスペクトル抽出部及びフーリエスペクトル出力
部を備えている。
(Identification Information Recognition Apparatus) The identification information recognition apparatus is composed of an identification information extraction apparatus for extracting identification information and an identification information collation apparatus for collating the extracted identification information with reference identification information data previously stored in a storage device. Be composed. The identification information extracting device includes an image reading unit, a fast Fourier transform unit,
It has a Fourier spectrum extraction unit and a Fourier spectrum output unit.

【0030】図2に示す識別情報抽出装置2において、
画像読み取り部7は、イメージスキャナやビデオカメラ
などを備えており、識別情報が埋め込まれた印刷物12か
ら配列置換画像を読み取ってディジタル画像データに変
換する。高速フーリエ変換部8は、ディジタル画像デー
タに変換された配列置換画像を高速フーリエ変換する。
フーリエスペクトル抽出部9は、配列置換画像を高速フ
ーリエ変換することにより得られる数値データ(実数
部、虚数部、位相、フーリエスペクトル)からフーリエ
スペクトルを抽出する。
In the identification information extracting device 2 shown in FIG.
The image reading unit 7 includes an image scanner, a video camera, and the like, reads an array replacement image from the printed material 12 in which identification information is embedded, and converts the image into digital image data. The fast Fourier transform unit 8 performs fast Fourier transform on the array-replaced image converted into digital image data.
The Fourier spectrum extracting unit 9 extracts a Fourier spectrum from numerical data (real part, imaginary part, phase, Fourier spectrum) obtained by performing a fast Fourier transform on the array replacement image.

【0031】フーリエスペクトル出力部10は、フーリエ
スペクトル抽出部9で抽出されたフーリエスペクトルの
データと予めフーリエスペクトル出力部10の記憶部に各
配列置換画像に対応して設定されている基準フーリエス
ペクトルのデータを比較手段で比較することによって、
「1」又は「0」の二値化データ、或いは、「非真正」
のいずれかの結果を出力する。
The Fourier spectrum output unit 10 outputs the Fourier spectrum data extracted by the Fourier spectrum extraction unit 9 and the reference Fourier spectrum previously set in the storage unit of the Fourier spectrum output unit 10 in correspondence with each array replacement image. By comparing the data with comparison means,
Binary data of "1" or "0" or "non-genuine"
Will output one of the results.

【0032】なお、識別情報抽出装置2では、フーリエ
スペクトル抽出部9で抽出されたフーリエスペクトルの
データをCRTや液晶ディスプレイなどの表示装置に表
示して、或いは、フーリエスペクトル抽出部9で抽出さ
れたフーリエスペクトルのデータをプリンタや印刷機な
どの出力装置を用いて出力して目視できる情報を提供し
た上で、目視による印刷物の認証を可能とすることもで
きる。
In the identification information extracting device 2, the Fourier spectrum data extracted by the Fourier spectrum extracting unit 9 is displayed on a display device such as a CRT or a liquid crystal display, or extracted by the Fourier spectrum extracting unit 9. It is also possible to output the Fourier spectrum data using an output device such as a printer or a printing machine to provide information that can be viewed, and then visually authenticate the printed material.

【0033】識別情報照合装置は、照合手段及び記憶装
置を具備しており、フーリエスペクトル出力部10から出
力されたnビットの二値化データを記憶装置に予め記憶
されている基準識別情報データと照合手段で照合する。
この照合によって印刷物に所定の識別情報が付与されて
いるか否かが判断されて印刷物の認証が行われる。
The identification information matching device includes a matching means and a storage device. The identification information matching device stores the n-bit binary data output from the Fourier spectrum output unit 10 with reference identification information data stored in the storage device in advance. Check by matching means.
By this collation, it is determined whether or not predetermined identification information is given to the printed matter, and the printed matter is authenticated.

【0034】(識別情報埋め込み装置の作用)本発明に
係る印刷物認証装置における識別情報埋め込み装置及び
識別情報抽出装置の実施例の作用について、図4に示す
フローチャートにより説明する。図4(a)は、図2の識
別情報埋め込み装置1における処理のフローチャートで
あり、図4(b)は、図2の識別情報抽出装置2における
処理のフローチャートである。
(Operation of Identification Information Embedding Apparatus) The operation of the embodiment of the identification information embedding apparatus and the identification information extracting apparatus in the printed matter authentication apparatus according to the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. FIG. 4A is a flowchart of a process in the identification information embedding device 1 of FIG. 2, and FIG. 4B is a flowchart of a process in the identification information extraction device 2 of FIG.

【0035】まず、図4(a)において識別情報埋め込み
ルーチンを説明する。ステップ 100では、原画像を読み
取ってディジタル画像データに変換する。ステップ101
では、取り込んだ原画像のディジタル画像データを二値
化し、二値画像を作成する。ステップ102では、二値画
像を縦横にそれぞれ二倍に拡大し、拡大画像Fgt(x,y)
を作成する。
First, the identification information embedding routine will be described with reference to FIG. In step 100, the original image is read and converted into digital image data. Step 101
Then, the digital image data of the fetched original image is binarized to create a binary image. In step 102, the binary image is vertically and horizontally doubled, and the enlarged image Fgt (x, y)
Create

【0036】ステップ103では、Fgt(x,y)を2×2画素
単位に分割した各配列において、1の値の白画素の個数
及び配置を所定の配列置換規則に従って変更することに
よって二種類の配列置換画像を作成する。
In step 103, in each array obtained by dividing Fgt (x, y) in units of 2 × 2 pixels, the number and arrangement of white pixels having a value of 1 are changed in accordance with a predetermined array replacement rule to obtain two types of white pixels. Create an array replacement image.

【0037】図3は、本発明に係る所定の配列置換規則
によって定義された2×2画素の配列を示す図である。
拡大画像をFgt(x,y)(t=1,2,...)、第一の配列置
換画像をFst(x,y)(t=1,2,...)、第二の配列置換
画像をF'st(x,y)(t=1,2,...)とする。Fgt(x,y)
を2×2画素単位に分割した各配列は必ずC1又はC2のい
ずれかである。
FIG. 3 is a diagram showing an array of 2 × 2 pixels defined by a predetermined array replacement rule according to the present invention.
The enlarged image is Fgt (x, y) (t = 1, 2, ...), the first array replacement image is Fst (x, y) (t = 1, 2, ...), and the second array Let the replacement image be F'st (x, y) (t = 1, 2,...). Fgt (x, y)
Is divided into 2 × 2 pixel units, and is always either C1 or C2.

【0038】配列置換手段は、Fgt(x,y)を2×2画素
単位に分割した各配列においてC1をC3に置き換えた後、
C2をC4に置き換えてFst(x,y)を作成し、Fgt(x,y)を2
×2画素単位に分割した各配列においてC1をC3に置き換
えた後、C2をC5に置き換えてF'st(x,y)を作成する。Fs
t(x,y)内のC4とF'st(x,y)内のC5とでは1の値の白画
素の配置が互いに異なるため、Fst(x,y)及びF'st(x,
y)に1ビットの識別情報を埋め込むことが可能である。
The array replacing means replaces C1 with C3 in each array obtained by dividing Fgt (x, y) in units of 2 × 2 pixels.
Create Fst (x, y) by replacing C2 with C4, and set Fgt (x, y) to 2
After replacing C1 with C3 in each array divided into × 2 pixel units, replace C2 with C5 to create F'st (x, y). Fs
Since C4 in t (x, y) and C5 in F'st (x, y) are different from each other in the arrangement of white pixels having a value of 1, Fst (x, y) and F'st (x,
It is possible to embed 1-bit identification information in y).

【0039】ステップ104では、Fst(x,y)又はF'st(x,
y)のいずれかの画像データをプリンタや印刷機などの装
置を用いて出力することにより識別情報が埋め込まれた
印刷物を作製し、識別情報埋め込みルーチンを終了す
る。
In step 104, Fst (x, y) or F'st (x,
By outputting any of the image data of y) using a device such as a printer or a printing machine, a printed matter in which the identification information is embedded is produced, and the identification information embedding routine is terminated.

【0040】図5は、本発明に係る識別情報が埋め込ま
れた印刷物の一例を示す図である。目視では、図5(a)
のFs1(x,y)と図5(b)のF's1(x,y)との違いを容易に
見分けることができない。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a printed material in which identification information according to the present invention is embedded. As shown in FIG.
The difference between Fs1 (x, y) in FIG. 5 and F's1 (x, y) in FIG. 5B cannot be easily distinguished.

【0041】ところで、本発明に係る印刷物認証装置で
は、印刷物に印刷される1個の画像データは1ビットの
識別情報を提供している。1個の画像データを所定の基
材上に印刷して印刷物に1ビットの識別情報を埋め込ん
だ上で、印刷物から1ビットの識別情報を抽出して照合
することもできるし、複数個の画像データを所定の基材
上に印刷して印刷物に複数ビットの識別情報を埋め込ん
だ上で、印刷物から複数ビットの識別情報を抽出して照
合することもできる。いずれにしても、本発明に係る印
刷物認証装置では、n個の画像データを所定の基材上に
出力して作製された印刷物に2n通り(nビット)の識
別情報を埋め込むことができる。
By the way, in the printed matter authentication apparatus according to the present invention, one piece of image data printed on the printed matter provides 1-bit identification information. It is also possible to print one image data on a predetermined base material, embed 1-bit identification information in a printed matter, extract 1-bit identification information from the printed matter and collate it, After printing data on a predetermined base material and embedding a plurality of bits of identification information in a printed matter, it is also possible to extract and collate the plurality of bits of identification information from the printed matter. In any case, the printed matter authentication device according to the present invention can embed 2n (n bits) identification information in a printed matter produced by outputting n image data on a predetermined base material.

【0042】このように、印刷物に識別情報を埋め込ん
だ上で、印刷物から識別情報を抽出して照合することを
可能とするために本発明では以下の構成を採用してい
る。すなわち、識別情報の埋め込み装置は、画像入力
部、前処理部、配列置換部及び画像出力部を備えてお
り、前記画像入力部は、n個の原画像データにそれぞれ
対応する入力画像データをそれぞれディジタル画像デー
タに変換してn個のディジタル画像データを入力し、前
記前処理部は、前記n個のディジタル画像データをそれ
ぞれ二値化してn個の二値画像を作成した後、前記n個
の二値画像をそれぞれ縦横に所定の倍率で拡大してn個
の拡大画像を作成し、前記配列置換部は、前記n個の拡
大画像のそれぞれの拡大画像ごとに二種類の配列置換画
像を作成することによって、前記二種類の配列置換画像
のそれぞれの種類の配列置換画像に1ビットの識別情報
を埋め込み、前記画像出力部は、前記n個の拡大画像の
それぞれの拡大画像ごとに前記二種類の配列置換画像の
いずれかの種類の配列置換画像の画像データを出力して
n個の配列置換画像を印刷することによって、合計でn
ビットの識別情報を埋め込んだ印刷物を作製する。ここ
で、n個の原画像データのそれぞれの原画像データを全
て同じ原画像データとなるように構成することもできる
が、n個の原画像データのそれぞれの原画像データを全
て同じ原画像データとなるように構成しなくてもよい。
図1は、n=4として4個の配列置換画像イ〜ニを印刷
して4ビットの識別情報を埋め込む場合を示している。
As described above, the present invention employs the following configuration in order to embed the identification information in the printed matter and to extract the identification information from the printed matter for collation. That is, the identification information embedding device includes an image input unit, a preprocessing unit, an array replacement unit, and an image output unit, and the image input unit converts input image data respectively corresponding to n pieces of original image data. After converting the digital image data into digital image data and inputting n digital image data, the preprocessing unit binarizes the n digital image data to generate n binary images, and then generates the n binary images. Are enlarged vertically and horizontally at a predetermined magnification to create n enlarged images, and the array replacement unit performs two types of array replacement images for each of the n enlarged images. By creating, the 1-bit identification information is embedded in each type of the array replacement image of the two types of array replacement images, and the image output unit outputs By printing the n pieces of sequence substitutions image by outputting the image data of any kind of sequence substitutions image of the serial two types of sequence substitutions image, n in total
Create a printed material in which the bit identification information is embedded. Here, all the original image data of the n pieces of original image data can be configured to be the same original image data, but all the original image data of the n pieces of original image data are all the same original image data. It is not necessary to configure so that
FIG. 1 shows a case where four array replacement images A to D are printed with n = 4 and 4-bit identification information is embedded.

【0043】(識別情報認識装置の作用)次に、図4
(b)を用いて、識別情報抽出ルーチンを説明する。ステ
ップ200では、識別情報が埋め込まれた印刷物から配列
置換画像を読み取ってディジタル画像データに変換す
る。ステップ201では、ディジタル画像データに変換さ
れた配列置換画像を高速フーリエ変換する。
(Operation of Identification Information Recognition Apparatus) Next, FIG.
The identification information extraction routine will be described with reference to FIG. In step 200, the array replacement image is read from the printed matter in which the identification information is embedded, and is converted into digital image data. In step 201, the array replacement image converted into digital image data is subjected to fast Fourier transform.

【0044】ステップ202では、配列置換画像を高速フ
ーリエ変換することにより得られる数値データからフー
リエスペクトルを抽出する。ステップ203では、抽出さ
れたフーリエスペクトルのデータと予めフーリエスペク
トル出力部の記憶部に各配列置換画像に対応して設定さ
れている基準フーリエスペクトルのデータを比較手段で
比較することによって、「1」又は「0」の二値化デー
タ、或いは、「非真正」のいずれかの結果を出力して識
別情報抽出ルーチンを終了する。なお、識別情報抽出ル
ーチンでは、フーリエスペクトル抽出部で抽出されたフ
ーリエスペクトルのデータをCRTや液晶ディスプレイ
などの表示装置に表示して、或いは、フーリエスペクト
ル抽出部で抽出されたフーリエスペクトルのデータをプ
リンタや印刷機などの出力装置を用いて出力して目視で
きる情報を提供した上で、目視による印刷物の認証を可
能とすることもできる。
In step 202, a Fourier spectrum is extracted from numerical data obtained by performing a fast Fourier transform on the array replacement image. In step 203, the extracted Fourier spectrum data is compared with the reference Fourier spectrum data set in advance in the storage unit of the Fourier spectrum output unit corresponding to each array replacement image by the comparison unit, thereby obtaining "1". Alternatively, either the binarized data of “0” or the result of “non-genuine” is output, and the identification information extraction routine ends. In the identification information extraction routine, the Fourier spectrum data extracted by the Fourier spectrum extraction unit is displayed on a display device such as a CRT or a liquid crystal display, or the Fourier spectrum data extracted by the Fourier spectrum extraction unit is output to a printer. It is also possible to provide information that can be output and viewed using an output device such as a printer or a printing machine, and then visually authenticate the printed material.

【0045】図6は、本発明に係る図5の各印刷物の画
像データに関するフーリエスペクトルをプリンタを用い
て出力した一例を示す図である。図6(a)の|fs1(u,v)
|は、図5(a)のFs1(x,y)のフーリエスペクトルで、円
形状又は半円形状のパターンが縦に並んでいる。一方、
図6(b)の|f's1(u,v)|は、図5(b)のF's1(x,y)のフ
ーリエスペクトルであるが、円形状又は半円形状のパタ
ーンが横に並んでいる。
FIG. 6 is a diagram showing an example in which a Fourier spectrum relating to the image data of each printed matter in FIG. 5 according to the present invention is output using a printer. | Fs1 (u, v) in FIG. 6 (a)
| Is the Fourier spectrum of Fs1 (x, y) in FIG. 5A, in which circular or semicircular patterns are vertically arranged. on the other hand,
| F′s1 (u, v) | in FIG. 6 (b) is the Fourier spectrum of F′s1 (x, y) in FIG. 5 (b), and a circular or semi-circular pattern Lined up.

【0046】このように、|fs1(u,v)|と|f's1(u,v)|
とでは、フーリエスペクトルの偏向(方向の偏り)が異
なるため、|fs1(u,v)|と|f's1(u,v)|との違いを、後
述する比較手段において容易にパターン認識可能であ
り、また、目視でも容易に見分けることができる。した
がって、Fs1(x,y)及びF's1(x,y)に埋め込まれた1ビ
ットの識別情報を抽出することが可能である。
Thus, | fs1 (u, v) | and | f's1 (u, v) |
Since the deflection (direction bias) of the Fourier spectrum is different between and, the difference between | fs1 (u, v) | and | f's1 (u, v) | In addition, it can be easily recognized visually. Therefore, it is possible to extract 1-bit identification information embedded in Fs1 (x, y) and F's1 (x, y).

【0047】図7は、円形パターンを有する拡大画像Fg
2(x,y)と、その第一の配列置換画像Fs2(x,y)と、第二
の配列置換画像F's2(x,y)とを示した図である。目視で
は、Fs2(x,y)とF's2(x,y)との違いを見分けることが
できない。
FIG. 7 shows an enlarged image Fg having a circular pattern.
FIG. 2 is a diagram showing 2 (x, y), a first array replacement image Fs2 (x, y), and a second array replacement image F's2 (x, y). The difference between Fs2 (x, y) and F's2 (x, y) cannot be visually discriminated.

【0048】図8は、図7(b)のFs2(x,y)のフーリエ
スペクトル|fs2(u,v)|及び図7(c)のF's2(x,y)のフ
ーリエスペクトル|f's2(u,v)|を示した図である。|fs2
(u,v)|と|f's2(u,v)|に関しては、フーリエスペクト
ルの偏向が異なるため、その違いを後述する比較手段に
おいて容易にパターンの比較が可能であり、また、目視
でも容易に見分けることができる。したがって、識別情
報が埋め込まれた配列置換画像Fs2(x,y)及びF's2(x,
y)から識別情報を抽出することが可能である。
FIG. 8 shows the Fourier spectrum | fs2 (u, v) | of Fs2 (x, y) in FIG. 7B and the Fourier spectrum | f of F's2 (x, y) in FIG. 7C. It is the figure which showed 's2 (u, v) |. | fs2
Since (u, v) | and | f's2 (u, v) | have different Fourier spectrum deflections, the difference can be easily compared by comparing means described later, and also visually. It can be easily identified. Therefore, the array replacement images Fs2 (x, y) and F's2 (x,
It is possible to extract identification information from y).

【0049】図9は、図7(b)のFs2(x,y)とそれを構成
する二つの画像Fa2(x,y)及びFb2(x,y)を示した図であ
る。Fa2(x,y)は、C3をしきつめた画像で、Fs2(x,y)と
同サイズの画像である。Fb2(x,y)は、Fs2(x,y)からFa
2(x,y)を差し引いた差画像であり、各画像間の関係は
数1で与えられる。
FIG. 9 is a diagram showing Fs2 (x, y) of FIG. 7 (b) and two images Fa2 (x, y) and Fb2 (x, y) constituting the same. Fa2 (x, y) is an image obtained by tightening C3 and has the same size as Fs2 (x, y). Fb2 (x, y) is obtained from Fs2 (x, y) by Fa
This is a difference image obtained by subtracting 2 (x, y), and the relationship between the images is given by Expression 1.

【0050】[0050]

【数1】Fs2(x,y)=Fa2(x,y)+Fb2(x,y)## EQU1 ## Fs2 (x, y) = Fa2 (x, y) + Fb2 (x, y)

【0051】図10は、図7(c)のF's2(x,y)とそれを構
成する二つの画像F'a2(x,y)及びF'b2(x,y)を示した図
である。各画像間の関係は数2で与えられる。
FIG. 10 is a diagram showing F's2 (x, y) of FIG. 7 (c) and two images F'a2 (x, y) and F'b2 (x, y) constituting the same. It is. The relationship between the images is given by Equation 2.

【0052】[0052]

【数2】F's2(x,y)=F'a2(x,y)+F'b2(x,y)## EQU2 ## F's2 (x, y) = F'a2 (x, y) + F'b2 (x, y)

【0053】但し、F'a2(x,y)とFa2(x,y)との間には
数3が成り立つ。
However, Equation 3 holds between F'a2 (x, y) and Fa2 (x, y).

【0054】[0054]

【数3】F'a2(x,y)=Fa2(x,y)## EQU3 ## F'a2 (x, y) = Fa2 (x, y)

【0055】図11は、図9の各画像のフーリエスペクト
ルを示した図である。光学表示のため、各フーリエスペ
クトルの中央が直流成分である。各フーリエスペクトル
の定義域をDR1とする。DR1は、-1/2≦u<1/2、且つ、-1/
2≦v<1/2を満たす領域である。v=1/2の行及びu=1/2の
列はDR1に含まれないので、|fa2(u,v)|は座標(u,v)が
(-1/2,-1/2)、(0,-1/2)、(-1/2,0)、(0,0)の4点に
フーリエスペクトルが現れる。この4点を定義域DR2と
する。DR1からDR2を除く定義域をDR3とする。DR3では|f
a2(u,v)|=0であるため、DR3においてfa2(u,v)=0が
成り立つ。フーリエ変換の加法則より、DR3において数
4が成り立つ。
FIG. 11 is a diagram showing a Fourier spectrum of each image of FIG. For optical display, the center of each Fourier spectrum is the DC component. Let the domain of each Fourier spectrum be DR1. DR1 is -1 / 2≤u <1/2, and -1 /
This is a region that satisfies 2 ≦ v <1/2. Since the row of v = 1/2 and the column of u = 1/2 are not included in DR1, | fa2 (u, v) |
Fourier spectra appear at four points (-1/2, -1/2), (0, -1/2), (-1 / 2,0), (0,0). These four points are defined as a domain DR2. The domain excluding DR1 and DR2 is DR3. | F in DR3
Since a2 (u, v) | = 0, fa2 (u, v) = 0 holds in DR3. From the addition rule of the Fourier transform, Equation 4 holds in DR3.

【0056】[0056]

【数4】fs2(u,v)=fb2(u,v)Fs2 (u, v) = fb2 (u, v)

【0057】この結果、DR3では数5が成り立つ。As a result, Equation 5 holds for DR3.

【0058】[0058]

【数5】|fs2(u,v)|=|fb2(u,v)|| Fs2 (u, v) | = | fb2 (u, v) |

【0059】図12は、図10の各画像のフーリエスペクト
ルを示した図である。ここで、|f'a2(u,v)|と|fa2(u,
v)|との関係は数6で与えられる。
FIG. 12 is a diagram showing a Fourier spectrum of each image of FIG. Where | f'a2 (u, v) | and | fa2 (u,
v) | is given by Equation 6.

【0060】[0060]

【数6】|f'a2(u,v)|=|fa2(u,v)|| F′a2 (u, v) | = | fa2 (u, v) |

【0061】DR3においては数7が成り立つ。In DR3, equation 7 holds.

【0062】[0062]

【数7】|f's2(u,v)|=|f'b2(u,v)|| F′s2 (u, v) | = | f′b2 (u, v) |

【0063】|fa2(u,v)|の影響は、|fs2(u,v)|のDR2
に現れ、|f'a2(u,v)|の影響は、|f's2(u,v)|のDR2に
現れるが、DR1に占めるDR2の割合は極めて小さい。した
がって、DR1の大半を占めるDR3において、数5及び数7
が成り立つことから、|fs2(u,v)|のフーリエスペクト
ル分布に偏向を生じさせる主要素は|fb2(u,v)|であ
り、|f's2(u,v)|のフーリエスペクトル分布に偏向を生
じさせる主要素は|f'b2(u,v)|であることがわかる。
The effect of | fa2 (u, v) | is that DR2 of | fs2 (u, v) |
And the effect of | f'a2 (u, v) | appears in DR2 of | f's2 (u, v) |, but the ratio of DR2 to DR1 is extremely small. Therefore, in DR3, which accounts for the majority of DR1,
Holds, | fb2 (u, v) | is the main factor that causes a deviation in the Fourier spectrum distribution of | fs2 (u, v) |, and the Fourier spectrum distribution of | f's2 (u, v) | It can be seen that the main element that causes the deflection to | f'b2 (u, v) |.

【0064】Fs2(x,y)がC3とC4で構成されるため、|fb
2(u,v)|の空間画像Fb2(x,y)で、全画素値が0でない
行の1の値の白画素は2画素以上(2の倍数)連続して
現れる。一方、Fb2(x,y)の各列については、全画素値
が0でない列において、1の値の白画素の両隣は必ず0
の値の黒画素になる。このため、|fb2(u,v)|は、u軸方
向の高周波領域(1/4≦u<1/2)に存在するフーリエス
ペクトルの割合が小さく、v軸方向の高周波領域(1/4≦
v<1/2)に存在するフーリエスペクトルの割合が大きい
という偏向を示す。
Since Fs2 (x, y) is composed of C3 and C4, | fb
In the spatial image Fb2 (x, y) of 2 (u, v) |, white pixels having a value of 1 in a row where all the pixel values are not 0 appear continuously in two or more pixels (a multiple of 2). On the other hand, for each column of Fb2 (x, y), in the column where all the pixel values are not 0, both sides of the white pixel having the value 1 are always 0
Black pixel. Therefore, | fb2 (u, v) | has a small proportion of the Fourier spectrum existing in the high-frequency region (1/4 ≦ u <1/2) in the u-axis direction, and ≤
(v <1/2) indicates that the proportion of the Fourier spectrum present in the region is large.

【0065】また、F's2(x,y)はC3とC5で構成されるた
め、|f'b2(u,v)|の空間画像F'b2(x,y)では、全画素値
が0でない列の1の値の白画素は2画素以上(2の倍
数)連続して現れる。一方、F'b2(x,y)の各行について
は、全画素値が0でない行において、1の値の白画素の
両隣は必ず0の値の黒画素になる。
Since F's2 (x, y) is composed of C3 and C5, in the spatial image F'b2 (x, y) of | f'b2 (u, v) | A white pixel having a value of 1 in a non-zero column appears continuously for two or more pixels (a multiple of 2). On the other hand, for each row of F'b2 (x, y), in a row where all pixel values are not 0, both sides of a white pixel having a value of 1 are always black pixels having a value of 0.

【0066】このため、|f'b2(u,v)|は、v軸方向の高
周波領域(1/4≦v<1/2)に存在するフーリエスペクト
ルの割合が小さく、u軸方向の高周波領域(1/4≦u<1/
2)に存在するフーリエスペクトルの割合が大きいとい
う偏向を示す。|fb2(u,v)|と|f'b2(u,v)|とでは、フ
ーリエスペクトルの偏向が異なるため、識別情報が埋め
込まれた配列置換画像から識別情報を抽出することが可
能となる。
Therefore, | f'b2 (u, v) | has a small proportion of the Fourier spectrum existing in the high frequency region (1/4 ≦ v <1/2) in the v-axis direction, Area (1/4 ≦ u <1 /
This shows that the proportion of the Fourier spectrum present in 2) is large. Since | fb2 (u, v) | and | f'b2 (u, v) | have different Fourier spectrum deflections, it is possible to extract identification information from an array replacement image in which identification information is embedded. .

【0067】本発明では、上述のとおり印刷物に埋め込
まれたnビットの識別情報を抽出、照合する構成として
いるが、これは具体的には図13に示す識別情報認識装置
の構成によって可能となる。
According to the present invention, the n-bit identification information embedded in the printed matter is extracted and collated as described above, but this can be specifically realized by the configuration of the identification information recognition device shown in FIG. .

【0068】すなわち、識別情報認識装置は、nビット
の識別情報を抽出する識別情報抽出装置と抽出された前
記nビットの識別情報を予め記憶されているnビットの
基準識別情報データと照合する識別情報照合装置から構
成されており、識別情報抽出装置は、画像読み取り部、
高速フーリエ変換部、フーリエスペクトル抽出部及びフ
ーリエスペクトル出力部を備えており、画像読み取り部
は、印刷物から読み取ったn個の配列置換画像の画像デ
ータをそれぞれディジタル画像データに変換してn個の
ディジタル画像データを生成し、高速フーリエ変換部、
フーリエスペクトル抽出部及びフーリエスペクトル出力
部は、画像読み取り部で生成されたn個のディジタル画
像データをそれぞれ処理し、識別情報埋め込み装置でn
個の原画像データのそれぞれの原画像データごとに作成
された二種類の配列置換画像のそれぞれの種類の配列置
換画像のフーリエスペクトルが互いに異なる偏向を持っ
ていることを利用して印刷物からnビットの識別情報を
抽出し、識別情報照合装置は、識別情報抽出装置で抽出
されたnビットの識別情報とnビットの基準識別情報デ
ータを照合し、nビットの識別情報とnビットの基準識
別情報データの間に所定の関係がある時に前記印刷物を
真正な印刷物として識別する。
That is, the identification information recognizing device includes an identification information extracting device for extracting n-bit identification information and an identification information recognizing device for collating the extracted n-bit identification information with n-bit reference identification information data stored in advance. The identification information extracting device comprises an image reading unit,
A fast Fourier transform unit, a Fourier spectrum extractor, and a Fourier spectrum output unit are provided. The image reading unit converts the image data of the n array replacement images read from the printed matter into digital image data and converts the image data into n digital images. Generate image data, fast Fourier transform unit,
The Fourier spectrum extraction unit and the Fourier spectrum output unit respectively process the n pieces of digital image data generated by the image reading unit.
N bits from the printed material using the fact that the Fourier spectra of the two types of array replacement images created for each of the original image data have different polarizations from each other The identification information collating device extracts the n-bit identification information and the n-bit reference identification information data extracted by the identification information extracting device, and identifies the n-bit identification information and the n-bit reference identification information. When there is a predetermined relationship between the data, the printed matter is identified as a genuine printed matter.

【0069】識別情報抽出装置におけるフーリエスペク
トル出力部は、抽出されたフーリエスペクトルのデータ
と予めフーリエスペクトル出力部の記憶部に各配列置換
画像に対応して設定されている基準フーリエスペクトル
のデータを比較手段で比較することによって、「1」又
は「0」の二値化データ、或いは、「非真正」のいずれ
かの結果を出力する。
The Fourier spectrum output unit in the identification information extracting device compares the extracted Fourier spectrum data with the reference Fourier spectrum data set in advance in the storage unit of the Fourier spectrum output unit in correspondence with each array replacement image. By means of the comparison, either binary data of “1” or “0” or a result of “non-authentic” is output.

【0070】この点を詳述すると、フーリエスペクトル
出力部は記憶部及び比較手段を具備しており、記憶部に
は予め基準フーリエスペクトルのデータが記憶されてい
る。そして、フーリエスペクトル抽出部で抽出されたフ
ーリエスペクトルのデータが基準フーリエスペクトルの
データと比較手段において比較される。具体的には記憶
部に予め|fst(u,v)|と|f'st(u,v)|のデータが記憶さ
れており、抽出されたフーリエスペクトルのデータが|f
st(u,v)|に該当する場合は「1」を出力し、抽出され
たフーリエスペクトルのデータが|f'st(u,v)|に該当す
る場合は「0」を出力し、抽出されたフーリエスペクト
ルのデータがいずれにも該当しない場合は不正使用を意
味する信号を出力するように構成されている。
To explain this point in detail, the Fourier spectrum output unit includes a storage unit and a comparison unit, and the storage unit stores data of the reference Fourier spectrum in advance. Then, the data of the Fourier spectrum extracted by the Fourier spectrum extraction unit is compared with the data of the reference Fourier spectrum by comparison means. Specifically, data of | fst (u, v) | and | f'st (u, v) | are stored in advance in the storage unit, and the data of the extracted Fourier spectrum is | fst (u, v) |
Outputs “1” when st (u, v) | and outputs “0” when extracted Fourier spectrum data corresponds to | f'st (u, v) | If the data of the Fourier spectrum does not correspond to any of them, a signal indicating unauthorized use is output.

【0071】なお、識別情報認識装置では、フーリエス
ペクトル抽出部で抽出されたフーリエスペクトルのデー
タをCRTや液晶ディスプレイなどの表示装置に表示し
て、或いは、フーリエスペクトル抽出部で抽出されたフ
ーリエスペクトルのデータをプリンタや印刷機などの出
力装置を用いて出力して目視できる情報を提供した上
で、目視による印刷物の認証を可能とすることもでき
る。
In the identification information recognizing device, the Fourier spectrum data extracted by the Fourier spectrum extracting unit is displayed on a display device such as a CRT or a liquid crystal display, or the Fourier spectrum extracted by the Fourier spectrum extracting unit is displayed. It is also possible to output information using an output device such as a printer or a printing machine, provide information that can be viewed, and then visually authenticate the printed material.

【0072】識別情報照合装置は、照合手段及び記憶装
置を具備しており、識別情報抽出装置のフーリエスペク
トル出力部から出力されたnビットの二値化データを記
憶装置に予め記憶されている基準識別情報データと照合
手段で照合し、識別情報抽出装置のフーリエスペクトル
出力部から出力されたnビットの二値化データと記憶装
置に予め記憶されている基準識別情報データの間に所定
の関係がある時に印刷物を真正な印刷物として認証す
る。
The identification information collating device includes a collating means and a storage device. The n-bit binarized data output from the Fourier spectrum output unit of the identification information extracting device is stored in a storage device. A predetermined relationship is established between the n-bit binarized data output from the Fourier spectrum output unit of the identification information extracting device and the reference identification information data stored in advance in the storage device by collating with the identification information data by the matching means. At some point, a print is authenticated as a genuine print.

【0073】例えば、本発明の印刷物認証装置を通行証
の認証装置として利用する場合、識別情報照合装置の記
憶装置に予め基準識別情報データとして「0101」を
記憶させておき、通行証に埋め込まれた識別情報として
識別情報抽出装置のフーリエスペクトル出力部から出力
された二値化データが基準識別情報データである「01
01」と一致する時に通行可能とするような利用の仕方
もある。
For example, when the printed matter authentication device of the present invention is used as a passport authentication device, "0101" is stored in advance in the storage device of the identification information verification device as reference identification information data, and the identification information embedded in the passport is used. The binarized data output from the Fourier spectrum output unit of the identification information extraction device as information is the reference identification information data “01”.
There is also a usage method that allows passage when the number matches "01".

【0074】以上、本発明に係る印刷物認証装置の実施
の形態を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本
発明に係る印刷物認証装置の実施の態様は上記の実施例
に限定されるものではなく、本発明に係る特許請求の範
囲に記載した技術事項の範囲内であれば各種の態様を採
用することができる。特に、上記の実施例では、原画像
データに対応する二値画像を縦横にそれぞれ二倍に拡大
して得られた拡大画像から二種類の配列置換画像を作成
し、二種類の配列置換画像のそれぞれの種類の配列置換
画像に1ビットの識別情報を埋め込む場合について説明
したが、原画像データに対応する二値画像を縦横ごとに
所定の倍率で拡大して得られた拡大画像から所定の配列
置換規則に従って二種類の配列置換画像を作成し、二種
類の配列置換画像のそれぞれの種類の配列置換画像に1
ビットの識別情報を埋め込むことによって本発明の印刷
物認証装置を構成することも可能である。また、識別情
報埋め込み装置においてn個の配列置換画像を印刷して
nビットの識別情報を埋め込んだ印刷物を作製するにあ
たっては、所定の条件下で所定の特性を示すインキを用
いて少なくとも一個の配列置換画像を印刷した上で、識
別情報抽出装置において前記所定の条件下で前記インキ
が示す前記所定の特性を抽出して前記少なくとも一個の
配列置換画像の画像データを読み取ってもよい。
Although the embodiments of the printed matter authentication apparatus according to the present invention have been described based on the specific embodiments, the embodiments of the printed matter authentication apparatus according to the present invention are limited to the above-described embodiments. Instead, various modes can be adopted as long as they fall within the technical scope described in the claims of the present invention. In particular, in the above-described embodiment, two types of array replacement images are created from enlarged images obtained by enlarging the binary image corresponding to the original image data vertically and horizontally twice, and the two types of array replacement images are created. Although the case where 1-bit identification information is embedded in each type of array replacement image has been described, a predetermined array is obtained from an enlarged image obtained by enlarging a binary image corresponding to the original image data at a predetermined magnification in each of the vertical and horizontal directions. Two types of array replacement images are created according to the replacement rules, and one type is added to each type of array replacement image of the two types of array replacement images.
By embedding the identification information of the bits, the printed matter authentication apparatus of the present invention can be configured. Further, in producing a printed matter in which n pieces of array replacement images are embedded in an identification information embedding apparatus and n bits of identification information are embedded, at least one array using ink having predetermined characteristics under predetermined conditions. After printing the replacement image, the identification information extracting device may extract the predetermined characteristic indicated by the ink under the predetermined condition and read the image data of the at least one array replacement image.

【0075】[0075]

【発明の効果】本発明に係る印刷物認証装置は、所定の
配列置換規則に従って1の値の白画素と0の値の黒画素
が配置された二値画像であって、所定の識別情報が埋め
込まれた二値画像を所定の基材上に出力して作製された
印刷物から識別情報を抽出するので、印刷物の濃淡画像
から識別情報を抽出する場合に比べてインキの濃度ムラ
や時間経過による色あせ、照明ムラなどの影響を受けに
くく、印刷物から安定して識別情報を抽出した上で、印
刷物の認証を正確に行うことが可能となる。また、本発
明に係る印刷物認証装置では、1の値の白画素と0の値
の黒画素から構成される二値画像全体に位相変調を利用
して識別情報を埋め込むので、周波数変調を利用して印
刷物に識別情報を埋め込む場合のように絵柄によって識
別情報の埋め込み領域が制限されることがない。
The printed matter authentication apparatus according to the present invention is a binary image in which white pixels having a value of 1 and black pixels having a value of 0 are arranged in accordance with a predetermined arrangement replacement rule, wherein predetermined identification information is embedded. Since the identification information is extracted from the printed matter produced by outputting the binary image thus formed on a predetermined base material, compared with the case where the identification information is extracted from the grayscale image of the printed matter, the density unevenness of the ink and the fading due to the passage of time. In addition, it is hardly affected by illumination unevenness and the like, and it is possible to stably extract identification information from a printed material and accurately perform authentication of the printed material. Further, in the printed matter authentication apparatus according to the present invention, since the identification information is embedded using the phase modulation in the entire binary image including the white pixels having the value 1 and the black pixels having the value 0, the frequency modulation is used. Unlike the case where the identification information is embedded in the printed matter, the area where the identification information is embedded is not limited by the picture.

【0076】また、本発明に係る印刷物認証装置では、
識別情報が埋め込まれた印刷物から読み取った画像デー
タのフーリエスペクトルに現れる偏向を利用して識別情
報を抽出するので、印刷物から識別情報を抽出する際に
高精度な位置合わせが必要とされることはない。更に、
本発明に係る印刷物認証装置では、印刷物から識別情報
を抽出する際にイメージスキャナやビデオカメラなどか
ら読み取った画像データを必ずしも二値化する必要がな
いので、読み取った画像データのシャープネスの低下や
照明ムラの影響を受けにくい。このため、本発明に係る
印刷物認証装置では、従来よりも安定して印刷物の認証
を正確に行うことが可能となる。
In the printed matter authentication device according to the present invention,
Since the identification information is extracted by using the deflection appearing in the Fourier spectrum of the image data read from the printed matter in which the identification information is embedded, high-precision alignment is required when extracting the identification information from the printed matter. Absent. Furthermore,
In the printed matter authentication apparatus according to the present invention, when extracting identification information from a printed matter, it is not necessary to binarize image data read from an image scanner or a video camera. Less susceptible to unevenness. For this reason, in the printed matter authentication device according to the present invention, it is possible to stably and accurately perform the authentication of the printed matter as compared with the related art.

【0077】本発明に係る印刷物認証装置は、n個の原
画像データのそれぞれの原画像データごとに二種類の配
列置換画像を作成することによって、二種類の配列置換
画像のそれぞれの種類の配列置換画像に1ビットの識別
情報を埋め込み、印刷物からnビットの識別情報を抽出
して照合することが可能となるから、より多くの識別情
報を用いて印刷物を正確に認証することが可能となる。
しかも、本発明に係る印刷物認証装置を用いて作製され
た識別情報が埋め込まれた印刷物は、所定の配列置換規
則に従って1の値の白画素と0の値の黒画素が配置され
た二値画像であって、所定の識別情報が埋め込まれた二
値画像をプリンタ、印刷機など様々な出力装置を用いて
紙、プラスチック、金属、布など様々な媒体に簡便に印
刷した印刷物であるので、本発明の印刷物認証装置は、
証券、紙幣、印紙、証紙、切手、旅券、身分証明書、通
行証、会員証、クレジットカードを含む印刷物の識別や
真偽判別を要する多方面の分野に利用できる。
The printed matter authentication apparatus according to the present invention creates two types of array replacement images for each of the n pieces of original image data, thereby obtaining each type of array of the two types of array replacement images. Since it is possible to embed 1-bit identification information in the replacement image and extract and collate n-bit identification information from the printed material, it is possible to accurately authenticate the printed material using more identification information. .
In addition, the printed matter in which the identification information created by using the printed matter authentication apparatus according to the present invention is embedded is a binary image in which white pixels having a value of 1 and black pixels having a value of 0 are arranged in accordance with a predetermined arrangement replacement rule. This is a printed matter in which a binary image in which predetermined identification information is embedded is simply printed on various media such as paper, plastic, metal, and cloth using various output devices such as a printer and a printing machine. The printed matter authentication device of the invention is:
It can be used in various fields that require identification and authenticity of printed matter including securities, bills, stamps, stamps, stamps, passports, identification cards, passports, membership cards, and credit cards.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る印刷物認証装置の実施例の全体構
成を説明するための図。
FIG. 1 is a view for explaining the overall configuration of an embodiment of a printed matter authentication apparatus according to the present invention.

【図2】識別情報埋め込み装置及び識別情報抽出装置の
一例を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of an identification information embedding device and an identification information extraction device.

【図3】配列置換規則によって定義された2×2画素の
配列を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an array of 2 × 2 pixels defined by an array replacement rule.

【図4】識別情報の埋め込み及び抽出方法を説明するフ
ローチャート。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a method for embedding and extracting identification information.

【図5】識別情報が埋め込まれた印刷物の一例を示す
図。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a printed matter in which identification information is embedded.

【図6】図5の各印刷物の画像データに関するフーリエ
スペクトルをプリンタを用いて出力した一例を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing an example in which a Fourier spectrum relating to image data of each printed matter in FIG. 5 is output using a printer.

【図7】円形パターンを有する拡大画像Fg2(x,y)と、
その第一の配列置換画像Fs2(x,y)と、第二の配列置換
画像F's2(x,y)とを示す図。
FIG. 7 is an enlarged image Fg2 (x, y) having a circular pattern;
The figure which shows the 1st sequence substitution image Fs2 (x, y) and the 2nd sequence substitution image F's2 (x, y).

【図8】図7(b)のFs2(x,y)のフーリエスペクトル|fs
2(u,v)|と、図7(c)のF's2(x,y)のフーリエスペクト
ル|f's2(u,v)|とを示す図。
8 is a Fourier spectrum | fs of Fs2 (x, y) in FIG. 7 (b).
FIG. 8 is a diagram showing a Fourier spectrum | f′s2 (u, v) | of F′s2 (x, y) in FIG. 7C.

【図9】図7(b)のFs2(x,y)と、それを構成する二つ
の画像Fa2(x,y)及びFb2(x,y)とを示す図。
FIG. 9 is a diagram showing Fs2 (x, y) of FIG. 7B and two images Fa2 (x, y) and Fb2 (x, y) constituting the Fs2 (x, y).

【図10】図7(c)のF's2(x,y)と、それを構成する二つ
の画像F'a2(x,y)及びF'b2(x,y)とを示す図。
FIG. 10 is a diagram showing F′s2 (x, y) of FIG. 7 (c) and two images F′a2 (x, y) and F′b2 (x, y) constituting the same.

【図11】図9の各画像のフーリエスペクトルを示す図。FIG. 11 is a diagram showing a Fourier spectrum of each image in FIG. 9.

【図12】図10の各画像のフーリエスペクトルを示す図。FIG. 12 is a view showing a Fourier spectrum of each image in FIG. 10;

【図13】本発明の識別情報認識装置を説明する図。FIG. 13 is a diagram illustrating an identification information recognition device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 識別情報埋め込み装置 2 識別情報抽出装置 3 画像入力部 4 前処理部 5 配列置換部 6 画像出力部 7 画像読み取り部 8 高速フーリエ変換部 9 フーリエスペクトル抽出部 10 フーリエスペクトル出力部 11 原画像 12 識別情報が埋め込まれた印刷物 REFERENCE SIGNS LIST 1 identification information embedding device 2 identification information extraction device 3 image input unit 4 preprocessing unit 5 array replacement unit 6 image output unit 7 image reading unit 8 fast Fourier transform unit 9 Fourier spectrum extraction unit 10 Fourier spectrum output unit 11 original image 12 identification Printed material with embedded information

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G07D 7/12 G07D 7/12 H04N 1/387 H04N 1/387 1/40 1/40 Z Fターム(参考) 2C005 HA02 HB01 HB02 HB10 JB40 LB38 3E041 AA01 AA02 AA03 BA11 CB03 5B057 AA11 BA02 BA29 CA02 CA06 CA12 CA16 CB02 CB12 CB16 CB18 CC02 CD05 CE08 CE09 CE20 CG07 CH08 DA08 DA16 DA17 DB02 DB05 DB08 DC33 5C076 AA13 AA14 AA21 BA06 CB01 5C077 LL14 LL20 PP20 PP21 PP23 PP49 PP68 PQ04 PQ08 PQ20 RR02 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) G07D 7/12 G07D 7/12 H04N 1/387 H04N 1/387 1/40 1/40 Z F-term (reference) 2C005 HA02 HB01 HB02 HB10 JB40 LB38 3E041 AA01 AA02 AA03 BA11 CB03 5B057 AA11 BA02 BA29 CA02 CA06 CA12 CA16 CB02 CB12 CB16 CB18 CC02 CD05 CE08 CE09 CE20 CG07 CH08 DA08 DA16 DA17 DB02 DB05 DB08 DC33 5C076 A PP68 PQ04 PQ08 PQ20 RR02

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 印刷物へ識別情報を埋め込む識別情報埋
め込み装置と前記印刷物から前記識別情報を抽出して照
合する識別情報認識装置から構成される印刷物認証装置
であって、 前記識別情報埋め込み装置は、画像入力部、前処理部、
配列置換部及び画像出力部を備えており、 前記画像入力部は、n個(但し、n≧1;nは整数とす
る。)の原画像データにそれぞれ対応する入力画像デー
タをそれぞれディジタル画像データに変換してn個のデ
ィジタル画像データを入力し、 前記前処理部は、前記n個のディジタル画像データをそ
れぞれ二値化してn個の二値画像を作成した後、前記n
個の二値画像をそれぞれ縦横に所定の倍率で拡大してn
個の拡大画像を作成し、 前記配列置換部は、前記n個の拡大画像のそれぞれの拡
大画像ごとに二種類の配列置換画像を作成することによ
って、前記二種類の配列置換画像のそれぞれの種類の配
列置換画像に1ビットの識別情報を埋め込み、 前記画像出力部は、前記n個の拡大画像のそれぞれの拡
大画像ごとに前記二種類の配列置換画像のいずれかの種
類の配列置換画像の画像データを出力してn個の配列置
換画像を印刷することによって、合計でnビットの識別
情報を埋め込んだ印刷物を作製し、 前記識別情報認識装置は、前記nビットの識別情報を抽
出する識別情報抽出装置と抽出された前記nビットの識
別情報を予め記憶されたnビットの基準識別情報データ
と照合する識別情報照合装置から構成されており、 前記識別情報抽出装置は、画像読み取り部、高速フーリ
エ変換部、フーリエスペクトル抽出部及びフーリエスペ
クトル出力部を備えており、 前記画像読み取り部は、前記印刷物から読み取った前記
n個の配列置換画像の画像データをそれぞれディジタル
画像データに変換してn個のディジタル画像データを生
成し、 前記高速フーリエ変換部、前記フーリエスペクトル抽出
部及び前記フーリエスペクトル出力部は、前記画像読み
取り部で生成された前記n個のディジタル画像データを
それぞれ処理し、前記n個の拡大画像のそれぞれの拡大
画像ごとに前記二種類の配列置換画像のそれぞれの種類
の配列置換画像のフーリエスペクトルが互いに異なる偏
向を持っていることを利用して前記印刷物から前記nビ
ットの識別情報を抽出し、 前記識別情報照合装置は、前記識別情報抽出装置で抽出
された前記nビットの識別情報と前記nビットの基準識
別情報データを照合し、前記nビットの識別情報と前記
nビットの基準識別情報データの間に所定の関係がある
時に前記印刷物を真正な印刷物として識別することを特
徴とする印刷物認証装置。
1. A printed matter authentication apparatus comprising: an identification information embedding apparatus for embedding identification information in a printed matter; and an identification information recognizing apparatus for extracting and collating the identification information from the printed matter, wherein the identification information embedding apparatus comprises: Image input unit, preprocessing unit,
An array replacement unit and an image output unit, wherein the image input unit converts input image data respectively corresponding to n (where n ≧ 1; n is an integer) original image data into digital image data And inputs n digital image data. The pre-processing unit binarizes the n digital image data to generate n binary images.
Each of the two binary images is enlarged vertically and horizontally at a predetermined magnification and n
The array replacement section creates two types of array replacement images for each of the n enlarged images, thereby creating two types of array replacement images. Embedding 1-bit identification information in the array-replaced image of the above, and the image output unit outputs an image of one of the two types of array-replaced image for each of the n enlarged images. By outputting data and printing n array replacement images, a printed matter in which identification information of a total of n bits is embedded is produced, and the identification information recognition device extracts identification information of the n bits. An identification information collating device for collating the extracted n-bit identification information with an n-bit reference identification information data stored in advance; An image reading unit, a fast Fourier transform unit, a Fourier spectrum extracting unit, and a Fourier spectrum output unit, wherein the image reading unit converts the image data of the n array replacement images read from the printed matter into digital image data. The fast Fourier transform unit, the Fourier spectrum extraction unit and the Fourier spectrum output unit convert the n digital image data generated by the image reading unit into n digital image data, respectively. Processing, from the printed matter by utilizing that the Fourier spectrum of each type of array replacement image of each of the two types of array replacement images has a different polarization from each other for each of the n enlarged images. Extracting the n-bit identification information; The n-bit identification information extracted by the information extraction device is compared with the n-bit reference identification information data, and when there is a predetermined relationship between the n-bit identification information and the n-bit reference identification information data, A printed matter authentication apparatus, wherein the printed matter is identified as a genuine printed matter.
【請求項2】 前記画像入力部は、 イメージスキャナ又はビデオカメラを含む画像入力機器
を備えており、 前記画像入力機器を用いて前記n個の原画像データをそ
れぞれ取り込むことでn個の入力画像データを作成し、
前記n個の入力画像データをそれぞれディジタル画像デ
ータに変換して前記n個のディジタル画像データとする
ことを特徴とする請求項1記載の印刷物認証装置。
2. The image input unit includes an image input device including an image scanner or a video camera. The input device acquires n pieces of the original image data by using the image input device, and inputs n pieces of the input image data. Create data,
2. The printed matter authentication apparatus according to claim 1, wherein said n pieces of input image data are respectively converted into digital image data to be said n pieces of digital image data.
【請求項3】 前記前処理部は、 前記画像入力部から入力された前記n個のディジタル画
像データをそれぞれ二値化して前記n個の二値画像を作
成し、 前記n個の二値画像をそれぞれ縦横に二倍に拡大して前
記n個の拡大画像を作成することを特徴とする請求項1
又は2記載の印刷物認証装置。
3. The pre-processing unit generates the n binary images by binarizing each of the n digital image data input from the image input unit, and generates the n binary images. 2. The n enlarged images are created by enlarging each of the two images vertically and horizontally.
Or the printed matter authentication device according to 2.
【請求項4】 前記配列置換部は、 1の値の白画素と0の値の黒画素から構成される白黒の
二値画像である前記n個の拡大画像をそれぞれの拡大画
像ごとに2×2画素単位の配列に分割し、 前記n個の拡大画像のそれぞれの拡大画像ごとに全ての
前記2×2画素単位の配列において、前記白画素の個数
及び配置を所定の配列置換規則に従って変更することに
よって第一の配列置換画像及び第二の配列置換画像の二
種類の配列置換画像を作成し、 前記n個の拡大画像のそれぞれの拡大画像ごとに前記第
一の配列置換画像と前記第二の配列置換画像の間で前記
白画素の配置が異なる性質を利用して前記第一の配列置
換画像及び前記第二の配列置換画像に1ビットの識別情
報を埋め込むことを特徴とする請求項3記載の印刷物認
証装置。
4. The array replacing unit converts the n enlarged images, which are black and white binary images composed of white pixels having a value of 1 and black pixels having a value of 0, into 2 × The array is divided into two pixel units, and the number and arrangement of the white pixels are changed according to a predetermined arrangement replacement rule in all the 2 × 2 pixel unit arrays for each of the n enlarged images. By creating two types of array replacement images of a first array replacement image and a second array replacement image, the first array replacement image and the second array replacement image for each of the n enlarged images 4. A 1-bit identification information is embedded in the first array replacement image and the second array replacement image by utilizing the characteristic that the arrangement of the white pixels differs between the array replacement images. The printed matter authentication device according to the above.
【請求項5】 前記画像出力部は、 プリンタ又は印刷機を含む画像出力機器を備えており、 前記画像出力機器を用いて前記n個の拡大画像のそれぞ
れの拡大画像ごとに前記二種類の配列置換画像のいずれ
かの種類の配列置換画像の画像データを所定の基材の表
面に出力することによって、前記基材の表面にn個の配
列置換画像を印刷することを特徴とする請求項1乃至4
のいずれかに記載の印刷物認証装置。
5. The image output unit includes an image output device including a printer or a printing machine, and the two types of arrays are used for each of the n enlarged images by using the image output device. 2. A method according to claim 1, wherein the image data of any type of array replacement image of the replacement image is output to the surface of a predetermined base material, thereby printing n array replacement images on the surface of the base material. To 4
The printed matter authentication device according to any one of the above.
【請求項6】 前記画像読み取り部は、 イメージスキャナ又はビデオカメラを含む画像読み取り
機器を備えており、 前記画像読み取り機器を用いて前記n個の拡大画像のそ
れぞれの拡大画像ごとに前記画像出力部から前記基材の
表面に出力された前記二種類の配列置換画像のいずれか
の種類の配列置換画像を読み取ってディジタル画像デー
タに変換することによって、前記印刷物からn個のディ
ジタル画像データを生成することを特徴とする請求項1
乃至5のいずれかに記載の印刷物認証装置。
6. The image reading unit includes an image reading device including an image scanner or a video camera, and using the image reading device, outputs the image output unit for each of the n enlarged images. By reading any one of the two types of array-substituted images output from the substrate on the surface of the substrate and converting it into digital image data, n digital image data is generated from the printed matter 2. The method according to claim 1, wherein
6. The printed matter authentication apparatus according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 前記高速フーリエ変換部は、 前記画像読み取り部で生成されたn個のディジタル画像
データをそれぞれ高速フーリエ変換してn個の数値デー
タを得ることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに
記載の印刷物認証装置。
7. The fast Fourier transform unit according to claim 1, wherein the n digital image data generated by the image reading unit is fast Fourier transformed to obtain n numerical data. The printed matter authentication device according to any one of the above.
【請求項8】 前記フーリエスペクトル抽出部は、 前記高速フーリエ変換部で得られた前記n個の数値デー
タからそれぞれフーリエスペクトルのデータを抽出して
n個のフーリエスペクトルのデータを得ることを特徴と
する請求項1乃至7のいずれかに記載の印刷物認証装
置。
8. The Fourier spectrum extractor extracts Fourier spectrum data from each of the n numerical data obtained by the fast Fourier transform unit to obtain n Fourier spectrum data. The printed matter authentication apparatus according to claim 1.
【請求項9】 前記フーリエスペクトル出力部は、 前記フーリエスペクトル抽出部で得られた前記n個のフ
ーリエスペクトルのデータをそれぞれ二値データとして
前記識別情報照合装置に出力することを特徴とする請求
項1乃至8のいずれかに記載の印刷物認証装置。
9. The Fourier spectrum output section outputs the n pieces of Fourier spectrum data obtained by the Fourier spectrum extraction section to the identification information matching device as binary data. 9. The printed matter authentication device according to any one of 1 to 8.
【請求項10】 前記所定の配列置換規則は、 前記n個の拡大画像のそれぞれの拡大画像ごとに2×2
画素の配列Ci(i=1,2,..,5)を画素値Pxy(x=1,
2;y=1,2)を用いてCi={P11,P21,P12,P22}と表す
時、C1={0,0,0,0}、C2={1,1,1,1}、C3={1,
0,0,0}、C4={1,0,1,1}及びC5={1,1,0,1}と定
義し、 前記第一の配列置換画像を作成する際は、前記C1を前記
C3に置き換えた後、前記C2を前記C4に置き換え、 前記第二の配列置換画像を作成する際は、前記C1を前記
C3に置き換えた後、前記C2を前記C5に置き換えることを
特徴とする請求項4乃至9のいずれかに記載の印刷物認
証装置。
10. The predetermined array replacement rule is as follows: 2 × 2 for each of the n enlarged images.
The pixel array Ci (i = 1, 2,..., 5) is converted to a pixel value Pxy (x = 1,
2; y = 1, 2), when Ci = {P11, P21, P12, P22}, C1 = {0, 0, 0, 0}, C2 = {1, 1, 1, 1}, C3 = {1,
0,0,0}, C4 = {1,0,1,1} and C5 = {1,1,0,1}, When creating the first sequence replacement image, Said
After replacing C3, replacing the C2 with the C4, when creating the second sequence replacement image, the C1 the
The printed matter authentication device according to claim 4, wherein after replacing C3, C2 is replaced with C5.
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