JP2002157626A - 印刷物認証方法及び印刷物認証システム並びに識別情報が埋め込まれた印刷物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 印刷物認証システム１は、印刷物へ識別
情報を埋め込む識別情報埋め込み装置２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３
から構成されており、前記識別情報埋め込み装置２は、
画像入力部、識別情報埋め込み部、カラー画像出力部を
具備しており、前記識別情報認識装置３は、前記識別情
報を抽出する識別情報抽出装置４と抽出された識別情報
を予め記憶されている基準識別情報と照合する識別情報
照合装置５を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷物に識別情報
を埋め込み、印刷物に埋め込まれた識別情報を抽出、照
合して印刷物の認証を行う印刷物認証方法及び印刷物認
証システム並びに識別情報が埋め込まれた印刷物に関す
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。

【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（特開平10-56557公報）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。

【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。

【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（特開平09-252397公
報）やディザ法によるもの（特開昭63-214067公報）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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、印刷物に識
別情報を埋め込み、印刷物に埋め込まれた識別情報を抽
出、照合することによって印刷物の認証や真偽判別を行
う印刷物認証方法及び印刷物認証システム並びに識別情
報が埋め込まれた印刷物において、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画素配置（値が０及び１の画素
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。

【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
個のカラー画像データで３ビットの情報を提供するもの
であるが、複数のカラー画像データを印刷物の所定の位
置に出力し、個々のカラー画像データごとに３ビットの
識別情報を埋め込むことによって、３ビット以上の情報
を基準識別情報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方法及び印刷物認証システム
並びに識別情報が埋め込まれた印刷物を提供することを
課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の印刷物認証方法
は、二値画像の画素配置を変更することによって識別情
報を埋め込み、フーリエスペクトルの方向の偏りを検出
することによって識別情報を抽出し、照合する印刷物認
証方法であって、カラー画像の赤成分、緑成分、青成分
の各成分にそれぞれ１ビットずつの識別情報を埋め込む
識別情報埋め込み手順と、識別情報が埋め込まれたカラ
ー画像を出力して識別情報が埋め込まれた印刷物を作製
する印刷手順と、前記印刷物から前記識別情報が埋め込
まれたカラー画像を読み取る読み取り手順と、読み取っ
たカラー画像のデータから前記識別情報を抽出する識別
情報抽出手順と、抽出された識別情報と基準識別情報と
を照合する識別情報照合手順とを設けたことを特徴とし
ている。

【０００８】また、本発明の印刷物認証方法は、前記識
別情報埋め込み手順が、原画像のデータを読み取ってデ
ィジタル画像データに変換する手順と、前記ディジタル
画像データを二値化して二値画像を作成する手順と、前
記二値画像を縦横にそれぞれ二倍に拡大して拡大画像を
作成する手順と、前記拡大画像を２×２画素単位の配列
に分割した後、前記２×２画素単位の配列のそれぞれの
配列を予め定められた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する手順と、前記第一の
配列置換画像及び前記第二の配列置換画像とは別に、新
たに前記第一の配列置換画像の反転画像及び前記第二の
配列置換画像の反転画像を作成する手順と、前記第一の
配列置換画像、前記第二の配列置換画像、前記第一の配
列置換画像の反転画像、前記第二の配列置換画像の反転
画像の四つの画像の中から、予め定められた画像選択基
準により一つの画像を選択する手順と、前記画像選択基
準により選択した画像を該画像と同サイズのカラー画像
の赤成分、緑成分、青成分のいずれかの成分に代入する
手順と、前記画像選択基準により選択した画像が、前記
カラー画像の赤成分、緑成分、青成分のすべての成分に
代入済みであるかどうかを判別する手順と、判別結果が
真であれば、前記カラー画像のデータをカラー画像出力
部に渡す手順と、前記判別結果が偽であれば、原画像の
データを読み取ってディジタル画像データに変換する処
理から、前記画像選択基準により選択した画像を前記カ
ラー画像の赤成分、緑成分、青成分のいずれかの成分に
代入する処理に至るまでの一連の処理を、前記判別結果
が真になるまで繰り返した後、前記カラー画像のデータ
を前記カラー画像出力部に渡す手順とを設けたことを特
徴としている。

【０００９】また、本発明の印刷物認証方法は、前記識
別情報抽出手順が、前記読み取り手順によって読み取っ
たカラー画像のディジタル画像データから赤成分、緑成
分、青成分の各成分を抽出する手順と、前記赤成分、緑
成分、青成分の各成分の濃度階調を前記各成分の濃度帯
域が有効に利用されるように補正する手順と、濃度階調
補正後の赤成分、緑成分、青成分の各成分に対して、そ
れぞれ別々に高速フーリエ変換を行い、赤成分、緑成
分、青成分の各成分ごとのフーリエスペクトルを抽出す
る手順と、予め定められた識別情報抽出規則によって、
前記赤成分、緑成分、青成分の各成分ごとのフーリエス
ペクトルから識別情報を抽出する手順とを設けたことを
特徴としている。

【００１０】また、本発明の印刷物認証方法は、前記識
別情報照合手順が、前記印刷物から抽出した識別情報と
前記基準識別情報とが一致するとき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。

【００１１】また、本発明の印刷物認証方法は、前記配
列置換規則が、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,P2
2}で表し、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。

【００１２】また、本発明の印刷物認証方法は、前記画
像選択基準が、前記カラー画像の赤成分、緑成分、青成
分の各成分にそれぞれ１ビットの識別情報（０または
１）を埋め込む際、値が０の識別情報を埋め込む場合
は、前記第一の配列置換画像または前記第一の配列置換
画像の反転画像のいずれか一方を選択し、値が１の識別
情報を埋め込む場合は、前記第二の配列置換画像または
前記第二の配列置換画像の反転画像のいずれか一方を選
択することを特徴としている。

【００１３】また、本発明の印刷物認証方法は、前記読
み取り手順で読み取ったカラー画像の解像度が、前記印
刷手順で出力したカラー画像の解像度のk倍（kは正の実
数）である場合、前記識別情報抽出規則が、前記読み取
り手順で読み取ったカラー画像の赤成分のフーリエスペ
クトルを|fR(u,v)|、緑成分のフーリエスペクトルを|fG
(u,v)|、青成分のフーリエスペクトルを|fB(u,v)|で表
し、周波数領域Raを［{-1/(4k)≦u＜0 ∪ 0＜u≦1/(4
k)}∩{1/(4k)≦v＜1/(2k)}］と定義し、周波数領域Rbを
［{-1/(4k)≦v＜0 ∪ 0＜v≦1/(4k)}∩{1/(4k)≦u＜1/
(2k)}］と定義するとき、前記Ra内の前記|fR(u,v)|の総
和から前記Rb内の前記|fR(u,v)|の総和を差し引いた値
をHRとして、HR＝０ならば前記赤成分のフーリエスペク
トルから抽出される識別情報を非真正と定義し、HR＜０
ならば前記赤成分のフーリエスペクトルから抽出される
識別情報を１と定義し、HR＞０ならば前記赤成分のフー
リエスペクトルから抽出される識別情報を０と定義し、
前記Ra内の前記|fG(u,v)|の総和から前記Rb内の前記|fG
(u,v)|の総和を差し引いた値をHGとして、HG＝０ならば
前記緑成分のフーリエスペクトルから抽出される識別情
報を非真正と定義し、HG＜０ならば前記緑成分のフーリ
エスペクトルから抽出される識別情報を１と定義し、HG
＞０ならば前記緑成分のフーリエスペクトルから抽出さ
れる識別情報を０と定義し、前記Ra内の前記|fB(u,v)|
の総和から前記Rb内の前記|fB(u,v)|の総和を差し引い
た値をHBとして、HB＝０ならば前記青成分のフーリエス
ペクトルから抽出される識別情報を非真正と定義し、HB
＜０ならば前記青成分のフーリエスペクトルから抽出さ
れる識別情報を１と定義し、HB＞０ならば前記青成分の
フーリエスペクトルから抽出される識別情報を０と定義
することを特徴としている。

【００１４】また、本発明の印刷物認証システムは、二
値画像の画素配置を変更することによって識別情報を埋
め込み、フーリエスペクトルの方向の偏りを検出するこ
とによって識別情報を抽出し、照合する印刷物認証シス
テムであって、カラー画像の赤成分、緑成分、青成分の
各成分にそれぞれ１ビットずつの識別情報を埋め込む識
別情報埋め込み手段と、識別情報が埋め込まれたカラー
画像を出力して識別情報が埋め込まれた印刷物を作製す
る印刷手段と、前記印刷物から前記識別情報が埋め込ま
れたカラー画像を読み取る読み取り手段と、読み取った
カラー画像のデータから前記識別情報を抽出する識別情
報抽出手段と、抽出された識別情報と基準識別情報とを
照合する識別情報照合手段とを設けたことを特徴として
いる。

【００１５】また、本発明の印刷物認証システムは、前
記識別情報埋め込み手段が、原画像のデータを読み取っ
てディジタル画像データに変換する手段と、前記ディジ
タル画像データを二値化して二値画像を作成する手段
と、前記二値画像を縦横にそれぞれ二倍に拡大して拡大
画像を作成する手段と、前記拡大画像を２×２画素単位
の配列に分割した後、前記２×２画素単位の配列のそれ
ぞれの配列を予め定められた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する手段と、前記
第一の配列置換画像及び前記第二の配列置換画像とは別
に、新たに前記第一の配列置換画像の反転画像及び前記
第二の配列置換画像の反転画像を作成する手段と、前記
第一の配列置換画像、前記第二の配列置換画像、前記第
一の配列置換画像の反転画像、前記第二の配列置換画像
の反転画像の四つの画像の中から、予め定められた画像
選択基準により一つの画像を選択する手段と、前記画像
選択基準により選択した画像を該画像と同サイズのカラ
ー画像の赤成分、緑成分、青成分のいずれかの成分に代
入する手段と、前記画像選択基準により選択した画像
が、前記カラー画像の赤成分、緑成分、青成分のすべて
の成分に代入済みであるかどうかを判別する手段と、判
別結果が真であれば、前記カラー画像のデータをカラー
画像出力部に渡す手段と、前記判別結果が偽であれば、
原画像のデータを読み取ってディジタル画像データに変
換する処理から、前記画像選択基準により選択した画像
を前記カラー画像の赤成分、緑成分、青成分のいずれか
の成分に代入する処理に至るまでの一連の処理を、前記
判別結果が真になるまで繰り返した後、前記カラー画像
のデータを前記カラー画像出力部に渡す手段とを設けた
ことを特徴としている。

【００１６】また、本発明の印刷物認証システムは、前
記識別情報抽出手段が、前記読み取り手段によって読み
取ったカラー画像のディジタル画像データから赤成分、
緑成分、青成分の各成分を抽出する手段と、前記赤成
分、緑成分、青成分の各成分の濃度階調を前記各成分の
濃度帯域が有効に利用されるように補正する手段と、濃
度階調補正後の赤成分、緑成分、青成分の各成分に対し
て、それぞれ別々に高速フーリエ変換を行い、赤成分、
緑成分、青成分の各成分ごとのフーリエスペクトルを抽
出する手段と、予め定められた識別情報抽出規則によっ
て、前記赤成分、緑成分、青成分の各成分ごとのフーリ
エスペクトルから識別情報を抽出する手段とを設けたこ
とを特徴としている。

【００１７】また、本発明の印刷物認証システムは、前
記識別情報照合手段が、前記印刷物から抽出した識別情
報と前記基準識別情報とが一致するときに前記印刷物を
真正な印刷物として識別することを特徴としている。

【００１８】また、本発明の印刷物認証システムは、前
記配列置換規則が、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,P1
2,P22}で表し、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。

【００１９】また、本発明の印刷物認証システムは、前
記画像選択基準が、前記カラー画像の赤成分、緑成分、
青成分の各成分にそれぞれ１ビットの識別情報（０また
は１）を埋め込む際、値が０の識別情報を埋め込む場合
は、前記第一の配列置換画像または前記第一の配列置換
画像の反転画像のいずれか一方を選択し、値が１の識別
情報を埋め込む場合は、前記第二の配列置換画像または
前記第二の配列置換画像の反転画像のいずれか一方を選
択することを特徴としている。

【００２０】また、本発明の印刷物認証システムは、前
記読み取り手段で読み取ったカラー画像の解像度が、前
記印刷手段で出力したカラー画像の解像度のk倍（kは正
の実数）である場合、前記識別情報抽出規則が、前記読
み取り手段で読み取ったカラー画像の赤成分のフーリエ
スペクトルを|fR(u,v)|、緑成分のフーリエスペクトル
を|fG(u,v)|、青成分のフーリエスペクトルを|fB(u,v)|
で表し、周波数領域Raを［{-1/(4k)≦u＜0 ∪ 0＜u≦1/
(4k)}∩{1/(4k)≦v＜1/(2k)}］と定義し、周波数領域Rb
を［{-1/(4k)≦v＜0 ∪ 0＜v≦1/(4k)}∩{1/(4k)≦u＜1
/(2k)}］と定義するとき、前記Ra内の前記|fR(u,v)|の
総和から前記Rb内の前記|fR(u,v)|の総和を差し引いた
値をHRとして、HR＝０ならば前記赤成分のフーリエスペ
クトルから抽出される識別情報を非真正と定義し、HR＜
０ならば前記赤成分のフーリエスペクトルから抽出され
る識別情報を１と定義し、HR＞０ならば前記赤成分のフ
ーリエスペクトルから抽出される識別情報を０と定義
し、前記Ra内の前記|fG(u,v)|の総和から前記Rb内の前
記|fG(u,v)|の総和を差し引いた値をHGとして、HG＝０
ならば前記緑成分のフーリエスペクトルから抽出される
識別情報を非真正と定義し、HG＜０ならば前記緑成分の
フーリエスペクトルから抽出される識別情報を１と定義
し、HG＞０ならば前記緑成分のフーリエスペクトルから
抽出される識別情報を０と定義し、前記Ra内の前記|fB
(u,v)|の総和から前記Rb内の前記|fB(u,v)|の総和を差
し引いた値をHBとして、HB＝０ならば前記青成分のフー
リエスペクトルから抽出される識別情報を非真正と定義
し、HB＜０ならば前記青成分のフーリエスペクトルから
抽出される識別情報を１と定義し、HB＞０ならば前記青
成分のフーリエスペクトルから抽出される識別情報を０
と定義することを特徴としている。

【００２１】また、本発明の識別情報が埋め込まれた印
刷物は、カラー画像の赤成分、緑成分、青成分の各成分
にそれぞれ１ビットずつの識別情報を埋め込む識別情報
埋め込み処理と、識別情報が埋め込まれたカラー画像を
予め定められた解像度で出力する印刷処理とによって作
製された識別情報が埋め込まれた印刷物であって、前記
印刷物に同種または異種のカラー画像のデータが一つ以
上出力されており、個々の前記カラー画像のデータごと
に、それぞれ３ビットの識別情報が埋め込まれているこ
とを特徴としている。

【００２２】また、本発明の識別情報が埋め込まれた印
刷物は、前記識別情報埋め込み処理が、原画像のデータ
を読み取ってディジタル画像データに変換する処理と、
前記ディジタル画像データを二値化して二値画像を作成
する処理と、前記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処理と、前記拡大画像を２×２
画素単位の配列に分割した後、前記２×２画素単位の配
列のそれぞれの配列を予め定められた配列置換規則に従
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する処理
と、前記第一の配列置換画像及び前記第二の配列置換画
像とは別に、新たに前記第一の配列置換画像の反転画像
及び前記第二の配列置換画像の反転画像を作成する処理
と、前記第一の配列置換画像、前記第二の配列置換画
像、前記第一の配列置換画像の反転画像、前記第二の配
列置換画像の反転画像の四つの画像の中から、予め定め
られた画像選択基準により一つの画像を選択する処理
と、前記画像選択基準により選択した画像を該画像と同
サイズのカラー画像の赤成分、緑成分、青成分のいずれ
かの成分に代入する処理と、前記画像選択基準により選
択した画像が、前記カラー画像の赤成分、緑成分、青成
分のすべての成分に代入済みであるかどうかを判別する
処理と、判別結果が真であれば、前記カラー画像のデー
タをカラー画像出力部に渡す処理と、前記判別結果が偽
であれば、原画像のデータを読み取ってディジタル画像
データに変換する処理から、前記画像選択基準により選
択した画像を前記カラー画像の赤成分、緑成分、青成分
のいずれかの成分に代入する処理に至るまでの一連の処
理を、前記判別結果が真になるまで繰り返した後、前記
カラー画像のデータを前記カラー画像出力部に渡す処理
とによって作製されたことを特徴としている。

【００２３】また、本発明の識別情報が埋め込まれた印
刷物は、前記配列置換規則が、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}で表し、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。

【００２４】また、本発明の識別情報が埋め込まれた印
刷物は、前記画像選択基準が、前記カラー画像の赤成
分、緑成分、青成分の各成分にそれぞれ１ビットの識別
情報（０または１）を埋め込む際、値が０の識別情報を
埋め込む場合は、前記第一の配列置換画像または前記第
一の配列置換画像の反転画像のいずれか一方を選択し、
値が１の識別情報を埋め込む場合は、前記第二の配列置
換画像または前記第二の配列置換画像の反転画像のいず
れか一方を選択することを特徴としている。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る印刷物認証シ
ステム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。なお、本発明に係る印刷物認証方法及び識別
情報が埋め込まれた印刷物の実施の形態は、印刷物認証
システムの実施の形態の説明の中で説明する。また、本
発明に係る印刷物認証方法及び印刷物認証システム並び
に識別情報が埋め込まれた印刷物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。

【００２６】（印刷物認証システム全体）図１は、本発
明に係る印刷物認証システム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システム
１は、図１に示すとおり、原画像を入力して識別情報が
埋め込まれた印刷物を作製する識別情報埋め込み装置２
と、印刷物からカラー画像を入力して識別情報を抽出
し、その識別情報の内容を予め設定されている基準識別
情報と照合して印刷物の識別や真偽判別をする識別情報
認識装置３から構成されている。そして、識別情報認識
装置３は、識別情報を抽出する識別情報抽出装置４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と
照合する識別情報照合装置５から構成されている。

【００２７】ここで、本発明に係る印刷物認証システム
１を構成する識別情報埋め込み装置２は、識別情報が埋
め込まれた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システム１を構成する識別情報
認識装置３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。

【００２８】本発明に係る印刷物認証システム１におい
て、識別情報は、予め定められた解像度で印刷されたｎ
個（ｎ≧１；ｎは整数）のカラー画像に埋め込まれてお
り、１個のカラー画像あたり３ビットの識別情報を埋め
込むことができる。したがって、ｎ個のカラー画像が印
刷されている印刷物からは、ｎ×３ビットの識別情報を
抽出することが可能となる。

【００２９】本発明に係る印刷物認証システム１の特徴
は次の点である。 （１）本発明に係る印刷物認証システム１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
のカラー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システム１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２で識別情報を埋め込む
方法と識別情報抽出装置４で識別情報を抽出する方法は
後に詳細に説明する。

【００３０】（２）本発明に係る印刷物認証システム１
では、印刷物に印刷される１個のカラー画像データは３
ビットの識別情報を提供する。したがって、ｎ個のカラ
ー画像データを印刷して印刷物にｎ×３ビットの識別情
報を埋め込む場合は、２^{n × 3}通りの識別情報を印刷物に
埋め込むことが可能となる。

【００３１】例えば、本発明に係る印刷物認証システム
１を会員証の認証装置として利用する場合は、ｎ×３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×３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。

【００３２】（識別情報埋め込み装置）以下、本発明に
係る印刷物認証システム１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２について説明する。

【００３３】図１に示す識別情報埋め込み装置２は、画
像入力部11と識別情報埋め込み部12とカラー画像出力部
13を具備している。

【００３４】画像入力部11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41を入力してディジ
タル画像データに変換する。

【００３５】識別情報埋め込み部12は、原画像41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。次に、拡大画像を２×２画素単位の配列に
分割した後、２×２画素単位の配列のそれぞれの配列を
後述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
置換画像を作成する。また、第一の配列置換画像及び第
二の配列置換画像とは別に、新たに第一の配列置換画像
の反転画像及び第二の配列置換画像の反転画像を作成す
る。次に、第一の配列置換画像、第二の配列置換画像、
第一の配列置換画像の反転画像、第二の配列置換画像の
反転画像の四種類の画像の中から、後述の画像選択基準
により一つの画像を選択する。そして、選択した画像を
その画像と同サイズのカラー画像の赤成分、緑成分、青
成分のいずれかの成分に代入する。ここで、選択した画
像が、カラー画像の赤成分、緑成分、青成分のすべての
成分に代入済みであるかどうかを判別し、判別結果が真
であれば、カラー画像のデータをカラー画像出力部13に
渡す。一方、判別結果が偽であれば、画像入力部11で原
画像のデータを読み取ってディジタル画像データに変換
する処理から、選択した画像をカラー画像の赤成分、緑
成分、青成分のいずれかの成分に代入する処理に至るま
での一連の処理を、判別結果が真になるまで繰り返した
後、カラー画像のデータをカラー画像出力部13に渡す。

【００３６】カラー画像出力部13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個のカラー画像の
データをそれぞれ紙、プラスチック、金属、布を含む基
材の表面に予め定められた解像度で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識別情報
が埋め込まれた印刷物42を作製する。

【００３７】（識別情報認識装置）識別情報認識装置３
は、識別情報を抽出する識別情報抽出装置４と抽出され
た識別情報43を基準識別情報44と照合する識別情報照合
装置５から構成される。識別情報抽出装置４は、カラー
画像入力部21と識別情報抽出部22を備えている。また、
識別情報照合装置５は、記憶部31と照合部32を備えてい
る。

【００３８】図１に示す識別情報抽出装置４において、
カラー画像入力部21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42
に出力されたカラー画像のデータを読み取ってディジタ
ル画像データに変換する。

【００３９】識別情報抽出部22は、カラー画像入力部21
で、ディジタル画像データに変換されたカラー画像のデ
ータから赤成分、緑成分、青成分の各成分を抽出し、赤
成分、緑成分、青成分の各成分の濃度階調をそれぞれの
濃度帯域が有効に利用されるように補正し、濃度階調補
正後の赤成分、緑成分、青成分の各成分に対して、それ
ぞれ別々に高速フーリエ変換を行い、赤成分、緑成分、
青成分の各成分ごとのフーリエスペクトルを抽出し、後
述の識別情報抽出規則によって、赤成分、緑成分、青成
分の各成分ごとのフーリエスペクトルから識別情報43を
抽出する。

【００４０】図１に示す識別情報照合装置５において、
記憶部31は、データ記憶装置を備えており、基準識別情
報44の書き込み、記憶、読み出しを行う。

【００４１】照合部32は、識別情報抽出部22で抽出した
識別情報43と記憶部31に予め記憶された基準識別情報44
とを照合する。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。

【００４２】（識別情報埋め込み装置の作用）本発明に
係る印刷物認証システムにおける識別情報埋め込み装置
の実施例の作用について、図２に示すフローチャートに
より説明する。図２は、図１の識別情報埋め込み装置２
における処理のフローチャートである。

【００４３】図２において、ステップ 101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102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103では、
二値画像を縦横にそれぞれ二倍に拡大し、拡大画像を作
成する。

【００４４】ステップ104では、拡大画像を２×２画素
単位の配列に分割した後、２×２画素単位の配列のそれ
ぞれの配列を後述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する。

【００４５】ステップ105では、第一の配列置換画像及
び第二の配列置換画像とは別に、新たに第一の配列置換
画像の反転画像及び第二の配列置換画像の反転画像を作
成する。ステップ106では、第一の配列置換画像、第二
の配列置換画像、第一の配列置換画像の反転画像、第二
の配列置換画像の反転画像の四種類の画像の中から、後
述の画像選択基準により一つの画像を選択する。

【００４６】ステップ107では、ステップ106で選択した
画像をその画像と同サイズのカラー画像の赤成分、緑成
分、青成分のいずれかの成分に代入する。ステップ108
では、ステップ106で選択した画像が、カラー画像の赤
成分、緑成分、青成分のすべての成分に代入済みである
かどうかを判別し、判別結果が真であれば、カラー画像
のデータをカラー画像出力部に渡す。一方、判別結果が
偽であれば、ステップ101からステップ107までの一連の
処理を判別結果が真になるまで繰り返した後、カラー画
像のデータをカラー画像出力部に渡す。

【００４７】ステップ109では、プリンタ又は印刷機を
含む出力機器を用いて、カラー画像のデータを所定の基
材の表面に予め定められた解像度で出力し、識別情報が
埋め込まれた印刷物を作製する。

【００４８】（識別情報認識装置の作用）本発明に係る
印刷物認証システムにおける識別情報認識装置の実施例
の作用について、図３と図４を用いて説明する。図３
は、図１の識別情報抽出装置４における処理のフローチ
ャートであり、図４は、図１の識別情報照合装置５にお
ける処理のフローチャートである。

【００４９】まず、図３を用いて、識別情報抽出ルーチ
ンを説明する。ステップ201では、識別情報が埋め込ま
れた印刷物からカラー画像のデータ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202では、ディジ
タル画像データに変換されたカラー画像のデータから赤
成分、緑成分、青成分の各成分を抽出する。ステップ20
3では、赤成分、緑成分、青成分の各成分の濃度階調を
各成分の濃度帯域が有効に利用されるように補正する。
ステップ204では、濃度階調補正後の赤成分、緑成分、
青成分の各成分に対して、それぞれ別々に高速フーリエ
変換を行い、赤成分、緑成分、青成分の各成分ごとのフ
ーリエスペクトルを抽出する。ステップ205では、後述
の識別情報抽出規則によって、赤成分、緑成分、青成分
の各成分ごとのフーリエスペクトルから識別情報を抽出
する。

【００５０】次に、図４を用いて、識別情報照合ルーチ
ンを説明する。ステップ301では、識別情報抽出装置で
抽出した識別情報と識別情報照合装置の記憶部に予め記
憶された基準識別情報とを照合する。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。

【００５１】図５は、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。配列置換規則は、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}で表し、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}と定義する。そして、第一の配
列置換画像を作成する際は、C1をC3に置き換えた後、C2
をC4に置き換え、第二の配列置換画像を作成する際は、
C1をC3に置き換えた後、C2をC5に置き換える。

【００５２】画像選択基準は、図１の識別情報埋め込み
装置の識別情報埋め込み部で、カラー画像の赤成分、緑
成分、青成分の各成分にそれぞれ１ビットの識別情報
（０または１）を埋め込む際、値が０の識別情報を埋め
込む場合は、第一の配列置換画像または第一の配列置換
画像の反転画像のいずれか一方を選択する。一方、値が
１の識別情報を埋め込む場合は、第二の配列置換画像ま
たは第二の配列置換画像の反転画像のいずれか一方を選
択する。

【００５３】識別情報抽出規則は、識別情報抽出装置の
カラー画像入力部で読み取ったカラー画像の解像度が、
識別情報埋め込み装置のカラー画像出力部で所定の基材
の表面に出力したカラー画像の解像度のk倍（kは正の実
数）である場合、カラー画像入力部で読み取ったカラー
画像の赤成分のフーリエスペクトルを|fR(u,v)|、緑成
分のフーリエスペクトルを|fG(u,v)|、青成分のフーリ
エスペクトルを|fB(u,v)|で表し、周波数領域Raを［{-1
/(4k)≦u＜0 ∪ 0＜u≦1/(4k)}∩{1/(4k)≦v＜1/(2
k)}］と定義し、周波数領域Rbを［{-1/(4k)≦v＜0 ∪ 0
＜v≦1/(4k)}∩{1/(4k)≦u＜1/(2k)}］と定義する。ま
た、Ra内の|fR(u,v)|の総和からRb内の|fR(u,v)|の総和
を差し引いた値をHRとして、HR＝０ならば赤成分のフー
リエスペクトルから抽出される識別情報を非真正と定義
し、HR＜０ならば赤成分のフーリエスペクトルから抽出
される識別情報を１と定義し、HR＞０ならば赤成分のフ
ーリエスペクトルから抽出される識別情報を０と定義す
る。また、Ra内の|fG(u,v)|の総和からRb内の|fG(u,v)|
の総和を差し引いた値をHGとして、HG＝０ならば緑成分
のフーリエスペクトルから抽出される識別情報を非真正
と定義し、HG＜０ならば緑成分のフーリエスペクトルか
ら抽出される識別情報を１と定義し、HG＞０ならば緑成
分のフーリエスペクトルから抽出される識別情報を０と
定義する。また、Ra内の|fB(u,v)|の総和からRb内の|fB
(u,v)|の総和を差し引いた値をHBとして、HB＝０ならば
青成分のフーリエスペクトルから抽出される識別情報を
非真正と定義し、HB＜０ならば青成分のフーリエスペク
トルから抽出される識別情報を１と定義し、HB＞０なら
ば青成分のフーリエスペクトルから抽出される識別情報
を０と定義する。

【００５４】図６に、識別情報埋め込み装置の画像入力
部で取り込む原画像の一例を示す。ここで、原画像１を
F1(x,y)、原画像２をF2(x,y)、原画像３をF3(x,y)とす
る。また、各原画像のサイズを２^m×２ⁿ画素（m,nは正
の整数）とする。

【００５５】図７は、識別情報埋め込み装置の識別情報
埋め込み部で、F1(x,y)のディジタル画像データを元に
して作成した第一の配列置換画像Fs1(x,y)、第二の配列
置換画像F's1(x,y)、第一の配列置換画像の反転画像Fs1
r(x,y)、第二の配列置換画像の反転画像F's1r(x,y)を示
したものである。目視では、Fs1(x,y)とF's1(x,y)との
違いを見分けることができない。これは、Fs1(x,y)及び
F's1(x,y)のそれぞれに１ビットの識別情報を埋め込む
際、Fs1(x,y)とF's1(x,y)との間で、所定の画素配列内
の画素配置（値が０及び１の画素の配置）が異なる性質
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
っており、人間の目では、所定の画素配列が微小領域で
ある場合、その画素配列内の画素配置の違いを識別でき
ないためである。また、目視では、Fs1r(x,y)とF's1r
(x,y)との違いも見分けられないが、これも同じ理由に
基づく。

【００５６】図８は、識別情報埋め込み装置の識別情報
埋め込み部で、F2(x,y)のディジタル画像データを元に
して作成した第一の配列置換画像Fs2(x,y)、第二の配列
置換画像F's2(x,y)、第一の配列置換画像の反転画像Fs2
r(x,y)、第二の配列置換画像の反転画像F's2r(x,y)を示
したものである。目視では、Fs2(x,y)とF's2(x,y)との
違い及びFs2r(x,y)とF's2r(x,y)との違いを見分けるこ
とができないが、これは、前述の理由に基づくものであ
る。

【００５７】図９は、識別情報埋め込み装置の識別情報
埋め込み部で、F3(x,y)のディジタル画像データを元に
して作成した第一の配列置換画像Fs3(x,y)、第二の配列
置換画像F's3(x,y)、第一の配列置換画像の反転画像Fs3
r(x,y)、第二の配列置換画像の反転画像F's3r(x,y)を示
したものである。目視では、Fs3(x,y)とF's3(x,y)との
違い及びFs3r(x,y)とF's3r(x,y)との違いを見分けるこ
とができないが、これも、前述の理由に基づくものであ
る。

【００５８】図１の識別情報埋め込み装置の識別情報埋
め込み部では、カラー画像の赤成分、緑成分、青成分の
各成分にそれぞれ１ビットの識別情報（０または１）を
埋め込む際、前述の画像選択基準が用いられる。例え
ば、Fs1(x,y)、F's1(x,y)、Fs1r(x,y)、F's1r(x,y)の四
つの画像の中から一つを選択してカラー画像の赤成分に
代入するとき、値が０の識別情報を埋め込む場合は、Fs
1(x,y)またはFs1r(x,y)のいずれか一方を選択する。ま
た、値が１の識別情報を埋め込む場合は、F's1(x,y)ま
たはF's1r(x,y)のいずれか一方を選択する。

【００５９】同様に、Fs2(x,y)、F's2(x,y)、Fs2r(x,
y)、F's2r(x,y)の四つの画像の中から一つを選択してカ
ラー画像の緑成分に代入するとき、値が０の識別情報を
埋め込む場合は、Fs2(x,y)またはFs2r(x,y)のいずれか
一方を選択する。また、値が１の識別情報を埋め込む場
合は、F's2(x,y)またはF's2r(x,y)のいずれか一方を選
択する。

【００６０】同様に、Fs3(x,y)、F's3(x,y)、Fs3r(x,
y)、F's3r(x,y)の四つの画像の中から一つを選択してカ
ラー画像の青成分に代入するとき、値が０の識別情報を
埋め込む場合は、Fs3(x,y)またはFs3r(x,y)のいずれか
一方を選択する。また、値が１の識別情報を埋め込む場
合は、F's3(x,y)またはF's3r(x,y)のいずれか一方を選
択する。

【００６１】図10に、カラー画像とその赤成分、緑成
分、青成分の一例を示す。この例では、カラー画像をFc
1(x,y)とし、赤成分にはFs1(x,y)、緑成分にはF's2(x,
y)、青成分にはFs3r(x,y)がそれぞれ代入されている。
このため、赤成分には値が０の識別情報、緑成分には値
が１の識別情報、青成分には値が０の識別情報がそれぞ
れ埋め込まれている。そして、カラー画像Fc1(x,y)に
は、合計３ビットの識別情報が埋め込まれていることに
なる。

【００６２】図11に、 図１の識別情報埋め込み装置の
カラー画像出力部で出力された、識別情報が埋め込まれ
た印刷物の一例を示す。この例では、印刷物の位置１に
図10のカラー画像Fc1(x,y)が出力されており、位置２に
は、Fc1(x,y)とは異なるカラー画像Fc2(x,y)が出力され
ている。Fc1(x,y)及びFc2(x,y)には、それぞれ３ビット
の識別情報が埋め込まれているため、図11に示す印刷物
には、合計６ビットの識別情報が埋め込まれていること
になる。

【００６３】図12は、図１の識別情報抽出装置のカラー
画像入力部で、図11の印刷物の位置１に出力されたカラ
ー画像Fc1(x,y)のデータを読み取ってディジタル画像デ
ータに変換した後、識別情報抽出装置の識別情報抽出部
で、ディジタル画像データに変換されたカラー画像Fc1
(x,y)のデータから赤成分、緑成分、青成分の各成分を
抽出し、赤成分、緑成分、青成分の各成分の濃度階調を
各成分の濃度帯域が有効に利用されるように補正した
後、赤成分、緑成分、青成分の各成分に対してそれぞれ
別々に高速フーリエ変換を行い、赤成分のフーリエスペ
クトル|fR(u,v)|と、緑成分のフーリエスペクトル|fG
(u,v)|と、青成分のフーリエスペクトル|fB(u,v)|とを
抽出した結果を示したものである。

【００６４】図13は、図12のフーリエスペクトル|fR(u,
v)|を用いて、前述の識別情報抽出規則で定義された周
波数領域Ra及びRbを図示したものである。ここで、|fR
(u,v)|において、座標(u,v)が(0,0)の点は直流成分であ
り、フーリエスペクトルの中心部は低周波領域で周辺部
は高周波領域である。したがって、周波数領域Raは、u
方向には低周波でv方向には高周波となる領域を表して
いる。一方、周波数領域Rbは、u方向には高周波でv方向
には低周波となる領域を表している。

【００６５】下記の数式１(イ)は、前述の識別情報抽出
規則で定義されたHRと|fR(u,v)|との関係を、数式１
(ロ)はHGと|fG(u,v)|との関係を、数式１(ハ)はHBと|fB
(u,v)|との関係をそれぞれ表したものである。図12のフ
ーリエスペクトル|fR(u,v)|に対して数式１(イ)を、|fG
(u,v)|に対して数式１(ロ)を、|fB(u,v)|に対して数式
１(ハ)をそれぞれ適用すると、HR＞０、HG＜０、HB＞０
となる。したがって、前述の識別情報抽出規則によれ
ば、カラー画像Fc1(x,y)の赤成分のフーリエスペクトル
|fR(u,v)|から抽出される識別情報は０、緑成分のフー
リエスペクトル|fG(u,v)|から抽出される識別情報は
１、青成分のフーリエスペクトル|fB(u,v)|から抽出さ
れる識別情報は０となる。

【００６６】

【数１】

【００６７】ところで、図10の説明の中で述べたよう
に、カラー画像Fc1(x,y)の赤成分にはFs1(x,y)、緑成分
にはF's2(x,y)、青成分にはFs3r(x,y)がそれぞれ代入さ
れているため、赤成分には値が０の識別情報、緑成分に
は値が１の識別情報、青成分には値が０の識別情報がそ
れぞれ埋め込まれている。したがって、これらの関係か
ら、図１の識別情報埋め込み装置の識別情報埋め込み部
で、カラー画像の赤成分、緑成分、青成分の各成分に埋
め込まれた識別情報を、識別情報抽出装置の識別情報抽
出部で正しく抽出できることが分かる。

【００６８】識別情報認識装置は、ｎ個のカラー画像に
埋め込まれた合計ｎ×３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ｎ×３ビットの識別情報
と予め記憶されているｎ×３ビットの基準識別情報とを
照合する識別情報照合装置から構成されており、抽出さ
れたｎ×３ビットの識別情報とｎ×３ビットの基準識別
情報とが一致するときに前述の印刷物を真正な印刷物と
して認証する。

【００６９】例えば、本発明の印刷物認証システムを通
行証の認証システムとして利用する場合、識別情報照合
装置の記憶部に予め基準識別情報として「０１０」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
別情報抽出装置の識別情報抽出部から抽出された識別情
報が、基準識別情報である「０１０」と一致するときに
通行可能とするような利用の仕方もある。

【００７０】また、印刷物認証システムをネットワーク
通信によって接続し、サーバ側と利用者端末側に分けて
利用する仕方もある。サーバ側は、識別情報埋め込み装
置のカラー画像出力部から識別情報が埋め込まれたカラ
ー画像データをネットワーク上に送信する。利用者端末
側は、識別情報が埋め込まれたカラー画像データを受信
して識別情報が埋め込まれた印刷物を作製する。印刷物
上の識別情報が埋め込まれたカラー画像は、任意の利用
者端末のカラー画像入力部でディジタル画像データに変
換され、識別情報抽出部で抽出された識別情報はネット
ワークを介してサーバ側に送られる。そして、サーバ側
に送られてきた識別情報は、サーバ側の記憶部に予め記
憶されている基準識別情報と照合される。また、照合結
果は、送信側の利用者端末に返され、印刷物の認証が行
われる。

【００７１】以上、本発明に係る印刷物認証システムの
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システムの実施の態様は上
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。

【００７２】

【発明の効果】本発明に係る印刷物認証システムでは、
所定の配列置換規則に従って作成した第一の配列置換画
像、第二の配列置換画像、第一の配列置換画像の反転画
像及び第二の配列置換画像の反転画像の四種類の画像が
それぞれが二値画像であり、その四種類の二値画像の中
から所定の画像選択基準により選択した画像がカラー画
像の赤成分、緑成分、青成分の各成分に代入されるた
め、カラー画像の赤成分、緑成分、青成分の各成分は二
値画像である。このカラー画像のデータを所定の基材の
表面に出力して印刷物を作製する。このため、カラー画
像の赤成分、緑成分、青成分の各成分が多値画像である
印刷物に比べ、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。

【００７３】また、本発明に係る印刷物認証システムで
は、カラー画像の赤成分、緑成分、青成分の各成分に代
入された二値画像にそれぞれ埋め込まれた１ビットの識
別情報は、二値画像の広い範囲に位相変調を利用して埋
め込まれたものであるので、周波数変調を利用して識別
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
め込み領域が大きく制限されることがない。

【００７４】また、本発明に係る印刷物認証システムで
は、識別情報が埋め込まれた印刷物から読み取ったカラ
ー画像データの赤成分、緑成分、青成分の各成分のフー
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
係る印刷物認証システムでは、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
み取ったカラー画像データの赤成分、緑成分、青成分の
各成分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システ
ムでは、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。

【００７５】本発明に係る印刷物認証システムは、印刷
物に出力されたｎ個のカラー画像のそれぞれに３ビット
の識別情報を埋め込み、印刷物からｎ×３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システムを
用いて作製された識別情報が埋め込まれた印刷物は、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システムは、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る印刷物認証システムの実施例の全
体構成を説明するための図。

【図２】識別情報の埋め込み方法を説明するフローチャ
ート。

【図３】識別情報の抽出方法を説明するフローチャー
ト。

【図４】識別情報の照合方法を説明するフローチャー
ト。

【図５】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。

【図６】三種類の原画像のパターンを示す図。

【図７】原画像F1(x，y)から作成した第一の配列置換画
像Fs1(x，y)と、第二の配列置換画像F's1(x，y)と、第
一の配列置換画像の反転画像Fs1r(x，y)と、第二の配列
置換画像の反転画像F's1r(x，y)とを示す図。

【図８】原画像F2(x，y)から作成した第一の配列置換画
像Fs2(x，y)と、第二の配列置換画像F's2(x，y)と、第
一の配列置換画像の反転画像Fs2r(x，y)と、第二の配列
置換画像の反転画像F's2r(x，y)とを示す図。

【図９】原画像F3(x，y)から作成した第一の配列置換画
像Fs3(x，y)と、第二の配列置換画像F's3(x，y)と、第
一の配列置換画像の反転画像Fs3r(x，y)と、第二の配列
置換画像の反転画像F's3r(x，y)とを示す図。

【図10】カラー画像とその赤成分、緑成分、青成分の一
例を示す図。

【図11】識別情報が埋め込まれた複数のカラー画像を出
力した印刷物の一例を示す図。

【図12】カラー画像Fc1(x,y)の赤成分のフーリエスペク
トル|fR(u,v)|と、緑成分のフーリエスペクトル|fG(u,
v)|と、青成分のフーリエスペクトル|fB(u,v)|とを示す
図。

【図13】識別情報抽出規則で定義された周波数領域Ra及
びRbを示す図。

【符号の説明】

１ 印刷物認証システム ２ 識別情報埋め込み装置 ３ 識別情報認識装置 ４ 識別情報抽出装置 ５ 識別情報照合装置 11 画像入力部 12 識別情報埋め込み部 13 カラー画像出力部 21 カラー画像入力部 22 識別情報抽出部 31 記憶部 32 照合部 41 原画像 42 識別情報が埋め込まれた印刷物 43 識別情報 44 基準識別情報

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０６Ｋ 19/10 Ｇ０６Ｔ 5/00 １００ ５Ｂ０５８ Ｇ０６Ｔ 3/40 7/00 ３００Ｍ ５Ｂ０７２ 5/00 １００ Ｈ０４Ｎ 1/387 ５Ｃ０７６ 7/00 ３００ Ｂ４１Ｊ 29/00 Ｚ ５Ｃ０７７ Ｈ０４Ｎ 1/387 Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｒ ５Ｃ０７９ 1/60 Ｈ０４Ｎ 1/40 Ｄ ５Ｌ０９６ 1/40 Ｚ 1/46 1/46 Ｚ Ｆターム(参考） 2C005 HA02 HB01 HB10 2C061 AR01 CL10 3E041 AA01 AA03 AA10 BB01 CB03 5B035 AA15 BB03 BC00 5B057 AA11 BA29 CA01 CA16 CB06 CB16 CD10 CE08 CE12 CE16 CH11 DB06 DC25 5B058 CA40 KA02 KA04 KA13 KA31 YA20 5B072 AA00 BB00 CC01 CC32 DD02 DD22 FF01 LL01 MM02 5C076 AA14 AA21 AA25 BA04 5C077 LL14 MP08 NN02 PP15 PP19 PP20 PP23 PP32 PP49 PQ22 RR02 SS01 TT09 5C079 HB01 JA22 LA01 LA08 LA12 LA31 LA34 LA37 LA40 NA05 NA29 PA07 5L096 AA02 AA06 AA07 BA18 CA04 EA03 EA43 FA23 LA05

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二値画像の画素配置を変更することによ
   って識別情報を埋め込み、フーリエスペクトルの方向の
   偏りを検出することによって識別情報を抽出し、照合す
   る印刷物認証方法であって、 カラー画像の赤成分、緑成分、青成分の各成分にそれぞ
   れ１ビットずつの識別情報を埋め込む識別情報埋め込み
   手順と、 識別情報が埋め込まれたカラー画像を出力して識別情報
   が埋め込まれた印刷物を作製する印刷手順と、 前記印刷物から前記識別情報が埋め込まれたカラー画像
   を読み取る読み取り手順と、 読み取ったカラー画像のデータから前記識別情報を抽出
   する識別情報抽出手順と、 抽出された識別情報と基準識別情報とを照合する識別情
   報照合手順とを設けたことを特徴とする印刷物認証方
   法。
2. 【請求項２】 前記識別情報埋め込み手順は、 原画像のデータを読み取ってディジタル画像データに変
   換する手順と、 前記ディジタル画像データを二値化して二値画像を作成
   する手順と、 前記二値画像を縦横にそれぞれ二倍に拡大して拡大画像
   を作成する手順と、 前記拡大画像を２×２画素単位の配列に分割した後、前
   記２×２画素単位の配列のそれぞれの配列を予め定めら
   れた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
   換画像を作成する手順と、 前記第一の配列置換画像及び前記第二の配列置換画像と
   は別に、新たに前記第一の配列置換画像の反転画像及び
   前記第二の配列置換画像の反転画像を作成する手順と、 前記第一の配列置換画像、前記第二の配列置換画像、前
   記第一の配列置換画像の反転画像、前記第二の配列置換
   画像の反転画像の四つの画像の中から、予め定められた
   画像選択基準により一つの画像を選択する手順と、 前記画像選択基準により選択した画像を該画像と同サイ
   ズのカラー画像の赤成分、緑成分、青成分のいずれかの
   成分に代入する手順と、 前記画像選択基準により選択した画像が、前記カラー画
   像の赤成分、緑成分、青成分のすべての成分に代入済み
   であるかどうかを判別する手順と、 判別結果が真であれば、前記カラー画像のデータをカラ
   ー画像出力部に渡す手順と、 前記判別結果が偽であれば、原画像のデータを読み取っ
   てディジタル画像データに変換する処理から、前記画像
   選択基準により選択した画像を前記カラー画像の赤成
   分、緑成分、青成分のいずれかの成分に代入する処理に
   至るまでの一連の処理を、前記判別結果が真になるまで
   繰り返した後、前記カラー画像のデータを前記カラー画
   像出力部に渡す手順とを設けたことを特徴とする請求項
   １記載の印刷物認証方法。
3. 【請求項３】 前記識別情報抽出手順は、 前記読み取り手順によって読み取ったカラー画像のディ
   ジタル画像データから赤成分、緑成分、青成分の各成分
   を抽出する手順と、 前記赤成分、緑成分、青成分の各成分の濃度階調を前記
   各成分の濃度帯域が有効に利用されるように補正する手
   順と、 濃度階調補正後の赤成分、緑成分、青成分の各成分に対
   して、それぞれ別々に高速フーリエ変換を行い、赤成
   分、緑成分、青成分の各成分ごとのフーリエスペクトル
   を抽出する手順と、 予め定められた識別情報抽出規則によって、前記赤成
   分、緑成分、青成分の各成分ごとのフーリエスペクトル
   から識別情報を抽出する手順とを設けたことを特徴とす
   る請求項１又は２のいずれかに記載の印刷物認証方法。
4. 【請求項４】 前記識別情報照合手順は、 前記印刷物から抽出した識別情報と前記基準識別情報と
   が一致するとき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請求項１乃至３のいずれかに記載
   の印刷物認証方法。
5. 【請求項５】 前記配列置換規則は、 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}で表し、 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２乃至４のいずれかに記載の印刷物認
   証方法。
6. 【請求項６】 前記画像選択基準は、 前記カラー画像の赤成分、緑成分、青成分の各成分にそ
   れぞれ１ビットの識別情報（０または１）を埋め込む
   際、 値が０の識別情報を埋め込む場合は、前記第一の配列置
   換画像または前記第一の配列置換画像の反転画像のいず
   れか一方を選択し、 値が１の識別情報を埋め込む場合は、前記第二の配列置
   換画像または前記第二の配列置換画像の反転画像のいず
   れか一方を選択することを特徴とする請求項２乃至５の
   いずれかに記載の印刷物認証方法。
7. 【請求項７】 前記識別情報抽出規則は、 前記読み取り手順で読み取ったカラー画像の解像度が、
   前記印刷手順で出力したカラー画像の解像度のk倍（kは
   正の実数）である場合、 前記読み取り手順で読み取ったカラー画像の赤成分のフ
   ーリエスペクトルを|fR(u,v)|、緑成分のフーリエスペ
   クトルを|fG(u,v)|、青成分のフーリエスペクトルを|fB
   (u,v)|で表し、 周波数領域Raを［{-1/(4k)≦u＜0 ∪ 0＜u≦1/(4k)}∩
   {1/(4k)≦v＜1/(2k)}］と定義し、 周波数領域Rbを［{-1/(4k)≦v＜0 ∪ 0＜v≦1/(4k)}∩
   {1/(4k)≦u＜1/(2k)}］と定義するとき、 前記Ra内の前記|fR(u,v)|の総和から前記Rb内の前記|fR
   (u,v)|の総和を差し引いた値をHRとして、 HR＝０ならば前記赤成分のフーリエスペクトルから抽出
   される識別情報を非真正と定義し、 HR＜０ならば前記赤成分のフーリエスペクトルから抽出
   される識別情報を１と定義し、 HR＞０ならば前記赤成分のフーリエスペクトルから抽出
   される識別情報を０と定義し、 前記Ra内の前記|fG(u,v)|の総和から前記Rb内の前記|fG
   (u,v)|の総和を差し引いた値をHGとして、 HG＝０ならば前記緑成分のフーリエスペクトルから抽出
   される識別情報を非真正と定義し、 HG＜０ならば前記緑成分のフーリエスペクトルから抽出
   される識別情報を１と定義し、 HG＞０ならば前記緑成分のフーリエスペクトルから抽出
   される識別情報を０と定義し、 前記Ra内の前記|fB(u,v)|の総和から前記Rb内の前記|fB
   (u,v)|の総和を差し引いた値をHBとして、 HB＝０ならば前記青成分のフーリエスペクトルから抽出
   される識別情報を非真正と定義し、 HB＜０ならば前記青成分のフーリエスペクトルから抽出
   される識別情報を１と定義し、 HB＞０ならば前記青成分のフーリエスペクトルから抽出
   される識別情報を０と定義することを特徴とする請求項
   ３乃至６のいずれかに記載の印刷物認証方法。
8. 【請求項８】 二値画像の画素配置を変更することによ
   って識別情報を埋め込み、フーリエスペクトルの方向の
   偏りを検出することによって識別情報を抽出し、照合す
   る印刷物認証システムであって、 カラー画像の赤成分、緑成分、青成分の各成分にそれぞ
   れ１ビットずつの識別情報を埋め込む識別情報埋め込み
   手段と、 識別情報が埋め込まれたカラー画像を出力して識別情報
   が埋め込まれた印刷物を作製する印刷手段と、 前記印刷物から前記識別情報が埋め込まれたカラー画像
   を読み取る読み取り手段と、 読み取ったカラー画像のデータから前記識別情報を抽出
   する識別情報抽出手段と、 抽出された識別情報と基準識別情報とを照合する識別情
   報照合手段とを設けたことを特徴とする印刷物認証シス
   テム。
9. 【請求項９】 前記識別情報埋め込み手段は、 原画像のデータを読み取ってディジタル画像データに変
   換する手段と、 前記ディジタル画像データを二値化して二値画像を作成
   する手段と、 前記二値画像を縦横にそれぞれ二倍に拡大して拡大画像
   を作成する手段と、 前記拡大画像を２×２画素単位の配列に分割した後、前
   記２×２画素単位の配列のそれぞれの配列を予め定めら
   れた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
   換画像を作成する手段と、 前記第一の配列置換画像及び前記第二の配列置換画像と
   は別に、新たに前記第一の配列置換画像の反転画像及び
   前記第二の配列置換画像の反転画像を作成する手段と、 前記第一の配列置換画像、前記第二の配列置換画像、前
   記第一の配列置換画像の反転画像、前記第二の配列置換
   画像の反転画像の四つの画像の中から、予め定められた
   画像選択基準により一つの画像を選択する手段と、 前記画像選択基準により選択した画像を該画像と同サイ
   ズのカラー画像の赤成分、緑成分、青成分のいずれかの
   成分に代入する手段と、 前記画像選択基準により選択した画像が、前記カラー画
   像の赤成分、緑成分、青成分のすべての成分に代入済み
   であるかどうかを判別する手段と、 判別結果が真であれば、前記カラー画像のデータをカラ
   ー画像出力部に渡す手段と、 前記判別結果が偽であれば、原画像のデータを読み取っ
   てディジタル画像データに変換する処理から、前記画像
   選択基準により選択した画像を前記カラー画像の赤成
   分、緑成分、青成分のいずれかの成分に代入する処理に
   至るまでの一連の処理を、前記判別結果が真になるまで
   繰り返した後、前記カラー画像のデータを前記カラー画
   像出力部に渡す手段とを設けたことを特徴とする請求項
   ８記載の印刷物認証システム。
10. 【請求項１０】 前記識別情報抽出手段は、 前記読み取り手段によって読み取ったカラー画像のディ
    ジタル画像データから 赤成分、緑成分、青成分の各成分を抽出する手段と、前
    記赤成分、緑成分、青成分の各成分の濃度階調を前記各
    成分の濃度帯域が有効に利用されるように補正する手段
    と、 濃度階調補正後の赤成分、緑成分、青成分の各成分に対
    して、それぞれ別々に高速フーリエ変換を行い、赤成
    分、緑成分、青成分の各成分ごとのフーリエスペクトル
    を抽出する手段と、 予め定められた識別情報抽出規則によって、前記赤成
    分、緑成分、青成分の各成分ごとのフーリエスペクトル
    から識別情報を抽出する手段とを設けたことを特徴とす
    る請求項８又は９のいずれかに記載の印刷物認証システ
    ム。
11. 【請求項１１】 前記識別情報照合手段は、 前記印刷物から抽出した識別情報と前記基準識別情報と
    が一致するとき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請求項８乃至１０のいずれかに記
    載の印刷物認証システム。
12. 【請求項１２】 前記配列置換規則は、 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}で表し、 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９乃至１１のいずれかに記載の印刷物
    認証システム。
13. 【請求項１３】 前記画像選択基準は、 前記カラー画像の赤成分、緑成分、青成分の各成分にそ
    れぞれ１ビットの識別情報（０または１）を埋め込む
    際、 値が０の識別情報を埋め込む場合は、前記第一の配列置
    換画像または前記第一の配列置換画像の反転画像のいず
    れか一方を選択し、 値が１の識別情報を埋め込む場合は、前記第二の配列置
    換画像または前記第二の配列置換画像の反転画像のいず
    れか一方を選択することを特徴とする請求項９乃至１２
    のいずれかに記載の印刷物認証システム。
14. 【請求項１４】 前記識別情報抽出規則は、 前記読み取り手段で読み取ったカラー画像の解像度が、
    前記印刷手段で出力したカラー画像の解像度のk倍（kは
    正の実数）である場合、 前記読み取り手段で読み取ったカラー画像の赤成分のフ
    ーリエスペクトルを|fR(u,v)|、緑成分のフーリエスペ
    クトルを|fG(u,v)|、青成分のフーリエスペクトルを|fB
    (u,v)|で表し、 周波数領域Raを［{-1/(4k)≦u＜0 ∪ 0＜u≦1/(4k)}∩
    {1/(4k)≦v＜1/(2k)}］と定義し、 周波数領域Rbを［{-1/(4k)≦v＜0 ∪ 0＜v≦1/(4k)}∩
    {1/(4k)≦u＜1/(2k)}］と定義するとき、 前記Ra内の前記|fR(u,v)|の総和から前記Rb内の前記|fR
    (u,v)|の総和を差し引いた値をHRとして、 HR＝０ならば前記赤成分のフーリエスペクトルから抽出
    される識別情報を非真正と定義し、 HR＜０ならば前記赤成分のフーリエスペクトルから抽出
    される識別情報を１と定義し、 HR＞０ならば前記赤成分のフーリエスペクトルから抽出
    される識別情報を０と定義し、 前記Ra内の前記|fG(u,v)|の総和から前記Rb内の前記|fG
    (u,v)|の総和を差し引いた値をHGとして、 HG＝０ならば前記緑成分のフーリエスペクトルから抽出
    される識別情報を非真正と定義し、 HG＜０ならば前記緑成分のフーリエスペクトルから抽出
    される識別情報を１と定義し、 HG＞０ならば前記緑成分のフーリエスペクトルから抽出
    される識別情報を０と定義し、 前記Ra内の前記|fB(u,v)|の総和から前記Rb内の前記|fB
    (u,v)|の総和を差し引いた値をHBとして、 HB＝０ならば前記青成分のフーリエスペクトルから抽出
    される識別情報を非真正と定義し、 HB＜０ならば前記青成分のフーリエスペクトルから抽出
    される識別情報を１と定義し、 HB＞０ならば前記青成分のフーリエスペクトルから抽出
    される識別情報を０と定義することを特徴とする請求項
    １０乃至１３のいずれかに記載の印刷物認証システム。
15. 【請求項１５】 カラー画像の赤成分、緑成分、青成分
    の各成分にそれぞれ１ビットずつの識別情報を埋め込む
    識別情報埋め込み処理と、 識別情報が埋め込まれたカラー画像を予め定められた解
    像度で出力する印刷処理とによって作製された識別情報
    が埋め込まれた印刷物であって、 前記印刷物に同種または異種のカラー画像のデータが一
    つ以上出力されており、個々の前記カラー画像のデータ
    ごとに、それぞれ３ビットの識別情報が埋め込まれてい
    ることを特徴とする識別情報が埋め込まれた印刷物。
16. 【請求項１６】 前記識別情報埋め込み処理は、 原画像のデータを読み取ってディジタル画像データに変
    換する処理と、 前記ディジタル画像データを二値化して二値画像を作成
    する処理と、 前記二値画像を縦横にそれぞれ二倍に拡大して拡大画像
    を作成する処理と、 前記拡大画像を２×２画素単位の配列に分割した後、前
    記２×２画素単位の配列のそれぞれの配列を予め定めら
    れた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
    換画像を作成する処理と、 前記第一の配列置換画像及び前記第二の配列置換画像と
    は別に、新たに前記第一の配列置換画像の反転画像及び
    前記第二の配列置換画像の反転画像を作成する処理と、 前記第一の配列置換画像、前記第二の配列置換画像、前
    記第一の配列置換画像の反転画像、前記第二の配列置換
    画像の反転画像の四つの画像の中から、予め定められた
    画像選択基準により一つの画像を選択する処理と、 前記画像選択基準により選択した画像を該画像と同サイ
    ズのカラー画像の赤成分、緑成分、青成分のいずれかの
    成分に代入する処理と、 前記画像選択基準により選択した画像が、前記カラー画
    像の赤成分、緑成分、青成分のすべての成分に代入済み
    であるかどうかを判別する処理と、 判別結果が真であれば、前記カラー画像のデータをカラ
    ー画像出力部に渡す処理と、 前記判別結果が偽であれば、原画像のデータを読み取っ
    てディジタル画像データに変換する処理から、前記画像
    選択基準により選択した画像を前記カラー画像の赤成
    分、緑成分、青成分のいずれかの成分に代入する処理に
    至るまでの一連の処理を、前記判別結果が真になるまで
    繰り返した後、前記カラー画像のデータを前記カラー画
    像出力部に渡す処理とによって作製されたことを特徴と
    する請求項１５記載の識別情報が埋め込まれた印刷物。
17. 【請求項１７】 前記配列置換規則は、 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}で表し、 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１６記載の識別情報が埋め込まれた印
    刷物。
18. 【請求項１８】 前記画像選択基準は、 前記カラー画像の赤成分、緑成分、青成分の各成分にそ
    れぞれ１ビットの識別情報（０または１）を埋め込む
    際、 値が０の識別情報を埋め込む場合は、前記第一の配列置
    換画像または前記第一の配列置換画像の反転画像のいず
    れか一方を選択し、 値が１の識別情報を埋め込む場合は、前記第二の配列置
    換画像または前記第二の配列置換画像の反転画像のいず
    れか一方を選択することを特徴とする請求項１６又は１
    ７のいずれかに記載の識別情報が埋め込まれた印刷物。