JP2005031802A

JP2005031802A - 媒体真偽判別装置

Info

Publication number: JP2005031802A
Application number: JP2003193761A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Yamada; 真幸山田; Katsuyoshi Funai; 克好府内
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2005-02-03

Abstract

【課題】従来の印刷技術により印刷された媒体が本来もつ印刷物固有の特徴量を抽出し、規則的な配列要素に対して周波数解析を施すことで媒体の真偽判別を実現する。
【解決手段】網点で構成された印刷媒体の表面画像を光学的に取得してその画像情報をフーリエ変換などの周波数解析手法を用いて解析する。そして、この解析によって算出された周波数成分のうち、画像を形成している網点の間隔Ｌと網点同士を結んで形成した直線の傾斜角度θに対応する周波数成分として、例えば、所定の閾値を超えるスペクトルに対応する周波数成分を抽出する。そして、周波数ゼロを基準とした周波数空間において、前記抽出された周波数成分の位置情報を生成し、これとあらかじめ記憶手段に記憶されている正規の媒体に対する位置情報とを比較して媒体の真偽判別を行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙幣や商品券などの媒体の真偽を判別する装置に関し、より具体的には、媒体の表面に印刷された網点の特性を利用してその媒体の真偽を判別する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、紙幣や商品券などの偽造の横行に伴って、そのような媒体の真偽を判別する装置が種々提案されている。このような媒体真偽判別装置のうち、媒体の表面画像を取得して周波数解析し、これによってその媒体の真偽を判別するものとして、例えば、後記の特許文献１に示されるものが存在する。
【０００３】
この特許文献１に記載されている真偽判別装置は、紙幣の所定の微少領域に印刷されたマイクロコードを読み取り、２次元フーリエ変換を行ってフーリエ変換画像を作成する。このときマイクロコードは一定周期を持つため、フーリエ変換によってマイクロコード特有の周波数が得られる。そして、このフーリエ変換画像に含まれるマイクロコード特有の周波数に関する情報と、あらかじめ記憶部に記憶されている対応する周波数に関する情報とを比較することによって紙幣を真偽判別できるようにしたものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９―３３０４５０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特許文献１に記載されている真偽判別装置は、周波数解析によって得られた２次元周波数成分を１次元のスカラー量、具体的には、所定の振幅を持つ周波数成分の数、に変換して真偽判別を行うようにしている。このため、例えば、マイクロ文字の印字サイズや文字間隔が本物同様に再現され、印字方向のみが異なる偽造媒体に対して正確に真偽判別をすることが困難であった。また、この特許文献１に記載された真偽判別装置では、マイクロ文字といった特殊な印刷要素を真偽判別の対象としているため、このような印刷要素を有していない媒体を真偽判別することができない。
【０００６】
そこで、本発明では、以上の課題に鑑みてなされたものであり、画像の周波数成分の大きさだけでなく、その周波数成分の元となる網点の方向も見ることによって正確に媒体の真偽判別を行えるような装置を提供するとともに、特殊な印刷要素を有していない媒体に対しても容易に真偽判別できるような装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の真偽判別装置は上記課題を解決するために、網点で構成された印刷媒体の表面画像を光学的に取得し、その画像に基づいて媒体の真偽を判別するものにおいて、前記取得した画像に対して周波数解析を行う解析手段と、前記周波数解析によって解析された周波数成分から、周波数ゼロを基準とした周波数空間において、前記網点の間隔と網点同士を結んで形成した直線の傾斜角度に対応する周波数成分の位置情報を生成する位置情報生成手段と、前記位置情報生成手段によって生成された位置情報と、あらかじめ記憶手段に記憶されている正規の媒体に対する位置情報とを比較して媒体の真偽を判別する判別手段を備えるようにしたものである。
【０００８】
このように構成すれば、画像を形成している網点の周波数成分の大きさとその網点の方向に基づいて媒体を真偽判別することができるため、より正確に媒体の真偽判別をすることができる。また、マイクロ文字といった特殊な印刷要素を有していない媒体に対しても、媒体の広範囲な印刷部分を取得することにより容易に真偽判別をすることができるようになる。
【０００９】
また、このような位置情報を生成するに際して、周波数解析によって解析された周波数成分のうち、所定の閾値を超える周波数成分の位置情報を生成する。
このように構成すれば、真偽判別をするに際して、周波数解析などによって生じた誤差成分が存在していても、その誤差を除去することができ、正確に媒体の真偽判別をすることができるようになる。
【００１０】
さらに、周波数空間を所定の周波数領域に分割し、前記解析された周波数成分の存在する分割領域に関する位置情報を生成する。
【００１１】
このように構成すれば、周波数成分の位置が多少ずれた場合であっても、その分割領域内であれば同じ位置情報として真偽判別することができ、一定の幅を持たせた媒体の真偽判別をすることができるようになる。
【００１２】
加えて、複数の周波数成分の存在する周波数空間の分割領域に関する位置情報を生成する。
【００１３】
このように構成すれば、例えば、分割領域内に存在する周波数成分の数を計数し、この計数値の大きい領域のみを抽出して比較判断すれば、迅速かつ正確に媒体の真偽判別を行うことができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。この実施の形態における媒体真偽判別装置は、小切手や紙幣・金券などの有価証券、免許証やパスポートなどのような身分証明書をはじめとして表面に印刷処理が施された媒体に対し、その表面に印刷された網点で構成された画像（以下、「網点画像」と称する）を光学的に取得し、周波数解析するようにしたものである。通常、印刷物は、その画像の一部を拡大すると図２に示すような網点で構成されるようになっており、例えば、カラー印刷の場合は、図３（ａ）に示すように、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、マジェンダ（Ｍ）の網点がモアレの発生を防止するために角度を違えて印刷される。なお、この図３において、図３（ａ）は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、マジェンダ（Ｍ）の網点の印刷角度を示しており、図３（ｂ）は、その網点の間隔Ｌおよび、その網点と網点を結んで形成された角度θを示している。この角度θは、イエロー（Ｙ）では０度、シアン（Ｃ）では１５度、ブラック（Ｋ）では４５度、マジェンダ（Ｍ）では７５度に設定される。この網点の間隔や角度は、インクジェット方式による印刷やトナー方式による印刷によっても異なるものであり、また、同じ印刷方式であってもプリンターの性能によっても大きく異なるものである。このため、肉眼だけでは判別しにくい印刷物であってもこの網点のパターンを拡大して取得し、この網点のパターンを周波数解析手法であるフーリエ変換を用いてその周波数成分を算出する。そして、この抽出された周波数成分から媒体の網点の間隔および角度に対応する特徴量を抽出し、あらかじめその装置に記憶されている正規の網点に対応する特徴量と比較して媒体の真偽を判別するようにしたものである。以下、本実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
この媒体真偽判別装置１は、例えば、図９に示すように、有価証券などの媒体を処理する装置として適用されるものである。図９において、１０は、媒体の投入を受け付ける投入口であり、１１は、媒体の表面画像を取得する画像取得装置、１２は、媒体を収納する収納カートリッジである。そして、この媒体真偽判別装置１は、図１の機能ブロック図に示すように、媒体に印刷された網点画像を取得する画像取得手段２０と、この取得した網点画像を周波数解析する解析手段２１と、この解析手段２１によって解析された周波数成分のうち、画像を形成している網点の間隔と網点同士を結んで形成した直線の傾斜角度に対応する周波数成分の位置情報を生成する位置情報生成手段２２と、あらかじめ正規の媒体に対する特徴量などを記憶する記憶手段２３と、この生成した位置情報とあらかじめ記憶手段２３に記憶している位置情報とを比較して媒体の真偽を判別する判別手段２４とを具備してなる。また、これ以外にその装置本来の機能を果たすための各手段を有し、例えば、媒体を搬送する搬送手段や、表示手段、入力手段などを有する。
【００１６】
画像取得手段２０は、媒体と撮像部との相対位置合わせを行って媒体の表面に印刷された網点のカラー印刷を読み取るもので、周知のように発光素子、受光素子、光学レンズなどを用いて媒体の網点画像を読み取る。この発光素子は、例えば、特定の周波数の光を照射するＬＥＤなどによって構成され、また、受光素子はＣＣＤセンサなどによって構成される。このＬＥＤは、その印刷物に含まれる特殊インクに対応させた画像も取得する場合は、その特殊インクに対応させた特定の波長を持つＬＥＤを用いるようにしても良い。一方、光学レンズは、肉眼では判別できない網点画像を拡大して取得することができるようにしたもので、この拡大して取得された網点画像は更に拡大されて解析手段２１に出力される。また、この媒体と撮像部との相対位置合わせは、マイクロ文字などの特殊文字を有している部分に限らず、撮像対象となる模様が存在する箇所に合わされる。
【００１７】
解析手段２１は、画像取得手段２０によって取得された網点のカラーの印刷物を撮像してグレースケールで読み取って、周波数解析の一般的手法である二次元フーリエ変換を行い、網点の周波数成分を算出する。そして、このフーリエ変換によって、媒体の表面に存在する網点の間隔や角度に対応する周波数成分を算出する。この解析手段２１によって、網点で構成された元画像は、フーリエ変換画像に変換され、元画像の網点間隔およびその網点同士を結んだ直線の傾斜角度に対応した位置にその網点の特徴量である周波数成分が抽出される。
【００１８】
位置情報生成手段２２は、このフーリエ変換された周波数成分のうち、網点の特徴を最もよく表している周波数成分を抽出する。具体的には、まず、ノイズ除去のために所定の閾値を超えるスペクトルの周波数成分を抽出する。そして、この抽出された周波数成分に基づいて、二値化された画像を形成し、この二値化画像のうち、網点の間隔と傾斜角度を最も良く現している二値化点の位置情報を生成する。通常、ノイズ除去によって特徴点以外のスペクトルは除去されるが、周波数ゼロを原点とした場合における原点付近に閾値を超えるノイズが残留することがある。このため、まず周波数領域を、例えば、原点を除く第一象現・第二象現・第三象現・第四象現に分割し、さらに、二値化された周波数成分の位置情報を割り当てるべく各象現を細分割する。そして、二値化された画像のうち、所定数以上の周波数成分が内部に存在している分割領域に「１」を設定する。以下、同様にして各象現のすべての分割領域の情報を設定する。ただし、通常、二値化画像は原点を中心に点対称となっているため、第一象現および第二象現の位置情報のみを生成するだけでよい。
【００１９】
これに対し、記憶手段２３には、正規の媒体に対する位置情報を記憶する。この正規の媒体に対する位置情報は、あらかじめ正規の媒体の表面画像を取得し、同様に、その取得した情報を周波数解析して生成される。また、この記憶手段２３には、位置情報のほか、位置情報を生成するに際して使用されるスペクトルの閾値に関する情報や、分割領域を生成するための座標情報、および、この装置を実行させるためのプログラムなどが記憶される。
【００２０】
判別手段２４は、位置情報生成手段２２により生成された位置情報と、記憶手段２３によりあらかじめ記憶されている位置情報とを比較し、それらが一致するか否かを判別する。そして、これらの位置情報がすべて一致していると判断すれば、真の媒体である旨を出力し、例えば、搬送手段を用いてその媒体を収納カートリッジ１２に搬送させるなどの処理を行う。また、これらの位置情報のいずれか一つでも相違していれば偽の媒体である旨の出力を行い、搬送手段を介してその媒体を返却するなどの処理を行う。
【００２１】
次に、このように構成された媒体真偽判別装置１を用いた媒体の真偽判別フローについて図４および図５から図８の図面を用いて説明する。なお、図５は、媒体から取得した網点画像の拡大図を示したものであり、図６は、この網点画像をフーリエ変換した後のフーリエ変換画像を示したものである。また、図７は、この図６のフーリエ変換画像に示された周波数成分（白点で示された部分）のうち所定の閾値を超えたスペクトルを有する周波数成分を示したものであって、周波数ゼロを基準とした周波数空間の分割領域と周波数成分との対応関係を示したものである。なお、この図７で、ｘ軸はｘ方向の周波数成分ｆ（ｘ）を示し、ｙ軸はｙ方向の周波数成分ｆ（ｙ）を示し、また、図中の小さい長方形状の部分は二値化された周波数成分を示す。また、図８は、図７の分割領域内に存在する周波数成分に基づいて生成された位置情報を示したものである。
【００２２】
まず、画像取得装置１１で媒体の表面にカラー印刷された網点画像を撮像してグレースケールで読み取り、図５に示すような拡大された網点画像を取得する（ステップ１）。そして、その取得された網点画像を解析手段２１に出力し、そこで２次元フーリエ変換して網点の特徴となる周波数成分を抽出し、図６に示すようなフーリエ変換画像を生成する（ステップ２）。そして、この抽出された周波数成分のうち、所定の閾値を超えるスペクトルを有する周波数成分のみを抽出し、図７に示すような二値化されたフーリエ変換画像を生成する（ステップ３）。そして、この二値化されたフーリエ変換画像を原点を除く第一象限・第二象現の領域に分割し、さらにその各象現を矩形状に細分割して、その領域内に所定数以上の周波数成分が存在していることを条件にその分割領域に「１」を設定する。この場合、その「１」が設定された領域と原点との角度は、網点と網点を結んで形成された角度θに対応し、また、その領域「１」が設定された領域と網点の距離は、網点間の距離Ｌの逆数に比例した距離となる。以下、同様にして全ての分割領域に対する設定処理を行い（ステップ４）、このようにして生成された周波数成分の位置情報、すなわち、「１」が設定された分割領域の位置情報と、あらかじめ記憶手段２３に記憶されているその媒体に対する分割領域の位置情報とを比較する（ステップ５）。そして、分割領域に対する位置情報が一つでも一致していなければ、偽の媒体である旨の出力を行い（ステップ６）、媒体の返却処理などを行う（ステップ７）。一方、すべての分割領域に対する位置情報が一致している場合は、真の媒体である旨の出力を行い（ステップ８）、媒体の取り込み処理などを行う（ステップ９）。
【００２３】
このように上記実施の形態においては、媒体の網点画像に関する情報をフーリエ変換によって解析し、この解析された周波数成分のうち網点の間隔と網点同士を結んで形成した直線の傾斜角度に対応する周波数成分の位置情報を生成して真の媒体の位置情報と比較するようにしたので、印字サイズや文字間隔が本物同様に再現された偽の媒体を真偽判別する場合であっても、正確に媒体を真偽判別することができるようになる。また、媒体の印刷領域のほぼ全域にわたって分布する網点を利用して真偽判別できるため、マイクロ文字などのような特殊印刷をしていない媒体に対しても簡単に真偽判別を行うことができる。
【００２４】
また、上記実施の形態では、スペクトルが所定の閾値を超えた周波数成分の位置情報のみを用いて真偽判別するようにしているため、例えば、媒体の特徴とならない誤差成分を用いて真偽判別することがなくなり、正確に媒体の真偽判別を行うことができるようになる。
【００２５】
さらに、上記実施の形態では、矩形状の分割領域を設定してこれを周波数成分の位置情報とするようにしたので、分割領域内において周波数成分の位置に誤差が生じた場合であっても位置情報の変動を生ずることなく真偽判別を行うことができるようになる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく種々の態様で実施することができる。
【００２７】
例えば、上記実施の形態においては、第一象現、第二象現に矩形状の分割領域を設定したが、これに限らず、図１０に示すような極座標系に対応した円弧状の分割領域を設定するようにしても良い。この場合も、同様に原点付近の周波数成分を除去すべく中心付近の分割領域Ａ１を除去し、それ以外の分割領域Ａ２内に所定の閾値を超える周波数成分が所定数以上存在していることを条件に「１」を設定するようにすれば良い。
【００２８】
また、上記実施の形態では、分割領域内に所定数以上の周波数成分が存在するか否かを判別し、その分割領域内に周波数成分が存在していればその領域に「１」を設定するようにしているが、これに限らず、分割領域内に存在する所定の閾値を超える周波数成分の数を計数し、この分割領域内に計数数を設定してあらかじめ記憶手段２３に記憶されている正規の分割領域に対する計数値と比較するようにしても良い。このように構成すれば、特徴量の大きい分割領域のみを抽出して比較判断することができるため、迅速かつ正確に媒体の真偽判別を行うことができるようになる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、画像を形成している網点の周波数成分の大きさと方向に基づいて媒体の真偽判別をするため、高精度に真偽判別することができる。また、特別な印刷手法が用いられていない媒体に対しても、その網点の情報を利用することによって簡単に媒体の真偽判別を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における媒体真偽判別装置の機能ブロック図
【図２】元画像とその一部を拡大した網点の構成を示す図
【図３】カラー画像における各色要素の網点の印刷方向を示す図
【図４】本実施の形態における媒体真偽判別のフローチャート
【図５】媒体から取得した網点画像の拡大図
【図６】図５の網点画像をフーリエ変換した後のフーリエ変換画像を示した図
【図７】図６のフーリエ変換画像における周波数成分を二値化した状態と、分割領域との関係を示す図。
【図８】図７に基づいて生成された位置情報を示す図
【図９】本実施の形態が適用される真偽判別装置の概略図
【図１０】第二の実施形態における極座標系の分割領域および位置情報を示す図
【符号の説明】
１・・・媒体真偽判別装置
２０・・・画像取得手段
２１・・・解析手段
２２・・・位置情報生成手段
２３・・・記憶手段
２４・・・判別手段

Claims

網点で構成された印刷媒体の表面画像を光学的に取得し、その取得した画像に基づいて媒体の真偽を判別する媒体真偽判別装置において、
前記媒体から取得した画像に対して周波数解析を行う解析手段と、
前記周波数解析によって解析された周波数成分から、周波数ゼロを基準とした周波数空間において、前記網点の間隔と網点同士を結んで形成した直線の傾斜角度に対応する周波数成分の位置情報を生成する位置情報生成手段と、
前記位置情報生成手段によって生成された位置情報と、あらかじめ記憶手段に記憶されている正規の媒体に対する位置情報とを比較して媒体の真偽を判別する判別手段と、を備えたことを特徴とする媒体真偽判別装置。
前記位置情報生成手段が、周波数解析によって算出された周波数成分のうち、所定の閾値を超える周波数成分の位置情報を生成するものである請求項１に記載の媒体真偽判別装置。
前記位置情報が、周波数成分の存在する周波数空間の分割領域に関する位置情報である請求項１に記載の媒体真偽判別装置。
前記位置情報が、複数の周波数成分の存在する周波数空間の分割領域に関する位置情報である請求項３に記載の媒体真偽判別装置。