JP2007041643A - 物品確認装置、物品確認方法及び物品確認プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】物品表面が劣化しても容易且つ高精度に真正を確認することのできる物品確認装置、物品確認方法及び物品確認プログラムの提供。
【解決手段】光源部２２により照明されたカード表面の所定領域を、カメラ２４により撮像して当該物品表面の再現不能な微細な特徴を含む特徴画像を示す画像情報を取得し、この画像情報を前記物品の特徴情報として外部記憶装置３４に記憶しておき、前記物品が真正であるか否かを判定する際に、ＣＰＵ１２により、当該物品表面の前記所定領域における前記画像情報を確認用情報としてカメラ２４により取得し、取得した前記確認用情報と外部記憶装置３４により記憶されている前記特徴情報とのパターンマッチングにより前記特徴画像が同一か否かを判定し、同一であると判定した場合に外部記憶装置３４により記憶されている前記特徴情報を前記確認用情報に更新する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、物品の真贋を確認する物品確認装置、物品確認方法及び物品確認プログラムに関する。

従来より、クレジットカード等の貴重品や重要書類などの物品の真贋を確認するため、様々な技術が提案されている。例えば、図１０に示すように、物品６０を光源５４によって照明し、物品６０の表面の所定の観測領域（図１０（Ｂ）の撮影範囲７０）から、当該物品６０自体が元来有している再現不能な微細な特徴、例えば、表面の微細な凹凸のパターン（図１０（Ｂ）には物品表面の凸部６０ａと該凸部６０ａに対して光源５４と反対方向に伸びる陰影とが図示されている）などをカメラ５２等で読取って予め登録しておき、確認対象とする物品６０の表面の微小な特徴をカメラ５２等で読み取り、予め登録しておいた特徴と比較することによって、確認対象とする物品６０の真贋を確認する書類確認装置や物品確認装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
特開２００４−１５３４０５公報 特開２００５−０１０５８１公報

しかしながら、物品は使用頻度が高くなるほど上記再現不能な微細な特徴の状態が劣化するため、上述した従来技術では、当該物品の劣化の度合によっては当該物品の真正を確認することができない場合がある、という問題点があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、物品表面が劣化しても容易且つ高精度に真正を確認することのできる物品確認装置、物品確認方法及び物品確認プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の物品確認装置は、光源により照明された物品表面の所定領域を撮像することによって当該物品表面の再現不能な微細な特徴を含む特徴画像を示す画像情報を取得する撮像手段と、前記撮像手段により取得された前記画像情報を前記物品の特徴情報として予め記憶した記憶手段と、前記物品が真正であるか否かを判定する際に、当該物品表面の前記所定領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得させる取得手段と、前記取得手段により取得された前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報とのパターンマッチングにより前記物品の前記特徴画像が同一のものであるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により同一のものであると判定された場合に前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報を前記確認用情報に更新する更新手段と、を備えている。

請求項１に記載の物品確認装置によれば、光源により照明された物品表面の所定領域が撮像手段により撮像されることによって当該物品表面の再現不能な微細な特徴を含む特徴画像を示す画像情報が取得される。なお、ここでいう物品表面の再現不能な微細な特徴とは、外部から読取り可能に現れている物品の再現不能な微細な特徴をいい、例えば、外側が下層の特徴が読取り可能に現れる程度に透明な保護膜（透明層）で覆われている物品の場合には、透明層自体に現れている再現不能な微細な特徴だけでなく、透明層の下層に現れている再現不能な微細な特徴も含まれる。

また、請求項１に記載の物品確認装置では、前記撮像手段により取得された前記画像情報が前記物品の特徴情報として予め記憶手段により記憶される。なお、上記記憶手段には、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）、フラッシュＥＥＰＲＯＭ（Flash EEPROM）等の半導体記憶素子、スマート・メディア（SmartMedia（登録商標））、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の可搬記録媒体やハードディスク等の固定記録媒体、或いはネットワークに接続されたサーバ・コンピュータ等に設けられた外部記憶装置が含まれる。

ここで、請求項１に記載の物品確認装置では、前記物品が真正であるか否かを判定する際に、取得手段により、当該物品表面の前記所定領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得させ、判定手段により、取得手段によって取得された前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報とのパターンマッチングにより前記物品の前記特徴画像が同一のものであるか否かが判定される一方、更新手段により、前記判定手段により同一のものであると判定された場合に前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報が前記確認用情報に更新される。

このように、請求項１に記載の物品確認装置によれば、光源により照明された物品表面の所定領域を撮像することによって当該物品表面の再現不能な微細な特徴を含む特徴画像を示す画像情報を取得する撮像手段を備えると共に、前記撮像手段により取得された前記画像情報を前記物品の特徴情報として予め記憶手段により記憶しておき、前記物品が真正であるか否かを判定する際に、当該物品表面の前記所定領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得させ、取得された前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報とのパターンマッチングにより前記物品の前記特徴画像が同一のものであるか否かを判定し、同一のものであると判定された場合に前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報を前記確認用情報に更新しているので、予め登録しておいた特徴情報を、偽物ではない物品から取得された最新の確認用情報により逐次更新することができる結果、物品表面が劣化しても容易且つ高精度に真正を確認することができる。

なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記物品表面の劣化の度合を特定する特定手段を更に備え、前記更新手段は、前記特定手段によって特定された前記劣化の度合が所定度合以下である場合に前記更新を行うものとしてもよい。

なお、上記劣化には、経時劣化の他、摩耗、衝突等により傷が発生することによる劣化も含まれる。

また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記撮像手段は、前記物品表面の互いに異なる位置とされた複数の領域における前記画像情報を取得し、前記記憶手段は、前記撮像手段により取得された前記複数の領域における前記画像情報を前記物品の特徴情報として予め記憶し、前記取得手段は、前記物品が真正であるか否かを判定する際に、当該物品表面の前記複数の領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得させ、前記判定手段は、前記取得手段により取得された複数の前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている複数の前記特徴情報との同一領域同士でのパターンマッチングにより前記物品の前記複数の領域における特徴画像が同一のものであるか否かを判定し、前記更新手段は、前記判定手段により同一のものであると判定された領域に対応する前記特徴情報を、少なくとも１つの領域については最初に記憶された前記特徴情報を更新対象から外した状態で、対応する前記確認用情報に更新するものとしてもよい。

一方、上記目的を達成するために、請求項４に記載の物品確認方法は、光源により照明された物品表面の所定領域を撮像することによって当該物品表面の再現不能な微細な特徴を含む特徴画像を示す画像情報を取得する撮像手段を備えた物品確認装置における物品確認方法であって、前記撮像手段により取得された前記画像情報を前記物品の特徴情報として予め記憶手段により記憶しておき、前記物品が真正であるか否かを判定する際に、当該物品表面の前記所定領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得させ、取得された前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報とのパターンマッチングにより前記物品の前記特徴画像が同一のものであるか否かを判定し、同一のものであると判定された場合に前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報を前記確認用情報に更新するものである。

従って、請求項４に記載の物品確認方法によれば、請求項１に記載の発明と同様に作用するので、請求項１に記載の発明と同様に、物品表面が劣化しても容易且つ高精度に真正を確認することができる。

一方、上記目的を達成するために、請求項５に記載の物品確認プログラムは、光源により照明された物品表面の所定領域を撮像することによって当該物品表面の再現不能な微細な特徴を含む特徴画像を示す画像情報を取得する撮像手段を備えた物品確認装置により実行される物品確認プログラムであって、前記撮像手段により取得された前記画像情報を前記物品の特徴情報として予め記憶手段により記憶する記憶ステップと、前記物品が真正であるか否かを判定する際に、当該物品表面の前記所定領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得させる取得ステップと、前記取得ステップにより取得された前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報とのパターンマッチングにより前記物品の前記特徴画像が同一のものであるか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップにより同一のものであると判定された場合に前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報を前記確認用情報に更新する更新ステップと、をコンピュータに実行させるものである。

従って、請求項５に記載の物品確認プログラムによれば、コンピュータに対して請求項１に記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項１に記載の発明と同様に、物品表面が劣化しても容易且つ高精度に真正を確認することができる。

本発明によれば、光源により照明された物品表面の所定領域を撮像することによって当該物品表面の再現不能な微細な特徴を含む特徴画像を示す画像情報を取得する撮像手段を備えると共に、前記撮像手段により取得された前記画像情報を前記物品の特徴情報として予め記憶手段により記憶しておき、前記物品が真正であるか否かを判定する際に、当該物品表面の前記所定領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得させ、取得された前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報とのパターンマッチングにより前記物品の前記特徴画像が同一のものであるか否かを判定し、同一のものであると判定された場合に前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報を前記確認用情報に更新しているので、予め登録しておいた特徴情報を、偽物ではない物品から取得された最新の確認用情報により逐次更新することができる結果、物品表面が劣化しても容易且つ高精度に真正を確認することができる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［ランダムパターン］
まず、本発明に係る実施の形態を説明するのに先立ち、物品自体が元来有している再現不能で微細な凹凸の特徴（以下、ランダムパターンと称す）について説明する。

例えば、不織布では、繊維が複雑に絡み合ってできたものであり、この繊維によるパターンが同一になるものはない。すなわち、不織布から繊維によるランダムパターンを観測することができる。また、紙も植物繊維が複雑に絡み合ってできたものであり、不織布と同様に、紙からもランダムパターンを観測することができる。同一種、同一ロットの紙であっても紙毎にそのパターンは異なる。

また、カーボンを充填した黒色のゴム表面、ＩＣパッケージ用のセラミック表面、金属微粒子分散のＵＶ硬化型塗料の塗膜（所謂ラメ塗装）表面からも、表面の微小なクラックや材料の微粒子等によってランダムパターンが観察できる。また、ステンレス鋼材表面からもヘアライン処理やサンドブラスト処理等、表面仕上げ時に作られたランダムパターンを観察できる。また、皮革も自然の状態でその表面にランダムな皺が形成されているため、この皺がランダムパターンとして観察される。

このように、各種の物品からランダムパターンを観察することができる。このランダムパターンは、意図的に作ったものではなく、物品そのものの成り立ち、製造工程、或いは製造後などで不作為にできたものであり、そのパターンが全く同じである物品が複数存在するとは考え難い。また、同一のものを故意に作り出すことは困難と思われる。すなわち、同一の工程を経て製造・物流された物品であっても、微視的には、各物品ごとにランダムパターンが異なる。特に、上述したようなランダムパターンは、顕微鏡レベルの微細なパターンであり、これを偽造することは容易ではない。また、ゴム表面や皮革表面、或いは不織布といった形状が変化し易い軟らかい素材のランダムパターンも、外力が加わらない状態では安定である。

なお、ランダムパターンについての詳細な説明は、先に先行技術文献として挙げた特許文献１（特開２００４−１５３４０５公報）及び特許文献２（特開２００５−０１０５８１公報）に記載されているため、ランダムパターンについての、これ以上のここでの説明は省略する。

本発明は、上記のような物品が元来有するランダムなパターンを、各物品を確認（識別・照合）するための情報として利用するものである。このような微細なランダムパターンの読み取りには、触針法、電子顕微鏡観察法等幾つかの方法が考えられるが、物品保護の観点から未処理、非破壊であることが望ましい。光を利用する方法はこの点で優れている。以下、光を利用してランダムパターンを読み取って、物品の真贋を確認する物品確認装置について説明する。

［第１の実施の形態］
［全体構成］
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る物品確認装置１０の概略構成を説明する。

本実施の形態に係る物品確認装置１０は、当該装置１０全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）１２を備えており、ＣＰＵ１２には、システムバス３２を介してＲＡＭ１４及びＲＯＭ１６が接続されると共に、外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）処理装置１８、内部Ｉ／Ｆ処理装置２０、及び表示部１１が接続されている。なお、外部Ｉ／Ｆ処理装置１８には、外部記憶装置３４が接続されている。また、内部Ｉ／Ｆ処理装置２０には、光源部２２、カメラ２４、磁気ヘッド制御装置２６、及びカード搬送装置３０が接続されている。

ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１６に予め記憶されているプログラムを実行し、物品確認装置１０全体の動作を制御する。なお、ＲＯＭ１６に記憶されているプログラムには、登録対象とする物品表面を撮像することによって得られた画像から、各々当該物品表面のランダムパターンを含み、かつ互いに異なる位置に設けられると共に、予め定められた形状（本実施の形態では、矩形状）で、予め定められたサイズ（本実施の形態では３２画素×３２画素）の複数（本実施の形態では４つ）の照合領域ＳＧｉ（ｉ＝１，２，３，４）（図２も参照。）における特徴画像を示す画像情報を取得し、取得した複数の画像情報を特徴情報Ｔｊ（ｊ＝１，２，３，４）として登録する登録処理プログラムや、物品の認証時に、確認対象とする物品の表面を撮像することによって得られた画像から上記登録処理プログラムによる特徴情報の登録時と同一の条件で取得した複数の画像情報を確認用情報Ｋｍ（ｍ＝１，２，３，４）として、当該確認用情報と上記特徴情報とのパターンマッチングにより当該物品の真贋を判定する物品確認処理プログラムが含まれている。なお、ＲＯＭ１６には、表示部１１により表示される表示情報も記録されている。

なお、本実施の形態では、上記物品として、プラスチックカードにテープ状（ストライプ）の磁気記録媒体を貼り付けたキャッシュカードやクレジットカード等の磁気カード（以下、カード４０）を例に挙げて説明する。

また、ここでいう物品表面のランダムパターンとは、外部から撮像可能に現れている物品の再現不能な微細な特徴をいう。例えば、外部が下層の微細な特徴が撮像可能に現れる程度に透明な保護膜で覆われている物品の場合には、透明な保護膜自体に現れている再現不能な微細な特徴と、透明な保護膜の下層に現れている再現不能な微細な特徴の双方の特徴を含む。具体的に例示すると、現在金融機関等で広く使用されているクレジットカード等のカードには、例えばラメ状の微細な地紋が現れた塗装の上に、ハードコート等の透明層が固着されているタイプのものが広く普及している。従って、このような物品の場合には、透明層自体に現れた凹凸等の微細なランダムパターンと、透明層の下の微細な地紋（ランダムパターン）の双方を含むことができる。

一方、表示部１１は、システムバス３２を介してＣＰＵ１２により制御されるものとされており、ＲＯＭ１６に格納された表示情報のうち、ＣＰＵ１２により指定された表示情報を表示する。

また、ＲＡＭ１４は、ワーキングメモリであって、撮像された撮像範囲５０（図２も参照。）の画像や、確認用情報Ｋｍあるいは外部記憶装置３４から読み出した特徴情報Ｔｊ等を一時的に記憶する領域を含む。

外部Ｉ／Ｆ処理装置１８は、外部記憶装置３４との間でデータの授受を行うためのインタフェースであり、物品確認装置１０は、該外部Ｉ／Ｆ処理装置１８を介して外部記憶装置３４をアクセスする。

また、光源部２２は、図１及び図２に示すように、カード４０を照明するように配置されており、所定の波長域の光を照射して、物品確認装置１０に設けられているカード挿入口（図示省略。）に挿入されたカード４０を照明する。光源部２２の点灯タイミング（光の照射タイミング）は、内部Ｉ／Ｆ処理装置２０を介してＣＰＵ１２により制御される。光源部２２には、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ハロゲンランプ、蛍光灯、キセノン放電管などを用いることができる。

更に、カメラ２４は、光源部２２から照射された光によって照明されたカード４０表面の予め定められた撮像範囲５０から、ランダムパターンを含む画像を撮像する。本実施の形態において、カメラ２４及びカメラ２４の撮像範囲５０は予め定められた位置に固定されている。カメラ２４による撮像タイミングは、内部Ｉ／Ｆ処理装置２０を介してＣＰＵ１２により制御される。

一方、磁気ヘッド制御装置２６には磁気ヘッド２８が接続されている。磁気ヘッド２８は、磁気ヘッド制御装置２６によって制御され、上記カード挿入口からカード４０が挿入されて磁気ヘッド２８の読み取り位置まで搬送されたときに、カード４０に貼付された磁気記録媒体から情報を読み出す。

また、カード搬送装置３０は、搬送ローラ３０ａ及びモータ３０ｂを含んで構成されている。上記カード挿入口からカード４０が挿入されたときに、搬送ローラ３０ａを回転させて当該カード４０を予め定められた位置まで搬送し、当該カード４０を用いた処理が終了したときには、搬送ローラ３０ａを逆回転させて該処理済みのカード４０を搬送して上記カード挿入口から排出する。

ところで、外部記憶装置３４には、上記登録処理プログラムによって各種情報が登録されると共に、上記物品確認処理プログラムにおいて物品の確認に用いられる物品確認管理テーブルが記憶されている。

図３には、本実施の形態に係る物品確認管理テーブルのデータ構造の一例が示されている。

同図に示されるように、本実施の形態に係る物品確認管理テーブルは、識別ＩＤ、日時、特徴情報、及び履歴情報の各情報が記憶されるように構成されている。なお、特徴情報及び履歴情報は照合領域毎に記憶されるものとされている。また、特徴情報は、照合領域毎に更新回数も記憶されるものとされている。

ここで、上記識別ＩＤは、カード４０を特定するための情報であり、物品確認装置１０が取り扱い対象としているカード４０毎に唯一無二の情報が予め割り当てられている。なお、各カード４０の磁気記録媒体には、自身に割り振られた識別ＩＤが予め記憶されている。

また、上記日時は、対応する特徴情報または履歴情報を記憶（更新）した日時を示す情報であり、上記特徴情報は、登録処理プログラムにより登録され、物品確認処理プログラムにより更新される特徴画像の特徴量を示す情報であり、上記履歴情報は、物品確認処理プログラムによる認証時に特徴情報に対する確認用情報の類似度に基づいて算出される認証レベルを示す情報である。

［物品確認装置の作用］
次に、物品確認装置１０の作用を説明する。物品確認装置１０でカード４０の真贋を判定するためには、本物のカード４０が有するランダムパターンの特徴を示す情報を特徴情報Ｔｊとして予め登録しておく必要がある。以下、図３及び図４を参照して、物品確認装置１０において実行される登録処理について説明する。

登録対象とするカード４０が不図示のカード挿入口から挿入されると、カード搬送装置３０は磁気ヘッド２８の読み取り位置までカード４０を搬送する。このとき、物品確認装置１０のＣＰＵ１２では、図４に示される登録処理プログラムの実行が開始される。

まず、同図のステップ１００では、磁気ヘッド制御装置２６で磁気ヘッド２８の作動を制御し、カード４０の磁気記録媒体から識別ＩＤを読み出して取得する。なお、識別ＩＤの取得後は、カード搬送装置３０によってカード４０を予め定められた位置まで搬送する制御を行う。

次のステップ１０２では、図２に示すように光源部２２を点灯させることにより、カード４０表面を光源部２２の方向から光を照射して照明する。光源部２２から射出された光は光線経路３６に沿って進み、ランダムパターンの一部としての凸部４０ａを含んだ状態でカード４０表面を照らし出し、凸部４０ａに対して光線経路３６下流側に凸部４０ａの陰影を作り出す。なお、図２では、錯綜を回避するために、各照合領域に１つずつ凸部４０ａを有するものとして図示しているが、実際には、凸部４０ａは各照合領域に対してランダムな位置及び数で存在している。

そして、ステップ１０２では、このようにカード４０表面を照明した状態で、カード４０表面の予め定められた撮像範囲５０をカメラ２４で撮像させることにより撮像データを取得した後、光源部２２を消灯させる。

次のステップ１０４では、特徴量抽出処理ルーチン・プログラムを実行する。以下、図５を参照して、本実施の形態に係る特徴量抽出処理ルーチン・プログラムについて説明する。

まず、同図のステップ１５０では、登録処理プログラムのステップ１０２の処理によって取得した撮像データから、複数の照合領域ＳＧｉ（図２も参照。）の画像（特徴画像）を示す画像データを切り出す。

そして、次のステップ１５２以降の処理により、切り出した画像データから照合領域毎に特徴量を導出する。なお、当該特徴量の導出には、従来既知の導出技術を採用することができるが、本実施の形態では、先に先行技術文献として挙げた特許文献１（特開２００４−１５３４０５公報）及び特許文献２（特開２００５−０１０５８１公報）に記載されている技術を適用する。

まず、ステップ１５２では、切り出された画像データにより示される特徴画像を適切な大きさのメッシュ（メッシュ数ｄ＝縦Ｍ×横Ｎ）に区切り（量子化）、各メッシュをある濃度値（濃度レベルｑ）で代表させて（標本化）、モザイク状の画像の画像データに変換する。

そして、次のステップ１５４にて、量子化及び標本化後の画像データを、ｊ番目のメッシュの濃度をｘｊとして、このパターンをｘ＝（ｘ１，ｘ２，・・・ｘｄ）ｔ（ｔは転置を表す）なるベクトル（特徴ベクトル）で記述する。この特徴ベクトルを特徴量とする。

この特徴ベクトルの各要素は対応する画像領域の濃度を与える。得られたパターンは特徴ベクトルによって張られた特徴空間上の１点として表されることになる。前述したように、各物品は、微視的には異なるランダムパターンを有するため、特徴ベクトルもそれぞれ固有の特徴を表すものとなる。すなわち、各物品のランダムパターンの特徴をこの特徴ベクトルによって表すことができる。なお、特徴ベクトルの代わりに、全ベクトルから分散共分散行列又は相関行列を求めて、これを特徴量としてもよい。

なお、本ステップ１５４による特徴量の導出が終了すると特徴量抽出処理ルーチン・プログラムを終了して、登録処理プログラム（図４参照。）のステップ１０６に移行する。

ステップ１０６では、以上の処理によって導出された照合領域ＳＧｉ毎の特徴量を示す情報を初期（登録時）の特徴情報Ｔｊとして、この時点の日時を示す日時情報及び更新回数（‘０’）と共に物品確認管理テーブルに記憶し、その後に本登録処理プログラムを終了する。なお、以下では、登録時の特徴情報を特に原初情報とも呼称する。

次に、図６を参照して、本実施の形態に係る物品確認装置１０におけるカード４０の真贋を確認する際の作用について説明する。

確認対象とするカード４０が不図示のカード挿入口から挿入されると、カード搬送装置３０は磁気ヘッド２８の読み取り位置までカード４０を搬送する。このとき、物品確認装置１０のＣＰＵ１２では、図６に示される物品確認処理プログラムの実行が開始される。

まず、同図のステップ２００では、磁気ヘッド制御装置２６で磁気ヘッド２８の作動を制御し、カード４０の磁気記録媒体から識別ＩＤを読み出して取得する。なお、識別ＩＤの取得後は、カード搬送装置３０によってカード４０を予め定められた位置まで搬送する制御を行う。

次のステップ２０２では、取得した識別ＩＤに対応して登録されている特徴情報Ｔｊを外部記憶装置３４の物品確認管理テーブルから読み出し、ＲＡＭ１４の所定領域に記憶する。

次のステップ２０４では、登録処理プログラムのステップ１０２の処理と同様に、カード４０表面の撮像範囲５０の撮像データを取得する。なお、本ステップ２０２の処理では、登録処理プログラムによる特徴情報の登録時と同一の撮像範囲５０から撮像データを取得する必要があるため、カード４０を登録時と同一の位置に正確に位置合わせする必要があるが、この位置合わせの方法については特に限定されず、例えば、先に先行技術文献として挙げた特許文献１（特開２００４−１５３４０５公報）及び特許文献２（特開２００５−０１０５８１公報）に記載されている方法等を適用することができる。

次のステップ２０６では、登録処理プログラムのステップ１０４と同様に特徴量抽出処理ルーチン・プログラム（図５も参照。）を実行する。なお、本特徴量抽出処理ルーチン・プログラムによって導出された特徴量を示す情報は確認用情報ＫｍとしてＲＡＭ１４の特徴情報Ｔｊを記憶した領域とは別の所定領域に記憶する。

次のステップ２０８では、認証処理ルーチン・プログラムを実行する。以下、図７を参照して、本実施の形態に係る認証処理ルーチン・プログラムについて説明する。

まず、同図のステップ３００では、以上の処理によってＲＡＭ１４に記憶された確認用情報Ｋｍと特徴情報Ｔｊとの同一の照合領域毎のパターンマッチングを行うことにより、照合領域ＳＧｉ毎に特徴画像が同一のものであるか否か（一致しているか否か）を判断する。

なお、本実施の形態に係る認証処理ルーチン・プログラムでは、当該判断として、特徴情報Ｔｊにより示される特徴画像に対する確認用情報Ｋｍにより示される特徴画像の類似度を百分率で表した認証レベルを照合領域ＳＧｉ毎に算出し、各照合領域ＳＧｉ毎に、認証レベルが予め定められた閾値（本実施の形態では、８０％）以上である場合に一致しているものと判断する。ここで、上記類似度の算出には、従来既知の技術を採用することができるが、本実施の形態では、先に先行技術文献として挙げた特許文献１（特開２００４−１５３４０５公報）及び特許文献２（特開２００５−０１０５８１公報）に記載されている方法を適用し、特徴情報Ｔｊにより示される特徴量（特徴ベクトル）と、確認用情報Ｋｍにより示される特徴量（特徴ベクトル）との距離を類似度として算出する。なお、類似度は、算出された距離が近い程、大きな値となる（両者が似ている）ものとされる。当然ながら、ＫＬ（Ｋａｒｈｕｎｅｎ−Ｌｏｅｖｅ）展開等による特徴空間の次元削減を行ってから距離を求めてもよい。

ここで、類似度の計算に使用される距離としては、統計学上の判別分析やクラスター分析などで用いられる距離、例えば、市街地距離、ユークリッド距離、標準化ユークリッド距離、ミンコフスキーの距離、マハラノビス距離などを用いることができる。なお、前者４つの距離は、何れも確認対象とする物品の特徴ベクトルと登録された本物の物品の特徴ベクトル間の距離として得られる一方、マハラノビスの距離は、確認対象とする物品の特徴ベクトルと登録された本物の物品の特徴ベクトル（平均ベクトル）と、特徴行列（分散共分散行列、又は相関行列）の逆行列から計算される。

なお、上記予め定められた閾値については、量子化標本化誤差などを見込んで、所定の許容範囲を有するように設定することが好ましい。すなわち、認証レベルの判定を厳しく行うか、甘くするかの要求に応じて、閾値の大きさを適宜選択可能とすることが好ましい。また、登録（確認）対象とする物品の種類によって許容範囲を異ならせてもよい。

次のステップ３０２では、上記ステップ３００における一致判断の結果、全ての照合領域について一致したか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ３０４に移行して、認証対象とするカード４０が本物（登録されているカード）であるか否かを示す認証フラグを本物であることを示す状態（ここでは、ＯＮ状態）とした後にステップ３０６に移行する。

ステップ３０６では、ステップ３００の処理で導出した認証レベルを履歴情報として、この時点の日時を示す日時情報と共に物品確認管理テーブルに記憶し、その後に本認証処理ルーチン・プログラムを終了する。

一方、上記ステップ３０２において否定判定となった場合にはステップ３０８に移行し、上記ステップ３００における一致判断の結果、不一致となった領域数が予め定められた閾値（本実施の形態では、１つ）以下であったか否かを判定し、否定判定となった場合はステップ３１０に移行して、認証対象とするカード４０が上記認証フラグを偽物であることを示す状態（ここでは、ＯＦＦ状態）とした後にステップ３１２に移行する。

ステップ３１２では、挿入されたカード４０を認証することができなかった旨を示す情報を表示部１１によって表示させ、その後に本認証処理ルーチン・プログラムを終了する。なお、図８には、上記ステップ３１２の処理によって表示部１１により表示される情報の一例が示されている。

一方、上記ステップ３０８において肯定判定となった場合にはステップ３１４に移行し、ステップ３００の処理によって導出された各確認用情報Ｋｍの認証レベルの平均値が、その時点で物品管理テーブルに記憶されている全ての（それまでに特徴情報を更新している場合には当該更新以降の）履歴情報に基づいて導出した許容範囲以内にあるか否かを判定し、否定判定となった場合はステップ３１０に移行する。なお、本実施の形態では、上記許容範囲を３σ法により導出している。

一方、上記ステップ３１４において肯定判定となった場合にはステップ３１６に移行し、ステップ３０４の処理と同様に、上記認証フラグを本物であることを示す状態とした後にステップ３１８に移行する。

ステップ３１８では、ステップ３０６の処理と同様に、ステップ３００の処理で導出した認証レベルを履歴情報として、この時点の日時を示す日時情報と共に物品確認管理テーブルに記憶した後にステップ３２０に移行する。

ステップ３２０では、上記ステップ３００の処理で特徴画像が一致していると判断された照合領域ＳＧｉの特徴情報Ｔｊの全ての情報を、少なくとも１つの原初情報を残して更新することが可能であるか否かを判定することによって、当該更新により原初情報がなくなるか否かを判定し、否定判定となった場合には、ステップ３２２へ移行する。

ステップ３２２では、上記ステップ３００の処理で特徴画像が一致していると判断された照合領域ＳＧｉの特徴情報Ｔｊの全ての情報を、少なくとも１つの原初情報を残して更新し、当該更新した特徴情報の更新回数を１だけインクリメントすると共に、この時点の日時を示す日時情報を物品確認管理テーブルに記憶し、その後に本認証処理ルーチン・プログラムを終了する。

一方、上記ステップ３２０において肯定判定となった場合には、本認証処理ルーチン・プログラムを終了する。なお、以上の処理により物品確認処理プログラムが終了される。

以上の物品確認処理プログラムでは、例えば、照合領域が複数（ここでは、４つ）とされたカード４０の認証レベルの履歴の平均値が図９に示す状態で推移する場合、１７回目の物品確認処理にて、カード４０の或る１つの照合領域が除去可能な汚れに起因して、対応する確認用情報の認証レベルが、認証処理のステップ３００にて閾値（ここでは、８０％）未満と判定される結果、ステップ３０２にて否定判定となる。そして、ステップ３００にて不一致と判断された領域数が閾値（ここでは、１つ）以下であるため、ステップ３０８にて肯定判定となり、更に確認用情報の認証レベルが許容範囲外であるため、ステップ３１４にて認証不許諾とする処理がなされる。

ここで、利用者は、認証処理のステップ３１２の処理により表示された情報（図８参照。）に応じて、カード４０に付着している汚れを除去した後、再び物品確認処理が実行されることになる。

その後、数回の物品確認処理が行われた後、２１回目の物品確認処理にて、カード４０の或る照合領域のみが劣化することにより当該領域の特徴画像がステップ３００にて不一致と判断される結果、ステップ３０２にて否定判定となり、不一致とされた領域数が閾値以下であるため、ステップ３０８にて肯定判定となる。そして、確認用情報の認証レベルが許容範囲以内であるため、ステップ３１４にて認証許諾とする処理がなされた後に、この時点で過去に１度もカード４０の特徴情報が更新されたことがないため、ステップ３００にて一致とされた３つの照合領域の特徴情報のうちの例えば２つ（図３も参照。）がステップ３２２にて確認用情報に更新される処理がなされる。

なお、認証フラグがＯＮとなっていた場合には、認証後の処理として予め定められた処理を実行し、ＯＦＦだった場合には、当該処理の実行を中止することになる。

このように、本発明の物品確認装置１０によれば、光源（ここでは、光源部２２）により照明された物品（ここでは、カード４０）表面の所定領域を撮像することによって当該物品表面の再現不能な微細な特徴（ここでは、凸部４０ａ）を含む特徴画像を示す画像情報を撮像手段（ここでは、カメラ２４）により取得し、前記撮像手段により取得された前記画像情報を前記物品の特徴情報として予め記憶手段（ここでは、外部記憶装置３４）に記憶しておき、前記物品が真正であるか否かを判定する際に、当該物品表面の前記所定領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得し、取得した前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報とのパターンマッチングにより前記物品の前記特徴画像が同一のものであるか否かを判定し、同一のものであると判定された場合に前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報を前記確認用情報に更新しているので、予め登録しておいた特徴情報を、偽物ではない物品から取得された最新の確認用情報により逐次更新することができる結果、物品表面が劣化しても容易且つ高精度に真正を確認することができる。

また、本発明の物品確認装置１０によれば、前記物品表面の劣化の度合を特定し、特定した前記劣化の度合が所定度合以下である場合に前記更新を行っているので、劣化の度合が前記所定度合より高い場合に更新してしまうことに起因する、物品の真正確認の精度の低下を未然に防ぐことができる。

さらに、本発明の物品確認装置１０によれば、前記撮像手段は、前記物品表面の互いに異なる位置とされた複数の領域における前記画像情報を取得し、前記記憶手段は、前記撮像手段により取得された前記複数の領域における前記画像情報を前記物品の特徴情報として予め記憶し、前記取得手段は、前記物品が真正であるか否かを判定する際に、当該物品表面の前記複数の領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得させ、前記判定手段は、前記取得手段により取得された複数の前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている複数の前記特徴情報との同一領域同士でのパターンマッチングにより前記物品の前記複数の領域における特徴画像が同一のものであるか否かを判定し、前記更新手段は、前記判定手段により同一のものであると判定された領域に対応する前記特徴情報を、少なくとも１つの領域については最初に記憶された前記特徴情報を更新対象から外した状態で、対応する前記確認用情報に更新しているので、物品の偽造による不正な使用を未然に防止することができる。

なお、本実施の形態では、物品としてプラスチックカードにテープ状（ストライプ）の磁気記録媒体を貼り付けたキャッシュカードやクレジットカード等の磁気カードを適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＩＣカード、書類等に適用してもよい。また、意図的に作ったものではなく、物品そのものの成り立ち、製造工程、或いは製造後などで不作為にできた微細なランダムパターンを有し、外力が加わらない状態で形状が変化にくい物品であれば、どのような物品であっても、本実施の形態の物品確認装置を用いて真贋を確認することができる。

また、本実施の形態では、ランダムパターンとしての物品表面の凸部を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、物品表面の印刷等滲みであってもよい。この場合にも、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、本実施の形態では、矩形状で３２画素×３２画素のサイズの４つの照合領域の特徴画像を示す画像情報を用いて物品確認を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば照合領域の形状、サイズ、数を設定可能とし、変更されるものとしてもよい。この場合にも、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、本実施の形態では、特徴情報（特徴ベクトル）及び確認用情報（特徴ベクトル）を比較する場合に、距離に基づいて一致しているか否かを判定するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば特徴情報（特徴ベクトル）と確認用情報（特徴ベクトル）の成す角度から判断しても良い。

また、本実施の形態では、特徴量を登録処理時に抽出して登録する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、登録処理時には特徴量を抽出せずに撮像した画像情報を特徴情報として登録しておき、確認処理時には該登録した特徴情報を読み出して特徴量を導出するようにしてもよい。

また、特徴量に代えて特徴画像を予め登録しておき、当該特徴画像と確認対象とする特徴画像との比較により類似度を求めることもできる（画像マッチング方式）。また、特徴画像を実空間上で比較して識別や照合をする以外にも、特徴画像を２次元フーリエ変換により周波数領域へ変換し、周波数領域上で比較してもよい。この場合、予め登録されたカード４０から得た特徴画像と確認対象のカード４０から得た特徴画像とを周波数領域上で画像合成し、逆フーリエ変換することで相関強度画像を得て、そのピーク値から二つの画像の類似度を評価することができる。例えば振幅のピークの大きさが予め決めておいた閾値以上であった場合に、登録した特徴量及び確認対象の特徴量が類似（一致）していると判定することができる。この場合にも、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、本実施の形態では、外部記憶装置３４に特徴量を示すデータを記憶することによって登録対象のカード４０を登録する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば物品確認装置１０内部に特徴量や特徴画像を記憶するための記憶装置を設け、この記憶装置に記憶させるようにしてもよい。

さらに、本実施の形態に係る物品確認装置１０を、カード４０を照明して特徴画像を撮像する撮像手段を備えた撮像装置と、該撮像装置と通信回線やケーブルを介して接続され、該撮像装置で撮像した特徴画像を用いて登録処理や確認処理を行う処理装置と、で構成してもよい。具体的には、撮像装置は、カード４０表面の特徴画像を撮像し、撮像により取得された特徴画像を処理装置に送信する。処理装置は、登録処理では、撮像装置から受信した登録対象のカード４０の特徴画像から上記実施の形態と同様に特徴量を算出し、特徴量を示すデータをデータベース等に記憶する。また、確認処理では、撮像装置から受信した確認対象のカード４０の複数個の特徴画像から上記実施の形態と同様に特徴量を算出し、この算出結果と予め登録されているカード４０の特徴量を示す複数個の特徴画像毎のデータとを比較して確認対象のカード４０の真贋を判定する。また、特徴量の抽出までを撮像装置側で行うようにしてもよい。このような構成によっても、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。

実施の形態に係る物品確認装置の概略構成図である。 登録対象または確認対象のカードを照明する様子を説明する説明図である。 実施の形態に係る物品確認管理テーブルのデータ構造の一例を示す模式図である。 実施の形態に係る登録処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る特徴量抽出処理ルーチン・プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る物品確認処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る認証処理ルーチン・プログラムの処理流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係る物品確認処理プログラムにより表示部に表示される情報を示す概略図である。 実施の形態に係る物品確認処理プログラムの処理内容の説明に供するグラフである。 従来の書類確認装置や物品確認装置を説明するための図である。

符号の説明

１０ 物品確認装置
１１ 表示部
１２ ＣＰＵ（判定手段、特定手段、更新手段）
１４ ＲＡＭ
１６ ＲＯＭ
１８ 外部Ｉ／Ｆ処理装置
２０ 内部Ｉ／Ｆ処理装置
２２ 光源部（光源）
２４ カメラ（撮像手段）
３４ 外部記憶装置（記憶手段）
４０ カード（物品）
４０ａ 凸部
５０ 撮像範囲
ＳＧｉ 照合領域
Ｔｊ 特徴情報
Ｋｍ 確認用情報

Claims (5)

1. 光源により照明された物品表面の所定領域を撮像することによって当該物品表面の再現不能な微細な特徴を含む特徴画像を示す画像情報を取得する撮像手段と、
   前記撮像手段により取得された前記画像情報を前記物品の特徴情報として予め記憶した記憶手段と、
   前記物品が真正であるか否かを判定する際に、当該物品表面の前記所定領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得させる取得手段と、
   前記取得手段により取得された前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報とのパターンマッチングにより前記物品の前記特徴画像が同一のものであるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段により同一のものであると判定された場合に前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報を前記確認用情報に更新する更新手段と、
   を備えた物品確認装置。
2. 前記物品表面の劣化の度合を特定する特定手段を更に備え、
   前記更新手段は、前記特定手段によって特定された前記劣化の度合が所定度合以下である場合に前記更新を行う
   請求項１記載の物品確認装置。
3. 前記撮像手段は、前記物品表面の互いに異なる位置とされた複数の領域における前記画像情報を取得し、
   前記記憶手段は、前記撮像手段により取得された前記複数の領域における前記画像情報を前記物品の特徴情報として予め記憶し、
   前記取得手段は、前記物品が真正であるか否かを判定する際に、当該物品表面の前記複数の領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得させ、
   前記判定手段は、前記取得手段により取得された複数の前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている複数の前記特徴情報との同一領域同士でのパターンマッチングにより前記物品の前記複数の領域における特徴画像が同一のものであるか否かを判定し、
   前記更新手段は、前記判定手段により同一のものであると判定された領域に対応する前記特徴情報を、少なくとも１つの領域については最初に記憶された前記特徴情報を更新対象から外した状態で、対応する前記確認用情報に更新する
   請求項１又は請求項２記載の物品確認装置。
4. 光源により照明された物品表面の所定領域を撮像することによって当該物品表面の再現不能な微細な特徴を含む特徴画像を示す画像情報を取得する撮像手段を備えた物品確認装置における物品確認方法であって、
   前記撮像手段により取得された前記画像情報を前記物品の特徴情報として予め記憶手段により記憶しておき、
   前記物品が真正であるか否かを判定する際に、当該物品表面の前記所定領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得させ、
   取得された前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報とのパターンマッチングにより前記物品の前記特徴画像が同一のものであるか否かを判定し、
   同一のものであると判定された場合に前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報を前記確認用情報に更新する、
   物品確認方法。
5. 光源により照明された物品表面の所定領域を撮像することによって当該物品表面の再現不能な微細な特徴を含む特徴画像を示す画像情報を取得する撮像手段を備えた物品確認装置により実行される物品確認プログラムであって、
   前記撮像手段により取得された前記画像情報を前記物品の特徴情報として予め記憶手段により記憶する記憶ステップと、
   前記物品が真正であるか否かを判定する際に、当該物品表面の前記所定領域における前記画像情報を確認用情報として前記撮像手段により取得させる取得ステップと、
   前記取得ステップにより取得された前記確認用情報と前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報とのパターンマッチングにより前記物品の前記特徴画像が同一のものであるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにより同一のものであると判定された場合に前記記憶手段により記憶されている前記特徴情報を前記確認用情報に更新する更新ステップと、
   をコンピュータに実行させる物品確認プログラム。

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