JP2014014156A - マルチ情報埋込装置及び方法、マルチ情報読取装置及び方法、並びにマルチ情報印刷媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の機能を有する必要なマルチ情報を、同時に地紋の中に埋込むことができるマルチ情報埋込装置を提供する。
【解決手段】マルチ情報埋込装置は、入力部と、埋込部と、出力部とを備える。入力部は、埋め込み対象となるマルチ情報データを入力し、埋込媒体となる印刷すべき画像データを取得する。埋込部は、人間の視覚特性を利用して、同じ形の小さい模様を繰り返して配置することにより、マルチ情報の埋込ができる地紋を構成する。複数の機能を有する必要なマルチ情報を、パターン認識可能な幾何学的或は物理学的な情報埋込コードとしたスクリーンコードに変換し、地紋の複数の網点１１、１２からなる情報マトリクス１３と、位置基準情報１４、１７と、パリティ検査情報１５、１８と、情報記述状態情報１６、１９とを含むパターン配列として、新しい地紋を構成する。出力部は、新しい地紋と印刷すべき画像データを重ねて新しい印刷画像として出力する。
【選択図】図８

Description

本発明はマルチ情報埋込装置及び方法、マルチ情報読取装置及び方法、並びにマルチ情報印刷媒体に関する。

近年、紙書類から電子化へと急速に進化しつつあるが、紙媒体は利便性、直感性、証拠性及び安価性などの特徴を有していることから、紙媒体とした書類が将来も存続することは否定できない。

また、文字や画像が印刷された文書を複写ないしはコピーするに際しては、これまで文書の再現性や再現速度（複写速度）が主な開発目標とされてきたが、最近、この複写技術に関連して、被複写物であるオリジナルの印刷文書に対して付加価値を与えることが提案されている。

提案されている付加価値としては、以下のものを挙げることができる。
（１）文字浮き上げ
印刷文書に対して、文字浮き上げ機能を有する地紋を当該文書の背景として付加することによって、複写物に「複写」や「ＣＯＰＹ」といった文字を浮き上がらせる機能のことである。前記文字浮き上げ機能を有する地紋は、他の地紋よりも、例えばドットを大きくするなどして作成することができる。

（２）複写禁止
秘密書類に対して、複写禁止を示す地紋を付加することによって、複写したときに、複写機が停止するか、又は複写物として真っ黒（白）な書類が出力され、正常な複写物が出力されるのを禁止する機能である。

（３）追跡
印刷書類に対して、追跡情報を埋め込んだ地紋を書類の背景として付加すると、スキャナーで当該印刷書類を読み取ることによって、この印刷書類を印刷するときに、印刷に用いた機械、印刷者、印刷の年月日、書類の内容などを表示することができる機能である。

（４）自動発信
印刷書類に対して、当該印刷書類を発信しようとする相手先のアドレス情報を地紋として、書類中に埋め込み付加する。この印刷書類をスキャナーで読み取ることによって、直接、相手先に印刷書類の内容を発信することができるという機能である。

（５）秘密書類の秘匿
内容を秘密にしたい文書情報を暗号化し、公開可能な別の印刷書類に埋め込み付加する。この印刷書類は、見た目は「秘密にしたい情報」が分からず、暗証番号を入れることで読み取り可能となる。これにより、秘密文書情報が漏洩するのを防ぐという機能である。

（６）自動読取機能
印刷書類に対し、印刷しようとする書類の内容を電子ファイルとして、印刷された書類に埋め込み付加する。換言すれば、デジタル情報をアナログ情報中に埋め込む。この書類をスキャナーで読み取ることによって、直接、書類の内容を電子データとしてコンピュータに記憶させることができる機能である。

以上の付加価値のうち、例えば「複写禁止」については、特許文献１に、機密を要すると考えられる文書にあらかじめ付加的な特定のグラフィック要素である「マーキング」を付加することが記載されている。この「マーキング」が機密文書と通常文書とを区別することができる要素である。具体的に、文書の画像に対し背景として、黒色のドットや傾いた線分をマーキングとして用い、これらのグラフィックの濃度によって、機密文書であるか通常の文書であるのかを判断している。

また、「文字浮き上げ」については、浮き上げる文字（複写やＣＯＰＹなどの文字）の部分のドットを、それ以外の部分のドットよりも大きくすることで、印刷書類を複写したときに複写などの文字を浮き上がらせることが知られている。

特表平１１−５０９９９５号公報

しかしながら、従来技術では、前述した複数の付加価値のうち一つだけを印刷書類に付加しており、複数の付加価値を印刷書類に付加したものはなかった。特に、複写物であることを容易に認識させる「文字浮き上げ機能」と、他の機能とを印刷書類に付加したものはなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、印刷書類に対して、文字浮き上げ機能とともに、前述した複写禁止、追跡などの諸機能のうち少なくとも一つの機能を付加することができるマルチ情報埋込装置及び方法、及びマルチ情報が埋め込まれたマルチ情報印刷媒体を読み取ることができるマルチ情報読取装置及び方法、並びにマルチ情報印刷媒体を提供することを目的としている。

本発明の請求項１に係るマルチ情報埋込装置は、入力部と、埋込部と、出力部とを備えたマルチ情報埋込装置であって、
前記入力部は、埋め込み対象となるマルチ情報データを入力し、埋め込み媒体となる印刷すべき画像データを取得する手段を有しており、
前記埋込部は、人間の視覚特性を利用して、同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、マルチ情報の埋込ができる地紋を構成する手段と、
文字浮き上げ機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち複数の機能を有する必要なマルチ情報を、パターン認識可能な幾何学的或は物理学的な情報埋込コードとしたスクリーンコードに変換する手段と、
前記変換されたスクリーンコードを、前記同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、構成された地紋の複数の網点からなる情報マトリクスと、この情報マトリクスの各網点の位置を認識する位置基準情報と、誤り訂正(検出)情報と、情報記述状態情報とを含むパターン配列として、新しい地紋を構成する手段とを有しており、
前記出力部は、前記新しい地紋と印刷すべき画像データを重ねて出力することを特徴としている。

本発明のマルチ情報埋込装置では、文字浮き上がり機能を有する地紋を情報マトリクスを含むパターン配列で構成し、この地紋に付加情報を埋め込む。このため、文字浮き上がりの機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち少なくとも一つの機能を印刷媒体に付与することができる。すなわち、単一の機能だけでなく、目的に応じて複数の機能を印刷媒体にもたせることができ、紙媒体による情報伝達の利便性や証拠性を向上させることができる。

前記パターン配列は、同じ形の模様を繰り返したものであるのが好ましい。この場合、繰り返し模様からなる地紋とすることで、１００ｄｐｉ程度の低い精度のプリンターを用いても、人間の視覚特性により、印刷画像中に埋め込んだ地紋を目立たなくすることができる。

前記パターン配列は、前記情報マトリクスの各行及び各列の情報の記述可能性を示す情報記述状態情報を更に有しているのが好ましい。このような情報記述状態情報を設けることで、情報記述パターンの一部分が印刷画像と重なったときでも、残りの部分を情報の記述に利用することができ、記述することができる情報の量を多くすることができる。すなわち、印刷画像の隙間部分を有効に利用して情報記述を行うことができる。

前記スクリーンコードは、印刷スクリーンの網点の諧調特性、印刷スクリーンの網点の間隔特性、或は印刷スクリーンの網点の配置特性を備えている。マルチ情報を埋込まれた印刷画像の見た目が良い特徴をもっている。

前記パターン認識可能な幾何学的な情報埋込コードは、複数の小さいドットの集中と分散、網点ドットの異なる位置、網点ドットの異なる方向、網点ドットの異なる大きさ、網点ドットの異なる数を含む少なくても、一つの幾何学的な配置方法により、構成されたドットパターンである。このような構成によると、マルチ情報を記述することが可能であるし、繰り返し模様からなる地紋と融合しやすい特徴がある。

前記パターン認識可能な物理学的な情報埋込コードは、網点ドットの異なる変調方式、網点ドットの異なる周波数の成分、網点ドットの異なる位相変調、網点ドットの異なる階調値を含む少なくても、一つの物理学的な配置方法により、構成されたドットパターンである。このような構成によると、マルチ情報を記述することが可能であるし、繰り返し模様からなる地紋と融合しやすい特徴がある。

本発明の請求項５に係るマルチ情報埋込方法は、入力ステップと、埋込ステップと、出力ステップとを備えたマルチ情報埋込方法であって、
前記入力ステップは、埋め込み対象となるマルチ情報データを入力し、埋め込み媒体となる印刷すべき画像データを取得するステップを有しており、
前記埋込ステップは、人間の視覚特性を利用して、同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、マルチ情報の埋込ができる地紋を構成するステップと、
文字浮き上げ機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち複数の機能を有する必要なマルチ情報を、パターン認識可能な幾何学的或は物理学的な情報埋込コードとしたスクリーンコードに変換するステップと、
前記変換されたスクリーンコードを、前記同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、構成された地紋の複数の網点からなる情報マトリクスと、この情報マトリクスの各網点の位置を認識する位置基準情報と、誤り訂正(検出)情報と、情報記述状態情報とを含むパターン配列として、新しい地紋を構成するステップとを有しており、
前記出力ステップは、前記新しい地紋と印刷すべき画像データを重ねて出力することを特徴としている。

本発明のマルチ情報埋込方法では、文字浮き上がり機能を有する地紋を情報マトリクスを含むパターン配列で構成し、この地紋に付加情報を埋め込む。このため、文字浮き上がりの機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち少なくとも一つの機能を印刷媒体に付与することができる。すなわち、単一の機能だけでなく、目的に応じて複数の機能を印刷媒体にもたせることができ、紙媒体による情報伝達の利便性や有用性を向上させることができる。

前記パターン配列は、同じ形の模様を繰り返したものであるのが好ましい。
前記パターン配列は、前記情報マトリクスの各行及び各列の情報の記述可能性を示す情報記述情報を更に有しているのが好ましい。

前記スクリーンコードは、印刷スクリーンの網点の諧調特性、印刷スクリーンの網点の間隔特性、及び印刷スクリーンの網点の配置特性を備えている。マルチ情報を埋込まれた印刷画像の見た目が良い特徴をもっている。

前記パターン認識可能な幾何学的な情報埋込コードは、複数の小さいドットの集中と分散、網点ドットの異なる位置、網点ドットの異なる方向、網点ドットの異なる大きさ、網点ドットの異なる数を含む少なくても、一つの幾何学的な配置方法により、構成されたドットパターンである。このような構成によると、マルチ情報を記述することが可能であるし、繰り返し模様からなる地紋と融合しやすい特徴がある。

前記パターン認識可能な物理学的な情報埋込コードは、網点ドットの異なる変調方式、網点ドットの異なる周波数の成分、網点ドットの異なる位相変調、網点ドットの異なる階調値を含む少なくても、一つの物理学的な配置方法により、構成されたドットパターンである。このような構成によると、マルチ情報を記述することが可能であるし、繰り返し模様からなる地紋と融合しやすい特徴がある。

本発明の請求項９に係るマルチ情報読取装置は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマルチ情報埋込装置によってマルチ情報が、繰り返し模様からなる地紋により埋め込まれたマルチ情報印刷媒体中の当該マルチ情報を読み取る装置であって、
画像入力部と、認識部と、登録部とを備えており、
前記画像入力部は、イメージセンサーから、マルチ情報印刷媒体をイメージデータとして読み取る手段を有しており、
前記認識部は、前記同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、構成された地紋に対し、情報マトリクスと、この情報マトリクスの各網点の位置を認識する位置基準情報と、誤り訂正(検出)情報と、情報記述状態情報とを含むパターン配列を検出し、パターン認識可能な幾何学的又は物理学的な情報埋込コードの変換規則に基づいて、該当スクリーンコードのコード値を認識する手段を有しており、
前記登録部は、認識したスクリーンコードを、メモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ネットワークサーバーのうち少なくとも一つの記録媒体に登録する手段を有しており、 前記文字浮き上げ機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち複数の機能が複写機の出力部から出力される複写物に対し実行されることを特徴としている。

本発明の請求項１０に係るマルチ情報読取方法は、請求項５乃至８のいずれか１項に記載のマルチ情報埋込方法によってマルチ情報が繰り返し模様からなる地紋により埋め込まれたマルチ情報印刷媒体中の当該マルチ情報を読み取る方法であって、
画像入力ステップと、認識ステップと、登録ステップとを備えており、
前記画像入力ステップは、イメージセンサーから、マルチ情報印刷媒体をイメージデータとして読み取るステップを有しており、
前記認識ステップは、前記同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、構成された地紋に対し、情報マトリクスと、この情報マトリクスの各網点の位置を認識する位置基準情報と、誤り訂正(検出)情報と、情報記述状態情報とを含むパターン配列を検出し、パターン認識可能な幾何学的又は物理学的な情報埋込コードの変換規則に基づいて、該当スクリーンコードのコード値を認識するステップを有しており、
前記登録ステップは、認識したスクリーンコードを、メモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ネットワークサーバーのうち少なくとも一つの記録媒体に登録するステップを有しており、 前記文字浮き上げ機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち複数の機能が複写機の出力ステップから出力される複写物に対し実行されることを特徴とするマルチ情報読取方法。

本発明の請求項１１に係るマルチ情報印刷媒体は、前記請求１項記載のマルチ情報埋込装置によって、出力されたマルチ情報印刷媒体であって、
人間の視覚特性を利用して、同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、マルチ情報の埋込ができる地紋を構成し、
文字浮き上げ機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち複数の機能を有する必要なマルチ情報を、パターン認識可能な幾何学的或は物理学的な情報埋込コードとしたスクリーンコードに変換し、
前記変換されたスクリーンコードを、前記同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、構成された地紋の複数の網点からなる情報マトリクスと、この情報マトリクスの各網点の位置を認識する位置基準情報と、誤り訂正(検出)情報と、情報記述状態情報とを含むパターン配列として、構成された新しい地紋と印刷すべき画像データを重ねて出力し、作成したものを特徴としている。

なお、本明細書において用いる「網点」などの用語の定義は次の通りである。
（１）「画素」を、画像を構成する最小単位とし、「網点」を、画像を構成する最小単位すなわち画素に対応するスクリーンの最小単位とし、「網点ドット」を、網点を構成するドットの最小単位とし、「印刷ドット」を、印刷設備の印刷精度(ｄｐｉ)に関する印刷できる最小ドット(1インチ/ｄｐｉ)とする。網点ドットは、印刷ドットによって構成される。

（２）「幾何学的な情報埋め込みコード」とは、識別子を構成するドットパターンの配置に対して、異なる位置の配置、異なる方向の配置、異なる形状の配置、異なる網点ドットの大きさ、異なる網点ドットの数、ドットの集中と分散などを含む幾何学的なドットパターンということである。

（３）「物理学的な情報埋め込みコード」とは、識別子を構成するドットパターンの配置に対して、異なる変調方式の配置、位相変調方式、異なる搬送方向、異なる周波数成分、異なる階調値などを含む物理学的なドットパターンということである。

（４）「スクリーンの網点の階調特性」とは、スクリーンの網点の階調の均一化特性、すなわちスクリーン網点のドット総面積数が同様に構成されることである。

（５）「異なる変調方式」とは、印刷スクリーン網点に対し、網点の大きさによってスクリーン網点の階調を表す方式を振幅変調スクリーン、すなわちＡＭスクリーンとし、網点のドットの数によってスクリーン網点の階調を表す方式を周波数変調スクリーン、すなわちＦＭスクリーンとする。同じ階調の網点に対し、異なる変調方式によって情報の記述を可能とする方法である。

異なる変調方式によるドットパターンの構成方式は、複数の周波数成分によるドットパターンの構成方式と同様の意味であり、また、実際のドットパターンの配置の形は同じである。すなわちＡＭスクリーンのドットパターンは低周波数のドットパターンと言い換えることができ、また、ＦＭスクリーンのドットパターンは高周波数のドットパターンと言い換えることができる。

また、異なる変調方式によるドットパターンの構成方式は複数な階調の異なるドットによるドットパターンの構成方式と同様の意味であり、実際のドットパターンの配置の形も同じである。すなわちＡＭスクリーンのドットパターンは複数の小さいドットを集中的に配置しているので、ＡＭスクリーンのドットの階調値は大きい。一方、ＦＭスクリーンのドットパターンは複数の小さいドットを分散して配置しているので、ＦＭスクリーンの各ドットの階調値は小さい。前述した理由によって、ＡＭスクリーンのドットパターンは大きな階調値の一つのドットパターンと言い換えることができ、また、ＦＭスクリーンのドットパターンは複数の小さい階調のドットによって構成したドットパターンと言い換えることができる。

本発明のマルチ情報埋込装置及び方法によれば、印刷書類に対して、文字浮き上げ機能とともに、前述した複写禁止、追跡などの諸機能のうち少なくとも一つの機能を付加することができる。また、本発明のマルチ情報読取装置及び方法によれば、このようなマルチ情報が埋め込まれたマルチ情報印刷媒体を読み取ることができる。さらに、本発明のマルチ情報印刷媒体によれば、印刷書類に対して、文字浮き上げ機能とともに、前述した複写禁止、追跡などの機能のうち少なくとも一つの機能を付加することができる。

本発明のマルチ情報埋込装置の概念図である。 本発明のマルチ情報読取装置の概念図である。 本発明において用いられる繰り返し模様からなる地紋の一例を示す図である。 情報「１」を表す浮き上げドットパターンの一例を示す図である。 情報「０」を表す浮き上げドットパターンの一例を示す図である。 情報「０」を表す浮き上げドットパターンの他の例を示す図である。 沈み込むドットパターンの一例を示す図である。 情報パターン群の一例を示す図である。 （ａ）は複写禁止ドットパターンの一例、（ｂ）は複写可能ドットパターンの一例を示す図である。 （ａ）は複写禁止ドットパターンの他の例、（ｂ）は複写可能ドットパターンの他の例を示す図である。 複数の目的の情報が埋め込まれた書類の一例を示す図である。 図１１に示される書類を複写した複写物を示す図である。 網点のドット数を１とするスクリーンコードの構成例を示す図である。 本発明のマルチ情報読取装置の応用例を示す図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明のマルチ情報埋込装置及び方法、マルチ情報読取装置及び方法、並びにマルチ情報印刷媒体の実施の形態を説明する。
図１は、本発明のマルチ情報埋込装置の概念図である。本発明のマルチ情報埋込装置は、文字浮き上げ機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち少なくとも一つの機能を地紋により印刷画像中に埋め込む装置であり、入力部１と、埋込部２と、出力部３とを備えている。従来の装置又は方法では、文字浮きあげ機能なら文字浮き上げ機能だけ、また、複写禁止機能なら複写禁止機能だけというように、単一の機能だけしか印刷画像に付与することができなかったが、本発明では、後述する情報マトリクス、及び、スクリーン特性を有するスクリーンコードを用いることにより、複数の機能を印刷媒体に付与することができる。

前記入力部１は、埋め込み対象となる付加情報データを入力し、埋め込み媒体となる印刷の画像を取得する手段を有している。

前記埋込部２は、前記入力部１により入力された埋め込み対象となる付加情報データを、印刷スクリーンの網点の諧調特性、印刷スクリーンの網点の間隔特性、及び印刷スクリーンの網点の配置特性のうち少なくとも一つの特性を備えた、パターン認識可能な幾何学的又は物理学的な情報埋込コードとしたスクリーンコードに変換する手段を有している。
ここで、諧調値が同じ、すなわち微視的にはパターンが異なるものの見た目が同じという「印刷スクリーン網点の諧調特性」を利用することで、異なるドットパターン（異なる情報を記述することができる）を見た目が同じにすることができる。また、網点と、隣接する網点間の間隔との関係について、網点が小さければ小さいほど、また、網点間隔が大きければ大きいほど、情報が埋め込まれた印刷画像に対するスクリーンコードの影響が少ないとする「網点の間隔特性」を利用することで、付加情報を埋め込んだ地紋の印刷画像に対する影響を小さくすることができる。すなわち、網点間隔を網点サイズ以上にすると、埋め込み情報の変化により起こるランダム性が少ない。さらに、「印刷スクリーン網点の配置特性」を利用することで、印刷のモアレ現象を抑制することができる。以下、このモアレ現象について詳しく説明する。

まず、印刷モアレとは、複数の規則的なパターンが重なったときに発生する干渉パターンのことである。ここで、ドットパターンの線数とプリンターや印刷機などの印刷の線数との差によって発生する印刷モアレ現象について考える。
平行線の線数をＬｎとすると、線数Ｌｎ１とＬｎ２の任意の二つの平行線が重なったときのモアレの周波数Ｐｍは、次の式（１）によって導き出すことができる。

また、モアレ周期Ｔｍは、次の式（２）のように、モアレ周波数の逆数になる。

式（２）より、平行線パターンを二つ重ねたときにモアレ現象が発生しないようにするには、モアレ周波数をゼロにしなければならない。すなわち、線数の差が非常に小さければ、モアレ周波数が低いので、モアレ周期が長くなり、結果としてモアレはあまり目立たなくなる。
また、２組の格子の角度４５度回転させることによって、安定したモアレがない状態になることが分かっている。

本実施の形態では、すべて４５度のドットパターンの配置を用いることで、印刷機械の精度が低くても、印刷のモアレ現象が発生するのを抑制している。

また、埋込部２は、スクリーンコード配列の構成を、複数の網点からなる情報マトリクスと、この情報マトリクスの各網点の位置を認識する位置基準情報と、誤り訂正情報とを含むドットパターンとして、印刷画像に配置していくことによって新しい印刷画像を構成する手段を有している。このスクリーンコードの配置については、後述する。
前記出力部３は、前記新しい印刷画像を出力するように構成されている。

図２は、本発明のマルチ情報読取装置の概念図である。本発明のマルチ情報読取装置は、図１に示されるマルチ情報埋込装置によって付加情報が印刷画像中に地紋により埋め込まれたマルチ印刷媒体中の当該付加情報を読み取る装置であり、画像入力部４と、認識部５と、登録部６とを備えている。

前記画像入力部４は、通常のイメージセンサー（図示せず）から、印刷画像中に付加情報が地紋により埋め込まれたマルチ印刷媒体をイメージデータとして読み取る。
前記認識部は、前記地紋を構成するドットパターン中のスクリーンコードの位置を検出し、当該スクリーンコードのコード値を認識する手段を有しており、前記登録部は、認識したスクリーンコードを、メモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ネットワークサーバーのうち少なくとも一つの記録媒体に登録する手段を有している。

そして、読み取られたスクリーンコードのコード値に基づいて、前述した「文字浮き上げ」とともに、「複写禁止」、「追跡」などの機能が複写機の出力部（プリンター）から出力される複写物に対し実行される。

本実施の形態では、図３に示されるような同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって地紋を構成している。このような繰り返し模様からなる地紋とすることで、１００ｄｐｉ程度の低い精度のプリンターを用いても、人間の視覚特性により、印刷画像中に埋め込んだ地紋を目立たなくすることができる。すなわち、同じ形の模様を繰り返して配置した場合、ドット自体が多少大きくても、全体として観察するとドットの判断が鈍くなるという人間の視覚特性を利用して地紋を構成している。これにより、付加情報を埋め込んだ印刷物とって違和感が生じるのを抑制することができる。なお、図３で示される地紋は一例に過ぎず、これ以外にも種々のタイプの繰り返し模様からなる地紋を採用することができる。

図４は、情報「１」を表す浮き上げドットパターンの一例を示している。図４に示される例では、５×５＝２５の印刷ドットを用いて、４５度回転形式のスクリーン網点を構成している。後出する図８に示されるパターンも同様であるが、マトリクス状のドットパターンを４５度回転させることにより、前述したモアレ現象の発生を抑制することができる。情報「１」を表す浮き上げドットパターンが、印刷スクリーン網点に対し、網点ドットの大きさによってスクリーン網点の諧調を表す方式を振幅変調スクリーン、すなわちＡＭスクリーンとし、一方、網点ドットの数によってスクリーン網点の諧調を表す方式を周波数変調スクリーン、すなわちＦＭスクリーンとする。同じ諧調の網点に対し、異なる変調方式によって情報の記述をすることができる。

異なる変調方式によるドットパターンの構成方式は、複数の周波数成分によるドットパターンの構成方式と同様の意味であり、また、実際のドットパターンの配置の形は同じである。すなわち、ＡＭスクリーンのドットパターンは低周波数のドットパターンと言い換えることができ、また、ＦＭスクリーンのドットパターンは高周波数のドットパターンと言い換えることができる。

また、異なる変調方式によるドットパターンの構成方式は複数な階調の異なるドットによるドットパターンの構成方式と同様の意味であり、実際のドットパターンの配置の形も同じである。すなわち、ＡＭスクリーンのドットパターンは複数の小さいドットを集中的に配置しているので、ＡＭスクリーンのドットの階調値は大きい。一方、ＦＭスクリーンのドットパターンは複数の小さいドットを分散して配置しているので、ＦＭスクリーンの各ドットの階調値は小さい。前述した理由によって、ＡＭスクリーンのドットパターンは大きな階調値の一つのドットパターンと言い換えることができ、また、ＦＭスクリーンのドットパターンは複数の小さい階調のドットによって構成したドットパターンと言い換えることができる。

図５は、情報「０」を表す浮き上げドットパターンの一例を示している。図５に示される例では、４つの２×３＝６の印刷ドットの分散配置を用いて、４５度回転形式のスクリーン網点を構成している。
また、図６は、情報「０」を表す浮き上げドットパターンの他の例を示している。図６に示される例では、１２個の１×２の印刷ドット、及び４つの網点ドットの分散配置を用いて略リング形状のスクリーン網点を構成している。

図７は、沈み込むドットパターンの一例を示している。この例では、２３個の印刷ドットを略等間隔に配置して４５度回転形式のスクリーン網点を構成している。

図８は、本発明におけるスクリーンコード配列の一例を示す図である。このような配列を繰り返し並べることで地紋を構成している。図８において、１１は情報「１」を表す網点であり、１２は情報「０」を表す網点である。また、１３は９×９＝４５個の網点がマトリクス状に４５度回転形式で配列された情報マトリクスであり、１４は位置基準行であり、１５はパリティ検査行であり、１６は情報記述状態行である。また、１７は位置基準検査列であり、１８はパリティ検査列であり、１６は情報記述状態列である。なお、２４、２５及び２６は、図８において情報マトリクス１３の右下に存在する情報マトリクス２３（２点鎖線で表現している）の、それぞれ位置基準行、パリティ検査行及び情報記述状態行である。また、３７、３８及び３９は、図８において情報マトリクス１３の左下に存在する情報マトリクス３３（２点鎖線で表現している）の、それぞれ位置基準行、パリティ検査行及び情報記述状態行である。

図８に示されるパターン配列では、情報マトリクス１３の各網点は情報「１」又は情報「０」を表しており、位置基準行１４又は位置基準列１７を用いて当該情報マトリクス１３の各網点の位置を認識することができる。これにより詳細な位置情報を記述することができるので、情報マトリクスにとって情報を記述する容量を高くすることができ、また認識の精度を高めることができる。

情報マトリクス１３の該当する行又は列に存在する情報「１」の網点の数が偶数になると、該当するパリティ検査行１５又はパリティ検査列１８の網点の値をゼロにする。逆に情報マトリクス１３の該当する行又は列に存在する情報「１」の網点の数が奇数になると、該当するパリティ検査行１５又はパリティ検査列１８の網点の値を１にする。このようなパリティ検査行１５又はパリティ検査列１８を設置することで、印刷媒体である紙の汚れや破損によって生じる情報記述のエラーを簡単に見つけ、その誤りを訂正することができる。パリティ検査行１５又はパリティ検査列１８を用いて正確な情報が得られる場合、後述する「誤り訂正」を使用することなく正しい認識結果を求めることができるので、処理効率を高めることができる。

また、本発明における付加情報を埋め込んだ地紋は、本来印刷したい印刷画像と混在している。そのため、情報マトリクス１３の行又は列の一部が、前記印刷画像と重なる結果、情報の記述が不可能になることがある。この場合に、情報マトリクス１３の行又は列に対応付けられた情報記述状態行１６又は情報記述状態列１９の該当する網点を「０」とし、それ以外の場合を「１」とする。こうすることにより、情報記述パターンの一部分が印刷画像と重なったときでも、残りの部分を情報の記述に利用することができ、記述することができる情報の量を多くすることができる。なお、情報の誤りを訂正するために、従来の誤り訂正情報を情報マトリクス１３の中に配置することができ、これにより、同じ行又は列に２以上の誤りが存在するような場合でも確実に当該誤りを訂正することできる。ただし、この誤り訂正情報を用いた誤りの訂正には、多くの計算量を要するため、処理効率が低下するという欠点がある。

図９の（ａ）は複写禁止ドットパターンの一例、同（ｂ）は複写可能ドットパターンの一例を示している。本発明では、情報を記述することができるドットパターンを用いて、複写禁止情報を記述することができる。図９の（ａ）に示される例では、２つの位置基準網点４１の真ん中に情報網点４２を配置することで複写禁止の情報を記述している。また、図９の（ｂ）に示される例では、２つの位置基準網点４１の真ん中よりもドット１個分上方に情報網点４２を配置することで複写可能の情報を記述している。

通常、複写禁止コードが存在しなければ、普通に複写することができると考えられるが、複写禁止機能を備えた複写機に対して、早期に複写可能であることが分かれば、複写禁止の認識をやめることで、より早期に複写処理をすることができる。本実施の形態では、情報記述することが可能なドットパターンを用いて、複写可能の情報を記述するドットパターンを採用している。

なお、図９に示される例では、真ん中の情報網点４２の位置を変えることで、改ざんを防止することができるという効果もある。すなわち、情報網点４２を２つの位置基準網点４１の真ん中よりも上に配置することで複写禁止とし、情報網点４２を２つの位置基準網点４１の真ん中に配置することで複写可能する場合、複写禁止であるにも拘わらず情報網点４２を２つの位置基準網点４１の真ん中にドットを不正に追加することで複写可能と認識される惧れがある。しかし、図９に示される例のように、情報網点４２を２つの位置基準網点４１の真ん中に配置する場合を複写禁止とすると、他にドットを追加しても、複写禁止は認識される。

図９に示される例では、網点ドットの位置の異なる、方向の異なる幾何学的な配置方法によって、複写禁止か、複写か農家の情報を記述している。また、情報網点の位相変調によって、複写禁止か、複写可能かの情報を記述することができる。

図１０の（ａ）は複写禁止ドットパターンの他の例、同（ｂ）は複写可能ドットパターンの他の例を示している。図１０の（ａ）に示される例では、１×２＝２の２つの位置基準網点４１の真ん中に情報網点４２を配置することで複写禁止の情報を記述している。また、図１０の（ｂ）に示される例では、情報網点４２を分散して２つの位置基準網点４１の真ん中よりもドット１個分上方及び下方に情報網点４２を配置することで複写可能の情報を記述している。

図１０に示される複写禁止ドットパターン及び複写可能ドットパターンは、網点ドットの集中と分散、異なる網点ドットの大きさ、異なる網点ドットの数などの幾何学的な配置によって、複写禁止か、複写可能かを記述している。また、異なる変調方式、異なる周波数成分、異なる網点ドットの階調値のような物理学的な配置方法によっても複写禁止か、複写可能かを記述することができる。

図１１は、複数の目的の情報が埋め込まれた書類の一例を示しており、図１２は、図１１に示される書類を複写した複写物を示している。図１１に示されるように、本実施の形態では、同じ形の小さな模様を繰り返し並べているので、１００ｄｐｉ程度の精度の解像度であっても、地紋を構成するドットがあまり目立たず、印刷画像に対して違和感を覚えることもない。前記地紋には、文字浮き上げ機能を有する情報が記述されており、この地紋が形成された書類を複写すると、図１２に示されるように、当該書類が複写物であることを示す「ＣＯＰＹ」という文字が浮かび上がる。
大量情報を埋め込む場合、すべて同じ形の小さな模様の網点を文字浮き上げ網点として、すなわち印刷設備の精度に応じてすべての網点を利用して、地紋を構成することも可能である。

なお、前述したスクリーンコードは一例に過ぎず、本発明では種々のタイプのスクリーンコードを採用することができる。例えば、図１３は、スクリーンコードの構成方法の他の形式を示している。この例では、ドットの数は少なければ少ないほど、また、網点の大きさは小さければ小さいほど、埋め込んだ結果が印刷画像に対して影響が少ないという印刷スクリーンの特性に基づいて、配置基準のドットを情報グループ内部で共用するか、または、配置基準のドットを兼用することによって、網点のドット数を１とする９進制のマルチビットのスクリーンコードである。

図１３において、１３０１は情報ドットであり、１３０２は情報ドット１３０１の配置可能なセルとする。まず、情報ドット１３０１が幾何学的な異なる位置の配置によって情報を記述することとする。例えば、図１３において、ａ網点のドット配置（(ａ)で示される配置。以下同様）をマルチビット値「０」とし、ｂ網点のドット配置をマルチビット値「１」とし、ｃ網点のドット配置をマルチビット値「２」とし、ｄ網点のドット配置をマルチビット値「３」とし、ｅ網点のドット配置をマルチビット値「４」とし、ｆ網点のドット配置をマルチビット値「５」とし、ｇ網点のドット配置をマルチビット値「６」とし、ｈ網点のドット配置をマルチビット値「７」とし、ｉ網点のドット配置をマルチビット値「８」とする。この図１３に示される例を参考にして、情報ドットのいろいろな異なる位置の配置のよって、網点のドット数を１とする１６進制以上又は３２進制以上のマルチビットのスクリーンコードを構成することができる。

図１３に示されるスクリーンコードａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ及びｉは情報ドット１３０１の異なる位相変調のドット搬送信号によって構成された物理学的なドットパターンとみなすことができる。また、異なる力学的な重心によって構成された物理学的なドットパターンとみなすこともできる。

本発明のマルチ情報読取装置におけるスクリーンコード処理を行う認識部は、例えば図１４に示されるように、複写機における従来の複写処理部分回路５２と並列に設けることができる。図１４に示されるように、スキャナー部分回路５１が従来の複写処理部分回路５２に接続され、この複写処理部分回路５２がプリンタ部分回路５３に接続される。スクリーンコード処理回路５４は、複写処理部分回路５２と並列に配置され、スキャナー部分回路５１とプリンタ部分回路５３とが当該スクリーンコード処理回路５４に接続される。この配置のメリットは、複写機の従来の処理に影響を与えることなく、当該複写機にスクリーンコード処理の機能を付加できることである。

１ 入力部
２ 埋込部
３ 出力部
４ 画像入力部
５ 認識部
６ 登録部
１１ 網点（情報「１」）
１２ 網点（情報「０」）
１３ 情報マトリクス
１４ 位置基準行
１５ パリティ検査行
１６ 情報記述状態行
１７ 位置基準列
１８ パリティ検査列
１９ 情報記述状態列
４１ 位置基準網点
４２ 情報網点

Claims (11)

1. 入力部と、埋込部と、出力部とを備えたマルチ情報埋込装置であって、
   前記入力部は、埋め込み対象となるマルチ情報データを入力し、埋め込み媒体となる印刷すべき画像データを取得する手段を有しており、
   前記埋込部は、人間の視覚特性を利用して、同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、マルチ情報の埋込ができる地紋を構成する手段と、
   文字浮き上げ機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち複数の機能を有する必要なマルチ情報を、
   パターン認識可能な幾何学的或は物理学的な情報埋込コードとしたスクリーンコードに変換する手段と、
   前記変換されたスクリーンコードを、前記同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、構成された
   地紋の複数の網点からなる情報マトリクスと、この情報マトリクスの各網点の位置を認識する位置基準情報と、誤り訂正(検出)情報と、情報記述状態情報とを含むパターン配列として、新しい地紋を構成する手段とを有しており、
   前記出力部は、前記新しい地紋と印刷すべき画像データを重ねて出力することを特徴とするマルチ情報埋込装置。
2. 前記スクリーンコードは、印刷スクリーンの網点の諧調特性、印刷スクリーンの網点の間隔特性、及び印刷スクリーンの網点の配置特性のうち少なくとも一つの特性を備える請求１に記載のマルチ情報埋込装置。
3. 前記パターン認識可能な幾何学的な情報埋込コードは、複数の小さいドットの集中と分散、網点ドットの異なる位置、網点ドットの異なる方向、網点ドットの異なる大きさ、網点ドットの異なる数を含む少なくても、一つの幾何学的な配置方法により、構成されたドットパターンである請求項１または２に記載のマルチ情報埋込装置。
4. 前記パターン認識可能な物理学的な情報埋込コードは、網点ドットの異なる変調方式、網点ドットの異なる周波数の成分、網点ドットの異なる位相変調、網点ドットの異なる階調値を含む少なくても、一つの物理学的な配置方法により、構成されたドットパターンである請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマルチ情報埋込装置。
5. 入力ステップと、埋込ステップと、出力ステップとを備えたマルチ情報埋込方法であって、
   前記入力ステップは、埋め込み対象となるマルチ情報データを入力し、埋め込み媒体となる印刷すべき画像データを取得するステップを有しており、
   前記埋込ステップは、人間の視覚特性を利用して、同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、マルチ情報の埋込ができる地紋を構成するステップと、
   文字浮き上げ機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち複数の機能を有する必要なマルチ情報を、パターン認識可能な幾何学的或は物理学的な情報埋込コードとしたスクリーンコードに変換するステップと、
   前記変換されたスクリーンコードを、前記同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、構成された地紋の複数の網点からなる情報マトリクスと、この情報マトリクスの各網点の位置を認識する位置基準情報と、誤り訂正(検出)情報と、情報記述状態情報とを含むパターン配列として、新しい地紋を構成するステップとを有しており、
   前記出力ステップは、前記新しい地紋と印刷すべき画像データを重ねて出力することを特徴とするマルチ情報埋込方法。
6. 前記スクリーンコードは、印刷スクリーンの網点の諧調特性、印刷スクリーンの網点の間隔特性、及び印刷スクリーンの網点の配置特性のうち少なくとも一つの特性を備える請求５に記載のマルチ情報埋込方法。
7. 前記パターン認識可能な幾何学的な情報埋込コードは、複数の小さいドットの集中と分散、網点ドットの異なる位置、網点ドットの異なる方向、網点ドットの異なる大きさ、網点ドットの異なる数を含む少なくても、一つの幾何学的な配置方法により、構成されたドットパターンである請求項５または６に記載のマルチ情報埋込方法。
8. 前記パターン認識可能な物理学的な情報埋込コードは、網点ドットの異なる変調方式、網点ドットの異なる周波数の成分、網点ドットの異なる位相変調、網点ドットの異なる階調値を含む少なくても、一つの物理学的な配置方法により、構成されたドットパターンである請求項５乃至７いずれか１項に記載のマルチ情報埋込方法。
9. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマルチ情報埋込装置によってマルチ情報が、繰り返し模様からなる地紋により埋め込まれたマルチ情報印刷媒体中の当該マルチ情報を読み取る装置であって、
   画像入力部と、認識部と、登録部とを備えており、
   前記画像入力部は、イメージセンサーから、マルチ情報印刷媒体をイメージデータとして読み取る手段を有しており、
   前記認識部は、前記同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、構成された地紋に対し、情報マトリクスと、この情報マトリクスの各網点の位置を認識する位置基準情報と、誤り訂正(検出)情報と、情報記述状態情報とを含むパターン配列を検出し、パターン認識可能な幾何学的又は物理学的な情報埋込コードの変換規則に基づいて、該当スクリーンコードのコード値を認識する手段を有しており、
   前記登録部は、認識したスクリーンコードを、メモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ネットワークサーバーのうち少なくとも一つの記録媒体に登録する手段を有しており、 前記文字浮き上げ機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち複数の機能が複写機の出力部から出力される複写物に対し実行されることを特徴とするマルチ情報読取装置。
10. 請求項５乃至８のいずれか１項に記載のマルチ情報埋込方法によってマルチ情報が繰り返し模様からなる地紋により埋め込まれたマルチ情報印刷媒体中の当該マルチ情報を読み取る方法であって、
    画像入力ステップと、認識ステップと、登録ステップとを備えており、
    前記画像入力ステップは、イメージセンサーから、マルチ情報印刷媒体をイメージデータとして読み取るステップを有しており、
    前記認識ステップは、前記同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、構成された地紋に対し、情報マトリクスと、この情報マトリクスの各網点の位置を認識する位置基準情報と、誤り訂正(検出)情報と、情報記述状態情報とを含むパターン配列を検出し、パターン認識可能な幾何学的又は物理学的な情報埋込コードの変換規則に基づいて、該当スクリーンコードのコード値を認識するステップを有しており、
    前記登録ステップは、認識したスクリーンコードを、メモリ、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ネットワークサーバーのうち少なくとも一つの記録媒体に登録するステップを有しており、 前記文字浮き上げ機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち複数の機能が複写機の出力ステップから出力される複写物に対し実行されることを特徴とするマルチ情報読取方法。
11. 前記請求１項記載のマルチ情報埋込装置によって、出力されたマルチ情報印刷媒体であって、
    人間の視覚特性を利用して、同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、マルチ情報の埋込ができる地紋を構成し、
    文字浮き上げ機能とともに、複写禁止機能、追跡機能、自動発信機能、秘密情報秘匿機能及び自動読取機能のうち複数の機能を有する必要なマルチ情報を、パターン認識可能な幾何学的或は物理学的な情報埋込コードとしたスクリーンコードに変換し、
    前記変換されたスクリーンコードを、前記同じ形の小さい模様を繰り返して配置することによって、構成された地紋の複数の網点からなる情報マトリクスと、この情報マトリクスの各網点の位置を認識する位置基準情報と、誤り訂正(検出)情報と、情報記述状態情報とを含むパターン配列として、構成された新しい地紋と印刷すべき画像データを重ねて出力し、作成したものを特徴とするマルチ情報印刷媒体。