JP2020086889A - 線画模様の画像処理方法及びそのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】スマートフォン等の汎用カメラを用いても、線画模様から特定の線幅を有する画線を正確且つ安定して抽出及び判別することができる画像処理方法等を提供する。【解決手段】本発明によれば、特に線画模様の画像データから、各画線を横断する走査ラインに沿った各画線の１次強度を波形成分として取得し、その波形成分から各画線の波形幅の値、１次強度のピーク値および波形成分に囲まれた領域の面積の値を乗じることにより、２本以上の異なる線幅の画線を含む線画模様から、少なくとも第１の線幅を有する画線を判別（抽出）するのに適した各画線のスコアを生成して判別（抽出）する画像処理方法及びそのシステムが提供される。【選択図】 図１

Description

本発明は、基材上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線を含む線画模様から、少なくとも第１の線幅を有する画線を判別（抽出）するための画像処理方法及びそのシステムに関する。

特に線画模様の画像データから、各画線を横断する走査ラインに沿った各画線の１次強度を波形成分として取得し、その波形成分から各画線の波形幅の値、１次強度のピーク値および波形成分に囲まれた領域の面積の値を乗じることにより、２本以上の異なる線幅の画線を含む線画模様から、少なくとも第１の線幅を有する画線を判別（抽出）するのに適した各画線のスコアを生成して判別（抽出）する画像処理方法及びそのシステムに関する。

従来より、株券などの有価証券やクレジットカードなどのカード類の偽造、変造を防止するために、有価証券やカード類の表面に複雑な画線の集合からなる地紋、彩紋模様、レリーフ模様などの幾何学模様を印刷したり、或いは地紋、彩紋模様、レリーフ模様などの中に潜像を施しておき、これらの模様を複写機などにより現出させたり、専用の読取り装置によって画像データを取得し、解析して判別する方法などが知られている。

例えば、特開２０１２−１２１２４７号公報（特許文献１）には、肉眼では一定の濃度に視認される、特定の比率の線幅で交互に配列された画線と非画線とからなる万線を周波数解析することにより、予め定められた周波数成分を抽出する画像処理を用いた印刷物の認証方法が開示されている。特開２０１２−１８７７３８号公報（特許文献２）には、同心円状に配置された複数の画線ユニットの特定の領域内の間隔を周波数解析することにより、該領域内に埋め込まれた情報に基づいて周波数成分を抽出する画像処理を用いた印刷物の認証方法が開示されている。また、特開平８−２１２４１８号公報（特許文献３）には、潜像を施した部分の画線の画像情報に２値化による除去を図り、潜像を施さない部分の画線の位置に残存する２値画像形状を認識又は比較、照合することにより真偽を判別する画像処理を用いた読み取り検査方法が開示されている。

一方、近年のデジタル機器の急速な発達により、汎用の小型カメラを備えたスマートフォンなどのモバイル機器や汎用の小型デジタルカメラなどを用いて地紋、彩紋模様、レリーフ模様などの画像データを取得し、そして該画像データからある線幅を有する画線を判別することができれば、真贋判定などに容易に用いることができるようになり便利である。

ところが、上述した特許文献１〜３に記載された認証方法では、地紋、彩紋模様、レリーフ模様などから画像データを取得するために専用の高精度のデジタルカメラが用いられており、さらに明度や彩度が安定した画像データを取り込むために専用の照明器具も併用される場合が多い。このように、特許文献１〜３に記載された認証方法では、上述したようなスマートフォンなどのモバイル機器に内蔵された汎用の小型カメラなどが用いられていないのが現状である。

なぜなら、スマートフォンなどのモバイル機器に内蔵された汎用の小型カメラや汎用の小型デジタルカメラなどを用いると、画像データ取得用の専用カメラなどに比べて露出や露光などが安定せず、解像度も低く、さらに照明などの撮影環境も一定でないため、取得した画像データにカスレや欠けなどの欠陥が生じて正確且つ安定した画像データを取得できなくなるからである。

特開２０１２−１２１２４７号公報 特開２０１２−１８７７３８号公報 特開平８−２１２４１８号公報

そこで、本発明は、スマートフォンなどのモバイル機器に内蔵された汎用の小型カメラや汎用の小型デジタルカメラなどを用いても、地紋、彩紋模様、レリーフ模様など線画模様から、特定の線幅を有する画線を正確且つ安定して抽出及び判別することができる画像処理方法及びそのシステムを提供することを目的とする。

本発明者等は、スマートフォンなどに内蔵された汎用の小型カメラなどを用いて取得した線画模様の画像データから、特定の線幅を有する画線を正確且つ安定して抽出するのに有効な画像データの補正方法などについて鋭意検討を重ねた結果、該画像データから各画線の線幅を波形成分の強度として取得し、その波形成分の強度を該波形成分の特徴を表す要素によりスコア化すれば、画線群の中から特定の線幅を有する画線を正確且つ安定して判別（抽出）できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明によれば、基材上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線を含む線画模様から、少なくとも第１の線幅を有する画線を判別するための画像処理方法であって、撮影部により、基材上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線を含む線画模様の画像データを取得するステップと、画線強度読取り部により、前記線画模様の画像データから、各画線を横断する走査ラインに沿った各画線の１次強度を波形成分として取得するステップと、波形幅解析部により、前記１次強度の波形成分から、ある１次強度の閾値における各画線に対応する波形成分の波形幅を求めるステップと、１次強度解析部により、前記１次強度の波形成分から、前記閾値より上側で且つ各画線に対応する波形成分の１次強度のピーク値を求めるステップと、面積解析部により、前記１次強度の波形成分から、前記閾値より上側で且つ各画線に対応する波形成分によって囲まれた領域の面積を求めるステップと、スコア生成部により、各画線の波形成分の前記波形幅の値、前記１次強度のピーク値および前記面積の値を乗じることにより、前記走査ラインに沿った各画線の線幅を表すスコアを生成するステップと、そして判別部により、前記各画線のスコアから、少なくとも第１の線幅を有する画線を判別するステップを含んでいる画像処理方法が提供される。

また、本発明は上述した画像処理方法をハードの中へ組み込むことにより、画像処理システムとして構成することもできる。

具体的には、本発明によれば、基材上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線を含む線画模様から、少なくとも第１の線幅を有する画線を判別するための画像処理システムであって、基材上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線を含む線画模様の画像データを取得する撮影部と、前記画像データを有線又は無線により画像処理装置へ送信する送信部とを備えた画像取得装置と、そして前記画像取得装置から送信された前記画像データを受信する受信部と、前記線画模様の画像データから、各画線を横断するある走査ラインに沿った各画線の１次強度を波形成分として取得する画線強度読取り部と、前記１次強度の波形成分から、ある１次強度の閾値における各画線に対応する波形成分の波形幅を求める波形幅解析部と、前記１次強度の波形成分から、前記閾値より上側で且つ各画線に対応する波形成分の１次強度のピーク値を求める１次強度解析部と、前記１次強度の波形成分から、前記閾値より上側で且つ各画線に対応する波形成分によって囲まれた領域の面積を求める面積解析部と、各画線の波形成分の前記波形幅の値、前記１次強度のピーク値および前記面積の値を乗じることにより、前記走査ラインに沿った各画線の各画線の線幅を表すスコアを生成するスコア生成部と、そして前記各画線のスコアから、少なくとも第１の線幅を有する画線を判別する判別部とを備えた画像処理装置とからなる画像処理システムが提供される。

本発明の画像処理方法及び画像処理システムでは、撮影部により、基材上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線を含む地紋、彩紋模様、レリーフ模様などの線画模様から画像データを取得する。この場合、撮影部は、基本的に画像の解像度に拠らず、スマートフォンなどのモバイル機器などに内蔵された小型カメラや汎用のデジタルカメラを用いることができ、さらに、画像データ取得に際して撮影環境を一定にするための専用の照明器具や囲いなども必要とせず、線画模様とカメラとの距離や傾き、明るさなどにバラツキを生じていても構わない。また、線画模様がカラーである場合は、画像処理の負荷を低減するために、画像データを取得後、画像データを２５６階調のグレースケールへ変換してもよい。

線画模様に含まれる画線は、画像データから、画線強度読取り部によって各画線を横断する走査ラインに沿った各画線の１次強度の波形成分として取得される。そして、各画線の１次強度の波形成分から、各画線（１次強度の波形成分）の特徴を表す指標として、ある１次強度の閾値における各画線に対応する波形成分の波形幅と、閾値より上側で且つ各画線に対応する波形成分の１次強度のピーク値と、そして閾値より上側で且つ各画線に対応する波形成分によって囲まれた領域の面積が、波形幅解析部、１次強度解析部および面積解析部によって求められる。

本発明では、各画線（１次強度の波形成分）の特徴をより明確に且つ強調するため、スコア生成部により、各画線の波形成分の波形幅の値、１次強度のピーク値および面積の値を乗じることにより、走査ラインに沿った各画線の線幅を表すスコアを生成するという処理が施される。

そして、スコア生成部により強調された各画線のスコアは、露出や露光などが安定せず、解像度も低いスマートフォンなどのモバイル機器に内蔵された汎用の小型カメラなどを用いても、或いは照明などが一定していない撮影環境下において撮影した場合においても、取得した線画模様の画像データに基づき、実際の各画線の線幅などの特徴を正確に再現し、強調することができる。

このため、本発明の画像処理方法及び画像処理システムでは、スコア生成部により、各画線の線幅を表すスコアを生成すると、実際の各画線の線幅の差異が僅少であるような場合であっても、判別部で各画線のスコアを比較することにより、線画模様中の各画線の線幅の差異（例えば、太い又は細い）を正確且つ安定して判別することができる。

例えば、本発明の画像処理方法及び画像処理システムによれば、各画線のスコアを比較することにより、線画模様中の各画線の中から１番太い線幅を有する画線、２番目に太い線幅を有する画線・・・、１番細い線幅を有する画線などを正確且つ安定して判別し、抽出することができる。

また、本発明によれば、線画模様中の各画線の中から少なくとも第１の線幅を有する画線を正確且つ安定して判別し、抽出することもできれば、第１の線幅とは異なる第２の線幅を有する画線を正確且つ安定して判別し、抽出することもでき、例えば各画線の中から１番太い線幅を有する方から２番目までの画線、１番目と３番目に太い線幅を有する画線、１番細い線幅を有する方から３番目までの画線、１番目と３番目と４番目に細い線幅を有する画線などを正確且つ安定して判別し、抽出することができる。

本発明では、基材上には線画模様と共にＱＲコード（登録商標）などの２次元コードのような特定コードや、幾何学的／非幾何学的な図形が印刷されていてもよく、この場合、画像データは、撮影部により取得した特定コードや図形に関する画像データを含むことができ、そして線画模様に対する走査ラインの配置は、特定コードや図形の画像データに基づいて走査ライン指示部により定めることができる。

例えば、基材上に印刷された特定コードに対して線画模様を所定の位置関係に配置しておけば、走査ライン指示部により、画像データにおける特定コードや図形を基準点として、その基準点に基づいて画像データにおける線画模様に対する走査ラインの配置を演算し割り出すことができる。或いは、走査ライン指示部により、画像データにおける特定コードや図形に基づいて、予め定められた走査ライン配置パターン・テーブルから画像データにおける線画模様に対する所定の走査ラインの配置を読み出して決定してもよい。

また、走査ラインは、各画線を同じ角度で横断するように決定ないし配置されることが好ましい。走査ラインが各画線と異なる角度で交差してしまうと、同じ線幅の画線であっても、波形幅解析部、１次強度解析部および面積解析部によって異なる波形幅、異なるピーク値、異なる領域の面積を有する１次強度の波形成分が検出される結果、異なる線幅の画線であると誤った判別を誘導してしまうからである。なお、本願明細書では、走査ラインが画線を横断する「角度」とは、画線が直線である場合は、該画線と走査ラインの交差角を意味し、画線が曲線である場合は、走査ラインが横断する部分の該画線の接線と走査ラインの交差角を意味している。

本発明の画像処理方法及び画像処理システムでは、画像データに基づき、各画線の閾値を対応する各画線の明るさに応じて補正することができる。例えば、画像データに基づき、対応する各画線の明るさが同じになるように各画線の閾値を補正することができる。また、各画線の閾値を補正するのではなく、画像データに基づき、対応する各画線の明るさが同じになるように各画線の１次強度の波形成分を補正してもよい。

同じ線画模様の中でも明るさにバラツキが生じると、画線強度読取り部により、線画模様の画像データから取得した各画線の波形成分の１次強度（例えば濃度）にも強弱（例えば濃淡）のバラツキを生じることがある。このため、各画線の線幅などの特徴が正確に再現されるように、各画線の明るさが同じになるように１次強度の波形成分又はその閾値を補正することで、画線強度読取り部により取得した各画線の１次強度の波形成分およびスコア生成部により強調された各画線のスコアの精度を向上させることができる。

本発明の画像処理方法及びそのシステムによれば、線画模様の画像データから、各画線を横断する走査ラインに沿った各画線の１次強度を波形成分として取得し、その波形成分から各画線の波形幅の値、１次強度のピーク値および波形成分に囲まれた領域の面積の値を乗じることにより、２本以上の異なる線幅の画線を含む線画模様から、少なくとも第１の線幅を有する画線を判別（抽出）するのに適した各画線のスコアを得ることができる。

また、強調された各画線のスコアは、露出や露光などが安定せず、解像度も低いスマートフォンなどのモバイル機器に内蔵された汎用の小型カメラなどを用いても、或いは照明などが一定していない撮影環境下において撮影した場合においても、取得した線画模様の画像データに基づき、実際の各画線の線幅などの特徴を正確に再現し、強調することができる。

本発明の画像処理システムのシステム構成を示した概要図である。 本発明の画像処理方法の手順を示したフローチャートである。 本発明で使用される基材上に印刷された線画模様（彩紋模様）とＱＲコード（登録商標）を示した概要図である。 図３に示される線画模様とＱＲコード（登録商標）の画像データから走査ラインを配置する方法を例示した概要図である。 図４に示される走査ラインの配置方法の概要図を部分的に拡大した拡大図である。 図５に示される線画模様の画像データから、走査ラインが各画線を横断することにより取得した１次強度の波形成分を示した概要図である。 図６に示された線画模様の画像データから取得した１次強度の波形成分と、ある１次強度の閾値における各画線に対応する波形成分の波形幅の求め方を示した概要図である。 図６に示される１次強度の波形成分と、閾値より上側で且つ各画線に対応する波形成分の１次強度のピーク値の求め方を示した概要図である。 図６に示される１次強度の波形成分と、閾値より上側で且つ各画線に対応する波形成分によって囲まれた領域の面積の求め方を示した概要図である。 第１の線幅を有する画線を判別するために、波形幅の値、１次強度のピーク値および面積の値を乗じることにより、各画線の線幅を表すスコアを生成する方法を例示した概要図である。

以下、本発明の一実施形態に係る画像処理方法及び画像処理システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示される実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能である。

図１の概要図には、本実施形態の画像処理システム１のシステム構成が示されている。

図１を参照して理解されるように、本実施形態は、基材４上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線４２を含む線画模様４０から、少なくとも第１の線幅を有する画線４２を判別するための画像処理システム１であって、大別して、基材４から線画模様４０などから画線４２に関する情報を画像データ５として取得する画像取得装置２と、画像データ５を、画線を判別（抽出）するのに適した画線４２に関する情報へ加工処理する画像処理装置３とから構成される。

画像取得装置２は、基材４上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線４２を含む線画模様４０と２次元コード４１の画像データ５を取得する撮影部２０と、画像データ５を有線又は無線により画像処理装置３へ送信する送信部２１とを備えている。

撮影部２０は、基本的に画像の解像度に拠らず、スマートフォンなどのモバイル機器などに内蔵された小型カメラや汎用のデジタルカメラを用いることができ、さらに、画像データ５取得に際して撮影環境を一定にするための専用の照明器具や囲いなども必要とせず、線画模様４０とカメラとの距離や傾き、明るさなどにバラツキを生じていても構わない。また、線画模様４０がカラーである場合は、画像処理の負荷を低減するために、画像データ５を取得後、画像データ５を２５６階調のグレースケールへ変換してもよい。

画像処理装置３は、画像データ５から線画模様４０の各画線４２の１次強度の波形成分７を取得するため、画像取得装置２から送信された画像データ５を受信する受信部３０と、２次元コード４１の画像データ５１に基づいて、線画模様４０に対する走査ライン５２の配置を定める走査ライン指示部３２と、線画模様４０の画像データ５０から、各画線４２を横断する走査ライン５２に沿った各画線４２の１次強度を波形成分７として取得する画線強度読取り部３１とを備えている。なお、本実施形態の画像処理システム１において、画像取得装置２と画像処理装置３と間の画像データ５の送受信は、有線又は無線の限定がなく、またインターネット回線などを利用してもよい。

走査ライン５２は、各画線４２と異なる角度で交差してしまうと、同じ線幅の画線４２であっても、後述する波形幅解析部３３、１次強度解析部３４および面積解析部３５によって異なる線幅の画線４２と検出されてしまうおそれがあるので、各画線４２を同じ角度で横断するように決定ないし配置される（図４参照）。

また、画像処理装置３は、取得した線画模様４０の画像データ５０から、各画線４２（１次強度の波形成分７）の特徴を表す指標として、１次強度の波形成分７から、ある１次強度の閾値７３における各画線４２に対応する波形成分の波形幅７０を求める波形幅解析部３３と、１次強度の波形成分７から、閾値７３より上側で且つ各画線４２に対応する波形成分の１次強度のピーク値７１を求める１次強度解析部３４と、１次強度の波形成分７から、閾値７３より上側で且つ各画線４２に対応する波形成分によって囲まれた領域の面積７２を求める面積解析部３５とを備えている。

この場合、本実施形態の画像処理システム１では、画像データ５０に基づき、各画線４２の閾値７３を対応する各画線４２の明るさに応じて補正することができる。例えば、画像データ５０に基づき、対応する各画線４２の明るさが同じになるように各画線４２の閾値７３を補正することができる。また、各画線４２の閾値７３を補正するのではなく、画像データ５０に基づき、対応する各画線４２の明るさが同じになるように各画線４２の１次強度の波形成分７を補正してもよい。

画像処理装置３は、取得した線画模様４０の画像データ５０から、実際の各画線４２の線幅などの特徴を再現および強調し、それらの相違を判別することができるように、各画線４２の波形成分の波形幅の値７０、１次強度のピーク値７１および面積の値７２を乗じることにより、走査ライン５２に沿った各画線４２のスコア８を生成するスコア生成部３６と、そして各画線４２のスコア８から、少なくとも第１の線幅を有する画線４２を判別する判別部３７とを備えている。

このように、本実施形態の画像処理システム１では、スコア生成部３６により、各画線４２の線幅を表すスコア８を求めることで、実際の各画線４２の線幅の差異が僅少であるような場合であっても、判別部３７で各画線４２のスコア８を比較することが可能となり、線画模様４０中の各画線４２の線幅の差異（例えば、太い又は細い）を正確且つ安定して判別することができる。

例えば、各画線４２のスコア８を比較することにより、線画模様４０中の各画線４２の中から１番太い線幅を有する画線４２、２番目に太い線幅を有する画線４２・・・、１番細い線幅を有する画線４２などを正確且つ安定して判別し、抽出することができる。

また、線画模様４０中の各画線４２の中から少なくとも第１の線幅を有する画線４２を正確且つ安定して判別し、抽出することもできれば、第１の線幅とは異なる第２の線幅を有する画線４２を正確且つ安定して判別し、抽出することもでき、例えば各画線４２の中から１番太い線幅を有する方から２番目までの画線４２、１番目と３番目に太い線幅を有する画線４２、１番細い線幅を有する方から３番目までの画線４２、１番目と３番目と４番目に細い線幅を有する画線４２などを正確且つ安定して判別し、抽出することができる。

図２のフローチャートには、本実施形態の画像処理方法の手順が示されている。図２を参照して、本実施形態の画像処理方法における各ステップを説明する。

本実施形態は、基材４上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線４２を含む線画模様４０から、少なくとも第１の線幅を有する画線４２を判別するための画像処理方法であって、
撮影部２０により、基材４上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線４２を含む線画模様４０と２次元コード４１の画像データ５を取得するステップ（Ｓ１）と、
走査ライン指示部３２により、２次元コード４１の画像データ５１に基づいて、線画模様４０の画像データ５０に対する走査ライン５２の配置を定めるステップ（Ｓ２）と、
画線強度読取り部３１により、線画模様４０の画像データ５０から、各画線４２を横断する走査ライン５２に沿った各画線４２の１次強度を波形成分７として取得するステップ（Ｓ３）と、
波形幅解析部３３により、１次強度の波形成分７から、ある１次強度の閾値７３における各画線４２に対応する波形成分の波形幅７０を求めるステップ（Ｓ４）と、
１次強度解析部３４により、１次強度の波形成分７から、閾値７３より上側で且つ各画線４２に対応する波形成分の１次強度のピーク値７１を求めるステップ（Ｓ５）と、
面積解析部３５により、１次強度の波形成分７から、閾値７３より上側で且つ各画線４２に対応する波形成分によって囲まれた領域の面積７２を求めるステップ（Ｓ６）と、
スコア生成部３６により、各画線４２の波形成分の波形幅の値７０、１次強度のピーク値７１および面積の値７２を乗じることにより、走査ライン５２に沿った各画線４２の線幅を表すスコア８を生成するステップ（Ｓ７）と、そして
判別部３７により、各画線４２のスコア８から、少なくとも第１の線幅を有する画線４２を判別するステップ（Ｓ８）を含んでいる。

このように、本実施形態の画像処理方法では、スコア生成部３６により、各画線４２の線幅を表すスコア８を求めることで、実際の各画線４２の線幅の差異が僅少であるような場合であっても、判別部３７で各画線４２のスコア８を比較することが可能となり、線画模様４０中の各画線４２の線幅の差異（例えば、太い又は細い）を正確且つ安定して判別することができる。

次に、本実施形態の各ステップにおける画像処理方法を、図面を参照しながら以下に詳しく説明する。

図３の概要図には、本実施形態で使用される基材４上に印刷された線画模様（彩紋模様）４０とＱＲコード４１（登録商標）が示されている。

図３に示されているように、本実施形態で使用される彩紋模様４０は、ＱＲコード４１（登録商標）に対して所定の決められた位置に配置される。彩紋模様４０は、画線または図形で構成される波状線・弧・円などの幾何学的模様を組み合わせた精細な模様を意味し、本願において「彩紋模様」とは、円状、楕円状、直線状といった形状を問わず、幾何学模様を組み合わせたものを含んでいてもよい。

彩紋模様４０の中には、例えば図３に示されているように、１部分の彩紋波形がコードの１文字に対応されている。本実施例では、彩紋波形から数字の対応は、線の本数および０．３ポイントの細線と０．６ポイントの太線で構成される線の配列パターンにて割り当てられている。

図４の概要図には、線画模様４０とＱＲコード４１（登録商標）の画像データ５から走査ライン５２を配置する方法（太線の矢印部分）が例示されている。図５の拡大図には、図４に示される走査ライン５２の配置方法における５桁目を部分的に拡大して示されている。図６の概要図には、線画模様４０の画像データ５から、走査ライン５２（図５で示される太線の矢印部分）が各画線４２を横断することにより取得した１次強度の波形成分７が模式的に示されている。なお、図５は走査ライン５２が７本の各画線４２を横断する場合を例示しているので、図６においても７つの波形成分７が取得されるが、走査ライン５２が６本の各画線４２を横断する場合（図４）は、図示しないが、６つの波形成分７が取得される。また、図６において縦軸は波形成分７の強度（明暗）を表し、横軸は各波形成分７の位置（ドット数）を表している。

図４〜６に示されるように、彩紋模様４０の画像データ５０から取得した１次強度の波形成分７は、以下のようにして求められる。
・ステップ１；撮影部２０により取得された彩紋模様４０およびＱＲコード４１（登録商標）のカラーの画像データ５を濃淡画像データ（２５６階調のグレースケール）へ変換する。
・ステップ２；走査ライン指示部３２により、ＱＲコード４１（登録商標）の位置を検出し、ＱＲコード４１（登録商標）位置から線画模様４０の画像データ５０に対する走査ライン５２の位置を算出する。
・ステップ３；１桁分に対し、走査ライン５２上の各画線（本実施形態の場合は７本又は６本の画線４２、図４参照）の１次強度の濃淡データから波形成分を取得する。

また、ＱＲコード４１（登録商標）位置から線画模様４０の画像データ５０に対する走査ライン５２の位置は、以下のようにして求められる。
・ステップ１Ａ；座標の移動は行列の掛け算にて実現させることができる。
・ステップ２Ａ；横軸Ｘと縦軸ＹのＸＹ座標移動は、透視変換行列を用いて、３×３の行列で実現が可能となる。透視変換行列は、変換前４点、変換後４点を与えることで計算することができる。そして
・ステップ３Ａ；マスター画像のＱＲコード４１（登録商標）の位置４点（又は３点）とデコード画像のＱＲコード４１（登録商標）の位置４点（又は３点）を使用して、変換行列を計算する。マスター画像の座標点Ａに変換行列を掛けることで、デコード画像上での対応座標点が計算できる。
・ステップ４Ａ；この仕組により、マスター画像にて設定した解析走査ライン座標（Ｘ，Ｙ）が、デコード画像ではどの座標（Ｘ’，Ｙ’）となるかを取得することが可能となる。

図７の概要図には、彩紋模様４０の画像データ５０から取得した１次強度の波形成分７と、ある１次強度の閾値７３における各画線４２に対応する波形成分の波形幅７０の求め方が示されており、図８の概要図には、１次強度の波形成分７と、閾値７３より上側で且つ各画線４２に対応する波形成分の１次強度のピーク値７１の求め方が示されており、そして図９の概要図には、１次強度の波形成分７と、閾値７３より上側で且つ各画線４２に対応する波形成分によって囲まれた領域の面積７２の求め方が示されている。なお、図５は走査ライン５２が７本の各画線４２を横断する場合を例示しているので、図７〜９においても７つの波形成分７が取得されるが、走査ライン５２が６本の各画線４２を横断する場合（図４）は、図示しないが、６つの波形成分７が取得される。また、図７〜９において、縦軸は波形成分７の強度（明暗）を表し、横軸は各波形成分７の位置（ドット数）を表している。

取得した彩紋模様４０の画像データ５０から、各画線４２（１次強度の波形成分７）の特徴を表す指標として、波形幅解析部３３により、１次強度の波形成分７から、ある１次強度の閾値７３における各画線４２に対応する波形成分の波形幅７０が求められ、１次強度解析部３４により、１次強度の波形成分７から、閾値７３より上側で且つ各画線４２に対応する波形成分の１次強度のピーク値７１が求められ、そして面積解析部３５により、１次強度の波形成分７から、閾値７３より上側で且つ各画線４２に対応する波形成分によって囲まれた領域の面積７２が求められる。

本実施形態の画像処理システム１では、１次強度の波形成分７から取得する波形幅７０、ピーク値７１および面積７２の精度を向上させるため、画像データ５に基づき、各画線４２の閾値７３を対応する各画線４２の明るさに応じて補正することができる。また、各画線４２の閾値７３を補正するのではなく、画像データ５に基づき、対応する各画線４２の明るさが同じになるように各画線４２の１次強度の波形成分７を補正してもよい。

次に、上述した１次強度の波形成分７（以下、「波形グラフ」ともいう。）の解析方法をより具体的に説明する。本実施形態の画像処理方法及び画像処理システム１では、１次強度の波形成分７の強度（以下、「明暗」ともいう。）の解析は、例えば以下の手順により行われる。

先ず、彩紋模様４０の強度（明暗）を現した画像データ５０の波形成分７の測定に基づき、波形幅解析部３３により各波形成分７の波形幅ｆ_ｎが、そのドット数により算出される（図７参照）。各波形成分７の波形幅ｆ_ｎは、図７の波形グラフに正対して右側から左側へ測定される。

また、図７の波形グラフにおいて、縦軸は波形成分７の強度（明暗）を表しており、横軸は各波形成分７の位置（ドット数）を表しており、そして縦軸の上側がより強度が強い状態（明度が低い状態、黒っぽい状態、暗い状態）を表している。測定対象として、線画模様（彩紋模様）４０中の彩紋の画線４２を幅方向に測定した場合、強度が弱い状態から強い状態へ（明度が高い状態から低い状態へ、白っぽい状態から黒っぽい状態へ）と波形成分７が観測されるため、各波形成分７は彩紋の各画線４２の特性を表すことになる。

具体的には、図７の波形グラフにおける全波形成分７中の最大値をａとして、各波形成分７毎の開始点となる最低値をｂ_ｎとすると、例えば第１の波形における波形成分７の最低値はｂ_１となる。そして、各波形成分７の最低値ｂ_ｎと全波形成分７中の最大値ａとの差異を７：３で配分した位置を各波形成分７の閾値ｃ_ｎとすると、例えば第１の波形における閾値はｃ_１となる。

第１の波形において、波形成分７の開始点である最低値ｂ_１から上昇して行き、閾値ｃ_１と交わる交点をｄ_１とし、そのまま上昇してピークを過ぎてから下降して行き、再び閾値ｃ_１と交わる点をｅ_１とすると、交点ｄ_１と交点ｅ_１との間の距離（ドット数）が第１の波形における波形成分７の波形幅ｆ_１となる。

そして、そのまま第１の波形における波形成分７を下降して行き、最低値に到達した点を第２の波形における波形成分７の開始点（最低値）ｂ_２とすると、第１の波形の測定と同様に、最低値ｂ_２と全波形成分７中の最大値ａとの差異から第２の波形の閾値ｃ_２が算出され、さらに第２の波形における波形成分７の上昇、下降をトレースすることにより閾値ｃ_２との交点ｄ_２およびｅ_２が測定され、その距離（ドット数）から第２の波形における波形成分７の波形幅ｆ_２が算出される。以上の測定を、波形の数だけ繰り返すことにより、第１の波形から第７の波形までの波形幅ｆ_１〜ｆ_７（図７）または第１の波形から第６の波形までの波形幅ｆ_１〜ｆ_６（図示せず）が算出される。

この結果、図７の波形グラフにおいて、各波形成分７の波形幅ｆ_ｎは、右端の第１の波形の波形成分の波形幅ｆ_１が「７」、右から２番目の第２の波形の波形成分の波形幅ｆ_２が「７」、３番目の第３の波形の波形成分の波形幅ｆ_３が「６」、４番目の第４の波形の波形成分の波形幅ｆ_４が「６」、５番目の第５の波形の波形成分の波形幅ｆ_５が「７」、６番目の第６の波形の波形成分の波形幅ｆ_６が「１０」、そして７番目の第７の波形の波形成分の波形幅ｆ_ｎが「７」となった。

次に、強度（明暗）を現した彩紋模様４０の画像データ５０の波形成分７の測定に基づき、１次強度解析部３４により各波形成分７のピーク値ｊ_ｎが算出される（図８参照）。図８の波形グラフにおいて、縦軸は波形成分７の強度（明暗）を表しており、横軸は各波形成分７の位置（ドット数）を表しているのは、図６および７と同様である。

具体的には、各波形における波形成分７の閾値ｃ_ｎを超え、上昇から下降に転じる変極点をｇ_ｎとし、全波形成分７中の最小値をｈとすると、変極点ｇ_ｎと全波形成分７中の最小値ｈとの差異が、各波形における波形成分７のピーク値ｊ_ｎとなる。

例えば第１の波形では、その波形成分７が閾値ｃ_１との交点ｄ_１を超えて上昇し、ピークを迎えて下降に転じた変極点をｇ_１とすると、その変極点ｇ_１と全波形成分７中の最小値ｈとの差異が第１の波形における波形成分７のピーク値ｊ_１となる。

第２の波形では、その波形成分７が閾値ｃ_２との交点ｄ_２を超えて上昇し、ピークを迎えて下降に転じた変極点をｇ_２とすると、その変極点ｇ_２と全波形成分７中の最小値ｈとの差異が第２の波形における波形成分７のピーク値ｊ_２となる。以上の測定を、波形の数だけ繰り返すことにより、第１の波形から第７の波形までのピーク値ｊ_１〜ｊ_７（図８）または第１の波形から第６の波形までのピーク値ｊ_１〜ｊ_６（図示せず）が算出される。

この結果、図８の波形グラフにおいて、各波形成分７のピーク値ｊ_ｎは、右端の第１の波形の波形成分のピーク値ｊ_１が「０．５６×２５５」、右から２番目の第２の波形の波形成分のピーク値ｊ_２が「０．５８×２５５」、３番目の第３の波形の波形成分のピーク値ｊ_３が「０．５３×２５５」、４番目の第４の波形の波形成分のピーク値ｊ_４が「０．６８×２５５」、５番目の第５の波形の波形成分のピーク値ｊ_５が「０．７０×２５５」、６番目の第６の波形の波形成分のピーク値ｊ_６が「１．０×２５５」、そして７番目の第７の波形の波形成分のピーク値ｊ_ｎが「０．７３×２５５」となった。

さらに、強度（明暗）を現した彩紋模様４０の画像データ５０の波形成分７の測定に基づき、各波形成分７の面積ｋ_ｎが算出される（図９参照）。図９の波形グラフにおいて、縦軸は波形成分７の強度（明暗）を表しており、横軸は各波形成分７の位置（ドット数）を表しているのは、図６〜８と同様である。

具体的には、各波形における波形成分７が閾値ｃ_ｎとの交点ｄ_ｎを超えて上昇し、ピークを過ぎて下降し再び閾値ｃ_ｎと交わる交点ｅ_ｎまでにおいて、全波形成分７中の最小値ｈから波形成分７の測定値までの積分値が、各波形における波形成分７の面積ｋ_ｎとなる。

例えば第１の波形では、閾値ｃ_１との交点ｄ_１、ｅ_１との間の波形面積（斜線部分）が、第１の波形における波形成分７の面積ｋ_１となる。第２の波形では、閾値ｃ_２との交点ｄ_２、ｅ_２との間の波形面積（斜線部分）が、第２の波形における波形成分７の面積ｋ_２となる。以上の測定を、波形の数だけ繰り返すことにより、第１の波形から第７の波形までの面積ｋ_１〜ｋ_７（図９）または第１の波形から第６の波形までの面積ｋ_１〜ｋ_６（図示せず）が算出される。

この結果、図９の波形グラフにおいて、各波形成分７の面積（斜線部分）ｋ_ｎは、右端の第１の波形の波形成分の面積ｋ_１が「３．３１×２５５」、右から２番目の第２の波形の波形成分の面積ｋ_２が「３．２４×２５５」、３番目の第３の波形の波形成分の面積ｋ_３が「２．７５×２５５」、４番目の第４の波形の波形成分の面積ｋ_４が「３．１４×２５５」、５番目の第５の波形の波形成分の面積ｋ_５が「４．０７×２５５」、６番目の第６の波形の波形成分の面積ｋ_６が「６．７３×２５５」、そして７番目の第７の波形の波形成分の面積ｋ_７が「４．１６×２５５」となった。

最後に、強度（明暗）を現した彩紋模様４０の画像データ５０の波形成分７の測定に基づき、面積解析部３５により各波形成分７から求めた波形幅ｆ_ｎ、ピーク値ｊ_ｎおよび面積ｋ_ｎから、各波形成分７のスコアｍ_ｎが算出される（図１０参照）。図１０の棒グラフでは、縦軸は、全波形幅ｆ_ｎ中の最大値ｆ_{ｎ（ｍａｘ）}に対する各波形成分７の波形幅ｆ_ｎの割合、全ピーク値ｊ_ｎ中の最大値ｊ_{ｎ（ｍａｘ）}に対する各波形成分７のピーク値ｊ_ｎの割合、全面積ｋ_ｎ中の最大値ｋ_{ｎ（ｍａｘ）}に対する各波形成分７の面積ｋ_ｎの割合、そして全スコアｍ_ｎの最大値ｍ_{ｎ（ｍａｘ）}に対する各波形成分７のスコアｍ_ｎの割合をそれぞれ百分率（％）で表しており、横軸は各波形成分７を表している。

線画模様４０における各画線４２の線幅の差異（例えば、太い又は細い）の判別は、各波形成分７から求めた波形幅ｆ_ｎと、ピーク値ｊ_ｎと、そして面積ｋ_ｎとを乗算することにより得られた各波形成分７のスコアｍ_ｎに基づき、該スコアｍ_ｎが測定された各波形成分７の中で相対的にどのような特性を示すかを観測することにより行われる。

具体的には、各波形における波形成分７のスコアｍ_ｎは、スコア生成部３６により、各波形成分７から求めた波形幅ｆ_ｎと、ピーク値ｊ_ｎと、そして面積ｋ_ｎとを乗算することにより算出される。

例えば第１の波形における波形成分７のスコアｍ_１は、第１の波形の波形成分７から求めた波形幅ｆ_１と、ピーク値ｊ_１と、そして面積ｋ_１とを乗算することにより算出される。同様に、第２の波形における波形成分７のスコアｍ_２は、第２の波形の波形成分７から求めた波形幅ｆ_２と、ピーク値ｊ_２と、そして面積ｋ_２とを乗算することにより算出される。以上の計算を、波形の数だけ繰り返すことにより、第１の波形から第７の波形までのスコアｍ_１〜ｍ_７（図１０）または第１の波形から第６の波形までのスコアｍ_１〜ｍ_６（図示せず）が算出される。

この結果、第１の波形から第７の波形を測定した場合、図１０の棒グラフに示されるように、各波形成分７のスコアｍ_ｎは、右端の第１の波形の波形成分のスコアｍ_１が「１２」、右から２番目の第２の波形の波形成分のスコアｍ_２が「１３」、３番目の第３の波形の波形成分のスコアｍ_３が「８」、４番目の第４の波形の波形成分のスコアｍ_４が「１２」、５番目の第５の波形の波形成分のスコアｍ_５が「２０」、６番目の第６の波形の波形成分のスコアｍ_６が「６４」、そして７番目の第７の波形の波形成分のスコアｍ_７が「２１」となった。

すなわち、本実施形態において１次強度の波形成分７のスコアｍ_ｎは、７つの波形成分７のうち、第６の波形における波形成分７のスコアｍ_６が最大値の「６４」となり、これを１００％と換算した場合、例えば第１波形における波形成分７のスコアｍ_１の値「１２」は波形成分７のスコアｍ_６に対して約１９％となり、第２波形における波形成分７のスコアｍ_２の値「１３」は波形成分７のスコアｍ_６に対して約２０％となり、第３波形における波形成分７のスコアｍ_３の値「８」は波形成分７のスコアｍ_６に対して１２．５％となり、第４波形における波形成分７のスコアｍ_４の値「１２」は、波形成分７のスコアｍ_６に対して約１９％となり、第５波形における波形成分７のスコアｍ_５の値「２０」は波形成分７のスコアｍ_６に対して約３１％となり、そして第７波形における波形成分７のスコアｍ_７の値「２１」は波形成分７のスコアｍ_６に対して約３３％となる（図１０参照）。

本実施形態において、測定対象としている１桁当たりの線画模様（彩紋模様）４０の画線４２の数は７本又は６本で構成されており（図４参照）、そのうち１本のみが太く、それ以外は全て細いという判別ルールに基づいて解析しているので、例えば測定対象の画線４２の数が７本である場合は、図１０に示される各波形成分７のスコアｍ_ｎの算出結果に基づき、判別部３７により太い線は第６波形の波形成分７、すなわち右から６番目の画線４２であり、それ以外の第１波形から第５波形および第７の波形の波形成分７は全て細い線であるという結論が導かれる。

このため、本実施形態の画像処理方法及び画像処理システム１では、各画線４２の波形成分７から求めた波形幅ｆ_１、ピーク値ｊ_１または面積ｋ_１のそれぞれを比較するよりも、各画線４２のスコアｍ_ｎ同士を比較した方が、各画線４２の太さの比を正確に反映しながらスコアの値の差異が大きくなるため、実際の各画線４２の線幅の差異が僅少であるような場合であっても、線画模様４０中の各画線４２の線幅の差異（例えば、太い又は細い）を正確且つ安定して判別することができるようになる。

さらに、本実施形態では、各画線４２のスコアｍ_ｎ同士を比較した判別結果を特定のキャラクターに変換するために、例えば表１に示されるように、予め判別結果と特定のキャラクターとを関連付ける所定のテーブルを利用することができる。

具体的には、本実施形態の場合、画像強度読取り部３１により彩紋模様４０（画像データ５０）を内側から外側へ走査することにより（図４参照）、７本又は６本の画線４２に対応する７つ（図６）又は６つ（図示せず）の波形成分７が取得される。そして上述した方法により、７つの波形成分７のスコアｍ_１〜ｍ_７の算出結果（図１０）又は６つの波形成分７のスコアｍ_１〜ｍ_６の算出結果（図示せず）に基づき、各波形成分７の太線、細線の区別を導き出すことができる。そして、得られた太線、細線の組み合わせのパターンを表１へ当て嵌めることにより、７本又は６本の画線４２の組み合わせからなるパターンに対して、特定のキャラクターを導き出すことが可能になる。勿論、彩紋模様４０を構成する画線４２の本数や、画像強度読取り部３１によって取得される波形成分７の数に制限はなく、任意のｎ本の画線４２、任意のｎ個の波形成分７の組み合わせからなるパターンに対してスコアｍ_１〜ｍ_ｎの算出することにより、特定のキャラクターを導き出すこともできる。

１・・・・画像処理システム
２・・・・画像取得装置
２０・・・撮影部
２１・・・送信部
３・・・・画像処理装置
３０・・・受信部
３１・・・画線強度読取り部
３２・・・走査ライン指示部
３３・・・波形幅解析部
３４・・・１次強度解析部
３５・・・面積解析部
３６・・・スコア生成部
３７・・・判別部
４・・・・基材
４０・・・線画模様（彩紋模様）
４１・・・２次元コード（ＱＲコード（登録商標））
４２・・・画線
５・・・・画像データ
５０・・・線画模様の画像データ
５１・・・２次元コード（ＱＲコード（登録商標））の画像データ
５２・・・走査ライン
６・・・・走査ラインの配置データ
７・・・・１次強度（波形成分）
７０・・・波形幅
７１・・・ピーク値
７２・・・面積
７３・・・閾値
８・・・・スコア

Claims (18)

1. 基材上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線を含む線画模様から、少なくとも第１の線幅を有する画線を判別するための画像処理方法であって、
   撮影部により、基材上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線を含む線画模様の画像データを取得するステップと、
   画線強度読取り部により、前記線画模様の画像データから、各画線を横断する走査ラインに沿った各画線の１次強度を波形成分として取得するステップと、
   波形幅解析部により、前記１次強度の波形成分から、ある１次強度の閾値における各画線に対応する波形成分の波形幅を求めるステップと、
   １次強度解析部により、前記１次強度の波形成分から、前記閾値より上側で且つ各画線に対応する波形成分の１次強度のピーク値を求めるステップと、
   面積解析部により、前記１次強度の波形成分から、前記閾値より上側で且つ各画線に対応する波形成分によって囲まれた領域の面積を求めるステップと、
   スコア生成部により、各画線の波形成分の前記波形幅の値、前記１次強度のピーク値および前記面積の値を乗じることにより、前記走査ラインに沿った各画線の線幅を表すスコアを生成するステップと、そして
   判別部により、前記各画線のスコアから、少なくとも第１の線幅を有する画線を判別するステップを含んでいる画像処理方法。
2. 前記第１の線幅を有する画線は、２本以上の異なる線幅の画線の中で最も太い線幅を有する画線、または２本以上の異なる線幅の画線の中で最も細い線幅を有する画線である請求項１に記載の画像処理方法。
3. 前記判別部が、前記第１の線幅とは異なる第２の線幅を有する画線を判別するステップをさらに含んでいる請求項１又は２に記載の画像処理方法。
4. 各画線の前記閾値は、前記画像データに基づき、対応する各画線の明るさに応じて補正されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像処理方法。
5. 前記画像データは、前記撮影部により取得された、前記基材上に印刷された特定コードの画像データをさらに含んでおり、そして前記線画模様に対する前記走査ラインの配置は、走査ライン指示部により、前記特定コードの画像データに基づいて定められることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像処理方法。
6. 前記特定コードは、２次元コードである請求項５に記載の画像処理方法。
7. 前記走査ラインは、各画線を同じ角度で横断するように定められることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の画像処理方法。
8. 前記線画模様は、彩紋模様である請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像処理方法。
9. 前記画像データを取得後、前記画像データを２５６階調のグレースケールへ変換するステップをさらに含んでいる請求項１ないし８のいずれか１項に記載の画像処理方法。
10. 基材上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線を含む線画模様から、少なくとも第１の線幅を有する画線を判別するための画像処理システムであって、
    基材上に印刷された２本以上の異なる線幅の画線を含む線画模様の画像データを取得する撮影部と、
    前記画像データを有線又は無線により画像処理装置へ送信する送信部と
    を備えた画像取得装置と、そして
    前記画像取得装置から送信された前記画像データを受信する受信部と、
    前記線画模様の画像データから、各画線を横断するある走査ラインに沿った各画線の１次強度を波形成分として取得する画線強度読取り部と、
    前記１次強度の波形成分から、ある１次強度の閾値における各画線に対応する波形成分の波形幅を求める波形幅解析部と、
    前記１次強度の波形成分から、前記閾値より上側で且つ各画線に対応する波形成分の１次強度のピーク値を求める１次強度解析部と、
    前記１次強度の波形成分から、前記閾値より上側で且つ各画線に対応する波形成分によって囲まれた領域の面積を求める面積解析部と、
    各画線の波形成分の前記波形幅の値、前記１次強度のピーク値および前記面積の値を乗じることにより、前記走査ラインに沿った各画線の線幅を表すスコアを生成するスコア生成部と、そして
    前記各画線のスコアから、少なくとも第１の線幅を有する画線を判別する判別部と
    を備えた画像処理装置と
    からなる画像処理システム。
11. 前記第１の線幅を有する画線は、２本以上の異なる線幅の画線の中で最も太い線幅を有する画線、または２本以上の異なる線幅の画線の中で最も細い線幅を有する画線である請求項１０に記載の画像処理システム。
12. 前記判別部が、前記第１の線幅とは異なる第２の線幅を有する画線をさらに判別することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像処理システム。
13. 各画線の前記閾値は、前記画像データに基づき、対応する各画線の明るさに応じて補正されていることを特徴とする請求項１０ないし１２のいずれか１項に記載の画像処理システム。
14. 前記画像データは、前記撮影部により取得された、前記基材上に印刷された特定コードの画像データをさらに含んでおり、そして前記特定コードの画像データに基づいて、前記線画模様に対する前記走査ラインの配置を定める走査ライン指示部をさらに含んでいる請求項１０ないし１３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
15. 前記特定コードは、２次元コードである請求項１４に記載の画像処理システム。
16. 前記走査ラインは、各画線を同じ角度で横断するように定められることを特徴とする請求項１０ないし１５のいずれか１項に記載の画像処理システム。
17. 前記線画模様は、彩紋模様である請求項１０ないし１６のいずれか１項に記載の画像処理システム。
18. 前記画像データは、２５６階調のグレースケールへ変換されていることを特徴とする請求項１０ないし１７のいずれか１項に記載の画像処理システム。

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