JP4482814B2 - 文書原本性保証装置、文書原本性保証方法、文書原本性保証プログラム及び文書原本性検証装置 - Google Patents

Description

本発明は、文書原本性保証装置、文書原本性保証方法、文書原本性保証プログラム及び文書原本性検証装置に関し、特に紙に記された文書内容の原本性を保証する場合に適用して好適なものである。

従来、紙に記された文書内容の正当性及び有効性すなわち原本性を保証するため、文書作成者のサインを用いることが一般に行われている。しかしながらサインは、それ自体偽造し易く、またサインの真偽を容易に検証することができないことから、紙に記された文書内容の原本性を確実に保証し得なかった。

一方、コンピュータの発達に伴い、最近では文書をディジタル化して送信する際に、ディジタル署名を行うことが一般的であり、公開鍵暗号方式によって送信者認証を行い、メッセージ認証によって文書内容の改ざんの有無を確認することにより、送信者と文書内容の正当性を保証するようになされている（例えば、非特許文献１参照）。
岡本栄司著「暗号理論入門」共立出版株式会社、１９９３年２月初版発行、Ｐ１２９〜Ｐ１４３。

ところでかかるディジタル署名では、その対象が文書内容をディジタル化したディジタルデータすなわち無体物であり、有対物である紙に記された文書内容の原本性を保証するために用いることはできず、依然として紙に記された文書内容の原本性を保証することは困難であるという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、紙に記された文書内容の原本性を保証し得る文書原本性保証装置、文書原本性保証方法、文書原本性保証プログラム及び、紙に記された文書内容の原本性を容易かつ高精度に検証し得る文書原本性検証装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、紙の所定領域でその内部に存在する固有の紋様パターン画像を取得し、紋様パターン画像について所定の輝度閾値以上の輝度値でなる白画素を検出し、当該白画素を最も高い輝度レベルに変換することにより白成分紋様パターン画像を抽出すると共に、輝度閾値以下の輝度値でなる黒画素を検出し、当該黒画素を最も低い輝度レベルに変換することにより黒成分紋様パターン画像を抽出し、白成分紋様パターン画像が有する紋様について、互いに隣接する白画素の集合を単位とする複数の白ダマ領域に区割りすると共に、黒成分紋様パターン画像が有する紋様について、互いに隣接する黒画素の集合を単位とする複数の黒ダマ領域に区割りすることにより、白成分紋様パターン画像及び黒成分紋様パターン画像を細分化し、白ダマ領域及び黒ダマ領域の形状を矩形近似することにより紙紋様特徴量を抽出し、紙に記された文書内容の原本性を保証するため文書内容の作成者しか知り得ない所定の証拠を取得し、紙紋様特徴量及び証拠に応じた２次元情報を生成し、当該２次元情報を当該紙の所定位置に貼付することにより、最も高い輝度レベルに変換した白ダマ領域及び最も低い輝度レベルに変換した黒ダマ領域の形状を矩形近似した紙紋様特徴量及び証拠に応じて生成された２次元情報をその紙自体に直接貼付することができるので、文書内容の原本性を検証するために２次元情報を復元する際、紙紋様パターンの複雑さの程度が低減された紙紋様特徴量を、文書内容の原本性を保証する際の比較対象として抽出することができるので、抽出精度の低下を防止し、文書内容の原本性を検証したときの信頼性を向上させることができる。

また本発明においては、紙の所定領域でその内部に存在する固有の紋様パターン画像を取得する紋様パターン画像取得手段と、紋様パターン画像について所定の輝度閾値以上の輝度値でなる白画素を検出し、当該白画素を最も高い輝度レベルに変換することにより白成分紋様パターン画像を抽出すると共に、輝度閾値以下の輝度値でなる黒画素を検出し、当該黒画素を最も低い輝度レベルに変換することにより黒成分紋様パターン画像を抽出する画像分離手段と、白成分紋様パターン画像が有する紋様について、互いに隣接する白画素の集合を単位とする複数の白ダマ領域に区割りすると共に、黒成分紋様パターン画像が有する紋様について、互いに隣接する黒画素の集合を単位とする複数の黒ダマ領域に区割りすることにより、白成分紋様パターン画像及び黒成分紋様パターン画像を細分化する領域区割手段と、白ダマ領域及び黒ダマ領域の形状を矩形近似することにより紙紋様特徴量を抽出する紙紋様特徴量抽出手段と、紙に記された文書内容の原本性を保証するため文書内容の作成者しか知り得ない所定の証拠を取得する証拠取得手段と、紙紋様特徴量及び証拠に応じて生成され貼付された２次元情報を紙の所定位置から読み取る２次元情報読取手段と、２次元情報から元の紙紋様特徴量及び元の証拠を復元する復元手段と、紙紋様特徴量抽出手段によって取得した紙紋様特徴量及び証拠取得手段によって取得した証拠と、復元手段によって復元した元の紙紋様特徴量及び元の証拠とを比較することにより文書内容の原本性に関する真偽を検証する検証手段とを設けることにより、最も高い輝度レベルに変換した白ダマ領域及び最も低い輝度レベルに変換した黒ダマ領域の形状を矩形近似した紙紋様特徴量及び証拠に応じて生成された２次元情報が貼付された紙の原本性を検証するために２次元情報を復元する際、紙紋様パターンの複雑さの程度が低減された紙紋様特徴量を、文書内容の原本性を保証する際の比較対象として抽出することができるので、抽出精度の低下を防止し、文書内容の原本性を検証したときの信頼性を向上させることができる。

本発明によれば、最も高い輝度レベルに変換した白ダマ領域及び最も低い輝度レベルに変換した黒ダマ領域の形状を矩形近似した紙紋様特徴量及び証拠に応じて生成された２次元情報をその紙自体に直接貼付することができるので、文書内容の原本性を検証するために２次元情報を復元する際、紙紋様パターンの複雑さの程度が低減された紙紋様特徴量を、文書内容の原本性を保証する際の比較対象として抽出することができるので、抽出精度の低下を防止し、文書内容の原本性を検証したときの信頼性を向上させることができ、かくして紙に記された文書内容の原本性を保証し得る文書原本性保証装置、文書原本性保証方法、文書原本性保証プログラムを実現することができる。

また本発明によれば、最も高い輝度レベルに変換した白ダマ領域及び最も低い輝度レベルに変換した黒ダマ領域の形状を矩形近似した紙紋様特徴量及び証拠に応じて生成された２次元情報が貼付された紙の原本性を検証するために２次元情報を復元する際、紙紋様パターンの複雑さの程度が低減された紙紋様特徴量を、文書内容の原本性を保証する際の比較対象として抽出することができるので、抽出精度の低下を防止し、文書内容の原本性を検証したときの信頼性を向上させることができ、かくして紙に記された文書内容の原本性を容易かつ高精度に検証し得る文書原本性検証装置を実現することができる。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）原本性保証手法
（１−１）紋様パターンによる原本性保証
図１に示すように、紙は繊維の複雑な絡み合いにより構成された固有の模様（以下、これを紋様パターンと呼ぶ）を当該紙の表面ではなくその内部に有している。この紋様は、光にかざすと目視確認できることからも分かるように、例えば透過型スキャナ等により画像（以下、これを紋様画像と呼ぶ）として得ることができるものである。

そこで本実施の形態における原本性保証手法においては、図２（Ａ）に示すように、オリジナル紙ＯＰ１の文書内容が記された場所以外の領域のうち、予め決められた位置と大きさでなる領域（以下、これを指定領域と呼ぶ）ＡＲ１に存在する紙紋様特徴量ＭＰ１を抽出し、その紙に記された文書内容の原本性を保証する際に、この紙紋様特徴量ＭＰ１を用いるようになされている。

そして文書原本性保証装置は、かかる紙紋様特徴量ＭＰ１に基づいて所定の２次元バーコードでなる認証用コードＢＣ１を生成し、これをオリジナル紙ＯＰ１における紙面の一部（この場合、指定領域ＡＲ１の近傍）に印画することにより当該紙紋様特徴量ＭＰ１を認証用コードＢＣ１として当該オリジナル紙ＯＰ１の紙面上に記憶させる。

一方、文書原本性保証装置は、図２（Ｂ）に示すように認証用コードＢＣ１が印画されたコード付印画紙ＸＰｃ１が存在する場合、当該コード付印画紙ＸＰｃ１の指定領域ＡＲ１に存在する比較用紙紋様特徴量ＭＰ２を上述の紙紋様特徴量ＭＰ１に対する比較情報として抽出する。

文書原本性保証装置は、比較用紙紋様特徴量ＭＰ２と、認証用コードＢＣ１に基づいて復元した復元紙紋様特徴量ＭＰ１´とを照合し、コード付印画紙ＸＰｃ１の正当性及び有効性すなわち原本そのものであるか否かを検証するようになされている。

文書原本性保証装置は、この照合結果として所定の値よりも高い合致率が得られた場合、コード付印画紙ＸＰｃ１が正当なオリジナル紙ＯＰ１そのものであると判断し、当該コード付印画紙ＸＰｃ１に記載されている文書内容の原本性を保証するようになされている。

一方、文書原本性保証装置は、照合結果として所定の値よりも低い合致率が得られた場合、コード付印画紙ＸＰｃ１が正当なオリジナル紙ＯＰ１ではなく複製されたものであると判断し、当該コード付印画紙ＸＰｃ１に記載されている文書内容の原本性を否定するようになされている。

従って文書原本性保証装置は、図３に示すようにオリジナル紙ＯＰ１における文書内容がコード付印画紙ＸＰｃ１に複製（Copy）された場合であっても、当該コード付印画紙ＸＰｃ１にはオリジナル紙ＯＰ１の指定領域ＡＲ１に存在する同一の紋様パターンは存在し得ないので、比較用紙紋様特徴量ＭＰ２と復元紙紋様特徴量ＭＰ１´との照合結果が一致することはなく、コード付印画紙ＸＰｃ１が複製であって原本ではないことを確実に検証し得るようになされている。

このように文書原本性保証装置は、認証用コードＢＣ１及び比較用紙紋様特徴量ＭＰ２を用いてコード付印画紙ＸＰｃ１の原本性を検証し得るようにしたことにより、オリジナル紙ＯＰ１の文書内容の原本性を容易かつ確実に検証し得るようになされている。

（１−２）紋様パターン及び生体情報による原本性保証手法
次に、上述の紙紋様特徴量だけではなく、紙紋様特徴量及び文書作成者の生体情報特徴量に基づいて、オリジナル紙に記された文書内容の原本性を保証する原本性保証手法について説明する。

図４に示すように文書原本性保証装置は、オリジナル紙ＯＰ２の予め決められた位置と大きさでなる指定領域ＡＲ２の紋様パターン画像を紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮにより取り込み、その紋様パターン画像から紙紋様特徴量ＭＰ３を抽出することに加え、文書内容について文書作成者しか知り得ない証拠として、当該文書作成者における人差し指の指静脈画像を当該紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮにより取り込み、その指静脈画像から生体情報特徴量ＢＤ１を同時に抽出し得るようになされている。

この場合、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮは、ガラス面ＧＭの上にオリジナル紙ＯＰ２（図４）及び文書作成者の人差し指（図４）を置くことが可能な構造、或いはガラス面ＧＭと筐体ＫＴとの間にオリジナル紙ＯＰ２（図４）及び文書作成者の人差し指（図４）を挟み込むことが可能な構造を有しており、オリジナル紙ＯＰ２の指定領域ＡＲ２（図４）を紋様読取エリアＭＡに合わせると共に、文書作成者の人差し指をバイオメトリクス読取エリアＢＡに合わせた状態で、オリジナル紙ＯＰ２と文書作成者の人差し指に対して光源（図示せず）からの近赤外光を照射する。

紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮは、筐体ＫＴ内部に設けられたＣＰＵ(Central Processing Unit)構成でなるコントロールユニットＣＴの制御によりカメラ駆動部ＤＲを介して矢印方向へＣＣＤ(Charge Coupled Device)でなるカメラＣＭを移動制御し得るようになされており、オリジナル紙ＯＰ２の指定領域ＡＲ２における紋様パターン及び文書作成者の人差し指を透過した透過光をカメラＣＭによって撮像し、コントロールユニットＣＴに取り込むようになされている。

因みに紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮは、図６に示すように、筐体ＫＴ内部に広角レンズＷＬが取り付けられたカメラＣＭを設け、当該広角レンズＷＬを介してオリジナル紙ＯＰ２の広い領域を一括して撮像することにより、当該オリジナル紙ＯＰ２の指定領域ＡＲ２における紋様パターン及び文書作成者の人差し指を透過した透過光をコントロールユニットＣＴに一度に取り込み、画像処理段階で分離するようにしてもよい。

この場合の紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮでは、カメラ駆動部ＤＲ（図５）が不要になる分だけ、構造を簡素化することができると共に軽量化することができ、ユーザの使い勝手を向上させ得るようになされている。

文書原本性保証装置は、図７に示すように、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮによって撮像した紋様パターン画像及び指静脈画像から抽出した紙紋様特徴量ＭＰ３及び生体情報特徴量ＢＤ１を基に所定の２次元バーコードでなる認証用コードＢＣ２を生成し、これをオリジナル紙ＯＰ２における紙面の一部として指定領域ＡＲ２の近傍に印画することにより、当該紙紋様特徴量ＭＰ３及び生体情報特徴量ＢＤ１を認証用コードＢＣ２として当該オリジナル紙ＯＰ２の紙面上に記憶させるようになされている。

すなわち文書原本性保証装置は、認証用コードＢＣ２をオリジナル紙ＯＰ２の紙面上に記憶させることにより、当該認証用コードＢＣ２を介してオリジナル紙ＯＰ２が有する固有の紙紋様特徴量ＭＰ３と、文書作成者のみが有する固有の生体情報特徴量ＢＤ１とを確実にリンク付けするようになされている。

但し、オリジナル紙ＯＰ２に印画される認証用コードＢＣ２としては、当該認証用コードＢＣ２から指定領域ＡＲ２が相対的に認識できる位置に印画されていなければならない。そうでない場合には、認証用コードＢＣ２を基準として指定領域ＡＲ２における紙紋様特徴量ＭＰ３の抽出が困難になるからである。

なお紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮは、認証用コードＢＣ２が印画されたオリジナル紙ＯＰ２及びユーザの人差し指がガラス面ＧＭと筐体ＫＴとの間に挟み込まれた場合、認証用コードＢＣ２を登録情報読取エリアＴＡ（図４）に合わせ、指定領域ＡＲ２を紋様読取エリアＭＡに合わせると共に、人差し指をバイオメトリクス読取エリアＢＡに合わせた状態で、光源から照射された近赤外光の透過光をカメラＣＭによって撮像することにより、オリジナル紙ＯＰ２の認証用コードＢＣ２、指定領域ＡＲ２の紙紋パターン画像及び人差し指の指静脈画像を取り込み得るようになされている。

従って文書原本性保証装置は、図８に示すように認証用コードＢＣ２が印画されたコード付印画紙ＸＰｃ２が存在する場合、当該コード付印画紙ＸＰｃ２に印画されている認証用コードＢＣ２、指定領域ＡＲ２の紋様パターン画像及びユーザの人差し指の指静脈画像を紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮによって取り込み、認証用コードＢＣ２を復元するようにして復元紙紋様特徴量ＭＰ３´及び復元生体情報特徴量ＢＤ１´を得、指定領域ＡＲ２の紋様パターン画像から比較用紙紋様特徴量ＭＰ４を抽出すると共に、指静脈画像から比較用生体情報特徴量ＢＤ２を抽出するようになされている。

文書原本性保証装置は、図９に示すように、認証用コードＢＣ２から復元した復元紙紋様特徴量ＭＰ３´及び復元生体情報特徴量ＢＤ１´と、コード付印画紙ＸＰｃの指定領域ＡＲ２やユーザの人差し指から採取した比較用紙紋様特徴量ＭＰ４及び比較用生体情報特徴量ＢＤ２とをそれぞれ照合することにより、個々の特徴量が所定の閾値を越えて一致するか否かを判定し、コード付印画紙ＸＰｃ２がオリジナル紙ＯＰ２そのものであるか否か、すなわち原本であるか否かを検証し得るようになされている。

（１−３）紋様パターン及び文書作成時刻による原本性保証手法
続いて、上述の紙紋様特徴量だけではなく、紙紋様特徴量及び文書作成時刻に基づいて、オリジナル紙に記された文書内容の原本性を保証する原本性保証手法について説明する。

図１０に示すように文書原本性保証装置は、オリジナル紙ＯＰ３の指定領域ＡＲ３における紋様パターン画像を紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮにより取り込み、その紋様パターン画像から紙紋様特徴量ＭＰ５を抽出することに加え、文書内容について文書作成者しか知り得ない証拠として文書作成時刻に相当する時刻認証局ＣＡ１の受信時刻ＪＴ１を当該時刻認証局ＣＡ１から取得するようになされている。

実際上、文書原本性保証装置は、オリジナル紙ＯＰ３の予め決められた位置と大きさでなる指定領域ＡＲ３における紋様パターン画像から抽出した紙紋様特徴量ＭＰ５を例えば日本時刻認証機構等の時刻認証局ＣＡ１へ送信する。

時刻認証局ＣＡ１は、文書原本性保証装置から紙紋様特徴量ＭＰ５を受け取った受信時刻ＪＴ１をオリジナル紙ＯＰ３の文書作成時刻であると解釈し、その受信時刻ＪＴ１と紙紋様特徴量ＭＰ５とを結合した結合データをハッシュ関数プログラムにより所定ビット長に圧縮したハッシュ値Ｈ１に変換し、当該ハッシュ値Ｈ１を公開鍵暗号方式による秘密鍵で暗号化することにより暗号化ハッシュ値ＡＨ１を生成した後、上述の受信時刻ＪＴ１及び暗号化ハッシュ値ＡＨ１を文書原本性保証装置に対して送信する。

文書原本性保証装置は、紙紋様特徴量ＭＰ５、受信時刻ＪＴ１及び暗号化ハッシュ値ＡＨ１を基に所定の２次元バーコードでなる認証用コードＢＣ３を生成し、これをオリジナル紙ＯＰ３における紙面の一部として指定領域ＡＲ３の近傍に印画することにより、当該紙紋様特徴量ＭＰ５、受信時刻ＪＴ１及び暗号化ハッシュ値ＡＨ１を認証用コードＢＣ３として当該オリジナル紙ＯＰ３の紙面上に記憶させる。

すなわち文書原本性保証装置は、認証用コードＢＣ３をオリジナル紙ＯＰ３の紙面上に記憶させることにより、当該認証用コードＢＣ３を介してオリジナル紙ＯＰ３が有する固有の紙紋様特徴量ＭＰ５と、文書作成者のみが知り得る固有の受信時刻ＪＴ１とを確実にリンク付けするようになされている。

ここで、オリジナル紙ＯＰ３に印画される認証用コードＢＣ３としても、当該認証用コードＢＣ３から指定領域ＡＲ３が相対的に認識できる位置に印画されていなければならない。そうでない場合には、認証用コードＢＣ３を基準として指定領域ＡＲ３における紙紋様特徴量ＭＰ５の抽出が困難になるからである。

一方、文書原本性保証装置は、図１１に示すように、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮによって、認証用コードＢＣ３が印画されたコード付印画紙ＸＰｃ３が存在する場合、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮによって当該コード付印画紙ＸＰｃ３における指定領域ＡＲ３の近傍から認証用コードＢＣ３を取り込み、当該認証用コードＢＣ３から元の紙紋様特徴量ＭＰ５、受信時刻ＪＴ１及び暗号化ハッシュ値ＡＨ１を復元するようにして復元紙紋様特徴量ＭＰ５´、復元受信時刻ＪＴ１´及び復元暗号化ハッシュ値ＡＨ１´を生成する。

同時に文書原本性保証装置は、認証用コードＢＣ３の位置から相対的に認識できる矩形領域を指定領域ＡＲ３として推定し、その指定領域ＡＲ３における紋様パターン画像から比較用紙紋様特徴量ＭＰ６を抽出し、先ほど復元した復元紙紋様特徴量ＭＰ５´と一致するか否かを判定することにより、コード付印画紙ＸＰｃ３の真偽すなわち当該コード付印画紙ＸＰｃ３がオリジナル紙ＯＰ３そのもの（原本）であるか否かを検証し得るようになされている。

その後、文書原本性保証装置は、復元紙紋様特徴量ＭＰ５´及び復元受信時刻ＪＴ１´に基づいて復元ハッシュ値Ｈ１１を生成すると共に、復元暗号化ハッシュ値ＡＨ１´を時刻認証局ＣＡの公開鍵で復号することにより元のハッシュ値Ｈ１を生成し、当該復元ハッシュ値Ｈ１１とハッシュ値Ｈ１とを比較することにより、両者が一致していれば認証用コードＢＣ３中の受信時刻ＪＴ１が改ざんされておらず、正確であることを検証し得るようになされている。

このように文書原本性保証装置は、コード付印画紙ＸＰｃ３の原本性を検証し得ると共に、認証用コードＢＣ３中の受信時刻ＪＴ１に対する改ざんの有無を検証し得るようにしたことにより、コード付印画紙ＸＰｃ３自体がオリジナル紙ＯＰ３そのものであること、及び当該オリジナル紙ＯＰ３の文書内容が文書作成者しか知り得ない受信時刻ＪＴ１のときに作成されたものであって文書作成時刻の改ざんが行われていないことを確認し得るようになされている。

（２）本実施の形態による文書原本性保証装置の構成
図１２において、１は全体として本実施の形態による文書原本性保証装置の全体構成を示し、この文書原本性保証装置１全体の制御を司る制御部２に対して、バス３を介して紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮ、時刻認証局ＣＡとの間でデータの授受を行う時刻情報送受信部４及び認証用コードＢＣ１〜ＢＣ３を印画するためのプリンタ部５が接続されている。

この制御部２は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)でなる中央処理ユニット、ＲＡＭ(Random Access Memory)でなるワークメモリ及びＲＯＭ(Read Only Memory)でなる情報記憶メモリを有している。

この情報記憶メモリには、オリジナル紙ＯＰ１〜ＯＰ３の各種規格サイズにそれぞれ応じた指定領域ＡＲ１〜ＡＲ３の領域位置情報、２次元バーコード用のコード文字列情報等の各種情報及び各種プログラムが記憶されている。従って制御部２は、ワークメモリにロードした基本プログラム及び各種アプリケーションプログラムに基づき情報記憶メモリに記憶された各種情報を適宜用いて後述する各種処理を実行し得るようになされている。

ここで紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮは、コード印画モード時に、制御部２から紋様パターン画像読取コマンド及び指静脈画像読取コマンドが与えられた場合、ガラス面ＧＭと筐体ＫＴとの間に挟まれたオリジナル紙ＯＰ１〜ＯＰ３及び人差し指の先端部分に対して近赤外光を照射し、当該オリジナル紙ＯＰ１〜ＯＰ３及び人差し指の先端部分を透過することにより得られた透過光をカメラＣＭの固体撮像素子に結像する。

そして紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮは、カメラＣＭの固体撮像素子から得られる透過光に応じた紋様パターン画像信号及び指静脈画像信号に対してアナログディジタル変換処理を施し、その結果得られた紋様パターン画像データ及び指静脈画像データを制御部２へ出力する。

これに対して紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮは、検証モード時、制御部２から紋様パターン画像読取コマンド、指静脈画像読取コマンド及び２次元バーコード読取コマンドが与えられた場合、ガラス面ＧＭと筐体ＫＴとの間に挟まれたコード付印画紙ＸＰｃ１〜ＸＰｃ３及び人差し指の先端部分に対して近赤外光を照射し、当該コード付印画紙ＸＰｃ１〜ＸＰｃ３及び人差し指の先端部分を透過することにより得られた透過光をカメラＣＭの固体撮像素子に結像する。

そして紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮは、カメラＣＭの固体撮像素子から得られる透過光に応じた認証用２次元バーコード信号、比較用紋様パターン画像信号及び比較用指静脈画像信号に対してアナログディジタル変換処理を施し、その結果得られた認証用２次元バーコードデータ、比較用紋様パターン画像データ及び比較用指静脈画像データを制御部２へ出力する。

このように紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮは、コード印画モード時には、制御部２から与えられる各種コマンドに応じた紋様パターン画像データ及び指静脈画像データを取り込み、検証モード時には制御部２から与えられる各種コマンドに応じた認証用２次元バーコードデータ、比較用紋様パターン画像データ及び比較用指静脈画像データを取り込み、これらの取込結果を制御部２へ出力するようになされている。

プリンタ部５は、２次元バーコード用のコード文字列情報やオリジナル紙ＯＰ１〜ＯＰ３の各種規格サイズにそれぞれ応じた認証用コードＢＣ１〜ＢＣ３の紙面上における位置情報等の各種情報を内部メモリに記憶しており、これらの各種情報を適宜用いて印画処理を実行するようになされている。

この場合プリンタ部５は、制御部２から印画対象となる認証用２次元バーコードデータが与えられると、この認証用２次元バーコードデータに対してパルス幅変調処理等を施し、その結果得られた印画データを印画ヘッド部（図示せず）へ送出する。

プリンタ部５は、紙面上の位置情報に基づいて印画ヘッド部を駆動し、コード文字列情報を基に印画データをオリジナル紙ＯＰ１〜ＯＰ３の所定位置に印画することにより認証用コードＢＣ１〜ＢＣ３を紙面上に記憶させるようになされている。

（３）紋様パターン及び生体情報を用いた原本性保証処理
実際上、文書原本性保証装置１の制御部２は、オリジナル紙ＯＰ２に対して認証用コードＢＣ２（図７及び図８）を印画させるための命令が操作部（図示せず）を介して与えられると、紋様パターン画像読取コマンド及び指静脈画像読取コマンドを紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮへ送出する。

制御部２は、紋様パターン画像読取コマンド及び指静脈画像読取コマンドに対する紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮからの応答結果として、オリジナル紙ＯＰ２の指定領域ＡＲ２における紋様パターン画像と、文書作成者における人差し指の指静脈画像とが供給されると、第１のモード（以下、このモードをコード印画モードと呼ぶ）へ遷移する。

この場合、制御部２は紋様パターン画像及び指静脈画像から紙紋様特徴量ＭＰ３及び生体情報特徴量ＢＤ１を抽出し、その紙紋様特徴量ＭＰ３及び生体情報特徴量ＢＤ１に基づいて所定の２次元バーコードでなる認証用コードＢＣ２を生成し、これをプリンタ部５へ送出する。

プリンタ部５は、認証用コードＢＣ２をオリジナル紙ＯＰ２における紙面の一部として指定領域ＡＲ２の近傍（この場合、指定領域ＡＲ２の左隣部分）に印画することにより、認証用コードＢＣ２を通して当該紙紋様特徴量ＭＰ３及び生体情報特徴量ＢＤ１をリンク付けした状態でオリジナル紙ＯＰ２の紙面上に記憶させる。

一方、制御部２はコード付印画紙ＸＰｃ２の文書内容に対する原本性を検証するための命令が操作部（図示せず）を介して与えられると、紋様パターン画像読取コマンド、コード読取コマンド及び指静脈画像読取コマンドを紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮへ送出する。

制御部２は、これら３つのコマンドに対する紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮからの応答結果として、コード付印画紙ＸＰｃ２の認証用コードＢＣ２、指定領域ＡＲ２の紋様パターン画像、コード付印画紙ＸＰｃ２を有するユーザの人差し指の指静脈画像が供給されると、第２のモード（以下、このモードを検証モードと呼ぶ）へ遷移する。

この場合、制御部２は紋様パターン画像及び指静脈画像から比較用紙紋様特徴量ＭＰ４及び比較用生体情報特徴量ＢＤ２を抽出すると共に、認証用コードＢＣ２を復元するようにして復元紙紋様特徴量ＭＰ３´及び復元生体情報特徴量ＢＤ１´を得る。

そして制御部２は、図９に示したように、その復元紙紋様特徴量ＭＰ３´と比較用紙紋様特徴量ＭＰ４とを比較照合すると共に、復元生体情報特徴量ＢＤ１´と比較用生体情報特徴量ＢＤ２とを比較照合する。

制御部２は、照合の結果、各々の特徴量が所定の閾値を越えて一致するか否かを判定し、両者が一致すると認識できるときに限り、コード付印画紙ＸＰｃ２を正当な文書作成者自身によって作成されたオリジナル紙ＯＰ２そのものであること、すなわち原本であることを立証するようになされている。

従って制御部２は、各々の特徴量のうち復元紙紋様特徴量ＭＰ３´と比較用紙紋様特徴量ＭＰ４とだけが一致し、復元生体情報特徴量ＢＤ１´と比較用生体情報特徴量ＢＤ２とについては一致しない場合、コード付印画紙ＸＰｃ２がオリジナル紙ＯＰ２である可能性は高いものの、文書作成者が一致しないので、コード付印画紙ＸＰｃ２の原本性を否定するようになされている。

（３−１）制御部の処理内容
ここで、かかる制御部２におけるコード印画モード時及び検証モード時における処理内容を機能的に分類すると、図１３に示すように、紋様パターン画像から低域周波数成分の低域紋様画像を抽出する低域周波数成分抽出部１１と、当該低域紋様画像を低輝度成分の黒成分紋様画像及び高輝度成分の白成分紋様画像に分離する画像分離部１２と、当該黒成分紋様画像及び白成分紋様画像が有する紋様を複数の領域に区割りする領域区割部１３と、当該各領域におけるそれぞれの特徴量を算出するようにして紙紋様特徴量ＭＰ３を抽出する紙紋様特徴量抽出部１４と、指静脈画像データから生体情報特徴量ＢＤ１を抽出する生体情報特徴量抽出部１７、認証用２次元バーコードデータを復号することにより復元紙紋様特徴量ＭＰ３´及び復元生体情報特徴量ＢＤ１´を生成する２次元バーコード復号部１８、紙紋様特徴量ＭＰ３及び生体情報特徴量ＢＤ１を基に２次元バーコードでなる認証用コードＢＣ２を生成する２次元バーコード変換部１５と、コード付印画紙ＸＰｃ２の正当性を検証するための照合部１６とに分けることができる。

低域周波数成分抽出部１１は、例えば図１４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、オリジナル紙ＯＰ２又はコード付印画紙ＸＰｃ２の指定領域ＡＲ２における紋様パターン画像ＩＭ１を取得し、この紋様パターン画像ＩＭ１から低域周波数成分の低域成分紋様パターン画像ＩＭ２を抽出する。

このように低域周波数成分抽出部１１は、低域成分紋様パターン画像ＩＭ２を抽出することにより、例えば紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮのカメラＣＭにおけるノイズ等、一般に画像の高周波成分に含まれる各種ノイズ成分を除去し得るようになされている。

この結果、低域周波数成分抽出部１１は、各種ノイズ成分に起因する紙紋様特徴量抽出部１４における紙紋様特徴量の抽出精度の低下を防止することができ、ひいては照合部１６における照合結果の信頼性を向上させ得るようになされている。

画像分離部１２は、例えば図１５（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、低域周波数成分抽出部１１で抽出された低域成分紋様パターン画像ＩＭ２（図１５（Ａ））を、白成分紋様パターン画像ＷＩＭ（図１５（Ｂ））と、黒成分紋様パターン画像ＢＩＭ（図１５（Ｃ））とに分離する。

具体的に画像分離部１２は、低域成分紋様パターン画像ＩＭ２の輝度値を画素毎に順次検出し、当該検出結果が所定の低輝度閾値以下の輝度値でなる画素（以下、これを黒画素と呼ぶ）以外の画素を最も高い輝度レベルに変換するようにして白成分紋様パターン画像ＷＩＭを抽出した後、この白成分紋様パターン画像ＷＩＭを領域区割部１３へ送出する。

また画像分離部１２は、低域成分紋様パターン画像ＩＭ２における各画素の輝度値の検出結果が所定の高輝度閾値以上となる輝度値を有する画素（以下、これを白画素と呼ぶ）以外の画素を最も低い輝度レベルに変換するようにして黒成分紋様パターン画像ＢＩＭを抽出し、この黒成分紋様パターン画像ＢＩＭを領域区割部１３へ送出する。

このように画像分離部１２は、白成分紋様パターン画像ＷＩＭと、黒成分紋様パターン画像ＢＩＭとに分離することにより、紋様パターンの複雑さの程度を低減し得るようになされている。この結果、画像分離部１２は、紋様パターンの複雑さの程度が大きいことに起因する紙紋様特徴量抽出部１４における紙紋様特徴量の抽出精度の低下を防止することができ、ひいては照合部１６における照合結果の信頼性を向上させ得るようになされている。

領域区割部１３は、図１５に示したように、白成分紋様パターン画像ＷＩＭ（図１５（Ｂ））が有する紋様を、隣接する白画素の集合を単位とする領域（以下、これを白ダマと呼ぶ）にそれぞれ区割りすると共に、黒成分紋様パターン画像ＢＩＭ（図１５（Ｃ））が有する紋様を、隣接する黒画素の集合を単位とする領域（以下、これを黒ダマと呼ぶ）にそれぞれ区割りする。

具体的に領域区割部１３は、画像分離部１２から供給される白成分紋様パターン画像ＷＩＭから全ての白画素を検出した後、図１６（Ａ）に示すように、任意の注目画素ＡＰと隣接する上下左右方向の４画素及び斜め方向の４画素の計８画素（以下、これを８近傍画素と呼ぶ）の白画素を順次連結していく。

そして領域区割部１３は、図１６（Ｂ）に示すように８近傍画素に白画素検出されなくなった時点で、これまで連結した白画素郡に識別情報を対応付けて白ダマＷＤ1、ＷＤ２、……、及びＷＤnを形成する。

また領域区割部１３は、画像分離部１２から供給される黒成分紋様パターン画像ＢＩＭについても白成分紋様パターン画像ＷＩＭと同様にして複数の黒ダマＢＤ1〜ＢＤnを形成するようになされている。

このようにして領域区割部１３は、白成分紋様パターン画像ＷＩＭが有する紋様を複数の白ダマＷＤ（ＷＤ1〜ＷＤn）に区割りすると共に、黒成分紋様パターン画像ＢＩＭが有する紋様を複数の黒ダマＢＤ（ＢＤ1〜ＢＤn）に区割りすることにより、当該紋様を細分化し得るようになされている。

この結果、領域区割部１３は白成分紋様パターン画像ＷＩＭ及び黒成分紋様パターン画像ＢＩＭが有する紋様を細かく分析可能になるため、紙紋様特徴量抽出部１４での紙紋様特徴量の抽出精度を向上させることができるようになり、ひいては照合部１６での照合結果における信頼性を向上させることができる。

かかる構成に加えて領域区割部１３は、例えば図１７（Ａ）に示すように白成分紋様パターン画像ＷＩＭが有する紋様を複数の白ダマ（ＷＤ1〜ＷＤn）に区割りした後、図１７（Ｂ）に示すように当該各白ダマから予め規定された連結数以下となる小ダマを除去するようになされており、当該除去した結果得られた残りの白ダマデータＷＤを紙紋様特徴量抽出部１４へ送出する。

また領域区割部１３は、黒ダマＢＤ（ＢＤ1〜ＢＤn）についても白ダマ（ＷＤ1〜ＷＤn）と同様にして小ダマを除去し、当該除去した結果得られた残りの黒ダマデータＢＤを紙紋様特徴量抽出部１４へ送出する。

これにより領域区割部１３は、白成分紋様パターン画像ＷＩＭ及び黒成分紋様パターン画像ＢＩＭが有する紋様の特徴部分のみを白ダマデータＷＤ及び黒ダマデータＢＤとして抽出することができるため、紙紋様特徴量抽出部１４における紙紋様特徴量の抽出精度を一段と向上させ得るようになされている。

紙紋様特徴量抽出部１４は、白ダマデータＷＤ及び黒ダマデータＢＤにおける形状の特徴量を算出するようにして紙紋様特徴量を抽出するようになされている。この場合、紙紋様特徴量抽出部１４では、白ダマデータＷＤ及び黒ダマデータＢＤにおける各形状の特徴量をそのまま算出する際、その形状が複雑であって困難なことから、当該白ダマデータＷＤ及び黒ダマデータＢＤの形状をそれぞれ矩形近似させ、その結果得られる矩形情報値を紙紋様特徴量ＭＰ３、及び比較用紙紋様特徴量ＭＰ４等として抽出するようになされている。

実際上、制御部２は、コード印画モード時、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮから与えられる紋様パターン画像に対して低域周波数成分抽出部１１、画像分離部１２、領域区割部１３及び紙紋様特徴量抽出部１４を介して紙紋様特徴量ＭＰ３を抽出し、これを２次元バーコード変換部１５へ送出する。

同時に制御部２は、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮから与えられる指静脈画像に対し、生体情報特徴量抽出部１７により輪郭強調等のフィルタリング処理、２値化処理、モルフォロジーと呼ばれる線状化処理等を施すことにより生体情報特徴量ＢＤ１を抽出し、これを２次元バーコード変換部１５へ送出する。

２次元バーコード変換部１５は、紙紋様特徴量ＭＰ３及び生体情報特徴量ＢＤ１を基に認証用コードＢＣ２を生成し、これをプリンタ部５へ送出する。

また制御部２は、検証モード時、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮから与えられる当該コード付印画紙ＸＰｃ２における指定領域ＡＲ２の紋様パターン画像に対して、低域周波数成分抽出部１１、画像分離部１２、領域区割部１３及び紙紋様特徴量抽出部１４を順次介して比較用紙紋様特徴量ＭＰ４を抽出し、これを照合部１６へ送出する。

同時に制御部２は、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮから与えられる指静脈画像に対し、生体情報特徴量抽出部１７により輪郭強調等のフィルタリング処理、２値化処理、線状化処理等を施すことにより比較用生体情報特徴量ＢＤ２を抽出し、これを照合部１６へ送出する。

さらに制御部２は、検証モード時、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮから与えられるコード付印画紙ＸＰｃ２の認証用コードＢＣ２を２次元バーコード復元部１８により復元するようにして生成した復元紙紋様特徴量ＭＰ３´及び復元生体情報特徴量ＢＤ１´を照合部１６へ送出する。

照合部１６は、復元紙紋様特徴量ＭＰ３´と比較用紙紋様特徴量ＭＰ４とを照合すると共に、復元生体情報特徴量ＢＤ１´と比較用生体情報特徴量ＢＤ２と照合することにより、コード付印画紙ＸＰｃ２が正当な文書作成者によって作成されたオリジナル紙ＯＰ２そのものであるか否かを検証するようになされている。

（４）紋様パターン及び文書作成時刻を用いた原本性保証処理
実際上、文書原本性保証装置１の制御部２は、オリジナル紙ＯＰ３に対して認証用コードＢＣ３（図１０及び図１１）を印画させるための命令が操作部（図示せず）を介して与えられると、紋様パターン画像読取コマンドを紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮへ送出する。

制御部２は、紋様パターン画像読取コマンドに対する紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮからの応答結果として、オリジナル紙ＯＰ３の指定領域ＡＲ３における紋様パターン画像が供給されると、コード印画モードへ遷移する。

この場合、制御部２は紋様パターン画像から紙紋様特徴量ＭＰ５を抽出し、その紙紋様特徴量ＭＰ５を時刻情報送受信部４を介して時刻認証局ＣＡ１へ送出し、時刻認証局ＣＡ１が紙紋様特徴量ＭＰ５を受信した受信時刻ＪＴ１をオリジナル紙ＯＰ３の文書作成時刻であると認識する。

時刻認証局ＣＡ１は、紙紋様特徴量ＭＰ５の受信時刻ＪＴ１と、当該紙紋様特徴量ＭＰ５とを結合した結合データをハッシュ値Ｈ１に変換し、当該ハッシュ値Ｈ１を公開鍵暗号方式による時刻認証局ＣＡ１の秘密鍵で暗号化することにより暗号化ハッシュ値ＡＨ１を生成した後、上述の受信時刻ＪＴ１と暗号化ハッシュ値ＡＨ１とを文書原本性保証装置１へ送信する。

文書原本性保証装置１の制御部２は、時刻情報送受信部４を介して時刻認証局ＣＡから受け取った受信時刻ＪＴ１及び暗号化ハッシュ値ＡＨ１と、先ほど抽出した紙紋様特徴量ＭＰ５とを基に所定の２次元バーコードでなる認証用コードＢＣ３を生成し、これをプリンタ部５へ送出する。

プリンタ部５は、認証用コードＢＣ３をオリジナル紙ＯＰ３における紙面の一部として指定領域ＡＲ３の近傍（この場合、指定領域ＡＲ３の左隣部分）に印画することにより、認証用コードＢＣ３を通して当該紙紋様特徴量ＭＰ５及び受信時刻ＪＴ１をリンク付けした状態でオリジナル紙ＯＰ３の紙面上に記憶させる。

一方、制御部２はコード付印画紙ＸＰｃ３の文書内容に対する原本性を検証するための命令が操作部（図示せず）を介して与えられると、紋様パターン画像読取コマンド、コード読取コマンドを紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮへ送出する。

制御部２は、これらのコマンドに対する紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮからの応答結果として、認証用コードＢＣ３の認証用２次元バーコードデータ、指定領域ＡＲ３の紋様パターン画像が供給されると、検証モードへ遷移する。

この場合、制御部２は紋様パターン画像から比較用紙紋様特徴量ＭＰ６を抽出すると共に、認証用コードＢＣ３を復元するようにして復元紙紋様特徴量ＭＰ５´、復元受信時刻ＪＴ１´及び復元暗号化ハッシュ値ＡＨ１´を得る。

そして制御部２は、図１１に示したように、その復元紙紋様特徴量ＭＰ５´と比較用紙紋様特徴量ＭＰ６とを比較照合することにより、その照合の結果、特徴量が所定の閾値を越えて一致するか否かを判定する。

その後、制御部２は復元紙紋様特徴量ＭＰ５´と復元受信時刻ＪＴ１´とを基に復元ハッシュ値Ｈ１１を生成すると共に、復元暗号化ハッシュ値ＡＨ１´を時刻認証局ＣＡ１の公開鍵で復号することにより元のハッシュ値Ｈ１を生成し、復元ハッシュ値Ｈ１１とハッシュ値Ｈ１とが一致するか否かを判定することにより、コード付印画紙ＸＰｃ３の受信時刻ＪＴ１に対する改ざんの有無を検証する。

従って制御部２は、復元紙紋様特徴量ＭＰ５´と比較用紙紋様特徴量ＭＰ６とが一致し、かつ復元ハッシュ値Ｈ１１とハッシュ値Ｈ１とが一致する場合、コード付印画紙ＸＰｃ３がオリジナル紙ＯＰ３であって、受信時刻ＪＴ１についても改ざんされていないので、コード付印画紙ＸＰｃ３が文書作成者によって文書作成時刻に作成されたオリジナル紙ＯＰ３そのものであることを検証し得るようになされている。

（４−１）制御部の処理内容
ここで、かかる制御部２におけるコード印画モード時及び検証モード時における処理内容を機能的に分類すると、図１３との対応部分に同一符号を付した図１８に示すように、低域周波数成分抽出部１１と、画像分離部１２と、領域区割部１３と、紙紋様特徴量抽出部１４と、２次元バーコード変換部１５と、コード付印画紙ＸＰｃ３に印画された認証用コードＢＣ３を復号する２次元バーコード復号部１８と、２次元バーコードＢＣ３の復号結果からハッシュ値を復元するハッシュ値復元部１９と、照合部１６とに分けることができる。

ここで低域周波数成分抽出部１１、画像分離部１２、領域区割部１３、紙紋様特徴量抽出部１４、２次元バーコード変換部１５、照合部１６及び２次元バーコード復号部１８の処理内容については、既に説明した通りであるため、ここでは説明の便宜上省略する。

実際上、制御部２は、コード印画モード時、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮから与えられる紋様パターン画像ＩＭ１に対して低域周波数成分抽出部１１、画像分離部１２、領域区割部１３及び紙紋様特徴量抽出部１４を介して紙紋様特徴量ＭＰ５を抽出し、これを２次元バーコード変換部１５へ送出する。

同時に制御部２は、その紙紋様特徴量ＭＰ５を時刻情報送受信部４を介して時刻認証局ＣＡ１へ送出することにより、送受信部４を介して時刻認証局ＣＡ１から与えられる紙紋様特徴量ＭＰ５の受信時刻ＪＴ１と、その受信時刻ＪＴ１及び紙紋様特徴量ＭＰ５の結合データに基づく暗号化ハッシュ値ＡＨ１とを２次元バーコード変換部１５へ送出する。

２次元バーコード変換部１５は、紙紋様特徴量ＭＰ５、受信時刻ＪＴ１及び暗号化ハッシュ値ＡＨ１を基に認証用コードＢＣ３を生成し、これをプリンタ部５へ送出する。

また制御部２は、検証モード時、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮから与えられる当該コード付印画紙ＸＰｃ３における指定領域ＡＲ３の紋様パターン画像ＩＭ１に対して、低域周波数成分抽出部１１、画像分離部１２、領域区割部１３及び紙紋様特徴量抽出部１４を順次介して比較用紙紋様特徴量ＭＰ６を抽出し、これを照合部１６へ送出する。

同時に制御部２は、検証モード時、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮから与えられる認証用コードＢＣ３の認証用２次元バーコードデータを２次元バーコード復元部１８により復元するようにして生成した復元紙紋様特徴量ＭＰ５´、復元受信時刻ＪＴ１´及び復元暗号化ハッシュ値ＡＨ１´をハッシュ値復元部１９へ送出すると共に、復元紙紋様特徴量ＭＰ５´を照合部１６へ送出する。

ハッシュ値復元部１９は、復元紙紋様特徴量ＭＰ５´及び復元受信時刻ＪＴ１´に基づいて復元ハッシュ値Ｈ１１を生成すると共に、復元暗号化ハッシュ値ＡＨ１´を時刻認証局ＣＡの公開鍵で復号することにより元のハッシュ値Ｈ１を生成し、復元ハッシュ値Ｈ１１及びハッシュ値Ｈ１を照合部１６へ送出する。

照合部１６は、比較用紙紋様特徴量ＭＰ６と復元紙紋様特徴量ＭＰ５´とが一致するか否かを判定することにより、コード付印画紙ＸＰｃ３の真偽すなわち当該コード付印画紙ＸＰｃ３がオリジナル紙ＯＰ３そのもの（原本）であるか否かを検証する。

同時に照合部１６は、復元ハッシュ値Ｈ１１とハッシュ値Ｈ１とを比較することにより、両者が一致していれば認証用コードＢＣ３中の受信時刻ＪＴ１が改ざんされておらず、正確であることを検証し、両者が一致していなければ認証用コードＢＣ３中の受信時刻ＪＴ１が改ざんされていることを検証する。

このように照合部１６は、コード付印画紙ＸＰｃ３の原本性を検証すると共に、認証用コードＢＣ３中の受信時刻ＪＴ１に対する改ざんの有無を検証することにより、コード付印画紙ＸＰｃ３自体がオリジナル紙ＯＰ３そのものであると共に、当該オリジナル紙ＯＰ３の文書内容が文書作成者しか知り得ない受信時刻ＪＴ１のときに作成されたものであって文書作成時刻の改ざんが行われていないことを確認するようになされている。

（５）動作及び効果
以上の構成において、文書原本性保証装置１はコード印画モード時、オリジナル紙ＯＰ１の指定領域ＡＲ１から取得する紙紋様特徴量ＭＰ１だけを用いて、当該紙紋様特徴量ＭＰ１に基づいて生成した認証用コードＢＣ１をオリジナル紙ＯＰ１の指定領域ＡＲ１の近傍に印画することにより、当該オリジナル紙ＯＰ１の原本性を保証することができるが、それに加えて文書作成者しか知り得ない証拠として文書作成者の生体情報特徴量ＢＤ１や、文書作成時刻に相当する時刻認証局ＣＡの受信時刻ＪＴ１を紙紋様特徴量ＭＰ３、ＭＰ５にリンク付けした状態で認証用コードＢＣ２、ＢＣ３を生成し、これをオリジナル紙ＯＰ２、ＯＰ３に印画する。

これにより文書原本性保証装置１は、紙紋様特徴量ＭＰ３、ＭＰ５だけではなく当該紙紋様特徴量ＭＰ３、ＭＰ５と文書作成者しか持ち得ない（知り得ない）生体情報特徴量ＢＤ１や、文書作成者しか知り得ない受信時刻ＪＴ１とをリンク付けさせた認証用コードＢＣ２、ＢＣ３を当該オリジナル紙ＯＰ２、ＯＰ３の紙面上に記憶させることができる。

従って文書原本性保証装置１では、検証モード時、オリジナル紙ＯＰ２、ＯＰ３の認証用コードＢＣ２、ＢＣ３には文書作成者の生体情報や文書作成時刻が一要素として含まれているため、それを知り得ない第３者が認証用コードＢＣ２、ＢＣ３を偽造してコード付印画紙ＸＰｃ２、ＸＰｃ３に印画した場合であっても、生体情報が一致することや、文書作成時刻に応じたハッシュ値が一致することはなく、原本性の検証精度を一段と向上させることができる。

例えば、文書作成者以外の第三者が正当な文書作成者になりすまし、その第三者によって偽造された認証用コードＢＣ２の印画されているコード付印画紙ＸＰｃ２が提示された場合、文書原本性保証装置１では、紙紋様特徴量が仮に一致していたとしても、第三者である以上は生体情報が一致することは絶対にないので当該コード付印画紙ＸＰｃ２が正当な文書作成者によって作成されたオリジナル紙ＯＰ２ではないことを確実に検証することができる。

また、文書作成者以外の第三者が認証用コードＢＣ３を偽造してコード付印画紙ＸＰｃ３を生成した場合、第三者は文書作成時刻すなわち時刻認証局ＣＡ１の受信時刻ＪＴ１を知り得ないため、文書原本性保証装置１ではハッシュ値が一致することは絶対になく、当該コード付印画紙ＸＰｃ３が正当な文書作成者によって本来の文書作成時刻のタイミングで作成されたオリジナル紙ＯＰ３ではないことを確実に検証することができる。

以上の構成によれば、文書原本性保証装置１はオリジナル紙ＯＰの指定領域ＡＲから取得した紙紋様特徴量ＭＰに加えて文書作成者しか知り得ない証拠として当該文書作成者の生体情報特徴量や、文書作成時刻をリンク付けした状態で生成した認証用コードＢＣをオリジナル紙ＯＰの紙面上に印画して記憶させることにより、オリジナル紙ＯＰに記された文書内容の原本性を保証し、またオリジナル紙ＯＰに記された文書内容の原本性を容易かつ高精度に検証することができる。

（６）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、指静脈画像から生体情報特徴量ＢＤ１を抽出し、紙紋様特徴量ＭＰ３とリンク付けさせるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、虹彩、指紋、声紋、顔等の種々の生体情報特徴量を虹彩取得手段、指紋取得手段、声紋取得手段及び顔情報取得手段を介して抽出し、紙紋様特徴量ＭＰ３とリンク付けさせるようにしても良い。

また上述の実施の形態においては、文書作成者を特定するための生体情報特徴量ＢＤ１と紙紋様特徴量ＭＰ３とをリンク付けするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、文書作成者しか知り得ない公開鍵暗号方式における秘密鍵を用いて紙紋様特徴量を電子署名し、この電子署名データと紙紋様特徴量とを基に認証用コードを生成してオリジナル紙に印画するようにしても良い。

この場合、例えば図１９に示すように文書作成者は、予め自身の身分を証明するための認証データをＰＫＩ(Public Key Infrastructure)において設定する。具体的には、公開鍵暗号方式における鍵ペアとなる公開鍵２１及び秘密鍵２２を生成し、秘密鍵２２をＩＣ(Integrated Circuit)カードでなる本人認証カード２１へ秘密裏に保存する。

そして文書作成者は、公開鍵２１を公開鍵認証局ＣＡ２へ送付し、当該公開鍵認証局ＣＡ２の電子署名が施された公開鍵証明書（ＰＫＣ：Public Key Certificate）の発行を受け、公開鍵サーバ２３に公開鍵２１を保持させておく。

図２０に示すように、文書原本性保証装置１は紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮによってオリジナル紙ＯＰ４の指定領域ＡＲ４から紙紋様特徴量ＭＰ７を抽出し、本人認証カード２１から秘密鍵２２を読み取り、紙紋様特徴量ＭＰ７を秘密鍵２２により電子署名し、その結果得られる電子署名データＤ８と紙紋様特徴量ＭＰ７とを基に認証用コードＢＣ４を生成し、これをオリジナル紙ＯＰ４における指定領域ＡＲ４の近傍に印画する。

なお文書原本性保証装置１は、電子署名を行う際には文書作成者を特定するためのＩＤ(Identification)を含むことができ、これにより紙紋様特徴量ＭＰ３と文書作成者のＩＤとをリンク付けることができるようになされている。

図２１に示すように、文書原本性保証装置１は紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮによってコード付印画紙ＸＰｃ４から認証用コードＢＣ４を読み取り、当該認証用コードＢＣ４を復元するようにして復元紙紋様特徴量ＭＰ７´及び復元電子署名データＤ８´を得ると共に、指定領域ＡＲ４から取得した紙紋様パターン画像から比較用紙紋様特徴量ＭＰ８を抽出する。

そして文書原本性保証装置１は、復元紙紋様特徴量ＭＰ７´と比較用紙紋様特徴量ＭＰ８とを照合することにより真偽を検証すると共に、公開鍵サーバ２３から取得した文書作成者の公開鍵２１を用いて復元電子署名データＤ８´について署名検証を行い、その結果、コード付印画紙ＸＰｃ４が正当な文書作成者によって作成されたオリジナル紙ＯＰ４であるか否かを検証することができる。

なお文書原本性保証装置１は、秘密鍵２２により電子署名せず、紙紋様特徴量ＭＰ７と秘密鍵２２とに基づいて認証用コードＢＣ４を生成し、これをオリジナル紙ＯＰ４における指定領域ＡＲ４の近傍に印画するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、紋様パターンと生体情報とをリンク付けし、紋様パターンと文書作成時刻とをリンク付けするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、紋様パターンと生体情報と文書作成時刻とをリンク付けするようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮにより取得した紋様パターン画像に対して低域周波数成分抽出部１１、画像分離部１２、領域区割部１３、紙紋様特徴量抽出部１４を順次介して紙紋様特徴量を抽出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これらの処理を施すことなく紋様パターン画像を紙紋様特徴量として用いたり、これらの処理の一部だけを行って紙紋様特徴量を抽出したり、これらの処理以外の処理を加え或いは変更することにより紙紋様特徴量を抽出するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮにより指定領域ＡＲから紋様パターン画像を取得し、その紋様パターン画像から紙紋様特徴量を抽出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、指定領域以外の場所や、複数の指定領域や、或いはオリジナル紙ＯＰ全体から紋様パターン画像を取得し、その紋様パターン画像から紙紋様特徴量を抽出するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、２次元バーコードでなる認証用コードＢＣをオリジナル紙ＯＰに印画するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、紙紋様特徴量ＭＰ３及び生体情報特徴量ＢＤ１に応じたパターンの穴や点字を印画したり、紙紋様特徴量ＭＰ５及び受信時刻ＪＴ１に応じたパターンの穴や点字を印画したり、紙紋様特徴量ＭＰ３を生体情報特徴量ＢＤ１に応じて変調した結果得られる特徴量や、紙紋様特徴量ＭＰ５を受信時刻ＪＴ１に応じて変調した結果得られる特徴量を２次元情報として直接印画するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、制御部２が情報記憶メモリからワークメモリにロードしたアプリケーションプログラムに基づいて上述の紋様パターン及び生体情報を用いた原本性保証処理や、紋様パターン及び文書作成時刻を用いた原本性保証処理を実行するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、当該アプリケーションプログラムが格納されたプログラム格納媒体を文書原本性保証装置１にインストールすることにより上述の紋様パターン及び生体情報を用いた原本性保証処理や、紋様パターン及び文書作成時刻を用いた原本性保証処理を実行するようにしても良い。

このようにアプリケーションプログラムを文書原本性保証装置１にインストールするためのプログラム格納媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc-Read Only Memory)、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、半導体メモリ、リムーバブルハードディスク等のパッケージメディアのみならず、アプリケーションプログラムが一時的又は永続的に格納される磁気ディスク等を用いてもよく、これらアプリケーションプログラムをプログラム格納媒体に格納するための手段としては、ローカルエリアネットワークやインターネット、ディジタル衛星放送等の有線又は無線の通信媒体を利用してもよく、ルータやモデム等の各種通信インタフェースを介して格納するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、文書原本性保証装置としての文書原本性保証装置１を、紋様取得手段としての紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮ、証拠取得手段としての紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮや送受信部１４、２次元情報生成手段としての２次元バーコード変換部１５によって構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる紋様取得手段、証拠取得手段及び２次元情報生成手段によって文書原本性保証装置を構成するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、文書原本性検証装置としての文書原本性保証装置１を、紋様取得手段としての紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮ、証拠取得手段としての紋様バイオメトリクススキャナＳＣＮや送受信部１４、２次元情報読取手段としての２次元バーコード変換部１５、復元手段としての生体情報特徴量抽出部１７、紙紋様特徴量抽出部１４、２次元バーコード復号部１８、ハッシュ値復元部１９、検証手段としての称号部１６によって構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる紋様取得手段、証拠取得手段、２次元情報読取手段、復元手段及び検証手段によって文書原本性検証装置を構成するようにしても良い。

本発明の文書原本性保証装置、文書原本性保証方法、文書原本性保証プログラム及び文書原本性検証装置は、例えば紙を、貨幣等の商品交換媒体、証明書や契約書等の内容証明媒体、個人の著作物等の情報記憶媒体等の各種媒体として使用する場合に利用可能である。

紙の紋様を示す略線図である。 紙紋様特徴量を用いた原本性保証手法の説明に供する略線図である。 原本性の検証に関する説明に供する略線図である。 紙紋様特徴量の抽出及び生体情報特徴量の採取の説明に供する略線図である。 紋様バイオメトリクススキャナの構造（１）を示す略線図である。 紋様バイオメトリクススキャナの構造（２）を示す略線図である。 紙紋様特徴量及び生体情報特徴量に応じた認証用コードの登録の説明に供する略線図である。 紙紋様特徴量及び生体情報特徴量の抽出の説明に供する略線図である。 照合処理の説明に供する略線図である。 紙紋様特徴量及び文書作成時刻に応じた認証用コードの登録の説明に供する略線図である。 紙紋様特徴量及び文書作成時刻の検証の説明に供する略線図である。 文書原本性保証装置の構成を示す略線的ブロック図である。 制御部の処理内容（１）の説明に供する略線的ブロック図である。 低域周波数成分の抽出の説明に供する略線図である。 紙紋様パターン画像の分離説明に供する略線図である。 白ダマ（黒ダマ）の区割りの説明に供する略線図である。 小ダマの除去の説明に供する略線図である。 制御部の処理内容（２）の説明に供する略線的ブロック図である。 ＰＫＩにおける認証データの設定の説明に供する略線図である。 紙紋様特徴量の抽出及び電子署名の説明に供する略線図である。 紙紋様特徴量及び署名検証の説明に供する略線図である。

符号の説明

１……文書原本性保証装置、２……制御部、３……バス、４……時刻情報送受信部、５……プリンタ部、１１……低域周波数成分抽出部、１２……画像分離部、１３……領域区割部、１４……紙紋様特徴量抽出部、１５……２次元バーコード変換部、１６……照合部、１７……生体情報特徴量抽出部、１８……２次元バーコード復号部、１９……ハッシュ値復元部、２０……本人認証カード、２１……公開鍵、２２……秘密鍵、２３……公開鍵サーバ。

Claims (9)

1. 紙の所定領域でその内部に存在する固有の紋様パターン画像を取得する紋様パターン画像取得手段と、
   上記紋様パターン画像について所定の輝度閾値以上の輝度値でなる白画素を検出し、当該白画素を最も高い輝度レベルに変換することにより白成分紋様パターン画像を抽出すると共に、上記輝度閾値以下の輝度値でなる黒画素を検出し、当該黒画素を最も低い輝度レベルに変換することにより黒成分紋様パターン画像を抽出する画像分離手段と、
   上記白成分紋様パターン画像が有する紋様について、互いに隣接する上記白画素の集合を単位とする複数の白ダマ領域に区割りすると共に、上記黒成分紋様パターン画像が有する紋様について、互いに隣接する上記黒画素の集合を単位とする複数の黒ダマ領域に区割りすることにより、上記白成分紋様パターン画像及び上記黒成分紋様パターン画像を細分化する領域区割手段と、
   上記白ダマ領域及び上記黒ダマ領域の形状を矩形近似することにより紙紋様特徴量を抽出する紙紋様特徴量抽出手段と、
   上記紙に記された文書内容の原本性を保証するため上記文書内容の作成者しか知り得ない所定の証拠を取得する証拠取得手段と、
   上記紙紋様特徴量及び上記証拠に応じた２次元情報を生成し、当該２次元情報を当該紙の所定位置に貼付する２次元情報付与手段と
   を具える文書原本性保証装置。
2. 上記領域区割手段は、上記白成分紋様パターン画像における上下左右方向の４画素及び斜め方向の４画素からなる計８画素の上記白画素を連結することにより上記白ダマ領域として区割りすると共に、上記黒成分紋様パターン画像における上下左右方向の４画素及び斜め方向の４画素からなる計８画素の上記黒画素を連結することにより上記黒ダマ領域として区割りする
   請求項１に記載の文書原本性保証装置。
3. 上記領域区割手段は、上記白ダマ領域及び上記黒ダマ領域のうち上記連結したときの連結数が所定連結数以下のものを除去する
   請求項２に記載の文書原本性保証装置。
4. 上記証拠取得手段は、
   上記紙に記された文書内容の原本性を保証するため当該文書内容の作成者に関する指静脈画像情報を上記証拠として取得する
   請求項１に記載の文書原本性保証装置。
5. 上記証拠情報取得手段は、
   上記紙に記された文書内容の原本性を保証するため当該文書内容の作成時刻を上記証拠として取得する
   請求項１に記載の文書原本性保証装置。
6. 上記２次元情報付与手段は、上記紙紋様特徴量及び上記作成時刻に基づいてハッシュ値を生成し、上記紙紋様紙紋様特徴量、上記作成時刻及び上記ハッシュ値に基づいて上記２次元情報を生成する
   請求項５に記載の文書原本性保証装置。
7. 紋様パターン画像取得手段により、紙の所定領域でその内部に存在する固有の紋様パターン画像を取得する紋様パターン画像取得ステップと、
   画像分離手段により、上記紋様パターン画像について所定の輝度閾値以上の輝度値でなる白画素を検出し、当該白画素を最も高い輝度レベルに変換することにより白成分紋様パターン画像を抽出すると共に、上記輝度閾値以下の輝度値でなる黒画素を検出し、当該黒画素を最も低い輝度レベルに変換することにより黒成分紋様パターン画像を抽出する画像分離ステップと、
   領域区割手段により、上記白成分紋様パターン画像が有する紋様について、互いに隣接する上記白画素の集合を単位とする複数の白ダマ領域に区割りすると共に、上記黒成分紋様パターン画像が有する紋様について、互いに隣接する上記黒画素の集合を単位とする複数の黒ダマ領域に区割りすることにより、上記白成分紋様パターン画像及び上記黒成分紋様パターン画像を細分化する領域区割ステップと、
   紙紋様特徴量抽出手段により、上記白ダマ領域及び上記黒ダマ領域の形状を矩形近似することにより紙紋様特徴量を抽出する紙紋様特徴量抽出ステップと、
   証拠取得手段により、上記紙に記された文書内容の原本性を保証するため上記文書内容の作成者しか知り得ない所定の証拠を取得する証拠取得ステップと、
   ２次元情報付与手段により、上記紙紋様特徴量及び上記証拠に応じた２次元情報を生成し、当該２次元情報を当該紙の所定位置に貼付する貼付ステップと
   を有する文書原本性保証方法。
8. 所定のコンピュータに対し、
   紙の所定領域でその内部に存在する固有の紋様パターン画像を取得する紋様パターン画像取得ステップと、
   上記紋様パターン画像について所定の輝度閾値以上の輝度値でなる白画素を検出し、当該白画素を最も高い輝度レベルに変換することにより白成分紋様パターン画像を抽出すると共に、上記輝度閾値以下の輝度値でなる黒画素を検出し、当該黒画素を最も低い輝度レベルに変換することにより黒成分紋様パターン画像を抽出する画像分離ステップと、
   上記白成分紋様パターン画像が有する紋様について、互いに隣接する上記白画素の集合を単位とする複数の白ダマ領域に区割りすると共に、上記黒成分紋様パターン画像が有する紋様について、互いに隣接する上記黒画素の集合を単位とする複数の黒ダマ領域に区割りすることにより、上記白成分紋様パターン画像及び上記黒成分紋様パターン画像を細分化する領域区割ステップと、
   上記白ダマ領域及び上記黒ダマ領域の形状を矩形近似することにより紙紋様特徴量を抽出する紙紋様特徴量抽出ステップと、
   上記紙に記された文書内容の原本性を保証するため上記文書内容の作成者しか知り得ない所定の証拠を取得する証拠取得ステップと、
   上記紙紋様特徴量及び上記証拠に応じた２次元情報を生成し、当該２次元情報を当該紙の所定位置に貼付する貼付ステップと
   実行させる文書原本性保証プログラム。
9. 紙の所定領域でその内部に存在する固有の紋様パターン画像を取得する紋様パターン画像取得手段と、
   上記紋様パターン画像について所定の輝度閾値以上の輝度値でなる白画素を検出し、当該白画素を最も高い輝度レベルに変換することにより白成分紋様パターン画像を抽出すると共に、上記輝度閾値以下の輝度値でなる黒画素を検出し、当該黒画素を最も低い輝度レベルに変換することにより黒成分紋様パターン画像を抽出する画像分離手段と、
   上記白成分紋様パターン画像が有する紋様について、互いに隣接する上記白画素の集合を単位とする複数の白ダマ領域に区割りすると共に、上記黒成分紋様パターン画像が有する紋様について、互いに隣接する上記黒画素の集合を単位とする複数の黒ダマ領域に区割りすることにより、上記白成分紋様パターン画像及び上記黒成分紋様パターン画像を細分化する領域区割手段と、
   上記白ダマ領域及び上記黒ダマ領域の形状を矩形近似することにより紙紋様特徴量を抽出する紙紋様特徴量抽出手段と、
   上記紙に記された文書内容の原本性を保証するため上記文書内容の作成者しか知り得ない所定の証拠を取得する証拠取得手段と、
   上記紙紋様特徴量及び上記証拠に応じて生成され貼付された２次元情報を上記紙の所定位置から読み取る２次元情報読取手段と、
   上記２次元情報から元の紙紋様特徴量及び元の証拠を復元する復元手段と、
   上記紙紋様特徴量抽出手段によって取得した上記紙紋様特徴量及び上記証拠取得手段によって取得した上記証拠と、上記復元手段によって復元した上記元の紙紋様特徴量及び上記元の証拠とを比較することにより上記文書内容の原本性に関する真偽を検証する検証手段と
   を具える文書原本性検証装置。