JP4769142B2 - 実行プロファイルを用いた文書セキュリティマークの検出 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル画像処理方法に関する。

米国特許第６，５８０，８２０号及び第６，５４２，６２９号に、偽造を防止するためのセキュリティサークル（ＳＣ）共通マークやその他のセキュリティマークを検出する方法が開示されている。

米国特許第６，５８０，８２０号及び第６，５４２，６２９号記載のセキュリティマーク検出技術において、最もコンピュータの使用が顕著なのは、ミクロレベルの検出段階の２ステップ、すなわち連結成分抽出及びテンプレート照合である。さらに、これらのステップはそれぞれ相当量のスキャンラインバッファ記憶装置（ＳＣ共通マークの場合は、少なくともＤ（Ｄは検出するサークルの直径）のスキャンライン）を必要とするため、ハードウェアにより実現するには費用がかかる。したがって、中〜高規模の機械においては、純粋なソフトウェアによるソリューションでは所定のスピード仕様を満たすことができず、ミクロレベルの検出段階を実施するには費用がかさんでしまう。

米国特許第６，５８０，８２０号明細書 米国特許第６，５４２，６２９号明細書

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、実行プロファイルを用いた文書セキュリティマークの検出が可能なデジタル画像処理方法を提供することにある。

本発明の一の態様によれば、それぞれ既知の色、大きさ、形状、実行プロファイルを有し、相対的に空間配置された複数の真のマーク構成成分によって規定されるセキュリティマークを含有する可能性のある印刷物に対するデジタル画像処理方法が定義されている。ここで、マークの実行プロファイルとは、予め定めた色値の基準に基づいて画素をオン画素とオフ画素に分類したビットマップについて、連続したスキャンラインの各々にオン画素がいくつあるかに基づいて得られるプロファイルである。この方法は、（ａ）印刷物を読み取り、印刷物に対応するデジタル画像データを取得し、デジタル画像データは複数の色入力画素値によって規定されており、（ｂ）デジタル画像データを処理してセキュリティマークのマーク構成成分候補を表す全ての部分を特定し、この処理では（ｉ）デジタル画像データにおいて表される特性の実行プロファイルを判別し、（ｉｉ）各特性の実行プロファイルを、真のマーク構成成分の既知の実行プロファイルと比較して、既知の実行プロファイルを有する特性のみを構成要素仮候補と特定し、（ｉｉｉ）各構成要素仮候補を検討してマーク構成成分候補である構成要素仮候補を特定し、（ｃ）デジタル画像データにおいて表される各マーク構成成分候補について、マーク構成成分候補が、デジタル画像データにおいて表される少なくとも一つの他のマーク構成成分候補とともにセキュリティマーク候補を規定しているか判定し、（ｄ）デジタル画像データにおいて表される各セキュリティマーク候補について、セキュリティマーク候補が、印刷物に存在する真のセキュリティマークを表しているか判定する。

本発明の他の態様によれば、文書が、既知の品質、色、寸法、実行プロファイルを有し、既知の相対的位置に配置されている複数の真のマーク構成成分によって規定されるセキュリティマークを含有しているときに、印刷物の不正な複製を防止するためのデジタル画像処理方法を提供する。この方法は、印刷物を読み取り、印刷物を表すカラーデジタルデータを取得する。このカラーデジタルデータは、それぞれ色値を有する複数の画素により規定されている。カラーデジタルデータの画素のうち、複数の真のマーク構成成分の既知の色に少なくとも類似した色を表す色値を有するものを特定する。「オン」及び「オフ」画素により規定されたカラーデジタルデータのバイナリマップを構築する。ここで、「オン」画素は、複数の真のマーク構成成分の既知の色に少なくとも類似した色値を有するカラーデジタルデータの特定された画素に対応する。このバイナリマップに対して、全ての構成要素仮候補を特定するための処理を行う。構成要素仮候補とは、セキュリティマークの既知の実行プロファイルを有する画像特性である。そして、各構成要素仮候補について検討し、構成要素仮候補がマーク構成成分候補かどうか判定する。バイナリマップは、セキュリティマーク候補を規定する複数のマーク構成成分候補の少なくとも一つの近傍を特定するために用いられる。セキュリティマーク候補は、そのマーク構成成分候補が互いに均一である場合は、真のセキュリティマークと特定される。真のセキュリティマークが特定された場合は、印刷物の有効な複製を防止するための処理を行う。

本発明の他の態様によれば、文書複製装置は、印刷物を読み取り、印刷物を表すカラーデジタル画像データを取得する手段と、カラーデジタル画像データに表された特性のうち、印刷物においてセキュリティマークを規定するために用いられる指定色範囲に含まれる色を有するものを特定する手段と、特性が指定実行プロファイルを規定している場合にのみ、その特性を構成要素特性仮候補と特定する手段と、構成要素特性仮候補が、印刷物においてセキュリティマークを規定するために用いられる真のマーク構成成分の既知のサイズ及び形状と一致するサイズ及び形状の両方を有している場合、その構成要素特性仮候補をマーク構成成分候補と特定する手段と、各マーク構成成分候補について、指定サイズの近傍を設定する手段と、セキュリティマークを規定するために必要な真のマーク構成成分候補の最小数以上の数のマーク構成成分候補を含み、それらマーク構成成分候補が、印刷物におけるセキュリティマークを規定する真のマーク構成成分に対応して相互に配置されている、全ての近傍をセキュリティマーク候補と特定する手段と、セキュリティマーク候補と特定された各近傍のデジタル画像データを処理して、近傍のマーク構成成分候補が少なくともサイズ及び色において均一である場合は、セキュリティマーク候補を真のセキュリティマークと特定する手段と、デジタル画像データが真のセキュリティマークを含んでいる場合は、印刷物が有効に複製されることを防ぐ手段と、を含む。

図１に、本発明の実施の形態に係るデジタル画像処理システム１０を示す。画像入力スキャナ１２は、一またはそれ以上の単色に分解された形式のデジタル画像データを取得して出力し、分解された各色グループの画素は、画素毎のｄビット深度（ｄは整数）で規定される。よって、それぞれの色グループの各画素は、画素あたりｄビット（ビット深度＝ｄ）という形で規定され、各画素は完全オフと完全オンの間のある濃淡値を有する。さらに、画素を規定する深度ｄとは別に、各色グループのビットマップにおける各画素の位置も、通常、行「ｎ」と列「ｍ」とによって規定される。デジタル画像データが一の単色グループで与えられる場合、画像は例えば単色であり、いわゆる白黒画像データとなる。一方、デジタル画像データが二またはそれ以上の単色のグループで与えられる場合、各グループのデータを組み合わせると、例えば赤‐緑‐青（ＲＧＢ）やシアン‐マゼンダ‐イエロー（ＣＭＹ）のようなカラー画像となる。

画像信号は、スキャナ１２から、本発明の実施の形態に係るセキュリティマーク特定等のデジタル画像処理を行う画像処理部１４に入力される。画像処理部１４は、電子コンピュータ、専用電子回路、及び／又はハードウェア及びソフトウェア処理構造を含む他の好適な電子回路手段等、適切な電子コンピュータ装置並びに上述の方法を用いて実現することができる。画像処理部１４は、データを適切な形式でデジタルプリンタ及び／又は画像表示ディスプレイ等の画像出力端末１６へ出力する。

図２Ａに、セキュリティマークＳＭを含む印刷された手形を示す。セキュリティマークＳＭは、刷り込まれていてもよいし、他の方法で手形に含まれていてもよい。図示された手形とセキュリティマークとは、本実施の形態の説明のための単なる例示であり、本実施の形態は、適切なセキュリティマークを含むものであれば、どのような種類の文書であっても同様に適用可能であることは当業者には自明であろう。上述のように、例えば小切手、株券、債券や法律関係書類等にもセキュリティマークを含むことができ、したがってこれらの文書においても本発明の実施の形態によって不正な複製を防ぐことができる。手形２０は、紙２２又は他の適切な下地に印刷され、金種表示２４、２６等の種々の表示や、様々な装飾画像や模様２８、さらに手形２０が公正証書であることを示すセキュリティマークＳＭを有している。図示及び記載されているように、セキュリティマークＳＭは、セキュリティマーク規定による所定の色のインクにより、情報２４、２６、２８と同一又は類似の方法で、文書２０上に印刷されている。

図２Ｂ及び２Ｃには、手形２０のセキュリティマークＳＭを含む部分を大きく拡大して図示しており、本実施例におけるセキュリティマークＳＭの特徴を示している。上述のように、実際の（真の）セキュリティマークは多種多様の形態をとることができ、本発明は図示されたものや、その他の特別なセキュリティマークに限定されるものではない。本実施例においては、セキュリティマークＳＭは、手形２０上において、関係当局によって発布された規定に基づき、３つの同一のマーク構成成分ＭＣ（マーク構成成分ＭＣは、図の例では円形である）によって規定されており、各々が、セキュリティマーク規定に基づいた同一のサイズ、形状、色、実行プロファイルを有している。また、マーク構成成分ＭＣは、セキュリティマークＳＭの規定による所定の指定パターンや配列で配置されている。図示されているように、マーク構成成分ＭＣはそれぞれ円形を有し、直角三角形の頂点の位置に配置されている。マーク構成成分ＭＣは互いにそれぞれＤ１、Ｄ２、Ｄ３の距離で離間しており、セキュリティマークＳＭの指定の全体サイズ及び形状を規定している。

本発明の実施の形態の装置及び方法においては、画像処理部１４により、画像入力スキャナ１２を用いて読み取った手形２０等の文書におけるセキュリティマークＳＭの存在を検出する。これにより、画像処理部１４は、手形２０その他の読み取った文書の不正な複製を防止または抑制することができる。この方法または装置は、文書のコピーが必要でない場合にも、文書の信頼性を判別するために用いることができることは、当業者にとって自明である。

図３に、本発明の実施の形態に係る文書セキュリティマークを検出するための好適なデジタル画像処理方法を示す。デジタル画像処理システム１０を用いたこのセキュリティマーク検出方法においては、デジタル入力画像を通常画像入力スキャナ１２によって取得し（Ｓ１）、取得したデジタル入力画像を２値化し（Ｓ２）、ミクロ検出（Ｓ３）、マクロ検出（Ｓ４）を行った後、検査を行い（Ｓ５）、セキュリティマークがある場合には、入力画像の有効な複製の防止を行う（Ｓ６）。Ｓ２からＳ６の工程は、画像処理部１４において行うことが好ましい。

工程Ｓ１〜Ｓ６の詳細が図４に示されている。ステップＳ１は、入力画像スキャナ１２を用いて手形２０等の印刷文書を読み取り、例えば赤、緑、青（ＲＧＢ）等の適切な色空間における一またはそれ以上の複数の色グループの形式でカラーデジタル画像データを得る。スキャナ１２は、他の適切な色空間の形式でデジタル画像データを得て出力しても良い。

２値化ステップＳ２は、第１のサブステップＳ２ａにおいて、スキャナ１２により取得された入力デジタル画像のうち、指定範囲の色を有する（表す）全ての画素を特定する。さらに、第２のサブステップＳ２ｂにおいて、入力デジタル画像中、指定範囲の色を有していると特定された全ての画素に対応するビットマップ３０を構築する。

ミクロ検出工程Ｓ３は、サブステップＳ３ａ〜Ｓ３ｃを有する。具体的には、ステップＳ３ａにおいて、２値化工程Ｓ２において構築されたビットマップに対して実行プロファイル検出工程を行い、マーク構成成分ＭＣの既知の実行プロファイルに対応する実行プロファイルを有するビットマップの全ての画像特性（「特性」とは、空間的に近接する後述のＯＮ画素群である）を特定する。そして、ステップＳ３ａで特定された画像特性（以下、構成要素仮候補という）のみに対して、さらなる分析を行う。ステップＳ３ｂにおいては、構成要素仮候補のうち、マーク構成成分ＭＣの既知のサイズや形状に対応しないサイズや形状を有するものを除外する。そして、ステップＳ３ｃにおいて、残りの構成要素仮候補をマーク構成成分候補ＰＭＣ（図６Ｆ参照）と特定する。

セキュリティマーク検出方法／装置の残りの特徴は、上述の米国特許第６，５８０，８２０号及び第６，５４２，６２９号に記載されている方法／装置に相当する。特に、マクロ検出工程Ｓ４において、セキュリティマークＳＭを規定するマーク構成成分ＭＣの所定の数を上回るまたは下回るマーク構成成分候補の近傍を除外する（ステップＳ４ａ）。また、残りの全ての近傍のうち、近接するマーク構成成分候補に対して真のセキュリティマークＳＭを規定する所定の適切な距離または位置にないマーク構成成分候補を有するものを除外する（ステップＳ４ｂ）。そして、ここで残っている近傍のみを、セキュリティマーク候補と特定する（ステップＳ４ｃ）。

次に、検査ステップＳ５を行う。特に、全セキュリティマーク候補について色やサイズ等が均一であるかどうか分析し、十分な均一性がないものを除外する（ステップＳ５ａ）。そして、残りのセキュリティマーク候補を真のセキュリティマークＳＭであると確定する（ステップＳ５ｂ）。真のセキュリティマークＳＭが特定されると、ステップＳ６で、画像処理部１４において、画像入力スキャナ１２上で読み取られた文書が有効に複製されることを防ぐための処理を行う。例えば、デジタル画像処理工程を完全に終了する、黒または空白の印刷ページを出力する、「ＶＯＩＤ」や「ＣＯＰＹ」の透かし模様等を画像出力部１６に送られる出力データ中に挿入する、あるいは他の方法により入力画像の正確な複写物を出力しないようにする等の処理を行う。

手形２０及び図５Ａ〜図９を参照して、工程Ｓ１〜Ｓ６をさらに詳細に説明する。工程Ｓ１において、手形２０を読み取り、ＲＧＢデータ等の適切な色空間でそれを表したデジタル画像データを取得する。このデジタル画像データは画像処理部１４に送られ、本実施の形態による工程Ｓ２〜Ｓ６が行われる。

まず、図５Ａ及び５Ｂを参照して、２値化工程Ｓ２は、手形２０の入力デジタル画像を規定する複数の画素の配置にそれぞれ対応する複数の画素によって規定されたビットマップ３０を構築する。ビットマップ３０を構築するために、サブステップＳ２ａにおいて入力デジタル画像に規定された各画素の色を調べ、真のマーク構成成分ＭＣを規定するために用いられている既知の色と同じ色を有する各画素を特定する。これは、通常、真のマーク構成成分ＭＣを規定している既知の色に類似した色値の範囲を用いて、この範囲内の色値はどれも真のマーク構成成分ＭＣを規定している既知の色と同じ色を有しているとみなすことで行う。適正な色範囲における入力画像データの各画素について、ビットマップ上の対応する位置にある画素を、サブステップＳ２ｂ−１において「１」もしくは「オン」に設定する。そして、サブステップＳ２ｂ−２において、このビットマップ上の他の全ての画素を「０」もしくは「オフ」に設定する（色を照査するサブステップＳ２ａの前に、ビットマップ３０上の全画素を「オフ」に設定するための初期化サブステップを設けることもでき、この場合はステップＳ２ｂ−２は省略することができる）。「オン」もしくは「オフ」状態を表す２進数「１」もしくは「０」の使用は、情報工学における従来の方法に相当する。勿論、２進数「０」もしくは「１」はそれぞれ「オン」もしくは「オフ」を表してもよく、さらに本発明はこれらの表示方法に限定されない。

また、ステップＳ２ａにおいて、ある特定の色空間から選択された値によって規定される画素の色が指定色範囲に含まれるかどうか、すなわちある特定の色空間における画素に対して規定された色が所望の色と「十分に類似」しているかどうかを判定する方法としては、他にも様々な数多くの方法が存在することは、当業者にとって自明である。所望の色と真の色との間の距離が色範囲閾値Ｔよりも大きい場合は、真の色は範囲外にあり、所望の色と「十分に類似」していない。例えば、手形２０を表す入力デジタル画像の画素がそれぞれ真の赤緑青（ＲＧＢ）の値で規定されているとき、所望の色の画素が所望の赤緑青（Ｒ’Ｇ’Ｂ’）の値で規定されていれば、赤緑青（Ｒ’Ｇ’Ｂ’）の値で規定されている所望の色と、真の赤緑青（ＲＧＢ）の値で規定されている色との間の距離を計算し、下記に従って閾値Ｔと比較してもよい。

デジタル画像の画素の色値が指定色範囲に含まれるかどうかを判定するために、別の方法を用いても良いことは勿論である。どの方法が適切であるかは、画素を規定する色空間によって異なる。本願は、特定の色比較方法や色空間に制限されるものではない。

図５Ｂには、手形２０からスキャナ１２により取得した入力デジタル画像の２値化Ｓ２の結果であるビットマップ３０が示されている。セキュリティマークＳＭの印刷に用いられる色を含む指定色範囲内の色を表す、スキャナにより得られた入力デジタル画像の各画素について、ビットマップ３０は、対応する場所に位置する「オン」画素によって規定される。図５Ｂにおいて、一またはそれ以上のこれら「オン」画素には、一様に符号３４が付されている。同様に、ビットマップを規定する他の全画素は、「オフ」状態に維持または設定される。図５Ｂにおいて、これらの「オフ」画素は、まとめて符号３２で示されている。したがって、ビットマップ３０は、セキュリティマークＳＭの構成成分ＭＣの既知の真の色に類似した指定色範囲内の色を表す、入力デジタル画像からの画素を含む又は特定する。

さらに、図６Ａ〜６Ｄに示すように、ビットマップ３０に対してミクロ検出工程Ｓ３を行う。第１のサブステップＳ３ａにおいて、ビットマップ３０に規定される既知の実行プロファイルを有する全ての画像特性を特定する。既知の実行プロファイルとは、セキュリティマークＳＭのマーク構成成分ＭＣの既知の実行プロファイルである。この既知の実行プロファイルを有する特定された画像特性のそれぞれを、「構成要素仮候補」ＳＣ（構成要素仮候補ＳＣの例を図５Ｂに示す）と称する。ビットマップ３０の各構成要素仮候補ＳＣを特定した後、さらに、サブステップＳ３ｂ−１及びＳ３ｂ−２によって各構成要素仮候補ＳＣを調べ、構成要素仮候補がマーク構成成分候補かどうか判定する。また、図６Ｂに示すように、サブステップＳ３ｂ−１において、各構成要素仮候補ＳＣに対してサイズ照査工程を行い、その列幅Ｘ又は行高さＹが、マーク構成成分ＭＣのサイズを上回るか満たないかを判定する。サブステップＳ３ｂ−１によって検討される構成要素仮候補ＳＣが、いずれかの寸法において大きすぎるか小さすぎる場合は、その構成要素仮候補ＳＣは除外される。サイズ照査を行うサブステップＳ３ｂ−１においては、印刷、読み取り、その他の微細なサイズばらつきを考慮して、各構成要素仮候補ＳＣの幅／高さ寸法を、指定固定値でなく、許容水準の幅／高さサイズ範囲と比較することが好ましい。

サブステップＳ３ｂ−１のサイズ条件に適合する各構成要素仮候補ＳＣは、サブステップＳ３ｂ−２のテンプレート照合をクリアしなければならない。構成要素仮候補がマーク構成成分候補ＰＭＣと判断されるためには、テンプレート照合工程において、構成要素仮候補ＳＣは真のマーク構成成分ＭＣのテンプレートと比較され、少なくとも一つのテンプレートと一致しなければならない。図６Ｃは、このテンプレート照合工程を図示している。構成要素仮候補ＳＣ１及びＳＣ２は、サブステップＳ３ｂ−１のサイズ照査条件を満たしている。よって、構成要素仮候補ＳＣ１及びＳＣ２はそれぞれ、複数のセル４２を含むテンプレート４０と比較される。テンプレート４０の所定のセル４２は対象セル４４であり、マーク構成成分ＭＣの形状及びサイズを有して配置されている。連結構成要素ＳＣ１及びＳＣ２がテンプレートと一致するためには、構成要素仮候補と比較されるテンプレートが、対象セル４４の少なくとも最小比率で、構成要素仮候補ＳＣ１及びＳＣ２を規定する画素と一致または対応していなければならない。また、印刷、読み取り、その他のノイズやばらつきを考慮し、テンプレートと完全に一致する必要は通常ない。図６Ｃにおいては、構成要素仮候補ＳＣ１はテンプレート４０と一致するが、構成要素仮候補ＳＣ２は一致しない。したがって、サブステップＳ３ｃでは、構成要素仮候補ＳＣ１（及び、テンプレート照合工程Ｓ３ｂ−２の条件を満たす他の全ての構成要素仮候補）のみを、マーク構成成分候補ＰＭＣと特定する。図６Ｆは、マーク構成成分候補ＰＭＣと特定されたビットマップ３０上の全ての構成要素仮候補ＳＣを示している。

上述したように、ステップＳ３ａにおいて、「実行プロファイル」を有するビットマップ３０の全ての特性３４を特定する。「実行プロファイル」は、画像特性の連続したスキャンライン各々の分析であって、「オン」画素の連続実行数を決定する。デフォルト設定としては、実行には少なくとも一つのオン画素がなければならないが、より厳しいノイズフィルタ設定を用いることもできる。例えば、最低連続実行として二以上の「オン」画素があるときのみ、「実行」とみなすこともできる。実行プロファイル検出工程Ｓ３ａの一例が、図６Ｄに図示されている。また、図６Ｄには、画像特性Ｆ１を規定するデジタル画像データの、連続した１１本のスキャンラインＳ０〜Ｓ１０の一部（１３画素分）を示している。図６Ｄは、画像特性Ｆの対応する実行プロファイルＲＰ１も示しており、画像特性Ｆ１のスキャンラインＳ０〜Ｓ１０にそれぞれ対応するラインＲ０〜Ｒ１０を含んでいる。スキャンラインＳ０及びＳ１０においては実行されているオン画素はなく、したがって対応するラインＲ０及びＲ１０ではオン画素がゼロである。スキャンラインＳ１、Ｓ２、Ｓ８、Ｓ９はそれぞれ実行されているオン画素を一つずつ有し、対応するラインＲ１、Ｒ２、Ｒ８、Ｒ９では、オン画素が一つである。スキャンラインＳ３〜Ｓ７にはそれぞれ離れた位置で実行されているオン画素が二つずつあり、対応するラインＲ３〜Ｒ７では、オン画素が二つである。これにより、実行プロファイルＲＰ１は、図示されたような形状を有する。

実行プロファイル分析は、様々な技術を用いて行うことができる。好適な技術の一つとして、図６Ｅに示すような有限オートマトンＦＡを用いるものがある。有限オートマトンＦＡは、図示されたような実行プロファイルＲＰ１、すなわち０、１、１、２、２、２、２、２、１、１、０を有するビットマップの全画像特性を特定するよう設定されている。当業者であれば容易に理解可能であるが、有限オートマトンの規則を変えれば、どのような実行プロファイルを検出することも可能である。ビットマップ３０の各スキャンラインＳ０〜Ｓｎは、重複ウィンドウＷ１〜Ｗｎによって処理され、各ウィンドウは有限オートマトンＦＡと図示されるような関係にあるため、ウィンドウが連続するスキャンラインのデータを処理するにしたがってウィンドウの内容をたどる。各ウィンドウＷ１〜Ｗｎは、単一のスキャンライン分の高さを有する一方、ビットマップスキャンラインのＮ個の画素を包含する幅を有する。また、各ウィンドウＷ１〜Ｗｎは、各連続スキャンラインにおける同じＮ個の画素について検討するために用いられる。すなわち、各ウィンドウＷ１〜Ｗｎは、一行ごとに複数の画素の列の処理を行う。

全ウィンドウＷ１〜Ｗｎ及びそれぞれに関連する有限オートマトンの工程について、ウィンドウＷ１及びそれに関連する有限オートマトンＦＡを例に挙げて説明する。まず、処理の最初に、ウィンドウＷ１／有限オートマトンＦＡの状態を「ａ」に初期化する。ウィンドウＷ１は、第１のスキャンラインＳ０における位置から、連続する次のスキャンラインＳ１の同じ位置に移動し、その後も同様にスキャンラインからスキャンラインへとビットマップ３０全体を移動して、ウィンドウＷ１の画素内容を各位置において調べる。ウィンドウＷ１／有限オートマトンＦＡの状態は、ウィンドウがゼロ実行の画素を含むまで、初期の「ａ」レベルのままであり、ゼロ実行の画素を含んだ時点で、ウィンドウの状態は図のように「ｂ」レベルへと移行する。そして、ゼロ実行の画素がウィンドウから検出されている間は、ウィンドウ位置が各スキャンラインごとに遷移しながら、状態は「ｂ」のまま維持される。ウィンドウから一の実行画素が検出されると、状態は「ｃ」に移行する。例えば二つの実行画素がウィンドウＷ１から検出されるなど、ゼロ又は一以外の数の実行画素がウィンドウから検出されたものは、状態がエラーとなり、「ａ」に戻る。そして、ウィンドウＷ１が二つの実行画素を含む場合にのみ（その前にエラーがないとする）、状態は「ｃ」から「ｄ」に移行し、さらに、再度ウィンドウから一つの実行画素が検出された場合にのみ、「ｄ」から「ｅ」に移行する。最後に、再度ウィンドウＷ１からゼロ実行の画素が検出されると、状態は「ｆ」に移行する。どの場合にも、状態が移行するための所定の変化以外の変化がウィンドウ内容に起きた場合は、状態は「ａ」に戻る。したがって、ウィンドウＷ１が、実行プロファイルＲＰ１を規定する「オン」画素群があるビットマップにおいて、次のスキャンラインＳ０〜Ｓｎ群に達した場合にのみ、状態は完全に「ｆ」に移行することができる。

上述のように、ウィンドウＷ１〜Ｗｎは１×Ｎのサイズ（ＮはスキャンラインＳ０〜Ｓｎにおける画素の数）を有する。ウィンドウＷ１〜Ｗｎは、適切なサイズで、重複して配置されている。これは、ビットマップ３０に表されるマーク構成成分ＭＣが、一つのウィンドウで部分的に分析され、また別のウィンドウで部分的に分析されることで、実行プロファイルが適切に分析されないことを防ぐためである。また、ウィンドウが、実行プロファイルを変えてしまうような近傍データを含むほどの大きさにならないようにするためでもある。例えば、マーク構成成分ＭＣが円形で、最大直径Ｄを有し、互いに少なくとも最低画素数ｐの距離を有してエッジ間で離れた位置にあるとすれば、ウィンドウサイズＮとウィンドウの中心間隔Ｍとは次のように表すことができる。

上記で述べたように、図６Ｆは、上記方法により特定されたビットマップ３０上の全てのマーク構成成分候補を示す。図７Ａ及び７Ｂに示すように、ビットマップ３０に対してさらにマクロ検出工程Ｓ４を行ない、どのマーク構成成分候補ＰＭＣが他のマーク構成成分候補ＰＭＣともにセキュリティマーク候補ＰＳＭを規定するか、またはそのようなマーク構成成分候補ＰＭＣはビットマップ３０上に存在しないか、を決定する。図２Ｃを参照して説明したように、真のセキュリティマークＳＭは、互いに距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ずつ離間しながら特定のパターンで配置されたマーク構成成分ＭＣによって規定される。

セキュリティマークＳＭの規定から得たこの情報を用いて、サブステップＳ４ａ−１において、各マーク構成成分候補ＰＭＣ毎に、距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３のうち最大のものと等しいまたはごくわずかに大きい半径を有するマーク構成成分候補の近傍を設定する。サブステップＳ４ａ−２において、近傍を設定した中心又は主要となるマーク構成成分候補を含む、近傍範囲内のマーク構成成分候補ＰＭＣの数を決定する。サブステップＳ４ａ−２では、近傍のマーク構成成分候補の数をセキュリティマークを規定するための所定の数と比較する。近傍が、セキュリティマークを規定するための所定の数に比べて多すぎる又は少なすぎる数のマーク構成成分候補（マーク構成成分候補のいくつかは不良またはノイズである可能性も考慮して）を有している場合は、サブステップＳ４ａ−３において、その近傍の中心であるマーク構成成分候補を無視または回避し、サブステップＳ４ａ−１に戻って他のマーク構成成分候補ＰＭＣについて検討する。

一方、マーク構成成分候補ＰＭＣについて設定された近傍がセキュリティマークＳＭを規定するための所定の数のマーク構成成分候補を含む場合は、その近傍をサブステップＳ４ｂ−１によってさらに調べる。「ノイズ」であるマーク構成成分候補ＰＭＣが存在していると想定し、セキュリティマークＳＭを規定するための所定の数より一つ又は二つ多いマーク構成成分候補を有する近傍を、サブステップＳ４ａ−２の条件を満たしているとみなして、この近傍は無視せず、さらにサブステップＳ４ｂ−１による処理を行う。

サブステップＳ４ｂ−１では、許容数のマーク構成成分候補ＰＭＣを有する近傍について、各マーク構成成分候補とその近傍要素との距離を測定する。そして、サブステップＳ４ｂ−１では、これらの距離を、セキュリティマークＳＭの所定の距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３と比較する。近傍におけるマーク構成成分候補ＰＭＣ間の距離は、距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３と同等かその上位集合の、印刷、読み取りその他のばらつきを考慮した許容誤差範囲内でなければならない。そうでない場合は、サブステップＳ４ａ−３において、その近傍の中心であるマーク構成成分候補を無視または回避し、サブステップＳ４ａ−１に戻って他のマーク構成成分候補について検討する。

一方、近傍におけるマーク構成成分候補ＰＭＣ間の距離が、距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３と同等かその上位集合である場合は、サブステップＳ４ｂ−２では、この近傍におけるノイズのマーク構成成分候補ＰＭＣを除外して、この近傍における残りのマーク構成成分候補ＰＭＣの相対位置を求め、それを、真のセキュリティマークＳＭを規定するマーク構成成分ＭＣの相対位置と比較する。具体的には、サブステップＳ４ｂ−２において、サブステップＳ４ｂ−１で測定した距離に基づいて、ノイズであるマーク構成成分候補ＰＭＣを特定し、それを近傍から除外する。距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を求めた結果と対応しないマーク構成成分候補ＰＭＣは、ノイズとみなされ、除外される。

さらに、サブステップＳ４ｂ−２において、近傍のマーク構成成分候補ＰＭＣの相対位置を求め、様々な方法の一つを用いて、求めた相対位置をセキュリティマークＳＭと比較する。好ましい方法としては、画像入力スキャナ１２の読み取りばらつきによる回転や移動とは関係なく処理を行う方法であって、サブステップＳ４ｂ−１で求めた距離を用いる。この場合は、近傍のマーク構成成分候補ＰＭＣを検討し、マーク構成成分候補間の距離が、セキュリティマークＳＭの距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３と同じ順序となっているかどうか判定する。この方法は、ビットマップ３０におけるマーク構成成分候補ＰＭＣの縦、横、または回転配置とは関係なく処理を行う。一例として、マーク構成成分候補ＰＭＣの二つの近傍５０、５２（図６Ｆ参照）が、サブステップＳ４ｂ−１の距離条件を満たしているとする。しかし、サブステップＳ４ｂ−２において各近傍５０、５２におけるマーク構成成分候補ＰＭＣの相対位置を調べると、近傍５０のみが、マーク構成成分候補ＰＭＣは、互いに図２Ｃに示すような位置、つまり、マーク構成成分候補ＰＭＣを時計回りに調べたとき、順番にＤ１、Ｄ２、Ｄ３の距離となる、という条件を満たしていることが分かる。他の実施形態として、各セキュリティマーク候補ＰＳＭを一連のセキュリティマークテンプレートと照合することもできる。このテンプレートは、セキュリティマーク候補が真のセキュリティマークを表している場合は、セキュリティマーク候補の構成成分がどのように回転移動していようとも、一つのテンプレートと一致するようにできている。すなわち、この方法は、全セキュリティマーク候補を真のセキュリティマークのテンプレートと比較するものであって、このテンプレートは、セキュリティマーク候補の構成成分が真のセキュリティマークを規定できるようなあらゆる回転配置を包含するようにできている。

近傍がサブステップＳ４ｂ−２の条件を満たさない場合は、サブステップＳ４ａ−３において、近傍を設定したマーク構成成分候補ＰＭＣを回避し、サブステップＳ４ａ−１に戻って他のマーク構成成分候補について処理を行う。他方、近傍がサブステップＳ４ｂ−２の条件を満たす場合は、サブステップＳ４ｃにおいて、その近傍をセキュリティマーク候補ＰＳＭ（図７Ｂ参照）と特定し、まだセキュリティマーク候補ＰＳＭの一部となっていない次のマーク構成成分候補ＰＭＣについて、サブステップＳ４ａ−１においてマクロ検出工程Ｓ４の処理を続ける。

マクロ検出工程Ｓ４によってセキュリティマーク候補ＰＳＭが特定されると、本発明の実施の形態に係る図８に示す検査工程Ｓ５に進む。２値化Ｓ２、ミクロ検出Ｓ３、マクロ検出Ｓ４の工程は全て好ましくは「範囲」に依存するなど、色、サイズ、形状等からマーク構成成分候補とセキュリティマーク候補とを特定する際に多少のばらつきが発生するようになっているので、セキュリティマーク候補ＰＳＭを規定する一またはそれ以上のマーク構成成分候補ＰＭＣは、実のセキュリティマークＳＭではない可能性がある。このような場合には、当然ながらセキュリティマーク候補ＰＳＭは実のセキュリティマークＳＭではない。したがって、確実にセキュリティマーク候補ＰＳＭが実のセキュリティマークＳＭであるようにするために、セキュリティマーク候補に対して、本発明の実施の形態に係る検査工程Ｓ５を行う。具体的には、検査工程Ｓ５ａ−１では、各セキュリティマーク候補ＰＳＭについて、セキュリティマーク候補ＰＳＭを規定する各マーク構成成分候補ＰＭＣの色を検討し、各マーク構成成分候補の色が、セキュリティマーク候補ＰＳＭを規定する他のマーク構成成分候補ＰＭＣの色と十分に類似または同一であるか判定する。マーク構成成分候補は、互いに同一または類似の色を有することが好ましい。例えば、二つのマーク構成成分候補ＰＭＣがそれぞれサブステップＳ２ａの２値化及び色照査処理で用いられる色範囲に含まれる色を有していて、それぞれの色が許容色範囲の対極にある場合は、これらのマーク構成成分候補は、真のマーク構成成分として十分に均一な色を互いに示しているとはみなされない。サブステップＳ５ａ−１の色均一性検査をクリアしないセキュリティマーク候補ＰＳＭは、サブステップＳ５ｃにおいて除外される。

色均一性検査サブステップＳ５ａ−１をクリアしたセキュリティマーク候補ＰＳＭに対しては、寸法均一性検査サブステップＳ５ａ−２において、マーク構成成分候補ＰＭＣの寸法が互いに均一であるか調べる。寸法均一性検査サブステップＳ５ａ−２では、セキュリティマーク候補ＰＳＭを規定する各マーク構成成分候補ＰＭＣの列幅及び／又は行高さについて検討し、マーク構成成分候補の寸法が互いに一致していることを確認する。また、例えば、一つのマーク構成成分候補ＰＭＣが、他のマーク構成成分候補に対してプラスマイナス５％の寸法特性を示す場合は、そのマーク構成成分候補は、寸法均一性検査サブステップＳ５ａ−２をクリアしないとして、サブステップＳ５ｃにおいて、対応するセキュリティマーク候補ＰＳＭを除外する。他方、セキュリティマーク候補ＰＳＭを規定するマーク構成成分候補ＰＭＣが検査工程Ｓ５の条件を満たしている場合は、サブステップＳ５ｂにおいて、そのセキュリティマーク候補ＰＳＭを真のセキュリティマークＳＭと特定する。

検査工程Ｓ５に続いて、防止工程Ｓ６において、画像入力スキャナ１２を用いて読み取った文書が有効に複製されることを防ぐための処理を行う。サブステップＳ６ａにおいて、画像入力スキャナ１２で読み取った文書中に、真のセキュリティマークＳＭがあると確認されているかどうかを判定する。セキュリティマークＳＭがない場合は、その文書の複製を許可する。一方、セキュリティマークＳＭがあることが確認されている場合は、防止サブステップＳ６ｂにおいて、画像入力スキャナ１２で読み取った文書を有効に複製することを防止する。これは、適切な防止工程を単独または組み合わせて行うことができ、例えば、画像出力部１６を無効にする、画像処理部１４からの出力データを画像出力部１６へ伝達しない、画像出力部１６へ送られる画像データ中にメッセージ（ＶＯＩＤ等）を組み込むもしくは別の方法で含み、そのメッセージが複写された文書において現れるようにする、あるいはその他の画像入力スキャナ１２で読み取った文書が有効に複製されることを防ぐような方法を用いることができる。

本発明の実施の形態に係る画像処理システムを示すブロック図である。 セキュリティマークを含む、手形等の印刷物を示す図である。 セキュリティマークの特性を説明するため、図２Ａに示す印刷物の一部を拡大した図である。 セキュリティマークの特性を説明するため、図２Ａに示す印刷物の一部を拡大した図である。 本発明の実施の形態に係る文書セキュリティマーク検出のためのデジタル画像処理方法の概要を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る文書セキュリティマーク検出のためのデジタル画像処理方法を示す詳細なフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る文書セキュリティマーク検出のためのデジタル画像処理方法における２値化ステップを示すフローチャートである。 図５Ａに示す２値化方法を、図２Ａに示す印刷物から得たデジタル画像データに適用した結果の２値データ（ビットマップ）を示す図である。 本発明の実施の形態に係る文書セキュリティマーク検出のためのデジタル画像処理方法におけるミクロ検出ステップを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る構成要素仮候補のサイズの測定を図示した図である。 本発明の実施の形態に係る構成要素仮候補テンプレート照合工程を図示した図である。 構成要素仮候補を特定するための実行プロファイル分析を示す図である。 実行プロファイル分析を実行するために用いられる有限オートマトン（有限状態機械）を示す図である。 図２Ａに示す印刷物におけるセキュリティマークの構成成分候補であると特定された、図５Ｂに示すビットマップの一部を示す図である。 本発明の実施の形態に係る文書セキュリティマーク検出のためのデジタル画像処理方法におけるマクロ検出工程を示すフローチャートである。 図２Ａに示す印刷物におけるセキュリティマーク候補と対応する、図５Ｂのビットマップの一部を示す図である。 本発明の実施の形態に係る文書セキュリティマーク検出のためのデジタル画像処理方法における検査工程を示す図である。 セキュリティマークを含む文書の有効な重複を防ぐための、デジタル画像処理システムの制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ デジタル画像処理システム、１２ スキャナ、１４ 画像処理部（ＩＰＵ）、１６ 画像出力部、２０ 手形、２２ 紙、２４，２６ 金種表示、２８ 模様、３０ ビットマップ、３２ オフ画素、３４ オン画素、４０ テンプレート、４２ セル、４４ 対象セル、５０，５２ 近傍。

Claims (4)

1. それぞれ既知の色、大きさ、形状、実行プロファイルを有し、相対的に空間配置された複数の真のマーク構成成分によって規定されるセキュリティマークを含有する可能性のある印刷物に対するデジタル画像処理方法であって、ここで、マークの実行プロファイルとは、予め定めた色値の基準に基づいて画素をオン画素とオフ画素に分類したビットマップについて、連続したスキャンラインの各々にオン画素がいくつあるかに基づいて得られるプロファイルであり、
   （ａ）前記印刷物を読み取り、前記印刷物に対応するデジタル画像データを取得し、前記デジタル画像データは複数の色入力画素値によって規定されており、
   （ｂ）前記デジタル画像データを処理してセキュリティマークのマーク構成成分候補を表す全ての部分を特定し、前記処理は（ｉ）前記デジタル画像データにおいて表される特性の実行プロファイルを判別し、（ｉｉ）各特性の前記実行プロファイルを、真のマーク構成成分の前記既知の実行プロファイルと比較して、前記既知の実行プロファイルを有する特性のみを構成要素仮候補と特定し、（ｉｉｉ）各構成要素仮候補を検討してマーク構成成分候補である構成要素仮候補を特定し、
   （ｃ）前記デジタル画像データにおいて表される各マーク構成成分候補について、前記マーク構成成分候補が、前記デジタル画像データにおいて表される少なくとも一つの他のマーク構成成分候補とともに、セキュリティマーク候補を規定しているか判定し、
   （ｄ）前記デジタル画像データにおいて表される各セキュリティマーク候補について、前記セキュリティマーク候補が、前記印刷物に存在する真のセキュリティマークを表しているか判定する、方法。
2. 請求項１記載のデジタル画像処理方法において、前記デジタル画像データにおいて表される特性の実行プロファイルを判別する前記ステップ（ｂ）（ｉ）は、前記特性を表す前記デジタル画像データが、真のマーク構成成分の既知の色を含む色制限範囲内の色を表している場合にのみ、前記デジタル画像データにおいて表される特性の実行プロファイルを判別する、方法。
3. 請求項１記載のデジタル画像処理方法において、各構成要素仮候補を検討してマーク構成成分候補である構成要素仮候補を特定する前記ステップ（ｂ）（ｉｉｉ）は、
   各構成要素仮候補の大きさを照査し、構成要素仮候補の大きさが真のマーク構成成分の既知の大きさと一致するか判定するサイズ照査ステップと、
   前記サイズ照査ステップの後に、各構成要素仮候補をテンプレートと比較し、前記構成要素仮候補が真のマーク構成成分の既知の形状に一致するか判定するテンプレート照合ステップと、を有する方法。
4. 請求項３記載のデジタル画像処理方法において、
   前記デジタル画像データを処理してセキュリティマークのマーク構成成分候補を表す前記デジタル画像データの全ての部分を特定する前記ステップ（ｂ）は、前記ステップ（ｂ）（ｉ）、（ｂ）（ｉｉ）、（ｂ）（ｉｉｉ）の前に、前記読み取るステップにより取得した前記デジタル画像データに対応する二値ビットマップを構築し、前記ビットマップはそれぞれ「オン」又は「オフ」の画像値を有する複数の画素によって規定され、前記ビットマップの前記「オン」画素値の位置は、真のマーク構成成分の前記既知の色を含む色制限範囲内の色を表している前記デジタル画像データの前記色入力画素値の位置と対応し、
   各マーク構成成分候補が、少なくとも一つの他のマーク構成成分候補とともに、セキュリティマーク候補を表しているか判定する前記ステップ（ｃ）は、
   各マーク構成成分候補を取り囲む指定近傍に位置するマーク構成成分候補の合計数を計算し、
   （ｉ）前記近傍が許容数のマーク構成成分候補を含み、（ｉｉ）前記近傍における前記
   マーク構成成分候補間の距離が、前記印刷物に存在する可能性のある前記セキュリティマークの真のマーク構成成分間の距離の上位集合を規定し、（ｉｉｉ）前記近傍における前記マーク構成成分候補が、前記印刷物に規定されている可能性のあるセキュリティマークの真のマーク構成成分の指定空間的配置と対応して互いに離間している場合にのみ、近傍がセキュリティマーク候補を表していると特定する、方法。

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