JP5000676B2 - 赤外透かし印刷方法および赤外マーク - Google Patents

Description

本発明は、情報を下地（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）へと埋め込む方法およびシステムに関する。詳細には、本発明は、グレイ成分置換／下色除去（ＧＣＲ／ＵＣＲ）を変形した仕組みを使用する赤外透かし（ｉｎｆｒａｒｅｄ ｗａｔｅｒｍａｒｋｉｎｇ）のための方法およびシステムに関する。本発明を、特に、そのような仕組みを使用する赤外透かしに関して説明するが、いくつかの実施形態が他の用途にも応じることができることを理解すべきである。

背景として、透かしは、文書の作成においてセキュリティおよび他の特徴を可能にするための一般的な方法である。この技法は、文書へのデジタル画像信号の形態での情報の挿入を可能にする。この情報は、著作権の表示、セキュリティコード、識別データ、バーコード、などを含むことができる。この情報を、画像内に隠すことができ、種々の方法によって露わにすることができる。このデータを、信号読み取り器によって読み取ることができる信号に関係する情報を記述するビットにまとめることも可能である。画像のための最も一般的な透かしの方法は、空間または周波数ドメインにおいて機能する。

実際的および審美的な目的で、このデータが、通常の可視光のもとでは隠れたままであることが望まれる。また、レンダリング技法を使用したときに隠されているデータを露わにすることができる赤外読み取り方法を提供することが望まれる。伝統的な手法は、エンコードされたデータを、通常の光のもとでは視認できないが、特定の種類のスペクトルの照明のもとでは強力な区別の特徴を有している特殊なインクで表示することである。しかしながら、これらの特殊なインクおよび材料は、多くの場合、標準的な電子写真または他のノンインパクトの印刷システムへと取り入れることが困難である。

通常は、同じ視覚色を、利用可能なそれぞれの着色剤の異なる量および組み合わせにて達成することができる。これは、ヒトの視覚システムを３成分のシステムによって良好な近似でモデル化できる一方で、印刷が一般的には４つ以上の成分の印刷システムで達成されていることを考えたときに、容易に理解することができる。この非一意の状況が、他の方法で利用することができる追加の自由度を提供する。３成分の色システムを４つ以上の成分の描画システムで表現するコンテクストにおいて使用される一般的な用語は、「メタメリック・レンダリング」である。したがって、入力色を読み込むときに、種々の量の異なるトナーを、所望の効果に一致させるために使用することができる。赤外のシナリオにおいては、赤外の特性がカーボンブラックトナーの存在によって支配されるため、任意の入力画像への一般化を実行することができる。これは、溶融のために高い吸収を必要とするフラッシュ定着にもかかわらずトナーが連続供給を使用する場合にも当てはまる。結果として、赤外透かしの初期の例の多くは、２つの異なる黒ストラテジを使用し、２つの間の切り換えは、透かしの関数である。赤外吸収の有効性を示すために、従来技術の画像は、画像の再現における強力なアーチファクトを抱えている。色の相違が２つの異なる領域において視認可能であり、この効果を使用できなくしている。アーチファクトの主たる原因は、異なる色範囲および異なる黒ストラテジならびにガマット写像に起因する出力色の相違であるように見受けられる。

上述の困難を克服するための試みが、この技術分野に存在している。１つの技法は、４つ以上の異なる印刷着色剤の異なる赤外透過特性を使用して赤外マークを生成することを含んでいる。これは、高赤外反射率を有する第１の着色剤の組み合わせを、可視光のもとで同じ視覚応答を有する一方で異なる赤外反射率を有している第２の着色剤に近接して印刷することによって赤外マークを生成する。しかしながら、この方法は、このプロセスに固有のいくつかの欠点を含んでいる。１つの欠点として、赤外光のもとでの所望の応答を有している可視光のもとでの多数の色を生成することが困難であるために、色パレットが限定され、したがって、この手法を自然の場面および他の画像の赤外エンコーディングに使用することがおおむね不可能であることが挙げられる。また、これらの色が近接して配置される場合にしばしば、それらが可視光のもとで比較的類似の見た目を有しているにもかかわらず、アーチファクトを依然として視認することができる。この方法の他の欠点として、アーチファクトを矯正しようと試みるときに、多くの場合に、多数の領域において透かしの強度が低くなる。これは、部分的には、一方が高赤外吸収能力を有し、他方が低赤外吸収能力を有している２つの異なる色ガマットを使用するカラーマッチングの意図に起因する。

従来技術の明らかな欠点を矯正するため、他の試みがなされており、その１つは、生成される画像に密に整列した透かしを生成することである。この形態においては、透かしを、画像そのものによって投影される影に隠すことができる。しかしながら、これは、任意のマークを得ることが不可能であるため、透かしの有効性を制限する。この実施形態の透かしは、描かれようとする画像におおむね相関していなければならない。

したがって、任意の入力画像に対して実行することができる赤外透かしの技術的解決策について、この業界にニーズが存在している。また、ストレージおよびデジタル処理要件などといったシステムのオーバーヘッド要件への影響が最小である技術的解決策について、この業界にニーズが存在している。さらに、そのような技術的解決策を、印刷装置を物理的に変更することなく、かつ材料および媒体の様式にコストのかかる特別な変更を必要とすることなく得ることが望まれる。本発明は、上述の問題および他の多数の問題を解決する。

本発明の態様およびそれらの実施形態は、以下の装置の実施形態を含む。カラー混合物が、高赤外吸収オリジナルガマットおよび低赤外吸収オリジナルガマットの相関からそれぞれ由来して互いに類似の形状を有している少なくとも高赤外吸収ガマットおよび低赤外吸収ガマットから導出され、下地が、前記カラー混合物を反映するように構成される。

本発明の別の態様によれば、グレイ成分置換／下色除去の仕組みを使用して赤外透かしを印刷する方法が、下地を用意することと、低赤外吸収変換をもたらす低赤外吸収ガマット色変換ストラテジを実行することと、を含んでいる。次いで、この方法は、高赤外吸収変換をもたらす高赤外吸収ガマット色変換ストラテジを実行する。続いて、この方法は、低赤外吸収ガマットおよび高赤外吸収ガマットの両者を実質的に類似の限定された形状のガマットへと組み合わせるガマット相関機構を生成し、前記限定された実質的な形状のガマットを実行して下地へと透かしを印刷する。

本発明の別の態様によれば、画像上に赤外マークを生成する方法が、印刷すべき入力画像を受信することと、高赤外吸収ガマットと低赤外吸収ガマットとの間の相関効果であって、高赤外吸収ガマットと低赤外吸収ガマットを同一の形状のガマットへと変換する相関効果をもたらす印刷ストラテジを採用することと、ならびに赤外透かしを生成するために高赤外吸収ガマットおよび低赤外吸収ガマットが相互作用的に使用されるストラテジを適用して、入力画像を赤外反射性の下地に印刷することと、を含んでいる。

本発明の別の態様によれば、赤外透かしを生成する方法が、高赤外吸収ガマットを低赤外吸収ガマットと同等の形状へと限定する低赤外吸収ガマットの境界へ入力画像を写像する印刷ストラテジをさらに含んでいる。

本発明の別の態様によれば、印刷ストラテジが、入力画像を高赤外吸収ガマットおよび低赤外吸収ガマットの領域の少なくとも一方が他方から除外されている高赤外吸収ガマットおよび低赤外吸収ガマットのブレンディング（ｂｌｅｎｄｉｎｇ）へと写像することを、本方法は含んでいる。

可視光のもとで人間によって見て取られる画像および赤外カメラによって見て取られる同じ画像を概略的に示している図である。 高黒Ｋ印刷ストラテジおよび低黒Ｋ印刷ストラテジについてガマットの断面形状を概略的に示している。 ブレンディングストラテジを使用する図１のガマットを概略的に示している。 本発明の一実施形態に従ってガマットを生成し、次いで対応するプロファイルを生成する方法のフロー図を示している。 ガマットを使用する方法のフロー図を示している。

さらに詳しく後述されるとおり、本発明は、マッチさせた異なる黒ストラテジによって画像の赤外透かしを生成するシステムおよび方法に関する。本発明は、ガマット交差機構を取り入れている異なる手法の組み合わせを使用することによってあらかじめ選択された色パターンにもとづく既存の赤外コーディング手法への拡張を説明する。本発明は、任意の赤外透かしを印刷するために２つのストラテジを共通のガマット形状へと写像することを教示する。１つの実施形態は、２つの初期のガマットの交差（ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ）として２つの一致するガマットを生成するストラテジを使用する。第２のストラテジは、排他的な領域において２つのガマットを混合し、やはり２つのガマットについてただ１つの形状を生成することを教示する。これらのただ１つの形状のガマットが、入力色から出力印刷着色剤への変換を生成し、一般的にはＬａｂ−ＣＭＹＫデータを生成するために、標準的な色補正のプロセスにおいて使用される。

ここで図１を参照すると、得られた印刷物の一実施形態が示されている。この実施形態は、図示の印刷書類１０１を、可視光１０３のもとで家に見えるものとして示している。一方で、赤外カメラ１０７によって眺めたときの文書１０５は、「Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｍａｒｋ」という赤外メッセージを示す。

図１は、本発明による一実施形態を示しているが、可視光１０３のもとでの書類１０１が、任意のさまざまな画像を含んでよいことを理解すべきである。一実施形態においては、画像は、アーチファクトを呈さない鮮やかな色で示される。書類１０１と同じ書類１０５が、赤外光のもとで、任意のメッセージを表示する。簡潔さのため、用語「赤外光」が、赤外照明とカメラやスキャナなどの赤外検出器との適切な組み合わせを使用して赤外信号を検出する能力を常に指すと考える。任意の赤外メッセージとして、任意のさまざまな読み取り器によって読み取ることができる情報を挙げることができる。一実施形態においては、赤外マーキングが、品物の価格を挙げるべくスキャンすることができるバーコードを表示する。別の実施形態においては、書類１０５が、書類が特定の出所からの書類である旨を保証するセキュリティ記号を表示する。文書１０１および１０５が、同じ書類であるにもかかわらず異なる画像を表示することに、注意すべきである。光源の相違が、インクの赤外吸収能力の大きさを露わにする。

次に、低Ｋの事例２０３および高Ｋの事例２０５について、異なるガマットの広がりを示している図２を参照する。一般に、ガマットの下方の部分が、黒ストラテジによって影響される。異なる黒ストラテジまたは異なるＧＣＲ／ＵＣＲの仕組みを使用することによって、異なる有効ガマットを得ることができる。一般的には、低Ｋストラテジのガマットは、通常は、暗い端部がより暗くない色へと制限される。換言すると、低Ｋガマット２０３は、より高い最小範囲を有している。したがって、この低Ｋストラテジによるガマット２０３においてより低い色Ｃに達することは困難である。一般的なシステムにおいて、印刷材料のうちで最大の赤外区別性を有しているのは、印刷材料のＫ成分であり、したがって低Ｋガマットと低赤外吸収ガマットとは、通常は同一である。図２のシナリオを、Ｋ成分が赤外区別因子ではない事例へと容易に一般化できるが、不一致のガマットという概念上の問題は依然として存在する。しかしながら、低赤外吸収ガマット２０３および高赤外吸収ガマット２０５の両者を実質的に同様の形状のガマットへと組み合わせるガマット３０１の相関機構を生成することによって、２つのガマットの間の色の相違は解消する。これは、少なくとも部分的には、これら２つのガマットが同じ形状であるという事実に起因する。これは、２つのガマットの間のアーチファクトのない透かしの印刷を促進する。

一実施形態においては、入力画像を低Ｋガマット２０３の境界へと写像するガマット限定法が導入される。説明の目的のために、Ｋ（黒色）トナー（インク、など）が支配的な赤外変更材料であるとする。透かしが高Ｋ２０５または低Ｋ２０３のどちらからの色を指示するかにかかわらず、黒ストラテジである。このガマット限定は、今やどちらの場合も同一の目標ガマット２０１を使用して写像されるため、色Ｃのガマット写像も自動的に補正する。たとえ尖点位置に影響が存在しても、最小のガマットを見つけることが、それらのガマット目標点を調節することに注意すべきである。一実施形態においては、入力色が、より強力かつより一貫した透かし信号をもたらす。しかしながら、これは、ガマットの全体サイズをおおむね低Ｋ２０３ストラテジへと制限する。

次に、図２のガマットと同様のガマットである図３を参照する。しかしながら、このガマット３０１は、ブレンディングのストラテジを使用しており、元の２つのガマットがただ１つの形状３０１へと混合されている。ここで、低Ｋガマット２０３が、低Ｋガマット２０３の手法では利用できない領域において高Ｋガマット２０５へと切り替わる。

異なるガマット手法を採用することができ、それらが依然としてそれぞれのガマットについて同一のガマット境界をもたらすことを、理解できるであろう。また、これらの手法は、同一のガマット写像結果をもたらすと考えられる。さらに、これらを、全体としてのガマットのサイズを最小の共通の要素（ｄｅｎｏｍｉｎａｔｏｒ）へと限定することなく行うことができることを、理解できるであろう。図３に示されているように、ブレンディングが、このニーズを満たすことができる。小さい方のガマット２０３の境界３０３に近い領域において、小さい方のガマット２０３の外側の完全な切り替わりをもたらすガマットブレンディングが実行される。しかしながら、この切り替わりは、色Ｃを下方の境界に近付くにつれて徐々に変化させるブレンディング手法によって行われる。この実施形態において、全体としての色ガマットが大きくなる。さらに、多数の暗い色が、ブレンディング関数に依存して、今や２つの同一のＣＭＹＫ着色剤混合物へと写像される。いずれの場合（交差または混合）においても、２つのガマット（低Ｋおよび高Ｋ）の形状およびサイズは、すべての色変換について同一である。

ここで図４を参照すると、一実施形態によるガマット生成の一方法を概説するフロー図が示されている。この方法は、プリンタの特性描写データで始まる（ステップ４０１）。これらの特性描写データは、通常は、あらかじめ定められたＣＭＹＫの組み合わせを印刷し、得られた色を測定することによって生成される。得られた色を、Ｌａｂ、ＲＧＢ、などにて測定することができる。

次いで、本方法は、低Ｋストラテジを採用し（ステップ４０３）、限定されたＫ成分の使用のもとでＣＭＹＫの組み合わせが生成できるＬａｂカラーの範囲を定める。低Ｋストラテジは、低Ｋガマットをもたらす。ガマットが、通常は、プリンタ空間として使用され、後述されるように、３成分から４成分の変換が本質的に埋め込まれる。

続いて、本方法は、低Ｋガマットの境界を計算する（ステップ４０５）。低Ｋガマットの境界が、本方法の後のステップにおいて使用される。

次いで、本方法は、高Ｋストラテジを採用してガマットをもたらす（ステップ４０７）。これは、このステップにおいて黒成分が有意により多い点を除き、先の低Ｋストラテジの採用のステップと同様である。これは、主として、黒の赤外吸収との関係に起因する。

続いて、本方法は、高Ｋガマットの境界を計算する（ステップ４０９）。ステップ４０５と同様に、境界が、高Ｋガマットについて計算される。

次いで、本方法は、組み合わせ結果ガマットを生成するためのストラテジとして、ブレンディングまたはクリッピングを選択する（ステップ４１１）。大まかに言うと、ブレンディングによって生成されて得られるガマットは、より大きなガマット３０１を採用し、より広い範囲の色を生成する。一方、クリッピングによって生成されるガマットは、より小さなガマット２０１を使用してより一貫した透かし信号を生成する。

今や、組み合わせガマットが、特性描写の反転（ステップ４１３）のため、すなわち標準的なカラーマネジメント方法を使用してＣＭＹＫ−Ｌａｂ変換を必要とされるＬａｂ−ＣＭＹＫ変換へと反転させるためのガマット境界として機能するように選択される。実際には、反転テーブルが、赤外の要件（それらのそれぞれの高Ｋおよび低Ｋ属性による）ならびにガマット境界の要件の両方を満たす特性描写データによって埋められる。これが、クリッピングのシナリオにおいては、基本的には、使用される特性描写データを制限し、ブレンディングのシナリオにおいては、基本的には、エントリの一部を厳しい赤外の要件を満たさないＣＭＹＫおよびＬａｂの組み合わせで満たす。

続いて、本方法は、得られた２つのＬａｂ−ＣＭＹＫ変換を、高Ｋおよび低Ｋガマットとして保存する。使用した方法（ブレンディングまたはクリッピング）にかかわらず、得られた高Ｋおよび低Ｋガマットは、画像の処理のために保存されるガマットであり、簡潔さのため、低Ｋガマットのガマット境界から導出されたＬａｂ−ＣＭＹＫ逆変換を示すために「低Ｋガマット」を使用する。

これが、本発明の唯一の実施形態ではないことに注意すべきである。本方法の各ステップを、さまざまな別の順序にて実行することができ、依然として有用かつ大抵は同様の結果がもたらされる。さらに、本方法のステップの多くは、他のステップと同時に実行することが可能である。さらに、上述したＫトナーとは異なるトナーが強力な赤外特性を呈する場合、図４に概説したプロセスを、異なるトナーに鑑みて相応に変更することが可能である。

次に、図５を参照すると、高Ｋおよび低Ｋの結果ガマットを使用する方法が示されている。本方法は、３成分の画像を読み込むことで始まる（ステップ５０１）。３成分の画像が、印刷装置へと読み込まれる。続いて、本方法は、赤外コーディング情報を読み込む（ステップ５０３）。画像は、一般に、自然光のもとで見られるとおりの画像である。赤外（エン）コーディング情報またはマスクは、赤外光のもとで見ることが可能である。印刷装置は、印刷のストラテジを構成するこれら２つの構成要素を読み込むことができる。

続いて、本方法は、印刷の際に、マスクが載せられるか否かを判断する（ステップ５０５）。ステップ５０７において、プリンタは、ＣＭＹＫへの変換のために高赤外ガマットのデータを使用する。あるいは、マスクが載せられない場合には、プリンタは、ＣＭＹＫへの変換のために低赤外ガマットのデータを使用する（ステップ５０９）。

続いて、本方法は、得られた画像を保存する（ステップ５１１）。このプロセスの実行後の画像は、可視光のもとでは所望の画像を示し、赤外光のもとでは、エンコードされたマスク情報を示す。次いで、画像を、保存したガマットを使用して印刷することができる（ステップ５１３）。

以上の説明は、単に特定の実施形態の開示を提供しているにすぎず、本発明をこれらの実施形態に限定しようとするものではない。すなわち、本発明は、上述の実施形態のみに限定されるわけではなく、むしろ当業者であれば、本発明の技術的範囲に包含される別の実施形態に想到できると考えられる。

また、以上の説明においては、用語「トナー」が、例えばゼログラフィ装置において使用される着色剤を指して使用されている。上述のプロセスが、インクにもとづくシステムまたは他の任意の着色剤にもとづくシステムにおいても、インクまたは着色剤の少なくとも１つが明確に区別可能な赤外特性を有しているならば、うまく機能することは言うまでもない。

上述の実施形態の他にもさまざまな実施形態が存在し、他の特徴および機能あるいはそれらの代替物を、他の多数のさまざまなシステムまたは用途へと望ましく組み合わせることができることを、理解できるであろう。また、現時点においては予見または予想されていないさまざまな代案、変更、変種、または改善を、当業者であれば後に行うことができ、それらも以下の特許請求の範囲に包含される。

１０３ 可視光
１０７ 赤外カメラ
２０１ ガマット
３０１ ガマット

Claims (4)

1. 印刷装置によって描画される赤外マークであって、
   少なくとも高赤外吸収ガマットおよび低赤外吸収ガマットから導出されるカラー混合物と、
   前記カラー混合物を反射するように構成された下地と、
   を備え、
   前記高赤外吸収ガマットおよび前記低赤外吸収ガマットは、境界により限定される類似の形状を有し、前記高赤外吸収ガマットおよび前記低赤外吸収ガマットは、各々、元の高赤外吸収ガマットおよび低赤外吸収ガマットの相関から由来し、前記カラー混合物は、前記高赤外吸収ガマットおよび前記低赤外吸収ガマットのうちのより下の方の端から生成された変換に由来し、
   前記高赤外吸収ガマットは、前記低赤外吸収ガマットに比べてカーボンブラックトナーの量を多く含む、
   赤外マーク。
2. 赤外マークを画像上に作成するための方法であって、
   印刷するための入力画像を受け取り、
   高赤外吸収ガマットおよび低赤外吸収ガマットの相関効果をもたらす印刷ストラテジーを採用し、該相関効果は、前記高赤外吸収ガマットおよび前記低赤外吸収ガマットを、同一のガマット境界を有する同一の形状に変換し、
   前記印刷ストラテジーを使用して、赤外反射基板上に前記入力画像の印刷物を描画するため前記境界から生成された変換を使用し、赤外透かしを作成するために前記高赤外吸収ガマットおよび前記低赤外吸収ガマットが代替的に使用され、前記高赤外吸収ガマットの印刷物はブラックトナーの量が比較的多く、前記低赤外吸収ガマットの印刷物はブラックトナーの量が比較的少ない、
   ことを含む、方法。
3. 前記印刷ストラテジーは、前記入力画像を、前記高赤外吸収ガマットおよび前記低赤外吸収ガマットの混合物に写像し、
   前記高赤外吸収ガマットの領域又は前記低赤外吸収ガマットの領域のうちの少なくとも一つは、他方から除外される、
   請求項２に記載の方法。
4. 前記印刷ストラテジーは、前記入力画像を、前記高赤外吸収ガマットを前記低赤外吸収ガマットの形状に限定する前記低赤外吸収ガマットの境界に写像する、
   請求項２に記載の方法。

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