JP5386820B2 - 情報読取装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は情報記録装置、情報読取装置及びプログラムに関する。

従来の情報記録装置においては、記録対象となる情報を例えば０と１のような２種類の符号の配列で表し、磁気記録領域や画像を形成できる領域などを有する記録媒体に対し、当該配列に含まれる各符号を、その記録位置をずらしながら、各記録位置に２種類の状態のいずれか各符号に応じたものを付与させることにより、順に記録させている。

このような記録を行う技術の例として、特許文献１には、記録対象となる情報であるシリアル番号や商品情報を２次元コードを用いて記載する技術、つまり、各記録位置の状態が白または黒のいずれかであるかによって記録対象となる情報を記録する情報記録装置および、それらにより情報が記録された媒体から情報を読み取ることができる情報読取装置が開示されている。
特開２００４−９４５１０号公報

しかしながら、上記従来の情報記録装置では、記録媒体の記録領域上の各記録位置には２種類の状態しか記録できないため、情報の記録密度が低いという課題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、記録媒体に対する情報の記録密度を向上させることができる情報記録装置及びプログラム、並びにそれらにより情報が記録された記録媒体から情報を読み取ることができる情報読取装置及びプログラムを提供することにある。

請求項１の発明は情報記録装置であって、記録対象となる情報を取得する情報取得手段と、前記情報取得手段により取得される情報に基づいて、該情報を表す、３以上の所定数の種類の符号で構成される配列を生成する符号配列生成手段と、所与の記録媒体に存する記録領域に対して、前記符号配列生成手段により生成される前記配列に含まれる前記各符号を、その記録位置をずらしながら、前記各記録位置に前記所定数の種類の状態のいずれか前記各符号に応じたものを付与させることにより、順に記録させる符号配列記録手段と、を含むことを特徴とする。

請求項２の発明は請求項１の発明において、前記記録領域は磁気記録領域であり、前記符号配列記録手段は、前記記録領域上の各記録位置に前記符号に対応する強度で磁化を行う、ことを特徴とする。

請求項３の発明は請求項１の発明において、前記記録領域は深さを変えながら溝を形成可能な記録領域であり、前記符号配列記録手段は、前記記録領域上の各記録位置に前記符号に対応する深さで溝を形成する、ことを特徴とする。

請求項４の発明は請求項１の発明において、前記記録領域は画像を形成できる記録領域であり、前記符号配列記録手段は、前記記録領域上の各記録位置に前記符号に対応する外観を形成する、ことを特徴とする。

請求項５の発明は請求項１から４のいずれかの発明において、前記情報取得手段は、前記記録媒体の表面に存するランダム性を有する特徴に基づいて、前記記録対象となる情報を取得する、ことを特徴とする。

請求項６の発明は請求項５の発明において、前記情報取得手段は、前記記録媒体の表面の特徴を光学的に読み取り、前記記録対象となる情報を取得する、ことを特徴とする。

請求項７の発明は請求項５又は６の発明において、前記符号配列生成手段は、前記記録対象となる情報に対し暗号化をし、暗号化された該情報に基づいて前記配列を生成する、ことを特徴とする。

請求項８の発明は情報読取装置であって、所与の記録媒体に存する記録領域に対し、その読取位置をずらしながら、前記各読取位置に付与された状態が３以上の所定数の種類のいずれであるかを判断する符号判断手段と、前記符号判断手段による判断結果に基づいて、前記記録領域に記録された情報を生成する情報生成手段と、を含むことを特徴とする。

請求項９の発明は請求項８の発明において、前記記録領域は磁気記録領域であり、前記符号判断手段は、前記記録領域の各読取位置に記録された磁化の強度が前記種類のどれに対応するかを判断する、ことを特徴とする。

請求項１０の発明は請求項８の発明において、前記記録領域は深さを変えながら溝を形成可能な記録領域であり、前記符号判断手段は、前記記録領域の各読取位置に形成された溝の深さが前記種類のどれに対応するかを判断する、ことを特徴とする。

請求項１１の発明は請求項８の発明において、前記記録領域は画像を形成できる記録領域であり、前記符号判断手段は、前記記録領域の各読取位置に形成された外観が前記種類のどれに対応するかを判断する、ことを特徴とする。

請求項１２の発明は請求項８から１１のいずれかの発明において、所与の照合情報の少なくとも一部に基づく情報と、前記情報生成手段により生成される情報との相関を算出する相関算出手段と、前記相関算出手段により算出される相関に基づいて、前記照合情報が、前記情報生成手段により生成される前記情報に対応するものであるか否かを判定する判定手段と、を含むことを特徴とする。

請求項１３の発明は請求項１２の発明において、前記記録領域は、前記記録媒体の表面の第１の領域に存するランダム性を有する特徴に基づく情報を記録しており、前記情報読取装置は、前記記録媒体の表面における前記第１の領域を含みかつ該第１の領域よりも広い第２の領域の特徴を読み取ることにより、前記照合情報を取得する照合情報取得手段をさらに含み、前記相関算出手段は、前記第１の領域に対応する大きさである相関計算対象領域を前記記録媒体の表面の前記第２の領域内で移動させながら、前記各相関計算対象領域に対応する前記照合情報の一部に基づく情報と、前記情報生成手段により生成される情報と、の相関をそれぞれ算出し、前記判定手段は、前記相関算出手段で算出される複数の相関に基づいて、前記照合情報が、前記情報生成手段により生成される前記情報に対応するものであるか否かを判定する、ことを特徴とする。

請求項１４の発明は請求項１３の発明において、前記照合情報取得手段は、前記記録媒体の表面における前記第２の領域の特徴を光学的に読み取ることにより、前記照合情報を取得する、ことを特徴とする。

請求項１５の発明は請求項１３又は１４のいずれかの発明であって、前記記録領域に記録される前記情報は暗号化されており、前記相関算出手段は、前記相関計算対象領域に対応する前記照合情報の一部の情報を暗号化してなる情報と、前記情報生成手段により生成される情報と、の相関を算出する、ことを特徴とする。

請求項１６の発明は、記録対象となる情報を取得する情報取得手段、前記情報取得手段により取得される情報に基づいて、該情報を表す、３以上の所定数の種類の符号で構成される配列を生成する符号配列生成手段、所与の記録媒体に存する記録領域に対して、前記符号配列生成手段により生成される前記配列に含まれる前記各符号を、その記録位置をずらしながら、前記各記録位置に前記所定数の種類の状態のいずれか前記各符号に応じたものを付与させることにより、順に記録させる符号配列記録手段、としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

請求項１７の発明は、所与の記録媒体に存する記録領域に対し、その読取位置をずらしながら、前記各読取位置に付与された状態が３以上の所定数の種類のいずれであるかを判断する符号判断手段、前記符号判断手段による判断結果に基づいて、前記記録領域に記録された情報を生成する情報生成手段、としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

請求項１，１６の発明によれば、情報を記録する際の記録密度の向上を図ることができる。

請求項２の発明によれば、情報を高密度で記録する方法として磁気記録を用いることができる。

請求項３の発明によれば、情報を高密度で記録する方法として記録媒体に対する溝の形成を用いることができる。

請求項４の発明によれば、情報を高密度で記録する方法として画像の形成を用いることができる。

請求項５の発明によれば、高密度で記録媒体の表面に存する特徴を記録することができる。

請求項６の発明によれば、記録媒体の表面に存する特徴を容易に読取ることができる。

請求項７の発明によれば、記録した情報を、第三者に不正取得または改ざんされることを防ぐことができる。

請求項８，１７の発明によれば、情報記録装置により高密度で情報が記録された記録媒体から、情報を読取ることができる。

請求項９の発明によれば、磁気を用いて高密度で情報が記録された記録媒体から情報を読取ることができる。

請求項１０の発明によれば、溝を形成することによって高密度で情報が記録された記録媒体から情報を読取ることができる。

請求項１１の発明によれば、画像を形成することによって高密度で情報が記録された記録媒体から情報を読取ることができる。

請求項１２の発明によれば、所与の照合情報と高密度で記録された情報を照合する際に、その記録された情報を読み取る際の読取誤差による影響を少なくすることができる。

請求項１３の発明によれば、照合情報として記録媒体の表面に存する特徴を読取り、それを利用することができる。

請求項１４の発明によれば、照合情報として記録媒体の表面に存する特徴を容易に読み取ることができる。

請求項１５の発明によれば、暗号化された情報と照合情報の照合について、読取誤差に強い照合が期待できる。

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。この実施形態では、情報記録装置が、記録媒体の表面に存するランダム性を有する特徴に基づく情報を記録領域に記録し、情報読取装置が、その記録媒体の記録領域に記録されている情報と記録媒体の表面に存する特徴を照合し、その情報記録装置が記録した情報であるか判断する。

図１は本実施形態における磁気記録の方法をあらわす模式図である。記録媒体３は、実施の一例としてカードとしている。記録媒体３は記録領域３１を有している。ここでは記録領域３１は磁気記録領域としている。情報記録装置は記録対象となる情報（記録対象情報）を０から５の６種類の符号で表される符号配列に変換し、その符号配列に対応した磁化の強さで記録領域３１上の各位置に記録する。ここで、同図の磁化の強さのグラフは、記録領域３１上の対応する位置に記録された磁化の強さをあらわしている。なお、同図では記録する磁化の強さは６種類の状態としているが、記録密度の向上を実現するためにはこの種類の数は３以上の数であればよい（以下、この種類の数を状態数と記載する）。なお、記録位置とは、情報記録装置が書込を行う単位となる領域のことを示しており、情報読取装置が読出を行う単位となる領域（読取位置）に一致する。

図２は、本実施形態にかかる記録媒体３およびその表面に存するランダム性を有する特徴の一例のイメージ４５を示す図である。情報記録装置は、第１の領域４１から読み取ったランダム性を有する特徴をあらわす情報を記録対象情報として記録媒体３の記録領域３１に記録する。なお、第１の領域４１および第２の領域４２は、記録媒体３の表面に設定された領域である。

ここで、ランダム性を有する特徴について説明する。ランダム性を有する特徴とは、製造時にも制御できない要因によってその物品の表面にあらわれる微細で規則性のない特徴パターンである。規則性がないことから、ある個体のある領域には、他の個体の任意の領域とではもちろんのこと、その個体の他の領域とも異なるパターンがあらわれる。この特性を利用すれば、ある個体の特徴パターンを事前に取得しておき、検査対象となる個体のもつ特徴パターンと照合することで、検査対象となる個体が特定の個体であるか判断することが可能になる。

なお上記特徴パターンは、製造時に制御できない微細なパターンであるから、第三者が同じ特徴パターンを再現することは難しいという特性も有する。

その特徴パターンを形成する凹凸等は、例えば光反射率等の変化として表れるので、光学スキャナ等で明度の違いとして読取ることが可能である。図２（ｂ）のイメージ４５は、第１の領域４１を光学スキャナ等で読取ったランダム性を有する特徴の一例である。このイメージ４５の一つ一つの四角で囲まれた領域が一つの単位領域を示し、各領域の模様の違いは、光反射率の変化による明度の違いを示している。光学スキャナ等で読取った明度のパターンも規則性が無く、ランダム性を有する。

上記ランダム性を有する特徴があらわれる素材の例として紙がある。紙は繊維質材料が複雑に絡み合った結果できたものであり、その絡み方を製造時に制御することはできない。結果紙の表面には微細で規則性のない特徴パターンがあらわれる。

さらに紙の表面には繊維質の絡み方により凹凸ができるため、特徴パターンはこれに伴う光透過率または光反射率の変化として光学スキャナ等で読取ることができる。これと事前に読取った特徴パターンと照合することでその特徴パターンをもつ個体が特定の個体であるか判断できる。

他にもランダム性を有する特徴があらわれる素材として、不織布もある。これも、紙と同様に複雑に繊維が絡んでできたものであり、その絡み方は製造時に制御できない。その表面にも微細で規則性の無い特徴パターンがあらわれる。

情報読取装置は、図１に示す記録媒体３の記録領域３１から同図のグラフに示すような各位置に記録された磁化の強さを読取り、その磁化の強さが０から５の６種類の符号のうちどの符号に対応するかを判断する。そして、その符号の集合である配列を情報に変換する。この判断する符号の種類の数は情報記録装置における状態数と同じである。

情報読取装置は上述の方法で記録領域３１から読み取った情報と、記録媒体３の表面のランダム性を有する特徴をあらわす情報とを照合する。情報記録装置で記録された記録媒体３であれば２つの情報は対応する。別の記録媒体３に記録内容等を複製した場合は２つの情報は対応しない。これにより記録媒体が情報記録装置によって記録されたものか否か判定できる。

図３は、情報読取装置が照合を行う際の比較対象となる領域を示す図である。第１の領域４１は、図２で説明したものと同じ領域である。第２の領域４２は、情報読取装置が照合情報を取得するために読み取る領域であり、第１の領域４１より広い領域となっている。相関計算対象領域４３は、第２の領域４２中に設定された第１の領域４１と同じ大きさの領域である。第２の領域４２が第１の領域４１を含み、さらに第１の領域４１より大きいのは、第１の領域４１の周辺についても照合の対象として利用することで、位置ずれや読取誤差などによる誤判定を防ぐためである。

照合方法の一例の概要を以下に示す。情報読取装置は、はじめに第２の領域４２のランダム性を有する特徴を読み取ることにより照合情報を取得する。次に、相関計算対象領域４３を第２の領域４２内で移動させながら、照合情報から切り出したその相関計算対象領域４３に対応する部分をあらわす情報と記録領域３１から読み取った情報との相関をそれぞれ計算し、その結果を元に判定を行う。このような相関算出方法および判定方法の詳細については後述する。

なお、照合情報を取得する際の光学読み取りの解像度が６００ｄｐｉの場合は、第１の領域４１の大きさは約１．４ミリ角（３２×３２ドット）、第２の領域４２は約２．７ミリ角（６４ドット×６４ドット）などであってよい。

［情報記録装置について］
次に、本実施形態にかかる情報記録装置の構成について以下に記述する。図４は、情報記録装置の構成図の一例である。同図に示すように、情報記録装置は、ＣＰＵ１１、メモリ１２、及び入出力ポートに接続された光学読取部付磁気カードライタ１３を含んでいる。

ＣＰＵ１１は、メモリ１２上に記録されているプログラムに従って動作する。なお、上記プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の情報記憶媒体に格納されて提供されるものであってもよいし、インターネット等のネットワークを介して提供されるものであってもよい。

メモリ１２は、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ素子である。メモリ１２は、上記プログラムを格納する。また、メモリ１２は、各部から入力される情報や演算結果を格納する。

図５は光学読取部付磁気カードライタ１３の構成の一例を示す図である。光学読取部付磁気カードライタ１３は、磁気記録部１３１、光学読取部１３２、ローラ１３６を含んでいる。

磁気記録部１３１はＣＰＵ１１の制御に基づいて、磁気ヘッドにより記録媒体３上の記録領域３１上の各記録位置を指定された磁化の強さで磁化し、情報を記録する。

光学読取部１３２は、レンズ１３４およびＣＣＤなどの所定の解像度を有する撮像手段１３５と、画像読み取りに用いる光源１３３の組合せによって構成されている。光学読取部１３２は記録媒体３の第１の領域４１の表面の明度のパターンを読み取る。

記録媒体３は、図示しないカード投入排出部よりローラ１３６により機器内部に投入され、上記の操作を行った後にローラ１３６によりカード投入排出部へ排出される。

図６は、情報記録装置が実現する機能を示す機能ブロック図である。情報記録装置は、機能的に情報取得部５１と、符号配列生成部５２と、符号配列記録部５３と、を含む。これらの機能はＣＰＵ１１がメモリ１２に格納されたプログラムを実行し、光学読取部付磁気カードライタ１３を制御することによって実現される。

情報取得部５１は、ＣＰＵ１１および光学読取部付磁気カードライタ１３を中心として実現される。情報取得部５１は、情報を記録すべきカードが光学読取部付磁気カードライタ１３にセットされると、光学読取部１３２を用いて第１の領域４１の表面の明度のパターンを読み取り、その情報をメモリ１２に記憶する。

ここで、光学読取部１３２は読取対象となる第１の領域４１の表面に存するランダム性を有する特徴による光反射率の変化を、所定の解像度（例えば６００ｄｐｉ）かつ所定の階調（例えば２５６階調）で読み取る。

なお、情報取得部５１は後の照合処理を容易にするために、読み取った表面の明度の情報に対しノイズ除去、強調等の補正処理を施した上でメモリ１２に記憶しても良い。

符号配列生成部５２は、ＣＰＵ１１を中心として実現される。符号配列生成部５２は、情報取得部５１が読み取りメモリ１２に記憶した情報を、複数の符号からなる配列に変換し、メモリ１２に記憶する。配列を構成する各符号の種類の数は、状態数に一致する。例として状態数が６の場合、符号配列生成部５２は、例えば０，１，２，３，４，５の６種類の符号からなる配列を生成する。

符号配列生成部５２は、例えば第１の領域４１の表面の明度のパターンをあらわす情報を基に、各画素の明度に応じて状態数の種類の符号を設定し、その各符号を構成要素とする要素数が読取画素数である配列（読取領域が３２ドット×３２ドットであれば要素数は１０２４である）を生成しメモリ１２上に記録する。

なお、符号配列生成部５２は、情報取得部５１がメモリ１２上に記録した情報を暗号化した情報を符号の配列に変換しても良い。ここで上記暗号化の方法は、第三者が暗号化できない特性を持つ。（以下、この暗号化の方法を暗号方法Ａと記述する。）

上記暗号化を行った情報を記録領域３１に記録することにすれば、第三者は記録領域３１に意味のある情報を記録することはできない。第三者は暗号方法Ａで暗号化できないからである。それにより、第三者が本実施形態の情報記録装置を使わずに新たな記録媒体３に情報を記録し、情報読取装置に本実施形態の情報記録装置で情報を記録したものと判定させること（いわゆる成りすまし）を防ぐことができる。上述の成りすましをするには第三者が新たな記録媒体３の記録領域３１にその記録媒体３の第１の領域４１を読み取った情報を暗号方法Ａで暗号化したうえで記録しなければならないが、第三者は暗号方法Ａが使えないからである。

符号配列記録部５３は、ＣＰＵ１１および光学読取部付磁気カードライタ１３を中心として構成される。符号配列記録部５３は、記録領域３１に対して、符号配列生成部５２で生成した符号の配列に含まれる各符号を、その配列の順にその記録位置をずらしながら、その各記録位置をその符号に対応した種類の強さで磁化していくことで記録する。

磁化は磁気記録部１３１が行い、記録領域３１上の記録位置の移動は、ローラ１３６が記録媒体３を移動させることで実現する。

［情報読取装置について］
次に、本実施形態にかかる情報読取装置の構成について以下に記述する。図７は、情報読取装置の構成図の一例である。情報読取装置は、ＣＰＵ２１、メモリ２２、及び入出力ポートに接続された光学読取部付磁気カードリーダ２３を含んでいる。

ＣＰＵ２１およびメモリ２２は、情報記録装置におけるＣＰＵ１１およびメモリ１２と同様のものである。

図８は光学読取部付磁気カードリーダ２３の構成の一例を示す図である。光学読取部付磁気カードリーダ２３は、磁気読取部２３１、光学読取部２３２、ローラ２３６を含んでいる。

磁気読取部２３１はＣＰＵ２１の制御に基づいて磁気ヘッドにより記録媒体３上の記録領域３１上の各読取位置の磁化の強さを読み取る。

光学読取部２３２は、光学読取部付磁気カードライタ１３の光学読取部１３２と同様に、レンズ２３４およびＣＣＤなどの所定の解像度を有する撮像手段２３５と、画像読み取りに用いる光源２３３の組合せによって構成されている。光学読取部２３２は図３の第２の領域４２の表面の明度を読み取る。

記録媒体３は、図示しないカード投入排出部よりローラ２３６により機器内部に投入され、上記の操作を行った後にローラ２３６によりカード投入排出部へ排出される。

図９は、情報読取装置が実現する機能を示す機能ブロック図である。情報読取装置は、機能的に符号判断部５４と、情報生成部５５と、照合情報取得部５６と、相関算出部５７と、判定部５８と、を含む。これらの機能はＣＰＵ２１がメモリ２２に格納されたプログラムを実行し、光学読取部付磁気カードリーダ２３を制御することによって実現される。

符号判断部５４は、ＣＰＵ２１および光学読取部付磁気カードリーダ２３を中心として構成される。符号判断部５４は、記録領域３１の読取位置をずらしながら、その各読取位置の磁化の強さを読み取り、読み取られた磁化の強さがどの符号に対応するかを判断する。

磁化の強さと符号との対応は、例えば図１のグラフに示されるようなものである。情報記録装置における符号と磁化の強さと同様の対応関係があり、磁化の強さが異なれば符号の種類も異なる。ただし、読取時の磁化の強さは、記録時の磁化の強さとは完全には一致しない。そこで、符号をそれに対応する磁化の強さの順で並べた際に、Ｎ番目の符号かＮ＋１番目の符号かを判断する境界となる磁化の強さを予め設定しておく。ここで、Ｎは１から（状態数−１）までの自然数である。そして、符号判断部５４はある読取位置で読み取った磁化の強さが、Ｎ−１番目の符号かＮ番目の符号かを判断する境界となる磁化の強さ以上で、Ｎ番目の符号かＮ＋１番目の符号か判断する境界となる磁化の強さ未満であればＮ番目の符号と判断する。ただし磁化の強さが１番目の符号か２番目の符号かを判断する境界となる磁化の強さ未満であれば１番目の符号と判断し、（状態数−１）番目の符号か（状態数）番目の符号か判断する境界となる磁化の強さ以上であれば、（状態数）番目の符号と判断する。

磁化の強さは磁気読取部２３１により読取り、記録領域３１上の読取位置の移動は、ローラ２３６により記録媒体３を移動させることで実現する。

情報生成部５５は、ＣＰＵ２１を中心として実現される。情報生成部５５は、符号判断部５４で判断された各読取位置に対応する符号が連続してなる配列を生成し、メモリ２２に記憶する（以下、この情報を基準データと記載する。）。

照合情報取得部５６は、ＣＰＵ２１および光学読取部２３２を中心として実現される。照合情報取得部５６は、光学読取部２３２を用いて第２の領域４２の表面の明度のパターンを読み取り、その情報をメモリ２２に記憶する。この情報は照合情報として用いられる。

ここで、光学読取部２３２は読取対象となる第２の領域４２の表面に存するランダム性を有する特徴による光反射率の変化を、光学読取部１３２と同じ解像度かつ同じ階調で読み取る。

相関算出部５７は、ＣＰＵ２１およびメモリ２２を中心として実現される。相関算出部５７は、照合情報取得部５６が取得した照合情報の一部に基づく情報と、情報生成部５５が生成した基準データと、の相関値を計算する。具体例として、基準データが暗号化された情報である場合の相関算出部５７の処理フローを図１０に示す。

相関算出部５７は、照合情報取得部５６により取得された照合情報をメモリ２２から読み出し（ステップ６１）、読み出した照合情報からその相関計算対象領域４３に対応する部分の情報を切り出す（ステップ６２）。なお、相関計算対象領域４３ははじめは第２の領域４２内の所定の位置に設定されている。

相関算出部５７は、照合情報から切り出したその相関計算対象領域４３に対応する部分の情報を暗号化し（ステップ６３）、その暗号化された情報の配列と基準データの配列との間で相関値を演算する（ステップ６４）。相関値は２つの情報の配列同士の類似の程度を示すものである。その相関値の演算方法の一例として、正規化相関法がある。相関値の演算結果はメモリ２２に記憶される（ステップ６５）。

相関算出部５７は、以上で説明したステップ６２からステップ６５までの処理を第２の領域４２内に設定できる全ての相関計算対象領域４３に対して行う。具体的には以下の方法を取る。図３に示すように、はじめに相関計算対象領域４３を第２の領域４２の左上に設定し、一度演算（ステップ６２から６５）するごとに右へ１ドット分ずらし、相関計算対象領域４３が右端にある場合は１ドット分下の左端に相関計算対象領域４３を移動させる（ステップ６６および６７）。これにより、各位置の相関計算対象領域４３について算出された複数の相関値からなる配列がメモリ２２に記憶される。

なお、符号配列記録部５３が情報を記録してから符号判断部５４が磁化の強さから符号を判断するまでに生じる誤差、例えば符号判断部５４での読取誤差に起因する符号の間違いにより、記録対象情報と基準データとが一致しないことが起こりうる。この誤差は、各記録位置に記録された状態（例えば磁化の強さ）に近い状態に対応する符号との間で起こる傾向がある。

ここで、２つの配列の間で相関値を算出する際、その２つの配列の各要素があらわす各符号どうしが、互いに近い状態に対応するものであれば、その相関値が高くなるようにするとよい。そうすれば、上述の読取誤差等が片方の配列に生じていても、その誤差等が生じていない場合に比べて２つの配列の間の相関値が大きく下がることはない。例えば、記録対象情報の配列と他の配列Ｂとの間で算出した相関値が高い場合は、上記の誤差が発生した基準データと配列Ｂとの間の相関値も高く算出される。

また、上述の誤差等が生じている場合に、基準データを復号化して照合情報との間の照合を行うとすると、基準データを復号化した情報と照合情報から切り出した相関計算対象領域４３に対応する部分とで照合できなくなる恐れがある。復号化操作は情報を攪拌する変換であり、復号対象のデータと暗号化されたデータとの間で上述の誤差があれば復号化されたデータと暗号化前のデータとでは大きな違いが生じうるからである。そこで、相関算出部５７は照合情報から切り出した相関計算対象領域４３に対応する部分の情報を暗号化し、暗号化されたデータである基準データとの間で相関値を演算している。この方法であれば上記の相関値を算出する際の特性から、基準データを復号化し平文同士を照合する場合に比べ、記録領域３１の読取誤差に強い比較を行うことが期待できる。

なお基準データが暗号化されていない場合、相関算出部５７は、照合情報から切り出した相関計算対象領域４３の情報を暗号化するステップ６３を行わない。その場合相関算出部５７は、ステップ６２で照合情報から切り出された相関計算対象領域４３に対応する部分の情報の配列と、基準データの配列との間で相関値を計算する（ステップ６４）。他のステップは基準データが暗号化されている場合と同様の処理である。

判定部５８は、ＣＰＵ２１およびメモリ２２を中心として実現される。判定部５８は相関算出部５７で算出された相関値の集合に対し統計的手法を用い、照合情報と基準データが対応するものか判断する。具体的には図１１に示す処理フローの処理を行う。

判定部５８は、相関算出部５７で算出された相関値の集合から最大値を抽出する（ステップ７１）。この抽出された最大値を算出する対象となった相関計算対象領域４３が、情報記録装置により記録媒体３の表面から読み取られた第１の領域４１に相当する可能性が高いと推定される。そして以下の式を用い、抽出された相関値の最大値から相関値の平均値を減じた値を相関値の標準偏差で除すことで得られる相関値の最大値のノーマライズド・スコアを計算する（ステップ７２）。

ノーマライズド・スコア＝ （ 相関値の最大値− 相関値の平均値） ÷ 相関値の標準偏差

判定部５８は、ステップ７１で得られた相関値の最大値と、ステップ７２で得られた相関値の最大値のノーマライズド・スコアによって、判定対象の記録媒体の真偽を判定する（ステップ７３）。具体的には、例えば相関値の最大値が第１の所定値（例えば０．３）以上で、かつ相関値の最大値のノーマライズド・スコアが第２の所定値（例えば５．０）以上であれば真と、それ以外は偽と判定する。

判定部５８は、判定結果が真であるか偽であるかについて外部に出力する（ステップ７４又は７５）。

ここで、相関算出部５７により算出された相関値の最大値を真と判定する基準は２つある。一つは、相関値の最大値自体が所定の値以上であることであり、もう一つは、相関値の最大値が、情報記録装置によって情報が記録されていない記録媒体３について相関値を計算した場合に偶然生じうる値でないことである。ここでは、後者の判断のための尺度として、ノーマライズド・スコアを用いている。

［変形例］
なお以上の説明においては、記録媒体に情報を記録する際に、磁気カードの移動方向に対して記録領域を１次元で分割し、その各領域（各記録位置）に符号に対応する磁化の強さが記録され、また読み出されているが、領域を２次元で分割し、その各領域に符号に対応する磁化の強さが記録され、また読み出されても良い。

また、本実施例では磁気カード上の磁気記録領域に記録する例について記述したが、記録領域はそれに限られるものではない。

例えば、磁気記録領域の代わりに深さの異なる溝を形成できる領域を記録媒体に設け、各位置の磁化の強さの代わりに各位置の溝の深さで複数の種類の状態をあらわしてもよい。この場合、磁気記録部１３１に代えて溝加工装置を、磁気読取部２３１に代えて溝の深度読取りセンサを用いればよい。

他にも、記録領域として画像形成可能な領域を設け、その記録領域上の各記録位置に画像形成装置により形成された外観の違いで複数の状態をあらわしても良い。

画像形成可能な領域としては、例えば紙のような印刷可能な領域がある。外観の形成には、例えば画像印刷装置を用い、インクやトナー等で印刷可能領域内の各記録位置に各符号に対応する種類の外観を形成する。上記外観は、網点の大きさ、インクの量の増減、複数の色材の使用等により形成される濃淡の階調や色彩である。なお上記外観は、可視光によりあらわれるものには限られず、可視光以外の照射により形成された画像があらわれるものであってもよい。

形成された外観は、所定の解像度を有する撮像手段を有する装置を用いて読取りできる。装置の具体的な例としては、イメージスキャナ、デジタルカメラなどがある。

また、記録媒体はカード状のものには限られず、必要な記録領域さえ有していれば例えば薄いシート状のものでもよい。

記録媒体に対する磁気記録データの記録状態の一例を示す図である。 記録媒体およびランダム性を有する特徴の一例を示す図である。 第１の領域、第２の領域、および相関計算対象領域を示す図である。 本発明の実施形態に係る情報記録装置の構成例を示す構成ブロック図である。 光学読取部付磁気カードライタの構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る情報記録装置の機能ブロックを示す図である。 本発明の実施形態に係る情報読取装置の構成例を示す構成ブロック図である。 光学読取部付磁気カードリーダの構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係る情報読取装置の機能ブロックを示す図である。 相関計算部の処理フローの一例を示す図である。 判定部の処理フローの一例を示す図である。

符号の説明

３ 記録媒体、１１ ＣＰＵ、１２ メモリ、１３ 光学読取部付磁気カードライタ、
２１ ＣＰＵ、２２ メモリ、２３ 光学読取部付磁気カードリーダ、３１ 記録領域、
４１ 第１の領域、４２ 第２の領域、４３ 相関計算対象領域、４５ ランダム性を有する特徴の一例のイメージ、５１ 情報取得部、５２ 符号配列生成部、５３ 符号配列記録部、５４ 符号判断部、５５ 情報生成部、５６ 照合情報取得部、５７ 相関算出部、５８ 判定部、１３１ 磁気記録部、１３２ 光学読取部、１３３ 光源、１３４ レンズ、１３５ 撮像手段、１３６ ローラ、２３１ 磁気読取部、２３２ 光学読取部、２３３ 光源、２３４ レンズ、２３５ 撮像手段、２３６ ローラ。

Claims (4)

1. 所与の記録媒体に存する記録領域に対し、その読取位置をずらしながら、前記各読取位置に付与された状態が３以上の所定数の符号のいずれに対応するかを判断する符号判断手段と、
   前記符号判断手段による判断結果に基づいて、前記各読取位置に対応する符号の配列からなる情報であって前記記録領域に記録された前記記録媒体の表面の第１の領域に存するランダム性を有する特徴に基づく情報を生成する情報生成手段と、
   前記記録媒体の表面における前記第１の領域を含みかつ該第１の領域よりも広い第２の領域の特徴を読み取ることにより、照合情報を取得する照合情報取得手段と、
   前記照合情報の少なくとも一部に基づく情報と、前記情報生成手段により生成される情報との相関を算出する相関算出手段と、
   前記相関算出手段により算出される相関に基づいて、前記照合情報が、前記情報生成手段により生成される前記情報に対応するものであるか否かを判定する判定手段と、
   を含み、
   前記記録領域は画像を形成できる記録領域であり、
   前記符号判断手段は、前記記録領域の各読取位置に形成された濃淡の階調が前記符号のどれに対応するかを判断し、
   前記相関算出手段は、前記第１の領域に対応する大きさである相関計算対象領域を前記記録媒体の表面の前記第２の領域内で移動させながら、前記各相関計算対象領域に対応する前記照合情報の一部に基づく情報と、前記情報生成手段により生成される情報と、の相関をそれぞれ算出し、
   前記判定手段は、前記相関算出手段で算出される複数の相関に基づいて、前記照合情報が、前記情報生成手段により生成される前記情報に対応するものであるか否かを判定し、
   前記相関算出手段は、前記情報生成手段により生成される配列の各符号のいずれかと、前記照合情報の一部に基づく情報を示す配列のうち対応する符号とが互いに隣接する状態に対応する場合に、前記いずれかの符号と前記いずれかの符号に対応する符号とが互いに異なりかつ隣接する状態に対応しない場合より相関値が高くなるように前記相関を算出する、
   ことを特徴とする情報読取装置。
2. 前記照合情報取得手段は、前記記録媒体の表面における前記第２の領域の特徴を光学的に読み取ることにより、前記照合情報を取得する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の情報読取装置。
3. 前記記録領域に記録される前記情報は暗号化されており、
   前記相関算出手段は、前記相関計算対象領域に対応する前記照合情報の一部の情報を暗号化してなる情報と、前記情報生成手段により生成される情報と、の相関を算出する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の情報読取装置。
4. 所与の記録媒体に存する記録領域に対し、その読取位置をずらしながら、前記各読取位置に付与された状態が３以上の所定数の符号のいずれに対応するかを判断する符号判断手段、
   前記符号判断手段による判断結果に基づいて、前記各読取位置に対応する符号の配列からなる情報であって前記記録領域に記録された前記記録媒体の表面の第１の領域に存するランダム性を有する特徴に基づく情報を生成する情報生成手段、
   前記記録媒体の表面における前記第１の領域を含みかつ該第１の領域よりも広い第２の領域の特徴を読み取ることにより、照合情報を取得する照合情報取得手段、
   前記照合情報の少なくとも一部に基づく情報と、前記情報生成手段により生成される情報との相関を算出する相関算出手段、および、
   前記相関算出手段により算出される相関に基づいて、前記照合情報が、前記情報生成手段により生成される前記情報に対応するものであるか否かを判定する判定手段、
   としてコンピュータを機能させ、
   前記記録領域は画像を形成できる記録領域であり、
   前記符号判断手段は、前記記録領域の各読取位置に形成された濃淡の階調が前記符号のどれに対応するかを判断し、
   前記相関算出手段は、前記第１の領域に対応する大きさである相関計算対象領域を前記記録媒体の表面の前記第２の領域内で移動させながら、前記各相関計算対象領域に対応する前記照合情報の一部に基づく情報と、前記情報生成手段により生成される情報と、の相関をそれぞれ算出し、
   前記判定手段は、前記相関算出手段で算出される複数の相関に基づいて、前記照合情報が、前記情報生成手段により生成される前記情報に対応するものであるか否かを判定し、
   前記相関算出手段は、前記情報生成手段により生成される配列の各符号のいずれかと、前記照合情報の一部に基づく情報を示す配列のうち対応する符号とが互いに隣接する状態に対応する場合に、前記いずれかの符号と前記いずれかの符号に対応する符号とが互いに異なりかつ隣接する状態に対応しない場合より相関値が高くなるように前記相関を算出する、
   ことを特徴とするプログラム。

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