WO2015001908A1 - コード評価装置、コード評価システム、コード評価方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

　二次元コード生成装置（１００）は、電子透かしが埋め込まれた二次元コードを生成する。二次元コード表示装置（２０２）は、二次元コード生成装置（１００）において生成された二次元コードを表示する。二次元コード複製装置（２０３）は、二次元コード表示装置（２０２）において表示される二次元コードを撮影することにより、複製された複製コードを表示する。二次元コード撮影装置（２０５）は、二次元コード複製装置（２０３）において表示される複製二次元コードを撮影する。二次元コード生成装置（１００）は、撮影された複製二次元コードに基づいて、生成した二次元コードを評価する。

Description

コード評価装置、コード評価システム、コード評価方法及びプログラム

　本発明は、表示手段に表示されたコードの複製を検知するための技術に関するものである。

　近年、航空機や列車の搭乗券、イベント等の入場券、電子マネー、クーポン等、二次元コードが認証の役割を担うことが期待されている。しかしながら、その一方で、二次元コードの不正な複製が懸念されている。

　紙に印刷された二次元コードの複製を検知する方法として、赤外線を反射する等の隠蔽インクや地紋を背景に含む用紙を用いる方法が知られている。隠蔽インクは、特殊な光源を当てることで視認することが可能であり、一般的な複写機では複製されないため、二次元コードの複製の検知に利用することができる。また、地紋は、複製により浮かび上がるため、二次元コードを含むチケット全体を参照することで真贋判定を行うことができる。

　特許文献１には、紙に印刷された二次元コードに電子透かしを加えることにより、不正に複製された二次元コードを識別可能な技術が開示されている。

特許第４７１３６９１号公報

　昨今では、紙に印刷された二次元コードだけではなく、携帯電話等のディスプレイに表示された二次元コードの複製を検知する技術の実現が望まれている。しかしながら、隠蔽インクや地紋は、携帯電話のディスプレイに表示された二次元コードに対しては使用することができない。

　そこで、本発明の目的は、表示手段に表示されたコードが撮影により複製されたことを識別することが可能なコードを生成することにある。

　本発明のコード評価装置は、電子透かしが埋め込まれたコードを生成する生成手段と、前記生成手段により生成されたコードが表示手段に表示された場合のコードを生成する第１の表示系画像生成手段と、前記第１の表示系画像生成手段により生成されたコードを撮影することにより複製した複製コードが表示手段に表示された場合の複製コードを生成する第１の複製系画像生成手段と、前記第１の複製系画像生成手段により生成された複製コードが撮影された場合の複製コードを生成する第１の撮影系画像生成手段と、前記第１の撮影系画像生成手段により生成された複製コードに基づいて、前記生成手段により生成されたコードを評価する評価手段と、を有し、前記生成手段は、前記評価手段による評価結果に基づいて電子透かしが埋め込まれたコードを生成することを特徴とする。

　本発明によれば、表示手段に表示されたコードが撮影により複製されたことを識別することが可能なコードを生成することが可能となる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る二次元コード評価システムの構成を示す図である。 図２は、二次元コード生成装置の機能構成を示す図である。 図３は、二次元コード生成装置のハードウェア構成を示す図である。 図４は、本発明の第１の実施形態に係る二次元コード評価システムの処理の流れを示すフローチャートである。 図５は、本発明の第２の実施形態に係る二次元コード評価システムの構成を示す図である。 図６Ａは、表示系、複製系及び撮影系の夫々に対応する空間周波数伝達関数（ＭＴＦ）の取得方法を説明するための図（その１）である。 図６Ｂは、表示系、複製系及び撮影系の夫々に対応する空間周波数伝達関数（ＭＴＦ）の取得方法を説明するための図（その２）である。 図６Ｃは、表示系、複製系及び撮影系の夫々に対応する空間周波数伝達関数（ＭＴＦ）の取得方法を説明するための図（その３）である。 図７は、本発明の第３の実施形態に係るコード評価装置の機能的な構成を示す図である。 図８は、本発明の第６の実施形態に係る二次元コード評価システムの構成を示す図である。

　以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

　先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る二次元コード評価システムの構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る二次元コード評価システムは、二次元コード生成装置１００、二次元コード表示装置２０１及び２０２、二次元コード複製装置２０３、二次元コード撮影装置２０４及び２０５、並びに、差分器２０６を備える。

　二次元コード生成装置１００と二次元コード表示装置２０１及び２０２とは無線通信回線を介して接続される。また、二次元コード撮影装置２０４及び２０５と差分器２０６とは無線通信回線を介して接続される。さらに、差分器２０６と二次元コード生成装置１００とは無線通信回線を介して接続される。なお、二次元コード撮影装置２０４及び２０５と差分器２０６とは有線通信回線を介して接続してもよい。また、差分器２０６は、二次元コード生成装置１００の外部ではなく、二次元コード生成装置１００内においてソフトウェアにより実現される機能構成としてもよい。

　本実施形態において、二次元コード表示装置２０１、２０２及び２０３は携帯電話で構成している。二次元コード表示装置２０１及び２０２である携帯電話は、少なくとも二次元コードを表示可能なＴＦＴ液晶ディスプレイを備えるものとする。二次元コード複製装置２０３である携帯電話は、少なくとも、二次元コード表示装置２０２のＴＦＴ液晶ディスプレイに表示された二次元コードを撮影可能なカメラ機能と、当該カメラ機能により撮影された二次元コードを表示可能なＴＦＴ液晶ディスプレイとを備えるものとする。二次元コード表示装置２０１及び２０２、並びに、二次元コード複製装置２０３は同一機種の携帯電話で構成することが好ましいが、機能面で一定の一致性があれば、二次元コード表示装置２０１及び２０２、並びに、二次元コード複製装置２０３をどのような携帯電話で構成してもよい。また、二次元コードを表示可能なディスプレイを備える装置であれば、携帯電話に限らず、二次元コード表示装置２０１及び２０２に適用することができる。また、二次元コードを表示可能なディスプレイ、及び、二次元コード表示装置２０２に表示された二次元コードを撮影可能なカメラ機能を備える装置であれば、携帯電話に限らず、二次元コード複製装置２０３に適用することができる。さらに、二次元コード表示装置２０１と二次元コード複製装置２０３とを同一機種とし、二次元コード表示装置２０１及び二次元コード複製装置２０３と二次元コード表示装置２０２とを異なる機種としてもよい。

　二次元コード生成装置１００は、電子透かしが埋め込まれた二次元コードを生成する。二次元コード表示装置２０１及び２０２は、二次元コード生成装置１００により生成された二次元コードを表示する。二次元コード複製装置２０３は、二次元コード表示装置２０２において表示される二次元コードを撮影することにより複製した二次元コード（以下、複製二次元コードと称す）を生成し、表示する。二次元コード撮影装置２０４は、二次元コード表示装置２０１において表示される二次元コードを撮影する。二次元コード撮影装置２０５は、二次元コード複製装置２０３において表示される複製二次元コードを撮影する。差分器２０６は、二次元コード撮影装置２０４において撮影された二次元コードと、二次元コード撮影装置２０５において撮影された複製二次元コードとから電子透かしを抽出し、それらの抽出率の差分を算出する。二次元コード生成装置１００は、差分器２０６において算出された差分を評価値として用いて、生成した二次元コードを評価する。

　図２は、二次元コード生成装置１００の機能構成を示す図である。図２に示すように、二次元コード生成装置１００は、評価値取得部１００１、解候補探索部１００２及び二次元コード生成部１００３を備える。

　評価値取得部１００１は、二次元コード撮影装置２０４により撮影された二次元コードと、二次元コード撮影装置２０５により撮影された複製二次元コードとの差分を差分器２０６から取得する。解候補探索部１００２は、評価値取得部１００１により取得された差分（評価値）を最大化するように、解候補の探索を行う。即ち、本実施形態では、想定し得る差分（評価値）の最大値を閾値として設定し、解候補探索部１００２は、評価値取得部１００１により差分器２０６から取得される差分（評価値）が閾値以上となるまで、解候補の探索（二次元コードの生成）を行う。差分（評価値）が閾値以上となる解候補が見つかった場合、当該解候補が最適解として決定される。

　また、他の解候補の探索方法として、先ず、解候補探索部１００２は、解候補の初期集団（５０～１０００個程度）を、パラメータをランダムに決定することで生成し、全解候補を評価する。次に、解候補探索部１００２は、各解候補の評価値及び最適化アルゴリズムに従って、次の集団の解候補を生成する。例えば、遺伝的アルゴリズムを用いる場合であれば、２つの解候補の組み合わせをランダム又は評価値に基づくルーレット選択により復元抽出又は非復元抽出する。

　次に、解候補探索部１００２は、抽出された２つの解候補（親個体）に対して交叉と呼ばれるようなパラメータの値組の一部を交換する操作を適用することで新たな２つの解候補（子個体）を生成する。解候補探索部１００２は、交叉により生成された解候補に対して、突然変異、即ちパラメータ組の一部をある一定確率でランダムに変更する操作を行うこともある。また、解候補探索部１００２は、子個体を次の集団に無条件で加えることもあれば、親個体の方が優れる場合は子個体を捨てて親個体を次の集団に加えることもある。

　解候補探索部１００２は、一定回数（１００回～１０００００回程度）又は解候補集団内の最良個体の評価値が一定回数の間（１００～１００００回程度）改善されない状態に収束するまで、解候補の探索を行う。探索終了後、解候補探索部１００２は、最も評価値が高く（最大化され）、パラメータの値組が互いに類似しない複数の解候補組を出力とすることもある。この場合、ユーザにより最終的な解候補が選択される。

　ここでいう解候補としては、電子透かしを埋め込む対象となる二次元コードを構成する際のパラメータ（例えば、二次元コードの型番、色、モジュールパターン及び階調等）、電子透かしの種類や電子透かしを構成する際のパラメータ、及び、電子透かしを二次元コードに埋め込む際の方法（例えば、ウェーブレット変換、離散コサイン変換等）やパラメータ（例えば、マザーウェーブレット、電子透かしの埋め込み強度等）等が挙げられる。二次元コード生成部１００３は、解候補探索部１００２により解候補が探索される度に、当該解候補に基づいて、電子透かしを生成するとともに当該電子透かしを埋め込んだ二次元コードを生成し、二次元コード表示装置２０１及び２０２に対して送信する。

　このように、本実施形態においては、二次元コード表示装置２０１において表示される二次元コードと、二次元コード複製装置２０３において表示される複製二次元コードからそれぞれ抽出される電子透かしの一致性の差分である評価値を最大化することにより、ディスプレイに表示される二次元コードが撮影により複製された場合、複製されたことを確実に識別することが可能な二次元コードを生成することが可能となる。

　なお、差分（評価値）を最大化する手法は、例えば、一定回数の探索処理により得られた解候補のうち、最も差分（評価値）が高い解候補を最適解として決定するようにしてもよく、特に限定すべきものではない。

　また、二次元コード表示装置２０１及び二次元コード撮影装置２０４を省いた構成としてもよい。この場合、二次元コード複製装置２０３は、複製二次元コードだけではなく、二次元コード表示装置２０１において表示されるべき二次元コードを表示し、二次元コード撮影装置２０５は、二次元コード複製装置２０３において交互に表示される複製二次元コードと二次元コードとを撮影する。そして、差分器２０６は、二次元コード撮影装置２０５において撮影された複製二次元コードと二次元コードとから電子透かしを抽出し、それらの抽出率の差分を算出する。

　また、上述した解候補に、各携帯電話（二次元コード表示装置２０１及び２０２、二次元コード複製装置２０３）の補正パラメータ（例えば、色、輝度、ガンマ値、ぼかし等）が加えられてもよい。

　この場合、二次元コード生成装置１００は、電子透かしが埋め込まれた二次元コードを生成する。二次元コード表示装置２０１及び２０２は、補正パラメータを設定して二次元コード生成装置１００により生成された二次元コードを表示する。二次元コード複製装置２０３は、二次元コード表示装置２０２において表示される二次元コードを撮影することにより複製二次元コードを生成し、補正パラメータを設定して表示する。二次元コード撮影装置２０４は、二次元コード表示装置２０１において表示される二次元コードを撮影する。二次元コード撮影装置２０５は、二次元コード複製装置２０３において表示される複製二次元コードを撮影する。

　差分器２０６は、二次元コード撮影装置２０４において撮影された二次元コードと、二次元コード撮影装置２０５において撮影された複製二次元コードとから電子透かしを抽出し、その抽出結果から各携帯電話に上述の補正パラメータを再調整させる。以上の処理が所定の回数（例えば、５回）繰り返された後、差分器２０６は、図１で説明したように抽出率の差分を算出する。そして、二次元コード生成装置１００は、差分器２０６において算出された差分を評価値として用いて、生成した二次元コードを評価する。このように、各携帯電話の特性に応じた補正を加えて画像データを表示することで、より安定的に二次元コードの真贋判定を行うことが可能となる。

　図３は、本実施形態に係る二次元コード生成装置１００のハードウェア構成を示す図である。図３に示すように、二次元コード生成装置１００は、一般的な情報処理装置によって構成することができる。

　図３において、ＣＰＵ２０１は、システムバスに接続される各デバイスやコントローラを統括的に制御する。ＲＯＭ２０３又はＨＤ（ハードディスク）２０９には、ＣＰＵ２０１の制御プログラムであるＢＩＯＳ（Basic Input / Output System）やオペレーティングシステムプログラム、二次元コード生成装置１００が実行する例えば図４のステップＳ１０１～Ｓ１０６に示す処理のプログラム等が記憶されている。

　なお、図３の例では、ＨＤ２０９は、二次元コード生成装置１００の内部に配置された構成としているが、他の実施形態としてＨＤ２０９に相当する構成（例えば、ＤＢサーバや外部ストレージ装置）が二次元コード生成装置１００の外部に配置された構成としてもよい。また、本実施形態に係る例えば図４のステップＳ１０１～Ｓ１０６に示す処理を行うためのプログラムは、ＣＤ－ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、それらの記録媒体から供給される構成としてもよいし、Ｗｅｂブラウザや電子メールといったインターネット等の通信媒体を介して供給される構成としてもよい。

　ＲＡＭ２０２は、ＣＰＵ２０１の主メモリ、ワークメモリ等として機能する。ＣＰＵ２０１は処理の実行に際して必要なプログラム等をＲＡＭ２０２にロードして、プログラムを実行することで各種動作を実現するものである。

　ＨＤ２０９は、外部メモリとして機能する。ＣＰＵ２０１は、処理の実行に際して必要なプログラム等をＲＡＭ２０２にロードして、プログラムを実行することで各種動作を実現するものである。

　ディスクコントローラ２０７は、ＨＤ２０９等の外部メモリへのアクセスを制御する。通信Ｉ／Ｆコントローラ２０６は、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮと接続し、例えばＴＣＰ／ＩＰによって外部との通信を制御するものである。

　ディスプレイコントローラ２１０は、ディスプレイ２１１における画像表示を制御する。ＫＢコントローラ２０４は、ＫＢ（キーボード）２０５からの操作入力を受け付け、ＣＰＵ２０１に対して送信する。なお、図示していないが、ＫＢ２０５の他に、マウスやタッチパネル等のポインティングデバイスもユーザの操作手段として二次元コード生成装置１００に適用可能である。

　なお、図２における１００１～１００３の構成は、例えばＨＤ２０９内に記憶され、必要に応じてＲＡＭ２０２にロードされるプログラム及びそれを実行するＣＰＵ２０１によって実現される構成である。

　また、二次元コード表示装置２０１及び２０２、二次元コード複製装置２０３、二次元コード撮影装置２０４及び２０５、差分器２０６も、各々、ハードウェアとして少なくともＣＰＵとメモリとを備えている。そして、各々のＣＰＵがメモリに記憶されているプログラムを実行することにより、各々の機器の機能が実現される。

　次に、図４を参照しながら、本実施形態に係る二次元コード評価システムの処理の流れについて説明する。

　ステップＳ１０１において、二次元コード生成装置１００は、電子透かしが埋め込まれた二次元コードを生成する。ステップＳ１０２において、二次元コード生成装置１００は、生成した二次元コードを二次元コード表示装置２０１及び２０２に対して送信する。

　ステップＳ１１１において、二次元コード表示装置２０１は、二次元コード生成装置１００から二次元コードを受信する。ステップＳ１１２において、二次元コード表示装置２０１は、受信した二次元コードを表示する。ステップＳ１２１において、二次元コード表示装置２０２は、二次元コード生成装置１００から二次元コードを受信する。ステップＳ１２２において、二次元コード表示装置２０２は、受信した二次元コードを表示する。

　ステップＳ１３１において、二次元コード複製装置２０３は、二次元コード表示装置２０２にて表示される二次元コードを撮影することにより複製二次元コードを生成する。ステップＳ１３２において、二次元コード複製装置２０３は、複製二次元コードを表示する。

　ステップＳ１４１において、二次元コード撮影装置２０４は、二次元コード表示装置２０１に表示される二次元コードを撮影する。ステップＳ１４２において、二次元コード撮影装置２０４は、撮影した二次元コードを差分器２０６に対して送信する。

　ステップＳ１５１において、二次元コード撮影装置２０５は、二次元コード複製装置２０３に表示される複製二次元コードを撮影する。ステップＳ１５２において、二次元コード撮影装置２０５は、撮影した複製二次元コードを差分器２０６に対して送信する。

　ステップＳ１６１において、差分器２０６は、二次元コード撮影装置２０４から二次元コードを受信する。ステップＳ１６２において、差分器２０６は、二次元コード撮影装置２０５から複製二次元コードを受信する。なお、ステップＳ１６１とＳ１６２とは時間的な順序が逆の場合もある。

　ステップＳ１６３において、差分器２０６は、ステップＳ１６１で受信した二次元コードとステップＳ１６２で受信した複製二次元コードとの差分を算出する。ステップＳ１６４において、差分器２０６は、算出した差分を二次元コード生成装置１００に対して送信する。

　ステップＳ１０３において、二次元コード生成装置１００は、差分器２０６から差分を受信する。ステップＳ１０４において、二次元コード生成装置１００は、ステップＳ１０３にて受信した差分である評価値が閾値以上であるか否かを判定する。評価値が閾値以上である場合、処理はステップＳ１０６に移行する。一方、評価値が閾値未満である場合、処理はステップＳ１０５に移行する。ステップＳ１０６において、二次元コード生成装置１００は、現在の解候補（電子透かし及び二次元コードを生成するための各種パラメータ）を最適解として決定する。ステップＳ１０５において、二次元コード生成装置１００は、他の解候補を探索する。ステップＳ１０５の後、処理はステップＳ１０１に戻り、当該他の解候補に基づいて二次元コードが新たに生成される。

　なお、ステップＳ１０５における解候補の探索アルゴリズムとしては、勾配法、ニュートン法、共役勾配法、最小二乗法、タブー探索、焼き純し法等の端点探索法のほか、遺伝的アルゴリズム、蟻コロニー最適化、差分進化法、粒子群最適化等の多点探索、及び、それらのアルゴリズムのハイブリッド法を利用することができる。

　次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る二次元コード評価システムの構成を示す図である。図５において、２０１～２０６の構成は、図１に示した同一符号の構成と同じであるため、説明を省略する。

　図５に示すように、第２の実施形態に係る二次元コード評価システムは、２０１～２０６の構成のほかに、二次元コード生成装置４００、二次元コード表示装置３０１及び３０２、二次元コード複製装置３０３、二次元コード撮影装置３０４及び３０５、並びに、差分器３０６を備える。なお、二次元コード生成装置４００のハードウェア構成は、図３に示した構成と同様であるため、説明を省略する。

　二次元コード生成装置４００と二次元コード表示装置３０１及び３０２とは無線通信回線を介して接続される。また、二次元コード撮影装置３０４及び３０５と差分器３０６とは無線通信回線を介して接続される。さらに、差分器２０６と二次元コード生成装置４００とは無線通信回線を介して接続される。

　本実施形態において、二次元コード表示装置３０１、３０２及び３０３は携帯電話で構成している。二次元コード表示装置３０１及び３０２である携帯電話は、少なくとも二次元コードを表示可能な有機ＥＬディスプレイを備えるものとする。二次元コード複製装置３０３である携帯電話は、少なくとも、二次元コード表示装置３０２の有機ＥＬディスプレイに表示された二次元コードを撮影可能なカメラ機能と、当該カメラ機能により撮影された二次元コードを表示可能な有機ＥＬディスプレイとを備えるものとする。二次元コード表示装置３０１及び３０２、並びに、二次元コード複製装置３０３は同一機種の携帯電話で構成することが好ましいが、機能面で一定の一致性があれば、二次元コード表示装置３０１及び３０２、並びに、二次元コード複製装置３０３をどのような携帯電話で構成してもよい。また、二次元コードを表示可能なディスプレイを備える装置であれば、携帯電話に限らず、二次元コード表示装置３０１及び３０２に適用することができる。さらに、二次元コードを表示可能なディスプレイ、及び、二次元コード表示装置３０２に表示された二次元コードを撮影可能なカメラ機能を備える装置であれば、携帯電話に限らず、二次元コード複製装置３０３に適用することができる。

　また、第１の実施形態と同様に、二次元コード表示装置２０１及び二次元コード撮影装置２０４を省いた構成としてもよい。さらに、二次元コード表示装置３０１及び二次元コード撮影装置３０４を省いた構成としてもよい。この場合、二次元コード複製装置３０３は、複製二次元コードだけではなく、二次元コード表示装置３０１において表示されるべき二次元コードを表示し、二次元コード撮影装置３０５は、二次元コード複製装置３０３において交互に表示される複製二次元コードと二次元コードとを撮影する。そして、差分器３０６は、二次元コード撮影装置３０５において撮影された複製二次元コードと二次元コードとから電子透かしを抽出し、それらの抽出率の差分を算出する。

　二次元コード表示装置２０１及び２０２、並びに、二次元コード複製装置２０３は、ＴＦＴ液晶ディスプレイを備える第１の装置群であり、二次元コード表示装置３０１及び３０２、並びに、二次元コード複製装置３０３は、有機ＥＬディスプレイを備える第２の装置群である。このように、本実施形態では、第１の装置群と第２の装置群とを異なる機種で構成し、両機種に対して最適化された二次元コードを生成する。なお、本実施形態においては、機種が異なる２つの装置群を備えるようにしたが、より多くの機種の装置群を備えるようにしてもよい。

　二次元コード表示装置３０１及び３０２は、二次元コード生成装置４００により生成された電子透かしが埋め込まれた二次元コードを表示する。なお、二次元コード生成装置４００から二次元コード表示装置３０１及び３０２に対して送信される二次元コードは、二次元コード生成装置４００から二次元コード表示装置２０１及び２０２に対して送信される二次元コードと同一である。

　二次元コード複製装置３０３は、二次元コード表示装置３０２において表示される二次元コードを撮影することにより複製二次元コードを生成し、表示する。二次元コード撮影装置３０４は、二次元コード表示装置３０２において表示される二次元コードを撮影する。二次元コード撮影装置３０５は、二次元コード複製装置３０３において表示される複製二次元コードを撮影する。差分器３０６は、二次元コード撮影装置３０４において撮影された二次元コードと、二次元コード複製装置３０５において撮影された複製二次元コードとの差分を算出する。二次元コード生成装置４００は、差分器２０６及び３０６夫々から差分を受信し、両機種に対応する各差分（各評価値）を最大化するように、解候補の探索を行う。即ち、本実施形態では、想定し得る両機種に対応する各差分の合計の最大値を閾値として設定し、二次元コード生成装置４００は、差分器２０６及び３０６夫々から受信した各差分の合計値が閾値以上となるまで、解候補の探索を行う。

　なお、差分器２０６及び３０６夫々からの各差分（評価値）を最大化する手法は、例えば、差分器２０６からの差分及び差分器３０６からの差分毎に閾値を設け、夫々の差分毎に閾値との比較を行い、全ての差分が閾値以上となった場合、該当する解候補を最適解として決定するようにしてもよく、特に限定すべきものではない。

　ここで、第２の実施形態における解候補の評価値（Fitness）は、例えば以下の式により算出される。

　ｃｏｒ（ｘ）は、二次元コードから抽出された電子透かしｘが、電子透かしの原信号と一致する割合を示す。ｘ＿ｏｒｉｇは、二次元コード表示装置２０１や３０１に表示された二次元コードから抽出された電子透かしを示し、ｘ＾ｋ＿ｃｏｐｙは、二次元コード複製装置２０３や３０３に表示された二次元コードから抽出された電子透かしを示す。上記は、電子透かしの一致率の差分の平均を評価値とする場合を示しているが、次のように、電子透かしの一致率の差分の最悪値を評価値（Fitness）としてもよい。

　このように、本実施形態においては、第１の装置群に対応する評価値（差分）と第２の装置群に対応する評価値（差分）とを最大化することにより、異なる機種間で共通して複製検知に有効な二次元コードを生成することが可能となる。

　また、二次元コード表示装置２０１、二次元コード複製装置２０３、二次元コード撮影装置２０４及び２０５の夫々に対して、モータやアクチュエータで移動が制御される土台を設置してもよい。例えば、二次元コード表示装置２０１に設置された土台と二次元コード撮影装置２０４に設置された土台とのうちの少なくとも何れか一方を制御することにより、二次元コード表示装置２０１のディスプレイに対して二次元コード撮影装置２０４が正対した状態から所定の角度ずつずらしながら、二次元コードを複数枚撮影する。同様に、二次元コード複製装置２０３に設置された土台と二次元コード撮影装置２０５に設置された土台とのうちの少なくとも何れか一方を制御することにより、二次元コード複製装置２０３のディスプレイに対して二次元コード撮影装置２０５が正対した状態から所定の角度ずつずらしながら、複製二次元コードを複数枚撮影する。差分器２０６は、二次元コード撮影装置２０４により撮影された複数枚の二次元コードからの電子透かしの抽出率の平均値を算出するとともに、二次元コード撮影装置２０５により撮影された複数枚の複製二次元コードからの電子透かしの抽出率の平均値を算出する。次に、差分器２０６は、複数枚の二次元コードに関する電子透かしの抽出率の平均値と、複数枚の複製二次元コードに関する電子透かしの抽出率の平均値との差分を算出する。そして、二次元コード生成装置１００は、その差分（評価値）を最大化するように二次元コードを生成する。なお、抽出率の平均値の差分を評価値とするのではなく、複数枚の二次元コードからの電子透かしの抽出率のうちの最も低い抽出率（最悪値）と複数枚の複製二次元コードからの電子透かしの抽出率のうちの最も高い抽出率（最良値）との差分を評価値とし、その評価値を最大化するように二次元コードを生成するようにしてもよい。

　次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、第１の実施形態において示した各装置の機能をシミュレーションにより仮想的に実施するものである。

　即ち、第３の実施形態では、図１における二次元コード表示装置２０１及び２０２（以下、表示系と称す）において表示される二次元コード、二次元コード複製装置２０３（以下、複製系と称す）において表示される二次元コード、及び、二次元コード撮影装置２０４及び２０５（以下、撮影系と称す）において撮影される二次元コードをシミュレーション（ソフトウェア）により推定するものである。なお、推定される二次元コードは、ピンボケ、収差、液晶保護フィルム等による画像データの劣化が加味されたものとなる。ピンボケ等による劣化が加味された二次元コードは、空間周波数伝達関数（ＭＴＦ）を用いて推定される。なお、空間周波数伝達関数（ＭＴＦ）に基づく画像データの推定は、例えば特開２０１０－２７１９５１号公報に開示されている。

　図６Ａ、Ｂ、Ｃは、表示系、複製系及び撮影系の夫々に対応する空間周波数伝達関数（ＭＴＦ）の取得方法を説明するための図である。即ち、図６Ａは、撮影系に対応する空間周波数伝達関数（撮影系ＭＴＦ）の取得方法を示している。図６Ｂは、表示系に対応する空間周波数伝達関数の取得方法（表示系ＭＴＦ）を示している。図６Ｃは、複製系に対応する空間周波数伝達関数（複製系ＭＴＦ）の取得方法を示している。

　図６Ａに示すように、撮影系に対応する空間周波数伝達関数は、正弦波格子６０１を撮影装置６０２で撮影することにより取得することが可能である。また、図６Ｂに示すように、表示系に対応する空間周波数伝達関数は、二次元コード表示装置６０３の画面を撮影装置６０２で撮影することにより取得することが可能である。また、図６Ｃに示すように、複製系に対応する空間周波数伝達関数は、二次元コード複製装置６０４のカメラ機能により正弦波格子６０１を撮影し、そして当該二次元コード複製装置６０４のディスプレイにおいて複製した正弦波格子を表示し、それを撮影装置６０２で撮影することにより取得することが可能である。なお、正弦波格子の代わりに矩形格子等を用いてもよい。

　図７は、第３の実施形態に係るコード評価装置（情報処理装置）７００の機能的な構成を示す図である。なお、本実施形態に係るコード評価装置７００のハードウェア構成は、図３に示した構成と同様であるため、説明を省略する。

　図７に示すように、本実施形態に係るコード評価装置７００は、表示系劣化画像推定部７０１、複製系劣化画像推定部７０２、撮影系劣化画像推定部７０３、差分器７０４及び二次元コード生成部７０５を備える。上記７０１～７０５の機能構成は、図３のＣＰＵ２０１がＨＤ２０９やＲＯＭ２０３から必要なプログラムやデータを読み出して実行することにより実現する構成である。なお、表示系劣化画像推定部７０１は、図１の二次元コード表示装置２０１及び２０２に対応する機能構成である。複製系劣化画像推定部７０２は、図１の二次元コード複製装置２０３に対応する機能構成である。撮影系劣化画像推定部７０３は、図１の二次元コード撮影装置２０４及び２０５に対応する機能構成である。差分器７０４は、図１の差分器２０６に対応する機能構成である。二次元コード生成部７０５は、図１の二次元コード生成装置１００に対応する機能構成である。

　二次元コード生成部７０５は、電子透かしが埋め込まれた二次元コードを生成する。表示系劣化画像推定部７０１は、表示系ＭＴＦに基づいて、二次元コード生成部７０５により生成された二次元コードがディスプレイで表示された場合の画像データを推定して生成する。複製系劣化画像推定部７０２は、複製系ＭＴＦに基づいて、ディスプレイに表示された二次元コードを撮影することにより複製した二次元コード（複製二次元コード）をディスプレイに表示した場合の画像データを推定して生成する。撮影系劣化画像推定部７０３は、撮影系ＭＴＦに基づいて、表示系劣化画像推定部７０１により生成された二次元コードを撮影した場合の画像データを推定して生成するとともに、同じく撮影系ＭＴＦに基づいて、複製系劣化画像推定部７０２により生成された複製二次元コードを撮影した場合の画像データを推定して生成する。差分器７０４は、撮影系劣化画像推定部７０３により生成された二次元コード及び複製二次元コードの夫々から電子透かしを抽出し、それらの抽出率の差分を算出する。二次元コード生成部７０５は、差分器７０４において算出された差分を評価値として用いて、生成した二次元コードを評価する。

　第３の実施形態では、図１に示した全ての構成に対応する機能構成を一つの二次元コード評価装置内に備えているが、本発明はこれに限定されない。即ち、図１に示した一部の構成要素に対応する機能構成を一つの二次元コード評価装置内に備え、残りの構成要素を当該二次元コード評価装置とは別のハードウェアで構成してもよい。

　次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、第２の実施形態における二次元コード評価システムの各装置の機能をシミュレーションにより仮想的に実施するものである。第４の実施形態に係る二次元コード生成装置は、図７に示した７０１～７０４と同様の機能構成を機種毎に備え、各差分器から一つの二次元コード生成部が機種毎の差分（評価値）を入力し、それらの合計値が閾値以上となるまで、解候補の探索を行うものである。

　次に、本発明の第５の実施形態について説明する。第５の実施形態として、第１の実施形態に係るコード評価システムと第３の実施形態に係るコード評価装置とを組み合わせて使用してもよい。即ち、二次元コード表示装置２０１、２０２と二次元コード複製装置２０３との機種が同一である場合、二次元コードの複製は、第１の実施形態に係るコード表示システムを用いて行う。一方、二次元コード表示装置２０１、２０２と二次元コード複製装置２０３との機種が異なる場合、二次元コード表示装置２０１、２０２及び二次元コード複製装置２０３のディスプレイに液晶保護フィルムが貼付されている場合、又は、手振れ等の二次元コードの撮影に劣化が生じ得る事象が発生した場合には、二次元コードの複製は、第２の実施形態に係る二次元コード評価装置を用いて行う。なお、第２の実施形態と第４の実施形態との組み合わせて、第５の実施形態のように実施可能であることは勿論である。

　なお、上述した実施形態では、複製検知に有効な二次元コードを生成する方法について説明したが、同様の手法により、複製検知に有効な一次元コード（バーコード）も生成することができる。また、上述した実施形態では、空間周波数伝達関数（ＭＴＦ）に基づいて、ピンボケ、収差、液晶保護フィルム等により劣化した画像データを推定するようにしているが、それ以外にも、ＭＴＦとＰＴＦ（Phase Transfer Function）とからなるＯＴＦ（光学的伝達関数）を用いて、手ブレにより劣化した画像データを推定するようにしてもよい。また、劣化した画像データの推定は、第３及び第４の実施形態だけではなく、第１及び第２の実施形態にも適用することが可能である。さらに、画像データの劣化要因として、ピンボケ、収差、液晶保護フィルム、手ブレ等を挙げたが、シミュレーションにおいて、これらを全て考慮しなければならないことを意味するわけではなく、それらの一部を考慮するようにしてもよいし、全く考慮しないようにしてもよい。但し、画像データの劣化要因が増加するに従って、それらの組み合わせによる画像データの劣化をシミュレーションでは容易に推定することが可能となる。

　次に、本発明の第６の実施形態について説明する。上述した実施形態では、複製検知に有効な二次元コードを生成する方法について説明した。一方、繰り返し複製が行われた場合でも抽出可能な頑健な電子透かしが埋め込まれた二次元コードが要求される場合もある。本実施形態に係る二次元コード評価システムは、頑健な電子透かしを埋め込んだ二次元コードを生成する。

　図８は、本実施形態に係る二次元コード評価システムの構成を示す図である。図８において、２０２、２０３、２０５の構成は、図１に示した同一符号の構成と同じであるため、説明を省略する。

　図８に示すように、本実施形態に係る二次元コード評価システムは、２０２、２０３、２０５の構成のほかに、二次元コード生成装置８００を備える。二次元コード生成装置８００のハードウェア構成は、図３に示した構成と同様であるため、説明を省略する。

　二次元コード生成装置８００と二次元コード表示装置２０２とは無線通信回線を介して接続される。また、二次元コード撮影装置２０５と二次元コード生成装置８００とは無線通信回線を介して接続される。なお、二次元コード表示装置２０２、二次元コード複製装置２０３及び二次元コード撮影装置２０５は、無線通信回線を介して相互に接続されていてもよい。

　本実施形態に係る二次元コード評価システムにおいて、二次元コード生成装置８００は、電子透かしが埋め込まれた二次元コードを生成する。二次元コード表示装置２０２は、二次元コード生成装置８００により生成された二次元コードを表示する。二次元コード複製装置２０３は、二次元コード表示装置２０２において表示される二次元コードを撮影することにより複製二次元コードを生成し、表示する。二次元コード撮影装置２０５は、二次元コード複製装置２０３において表示される複製二次元コードを撮影する。

　二次元コード撮影装置２０５において撮影された二次元コードから電子透かしが抽出可能な場合、二次元コード表示装置２０２は、二次元コード複製装置２０３により生成された複製二次元コードを表示する。以降、同様の処理が繰り返される。なお、二次元コード表示装置２０２は、二次元コード複製装置２０３により生成された複製二次元コードを、無線通信回線を介して二次元コード複製装置２０３から取得することができる。

　そして、二次元コード複製装置２０３は、二次元コード表示装置２０２において表示される複製二次元コードを撮影することにより、新たに、複製二次元コードを生成し、表示する。そして、二次元コード撮影装置２０５は、再度、二次元コード複製装置２０３において表示される複製二次元コードを撮影する。このように、二次元コード撮影装置２０５において撮影された二次元コードから電子透かしが抽出可能な限り、上述の処理が繰り返される。

　二次元コード生成装置８００は、上述の処理が繰り返された回数を評価値として用いて、生成した二次元コードを評価する。即ち、本実施形態では、想定し得る回数の最大値を閾値として設定し、二次元コード生成装置８００は、上述の処理が繰り返された回数（評価値）が閾値以上となるまで、解候補の探索（二次元コードの生成）を行う。回数（評価値）が閾値以上となる解候補が見つかった場合、当該解候補が最適解として決定される。

　このように、本実施形態においては、二次元コード表示装置２０２において表示される二次元コードの複製の複製を生成する処理を繰り返し、その繰り返し回数である評価値を最大化するように二次元コードを最適化する。即ち、二次元コード生成装置８００は、電子透かしが破壊されずに複製を行える回数が最大となる二次元コードを生成する。これにより、二次元コードの複製の複製が繰り返し生成されるような場合でも電子透かしが抽出可能な頑健な電子透かしを含む二次元コードを生成することが可能となる。

　なお、本実施形態に係る二次元コード評価システムは、上述の処理が並列で実行されるよう構成であってもよい。即ち、二次元コード表示装置２０２、二次元コード複製装置２０３、二次元コード撮影装置２０５から成る構成が並列に複数存在していてもよい。

　また、本実施形態に係る二次元コード評価システムの処理を、第３の実施形態で説明した、表示系劣化画像推定部７０１、複製系劣化画像推定部７０２、撮影系劣化画像推定部７０３、二次元コード生成部７０５により実現することも可能である。なお、表示系劣化画像推定部７０１は、図８の二次元コード表示装置２０２に対応する機能構成である。複製系劣化画像推定部７０２は、図８の二次元コード複製装置２０３に対応する機能構成である。撮影系劣化画像推定部７０３は、図８の二次元コード撮影装置２０５に対応する機能構成である。二次元コード生成部７０５は、図８の二次元コード生成装置８００に対応する機能構成である。

　二次元コード生成部７０５は、電子透かしが埋め込まれた二次元コードを生成する。表示系劣化画像推定部７０１は、表示系ＭＴＦに基づいて、二次元コード生成部７０５により生成された二次元コードがディスプレイで表示された場合の画像データを推定して生成する。複製系劣化画像推定部７０２は、複製系ＭＴＦに基づいて、ディスプレイに表示された二次元コードを撮影することにより複製した二次元コード（複製二次元コード）をディスプレイに表示した場合の画像データを推定して生成する。撮影系劣化画像推定部７０３は、撮影系ＭＴＦに基づいて、複製系劣化画像推定部７０２により生成された複製二次元コードを撮影した場合の画像データを推定して生成する。更に、撮影系劣化画像推定部７０３により生成された画像データから電子透かしが抽出可能であれば、表示系劣化画像推定部７０１は、表示系ＭＴＦに基づいて、複製系劣化画像推定部７０２により生成された複製二次元コードをディスプレイに表示した場合の画像データを推定して生成する。以降、同様の処理が繰り返される。二次元コード生成部７０５は、上述の処理が繰り返された回数を評価値として用いて、生成した二次元コードを評価する。

　以上、上述した各実施形態では二次元コードを例に説明したが、これに限らず各種のコードに適用することが可能である。

　１００、４００：二次元コード生成装置、２０１、２０２、３０１、３０２：二次元コード表示装置、２０３、３０３：二次元コード複製装置、２０４、２０５、３０４、３０５：二次元コード撮影装置、２０６、３０６：差分器、１００１：評価値取得部、１００２：解候補探索部、１００３：二次元コード生成部

Claims (9)

1. 　電子透かしが埋め込まれたコードを生成する生成手段と、
   　前記生成手段により生成されたコードが表示手段に表示された場合のコードを生成する第１の表示系画像生成手段と、
   　前記第１の表示系画像生成手段により生成されたコードを撮影することにより複製した複製コードが表示手段に表示された場合の複製コードを生成する第１の複製系画像生成手段と、
   　前記第１の複製系画像生成手段により生成された複製コードが撮影された場合の複製コードを生成する第１の撮影系画像生成手段と、
   　前記第１の撮影系画像生成手段により生成された複製コードに基づいて、前記生成手段により生成されたコードを評価する評価手段と、を有し、
   　前記生成手段は、前記評価手段による評価結果に基づいて電子透かしが埋め込まれたコードを生成することを特徴とするコード評価装置。
2. 　前記第１の撮影系画像生成手段は、前記第１の表示系画像生成手段により生成されたコードが撮影された場合のコードを生成するとともに、前記第１の複製系画像生成手段により生成された複製コードが撮影された場合の複製コードを生成し、
   　前記評価手段は、前記第１の撮影系画像生成手段により生成されたコードと複製コードとに基づいて、前記生成手段により生成されたコードを評価することを特徴とする請求項１に記載のコード評価装置。
3. 　前記評価手段は、前記第１の撮影系画像生成手段により生成された、コードに埋め込まれた電子透かしと複製コードに埋め込まれた電子透かしとの差分に基づいて、前記生成手段により生成されたコードを評価することを特徴とする請求項２に記載のコード評価装置。
4. 　前記生成手段により生成されたコードが表示手段に表示された場合のコードを生成する第２の表示系画像生成手段と、
   　前記第２の表示系画像生成手段により生成されたコードを撮影することにより複製した複製コードが表示手段に表示された場合の複製コードを生成する第２の複製系画像生成手段と、
   　前記第２の表示系画像生成手段により生成されたコードが撮影された場合のコードを生成するとともに、前記第２の複製系画像生成手段により生成された複製コードが撮影された場合の複製コードを生成する第２の撮影系画像生成手段と、
   　前記評価手段は、前記第１の撮影系画像生成手段により生成されたコード及び複製コードと、前記第２の撮影系画像生成手段により生成されたコード及び複製コードとに基づいて、前記生成手段により生成されたコードを評価することを特徴とする請求項２に記載のコード評価装置。
5. 　前記評価手段は、前記第１の撮影系画像生成手段により生成された、コードに埋め込まれた電子透かしと複製コードに埋め込まれた電子透かしとの差分と、前記第２の撮影系画像生成手段により生成された、コードに埋め込まれた電子透かしと複製コードに埋め込まれた電子透かしとの差分とに基づいて、前記生成手段により生成されたコードを評価することを特徴とする請求項４に記載のコード評価装置。
6. 　前記第１の表示系画像生成手段は、前記第１の撮影系画像生成手段により生成された複製コードから電子透かしが抽出可能である場合、前記生成された複製コードが表示手段に表示された場合のコードを生成し、
   　前記評価手段は、前記第１の表示系画像生成手段と前記第１の複製系画像生成手段と前記第１の撮影系画像生成手段とによる処理の繰り返しの回数に基づいて、前記生成手段により生成されたコードを評価することを特徴とする請求項１に記載のコード評価装置。
7. 　電子透かしが埋め込まれたコードを生成する生成手段と、
   　前記生成手段により生成されたコードが表示手段に表示された場合のコードを生成する第１の表示系画像生成手段と、
   　前記第１の表示系画像生成手段により生成されたコードを撮影することにより複製した複製コードが表示手段に表示された場合の複製コードを生成する第１の複製系画像生成手段と、
   　前記第１の複製系画像生成手段により生成された複製コードが撮影された場合の複製コードを生成する第１の撮影系画像生成手段と、
   　前記第１の撮影系画像生成手段により生成された複製コードに基づいて、前記生成手段により生成されたコードを評価する評価手段と、を有し、
   　前記生成手段は、前記評価手段による評価結果に基づいて電子透かしが埋め込まれたコードを生成することを特徴とするコード評価システム。
8. 　コード評価装置が実行するコード評価方法であって、
   　電子透かしが埋め込まれたコードを生成する生成ステップと、
   　前記生成ステップにより生成されたコードが表示手段に表示された場合のコードを生成する第１の表示系画像生成ステップと、
   　前記第１の表示系画像生成ステップにより生成されたコードを撮影することにより複製した複製コードが表示手段に表示された場合の複製コードを生成する第１の複製系画像生成ステップと、
   　前記第１の複製系画像生成ステップにより生成された複製コードが撮影された場合の複製コードを生成する第１の撮影系画像生成ステップと、
   　前記第１の撮影系画像生成ステップにより生成された複製コードに基づいて、前記生成ステップにより生成されたコードを評価する評価ステップと、を含み、
   　前記生成ステップでは、前記評価ステップによる評価結果に基づいて電子透かしが埋め込まれたコードを生成することを特徴とするコード評価方法。
9. 　コンピュータに、
   　電子透かしが埋め込まれたコードを生成する生成ステップと、
   　前記生成ステップにより生成されたコードが表示手段に表示された場合のコードを生成する第１の表示系画像生成ステップと、
   　前記第１の表示系画像生成ステップにより生成されたコードを撮影することにより複製した複製コードが表示手段に表示された場合の複製コードを生成する第１の複製系画像生成ステップと、
   　前記第１の複製系画像生成ステップにより生成された複製コードが撮影された場合の複製コードを生成する第１の撮影系画像生成ステップと、
   　前記第１の撮影系画像生成ステップにより生成された複製コードに基づいて、前記生成ステップにより生成されたコードを評価する評価ステップと、を実行させ、
   　前記生成ステップでは、前記評価ステップによる評価結果に基づいて電子透かしが埋め込まれたコードを生成することを特徴とするプログラム。

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