(57)【要約】  【課題】  コピーすべき画像に紙幣等が含まれているか否かを検出する際に、処理時間を短くすると共に、コピーすべき画像とテンプレートとの位置ずれの影響を受け難い画像処理装置を提供する。  【解決手段】  この画像処理装置は、複写すべき画像の一部を表す画像データをフーリエ変換するフーリエ変換手段１２と、フーリエ変換手段によってフーリエ変換された画像データと不正複写を防止するためにフーリエ変換されて格納されているテンプレートデータとの相関演算を行う相関演算手段１３と、相関演算手段における相関演算によって得られた結果を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段１４と、逆フーリエ変換手段における逆フーリエ変換によって得られた結果に基づいて、複写すべき画像の一部とテンプレートの画像との類似性を判定する判定手段４０及び５０とを具備する。【選択図】  図１
2007006064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複写すべき画像の一部を表す画像データをフーリエ変換するステップ（ａ）と、
ステップ（ａ）においてフーリエ変換された画像データと不正複写を防止するためにフーリエ変換されて格納されているテンプレートデータとの相関演算を行うステップ（ｂ）と、
ステップ（ｂ）における相関演算によって得られた結果を逆フーリエ変換するステップ（ｃ）と、
ステップ（ｃ）における逆フーリエ変換によって得られた結果に基づいて、複写すべき画像の一部とテンプレートの画像との類似性を判定するステップ（ｄ）と、
を具備する画像処理方法。
【請求項２】
ステップ（ｂ）が、ステップ（ａ）においてフーリエ変換された画像データと不正複写を防止するためにフーリエ変換されて格納されているテンプレートデータとに基づく相互相関関数を用いて相関演算を行うことにより、少なくとも１つの周波数成分を求めることを含む、請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】
ステップ（ｃ）が、ステップ（ｂ）において求められた少なくとも１つの周波数成分を逆フーリエ変換することにより、複数の時間軸上の成分を得ることを含む、請求項２記載の画像処理方法。
【請求項４】
ステップ（ｄ）が、ステップ（ｃ）において得られた複数の時間軸上の成分を加算することにより相関値を求め、該相関値が所定のしきい値よりも大きい場合に、複写すべき画像の一部が不正複写を防止するためのテンプレートの画像に類似していると判定することを含む、請求項３記載の画像処理方法。
【請求項５】
複写すべき画像の一部を表す画像データをフーリエ変換するフーリエ変換手段と、
前記フーリエ変換手段によってフーリエ変換された画像データと不正複写を防止するためにフーリエ変換されて格納されているテンプレートデータとの相関演算を行う相関演算手段と、
前記相関演算手段における相関演算によって得られた結果を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、
前記逆フーリエ変換手段における逆フーリエ変換によって得られた結果に基づいて、複写すべき画像の一部とテンプレートの画像との類似性を判定する判定手段と、
を具備する画像処理装置。
【請求項６】
前記相関演算手段が、前記フーリエ変換手段によってフーリエ変換された画像データと不正複写を防止するためにフーリエ変換されて格納されているテンプレートデータとに基づく相互相関関数を用いて相関演算を行うことにより、少なくとも１つの周波数成分を求める、請求項５記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記逆フーリエ変換手段が、前記相関演算手段によって求められた少なくとも１つの周波数成分を逆フーリエ変換することにより、複数の時間軸上の成分を得る、請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記判定手段が、前記逆フーリエ変換手段によって得られた複数の時間軸上の成分を加算することにより相関値を求め、該相関値が所定のしきい値よりも大きい場合に、複写すべき画像の一部が不正複写を防止するためのテンプレートの画像に類似していると判定する、請求項７記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタやスキャナ等の複写システムにおいて、紙幣や株券等を検出してコピーを防止するために用いられる画像処理方法及び画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやスキャナ等の複写システムにおいては、紙幣や株券等の偽造を防止するために、コピーすべき画像に紙幣等が含まれているか否かを検出する技術が必要となる。この検出においては、一般に、紙幣等において特徴のある部分、例えばロゴマーク等を予めテンプレートとして格納しておき、コピーすべき画像とのマッチングを検出する手法が用いられている。しかしながら、コピーすべき画像を走査して読み取ることにより得られた時間軸上の画像データに対して相関演算処理を行うと、処理時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００３】
下記の特許文献１には、複写機の不正利用を記憶又は通報することにより、特定画像の複製を効果的に防止する画像処理装置が開示されている。この画像処理装置は、画像信号を入力する入力手段と、前記入力手段で入力した画像信号中の特定画像の有無の判別を行う判別手段と、前記判別手段で判別を行った判別結果を記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶した結果を通信する通信手段と、記憶した結果を表示する表示手段とを有している。
【０００４】
特許文献１の画像処理装置においては、画像信号と、該画像信号がどの色空間に属するかを示す信号及び色空間への変換の際に用いるマトリクスを含む付加情報信号とが入力され、入力された付加情報信号に基づいて正規化回路における係数が決定されて、正規化回路が、入力された画像信号をベクトル演算処理して正規化する。正規化回路から出力された画像信号について、ＲＯＭに予め格納されている特定原稿の色見情報と合致しているか否かが判定される。
【０００５】
特許文献１の画像処理装置におけるようにベクトル演算処理を行うことにより、処理時間を短くすることができる。しかしながら、ベクトル演算処理によれば、コピーすべき画像とテンプレートとの位置ずれが起こると、計算結果に大きな誤差が発生するという問題がある。
【特許文献１】特開平５−２２５９１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで上記の点に鑑み、本発明は、コピーすべき画像に紙幣等が含まれているか否かを検出する際に、処理時間を短くすると共に、コピーすべき画像とテンプレートとの位置ずれの影響を受け難い画像処理方法及び画像処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、本発明に係る画像処理方法は、複写すべき画像の一部を表す画像データをフーリエ変換するステップ（ａ）と、ステップ（ａ）においてフーリエ変換された画像データと不正複写を防止するためにフーリエ変換されて格納されているテンプレートデータとの相関演算を行うステップ（ｂ）と、ステップ（ｂ）における相関演算によって得られた結果を逆フーリエ変換するステップ（ｃ）と、ステップ（ｃ）における逆フーリエ変換によって得られた結果に基づいて、複写すべき画像の一部とテンプレートの画像との類似性を判定するステップ（ｄ）とを具備する。
【０００８】
ここで、ステップ（ｂ）において、ステップ（ａ）においてフーリエ変換された画像データと不正複写を防止するためにフーリエ変換されて格納されているテンプレートデータとに基づく相互相関関数を用いて相関演算を行うことにより、少なくとも１つの周波数成分を求めても良い。また、ステップ（ｃ）において、ステップ（ｂ）において求められた少なくとも１つの周波数成分を逆フーリエ変換することにより、複数の時間軸上の成分を得ても良い。
【０００９】
さらに、ステップ（ｄ）において、ステップ（ｃ）において得られた複数の時間軸上の成分を加算することにより相関値を求め、該相関値が所定のしきい値よりも大きい場合に、複写すべき画像の一部が不正複写を防止するためのテンプレートの画像に類似していると判定しても良い。
【００１０】
本発明に係る画像処理装置は、複写すべき画像の一部を表す画像データをフーリエ変換するフーリエ変換手段と、フーリエ変換手段によってフーリエ変換された画像データと不正複写を防止するためにフーリエ変換されて格納されているテンプレートデータとの相関演算を行う相関演算手段と、相関演算手段における相関演算によって得られた結果を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換手段と、逆フーリエ変換手段における逆フーリエ変換によって得られた結果に基づいて、複写すべき画像の一部とテンプレートの画像との類似性を判定する判定手段とを具備する。
【００１１】
ここで、相関演算手段が、フーリエ変換手段によってフーリエ変換された画像データと不正複写を防止するためにフーリエ変換されて格納されているテンプレートデータとに基づく相互相関関数を用いて相関演算を行うことにより、少なくとも１つの周波数成分を求めても良い。また、逆フーリエ変換手段が、相関演算手段によって求められた少なくとも１つの周波数成分を逆フーリエ変換することにより、複数の時間軸上の成分を得ても良い。
【００１２】
さらに、判定手段が、前記逆フーリエ変換手段によって得られた複数の時間軸上の成分を加算することにより相関値を求め、該相関値が所定のしきい値よりも大きい場合に、複写すべき画像の一部が不正複写を防止するためのテンプレートの画像に類似していると判定しても良い。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように構成した本発明によれば、複写すべき画像の一部を表す画像データをフーリエ変換した後にテンプレートデータとの相関演算処理を行うので、処理時間を短くすると共に、コピーすべき画像とテンプレートとの位置ずれの影響を受け難い画像処理方法及び画像処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る画像処理装置は、例えば、プリンタやスキャナ等の複写システムにおいて、紙幣や株券等を検出してコピーを防止するために用いられる。複写システムに設けられている特徴検出器が、ウインドウを用いることにより、コピーすべき画像に含まれている特徴部分を検出して、特徴部分を表すＲＧＢ（赤緑青）の画像データを画像処理装置に入力する。画像処理装置は、入力された画像データと不正コピーを防止するために予め登録されているテンプレートの画像データとに基づいて、コピーすべき画像に含まれている特徴部分とテンプレートの画像との相関値を求めることにより、これらの類似性を判定する。
【００１５】
図１に示すように、画像処理装置１００は、Ｒ（赤）の画像データを処理するＲデータ処理回路１０と、Ｇ（緑）の画像データを処理するＧデータ処理回路２０と、Ｂ（青）の画像データを処理するＢデータ処理回路３０と、逆フーリエ変換回路１４における逆フーリエ変換によって得られた結果に基づいて、ウインドウを用いて抽出されたコピーすべき画像の一部とテンプレートの画像との類似性を判定する判定手段を構成する加算回路４０及び類似判定回路５０とを含んでいる。ここで、Ｒデータ処理回路１０の構成と、Ｇデータ処理回路２０の構成と、Ｂデータ処理回路３０の構成とは同一であるので、以下においては、Ｒデータ処理回路１０を例にとって説明する。
【００１６】
Ｒデータ処理回路１０は、画像処理装置１００に入力されるＲの画像データ（以下、「入力データ」という）を記憶する入力波形メモリ１１と、この入力データをフーリエ変換するＦＦＴ処理回路１２と、ＦＦＴ処理回路１２によってフーリエ変換された入力データと予めフーリエ変換されているＲのテンプレート画像データ（以下、「テンプレートデータ」という）との相関演算を行う相関演算回路１３と、相関演算回路１３における相関演算によって得られた結果を逆フーリエ変換する逆フーリエ変換回路１４と、テンプレートデータを格納するテンプレート格納部１５とを含んでいる。
【００１７】
ＦＦＴ処理回路１２は、コピーすべき画像を走査して読み取ることにより得られた時間軸上の入力データをフーリエ変換することにより、コピーすべき画像の一部に含まれている少なくとも１つの周波数成分（複素数）を表す周波数成分データを求める。一方、テンプレート格納部１５には、テンプレートの画像に含まれている少なくとも１つの周波数成分（複素数）を表すテンプレートデータが格納されている。
【００１８】
相関演算回路１３は、ＦＦＴ処理回路１２によってフーリエ変換された入力データとテンプレート格納部１５に格納されているテンプレートデータとに基づく相互相関関数を用いて相関演算を行うことにより、これらの相関を表す少なくとも１つの周波数成分を求める。逆フーリエ変換回路１４は、相関演算回路１３によって求められた少なくとも１つの周波数成分を逆フーリエ変換することにより、複数の時間軸上の成分を得る。
【００１９】
加算回路４０は、各処理回路に含まれている逆フーリエ変換回路１４によって得られた複数の時間軸上の成分を加算することにより相関値を求める。また、類似判定回路５０は、該相関値が所定のしきい値よりも大きい場合に、コピーすべき画像の一部（特徴部分）が不正コピーを防止するためのテンプレートの画像に類似していると判定する。
【００２０】
ここで、コピーすべき画像の特徴部分とテンプレートの画像との相関値を求める原理について説明する。時間軸上において、コピーすべき画像に含まれている特徴部分を表す画像信号をｘ（ｔ）とし、テンプレートの画像を表す画像信号をｙ（ｔ）とすると、これらの相互相関関数ｒｘｙ（ｔ）は、次式（１）のように定義される。
【数１】
2007006064.tif 000003
ここで、τ＝−ｐとすると、式（１）の右辺が、次式（２）のように書き換えられる。
【数２】
2007006064.tif 000004
【００２１】
式（２）において、ｘ（−ｐ）をｘ（ｐ）で置き換えると、畳み込み積分のフーリエ変換の式となる。ｘ（ｐ）のフーリエ変換をＸ（ω）で表すと、ｘ（−ｐ）のフーリエ変換については、次式（３）のように書き表せる。
【数３】
2007006064.tif 000005
ここで、Ｘ*（ω）は、Ｘ（ω）の共役複素数を表している。
【００２２】
このことから、畳み込み積分の定義より、式（２）の右辺は、次式（４）のように書き換えられる。
【数４】
2007006064.tif 000006
ここで、ｘ*（ｔ）、ｙ*（ｔ）はそれぞれ、ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）の共役複素数を意味している。
【００２３】
即ち、ｘ（ｔ）、ｙ（ｔ）、ｒｘｙ（ｔ）のフーリエ変換をそれぞれＸ（ω）、Ｙ（ω）、Ｒｘｙ（ω）で表すと、それらの関係は次式（５）のように表すことができる。
【数５】
2007006064.tif 000007
ここで、Ｙ*（ω）は、Ｙ（ω）の共役複素数を意味している。式（５）によってＲｘｙ（ω）を求め、Ｒｘｙ（ω）を逆フーリエ変換することによって相互相関関数ｒｘｙ（ｔ）を求めることができる。
【００２４】
図２は、図１に示す画像処理装置において用いられる本発明の一実施形態に係る画像処理方法を説明するための図である。図２を参照しながら、コピーすべき画像に含まれている特徴部分とテンプレートの画像との類似性の判断について説明する。
【００２５】
まず、ステップＳ１において、テンプレートデータが、予めテンプレート格納部１５に格納される。即ち、不正コピーを防止すべき紙幣や株券等の特徴部分を予めテンプレートとして登録するために、Ｒデータ処理回路１０、Ｇデータ処理回路２０、及び、Ｂデータ処理回路３０が、特徴部分を表すＲＧＢの画像信号を取り込んで、これらの画像信号をフーリエ変換して得られる少なくとも１つの周波数成分（複素数）及びそれらの共役複素数を、テンプレートデータとしてテンプレート格納部１５に格納しておく。
【００２６】
次に、Ｒデータ処理回路１０、Ｇデータ処理回路２０、及び、Ｂデータ処理回路３０が、ステップＳ２において、コピーすべき画像の特徴部分を表すＲＧＢの画像データを取り込んで、ステップＳ３において、入力された画像データ（入力データ）を入力波形メモリ１１に記憶する。
【００２７】
ステップＳ４において、ＦＦＴ処理回路１２が、入力波形メモリ１１に記憶されている入力データに対してＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を行うことにより、時間軸上における入力波形を少なくとも１つの周波数成分に変換する。ステップＳ５において、相関演算回路１３が、フーリエ変換された入力データとテンプレートデータとの相関演算を行う。相関演算の内容は、式（２）に示されているように、相互相関関数のフーリエ変換Ｒｘｙ（ω）を求めるものである。ここでは、Ｎを自然数として、Ｒｘｙ（ω）が、Ｎ個の周波数成分Ｒｘｙ（ω１）、Ｒｘｙ（ω２）、・・・、Ｒｘｙ（ωＮ）を含むものとする。
【００２８】
ステップＳ６において、逆フーリエ変換回路１４が、相関演算によって得られた相互相関関数のフーリエ変換Ｒｘｙ（ω）に対して逆フーリエ変換処理を行う。この逆フーリエ変換によって、相互相関関数のフーリエ変換におけるＮ個の周波数成分Ｒｘｙ（ω１）、Ｒｘｙ（ω２）、・・・、Ｒｘｙ（ωＮ）が、Ｎ個の時間軸上の成分ｒｘｙ１（ｔ）、ｒｘｙ２（ｔ）、・・・、ｒｘｙＮ（ｔ）に変換される。ステップＳ３〜Ｓ６における処理は、Ｒデータ処理回路１０、Ｇデータ処理回路２０、及び、Ｂデータ処理回路３０において、ＲＧＢの入力データについてそれぞれ行われる。
【００２９】
ステップＳ７において、Ｒデータ処理回路１０、Ｇデータ処理回路２０、及び、Ｂデータ処理回路３０の各々において得られた結果に基づいて、加算回路４０が、Ｎ個の時間軸上の成分を加算して、それらの和ｒｘｙ１（ｔ）＋ｒｘｙ２（ｔ）＋・・・＋ｒｘｙＮ（ｔ）を求めることにより、ＲＧＢ３色についての３種類の相関値を算出する。ここで、ｒｘｙ１（ｔ）＋ｒｘｙ２（ｔ）＋・・・＋ｒｘｙＮ（ｔ）の値は時間によって変化するので、例えば、ｒｘｙ１（ｔ）＋ｒｘｙ２（ｔ）＋・・・＋ｒｘｙＮ（ｔ）の最大値を相関値としても良い。
【００３０】
ステップＳ８において、類似判定回路５０が、加算回路４０によって算出された３種類の相関値をしきい値と比較する。この比較において、いずれかの相関値が所定のしきい値よりも大きい場合に、コピーすべき画像の一部がテンプレートの画像と類似していると判定される。画像処理装置１００は、この判定結果を出力する。
【００３１】
あるいは、類似判定回路５０が、ＲＧＢ３色についての３つの相関値を加算して得られた相関値をしきい値と比較して、この相関値が所定のしきい値よりも大きい場合に、コピーすべき画像の一部がテンプレートの画像と類似していると判定しても良い。また、類似判定回路５０が、相関値に係数をかけて正規化してから、この相関値をしきい値と比較するようにしても良い。
【００３２】
以上述べたように、画像処理装置１００は、入力された画像データに対してフーリエ変換を行うことにより、時間軸上の成分を周波数成分に変換してから相関演算を行うので、コピーすべき画像の特徴部分とテンプレートとの位置ずれの影響を低減することができる。これにより、不正コピーを防止するための画像の類似判断を、より厳密に行うことが可能である。また、時間軸上の成分に対して相関演算を行う場合には時間がかかるが、周波数成分に対して演算を行うことにより、処理時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る画像処理方法を説明するための図。
【符号の説明】
【００３４】
１００  画像処理装置、  １０  Ｒデータ処理回路、  １１  入力波形メモリ、  １２  ＦＦＴ処理回路、  １３  相関演算回路、  １４  逆フーリエ変換回路、  １５  テンプレート格納部、  ２０  Ｇデータ処理回路、  ３０  Ｂデータ処理回路、  ４０  加算回路、  ５０  類似判定回路
【図１】
2007006064.tif 000008
【図２】
2007006064.tif 000009