(57)【要約】【課題】  紙の特徴の抽出精度を向上し得る情報補正装置、情報補正方法及びプログラム並びに識別精度を向上し得る識別装置を提案する。【解決手段】  紙の状態を表す状態パラメータを検出する検出手段と、当該検出手段により基準として検出された状態パラメータを基準状態パラメータとして記憶対象に記憶する記憶手段と、当該記憶手段に記憶された基準の状態パラメータと、基準の検出以降に検出手段により検出される状態パラメータとの比較に応じて、紙の紋様に基づく紋様情報から識別対象として抽出すべき抽出条件を可変する可変手段とを設けるようにした。【選択図】        図１８
2007011770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙の状態を表す状態パラメータを検出する検出手段と、
上記検出手段により基準として検出された上記状態パラメータを基準状態パラメータとして記憶対象に記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に記憶された上記基準の状態パラメータと、基準の検出以降に上記検出手段により検出される上記状態パラメータとの比較に応じて、上記紙の紋様に基づく紋様情報から識別対象として抽出すべき抽出条件を可変する可変手段と
を具えることを特徴とする情報補正装置。
【請求項２】
上記検出手段は、
上記紙の紋様における撮像結果として得られる紋様画像の輝度状態に基づいて上記状態パラメータとして検出し、
上記可変手段は、
上記基準の状態パラメータと上記状態パラメータとの比較に応じて、上記基準の検出以降に上記検出手段により検出される上記紋様画像から識別対象として抽出すべき画素の割合を可変する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報補正装置。
【請求項３】
上記検出手段は、
上記紙の紋様における撮像結果として得られる紋様画像について、当該紋様画像の輝度分布の平均を中心とする右左領域の対称性の程度を上記状態パラメータとして検出し、
上記可変手段は、
上記基準の状態パラメータと上記状態パラメータとにおける上記非対称性の程度の差に応じて、基準として検出された以降に上記検出手段により検出される上記紋様画像から識別対象として抽出すべき画素の割合を可変する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報補正装置。
【請求項４】
上記検出手段は、
上記紙の指定領域における状態を状態パラメータとして検出し、当該検出した状態パラメータに応じて、上記指定領域以外の領域から上記状態パラメータを再検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の情報補正装置。
【請求項５】
上記記憶対象は上記紙である
ことを特徴とする請求項１に記載の情報補正装置。
【請求項６】
紙の状態を表す状態パラメータを検出する第１のステップと、
基準として検出された上記状態パラメータを基準状態パラメータとして記憶対象に記憶する第２のステップと、
記憶された上記基準の状態パラメータと、基準の検出以降に検出される上記状態パラメータとの比較に応じて、上記紙の紋様に基づく紋様情報から識別対象として抽出すべき抽出条件を可変する第３のステップと
を具えることを特徴とする情報補正方法。
【請求項７】
コンピュータに対して、
紙の状態を表す状態パラメータを検出する第１の処理と、
基準として検出された上記状態パラメータを基準状態パラメータとして記憶対象に記憶する第２の処理と、
記憶された上記基準の状態パラメータと、基準の検出以降に検出される上記状態パラメータとの比較に応じて、上記紙の紋様に基づく紋様情報から識別対象として抽出すべき抽出条件を可変する第３の処理と
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項８】
紙の紋様における撮像結果として得られる紋様画像に基づいて、上記紙の状態を表す状態パラメータを検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された上記状態パラメータと、上記紙に記憶されている当該紙の状態を表す状態パラメータとの比較に応じて、上記紋様画像から識別対象として抽出すべき紋様画像成分の画素の割合を可変する可変手段と、
上記可変手段により画素の割合が可変された上記紋様画像成分を抽出し、当該抽出結果と、上記紙に記憶された当該紙の紋様を表す識別情報とを照合する照合手段と
を具えることを特徴とする識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報補正装置、情報補正方法及びプログラム並びに識別装置に関し、紙から得られる情報に基づいて認証する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙は各種内容の印画対象として用いられ、当該内容（以下、これを印画内容と呼ぶ）が印画された印画紙は、例えば貨幣等の商品交換媒体、証明書等の内容証明媒体又は個人の著作物等の情報記憶媒体などの各種媒体として機能するため高い価値を有していることが多い。
【０００３】
このため、印画紙に印画された印画内容の不正複製を防止する各種対処策が考えられており、当該対処策として、例えば一般に用いられる用紙（以下、これを普通用紙と呼ぶ）に微細なＩＣ(Integrated Circuit)チップを埋め込む、又は、普通用紙自体に特殊加工を施して特殊紙を生成する（例えば特許文献１参照）がある。
【０００４】
ところでかかる対処策では、その手法がいずれも煩雑であることから限定的な場所で印画内容を印画しなければならないため、例えば家庭やオフィス等においてある用紙に所定の印画内容を印画してオリジナルの印画紙を作成した場合等には、当該印画内容の不正複製を防止することが困難となり、この結果、印画紙に印画された印画内容を適切に保護できないという問題があった。
【０００５】
この問題を解決する１つの手法として、紙固有の紋様に基づく紋様情報を取得し、その紋様情報を例えばバーコードとして当該取得した紙に印画しておき、当該紙にバーコードとして記憶された紋様情報に基づいて紙を識別するようにした識別装置が本出願人により提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
かかる紋様情報の具体的な取得手法としては、紋様を撮像して得られた紋様画像から低域周波数成分が抽出され、当該抽出された画像が低輝度成分の画像と高輝度成分の画像とに分離される。そして、これら低輝度成分及び高輝度成分の画像それぞれについて、当該画像に有する紋様を、隣接する画素の集合を単位とする領域に区割りし、当該区割りした各領域の形状を表す特徴量が紋様情報として取得される。
【特許文献１】特開平２０００−３５２９１３公報
【特許文献２】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００１１７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところがかかる識別装置においては、紙に対して一律に同じ手法で紋様情報を抽出しているため、例えば経年変化等に応じて紙の状態が変化した場合には、当該変化に起因して紙の特徴の抽出内容が変わる結果、識別精度が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、紙の特徴の抽出精度を向上し得る情報補正装置、情報補正方法及びプログラム並びに識別精度を向上し得る識別装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決するため本発明は、情報補正装置であって、紙の状態を表す状態パラメータを検出する検出手段と、当該検出手段により基準として検出された状態パラメータを基準状態パラメータとして記憶対象に記憶する記憶手段と、当該記憶手段に記憶された基準の状態パラメータと、基準の検出以降に検出手段により検出される状態パラメータとの比較に応じて、紙の紋様に基づく紋様情報から識別対象として抽出すべき抽出条件を可変する可変手段とを設けるようにした。
【００１０】
従って、この情報補正装置では、紙の状態に変化に対して適応的に抽出条件を設定することができるため、当該状態変化にかかわらず、状態変化前後の抽出内容を同等にすることができる。
【００１１】
また本発明は、情報補正方法であって、紙の状態を表す状態パラメータを検出する第１のステップと、基準として検出された上記状態パラメータを基準状態パラメータとして記憶対象に記憶する第２のステップと、記憶された上記基準の状態パラメータと、基準の検出以降に検出される上記状態パラメータとの比較に応じて、上記紙の紋様に基づく紋様情報から識別対象として抽出すべき抽出条件を可変する第３のステップとを設けるようにした。
【００１２】
従って、この情報補正方法では、紙の状態に変化に対して適応的に抽出条件を設定することができるため、当該状態変化にかかわらず、状態変化前後の抽出内容を同等にすることができる。
【００１３】
さらに本発明は、プログラムであって、コンピュータに対して、紙の状態を表す状態パラメータを検出する第１の処理と、基準として検出された上記状態パラメータを基準状態パラメータとして記憶対象に記憶する第２の処理と、記憶された上記基準の状態パラメータと、基準の検出以降に検出される上記状態パラメータとの比較に応じて、上記紙の紋様に基づく紋様情報から識別対象として抽出すべき抽出条件を可変する第３の処理とを実行させるようにした。
【００１４】
従ってこのプログラムでは、紙の状態に変化に対して適応的に抽出条件を設定することができるため、当該状態変化にかかわらず、状態変化前後の抽出内容を同等にすることができる。
【００１５】
さらに本発明は、識別装置であって、紙の紋様における撮像結果として得られる紋様画像に基づいて、紙の状態を表す状態パラメータを検出する検出手段と、検出手段により検出された状態パラメータと、紙に記憶されている当該紙の状態を表す状態パラメータとの比較に応じて、紋様画像から識別対象として抽出すべき紋様画像成分の画素の割合を可変する可変手段と、可変手段により画素の割合が可変された紋様画像成分を抽出し、当該抽出結果と、紙に記憶された当該紙の紋様を表す識別情報とを照合する照合手段とを設けるようにした。
【００１６】
従って、この識別装置では、紙の状態に変化に対して適応的に抽出条件を設定することができるため、当該状態変化にかかわらず、状態変化前後の抽出内容を同等にすることができることから、紙の特徴の抽出精度を向上することができ、この結果、認証精度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、紙の状態を表す状態パラメータを検出し、基準として検出された状態パラメータを基準状態パラメータとして記憶対象に記憶しておき、その記憶された基準の状態パラメータと、基準として検出した以降に検出される状態パラメータとの比較に応じて、紙の紋様に基づく紋様情報から識別対象として抽出すべき抽出条件を可変するようにしたことにより、紙の状態に変化に対して適応的に抽出条件を設定することができるため、当該状態変化にかかわらず、状態変化前後の抽出内容を同等にすることができ、かくして紙の特徴の抽出精度を向上し得る情報補正装置、情報補正方法及びプログラムを実現できる。
【００１８】
また本発明によれば、紙の紋様における撮像結果として得られる紋様画像に基づいて、紙の状態を表す状態パラメータを検出し、その状態パラメータと、紙に記憶されている当該紙の状態を表す状態パラメータとの比較に応じて、紋様画像から識別対象として抽出すべき紋様画像成分の画素の割合を可変し、当該画素の割合が可変された紋様画像成分と、紙に記憶された当該紙の紋様を表す識別情報とを照合するようにしたことにより、紙の状態に変化に対して適応的に抽出条件を設定することができるため、当該状態変化にかかわらず、状態変化前後の抽出内容を同等にすることができることから、紙の特徴の抽出精度を向上することができ、この結果、認証精度を向上し得る識別装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００２０】
（１）紙の識別手法
紙は、図１に示すように、繊維の複雑な絡み合いにより構成された固有の模様（以下、これを紋様と呼ぶ）を表面ではなく内部に有しており、この紋様は、光にかざすと視認できることからも分かるように、例えば透過型スキャナ等により画像（以下、これを紋様画像と呼ぶ）として得ることができる。
【００２１】
そこで本実施の形態では、この紋様画像に有する紋様のパターン（以下、これを紋様パターンと呼ぶ）を抽出し、当該紋様パターンを用いて紙自体を識別する。
【００２２】
実際上、紙識別装置は、例えば図２（Ａ）に示すように、オリジナルの印画紙（以下、これをオリジナル印画紙と呼ぶ）ＯＰの紋様画像のうち、予め指定された領域（以下、これを指定領域と呼ぶ）ＡＲに有する紋様パターンをオリジナル印画紙ＯＰの認証情報として抽出する。
【００２３】
そして紙識別装置は、かかる紋様パターン（以下、これを認証用紋様パターンと呼ぶ）を２次元バーコード（以下、これを認証用紋様コードと呼ぶ）ＢＣとしてオリジナル印画紙ＯＰにおける印画紙面の一部に印画し、かくして認証用紋様パターンをオリジナル印画紙ＯＰに記憶する。
【００２４】
一方、紙識別装置は、図２（Ｂ）に示すように、この認証用紋様コードＢＣが印画された印画紙（以下、これをコード付印画紙と呼ぶ）ＸＰｃの印画内容を複製する場合、当該コード付印画紙ＸＰｃの紋様画像のうち指定領域ＡＲに有する紋様パターンを認証用紋様パターンとの比較情報として抽出する。
【００２５】
そして紙識別装置は、かかる紋様パターン（以下、これを比較用紋様パターンと呼ぶ）と、認証用紋様コードＢＣに基づく認証用紋様パターンとを照合するようにしてコード付印画紙ＸＰｃの正当性（オリジナル印画紙ＯＰの有無）を検証する。
【００２６】
そして紙識別装置は、この照合結果として所定の合致率よりも高い合致率が得られた場合には、コード付印画紙ＸＰｃが正当なオリジナル印画紙ＯＰであると判断し、この場合には例えばコード付印画紙ＸＰｃに印画された印画内容の複製を許可する。
【００２７】
これに対して紙識別装置は、所定の合致率よりも低い合致率が得られた場合には、コード付印画紙ＸＰｃがオリジナル印画紙ＯＰではなく複製印画紙であると判断し、この場合には例えばコード付印画紙ＸＰｃに印画された印画内容の複製を禁止する。
【００２８】
従ってこの紙識別装置では、例えば、オリジナル印画紙ＯＰはその印画内容を制限なく複製することができるが、図３に示すように、当該印画内容が複製された複製印画紙には指定領域ＡＲに有する紋様パターンが複製されることはないため、複製印画紙はその印画内容（オリジナルの印画内容）を一切複製できないこととなる。
【００２９】
このようにしてこの識別手法においては、紋様パターン（認証用紋様パターン又は比較用紋様パターン）に基づいて、コード付印画紙ＸＰｃ（図２（Ｂ））の正当性（オリジナル印画紙ＯＰの有無）を識別するようになされている。
【００３０】
（２）本実施の形態による紙識別装置の構成
図４において、１は本実施の形態による紙識別装置の全体構成を示し、この紙識別装置１全体の制御を司る制御部２に対してバス３を介してスキャナ部４及びプリンタ部５が接続されることにより構成される。
【００３１】
この制御部２は、中央処理ユニット、ワークメモリ及び情報記憶メモリを有し、当該情報記憶メモリには、紙の各種規格サイズそれぞれに対する指定領域ＡＲ（図２）の位置情報（以下、これを領域位置情報と呼ぶ）、２次元バーコード用の文字列情報（以下、これをコード文字列情報と呼ぶ）等の各種情報及びプログラムが記憶されている。そして制御部２は、ワークメモリにロードしたプログラムに従って、情報記憶メモリに記憶された各種情報を適宜用いて各種処理を実行するようになされている。
【００３２】
具体的に制御部２は、認証用紋様コードＢＣ（図２（Ａ））を印画させる所定の指令が操作部（図示せず）から与えられると、紋様画像読取コマンドをスキャナ部４に送出する。
【００３３】
そして制御部２は、このコマンドの応答結果として、スキャナ部４からオリジナル印画紙ＯＰ（図２（Ａ））における紋様画像のデータ（以下、これをオリジナル紋様画像データと呼ぶ）Ｄ１が与えられた場合、第１のモード（以下、このモードをコード印画モードと呼ぶ）に遷移する。
【００３４】
この場合、制御部２は、オリジナル紋様画像データＤ１の紋様画像から認証用紋様パターンを抽出し、この認証用紋様パターンを２次元バーコード用の文字列データ（以下、これを認証用紋様コードデータと呼ぶ）Ｄ２として生成し、これをプリンタ部５に送出する。この認証用紋様コードデータＤ２は、プリンタ部５において、認証用紋様コードＢＣ（図２（Ａ））としてオリジナル印画紙ＯＰ（図２（Ａ））に印画される。
【００３５】
また制御部２は、所定の複製指令が操作部から与えられると、紋様画像読取コマンド及びコード読取コマンドをスキャナ部４に送出する。
【００３６】
そして制御部２は、これらコマンドの応答結果として、スキャナ部４からコード付印画紙ＸＰｃ（図２（Ｂ））における紋様画像のデータ（以下、これをコード付紋様画像データと呼ぶ）Ｄ３と、当該コード付印画紙ＸＰｃに印画された認証用紋様コードＢＣ（図２（Ａ））の読取結果である認証用紋様コードデータＤ２とが与えられた場合、第２のモード（以下、このモードを検証モードと呼ぶ）に遷移する。
【００３７】
この場合、制御部２は、コード付紋様画像データＤ３の紋様画像から比較用紋様パターンを抽出し、この比較用紋様パターンと、認証用紋様コードデータＤ２に基づく認証用紋様パターンとを照合する。
【００３８】
そして制御部２は、所定の合致率よりも高い合致率が得られた場合にのみ複製許可コマンドを生成し、これをスキャナ部４に送出する。この場合、コード付印画紙ＸＰｃ（図２（Ｂ））の印画内容がスキャナ部４において読み取られ、この印画内容はプリンタ部５において印画される。
【００３９】
このようにして制御部２は、オリジナル印画紙ＯＰから抽出した認証用紋様パターンを認証用紋様コードＢＣとして当該オリジナル印画紙ＯＰに印画させ、当該印画させた認証用紋様コードＢＣの認証用紋様パターンと一致する比較用紋様パターンを有するコード付印画紙ＸＰｃについてのみ、印画内容の複製を許可することができるようになされている。
【００４０】
一方、スキャナ部４は、透過モード、反射モード及びコード読取モードを有し、制御部２から紋様画像読取コマンドが与えられた場合には透過モード、また複製許可コマンドが与えられた場合には反射モード、さらにコード読取コマンドが与えられた場合にはコード読取モードをそれぞれ実行するようになされている。
【００４１】
実際上、スキャナ部４は、透過モード時には、原稿台に載置されたオリジナル印画紙ＯＰ又はコード付印画紙ＸＰｃに対して光を照射し、当該印画紙ＯＰ又はＸＰｃを透過することにより得られる紋様投影光を光学系を介して固体撮像素子に結像する。そしてスキャナ部４は、この固体撮像素子から得られる紋様画像信号に対してＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換処理等を施し、この結果得られたオリジナル紋様画像データＤ１又はコード付紋様画像データＤ３を制御部２に送出する。
【００４２】
またスキャナ部４は、反射モード時には、原稿台に載置されたオリジナル印画紙ＯＰに対して光を照射し、当該印画紙ＯＰを反射することにより得られる印画内容反射光を光学系を介して固体撮像素子に結像する。そしてスキャナ部４は、この固体撮像素子から得られる印画内容画像信号に対してＡ／Ｄ変換処理等を施し、この結果得られた印画内容画像データＤ４をプリンタ部５に送出する。
【００４３】
さらにスキャナ部４は、コード読取モード時には、当該スキャナ部４に接続された２次元コードリーダ４ａを起動し、当該２次元コードリーダ４ａで読み取られることにより得られる認証用紋様コードデータＤ２を制御部２に送出する。
【００４４】
このようにしてスキャナ部４は、制御部２から与えられる各種コマンドに応じたモードを実行することにより、紋様画像、認証用紋様コードＢＣ（図２）、又は印画内容を読み取ることができるようになされている。
【００４５】
他方、プリンタ部５は、２次元コード用のフォント情報（以下、これをコードフォント情報と呼ぶ）及び紙の各種規格サイズそれぞれに対する認証用紋様コードＢＣ（図２）の位置情報（以下、これをコード位置情報と呼ぶ）等の各種情報を内部メモリに記憶しており、これら情報を適宜用いて印画処理を実行する。
【００４６】
この場合、プリンタ部５は、制御部２から認証用紋様コードデータＤ２が与えられると、この認証用紋様コードデータＤ２に対してパルス幅変調処理等を施し、この結果得られた印画データを印画ヘッド部に送出する。この結果、この印画データ、コードフォント情報及びコード位置情報に基づく印画ヘッド部の駆動により、このとき印画紙台にセットされた印画紙（オリジナル印画紙ＯＰ）の所定位置に認証用紋様コードＢＣ（図２（Ａ））が印画されることとなる。
【００４７】
またプリンタ部５は、スキャナ部４から印画内容画像データＤ４が与えられると、この印画内容画像データＤ４に対してパルス幅変調処理等を施し、この結果得られた印画データを印画ヘッド部に送出する。この結果、この印画データに基づく印画ヘッド部の駆動により、このとき印画紙台にセットされた用紙にオリジナル印画紙ＯＰの印画内容が複製されることとなる。
【００４８】
このようにしてプリンタ部５は、制御部２から供給される認証用紋様コードデータＤ２に基づく認証用紋様コードＢＣ（図２）を印画するとともに、印画内容画像データＤ４に基づく印画内容を複製することができるようになされている。
【００４９】
（３）制御部の具体的な処理
ここで、かかる制御部２の具体的な処理について説明する。この制御部２の処理は、当該処理内容を機能的に分類すると、図５に示すように、紋様画像から低域周波数成分の紋様画像（以下、これを低域紋様画像と呼ぶ）を抽出する低域周波数成分抽出部１１と、当該低域紋様画像を低輝度成分の画像（以下、これを黒成分紋様画像と呼ぶ）及び高輝度成分の画像（以下、これを白成分紋様画像と呼ぶ）に分離する画像分離部１２と、当該黒成分紋様画像及び白成分紋様画像に有する紋様を複数の領域に区割りする領域区割部１３と、当該各領域それぞれの特徴量を紋様パターンとして抽出する紋様パターン抽出部１４と、当該紋様パターン（各特徴量）を２次元バーコード変換する２次元コード変換部１５と、当該紋様パターン（各特徴量）を用いてコード付印画紙ＸＰｃ（図２（Ｂ））の正当性を検証する照合部１６とに分けることができる。
【００５０】
そしてこの制御部２では、コード印画モード時には、スキャナ部４から与えられるオリジナル紋様画像データＤ１に対して低域周波数成分抽出部１１、画像分離部１２、領域区割部１３、紋様パターン抽出部１４及び２次元コード変換部１５を順次介して各種処理が施され、この結果得られる認証用紋様コードデータＤ２がプリンタ部５に送出される。
【００５１】
また制御部２では、検証モード時には、スキャナ部４から与えられるコード付紋様画像データＤ３に対して低域周波数成分抽出部１１、画像分離部１２、領域区割部１３及び紋様パターン抽出部１４を順次介して各種処理が施され、この処理結果と、スキャナ部４から与えられる認証用紋様コードデータＤ２とに基づく照合処理が照合部１６で行われる。
【００５２】
以下、低域周波数成分抽出部１１による低域周波数成分抽出処理、画像分離部１２による画像分離処理、領域区割部１３による画像区割処理、紋様パターン抽出部１４による紋様パターン抽出処理、２次元コード変換部１５による２次元コード変換処理及び照合部１６による照合処理を詳細に説明する。
【００５３】
（３−１）低域周波数成分抽出処理
低域周波数成分抽出部１１は、例えば図６に示すように、オリジナル印画紙ＯＰ（図２（Ａ））又はコード付印画紙ＸＰｃ（図２（Ｂ））の紋様画像から指定領域ＡＲ（図２）の紋様画像（以下、これを領域紋様画像と呼ぶ）ＩＭ１（図６（Ａ））を取得し、この領域紋様画像ＩＭ１から低域成分紋様画像ＩＭ２（図６（Ｂ））を抽出する。
【００５４】
具体的に低域周波数成分抽出部１１は、内部メモリに記憶された領域位置情報に基づいて、スキャナ部４から与えられるオリジナル紋様画像データＤ１又はコード付紋様画像データＤ３から領域紋様画像ＩＭ１のデータを取得し、当該取得した領域紋様画像ＩＭ１のデータに対してフーリエ変換処理を施すことにより周波数成分のデータを生成する。
【００５５】
そして低域周波数成分抽出部１１は、この周波数成分のデータに対して、所定閾値以上の高周波成分のデータ値を「０」とした後に逆フーリエ変換処理を施すことにより低域成分紋様画像ＩＭ２のデータ（以下、これを低域紋様画像データと呼ぶ）Ｄ１１を生成し、これを画像分離部１２に送出するようになされている。
【００５６】
このようにして低域周波数成分抽出部１１は、低域成分紋様画像ＩＭ２を抽出することにより、例えばスキャナ部４での固体撮像素子のノイズ等、一般に画像の高周波成分に含まれる各種ノイズ成分を除去することができるようになされている。
【００５７】
この結果、この制御部２では、各種ノイズ成分に起因する紋様パターン抽出部１４での紋様パターン（特徴量）の抽出精度の低下を回避させることができ、ひいては照合部１６での照合処理の照合結果における信頼性を向上させることができることとなる。
【００５８】
（３−２）画像分離処理
画像分離部１２は、例えば図７に示すように、低域周波数成分抽出部１１において抽出された低域成分紋様画像ＩＭ２（図７（Ａ））を、白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ｂ））と、黒成分紋様画像ＢＩＭ（図７（Ｃ））とに分離する。
【００５９】
具体的に画像分離部１２は、低域周波数成分抽出部１１から供給される低域紋様画像データＤ１１の低域成分紋様画像ＩＭ２の輝度値を画素ごとに順次検出し、当該検出結果が所定の高輝度閾値（以下、これを白閾値と呼ぶ）以下の輝度値でなる画素（以下、これを白画素と呼ぶ）以外の画素を最も低い輝度レベルに変換するようにして白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ｂ））を抽出し、これを白成分紋様画像データＤ１２として領域区割部１３に送出する。
【００６０】
また画像分離部１２は、低域成分紋様画像ＩＭ２における各画素の輝度値の検出結果が所定の低輝度閾値（以下、これを黒閾値と呼ぶ）以上となる輝度値を有する画素（以下、これを黒画素と呼ぶ）以外の画素を最も高い輝度レベルに変換するようにして黒成分紋様画像ＢＩＭ（図７（Ｃ））を抽出し、これを黒成分紋様画像データＤ１３として領域区割部１３に送出するようになされている。
【００６１】
このようにして画像分離部１２は、低域成分紋様画像ＩＭ２を白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ｂ））と黒成分紋様画像ＢＩＭ（図７（Ｃ））とに分離することにより、紋様の複雑さの程度を低減することができるようになされている。
【００６２】
この結果、制御部２では、複雑さの程度が大きいことに起因する紋様パターン抽出部１４での紋様パターン（特徴量）の抽出精度の低下を回避させることができ、ひいては照合部１６での照合処理の照合結果における信頼性を向上させることができることとなる。
【００６３】
（３−３）領域区割処理
領域区割部１３は、図７に示したように、白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ｂ））に有する紋様を、隣接する白画素の集合を単位とする領域（以下、これを白ダマと呼ぶ）に区割りすると共に、黒成分紋様画像ＢＩＭ（図７（Ｃ））に有する紋様を、隣接する黒画素の集合を単位とする領域（以下、これを黒ダマと呼ぶ）に区割りする。
【００６４】
具体的に領域区割部１３は、画像分離部１２から供給される白成分紋様画像データＤ１２の白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ｂ））から全ての白画素を検出した後、図８（Ａ）に示すように、任意の注目画素ＡＰに隣接する上下左右方向の４画素及び斜め方向の４画素の計８画素（以下、これを８近傍画素と呼ぶ）の白画素を順次連結していく。
【００６５】
そして領域区割部１３は、例えば図８（Ｂ）に示すように、８近傍画素に白画素が検出されなくなった時点で、これまで連結した白画素群に識別情報を対応付けて白ダマＷＤ１、ＷＤ２……、及びＷＤｎを形成する。この結果、例えば図９（Ａ）に示すように、白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ｂ））に有する紋様は複数の白ダマＷＤ（ＷＤ１〜ＷＤｎ）に区割りされることになる。
【００６６】
次いで領域区割部１３は、図９（Ｂ）に示すように、各白ダマＷＤから予め規定された連結数以下となるダマ（以下、これを小ダマと呼ぶ）を除去し、当該除去した結果得られた白ダマＷＤ（ＷＤ１〜ＷＤｎ）をデータ（以下、これを白ダマデータと呼ぶ）Ｄ１４として紋様パターン抽出部１４に送出する。
【００６７】
また領域区割部１３は、画像分離部１２から供給される黒成分紋様画像データＤ１３の黒成分紋様画像ＢＩＭ（図７（Ｃ））についても白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ｂ））と同様にして複数の黒ダマＢＤ（ＢＤ１〜ＢＤｎ）を形成した後に小ダマを除去し、当該除去した結果得られた黒ダマＢＤ（ＢＤ１〜ＢＤｎ）をデータ（以下、これを黒ダマデータと呼ぶ）Ｄ１５として紋様パターン抽出部１４に送出するようになされている。
【００６８】
このようにして領域区割部１３は、白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ｂ））に有する紋様を複数の白ダマＷＤ（ＷＤ１〜ＷＤｎ）に区割りすると共に、黒成分紋様画像ＢＩＭ（図７（Ｃ））に有する紋様を複数の黒ダマＢＤ（ＢＤ１〜ＢＤｎ）に区割りすることにより、当該紋様を細分化することができるようになされている。
【００６９】
この結果、制御部２では、紋様パターン抽出部１４において、白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ｂ））及び黒成分紋様画像ＢＩＭ（図７（Ｃ））に有する紋様を細かく分析することができるため、当該紋様パターン抽出部１４での紋様パターン（特徴量）の抽出精度を向上させることができ、ひいては照合部１６での照合処理の照合結果における信頼性を向上させることができることとなる。
【００７０】
（３−４）紋様パターン抽出処理
紋様パターン抽出部１４は、各白ダマＷＤ（ＷＤ１〜ＷＤｎ）及び各黒ダマＢＤ（ＢＤ１〜ＢＤｎ）における形状を表す特徴量を紋様パターンとして抽出する。
【００７１】
実際上、紋様パターン抽出部１４においては、白ダマＷＤ及び黒ダマＢＤそれぞれをそのまま紋様パターンとするには、当該白ダマＷＤ及び黒ダマＢＤの形状が複雑であるため困難となることから、当該白ダマＷＤ及び黒ダマＢＤそれぞれを矩形に近似させる。
【００７２】
すなわち紋様パターン抽出部１４は、図１０に示すように、１つ１つのダマ（白ダマＷＤ又は黒ダマＢＤ）における中心座標（ｘｃ,ｙｃ）、長辺ｌ、短辺ｗ及び長辺ｌと水平軸とのなす角度θ（以下、これを矩形情報値と呼ぶ）を特徴量として算出する。
【００７３】
同様に紋様パターン抽出部１４は、領域区割部１３から供給される黒ダマデータＤ１５の黒ダマＢＤ（ＢＤ１〜ＢＤｎ）についても白ダマＷＤ（ＷＤ１〜ＷＤｎ）と同様に、当該黒ダマＢＤごとの矩形情報値を特徴量として算出する。
【００７４】
かくして算出された白ダマＷＤ（ＷＤ１〜ＷＤｎ）及び黒ダマＢＤ（ＢＤ１〜ＢＤｎ）それぞれの特徴量（以下、これを紋様特徴量と呼ぶ）は、領域紋様画像ＩＭ１（図６（Ａ））に有する紋様の特徴的な形状を表した値であるため、当該領域紋様画像ＩＭ１に含まれている紋様パターンの抽出結果そのものを意味することとなる。
【００７５】
そして紋様パターン抽出部１４は、コード印画モードである場合には、かかる紋様特徴量を認証用紋様パターンのデータ（以下、これを認証用紋様パターンデータと呼ぶ）Ｄ１６（図５）として２次元コード変換部１５に送出し、これに対して検証モードである場合には、当該紋様特徴量を比較用紋様パターンのデータ（以下、これを比較用紋様パターンデータと呼ぶ）Ｄ２６（図５）として照合部１６に送出するようになされている。
【００７６】
このように紋様パターン抽出部１４は、各白ダマＷＤ及び各黒ダマＢＤのそれぞれの矩形情報値からなる紋様特徴量を算出するようにして、指定領域ＡＲ（図２（Ａ））に有する紋様パターン（認証用紋様パターン又は比較用紋様パターン）を抽出することができるようになされている。
【００７７】
（３−５）２次元コード変換処理
２次元コード変換部１５は、認証用紋様パターン（紋様特徴量）を認証用紋様コードＢＣ（図２（Ａ））としてオリジナル印画紙ＯＰに記憶させる。
【００７８】
具体的に２次元コード変換部１５は、供給される認証用紋様パターンデータＤ１６の紋様特徴量（各白ダマＷＤ及び各黒ダマＢＤそれぞれの矩形情報値）の小数点以下を切り捨て、この結果得られた紋様特徴量に対して、メモリに記憶されたコード文字列情報に基づく２次元バーコード変換処理を施すことにより認証用紋様コードデータＤ２を生成し、これを所定のタイミングでプリンタ部５に送出する。
【００７９】
この結果、この認証用紋様コードデータＤ２は、プリンタ部５において、印画紙台にセットされた印画紙（オリジナル印画紙ＯＰ）の所定位置に認証用紋様コードＢＣ（図２（Ａ））として印画され、当該オリジナル印画紙ＯＰ（図２（Ａ））に認証用パターンが記録されることとなる。
【００８０】
なお、１つの白ダマ又は黒ダマＢＤにおける矩形情報値（中心座標（ｘｃ,ｙｃ）、長辺ｌ、短辺ｗ及び長辺ｌと水平軸とのなす角度θ）が取り得るデータ範囲として、図１１（Ａ）に示すデータ範囲を想定した場合、当該１つの白ダマ又は黒ダマＢＤにおける矩形情報値のデータサイズは、実験結果より、およそ９[byte]（７２[bit]）となった。
【００８１】
そして、上述の低域周波数成分抽出処理、画像分離処理、画像区割処理及び紋様パターン抽出処理により冗長なデータが削減された結果得られた紋様特徴量（各白ダマＷＤ及び各黒ダマＢＤそれぞれの矩形情報値）のデータサイズは、図１１（Ｂ）に示す実験結果からも明らかなように、平均で４３５[byte]、最大で５０４[byte]となった。
【００８２】
また既存の２次元バーコードは、図１２からも明らかなように、およそ１〜３[Kbyte]のバイナリデータを２次元バーコード変換することができる。従って、２次元コード変換部１５は、既存の２次元コードを適用した場合であっても、上述の低域周波数成分抽出処理、画像分離処理、画像区割処理及び紋様パターン抽出処理により冗長なデータを削減しているため、認証用紋様パターンデータＤ１６を認証用紋様コードデータＤ２に適切に変換することができるようになされている。
【００８３】
（３−６）照合処理
照合部１６は、図２（Ｂ）に示したように、コード付印画紙ＸＰｃ（図２（Ｂ））から抽出された比較用紋様パターンと、認証用紋様コードＢＣ（図２（Ｂ））に記憶されたオリジナル印画紙ＯＰの認証用紋様パターンとを照合する。
【００８４】
実際上、照合部１６は、紋様パターン抽出部１４から供給される比較用紋様パターンデータＤ２６の紋様特徴量（矩形情報値）によって表される白ダマＷＤ及び黒ダマＢＤ（以下、これを比較用ダマと呼ぶ）それぞれを、スキャナ部４から与えられる認証用紋様コードデータＤ２の紋様特徴量（矩形情報値）によって表される白ダマＷＤ及び黒ダマＢＤ（以下、これを認証用ダマと呼ぶ）と順次照合する。
【００８５】
ここで照合部１６による具体的な照合処理を図１３を用いて説明するが、説明の便宜上、ここではある１つの認証用ダマと、比較用ダマとの照合処理について説明する。
【００８６】
この図１３は、矩形情報値（中心座標（ｘｃ,ｙｃ）、長辺ｌ、短辺ｗ及び長辺ｌと水平軸とのなす角度θ）によって表される矩形の位置関係を示したものであり、Ｒｒは認証用ダマの矩形（破線）、Ｓｒは認証用ダマの長辺ｌ及び短辺ｗによって表される面積、ｇｒは認証用ダマの中心座標（ｘｃ,ｙｃ）によって表される中心、Ｒは比較用ダマの矩形（実線）、Ｓは比較用ダマの長辺ｌ及び短辺ｗによって表される面積、ｇは比較用ダマの中心座標（ｘｃ,ｙｃ）によって表される中心をそれぞれ示したものである。
【００８７】
またｄは、認証用ダマ及び比較用ダマの中心ｇｒ、ｇ間における距離（以下、これを中心間距離と呼ぶ）を示し、θ´は、認証用ダマにおける長辺ｌと水平軸とのなす角度θと比較用ダマにおける長辺ｌと水平軸とのなす角度θとの差、即ち矩形Ｒｒ及び矩形Ｒ間における傾きの差（以下、これを矩形間傾き差と呼ぶ）を示し、図中の楕円は、比較用ダマを示したものである。
【００８８】
この図１３において、照合部１６は、認証用ダマ及び比較用ダマ双方の矩形情報値に基づいて、認証用ダマの中心ｇｒが比較用ダマの矩形Ｒ内に存在し、かつ比較用ダマの中心ｇが認証用ダマの矩形Ｒｒ内に存在するか否かを判断する。
【００８９】
そして照合部１６は、双方の中心ｇｒ、ｇが互いの矩形Ｒ、Ｒｒ内に存在する場合には、中心間距離ｄ、矩形間傾き差θ´及び認証用ダマの面積Ｓｒと比較用ダマの面積Ｓとの差（以下、これをダマ面積差と呼ぶ）がそれぞれ所定の閾値以下であるか否かを順次判断する。
【００９０】
ここで照合部１６は、いずれも閾値以下であった場合には、認証用ダマと比較用ダマとは同一のダマであると判断し、これに対していずれか１つでも閾値以上であった場合には、認証用ダマと比較用ダマとは同一のダマではないと判断するようになされている。
【００９１】
但し、図１３との対応部分に同一符号を付した図１４に示すように、認証用ダマ及び比較用ダマ双方の矩形Ｒｒ、Ｒがともに正方形に近い場合、矩形間傾き差θ´が略９０度となるため、同一のダマであるにも係わらず異なるダマであると判断されるといった事態が起こり得る。
【００９２】
従って、照合部１６は、かかる誤判断を防止する対処策として、認証用ダマの長辺ｌｒと短辺ｗｒとの比及び比較用ダマの長辺ｌと短辺ｗとの比がともに「１」に近い場合には、矩形間傾き差θｒ−θ（即ち、図１３におけるθ´）が閾値以上であっても、ダマ面積差が閾値以下であれば、認証用ダマと比較用ダマとが同一のダマであると判断するようになされている。
【００９３】
このようにして照合部１６は、コード付印画紙ＸＰｃ（図２（Ｂ））から抽出された比較用紋様パターン（紋様特徴量（矩形情報値）によって表される各比較用ダマ）と、認証用紋様コードＢＣ（図２（Ｂ））に記憶されたオリジナル印画紙ＯＰの認証用紋様パターン（紋様特徴量（矩形情報値）によって表される各認証用ダマ）とを照合するようになされている。
【００９４】
そして照合部１６は、この照合結果として所定の合致率よりも高い合致率が得られた場合には、比較用紋様画像に対応するコード付印画紙ＸＰｃが正当なオリジナル印画紙ＯＰであると判断し、このとき複製許可コマンドＣＯＭ（図５）を生成してスキャナ部４（図４）に送出する。
【００９５】
この結果、スキャナ部４では反射モードが実行され、このとき原稿台に載置されたオリジナル印画紙ＯＰ（図２（Ａ））の印画内容が印画内容画像データＤ４としてプリンタ部５に送出され、かくしてプリンタ部５においてオリジナル印画紙ＯＰ（図２（Ａ））の印画内容が用紙に複製されることとなる。
【００９６】
（４）認証精度の向上対策
かかる構成に加えて、この紙認識装置１では、認証精度を向上する各種対策がさらに講じられている。
【００９７】
（４−１）紋様抽出箇所変更機能
まず、第１の認証精度の向上対策として、この制御部２には、オリジナル印画紙ＯＰの指定領域ＡＲ（図２）から得られるオリジナル紋様画像データＤ１（図５）の状態に応じて、認証用紋様パターンの抽出箇所を適宜変更する紋様抽出箇所変更機能が搭載されている。
【００９８】
実際上、制御部２の領域分離部１２（図５）は、コード印画モードにおいて、オリジナル紋様画像データＤ１に対する低周波数成分抽出処理結果として低周波数成分抽出部１１から供給される低域紋様画像データＤ１１を受けると、当該低域紋様画像データＤ１１の低域成分紋様画像ＩＭ２（図６（Ｂ））における画素ごとの輝度値の分布を輝度ヒストグラムとして生成する。
【００９９】
そして領域分離部１２は、この輝度ヒストグラムの歪度を算出する。この歪度は、例えば図１５に示すように、分布の平均値を中心軸ＣＸとして分けられる右側領域ＲＡＲ及び左側領域ＬＡＲの対称性を表す値となる。従ってこの図１５のように対称となっている場合には、歪度はゼロとなり、つまり歪度がゼロに近いほど分布の偏りが小さく対照性を有していることとなる。
【０１００】
一方、例えば図１６に示すように、分布が負の方向に偏って右側領域ＲＡＲが左側領域ＬＡＲに比して小さい場合には、その偏りが大きいほど負の値が大きい歪度として得られ、これに対して、図示はしないが、分布が正の方向に偏って右側領域ＲＡＲが左側領域ＬＡＲに比して大きい場合には、その偏りが大きいほど正の値が大きい歪度として得られることとなる。
【０１０１】
また、この正負の値が大きい歪度として得られるということは、折れ曲がりや虫食い等に起因して指定領域ＡＲ（図２）における紙の状態（紋様の状態）が粗悪であることを意味し、これに対して、歪度がゼロに近いほど、指定領域ＡＲ（図２）における紙の状態（紋様の状態）は良好であることを意味する。
【０１０２】
従って領域分離部１２は、算出した歪度の絶対値が、対照性が確保されているものと許容し得る所定の許容値以上として得られた場合には、指定領域ＡＲ（図２）とは異なる領域の位置情報を含む紋様画像読取コマンドを生成し、これをスキャナ部４（図４）に送出することにより、認証用紋様パターンの抽出箇所を指定領域ＡＲ以外の領域に変更させる。
【０１０３】
これに対して領域分離部１２は、算出した歪度の絶対値が許容値よりも低い値として得られた場合には、図１７に示すように、予め設定された白閾値ＴｈＷ及び又は黒閾値ＴｈＢを適宜変動することによって、白成分紋様画像ＷＩＭの白画素及び黒成分紋様画像ＢＩＭの黒画素における画素数が、ともに、低域成分紋様画像ＩＭ２における全画素の２０[%]（図１７において破線部分）となるように、当該低域成分紋様画像ＩＭ２を白成分紋様画像ＷＩＭ及び黒成分紋様画像ＢＩＭに分離する。
【０１０４】
そして領域分離部１２は、このとき分離した白成分紋様画像ＷＩＭを白成分紋様画像データＤ１２（図５）として領域区割部１３に送出すると共に、黒成分紋様画像ＢＩＭを黒成分紋様画像データＤ１３（図５）として領域区割部１３に送出する。
【０１０５】
このようにして画像分離部１２は、オリジナル紋様画像データＤ１（図５）の状態に応じて認証用紋様パターンの抽出箇所を適宜変更することにより、紙の状態（紋様の状態）が良好な箇所から得られる低域成分紋様画像ＩＭ２に基づいて白成分紋様画像ＷＩＭ及び黒成分紋様画像ＢＩＭを均等に配分することができるようになされている。
【０１０６】
この結果、この制御部２では、白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ｂ））及び黒成分紋様画像ＢＩＭ（図７（Ｃ））に有する特徴成分を均等に分析することができ、ひいては照合部１６での照合処理の照合結果における信頼性を向上させることができることとなる。
【０１０７】
（４−２）成分分離条件可変機能
次いで、第２の認証精度の向上対策として、この制御部２には、スキャナ部４の原稿台に載置したオリジナル印画紙ＯＰの位置や固体撮像素子に発生するノイズ等の変化あるいはオリジナル印画紙ＯＰの経年変化等に起因する紙の状態変化（以下、これを紙状態変化と呼ぶ）に応じて、白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ａ））及び黒成分紋様画像ＢＩＭ（図７（Ｂ））に分離するための条件（以下、これを成分分離条件と呼ぶ）を可変する成分分離条件可変機能が搭載されている。
【０１０８】
実際上、図２との対応部分に同一符号を付した図１８に示すように、コード印画モード（図１８（Ａ））では、制御部２の領域分離部１２（図５）が、オリジナル印画紙ＯＰの状態を表す基準とすべきパラメータ（以下、これを紙状態基準パラメータと呼ぶ）を検出し、２次元コード変換部１５が、当該紙状態基準パラメータを２次元コード（以下、これを紙状態コードと呼ぶ）ＢＣＰとして、認証用紋様パターンを表す認証用紋様コードＢＣとともにオリジナル印画紙ＯＰに記憶する。
【０１０９】
一方、検証モード（図１８（Ｂ））では、領域分離部１２（図５）が、コード付印画紙ＸＰｃ（即ち紙状態コードＢＣＰが記憶されたオリジナル印画紙ＯＰ）の状態を比較紙状態パラメータとして抽出し、この比較紙状態パラメータと、紙状態コードＢＣＰを２次元コードリーダ４ａ（図４）で読み取られることにより得られる紙状態基準パラメータとに応じて紙状態変化を検出し、当該検出結果に応じて成分分離条件を可変する。
【０１１０】
以下、かかる領域分離部１２における紙状態基準パラメータの検出手法及び成分分離条件可変手法をそれぞれ詳細に説明する。
【０１１１】
（４−２−１）紙状態基準パラメータの検出手法
実際上、画像分離部１２は、コード印画モードにおいて、低域成分紋様画像ＩＭ２における全画素の２０[%]（図１７において破線部分）となるように、当該低域成分紋様画像ＩＭ２を白成分紋様画像ＷＩＭ及び黒成分紋様画像ＢＩＭに分離したとき（図１７）、このときの輝度ヒストグラムの歪度を、オリジナル印画紙ＯＰの状態を表す紙状態基準パラメータのデータ（以下、これを紙状態基準パラメータデータと呼ぶ）Ｄ３０（図５）として２次元コード変換部１５（図５）に送出する。この紙状態基準パラメータデータＤ３０は、２次元コード変換部１５を介して紙状態コードＢＣＰ（図１８（Ａ））としてオリジナル印画紙ＯＰに記憶される。
【０１１２】
このようにして画像分離部１２は、オリジナル印画紙ＯＰにおける良好な部分の状態を紙状態基準パラメータとして抽出することができるようになされている。
【０１１３】
（４−２−２）成分分離条件可変手法
画像分離部１２は、検証モードにおいて、コード付紋様画像データＤ３に対する低周波数成分抽出処理結果として低周波数成分抽出部１１から供給される低域紋様画像データＤ１１を受けると、当該低域紋様画像データＤ１１の低域成分紋様画像ＩＭ２における画素ごとの輝度値の分布を輝度ヒストグラムとして生成し、この輝度ヒストグラムの歪度を求める。
【０１１４】
そして画像分離部１２は、かかる輝度ヒストグラムの歪度と、紙状態コードＢＣＰを２次元コードリーダ４ａ（図４）で読み取られることにより得られる紙状態基準パラメータデータＤ３０の歪度との絶対値差を算出する。
【０１１５】
ここで、この絶対差がゼロでなかった場合、このことは、この検証モードで対象となった指定領域ＡＲにおける紙（コード付印画紙ＸＰｃ）の状態が、コード印画モード時に対象となった紙（オリジナル印画紙ＯＰ）の状態から変化していることを意味している。この場合、画像分離部１２は、かかる輝度ヒストグラムの極大値（ピーク値）を検出し、この極大値を分布の中心軸ＣＸとした右側領域ＲＡＲにおける画素数と、左側領域ＬＡＲにおける画素数とをそれぞれ認識する。
【０１１６】
そして領域区割部１２は、例えば図１９に示すように、右側領域ＲＡＲ（左側領域ＬＡＲ）における全画素に対する、白成分紋様画像ＷＩＭ（黒成分紋様画像ＢＩＭ）として抽出すべき画素の割合を、歪度の絶対値差に応じて例えば４０[%]として決定する。この割合は、絶対差が大きいほど、右側領域ＲＡＲと左側領域ＬＡＲとの画素数差が大きくなるため、高い割合に決定される。
【０１１７】
この状態において領域区割部１２は、右側領域ＲＡＲ及び左側領域ＬＡＲともに、当該領域の全画素の４０[%]となるように、白閾値ＴｈＷ及び又は黒閾値ＴｈＢを変動することによって、白成分紋様画像ＷＩＭ及び黒成分紋様画像ＢＩＭに分離する。この結果、図１９に示した例では、白成分紋様画像ＷＩＭは、低域成分紋様画像ＩＭ２における全画素の１８[%]となる一方（図１９において破線部分）、黒成分紋様画像ＢＩＭは、低域成分紋様画像ＩＭ２における全画素の２８[%]となり（図１７において破線部分）、紙状態変化に応じて白成分紋様画像ＷＩＭ及び黒成分紋様画像ＢＩＭが均等に配分されることとなる。
【０１１８】
このようにして領域区割部１２は、紙状態変化の検出結果に応じて成分分離条件を可変することができるようになされている。
【０１１９】
なお、検証モード時に対象とされたコード付印画紙ＸＰｃが、原本としてのオリジナル印画紙ＯＰとは全く異別のものであった場合、歪度の絶対値差がゼロにならないため成分分離条件が可変されることもあるが、この場合であっても、当該成分分離条件が可変されたことによって、本来異なる紙であると識別されるべき照合部１６（図１５）での判定が、同じ紙であると判定されてしまうといった事態は想定されないため問題はない。
【０１２０】
このようにこの制御部２では、紙状態変化の有無にかかわらず、白成分紋様画像ＷＩＭ及び黒成分紋様画像ＢＩＭを均等に配分することができるため、紙状態変化に左右されることなく、白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ｂ））及び黒成分紋様画像ＢＩＭ（図７（Ｃ））に有する特徴成分を均等に分析することができ、ひいては照合部１６での照合処理の照合結果における信頼性をより一段と向上させることができることとなる。
【０１２１】
（５）動作及び効果
以上の構成において、この紙識別装置１の制御部２は、認証用紋様コードＢＣ（図１８（Ａ））をオリジナル印画紙ＯＰに記憶するコード印画モードにおいて、そのオリジナル印画紙ＯＰの状態を表す紙状態基準パラメータを検出し、これを紙状態コードＢＣＰとしてオリジナル印画紙ＯＰに記憶する。
【０１２２】
一方、制御部２は、この紙状態コードＢＣＰが記憶されたオリジナル印画紙ＯＰ（コード付印画紙ＸＰｃ）がオリジナル印画紙であるか否かを検証する検証モードにおいて、そのオリジナル印画紙ＯＰにおける紙状態コードＢＣＰの紙状態基準パラメータと、このときのオリジナル印画紙ＯＰの状態を表す紙状態パラメータとの比較に応じて、当該オリジナル印画紙ＯＰの紋様に基づいて得られる低域成分紋様画像ＩＭ２を所定の輝度成分の白成分紋様画像ＷＩＭ及び黒成分紋様画像ＢＩＭに分離すべき条件を可変する（図１８（Ｂ））。
【０１２３】
従ってこの制御部２では、紙の状態に変化があった場合であっても、その変化に対して適応的に分離条件を設定することができるため、当該状態変化にかかわらず、状態変化前後の分離内容を同等にすることができる。
【０１２４】
また、分離すべき条件の具体的な可変手法として、制御部２は、低域成分紋様画像ＩＭ２の輝度分布の平均を中心とする右左領域の対称性の程度（図１５及び図１６で説明した歪度）を検出し、当該状態変化前後の歪度の差に応じて、低域成分紋様画像ＩＭ２（図７（Ａ））を白成分紋様画像ＷＩＭ（図７（Ｂ））及び黒成分紋様画像ＢＩＭ（図７（Ｃ））として分離すべき画素の割合を可変する。
【０１２５】
従ってこの制御部２では、状態変化にかかわらず、状態変化前後の白成分紋様画像ＷＩＭと黒成分紋様画像ＢＩＭとを相対的に均等配分することができる。
【０１２６】
さらに、この制御部２は、コード印画モードにおいて、オリジナル印画紙ＯＰのある指定領域ＡＲにおける紙状態基準パラメータを検出し、当該を紙状態コードＢＣＰとしてオリジナル印画紙ＯＰに記憶する前に、その紙状態基準パラメータに応じて、指定領域ＡＲ以外の領域から紙状態基準パラメータを再検出する。
【０１２７】
従って、この制御部２では、基準とすべき指定領域ＡＲ（図２）における紙の状態（紋様の状態）が折れ曲がりや虫食い等によって既に粗悪であった場合には、状態変化が少ないであろう良好な領域における紙状態基準パラメータを紙状態コードＢＣＰとしてオリジナル印画紙ＯＰに記憶しておくことができる。このため、コード印画モードに再検出しなかった場合に比して、検証モードでは、分離すべき条件の可変の程度が低減されることとなる。
【０１２８】
以上の構成によれば、オリジナル印画紙ＯＰの状態を表す紙状態基準パラメータを検出し、これを紙状態コードＢＣＰとしてオリジナル印画紙ＯＰに記憶しておき、当該記憶された紙状態コードＢＣＰの紙状態基準パラメータと、所定の時間経過があったオリジナル印画紙ＯＰの状態を表す紙状態パラメータとの比較に応じて、当該オリジナル印画紙ＯＰの紋様に基づいて得られる低域成分紋様画像ＩＭ２を所定の輝度成分の白成分紋様画像ＷＩＭ及び黒成分紋様画像ＢＩＭに分離すべき条件を可変するようにしたことにより、紙の状態に変化に対して適応的に分離条件を設定することができるため、当該状態変化にかかわらず、状態変化前後の分離内容を同等にすることができ、かくして紙の特徴の抽出精度を向上することができる。
【０１２９】
（６）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、紙の状態を表す状態パラメータを検出する検出手段として、輝度ヒストグラムの歪度を検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば尖度、分散又は平均等、この他種々の統計学的要素を検出するようにしても良く、２以上の統計学的要素の組み合わせを検出するようにしても良い。
【０１３０】
また検出対象として、画像データの輝度ヒストグラムを適用したが、これに限らず、色差ヒストグラム、パワースペクトラム又はこれらの組み合わせ等を適用することができる。
【０１３１】
さらに検出箇所として、指定領域ＡＲ（図２）又はそれ以外の１つの領域から状態パラメータを検出するようにしたが、これに限らず、紙を複数の領域に分割し、当該分割された領域ごとに状態パラメータを検出するようにしても良い。なお、分割手法は、例えば紙の中心を通る水平線及び垂直線により４つの領域に紙を分割する等、この他種々の分割手法を適用することができる。
【０１３２】
さらに上述の実施の形態においては、紙の紋様に基づく紋様情報から識別対象として抽出すべき抽出条件を可変する可変手段として、図１９に示すように、極大値（ピーク値）を中心軸ＣＸとした右側領域ＲＡＲ（左側領域ＬＡＲ）における全画素に対する、白成分紋様画像ＷＩＭ（黒成分紋様画像ＢＩＭ）として抽出すべき画素の割合を、歪度の絶対値差に応じて決定し、当該決定した割合となるように白閾値ＴｈＷ及び又は黒閾値ＴｈＢを適宜変動することによって、白成分紋様画像ＷＩＭ及び黒成分紋様画像ＢＩＭを生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の手法を適用することができる。
【０１３３】
例えば、図２０に示すように、歪度の絶対値差に応じて中心軸ＣＸ上の点Ｐを決定し、当該決定した点Ｐをとおる水平軸ＨＸと、輝度ヒストグラムとの交点Ｐ１及びＰ２を白閾値ＴｈＷ及び又は黒閾値ＴｈＢとして白成分紋様画像ＷＩＭ及び黒成分紋様画像ＢＩＭを生成することができる。
【０１３４】
また、輝度ヒストグラムにおける極大値（ピーク値）が２以上あった場合には、図１９で上述した手法に代えて、他の手法を適用するようにしても良い。例えば、図２１に示すように、平均値ＡＶよりも低い極大値ＭＢから低輝度方向へ標準偏差σＢの定数「ｋ」倍だけ離れた黒閾値ＴｈＢ以下の画素数（図２１（Ａ）における左太枠領域に対応する画素数）と、平均値ＡＶよりも高い極大値ＭＷから高輝度方向へ標準偏差σＷの定数「ｋ」倍だけ離れた白閾値ＴｈＷ以下の画素数（図２１（Ａ）における右太枠領域に対応する画素数）との合計が全画素の例えば４０[%]となるように、当該定数「ｋ」を調整する。このようにすれば、各極大値ＭＢ、ＭＷを基準とした標準偏差σＢ、σＷそれぞれにおける分布の広がりを考慮して白閾値ＴｈＷ及び黒閾値ＴｈＢを決定することができるため、その紙の状態に反映した分離条件を一段と適切に設定することができる。なお、この割合は、例えば上述の実施の形態と同様に歪度の絶対値差に応じた値として決定しても良く、また予め設定した値であっても良い。
【０１３５】
さらに上述の実施の形態においては、状態パラメータを基準状態パラメータとして記憶対象に記憶する記憶手段として、紋様パターン（紋様特徴量）を認証用コード（２次元バーコード）ＢＣ（図２（Ａ））として印画紙（オリジナル印画紙ＯＰ）に印画するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば紋様パターンに応じた穴や点字を印画紙に設けるようにしても良く、又は紋様パターン（紋様特徴量）を直接印画紙に記述するようにしても良い。また紙に記憶した認証用コードや点字等に対してラミネート等の透明な保護膜で覆うようにしても良い。この場合、認証用コードや点字等が記憶された部分における紙の状態変化をより一段と抑制することができ、認証精度の向上を期待することができる。
【０１３６】
また、かかる記憶対象として、上述の実施の形態では、紙を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)又はＨＤＤ(Hard Disk Drive)等の記録媒体に記憶するようにしても良い。
【０１３７】
さらに上述の実施の形態においては、撮像手段（スキャナ部４）により撮像された紋様画像に対して低域周波数成分処理、画像分離処理、領域区割処理及び紋様パターン抽出処理を順次施すことにより紋様パターン（紋様特徴量）を抽出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必ずしも撮像しなくても良く、又はこれら処理全てを施す必要もなく、さらにはこれら処理以外の処理を加えるあるいは変更するようにしても良く、要は、印画紙を透過することにより得られる紋様投影光から得られる信号に基づいて紋様情報（紋様に関する情報）を取得することができる。
【０１３８】
さらに上述の実施の形態においては、識別装置として図４に示した構成を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々の構成を適用することができる。
【０１３９】
この場合、図５で示した各種処理又はその一部の処理を制御部に対して実行させるプログラムを、例えばコピー機等の紙を取り扱う既存の装置あるいは新規に製造された装置にインストールするようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明は、紙を例えば貨幣等の商品交換媒体、証明書等の内容証明媒体又は個人の著作物等の情報記憶媒体などの各種媒体として使用する場合に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】紙の紋様を示す略線図である。
【図２】不正複製防止手法の説明に供する略線図である。
【図３】オリジナル印画紙からの複製の説明に供する略線図である。
【図４】本実施の形態による不正複製防止装置の構成を示すブロック図である。
【図５】制御部の処理の説明に供するブロック図である。
【図６】低域周波数成分の抽出の説明に供する略線図である。
【図７】画像の分離説明に供する略線図である。
【図８】白ダマ（黒ダマ）の区割りの説明に供する略線図である。
【図９】小ダマの除去の説明に供する略線図である。
【図１０】特徴量の算出の説明に供する略線図である。
【図１１】実験結果を示す略線図である。
【図１２】２次元コードの種類を示す略線図である。
【図１３】ダマの照合（１）の説明に供する略線図である。
【図１４】ダマの照合（２）の説明に供する略線図である。
【図１５】分布が対称となる輝度ヒストグラムを示す略線図である。
【図１６】分布が非対称となる輝度ヒストグラムを示す略線図である。
【図１７】輝度ヒストグラムに基づく画素選択の説明に供する略線図である。
【図１８】紙の状態変化に応じた処理条件の変更の説明に供する略線図である。
【図１９】紙の状態変化に伴って変化した輝度ヒストグラムに基づく画素選択の可変の説明に供する略線図である。
【図２０】他の実施の形態による輝度ヒストグラムに基づく画素選択の可変例（１）の説明に供する略線図である。
【図２１】他の実施の形態による輝度ヒストグラムに基づく画素選択の可変例（２）の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
【０１４２】
１……紙識別装置、２……制御部、４……スキャナ部、４ａ……コードリーダ、５……プリンタ部、１１……低域周波数成分抽出部、１２……画像分離部、１３……領域区割部、１４……紋様パターン抽出部、１５……２次元コード変換部、１６……照合部、Ｄ１……紋様画像データ、Ｄ２……認証用紋様コードデータ、Ｄ３……比較用紋様画像データ、Ｄ４……印画内容画像データ、Ｄ１１……低域紋様画像データ、Ｄ１２……白成分紋様画像データ、Ｄ１３……黒成分紋様画像データ、Ｄ１４……白ダマデータ、Ｄ１５……黒ダマデータ、Ｄ１６……認証用紋様パターンデータ、Ｄ２６……比較用紋様パターンデータ、Ｄ３０……紙状態基準パラメータデータ、ＯＰ……オリジナル印画紙、ＸＰｃ……コード付印画紙、ＡＲ……指定領域、ＢＣ……認証用紋様コード、ＢＣＰ……紙状態コード、ＩＭ１……領域紋様画像、ＩＭ２……低域紋様画像、ＷＩＭ……白成分紋様画像、ＢＩＭ……黒成分紋様画像、ＷＤ（ＷＤ１〜ＷＤｎ）……白ダマ、ＢＤ（ＢＤ１〜ＢＤｎ）……黒ダマ、ＣＸ……中心軸、ＲＡＲ……右側領域、ＬＡＲ……左側領域。
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図１】
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【図６】
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【図１２】
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