(57)【要約】【課題】  異なる１種類以上の券種を有する印刷物を識別する際に有効な、コンテンツ要素領域内にセキュリティ要素を埋め込み、機械読取した際に差別化を図ることが可能な印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法を提供する。【解決手段】  コンテンツ要素の配置された印刷物全面の画像を入力し、コンテンツ要素部分を任意の矩形領域を１ブロックとしたマス目状に分割し、コンテンツ要素が配置されたブロックを非マスク領域とし、非マスク領域の各ブロックを、セキュリティ要素付与可能ブロックとし、セキュリティ要素付与可能ブロックに複数のセキュリティ要素を配置した配置案を作成し、作成された各々のセキュリティ要素の配置案について評価を行い、あらかじめ設定した終了条件との比較を行い、評価結果が終了条件を満たすまで繰り返す。【選択図】  図１
2012109838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上の一部にコンテンツ要素が施された印刷物であり、前記コンテンツ要素が施された領域内の少なくとも一部にセキュリティ要素を配置するための最適な配置案の作成方法であって、
前記印刷物全面の画像を入力して画像データを得る工程と、
前記得られた画像データのコンテンツ要素が施された領域を、あらかじめ設定した矩形領域を１ブロックとしたマス目状に分割する工程と、
前記分割されたコンテンツ要素が施されたブロック領域とそれ以外の領域とによるマスク画像を作成し、前記コンテンツ要素が施されたブロック領域をセキュリティ要素付与可能ブロックとする工程と、
前記セキュリティ要素付与可能ブロックの任意の個所にセキュリティ要素を最適に配置する最適な配置案の探索を行う工程とから成ることを特徴とする印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法。
【請求項２】
前記最適な配置案の探索を行う工程は、
前記コンテンツ要素が施された領域の各ブロックに、セキュリティ要素の有無をランダムに配置するセキュリティ要素配置案を、２つ以上の探索点の数分を作成する工程と、
前記作成された探索点の数分のセキュリティ要素配置案に対し、セキュリティ要素が配置されたコンテンツ要素が施された領域の印刷部分と前記コンテンツ要素が施された領域以外の印刷部分とを、センサの出力値から差分値を求めて評価値とする工程と、
前記２つ以上の探索点におけるセキュリティ要素配置案に対して順次評価値を求め、求めた評価値を比較し、評価値の最大値を更新しながら、最大評価値を得る工程と、
前記得られた最大評価値と、あらかじめ設定した終了条件との比較を行う工程と、
前記評価結果があらかじめ設定した終了条件を満たした場合は、作成された前記２つ以上の探索点におけるセキュリティ要素配置案の内、最も高い評価値を示したセキュリティ要素配置案を最適化された配置案とし、終了条件を満たしていない場合は、高い評価値を得られた配置案の情報を基に再度配置案を作成し、終了条件を満たすまで、前記処理を繰り返すことで最適化された配置案とする工程とから成る請求項１記載の印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法。
【請求項３】
前記印刷物が複数の券種を有する印刷物であって、
前記セキュリティ要素の配置案を複数の各券種に対して作成し、前記各券種間のセキュリティ要素付与可能ブロックにおけるセンサの出力値を、前記セキュリティ要素付与可能ブロックにおける各ブロックの画素値の平均値を基に算出し、前記各券種間のセキュリティ要素配置可能ブロックにおけるセンサの出力値の平均値を比較し、差分値を求め、前記差分値の絶対値の総和を評価値とする請求項２記載の印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法。
【請求項４】
前記セキュリティ要素の配置案の探索を、遺伝的アルゴリズムを用いて実施することを特徴とする請求項２又は３記載の印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法に関するものであり、特に、異なる一種類以上の券種を有する印刷物を識別する際に、有効なセキュリティ要素を配置するための最適な配置案の探索に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、紙幣等の紙葉類や金券、債券及び商品券等の有価証券等の貴重印刷物の印刷面には、様々な要素が付与されて構成されている。この要素を大別すると、コンテンツ要素とセキュリティ要素とに分けることができる。コンテンツ要素とは、一般に視認可能な本来の目的である情報を伝えるための要素であり、例えば、金額等の文字、発行機関、記号、番号、模様及びデザイン等である。貴重印刷物におけるデザインは、貴重印刷物が他の一般的な印刷物と異なるものであることが一目でわかり、偽造や改ざんを牽制する役割となっている要素である。また、セキュリティ要素とは、その印刷物が本物であることを証明するために必要な要素であり、不可視要素として、偽造を防ぐための手段として採用される要素であり、各種の偽造防止策や機械読取用パターン等が該当する。
【０００３】
貴重印刷物の紙葉類又は商品券等の券種ごとに対して施されるセキュリティ要素としては、磁気特性や光学特性等の機能性材料が配置され、これらのセキュリティ要素は、紙葉類や商品券等の流通過程において、紙葉類や商品券等を読み取る装置に搭載される各種センサで測定された際に、セキュリティ要素の有無のパターンが出力されるように配置される。また、このセキュリティ要素は、紙葉類や商品券等が真正物であるか否かを判別する対象及び各券種の識別を行うための対象となっており、流通に際して、紙葉類や商品券等を読み取る装置で真偽判別及び各券種の識別が確実に行えるようにする必要があった。
【０００４】
上記セキュリティ要素は、コンテンツ要素内に隠ぺいされるため、コンテンツ要素の画線濃度や画線構成が、各種読取センサで測定された際の出力パターンの特徴に影響する。これは、一般に公知の紙葉類等や、商品券等の流通有価証券類の自動認識装置においては、有価証券類の模様又は図形等の光学的な反射／透過パターン又は磁気的な反射パターンを、各センサ又はイメージリーダ等により読み込み、電気信号に変換して画像データとした上で、それらに対して券種及び真偽の認識処理等を行っているためである。そのため、機械処理装置で読み取りやすいセキュリティ要素の配置案を人による作業で作成することは困難であり、多くの労力を必要とするという問題が発生していた。
【０００５】
こうした様々な要素を印刷物にデザインする技術分野において、コンテンツ要素をデザインする技術としては、ドキュメントに使用される画像やテキスト等のドキュメント内に含まれるコンテンツデータをそれぞれ１つの矩形領域に配置されるデータとみなし、各矩形領域をドキュメント内において、コンテンツデータに対応する矩形領域のサイズに応じて自動的に配置する方法（例えば、特許文献１参照。）が提案されており、公知となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０４７３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、紙葉類や商品券等の貴重印刷物には、コンテンツ要素内にセキュリティ要素を付与する必要があることから、貴重印刷物の券面デザインの変更があるごとに、多くの時間と労力とを必要としていた。その理由としては、セキュリティ要素が機械処理装置で読み取られるための要素であることから、例えば、機械処理装置に搭載された貴重印刷物を読み取るためのセンサに対して、セキュリティ要素配置部と非配置部を明確に差別することができるように配置しなくてはならないが、不可視の情報であるため、コンテンツ要素のデザインを重視すると、セキュリティ要素を読み取るためのセンサで読み取られた際に、セキュリティ要素の配置部と非配置部を差別するために必要な、明確な出力差が得られないという問題があった。
【０００８】
図１６は、従来行われていた貴重印刷物の印刷面へのデザインレイアウトによるセキュリティ要素の配置案の作成に係るフローチャートである。一般に、デザイナー等によりデザインが作成され（Ｓ１）、デザインのどこにセキュリティ要素を配置するか（Ｓ２）を検討し、実際の配置サンプルの作成（Ｓ３）をし、そのサンプルに対して貴重印刷物を読み取るためのセンサによる測定を行うことによる読み取りやすさの検証を繰り返し（Ｓ４）ながら、試作セキュリティ要素の配置案を完成（Ｓ５）させていた（図１６（ａ））。一連の試行錯誤によるセキュリティ要素の配置の検証として、例えば、図１６（ｂ）に示すように、作成された配置案を機械読取装置で読み取り（Ｓ３１）、センサから出力された波形が、例えば、セキュリティ要素を配置した配置部分と非配置部分とで、十分なコントラストを持っているか等の検証（Ｓ３２）を行う。
【０００９】
このように、セキュリティ要素が不可視の情報であることから、人手によるセキュリティ要素の配置設計では、各貴重印刷物の差別化が図れるようにレイアウトがなされているように見受けられるが、デザイン設計された各貴重印刷物を、機械処理装置で読み取ったときに、差別化が図られているかどうかを実際に確認する必要があるのが現状である。そのため、セキュリティ要素を配置した貴重印刷物の印刷面のデザインの検討、試作及び不可視情報を読み取るための各種センサでの測定の繰り返しが必要とされ、最適な配置案を作成するためには、最終的に大量のデータと経験的な主観評価に基づく試行錯誤により配置基準を設定せざるを得ないのが実情であり、これらを考慮したレイアウト処理が十分に行われるためには、人材や処理のための作業時間及びコストがかかるという問題があった。
【００１０】
また、特許文献１に開示された技術は、印刷物におけるコンテンツ要素のレイアウトのみに関するものであり、本発明のように、コンテンツ要素内にセキュリティ要素を配置するものではない。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、前述のコンテンツ要素とセキュリティ要素との配置において、人手による試行錯誤がなくなり、レイアウトデザインに要する時間を短縮することができ、貴重印刷物のコンテンツ要素内へセキュリティ要素を埋め込み、最適にセキュリティ要素の配置を行うことができ、また、複数の券種を有する貴重印刷物の場合は、該貴重印刷物を機械読取する際に、各券種間の識別を容易に安定して行うことが可能となり、客観的な評価に基づいた配置基準の設定によるセキュリティ要素の最適な配置の探索を自動的に行う、印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、基材上の一部にコンテンツ要素が施された印刷物であり、コンテンツ要素が施された領域内の少なくとも一部にセキュリティ要素を配置するための最適な配置案の作成方法であって、印刷物全面の画像を入力して画像データを得る工程と、得られた画像データのコンテンツ要素が施された領域を、あらかじめ設定した矩形領域を１ブロックとしたマス目状に分割する工程と、分割されたコンテンツ要素が施されたブロック領域とそれ以外の領域とによるマスク画像を作成し、コンテンツ要素が施されたブロック領域をセキュリティ要素付与可能ブロックとする工程と、セキュリティ要素付与可能ブロックの任意の個所にセキュリティ要素を最適に配置する最適な配置案の探索を行う工程とから成ることを特徴とする印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法である。
【００１３】
また、本発明の印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法における最適な配置案の探索を行う工程は、コンテンツ要素が施された領域の各ブロックに、セキュリティ要素の有無をランダムに配置するセキュリティ要素配置案を、２つ以上の探索点の数分作成する工程と、作成された探索点の数分の要素配置案に対し、セキュリティ要素が配置されたコンテンツ要素が施された領域の印刷部分とコンテンツ要素が施された領域以外の印刷部分とをセンサの出力値から差分値を求めて評価値とする工程と、２つ以上の探索点におけるセキュリティ要素配置案に対して順次評価値を求め、求めた評価値を比較し、評価値の最大値を更新しながら最大評価値を得る工程と、得られた最大評価値とあらかじめ設定した終了条件との比較を行う工程と、評価結果があらかじめ設定した終了条件を満たした場合は、作成された２つ以上の探索点におけるセキュリティ要素配置案の内、最も高い評価値を示したセキュリティ要素配置案を最適化された配置案とし、終了条件を満たしていない場合は、高い評価値を得られた配置案の情報を基に再度配置案を作成し、終了条件を満たすまで処理を繰り返すことで最適化された配置案とする工程とから成る印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法である。
【００１４】
また、本発明の印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法は、印刷物が複数の券種を有する印刷物であり、セキュリティ要素の配置案を複数の各券種に対して作成し、各券種間のセキュリティ要素付与可能ブロックにおけるセンサの出力値間の差分値を求め、差分値の絶対値の総和を評価値とする印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法である。
【００１５】
また、本発明の印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法は、セキュリティ要素の配置案の探索を、遺伝的アルゴリズムを用いて実施することを特徴とする印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の印刷物へのセキュリティ要素配置案の作成方法は、紙幣等の紙葉類や金券、債券及び商品券等の有価証券等の貴重印刷物の券面デザインの作成に際し、コンテンツ要素領域内へのセキュリティ要素の配置において、最適化アルゴリズムを用いることにより、人の経験に基づいた試行錯誤によるデザイン設計を、コンピュータを使用して自動的に行うことで、短時間で、かつ、少ない労力により、機械的な真偽判別及び識別が容易に行えるように考慮した印刷物へのセキュリティ要素配置案を作成することが可能となる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態における、セキュリティ要素配置案作成における多点探索の基本アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態における、ブロック及びマスク画像作成に関する図である。
【図３】本発明の実施の形態における、各ブロックへのセキュリティ要素の配置に関する説明図である。
【図４】本発明の実施の形態における、複数の券種の場合のセキュリティ要素の配置に関する説明図である。
【図５】三券種のセキュリティ要素の配置案の評価を示す図である。
【図６】複数の券種のセキュリティ要素の配置案の例を示す図である。
【図７】本発明の実施例１に係わる、コンテンツ要素が配置された商品券の画像を示す図である。
【図８】本発明の実施例１に係わる、セキュリティ要素配置案の作成における遺伝的アルゴリズムを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施例１に係わる、ブロック及びマスク画像の作成に関する図である。
【図１０】本発明の実施例１に関する、セキュリティ要素配置可能ブロックと遺伝子情報の関係を表す図である。
【図１１】本発明の実施例１に係わる、セキュリティ要素配置案の出力例を表す図である。
【図１２】本発明の実施例２に係わる、コンテンツ要素が配置された三種類の商品券のコンテンツ要素配置画像を示す図である。
【図１３】本発明の実施例２に係わる、各券種のマスク画像を表す図である。
【図１４】本発明の実施例２に関する、セキュリティ要素配置可能ブロックと遺伝子情報の関係を表す図である。
【図１５】本発明の実施例２に係わる、セキュリティ要素配置案の出力例を表す図である。
【図１６】従来の機能性物質の配置案の作成に係るフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。しかしながら、本発明は、以下に述べる発明を実施するための形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている技術の範疇であれば、その他いろいろな実施の形態が含まれる。
【００１９】
本発明は、貴重印刷物（以下「印刷物」という。）のデザインレイアウト中の、コンテンツ要素領域内へセキュリティ要素を配置するための最適な配置案を探索するためにコンピュータで実行される方法に関するものである。本発明における印刷物とは、紙幣等の紙葉類や金券、債券及び商品券等の有価証券等のような、画像パターンが印刷された印刷物であり、コンテンツ要素とセキュリティ要素とを同時に持ち、機械的な真偽判別及び識別の対象とされ、同一の用途に対して、少なくとも一種類以上の券種を持つものを対象とする。
【００２０】
本発明において、コンテンツ要素とは、印刷物の印刷面表面の指定された領域に施された印刷物の情報を伝えるための金額、発行機関、記号、番号、模様及びデザイン等である。コンテンツ要素領域とは、印刷物全面を、あらかじめ設定した矩形領域を１ブロックとして分割したコンテンツ要素が配置されたブロック部分をいう。また、コンテンツ要素領域は、セキュリティ要素を組み入れる領域となる。
【００２１】
本発明において、セキュリティ要素とは、機械的な真偽判別及び識別を行うために採用される磁気特性又は光学特性等の機能性要素であり、目視困難な不可視の情報等である。コンテンツ要素領域に配置するセキュリティ要素は、１つ又は複数配置することが可能であり、コンテンツ要素と重なり合って設けることが可能である。したがって、重なり合った各要素の面積又は位置等は自由であり、レイアウトの自由度は失われない。また、同一の用途に用いられる複数の印刷物の場合、各印刷物に配置されたセキュリティ要素は、重ならないか、又は一部が重なっても良い。
【００２２】
本発明では、印刷物のコンテンツ要素領域内へセキュリティ要素を配置する際に、最適な並べ方、最適な位置決め等を決定するための配置に関する組み合わせの最適化処理のプロセスについて、従来の人による試行錯誤による方法に替えて、コンピュータの繰り返し計算処理によって、自動的に最適解を探索する最適化アルゴリズムを採用する。最適化アルゴリズムを印刷物のコンテンツ要素領域内へセキュリティ要素を配置するというレイアウトの最適化問題に適用するためには、最適化を実施するために改変することのできる１組のパラメータが不可欠となる。本発明における最適化の方法は、１組のパラメータとして、セキュリティ要素の配置の有無を採用し、パラメータのすべての組み合わせについて計算し、最適値を求める全探索である。最適化アルゴリズムの手法は、多岐にわたっていることから、目的や用途に応じて異なる手法を用いても良い。
【００２３】
本発明では、印刷物のコンテンツ要素領域内にセキュリティ要素を配置する際のレイアウトにおいて、多点探索による最適解探索を用いて、セキュリティ要素を、コンテンツ要素が配置されている領域内に隠ぺいされた情報として配置する。本発明において、コンテンツ要素領域内にセキュリティ要素を配置することを、レイアウト、割り付け又は配置というような表現をするが、いずれも同じ意味を表す。
【００２４】
図１は、本発明のセキュリティ要素配置案の作成における多点探索の基本アルゴリズムを示すフローチャートである。印刷物に付与されるコンテンツ要素と該コンテンツ要素領域内にセキュリティ要素を割り付けるための各処理について、以下に説明する。印刷物として、商品券を例に説明する。
【００２５】
図１（ａ）に従って説明する。ステップＳ０１において、デザイナー等が作成したコンテンツ要素が配置された商品券全面の画像を入力し、入力によってプログラムが開始される。また、多点探索における探索点の数は、あらかじめ指定する。
【００２６】
ステップＳ０２において、入力された画像データのコンテンツ要素領域内に、セキュリティ要素を配置するための配置案の作成を行う。
【００２７】
図１（ｂ）は、ステップＳ０２における配置案作成の処理フローチャートの一例である。図２に示す、ブロック及びマスク画像作成に関する図を参照しながら説明する。
ステップＳ０２１において、入力された商品券の画像（１）のコンテンツ要素（２）が配置された領域部分を、任意の矩形領域を１ブロック（３）としたマス目状に分割し、ステップＳ０２２において、コンテンツ要素が配置された各ブロックを非マスク領域（４）、コンテンツ要素が配置された領域を除外した領域をマスク領域（５）としたマスク画像（６）を作成し、非マスク領域（４）の各ブロックを、セキュリティ要素付与可能ブロックとする。ステップＳ０２３において、セキュリティ要素付与可能ブロックに、特定の機能性要素を一つ又は複数配置したセキュリティ要素の配置案を作成する。
【００２８】
図３は、セキュリティ要素の配置案の一例に関する説明図である。非マスク領域（４）であるコンテンツ要素が配置された各ブロック（図２で得られたセキュリティ要素付与可能ブロック）ごとに、セキュリティ要素有ブロック（斜線部分）（７）及びセキュリティ要素無ブロック（８）を配置する。初回の作成に関しては、ランダムに配置を行う。初期案が入力されると、あらかじめ設定した２つ以上の探索点の数分の配置案がランダムに生成される。例えば、１００個を設定すると、１００個の配置案がランダムに生成される。
【００２９】
ステップＳ０３において、生成された各々のセキュリティ要素の配置案について評価を行う。評価方法は、セキュリティ要素の配置領域におけるコンテンツ要素の印刷濃度や画線の構成等から、光学センサ及び／又は磁気センサで測定される出力値を、画像における各ブロックの画素値の平均値を基に算出し、セキュリティ要素の非配置領域（マスク領域（５））におけるすべてのブロックにおいて、光学センサ及び／又は磁気センサの出力値の平均値とセキュリティ要素配置領域の各ブロック内の平均値とを比較し、差分値を求め、その差分値の総和を評価値とする。つまり、コンテンツ要素の印刷部分とコンテンツ要素以外の背景部となる印刷部分との差を求める。
【００３０】
ステップＳ０４において、ステップＳ０３で算出した評価値について、評価値の算出が初回の場合は、その算出値を最大評価値として記録し、二回目以降の場合は、前回の記録した最大評価値と比較し、最大評価値以上の場合は、最大評価値を更新する。
【００３１】
ステップＳ０５において、終了条件との比較を行う。評価結果が、あらかじめ設定した終了条件を満たした場合は、ステップＳ０６において、作成した複数の配置案の内、最も高い評価値を示した配置案を最適化された配置案として画像や波形として出力される。
終了条件を満たしていない場合は、ステップＳ０２に戻って、作成された複数の配置案の内、高い評価値を得られた配置案の情報を基に、次の配置案群を作成し、評価値の算出、最大評価値との比較を行う。終了条件を満たさない場合、これが予備知識となり、得られた配置案は評価値が高い配置案であるので、この配置案を中心にして再度上記の処理を終了条件を満たすまで繰り返す。終了条件は、処理の繰り返し回数や処理ごとの評価値の向上度合い等を指定する。
【００３２】
次に、複数の券種を有する印刷物に対して施す、セキュリティ要素のレイアウトについて述べる。一連の処理は、前述した単一の単位印刷物と同様であるが、印刷物が複数の券種を有するため、各券種のコンテンツ要素領域内にセキュリティ要素を割り付ける場合の各処理においては、図３に示すようなマスク画像を券種ごとに作成し、作成した各マスク画像にセキュリティ要素の配置を行う。図４は、印刷物として、三券種（千円、五千円及び壱万円）の商品券の例を示すものであり、セキュリティ要素の配置の作成については、図１のフローチャートを用いて説明する。一連の処理における処理ステップにおいて、単一の単位印刷物と同一の処理を行う場合については、説明を省略する。
【００３３】
ステップＳ０１において入力した各券種の画像におけるコンテンツ要素に対して、ステップＳ０２においてセキュリティ要素配置案を作成する。配置案の作成は、図１（ｂ）の、ステップＳ０２における配置案作成の処理フローチャートに従い処理をする。ステップＳ０２１において、各券種のそれぞれの画像を、あらかじめ設定した矩形領域を１ブロックとしたマス目状に分割する。券種ごとに画像内における各ブロックのコンテンツ要素が配置されたブロックを非マスク領域とし、それ以外の領域をマスク領域としたマスク画像を作成する。
【００３４】
ステップＳ０２２において、作成された千円、五千円及び壱万円の各券種におけるマスク画像において、単一の単位印刷物で作成したマスク画像と同様に、非マスク領域の各ブロックをセキュリティ要素付与可能ブロックとする。
【００３５】
ステップＳ０２３において、各券種のセキュリティ要素付与可能ブロックに、特定の機能性要素を１つ又は複数配置したセキュリティ要素の配置案を作成する。
【００３６】
各券種のセキュリティ要素の配置案が作成されたら、ステップＳ０３において、作成されたセキュリティ要素の配置案について評価を行う。評価方法は、券種ごとにセキュリティ要素の配置領域におけるコンテンツ要素の印刷濃度や画線の構成等から、光学センサ及び／又は磁気センサで測定される出力値間の差分値を求め、その差分値の総和を評価値とする。つまり、三券種間における光学センサ及び／又は磁気センサで測定される出力値の差分が最も大きくなる配置案の構築を行う。この結果を基に、ステップＳ０４の処理を行う。
【００３７】
図５は、三券種のセキュリティ要素における配置案の評価結果の一例を示す図である。図５は、各券種のパターン間の特徴量の差分をグラフに表現したものであり、この図における三角形の面積が広いほどパターン間の特徴の差が大きいことを示している。人手による試行錯誤の配置案による従来パターンに対して、本実施の形態における客観的な評価に基づいた配置案の探索による探索パターンの方が、各券種間の特徴の差が大きくなっているのがわかる。
【００３８】
ステップＳ０５における終了条件としては、処理の繰り返し回数や処理ごとの評価値の向上度合い等を指定する。これは、機械読取する装置に搭載された光学センサや磁気センサ等で読み取るものであるので、複数の券種を持つ印刷物のコンテンツ要素領域内に施すセキュリティ要素のレイアウトとしては、機械的な読み取りに際して、複数の券種が差別化されて識別が容易に行えるような、各券種間の特徴の差が大となるセキュリティ要素の配置案を作成する必要があるためである。しかし、本実施の形態は、一例であり、これに限定しない。
【００３９】
図６は、ステップＳ０６において、最適化された配置案の一例を出力したものであり、三券種の各コンテンツ要素領域内に配置されたセキュリティ要素（セキュリティ有ブロック（７））が、差別化されて配置されている。
【００４０】
以上のプロセスをコンピュータで実行することで、従来の試行錯誤によるコンテンツ要素領域内へのセキュリティ要素の配置案の作成が、指定された領域内に最適化アルゴリズムによって自動的にそれぞれのセキュリティ要素を配置することが可能となる。
【実施例１】
【００４１】
本発明の印刷物へのセキュリティ要素配置案において、遺伝的アルゴリズムを適用した最適解探索法を使用するものである。ここで、遺伝的アルゴリズムについて説明する。遺伝的アルゴリズムは、一般に公知であり、参考文献としては、例えば、出版社昭晃堂が１９９２年に出版した「画像の処理と認識」（安居院  猛、長尾  智晴共著）がある。この著書には、画像に対する計算機処理に関し、画像の処理と認識に関する諸技術・工学として、画像処理、パターン認識、ニューラルネットワーク及び遺伝的アルゴリズムによる認識等、広い分野にわたって基礎的な知識が得られるように書かれている。
【００４２】
本発明における、コンテンツ要素の印刷領域内へのセキュリティ要素の割り付けに関して、最適な初期配置されたセキュリティ要素の配置から、レイアウト表示を自動的に計算するときの最適化処理に、上述した多点探索の基本アルゴリズムに基づいて、最適化アルゴリズムの手法の一つである遺伝的アルゴリズム（Ｇｅｎｅｔｉｃ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ：以下「ＧＡ」という。）に、本著書のＧＡによる認識部分を参考とし、適用することにより、セキュリティ要素の配置を効率的に探索する方法を提供する。最適解探索法としては、実施例１のＧＡの他に、公知のメタヒューリスティックな手法を用いることができる。
【００４３】
本発明に係る、印刷物に対して施すセキュリティ要素の配置におけるＧＡを用いた最適化処理を、図１及び図８のフローチャートによって説明する。本発明の内容は、この実施例に限定されるものではなく、容易に類推される技術的範疇のものは含まれる。
【００４４】
実施例１では、印刷物におけるコンテンツ要素領域内に、セキュリティ要素として不可視な波長領域において光学的な特性が発現するという要素を付与する際に、機械的な処理で読み取りやすいセキュリティ要素の配置案を、コンピュータ処理における最適化アルゴリズムによって自動的に作成するものである。ＧＡは、生物の進化と遺伝の仕組みに着想を得た確率的な探索・最適化アルゴリズムであり、また、解の探索を複数の探索点の間において、淘汰、交叉及び突然変異等の遺伝的操作を繰り返し適用して行う多点探索を、コンピュータでシミュレーションすることにより、印刷物の識別に最適なセキュリティ要素の配置案を決定するという、ＧＡを用いた配置案の最適化方法を提供する。実施例１の印刷物については、商品券を用いた。
【００４５】
ＧＡでは、最適解の探索に当たって用いる探索点の名称を個体と呼び、複数の個体のことを個体群と呼ぶ。個体は、設計変数の値がコーディングされた染色体と呼ばれる“１”又は“０”の文字列で表現され、この染色体をデコードすることにより、設計変数を読み出し、目的関数の値を計算する。このとき、コーディング処理によって得られる染色体の構造のことを遺伝子型、そして、遺伝子型をデコードすることにより得られる個体の形質を表現型と呼ぶ。実施例１においては、セキュリティ要素が配置可能なブロックにおけるセキュリティ要素の配置の有無を個体の表現型とする。ＧＡを適用する問題の解を染色体で表現することをコーディングという。
【００４６】
図７は、商品券の概略図を示し、コンテンツ要素（２）部分が配置された画像（１）を示したものである。上記商品券は、一般的に、細線部、断続的な画線部及びベタ部等を組み合わせた印刷模様を印刷して構成される。
【００４７】
図８は、図１に示す多点探索の基本アルゴリズムのフローチャートに基づいた、コンテンツ要素領域内へのセキュリティ要素の割り付けの最適化処理における、ＧＡを用いたセキュリティ要素配置案の作成処理手順を示す図である。商品券のコンテンツ要素領域内にセキュリティ要素を配置するためのセキュリティ要素配置案の作成処理に関するフローチャートである。以下に、各処理について順に説明する。
【００４８】
まず、図１のステップＳ０１において、デザイナー等が作成した、対象となる商品券のコンテンツ要素の配置された商品券全面の画像（１）を入力する。入力によって、プログラムが開始される。ＧＡでは、探索開始時において、対象とする問題に対し、どのような配置案が望ましいか不明であるため、初期の集団は、乱数を用いてランダムに発生させる。
【００４９】
次に、ステップＳ０２のセキュリティ要素の作成は、図８に示す遺伝的アルゴリズムを用いた配置案の作成処理フローに従って処理が行われる。Ｓ０２１１において、入力された商品券の画像データを、任意の矩形領域を１ブロックとしたマス目状に分割する。図９（ａ）に示すように、入力されたコンテンツ要素が配置された画像（１）を、あらかじめ設定した矩形領域を１ブロック（３）としたｎ画素×ｍ画素のマス目状に分割する。
【００５０】
ステップＳ０２１２において、ステップＳ０２１１でマス目状に分割された各ブロックにおいてマスク画像を作成し、セキュリティ要素が配置可能なブロックを限定する。図９（ｂ）に示すように、コンテンツ要素が配置された画像（１）を分割した各ブロックにおいて、コンテンツ要素が配置されたブロックを非マスク領域（４）とし、それ以外の領域をマスク領域（５）としたマスク画像（６）を作成し、マスク画像（６）における非マスク領域（４）の各ブロックをセキュリティ要素付与可能ブロックとする。コンテンツ要素以外の領域をマスクすることにより、コンテンツ要素領域を現出させ、コンテンツ要素領域内にセキュリティ要素を配置することにおいて、コンピュータでシミュレーションすることで、印刷物の識別に最適な配置案を作成する。
【００５１】
次に、ステップＳ０２１３において、ＧＡの処理に用いる遺伝子型を持つ初期個体群を作成する。初期個体群における遺伝子型は、ランダムに作成し、個体群の大きさは、あらかじめ設定する。つまり、あらかじめ設定した数として、例えば、１００個を設定すると１００個の各個体がランダムに作成される。この例では、各個体が図９（ｂ）に示すように、マスク画像（６）内の１６ブロックのセキュリティ要素付与可能ブロック部分が、セキュリティ要素有ブロック（７）とセキュリティ要素無ブロック（８）としてランダムに発生される。
【００５２】
図１０は、図９（ｂ）のセキュリティ要素付与可能ブロック部分を抽出して模式化したセキュリティ要素付与可能ブロック部分の初期個体群の一例であり、セキュリティ要素付与可能ブロックにおける、遺伝子型（９）と、その表現型（１０）との関係について示したものである。遺伝子型（９）は、マスク画像（６）内のセキュリティ要素付与可能ブロック部分における、セキュリティ要素有ブロック（７）を“１”、セキュリティ要素無ブロック（８）を“０”としてコーディングし、作成する。
【００５３】
次に、ステップＳ０２１４において、個体群におけるすべての個体の持つ遺伝子型（９）をデコードし、“１”であるセキュリティ要素有ブロック（７）、“０”であるセキュリティ要素無ブロック（８）を読み出すことで、表現型（１０）である各セキュリティ要素付与可能ブロックにおけるセキュリティ要素の配置の有無に関する情報を生成する。
【００５４】
次に、ステップＳ０２１５において、遺伝子型（９）より作成された、各個体のセキュリティ要素付与可能ブロックにおけるセキュリティ要素の有無の情報と、コンテンツ要素が配置された画像（１）の画素値の情報より評価値を算出し、各個体に記録する。
【００５５】
評価値は、マスク画像（６）内におけるマスク領域（５）に対応するコンテンツ要素を配置した画像の領域、つまり、コンテンツ要素が配置されていない領域における平均画素値と、セキュリティ要素付与可能ブロック内における、各セキュリティ要素有ブロック（７）に対応するコンテンツ要素を配置した画像内の領域における平均画素値の差分値の総和及びセキュリティ要素付与可能ブロック内におけるセキュリティ要素有ブロック（７）とセキュリティ要素無ブロック（８）の各ブロック数の比について、あらかじめ指定した値と比較した値から算出する。
【００５６】
次に、ステップＳ０２１６において、個体群内において、各個体の評価値を比較し、最高の評価値の個体を記録する。２回目以降の処理においては、前回までの処理で記録された最高評価値の個体も比較対象に加える。
【００５７】
次に、ステップＳ０２１７において、終了条件との比較を行い、終了条件が満たされたか否かが判定される。終了条件は、処理の繰り返し回数を指定する。終了条件としては、処理ごとの評価値の向上度合い等を指定しても良い。
【００５８】
ステップＳ０２１７において、終了条件を満たしていない場合には、ステップＳ０２１８に進み、個体群内における個体の淘汰を行う。淘汰とは、個体群の更新に当たり、更新時に次の世代に残る個体を、個体群内よりルーレット・ルールで選出する。ここで、ルーレット・ルールとは、個体群における個体の総数をＮとするとき、次の世代のＮ個の個体を、現在の個体群から重複を許してランダムに選択する際に、各個体が選択される確率が、その個体のもつ評価値に比例する選択方法のことである。
【００５９】
次に、ステップＳ０２１９において、ステップＳ０２１８で選択された次の世代の個体群の中から、ランダムに２つの個体を選択し、選択された個体間で交叉を行う。交叉とは、選択された２つの個体における遺伝子型を親個体とし、その２つの個体の遺伝子をランダムな位置で切断し、入れ替えることによって、２つの子個体を作成し、親個体に上書きするプロセスである。
【００６０】
次に、ステップＳ０２２０において、ステップＳ０２１９で作成された次の世代の新たな個体群内のすべての個体の遺伝子について、あらかじめ設定した確率で突然変異を発生させる。突然変異とは、個体の遺伝子型における遺伝子情報を反転させる処理を行うことである。つまり、 遺伝子型の一部をある割合で、セキュリティ要素有ブロック “１”を セキュリティ要素有ブロック “０”に、または、セキュリティ要素無ブロック “０”をセキュリティ要素無ブロック “１”に変化させる処理である。
【００６１】
上記のステップＳ０２１８〜Ｓ０２２０により作成された新たな個体群について、ステップＳ０２１４〜Ｓ０２１６の処理を再度行う。
【００６２】
ステップＳ０２１７において、終了条件を満たした場合は、探索を終了し、ステップＳ０６に戻り、その時点における個体群内で最高評価値を示した個体のセキュリティ要素配置案を、最も適応度の高い個体を求める最適化問題の解として出力する。図１１（ａ）に示すような、セキュリティ要素有ブロック（７）とセキュリティ要素無ブロック（８）とが配置されたマスク画像（６）が作成され、図１１（ｂ）に示すような、セキュリティ要素有ブロック（７）部分、すなわち、セキュリティ要素発現領域（１１）のみを抽出したセキュリティ要素の配置案（１２）を作成し、出力する。
【００６３】
実施例１においては、セキュリティ要素として、不可視な波長領域において光学的な特性が発光するという要素を付与しているので、光学的特徴を検出する光学センサを商品券上に照射すると、商品券上に印刷されている不可視なセキュリティ要素に照射される波長の光により、セキュリティ要素の光学的パターンを発現させることができる。
【００６４】
上記処理において、コンテンツ要素領域内にセキュリティ要素を配置する際に、セキュリティ要素が配置された領域が機械的な処理において明確な特徴を発現させるために、一般的な印刷に用いられるような、細線部や断続的な画線部といった安定した出力が得られない可能性がある部位以外に、セキュリティ要素を配置する配置案を作成し、画像として出力する。これらの処理は、コンピュータにより自動的に行われるため、機械的な処理において読み取りが確実なセキュリティ要素配置案を、短時間で、かつ、少ない労力により作成可能となる効果を得ることができる。
【実施例２】
【００６５】
次に、複数の券種を持つ印刷物について、本発明の印刷物に対して施すセキュリティ要素の配置案の作成に関して、図面を用いて詳細に説明する。実施例２では、実施例１と同様に、最適化アルゴリズムの手法として、ＧＡを利用してセキュリティ要素の配置に関する組み合わせの最適化処理を行う。複数の券種を持つ印刷物に対し、どのようなセキュリティ要素の配置にすることが、機械的な処理で読み取る際に確実に券種の識別を行うことができるかを、コンピュータ処理における最適化アルゴリズムによって自動的に作成するものである。
【００６６】
実施例１で用いた、図１及び図８のフローチャートによって説明する。図８の遺伝的アルゴリズムを用いたセキュリティ要素配置案の作成処理手順を使用するが、各券種のコンテンツ要素領域内にセキュリティ要素を割り付ける場合の各処理において、各券種のそれぞれのマスク画像の作成は、実施例１の単一の単位印刷物の場合と同様である。
【００６７】
実施例２では、ＧＡに関する用語については、実施例１と同様とする。セキュリティ要素が配置可能なブロック内における各券種へのセキュリティ要素の割り当てを個体の表現型とする。
【００６８】
図１２は、実施例２に関わる、コンテンツ要素が配置された三種類（千円、五千円及び壱万円）の商品券の画像であり、千円券コンテンツ要素配置画像（１３）、五千円券コンテンツ要素配置画像（１４）及び壱万円券コンテンツ要素配置画像（１５）である。
【００６９】
まず、図１のステップＳ０１において、識別の対象となる各商品券のコンテンツ要素が配置された千円券コンテンツ要素配置画像（１３）、五千券コンテンツ要素配置画像（１４）及び壱万円券コンテンツ要素配置画像（１５）を入力する。
【００７０】
ステップＳ０２では、図８の遺伝的アルゴリズムを用いた配置案の作成処理フローに従って処理が行われる。ステップＳ０２１１において、入力された各商品券の画像データを任意の矩形領域を１ブロックとしたマス目状に分割する。実施例１の図９（ａ）と同様に、入力された各商品券のコンテンツ要素が配置された画像（１３）〜（１５）を、あらかじめ設定した矩形領域を１ブロック（３）としたｎ画素×ｍ画素のマス目状に分割する。
【００７１】
ステップＳ０２１２において、ステップＳ０２１１でマス目状に分割された各ブロックにおいて、各商品券のコンテンツ要素が配置された画像（１３）〜（１５）における各ブロックにおいて、各入力画像に対するマスク画像を作成し、セキュリティ要素が配置可能なブロックを限定する。図１３に示すように、コンテンツ要素が配置された画像を分割した各ブロックにおいて、コンテンツ要素が配置されたブロックを非マスク領域（４）とし、それ以外の領域をマスク領域（５）とした、千円券マスク画像（１６）、五千円券マスク画像（１７）及び壱万円券マスク画像（１８）を作成する。
【００７２】
ステップＳ０２１３において、ＧＡの処理に用いる遺伝子型を持つ初期個体群を作成する。初期個体群における遺伝子型をランダムに作成し、個体群の大きさは、あらかじめ設定する。
【００７３】
実施例２における表現型から遺伝子型（９）への変換については、図１４に示すように、図１３で作成した三券種のそれぞれのマスク画像におけるコンテンツ要素領域をセキュリティ要素付与可能ブロックとし、セキュリティ要素付与可能ブロックへのセキュリティ要素の配置に際しては、各券種のマスク画像内のセキュリティ要素付与可能ブロックの遺伝子型において、“１”をセキュリティ要素有ブロック、“０”をセキュリティ要素無ブロック（８）とする。この例における遺伝子型は、三券種のセキュリティ要素の配置に関する遺伝子型を連ねたものとする。
【００７４】
次に、ステップＳ０２１４において、個体群におけるすべての個体が持つ遺伝子型（９）をデコードし、表現型（１０）である各券種のマスク画像内において、各セキュリティ要素付与可能ブロックにおける、各券種へのセキュリティ要素の配置の割り当てに関する情報を作成する。
【００７５】
次に、ステップＳ０２１５において、遺伝子型（９）より作成された、各個体の表現型（１０）である、各券種のマスク画像内のセキュリティ要素付与可能ブロックにおける、各券種へのセキュリティ要素の配置の有無に関する情報とコンテンツ要素を配置した画像の画素値の情報により評価値として算出し、各個体に記録する。
【００７６】
上記評価値は、以下の方法により算出する。
まず、図１２に示す、各券種のコンテンツ要素が配置された画像（１３）〜（１５）において、図１３の各券種のマスク画像（１６）〜（１８）におけるセキュリティ要素配置可能ブロックに、図１４に示す遺伝子型（９）をデコードし、表現型である各セキュリティ要素付与可能ブロックにおけるセキュリティ要素の配置の有無に関する情報として、千円券セキュリティ要素配置案（１６）、五千円券セキュリティ要素配置案（１７）及び壱万円券セキュリティ要素配置案（１８）を作成する。次に、作成した各券種のセキュリティ要素配置案（１６）〜（１８）について、各券種の略同位置の画素値の差分値の総和を求める。千円券セキュリティ要素配置案（１６）と五千円券セキュリティ要素配置案（１７）の略同位置の差分値（Ａ）、五千円券セキュリティ要素配置案（１７）と壱万円券セキュリティ要素配置案（１８）の略同位置の差分値（Ｂ）、千円券セキュリティ要素配置案（１６）と壱万円券セキュリティ要素配置案（１８）の略同位置の差分値（Ｃ）を求め、それらの絶対値の総和（｜Ａ＋Ｂ＋Ｃ｜）を評価値とする。得られた差分値を、図５に示すようにグラフに表現すると、総和が大きくなると、得られた三角形の形が広がっていくので、各券種へのセキュリティ要素の割り当てがしやすくなる。各券種の差分を最大化する際に、特定の券種にセキュリティ要素配置ブロックが集中することを防止するために、各券種に配置されるブロック数のバランスを考慮する必要がある。
【００７７】
次に、ステップＳ０２１６において、個体群内において、各個体の評価値を比較し、最高の評価値の個体を記録する。２回目以降の処理においては、前回までの処理で記録された最高評価値の個体も比較対象に加える。
【００７８】
次に、ステップＳ０２１７において、終了条件との比較を行う。終了条件は、処理の繰り返し回数を指定する。終了条件を満たしていない場合は、ステップＳ０２１８に進み、個体群内における個体の淘汰を行う。
【００７９】
次に、ステップＳ０２１９において、ステップＳ０２１８で選択された次の世代の個体群の中から、ランダムに２つの個体を選択し、選択された個体間で交叉を行う。
【００８０】
次に、ステップＳ０２２０において、ステップＳ０２１９で作成された次の世代の新たな個体群内のすべての個体の遺伝子について、あらかじめ設定した確率で突然変異を発生させる。
【００８１】
上記ステップＳ０２１８〜Ｓ０２２０により作成された新たな個体群について、ステップＳ０２１４〜Ｓ０２１６の処理を再度行う。
【００８２】
ステップＳ０２１７において、終了条件を満たした場合は、図１のステップＳ０６に戻り、その時点における個体群内で、最高評価値を示した個体のセキュリティ要素配置案を出力する。最高評価値を示した個体のセキュリティ要素付与可能ブロックにおける各券種へ配置するセキュリティ要素の割り当ての情報を基に、図１５に示すような、各券種のコンテンツ要素が配置された画像よりセキュリティ要素発現領域（１１）のみを抜粋した商品券の三種類（千円券、五千円券及び壱万円券）のセキュリティ要素の配置案である、千円券セキュリティ要素の配置案（１９）、五千円券セキュリティ要素の配置案（２０）及び壱万円券セキュリティ要素の配置案（２１）を作成し、出力する。
【００８３】
上記処理は、同様の用途に使用される複数種類の印刷物において、コンテンツ要素領域内にセキュリティ要素を配置する際に、図１５に示すように、各券種に付与するセキュリティ要素のパターンが異なるように配置する。これらの処理は、コンピュータにより自動的に行われるため、機械的な処理において券種の識別が確実なセキュリティ要素配置案を短時間で、かつ、少ない労力による作成が可能となる効果を得ることができる。
【００８４】
本発明による方法を、コンピュータによって実行するためのプログラムを、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録しておくことで、記録媒体をコンピュータに読み込ませることにより、コンピュータを利用して、この実施例に示すようなセキュリティ要素配置案の作成を実施することができる。このようなセキュリティ要素配置処理プログラムは、図１又は図８に示すような手順を実行するものである。
【符号の説明】
【００８５】
１          画像
２          コンテンツ要素
３          ブロック
４          非マスク領域
５          マスク領域
６          マスク画像
７          セキュリティ要素有ブロック
８          セキュリティ要素無ブロック
９          遺伝子型
１０          表現型
１１          セキュリティ要素発現領域
１２          セキュリティ要素の配置案
１３          千円券コンテンツ要素配置画像
１４          五千円券コンテンツ要素配置画像
１５          壱万円券コンテンツ要素配置画像
１６          千円券マスク画像
１７          五千円券マスク画像
１８          壱万円券マスク画像
１９          千円券セキュリティ要素の配置案
２０          五千円券セキュリティ要素の配置案
２１          壱万円券セキュリティ要素の配置案
【図１】
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【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６】
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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】
2012109838.tif 000013
【図１２】
2012109838.tif 000014
【図１３】
2012109838.tif 000015
【図１４】
2012109838.tif 000016
【図１５】
2012109838.tif 000017
【図１６】
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