(57)【要約】【課題】真贋の高精度な判定に寄与する真贋判定支援装置、真贋判定装置、真贋判定支援プログラム、及び真贋判定プログラムを提供する。【解決手段】ステップ１１０では、読み出した特徴画像から圧縮対象画像を切り出す。次のステップ１１２では、上記ステップ１１０の処理で切り出された圧縮対象画像に対して二次元ＦＴ又はＦＦＴを行って得られた結果を解析することにより圧縮対象画像の圧縮方向及び圧縮率を決定する。ステップ１１６では、上記ステップ１１４の処理で圧縮されて得られた圧縮済みの画像から真贋判定用の基準画像を切り出した後、ステップ１１８に移行する。ステップ１１８では、上記ステップ１１２の処理で決定された圧縮方向及び圧縮率並びに上記ステップ１１６の処理で切り出された基準画像を関連付けた情報をマスターデータとして二次記憶部に個々の予め定められた領域毎に記憶することにより登録する。【選択図】図４
2013015898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無作為性を有する固有の特徴を表面に備えた固体の該表面の定められた領域を前記特徴の連続性が所定方向に生じるように撮影することによって該領域に含まれる前記特徴を示す特徴情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された特徴情報の連続性が高い方向について該特徴情報を圧縮する圧縮手段と、
を含む真贋判定支援装置。
【請求項２】
前記取得手段は、前記特徴の陰影が生じるように前記領域に光を照射する照射手段、及び前記照射手段によって光が照射された状態で前記領域を撮影する撮影手段を有し、
前記特徴情報の連続性を、前記撮影手段によって撮影されて得られた画像から特定される明暗の連続性を含む連続性とした請求項１に記載の真贋判定支援装置。
【請求項３】
前記圧縮手段は、前記取得手段によって取得された特徴情報の複数の方向毎の連続性を示す連続性情報を記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段に記憶されている連続性情報により示される連続性が高い方向の特徴情報を圧縮する請求項１又は請求項２に記載の真贋判定支援装置。
【請求項４】
前記圧縮手段は、前記複数の方向毎の特徴情報に対して周波数分析を行う分析手段を更に有し、
前記連続性情報を前記分析手段での分析結果とした請求項３に記載の真贋判定支援装置。
【請求項５】
前記領域内での前記特徴の位置を二次元座標系で規定した請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の真贋判定支援装置。
【請求項６】
前記領域内での前記特徴の位置を極座標系で規定した請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の真贋判定支援装置。
【請求項７】
前記固体を特定する特定情報と該固体に対して一意に定められた圧縮率とを対応付けて記憶した圧縮率記憶手段と、
前記特定情報に対応する情報を受け付ける受付手段と、を更に含み、
前記圧縮手段は、前記受付手段によって前記特定情報に対応する情報が受け付けられ、受け付けられた情報に対応する特定情報に対応付けられた圧縮率を前記圧縮率記憶手段から取得し、取得した圧縮率で、圧縮対象とされた前記特徴情報を圧縮する請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の真贋判定支援装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の真贋判定支援装置を含み、
前記取得手段は、真贋の判定基準とされる固体である基準対象固体及び真贋の判定対象とされる固体である判定対象固体の各々について前記特徴情報を取得し、
前記圧縮手段は、前記取得手段によって取得された前記基準対象固体及び前記判定対象固体の各々の特徴情報を、前記連続性が高い方向について圧縮し、
前記取得手段によって取得された前記判定対象固体の前記圧縮手段によって圧縮された特徴情報が、前記取得手段によって取得された前記基準対象固体の前記圧縮手段によって圧縮された特徴情報に相当する場合に前記判定対象固体が偽物でないことを示す信号を出力し、相当しない場合に前記判定対象固体が偽物であることを示す信号を出力する出力手段を含む真贋判定装置。
【請求項９】
コンピュータを、
無作為性を有する固有の特徴を表面に備えた固体の該表面の定められた領域を前記特徴の連続性が所定方向に生じるように撮影することによって該領域に含まれる前記特徴を示す特徴情報を取得する取得手段、及び
前記取得手段によって取得された特徴情報の連続性が高い方向について該特徴情報を圧縮する圧縮手段として機能させるための真贋判定支援プログラム。
【請求項１０】
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の真贋判定支援装置を含んで構成された真贋判定装置を制御するコンピュータを、
真贋の判定基準とされる固体である基準対象固体及び真贋の判定対象とされる固体である判定対象固体の各々について前記特徴情報を取得する前記取得手段、
前記取得手段によって取得された前記基準対象固体及び前記判定対象固体の各々の特徴情報を、前記連続性が高い方向について圧縮する前記圧縮手段、及び
前記取得手段によって取得された前記判定対象固体の前記圧縮手段によって圧縮された特徴情報が、前記取得手段によって取得された前記基準対象固体の前記圧縮手段によって圧縮された特徴情報に相当する場合に前記判定対象固体が偽物でないことを示す信号を出力し、相当しない場合に前記判定対象固体が偽物であることを示す信号を出力する出力手段として機能させるための真贋判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真贋判定支援装置、真贋判定装置、真贋判定支援プログラム、及び真贋判定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、真贋判定対象の印刷物の読取画像を取得する画像取得部と、読取画像にＱＲコードから基準データを取得するコードデータ復元部と、読取画像から抽出された比較画像を画素の数列に変換した後ランダムに並び替え、その並び替えた後の数列を予め設定された圧縮度Ｎ毎にグループ分割し、グループ毎に、そのグループに含まれる画素値の総和を求めることで比較データを生成する比較データ生成部と、基準データと比較データとの相関値を求め、その相関値の値によって印刷物の真贋判定を行う判定部と、を有する画像処理装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、紙を形成する繊維質材料の絡み具体が製造時に制御できないランダム性を有していることを利用し、紙上の基準領域を光学的に読み取り、基準データとして登録しておき、真贋判定時に、基準領域を含み基準領域よりも大サイズの照合領域をスキャナで読み取り、読み取りによって得られた照合データから基準領域と同サイズの部分領域のデータを抽出し、基準データとの相関値を正規化相関法により演算することを、照合領域内での部分領域の位置をずらしながら繰り返し、相関値の最大値及びその最大値のノーマライズド・スコアを各々閾値と比較することで真贋判定を行う真贋判定方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２４６０３４号公報
【特許文献２】特開２００５−３８３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、真贋の高精度な判定に寄与する、真贋判定支援装置、真贋判定装置、真贋判定支援プログラム、及び真贋判定プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の真贋判定支援装置を、無作為性を有する固有の特徴を表面に備えた固体の該表面の定められた領域を前記特徴の連続性が所定方向に生じるように撮影することによって該領域に含まれる前記特徴を示す特徴情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された特徴情報の連続性が高い方向について該特徴情報を圧縮する圧縮手段と、を含んで構成した。
【０００７】
請求項１に記載の真贋判定支援装置を、請求項２に記載の発明のように、前記取得手段が、前記特徴の陰影が生じるように前記領域に光を照射する照射手段、及び前記照射手段によって光が照射された状態で前記領域を撮影する撮影手段を有し、前記特徴情報の連続性を、前記撮影手段によって撮影されて得られた画像から特定される明暗の連続性を含む連続性としたものとしても良い。
【０００８】
請求項１又は請求項２に記載の真贋判定支援装置を、請求項３に記載の発明のように、前記圧縮手段が、前記取得手段によって取得された特徴情報の複数の方向毎の連続性を示す連続性情報を記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段に記憶されている連続性情報により示される連続性が高い方向の特徴情報を圧縮するものとしても良い。
【０００９】
請求項３に記載の真贋判定支援装置を、請求項４に記載の発明のように、前記圧縮手段が、前記複数の方向毎の特徴情報に対して周波数分析を行う分析手段を更に有し、前記連続性情報を前記分析手段での分析結果としたものとしても良い。
【００１０】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の真贋判定装置を、請求項５に記載の発明のように、前記領域内での前記特徴の位置を二次元座標系で規定したものとしても良い。
【００１１】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の真贋判定装置を、請求項６に記載の発明のように、前記領域内での前記特徴の位置を極座標系で規定したものとしても良い。
【００１２】
請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の真贋判定装置を、請求項７に記載の発明のように、前記固体を特定する特定情報と該固体に対して一意に定められた圧縮率とを対応付けて記憶した圧縮率記憶手段と、前記特定情報に対応する情報を受け付ける受付手段と、を更に含み、前記圧縮手段が、前記受付手段によって前記特定情報に対応する情報が受け付けられ、受け付けられた情報に対応する特定情報に対応付けられた圧縮率を前記圧縮率記憶手段から取得し、取得した圧縮率で、圧縮対象とされた前記特徴情報を圧縮するものとしても良い。
【００１３】
請求項８に記載の真贋判定装置を、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の真贋判定支援装置を含み、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の真贋判定支援装置を含み、前記取得手段が、真贋の判定基準とされる固体である基準対象固体及び真贋の判定対象とされる固体である判定対象固体の各々について前記特徴情報を取得し、前記圧縮手段が、前記取得手段によって取得された前記基準対象固体及び前記判定対象固体の各々の特徴情報を、前記連続性が高い方向について圧縮し、前記取得手段によって取得された前記判定対象固体の前記圧縮手段によって圧縮された特徴情報が、前記取得手段によって取得された前記基準対象固体の前記圧縮手段によって圧縮された特徴情報に相当する場合に前記判定対象固体が偽物でないことを示す信号を出力し、相当しない場合に前記判定対象固体が偽物であることを示す信号を出力する出力手段を含んで構成した。
【００１４】
請求項９に記載の真贋判定支援プログラムを、無作為性を有する固有の特徴を表面に備えた固体の該表面の定められた領域を前記特徴の連続性が所定方向に生じるように撮影することによって該領域に含まれる前記特徴を示す特徴情報を取得する取得手段、及び前記取得手段によって取得された特徴情報の連続性が高い方向について該特徴情報を圧縮する圧縮手段としてコンピュータを機能させるためのものとした。
【００１５】
請求項１０に記載の真贋判定プログラムを、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の真贋判定支援装置を含んで構成された真贋判定装置を制御するコンピュータを、真贋の判定基準とされる固体である基準対象固体及び真贋の判定対象とされる固体である判定対象固体の各々について前記特徴情報を取得する前記取得手段、前記取得手段によって取得された前記基準対象固体及び前記判定対象固体の各々の特徴情報を、前記連続性が高い方向について圧縮する前記圧縮手段、及び前記取得手段によって取得された前記判定対象固体の前記圧縮手段によって圧縮された特徴情報が、前記取得手段によって取得された前記基準対象固体の前記圧縮手段によって圧縮された特徴情報に相当する場合に前記判定対象固体が偽物でないことを示す信号を出力し、相当しない場合に前記判定対象固体が偽物であることを示す信号を出力する出力手段として機能させるためのものとした。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１及び請求項８〜請求項１０に係る発明によれば、取得手段によって取得された特徴情報の連続性が高い方向について特徴情報を圧縮しない場合に比べ、真贋の高精度な判定に寄与する、という効果が得られる。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、取得手段によって取得された特徴情報の連続性を、撮影手段によって撮影されて得られた画像から特定される明暗の連続性を含む連続性としない場合に比べ、真贋の高精度な判定に寄与する、という効果が得られる。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、取得手段によって取得された特徴情報の複数の方向毎の連続性を示す連続性情報を記憶する記憶手段を有しない場合に比べ、真贋の判定が容易かつ高精度に実行される、という効果が得られる。
【００１９】
請求項４に係る発明によれば、複数の方向毎の特徴情報に対して周波数分析を行う分析手段を有しない場合に比べ、特徴情報の連続性の高い方向が容易かつ高精度に特定される、という効果が得られる。
【００２０】
請求項５に係る発明によれば、領域内での特徴の位置を二次元座標系で規定しない場合に比べ、固体の表面の定められた領域において縦又は横方向に特徴情報の連続性を有する固体が真贋の判定対象とされた場合であっても、真贋の高精度な判定に寄与する、という効果が得られる。
【００２１】
請求項６に係る発明によれば、領域内での特徴の位置を極座標系で規定しない場合に比べ、固体の表面の定められた領域において同心円方向に特徴情報の連続性を有する固体が真贋の判定対象とされた場合であっても、真贋の高精度な判定に寄与する、という効果が得られる。
【００２２】
請求項７に係る発明によれば、固体を特定する特定情報と該固体に対して一意に定められた圧縮率とを対応付けて圧縮率記憶手段に記憶し、受付手段によって特定情報に対応する情報が受け付けられ、受け付けられた情報に対応する特定情報に対応付けられた圧縮率を圧縮率記憶手段から取得し、取得した圧縮率で、圧縮対象とされた特徴情報を圧縮する構成を有しない場合に比べ、真贋の高精度な判定に寄与する、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態に係る真贋判定装置の構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】実施の形態に係る真贋判定装置を用いた真贋の判定対象とされる用紙の構成の一例を示す概略構成図である。
【図３】光源によって用紙の表面の予め定められた領域に光が照射された状態でカメラにより１つの予め定められた領域を撮影している状態の一例を示す模式図であり、（Ａ）は予め定められた領域を側方から見た状態を示し、（Ｂ）は予め定められた領域を上方から見た状態を示す。
【図４】実施の形態に係るマスターデータ登録処理プログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態に係る特徴画像抽出処理プログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】圧縮対象画像の一例を示す図である。
【図７】図６に示す圧縮対象画像に対して二次元フーリエ変換を行って得た結果を示す図である。
【図８】情報量の異方性を示す図である。
【図９】圧縮対象画像を圧縮して得た画像（圧縮済みの画像）の一例を示す図である。
【図１０】真贋判定に用いられる基準画像の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態に係る真贋判定処理プログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】他の圧縮対象画像の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための実施の形態の一例について詳細に説明する。
【００２５】
［ランダムパターン］
まず、本実施の形態を説明するのに先立ち、固体の物品自体が元来有している無作為性を有する特徴、すなわち、再現不能な微細な凹凸の特徴（以下、ランダムパターンと称す）について説明する。
【００２６】
例えば、不織布では、繊維が複雑に絡み合ってできたものであり、この繊維によるパターンは二つとない固有の存在である。すなわち、不織布から繊維によるランダムパターンが観測される。また、紙も植物繊維が複雑に絡み合って作られるため、不織布のように紙からも紙毎に固有のランダムパターンが観測される。
【００２７】
また、カーボン充填した黒色のゴム表面、ＩＣパッケージ用のセラミック表面、金属微粒子分散のＵＶ硬化型塗料の塗膜（所謂ラメ塗装）表面からも、表面の微小なクラックや材料の微粒子等によってランダムパターンが観測される。また、ステンレス鋼材表面からもヘアライン処理やサンドブラスト処理等、表面仕上げ時に作られたランダムパターンが観測される。また、皮革も自然の状態でその表面にランダムな皺が形成されているため、この皺がランダムパターンとして観測される。
【００２８】
このように、ランダムパターンは各種の物品から観測される。このランダムパターンは、意図的に作ったものではなく、物品そのものの成り立ち、製造工程、或いは製造後などで不作為にできたものであり、そのパターンが全く同じである物品が複数存在するとは考え難い。また、同一のものを故意に作り出すことは困難と思われる。すなわち、同一の工程を経て製造・物流された物品であっても、微視的には、物品ごとにランダムパターンが異なる。特に、上述したようなランダムパターンは、顕微鏡レベルの微細なパターンであり、これを偽造することは容易ではない。また、ゴム表面や皮革表面、或いは不織布といった形状が変化し易い軟らかい素材のランダムパターンも、外力が加わらない状態では安定である。
【００２９】
本実施の形態は、上記のような物品が元来有するランダムなパターンを、各物品の真贋を判定するための情報として利用するものである。このような微細なランダムパターンの読み取りには、触針法、電子顕微鏡観察法等幾つかの方法が考えられるが、物品保護の観点から未処理、非破壊であることが望ましい。光を利用する方法はこの点で優れている。以下、光を利用してランダムパターンを読み取って、物品の真贋を判定する真贋判定装置について説明する。
【００３０】
［全体構成］
図１は、本実施の形態に係る真贋判定装置１０の概略構成図である。図１に示すように、真贋判定装置１０は、ＣＰＵ１２、ＲＡＭ１４、ＲＯＭ１６、二次記憶部１８、ＵＩ（ユーザ・インタフェース）パネル２０、外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）２２、内部Ｉ／Ｆ２４、光源３２、カメラ３４、及び用紙搬送部３６を備えている。
【００３１】
ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１６に記憶されたプログラムを実行し、真贋判定装置１０全体の動作を制御する。なお、ＲＯＭ１６に記憶されたプログラムには、登録対象の物品表面のランダムパターンを含む予め定められた領域を被写体として撮影し、撮影して得た画像から物品表面のランダムパターンの特徴を示す特徴情報としての特徴画像を抽出して、この特徴画像を真贋の判定に供する基準対象物品に関するマスターデータの一部として登録するマスターデータ登録処理プログラムや、真贋の判定対象の物品の表面を撮影し、撮影して得た画像から物品表面のランダムパターンの特徴を示す特徴情報としての特徴画像を抽出して、この特徴画像をサンプルデータとして、このサンプルデータを予め登録されているマスターデータに含まれる特徴画像と比較することにより物品の真贋を判定する真贋判定処理プログラムが含まれている。
【００３２】
なお、ここで言う物品表面のランダムパターンとは、外部から撮影される物品の再現不能な微細な特徴をいう。例えば、外側が下層の微細な特徴が撮影される程度に透明な保護膜で覆われている物品の場合には、透明な保護膜自体に現れている再現不能な微細な特徴と、透明な保護膜の下層に現れている再現不能な微細な特徴の双方の特徴を含む。具体的に例示すると、現在金融機関等で広く使用されているキャッシュカードやクレジットカード等のカードが挙げられる。このカードには、例えばラメ状の微細な地紋が現れた塗装の上に、ハードコート等の透明層が固着されているタイプのものがある。従って、このような物品の場合には、保護膜自体に現れた凹凸等の微細なランダムパターンと、保護膜の下層の微細な地紋（ランダムパターン）との双方が含まれる。
【００３３】
本実施の形態では、真贋判定対象の物品として、用紙２８を例に挙げて説明するが、これに限らず、例えばプラスチックカードにテープ状（ストライプ）の磁気記録媒体を貼り付けたキャッシュカードやクレジットカード等の磁気カード（以下、カード）などの物品として流通する固体であれば如何なるものであっても良い。
【００３４】
ＲＡＭ１４は、ワークメモリであって、撮影された画像やこの画像から抽出した特徴画像等を一時的に記憶する領域を含む。二次記憶部１８は、装置の電源スイッチが切られても保持しなければならない各種情報を記憶するものであり、例えばハードディクス装置及びフラッシュメモリなどが適用される。ＵＩパネル２０は、ディスプレイ上に透過型のタッチパネルが重ねられたタッチパネルディスプレイ等から構成され、各種情報がディスプレイの表示面に表示されると共に、ユーザによってタッチパネルが触れられることにより各種情報や指示を受け付ける。
【００３５】
ＣＰＵ１２、ＲＡＭ１４、ＲＯＭ１６、二次記憶部１８及びＵＩパネル２０は互いにシステムバス２６を介して接続されている。従って、ＣＰＵ１２は、ＲＡＭ１４、ＲＯＭ１６、及び二次記憶部１８へのアクセスと、ＵＩパネル２０への各種情報の表示と、ＵＩパネル２０に対するユーザの操作指示内容の把握と、を各々行う。
【００３６】
外部Ｉ／Ｆ２２は、外部装置３０に接続されており、外部装置３０とデータの授受を行うためのインタフェースである。外部Ｉ／Ｆ２２もまたシステムバス２６に接続されている。従って、ＣＰＵ１２は、外部Ｉ／Ｆ２２を介して外部装置３０に用紙２８の特徴画像を登録させるために、用紙２８の特徴画像を送信したり、外部Ｉ／Ｆ２２を介して外部装置３０から登録済の用紙２８の特徴画像を真贋判定装置１０で使用するために受信したりする。
【００３７】
内部Ｉ／Ｆ２４は、光源３２及びカメラ３４に接続されており、光源３２及びカメラ３４とデータの授受を行うためのインタフェースである。光源３２は、予め定められた波長域の光を照射するものであり、予め定められた位置に配置された用紙２８の表面に対して斜め方向から光を照射して用紙２８の表面を照明するように配置されている。光源３２としては、例えば、ＬＥＤ、ハロゲンランプ、蛍光灯、又はキセノン放電管などが適用される。カメラ３４は、光源３２から照射された光によって照明された用紙２８の表面の予め定められた領域を被写体として撮影して画像を取得する。なお、真贋判定装置１０におけるカメラ３４の位置及び向きは固定されている。
【００３８】
内部Ｉ／Ｆ２４もまたシステムバス２６に接続されている。従って、ＣＰＵ１２は、内部Ｉ／Ｆ２４を介した光源３２の点灯タイミング（光の照射タイミング）の制御と、光源３２の点灯状態の把握と、内部Ｉ／Ｆ２４を介したカメラ３４の撮影タイミングの制御と、カメラ３４によって撮影されて得られた画像の取得と、を各々行う。
【００３９】
用紙搬送部３６は、用紙２８の予め定められた領域が予め定められた向きでカメラ３４によって撮影されるように用紙２８を予め定められた位置（以下、「撮影位置」という。）に搬送するものである。用紙搬送部３６もまたシステムバス２６に接続されている。従って、ＣＰＵ１２は、用紙搬送部３６の制御及び用紙搬送部３６の動作状態の把握を行う。
【００４０】
図２には、本実施の形態に係る真贋判定装置１０による真贋判定の対象とされる用紙２８の形態例が示されている。図２に示すように、用紙２８は、長方形状であり、その中央部には用紙２８の外輪郭から予め定められた距離（例えば５ｍｍ）だけ内側にオフセットされることで形成された領域であって、プリンタなどによって画像が形成される長方形状の画像形成領域が設けられている。また、用紙２８において、長手方向をＸ方向とし、短手方向をＹ方向とした場合、用紙２８の長手方向の一辺とその一辺に隣接する画像形成領域の一辺とで挟まれる余白領域には、各々カメラ３４によって撮影される複数（ここでは、一例として６個）の予め定められた領域４０がＸ方向に沿って設けられている。なお、図２に示す例では説明の便宜上、破線を用いて画像形成領域及び予め定められた領域４０を描いたが、実際の用紙２８には破線が描かれているわけではない。
【００４１】
図３には、光源３２によって用紙２８の表面の予め定められた領域４０に光が照射された状態でカメラ３４により１つの予め定められた領域４０を撮影している状態の一例が示されている。図３に示す例では、カメラ３４が、撮影位置に配置された用紙２８の予め定められた領域４０が被写体とされるように予め定められた領域４０の上方に配置されている。また、光源３２は、用紙２８の表面の予め定められた領域４０の平面領域に対して予め定められた傾斜角度から予め定められた領域４０を照明するように配置され、光源３２からは予め定められた波長域の光が発せられる。光源３２から発せられた光が予め定められた領域４０に含まれるランダムパターンを構成している微細な凸凹のパターンの凸部４０ａに当たると、凸部４０ａの陰影が形成される。カメラ３４は凸部４０ａの陰影を含むランダムパターンを有する予め定められた領域４０を撮影する。なお、本実施の形態では、凸部４０ａの陰影が形成されるように予め定められた領域４０の平面領域に対して３０度斜め上方から光を照射する場合の形態例を挙げて説明しているが、これに限らず、凸部４０ａの陰影が形成されるように光を照射する位置であれば如何なる位置に光源３２を配置しても良い。
【００４２】
［真贋判定装置の動作］
次に、真贋判定装置１０の動作を説明する。用紙２８の真贋を判定するためには、本物とされる用紙２８が有するランダムパターンの特徴を予め登録しておく必要がある。そこで、先ず、図４〜図９を参照して、真贋判定装置１０において実行されるマスターデータ登録処理について説明する。なお、このマスターデータ登録処理は、ＲＯＭ１６に記憶されているマスターデータ登録処理プログラムがＣＰＵ１２によって実行されることで実現される。
【００４３】
図４は、本実施の形態に係るマスターデータ登録処理プログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、錯綜を回避するために、真贋の判定対象とされる用紙２８と比較される用紙２８（真贋の判定の基準となる用紙２８）が撮影位置に配置されている場合について説明する。
【００４４】
図４のステップ１００では、予め定められた領域４０に対する光の照射開始を光源３２に指示した後、ステップ１０２に移行する。上記ステップ１００の処理に応じて、光源３２は、予め定められた領域４０に対して光の照射を開始する。ステップ１０２では、カメラ３４に対して撮影開始を指示した後、ステップ１０４に移行する。上記ステップ１０２の処理に応じて、カメラ３４は、予め定められた領域４０を被写体として撮影を開始する。なお、ここでは、一例として、画像が４００ｄｐｉの解像度で撮影されるものとする。ステップ１０４では、予め定められた領域４０の撮影が終了するまで待機する。カメラ３４が予め定められた領域４０を撮影して画像を取得すると、ステップ１０４は肯定判定となってステップ１０６に移行する。ステップ１０６では、光源３２に対して予め定められた領域４０に対する光の照射終了を指示した後、ステップ１０８に移行する。上記ステップ１０６の処理に応じて、光源３２は、予め定められた領域４０に対して光の照射を終了する。
【００４５】
ステップ１０８では、特徴画像抽出処理を実行する。ここで、図５を参照して、特徴画像抽出処理を実行しているときの真贋判定装置１０の作用を説明する。なお、図５は、ＣＰＵ１２により実行される特徴画像抽出処理プログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートであり、この特徴画像抽出処理プログラムはＲＯＭ１６に予め記憶されている。
【００４６】
図５のステップ１０８Ａでは、上記ステップ１０２，１０４の処理によってカメラ３４に取得させた画像に対して量子化を実施する。つまり、撮影によって得られた画像を予め定められた個数のピクセルとしてのメッシュ（例えばメッシュ数ｄ＝縦Ｍ×横Ｎ）に区切ることによって量子化を実施する。そして、ステップ１０８Ｂでは、各メッシュをある濃度値（濃度レベルｑ）で代表させることで標本化を実施することにより特徴画像を抽出する。
【００４７】
なお、本実施の形態では、上記ステップ１０８Ｂにおいて、標本化して得られた特徴画像を行列で記述しているが、これに限らず、ｊ番目のメッシュの濃度をＸｊとして、特徴画像のランダムパターンを、Ｘ＝（Ｘ１，Ｘ２，・・・・・Ｘｄ）ｔ（ｔは転置を表す）なる特徴ベクトルで記述しても良い。この場合、この特徴ベクトルを特徴画像を表す情報として用いる。この特徴ベクトルの各要素は対応するピクセル毎に濃度を与える。従って、特徴画像のランダムパターンは特徴ベクトルによって張られた特徴空間上の１点として表されることになる。前述したように、用紙２８は、微視的には異なるランダムパターンを有するため、特徴ベクトルも用紙２８毎に固有の特徴を表すものとなる。すなわち、各用紙２８のランダムパターンの特徴が特徴ベクトルによって表現されることになる。
【００４８】
次のステップ１０８Ｃでは、上記ステップ１０８Ｂの処理によって得られた特徴画像をＲＡＭ１４の予め定められた記憶領域αに記憶した後、本特徴画像抽出処理プログラムを終了してマスターデータ登録処理プログラムのステップ１１０に移行する。
【００４９】
ステップ１１０では、ＲＡＭ１４の予め定められた記憶領域αから特徴画像を読み出し、読み出した特徴画像から圧縮対象画像を切り出す。次のステップ１１２では、上記ステップ１１０の処理で切り出された圧縮対象画像に対して二次元フーリエ変換（ＦＴ:Fourier Transform）又は二次元高速フーリエ変換（ＦＦＴ:Fast Fourier Transform）を行って得られた結果を解析することにより圧縮対象画像の圧縮方向及び圧縮率を決定する。つまり、ステップ１１２では、上記ステップ１１０の処理で切り出された圧縮対象画像に対して二次元ＦＴ又はＦＦＴを行って得られた結果を解析することにより情報の連続性の高い方向と情報の連続性の低い方向とを特定し、連続性の低い方向を特徴画像の圧縮方向とし、連続性を高い方向に近付けるように圧縮率を決定する。例えば、上記ステップ１１０の処理で切り出された圧縮対象画像が図６に示すように矩形状であって二次元座標系で定められた場合、圧縮対象画像に対して二次元ＦＴ又はＦＦＴを行うと、一例として図７に示すように表される。この場合、一例として図８に示すように情報の連続性が低い方向（情報量の少ない方向Ａ）と情報の連続性が高い方向（情報量の多い方向Ｂ）とが特定され、連続性の低い方向Ａが特徴画像の圧縮方向とされる。圧縮率は、情報量の少ない方向Ａの情報の連続性が情報量の多い方向Ｂの情報の連続性に近付くように決定される。なお、本実施の形態では、情報量の少ない方向Ａの情報の連続性が情報量の多い方向Ｂの情報の連続性に最も近似する圧縮率（予め定められた誤差内で一致する圧縮率）を採用しているが、これに限らず、圧縮対象画像に対して行った二次元ＦＴ又はＦＦＴの結果における情報量の連続性に係る異方性を少なくとも現時点よりも弱める圧縮率を採用すれば良い。
【００５０】
次のステップ１１４では、上記ステップ１１０の処理で切り出した圧縮対象画像を、上記ステップ１１２の処理で決定された圧縮方向に、上記ステップ１１２の処理で決定された圧縮率で圧縮（予め定められた固定値の変換マトリクスを用いて１次変換）した後、ステップ１１６に移行する。上記ステップ１１４の処理によって例えば図６に示す圧縮対象画像が図８に示す情報量の少ない方向Ａに圧縮されると、一例として図９に示す画像が得られる。
【００５１】
ステップ１１６では、上記ステップ１１４の処理で圧縮されて得られた圧縮済みの画像から真贋判定用の基準画像を切り出した後、ステップ１１８に移行する。上記ステップ１１６の処理で切り出された基準画像の一例が図１０に示されている。図１０に示すように上記ステップ１１４の処理で圧縮対象画像が圧縮されることにより、情報量の連続性に係る方向の異方性（情報密度の不均一性）が軽減したことが判る。つまり、図６に示す圧縮対象画像（圧縮前の画像）では、用紙２８の繊維形状が左下から右上へと流れる流線形の模様が現れているのに対し、図１０に示す基準画像では、そのような特定方向へ流れる流線形の模様が見え難くなっていることが判る。
【００５２】
ステップ１１８では、上記ステップ１１２の処理で決定された圧縮方向及び圧縮率並びに上記ステップ１１６の処理で切り出された基準画像を関連付けた情報をマスターデータとして二次記憶部１２８に個々の予め定められた領域４０毎に記憶することにより登録した後、ステップ１２０に移行する。
【００５３】
ステップ１２０では、全ての予め定められた領域４０（本実施の形態では６個の予め定められた領域４０）を撮影したか否かを判定し、否定判定となった場合にはステップ１２２に移行し、未撮影の１つの予め定められた領域４０が撮影される撮影位置に用紙２８を搬送するように用紙搬送部３６を制御した後、ステップ１００に戻る。ステップ１２０において肯定判定となった場合には本マスターデータ登録処理を終了する。
【００５４】
次に、図１１を参照しながら用紙２８の真贋を判定する動作について説明する。本実施の形態に係る真贋判定装置１０では、用紙２８の真贋を判定する場合にＣＰＵ１２によって真贋判定処理プログラムが実行される。図１１は、本実施の形態に係る真贋判定処理プログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明では、錯綜を回避するために、真贋の判定対象とされる用紙２８が撮影位置に配置されている場合について説明する。
【００５５】
図１１のステップ２００では、上記ステップ１００の処理に相当する処理を実行した後、ステップ２０２に移行する。ステップ２０２では、上記ステップ１０２の処理に相当する処理を実行した後、ステップ２０４に移行する。ステップ２０４では、上記ステップ１０４の処理に相当する処理を実行した後、ステップ２０６に移行する。ステップ２０６では、上記ステップ１０６の処理に相当する処理を実行した後、ステップ２０８に移行する。ステップ２０８では、上記ステップ１０８の処理に相当する処理を実行した後、ステップ２１０に移行する。なお、上記ステップ２０８では、図５に示すフローチャートの処理を実行することになるが、この場合、ステップ１０８Ｂでは、真贋の判定対象とされる用紙２８の予め定められた領域４０の特徴画像をサンプルデータとして抽出する。
【００５６】
ステップ２１０では、ＲＡＭ１４の予め定められた記憶領域αからサンプルデータを読み出し、読み出したサンプルデータから圧縮対象画像を切り出した後、ステップ２１２に移行する。ステップ２１２では、二次記憶部１８からマスターデータを読み出した後、ステップ２１４に移行する。ステップ２１４では、上記ステップ２１０の処理で切り出された圧縮対象画像を、上記ステップ２１２の処理によって読み出されたマスターデータに含まれる圧縮方向に、上記ステップ２１２の処理によって読み出されたマスターデータに含まれる圧縮率で圧縮した後、ステップ２１６に移行する。ステップ２１６では、上記ステップ２１４の処理で圧縮されて得られた圧縮済みの画像から真贋判定対象画像を切り出した後、ステップ２１８に移行する。なお、切り出し形状及び大きさは、上記ステップ１１６の処理で切り出された基準画像の外輪郭の形状及び大きさとする。
【００５７】
ステップ２１８では、“上記ステップ２１２の処理によって読み出されたマスターデータに含まれる基準画像”≒“上記ステップ２１６の処理で切り出された真贋判定対象画像”という関係が成立しているか否かを判定し、肯定判定となった場合にはステップ２２０に移行する一方、否定判定となった場合にはステップ２２２に移行する。
【００５８】
ステップ２２０では、真贋の判定対象とされた用紙２８が本物であることを示す本物通知信号を出力した後、本真贋判定処理プログラムを終了する。ステップ２２２では、真贋の判定対象とされた用紙２８が偽物であることを示す偽物通知信号を出力した後、本真贋判定処理プログラムを終了する。
【００５９】
本実施の形態では、上記ステップ２２０の処理によって出力された本物通知信号の出力先及び上記ステップ２２２の処理によって出力された偽物通知信号の出力先を共にＵＩパネル２０としている。本実施の形態に係るＵＩパネル２０では、上記ステップ２２０の処理によって出力された本物通知信号を受けて、例えば用紙２８が本物であることを示すメッセージ（例えば「用紙は本物です。」）を表示し、上記ステップ２２２の処理によって出力された偽物通知信号を受けて、例えば用紙２８が偽物であることを示すメッセージ（例えば「用紙は偽物です。」）を表示する。なお、この表示形態は一例であり、この他の表示形態であっても良い。例えば、スピーカによって音声で真贋の判定結果を可聴表示したり、プリンタによって用紙に印字することで真贋の判定結果を永久可視表示したりしても良い。また、ＵＩパネル２０による可視表示、スピーカによる可聴表示、及びプリンタによる永久可視表示の少なくとも２表示形態を組み合わせても良い。また、真贋の判定結果を可読性を有する文字情報として表示する形態に限らず、真贋の判定結果を暗号化した上でバーコードやＱＲコードなどに画像化して出力するようにしても良い。また、上記ステップ２２０の処理によって出力された本物通知信号の出力先及び上記ステップ２２２の処理によって出力された偽物通知信号の出力先を外部装置３０とし、外部装置３０の記憶領域に本物通知信号及び偽物通知信号を記憶させても良い。
【００６０】
以上のように、本実施の形態に係る真贋判定装置１０によれば、例えば圧縮しない１枚の特徴画像を記憶するために要する記憶領域の容量で、複数の異なる予め定められた領域４０に関する特徴画像（複数枚の特徴画像）が記憶されるので、本実施の形態に係る真贋判定装置１０を用いない場合に比べ、用紙２８の真贋が高精度に判定される。
【００６１】
なお、上記実施の形態では、二次元ＦＴ又はＦＦＴを行う際に特徴画像に対して二次元座標系を適用した場合の形態例を挙げて説明したが、例えば図１２に示すように表面に樹木の年輪のような連続的な同心円状の模様を有する物品、表面に連続的な放射状の模様を有する物品、又は表面に渦巻状の流線形の模様を有する物品に対しては、極座標系を適用することが好ましい。これにより、少なくとも二次元座標系を適用した場合に比べ、連続性の有無（又は高低）が高精度に判定されることになる。
【００６２】
また、上記実施の形態では、真贋の判定対象とされる用紙２８が共通の製造方法及び製造ラインで製造されたことを前提として、真贋の判定対象とされる用紙２８（サンプルデータの取得用の用紙２８）とこの用紙２８の真贋を判定するための基準として用いられる用紙２８（マスターデータの取得用の用紙２８）とを異なる用紙とし、真贋の判定対象とされる個々の用紙２８に対して、真贋を判定するための基準の用紙２８として共通の用紙２８を適用した場合の形態例を挙げて説明したが、真贋の判定対象とされる個々の用紙２８が互いに異なる製造方法や異なる製造ラインで製造された用紙である場合、上記実施の形態で説明したようにサンプルデータの取得用の用紙２８の各々に対して、真贋を判定するための基準の用紙２８として共通の用紙２８を用いるよりも、サンプルデータの取得用の用紙２８をマスターデータの取得用の用紙２８として用いる方が真贋の判定精度が高められる。つまり、真贋の判定対象毎にその判定対象そのもの自体を基準の用紙２８として扱うことである。そこで、この場合、図４に示すフローチャートの上記ステップ１３０の処理において、マスターデータを、マスターデータの抽出対象とされている用紙２８を特定する特定情報と対応付けて二次記憶部１８に記憶することにより登録する。そして、判定対象とされる用紙２８の真贋を判定する際に実行される真贋判定処理プログラムにおいて、上記ステップ２００の前段階に、特定情報に対応する情報（ＩＤ）を受け付けるステップを挿入し、上記ステップ２１２において、上記ステップ２００の前段階のステップで受け付けられた特定情報に対応する情報を用いて対応するマスターデータを二次記憶部１８から読み出すようにすれば良い。
【００６３】
また、上記実施の形態では、特徴画像における情報の連続性を解析するために二次元ＦＴ又はＦＦＴを適用したが、これに限らず、ウェーブレット解析を適用しても良い。
【００６４】
また、上記実施の形態では、特徴画像における情報の連続性の高い方向を二次元ＦＴ又はＦＦＴを実施することで特定する形態例を挙げて説明したが、これに限らず、方向によって情報の連続性が異なっており、事前に連続性の高い方向が判っている場合は、例えば事前にＵＩパネル２０を介して連続性の高い方向を指定しておき、その方向について情報を圧縮するようにしても良い。この場合、二次記憶部１８に圧縮方向（連続性の高い方向として指定された方向）を示す情報を予め記憶しておき、その情報により示される圧縮方向に圧縮を実施すれば良い。
【００６５】
また、上記実施の形態では、複数個の予め定められた領域４０を撮影することによって得られた複数の画像の各々から特徴画像を抽出し、抽出した特徴画像を用いて真贋の判定を行う場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、１つの予め定められた領域４０を撮影することによって得られた１つの画像から特徴画像を抽出し、抽出した特徴画像を用いて真贋の判定を行うようにしても良い。この場合、上記実施の形態に比べ、特徴画像を記憶するために要する記憶領域の容量が削減される。
【００６６】
また、上記実施の形態では、用紙２８をＸ軸方向に搬送して撮影位置に配置することによって撮影対象である予め定められた領域４０をカメラ３４の撮影領域に含まれるようにしたが、これに限らず、用紙２８を搬送せずに固定し、カメラ３４をＸ軸方向に移動させることによって予め定められた領域４０をカメラ３４の撮影領域に含まれるようにしても良い。また、用紙２８及びカメラ２８をＸ軸方向に沿って互いに反対の向きに移動させることによって予め定められた領域４０をカメラ３４の撮影領域に含まれるようにしても良い。このように用紙２８及びカメラ３４の少なくとも一方を相対移動させることによって予め定められた領域４０をカメラ３４の撮影領域に含まれるようにすれば良い。
【００６７】
また、上記実施の形態では、ＣＰＵ１２によってマスターデータ登録処理プログラム及び真贋判定処理プログラムが実行されることによりマスターデータ登録処理プログラム及び真贋判定処理プログラムの各ステップの処理を実現するソフトウェア的な形態を例示したが、これに限らず、各種回路（一例として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit)）を接続して構成されるハードウェア的な形態や、ソフトウェア的な形態とハードウェア的な形態とを組み合わせた形態が挙げられる。
【００６８】
また、上記実施の形態では、マスターデータ登録処理プログラム及び真贋判定処理プログラムがＲＯＭ１６に予め記憶されている場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、これらのプログラムをＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリなどのコンピュータによって読み取られる記録媒体に格納した状態で提供する形態を適用しても良いし、有線又は無線による通信手段を介して配信する形態を適用しても良い。
【符号の説明】
【００６９】
１０  真贋判定装置
１２  ＣＰＵ
１８  二次記憶部
３２  光源
３４  カメラ
【図１】
2013015898.tif 000003
【図２】
2013015898.tif 000004
【図３】
2013015898.tif 000005
【図４】
2013015898.tif 000006
【図５】
2013015898.tif 000007
【図１１】
2013015898.tif 000008
【図６】
2013015898.tif 000009
【図７】
2013015898.tif 000010
【図８】
2013015898.tif 000011
【図９】
2013015898.tif 000012
【図１０】
2013015898.tif 000013
【図１２】
2013015898.tif 000014