JP4785393B2 - 画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、および、画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、印刷物の改ざんを容易に検証でき、かつ印刷物の不正複写を容易に検証できる画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法、および、画像処理プログラムに関する。

従来、印刷物上に網点や万線からなるパターンで文字・記号・模様などの潜像をオフセット印刷などを用いて一色で印刷して、この印刷物を複写した場合に、偽造物であることが一目で判別できる印刷技術が知られている（特許第２６９５５２３号：「複写防止に適する印刷物」参照）。

また、従来、電子透かしを用いてデジタル画像データの改ざんを判定する技術も知られている（特開平１１−９８３４４号：「電子透かしを用いたデジタル画像の違法改ざん判定方法及び装置」参照）。
特許第２６９５５２３号 特開平１１−９８３４４号

しかし、特許第２６９５５２３号の技術では、複写物であることは一目で判別できるが、偽造を防止するものではないし、印刷物の一部分を改ざんした場合に検証できるものでもない。また、特開平１１−９８３４４号の技術では、対象とするデータがデジタル画像データのみであり、それを印刷物に適用することはできない。

本発明の目的は、印刷物の改ざんを容易に検証でき、かつ印刷物の不正複写を容易に検証できる画像処理装置、画像処理システム、画像処理方法及び画像処理プログラムを提供することにある。

本発明の画像処理装置は、改ざん検証用地紋および不正複写検証用地紋を、改ざんおよび不正複写から保護する対象の保護対象画像に重畳する手段を備える画像処理装置であって、前記不正複写検証用地紋は、所定の画像読み取り手段により読み取った印刷物の画像を所定の複写手段により印刷した場合に印刷されないサイズのドットにより、所定の輪郭を持つように形成し、前記改ざん検証用地紋としては、前記所定の画像読み取り手段により読み取った印刷物の画像を前記所定の複写手段により印刷した場合に印刷されるサイズのドットを、改ざんの検証対象となる部分に形成し、前記改ざん検証用地紋について、エリア毎に該エリアのドット数を偶数にするか奇数にするかを乱数によって定めることを特徴とする。

本発明の画像処理装置では、前記不正複写検証用地紋のドット及び前記改ざん検証用地紋のドットの占有率は、それぞれ前記不正複写検証地紋又は前記改ざん検証用地紋の場所に依らず一定値または当該一定値に近い値に設定することができる。これにより、領域毎にドットの形状が異なってもドットの配置密度などによって濃度を一致させることができる。したがって、印刷時にはほとんど一様に見えるため、複写前において目視によって上記文字列などを識別することができない。

本発明の画像処理システムは、上記した画像処理装置、および、印刷物に表示された画像を読み取る画像読取り手段と、前記画像読取り手段により読み取った画像に含まれる改ざん検証用地紋を解析して改ざんの検証を行なう改ざん検証手段と、前記画像読取り手段により読み取った画像を所定の解像度で印刷する複写手段とを備えた画像出力装置、を有することを特徴とする。

本発明の画像処理方法は、改ざん検証用地紋および不正複写検証用地紋を、改ざんおよび不正複写から保護する対象の保護対象画像に重畳する手順を実行する画像処理方法であって、前記不正複写検証用地紋は、所定の画像読み取り手段により読み取った印刷物の画像を所定の複写手段により印刷した場合に印刷されないサイズのドットにより、所定の輪郭を持つように形成し、前記改ざん検証用地紋としては、前記所定の画像読み取り手段により読み取った印刷物の画像を前記所定の複写手段により印刷した場合に印刷されるサイズのドットを、改ざんの検証対象となる部分に形成し、前記改ざん検証用地紋について、エリア毎に該エリアのドット数を偶数にするか奇数にするかを乱数によって定めることを特徴とする。

本発明の画像処理方法では、前記不正複写検証用地紋のドット及び前記改ざん検証用地紋のドットの占有率は、それぞれ前記不正複写検証地紋又は前記改ざん検証用地紋の場所に依らず一定値または当該一定値に近い値に設定することができる。

本発明のコンピュータにより実行が可能な画像処理プログラムは、上記における、画像処理方法を実行することができる。

本発明によれば、特殊な材料やインクを用いることなく、通常のレーザープリンターやインクジェットプリンターで通常の紙に印刷した画像から改ざんされていないかどうかおよび複写物であるか否かを検証することができる。従って、非常に低コストに改ざん及び複写を検証できる印刷物を提供できる。

図１は、本発明の画像処理システムおよび本発明の画像処理装置の構成図である。図１において、画像処理システム１００は、画像処理装置１、外部装置２、画像出力装置３から構成される。

画像処理装置１は改ざんおよび不正複写検証用ドット画像生成手段１１と、画像重畳手段１２と、印刷手段１３とからなる。

改ざんおよび不正複写検証用ドット画像生成手段１１は、後述するように、保護対象画像に応じて、改ざん検証用地紋と不正複写検証用地紋とを形成する。本発明ではこれら各地紋は複数種類のドットにより構成される。また、本実施形態では説明の便宜上、改ざん検証用地紋と不正複写検証用地紋とを大きさが異なる２種のドット（大ドットと小ドット）により構成するものとする。本実施形態では、小ドットは画像出力装置３の後述する複写手段３４（本発明の「複写機」）で複写されないドットであり、大ドットは複写手段３４で複写されるドットとされる。

改ざんおよび不正複写検証用ドット画像生成手段１１は、これら地紋により図３（Ａ）に示す保護対象画像ＧＦ０に応じた改ざんおよび不正複写検証用ドット画像を生成する。

本実施形態では、改ざんおよび不正複写検証用ドット画像は、保護対象画像ＧＦ０の文字配置等には無関係に形成される小ドットから構成される領域（不正複写検証用地紋により形成される領域）と、その他の大ドットから構成される領域（改ざん検証用地紋領域）とからなる。

不正複写検証用地紋域（小ドットから構成される領域）は、たとえば、「禁」「複写禁止」、「ＶＯＩＤ」等の文字や文字列の輪郭あるいは進入禁止マーク等の図形の輪郭を持つように形成される。これらの文字や文字列あるいは図形は、予め画像処理装置１に登録しておくこともできるし、図１に示すように外部装置２（たとえばコンピュータ）から設定情報ＳＴとして取得することもできる。

改ざん検証用地紋領域には、改ざんの検証対象となる部分が含まれる。本実施形態では、改ざん検証用地紋領域のうち、改ざんの検証対象となる部分および不正複写検証用地紋域の何れにも属しない部分にも大ドットが形成されており、これにより不正を行なおうとする者は改ざんの検証対象となる部分の特定を行なうことが困難となる。

保護対象画像ＧＦ０は、画像処理装置１内の所定メモリに予め格納されている画像であってもよいし、たとえば外部装置２に備えられたスキャナ（図示せず）から読み取った画像であってもよいし、外部装置２の記憶装置（メモリ，磁気記録媒体等）から読み取った画像であってもよい。改ざんおよび不正複写検証用ドット画像生成手段１１による、改ざんおよび不正複写検証用ドット画像の生成処理の詳細については後述する。

画像重畳手段１２は、改ざんおよび不正複写検証用ドット画像生成手段１１で生成された改ざんおよび不正複写検証用ドット画像と、保護対象画像ＧＦ０とを重ねた重畳画像を生成することができる。

印刷手段１３として、レーザプリンタ，インクジェットプリンタ，感熱型プリンタ，昇華型プリンタ等のプリンタ機構を用いることができ、画像重畳手段１２により生成した重畳画像を印刷して印刷物ＰＤ０として出力することができる。

外部装置２は、上述したようにコンピュータとすることができる。

画像出力装置３は、画像読取り手段３１と、改ざん検証手段３２と、表示手段３３と、複写手段３４とを備えている。画像読取り手段３１は、検証対象文書ＰＤ１に表示された画像（検証対象画像）を読み取ることができる。改ざん検証手段３２は、画像読取り手段３１により読み取った画像に含まれる改ざん検証用地紋を解析して改ざんの検証を行なうことができる。改ざん検証手段３２による検証処理の詳細については後述する。

表示手段３３は、改ざん検証手段３２による検証結果を表示出力することができる。複写手段３４は、画像読取り手段３１により読み取った画像を所定の解像度で印刷することができる。

図２のフローチャートにより、画像処理装置１の動作を説明する。

まず、画像処理装置１は、文書の印刷指示があったときは（ＳＴＡＲＴ）、当該文書（「印刷指示文書」）に表示されている画像を、改ざんおよび不正複写を検証できる画像として印刷することが指示されているか否かを判断し（Ｓ１０１）、当該指示がなされていないとき（Ｓ１０１の「ＮＯ」）は地紋（ドットパターン）を形成することなく印刷を行なうが（Ｓ１１０）、当該指示がなされているとき、すなわち印刷指示文書にかかる画像を保護対象画像とするとき（Ｓ１０１の「ＹＥＳ」）は、所定の文字列（本例では「ＶＯＩＤ」）の輪郭データを生成し、改ざん検証用領域（複写した場合に再現される領域）と、不正複写検証用領域（複写した場合に再現されない領域：上記文字列部分）の２つの領域を定義し、不正複写検証用領域の小ドットを２値データとして所定の記憶部に一時保存する（Ｓ１０２）。図３（Ｂ）に、改ざん検証用領域Ａ１および不正複写検証用領域Ａ２を示す。不正複写検証用領域Ａ２は、小ドットで埋められる。

つぎに、図４に示すように、印刷指示文書にかかる画像（保護対象画像）の全体を矩形領域（太実線で示す）に分割し、内部に格子点（細実線の交点で示す）を定義する（Ｓ１０３）。そして、分割した矩形領域から１つの矩形領域を取り出し（Ｓ１０４）、さらに当該矩形領域から未処理の格子点を１つ取り出し（Ｓ１０５）、当該格子点にドットを生成するか否かを判断する（Ｓ１０６）。

この判定に際しては、格子点またはその周囲に文字・図形または不正複写検証用領域が存在すれば（大ドットが文字・図形に重なってしまうような場合、すなわち、ある格子点から見た周囲４小ブロック内に文字がある場合など）、ドットを生成しないと判定し（Ｓ１０６の「ＹＥＳ」）、処理をＳ１０８に移し、格子点またはその周囲に文字・図形または不正複写検証用領域が存在しなければ（Ｓ１０６の「ＮＯ」）、当該格子点に大ドットを割り当て（Ｓ１０７）、処理をＳ１０８に移す。図５（Ａ）に、矩形領域内にドットを割り当てた様子を示す。

Ｓ１０８では、注目している矩形領域の全ての格子点について処理を終えたか否かを判断し、処理を終えているときは処理をＳ１０５に戻す。以下、同様にＳ１０５からＳ１０８の処理を繰り返し、注目している矩形領域の全ての格子点について処理を終えたときは（Ｓ１０８の「ＹＥＳ」）、注目している矩形領域内のドット数が偶数または奇数になるように調整する（Ｓ１０９）。すなわち、各矩形領域には乱数により「１」または「０」の偶奇数値が割り当てられており、ここでは矩形領域内のドット数は「０」のときには偶数、「１」のときには奇数となるように定められている。

たとえば、図５（Ｂ）に示す矩形領域では左から偶奇数値「０」，「１」，「１」，「０」，「０」が割り当てられている。左から１番目、２番目，４番目の矩形領域のドット個数は、もともと１４（偶数），１３（奇数），８（偶数）であるので、これらの領域についてはドット個数の調整の必要はない。一方、左から３番目、５番目の領域のドット個数は、もともと１０（偶数），１１（奇数）であるので、ドットをそれぞれ１つ削除してドット個数を９（奇数），１０（偶数）に調整している。

次に、全ての矩形領域について上記の調整処理が行なわれたか否かを判断し、未処理の矩形領域があるときは処理をＳ１０３に戻してＳ１０３〜Ｓ１０８の処理を繰り返す（Ｓ１１０）。全ての矩形領域について処理を終えたときは、各矩形領域について調整したドット（大ドット）、および文字列を表わす不正複写検証用領域Ａ２に埋められた小ドットを地紋として文書画像に重畳し（Ｓ１１１）、この重畳画像の印刷を行ない（Ｓ１１２）、処理を終了する。図６に重畳画像の印刷結果（印刷物ＰＤ０）を示す。なお、図６では説明の便宜上、改ざん検証用領域Ａ１のドットは調整せずに示してある。この場合、改ざん検証用地紋領域には、改ざんの検証対象となる部分が含まれる。本実施形態では、改ざん検証用地紋領域のうち、改ざんの検証対象となる部分および不正複写検証用地紋域の何れにも属しない部分にも大ドットが形成されており、これにより不正を行なおうとする者は改ざんの検証対象となる部分の特定を行なうことが困難となる。

上記の例では、改ざん検証用のドット（大ドット）のみにより、矩形領域内のドット個数を決定したが、小ドットの複数個を大ドット１つ分として扱うこともできる。たとえば、大ドットの面積が小ドットの９倍であるときは、その面積比に応じて、小ドットは９個で大ドット１個として扱うこともできる。また、小ドット１個を大ドット１個と同様に扱うこともできる。

図７のフローチャートにより、画像出力装置３の動作を説明する。まず、検証対象文書ＰＤ１をスキャナで読み取り、検証対象画像を取り込む（Ｓ２０１）。この検証対象画像は、改ざんされていない可能性もあるし、改ざんされている可能性もある。

検証対象画像を印刷時と同様、矩形領域に分割して、未処理の矩形領域を１つ取り出し（Ｓ２０３）、所定のドット計数カウンタを０に初期化する（Ｓ２０４）。次いで、注目している矩形領域についてドット数カウンタを０で初期化する。

この後、注目している矩形領域内の未処理の格子点を１つ取り出し（Ｓ２０５）、ドットの有無を判断し（Ｓ２０６）、ドットが有ると判断したときは、カウンタを１だけインクリメントする（Ｓ２０７）。このカウンタをインクリメントしたときおよびＳ２０６でドットが無いと判断したときは、注目している矩形領域内の全ての格子の交点の処理を終えたかを判断し、終えていないときは処理をＳ２０５に戻し、Ｓ２０６〜Ｓ２０８の処理を繰り返す。なお、図８（Ｃ）の拡大図に示すように、文字と大ドットとが重なっている場合（重なり個所を符号Ｑで示す）には、当該大ドットはカウンタによる計数の対象とはならない。

Ｓ２０８で、全ての格子点についての処理が終了したときは矩形領域内のドット数の偶奇数が印刷時の偶奇数（乱数「０」または「１」）と一致するか否かを判断し（Ｓ２０９）、一致するとき（Ｓ２０９の「ＹＥＳ」）は注目している矩形領域については改ざん無しと判断し（Ｓ２１０）、一致しないとき（Ｓ２０９の「ＮＯ」）は注目している矩形領域については改ざん有りと判断する（Ｓ２１１）。

たとえば、図６の印刷物ＰＤ０の「￥１，０００」の「１」が、「４」に改ざんされたものとする。

そして、全ての矩形領域について処理を終えたか否かを判断し（Ｓ２１２）、終えていないときは処理をＳ２０３に戻し、Ｓ２０３〜２１２の処理を繰り返し行なう。Ｓ２１２において全ての矩形領域について処理を終えたと判断したときは、図９に示すように検証結果を表示手段（ディスプレイ）に表示し（Ｓ２１３）、処理を終了する。図９では、改ざんがあったことを示すメッセージと、検証対象文書ＰＤ１とをウィンドウに表示している。

図８（Ａ）に示すように、改ざんされていない印刷物ＰＤ０の「￥１，０００」部分のドット個数は、「１４」，「１３」，「９」，「８」，「１０」であり、偶奇数値は、「０」，「１」，「１」，「０」，「０」である。これに対して、検証対象画像の「￥４，０００」部分のドット個数は、「１４」，「１２」，「９」，「８」，「１０」であり、偶奇数値は、「０」，「０」，「１」，「０」，「０」である。したがって、この場合には、図８（Ｂ）に示すように、左から２番目の矩形領域が改ざんされていることがわかる。

図８（Ａ），（Ｂ）の例では、説明の便宜上、矩形領域の大きさを文字の大きさよりも大きい場合を説明したが、矩形領域の大きさを小さくすることで、改ざん検証の精度を高くすることができる。図１０（Ａ），（Ｂ）では、矩形領域の大きさを図８（Ａ），（Ｂ）の場合の（１および４）倍としている。図１０（Ａ）は、改ざんされていない印刷物ＰＤ０の「￥１，０００」の「１」部分の上段および下段を示しており、上段ではドット個数は「１２」，「１５」、偶奇数値は「０」，「１」であり、下段ではドット個数は「１４」，「１３」、偶奇数値は「０」，「１」である。これに対して、図１０（Ｂ）は、改ざんされた検証対象文書ＰＤ１の「￥４，０００」の「４」部分の上段および下段を示しており、上段ではドット個数は「１４」，「１５」、偶奇数値は「０」，「１」であり、下段ではドット個数は「１１」，「１３」、偶奇数値は「１」，「１」である。したがって、印刷物ＰＤ０の「￥１，０００」の「１」部分の下段と、検証対象文書ＰＤ１の「￥４，０００」の「４」部分の下段の偶奇数値が異なるので、改ざんがなされていることがわかる。

図１１（Ａ）は、複写手段３４による複写結果（複写印刷物ＰＤ２）を示している。図１１（Ｂ）は、複写印刷物ＰＤ２の部分拡大図である。図１１（Ａ）の例では、改ざんがなされた検証対象文書ＰＤ１（図９参照）の不正複写検証領域「ＶＯＩＤ」が白抜きで表示される。なお、改ざんがなされていない検証対象文書（印刷物ＰＤ０：図６参照）についても、複写した場合には不正複写検証領域「ＶＯＩＤ」が白抜きで表示される。

図１２は、図１３に示すように特定の領域のみに改ざん検証用領域が定められている場合のフローチャートを示している。図１２のフローチャートのＳ３０１〜Ｓ３０４，Ｓ３０５〜Ｓ３１２の処理は、図２に示したフローチャートのＳ１０１〜Ｓ１０４，Ｓ１０５〜Ｓ１１２の処理と同じである。図１２では、Ｓ３０４の処理の直後に、注目している矩形領域が改ざん検証用領域であるか否かを判断し（Ｓ３０４′）、改ざん検証用領域でないときは各格子点に所定種類のドットを割り当て（Ｓ３０４′′）、改ざん検証用領域であるときは、未処理の格子点を１つ取り出す処理（Ｓ３０５）に移行する。Ｓ３０４′′において、割り当てられるドットの大きさは、改ざん検証用領域に割り当てられる大ドットと同じ大きさであってもよいし、図１に示した複写手段３４により複写されたときに再現される大きさであれば、上記大ドットと異なる大きさであってもよい。

図１２に示した処理では、検証する領域が限られているため、より効率的に改ざんの有無を検証することが可能となる。

本発明では、保護対象画像ＧＦ０が白色の下地に、黒またはグレーの文字・図形等が描かれている場合に、複数種類のドットとして、マゼンタ、シアン等の見易い色彩にすることで、
（１）保護対象画像ＧＦ０にもともと記載されている文字等の認識が容易となり、
（２）不正複写検証用のドット（小ドットの）のサイズの下限を小さくでき、改ざんおよび不正複写検証のためのドットが形成された印刷物を複写機により複写した際に、不正複写検証用のドットを比較的大きくしておいても当該ドットを消去することができ、
（３）改ざん検証手段による処理において、保護対象画像ＧＦ０上にもともと描かれていた文字・図形等とドットとの識別が容易となり、カウンタによる高精度な計数等を行なうことができる。

本発明の画像処理システムおよび本発明の画像装置の構成図である。 図１の画像処理装置の動作を説明するための図２のフローチャートである。 （Ａ）は図１の画像処理装置の処理対象となる保護対象画像を示す図であり、（Ｂ）は改ざん検証用領域および不正複写検証用領域を示す図である。 保護対象画像の全体を矩形領域に分割し、内部に格子点を定義した様子を示す説明図である。 （Ａ）は保護対象画像に定義された矩形領域内にドットを割り当てた状態を示す図、（Ｂ）は（Ａ）において割り当てたドットの個数を偶奇数値に応じて調整した状態を示す図である。 重畳画像の印刷結果を示す図である。 図１の画像出力装置の動作を示すフローチャートである。 （Ａ）は改ざんされていない印刷物の矩形領域のドット個数および偶奇数値を示す図、（Ｂ）は検証対象画像の矩形領域のドット個数および偶奇数値を示す図、（Ｃ）は改ざん個所の拡大図である。 改ざんがあったことを示すメッセージと検証対象文書とがウィンドウに表示されている様子を示す図である。 矩形領域の大きさを小さくした場合を示す図であり、（Ａ）は改ざん前の矩形領域を示す図、（Ｂ）は改ざん後の矩形領域を示す図である。 （Ａ）は複写手段による複写結果を示す図で、（Ｂ）は複写印刷物の部分拡大図である。 特定の領域のみに改ざん検証用領域が定められている場合のフローチャートである。 特定の領域のみに改ざん検証用領域が定められている検証対象画像を示す図である。

符号の説明

１ 画像処理装置
２ 外部装置
３ 画像出力装置
１１ 改ざんおよび不正複写検証用ドット画像生成手段
１２ 画像重畳手段
１３ 印刷手段
３１ 画像読取り手段
３２ 改ざん検証手段
３３ 表示手段
３４ 複写手段
１００ 画像処理システム
ＧＦ０ 保護対象画像
ＰＤ０ 印刷物
ＰＤ１ 検証対象文書
ＰＤ２ 複写印刷物

Claims (6)

1. 改ざん検証用地紋および不正複写検証用地紋を、改ざんおよび不正複写から保護する対象の保護対象画像に重畳する手段を備える画像処理装置であって、
   前記不正複写検証用地紋は、所定の画像読み取り手段により読み取った印刷物の画像を所定の複写手段により印刷した場合に印刷されないサイズのドットにより、所定の輪郭を持つように形成し、
   前記改ざん検証用地紋としては、前記所定の画像読み取り手段により読み取った印刷物の画像を前記所定の複写手段により印刷した場合に印刷されるサイズのドットを、改ざんの検証対象となる部分に形成し、
   前記改ざん検証用地紋について、エリア毎に該エリアのドット数を偶数にするか奇数にするかを乱数によって定めることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記不正複写検証用地紋のドット及び前記改ざん検証用地紋のドットの占有率は、それぞれ前記不正複写検証地紋又は前記改ざん検証用地紋の場所に依らず一定値または当該一定値に近いことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像処理装置、および、
   印刷物に表示された画像を読み取る画像読取り手段と、
   前記画像読取り手段により読み取った画像に含まれる改ざん検証用地紋を解析して改ざんの検証を行なう改ざん検証手段と、前記画像読取り手段により読み取った画像を所定の解像度で印刷する複写手段とを備えた画像出力装置、
   を有することを特徴とする画像処理システム。
4. 改ざん検証用地紋および不正複写検証用地紋を、改ざんおよび不正複写から保護する対象の保護対象画像に重畳する手順を実行する画像処理方法であって、
   前記不正複写検証用地紋は、所定の画像読み取り手段により読み取った印刷物の画像を所定の複写手段により印刷した場合に印刷されないサイズのドットにより、所定の輪郭を持つように形成し、
   前記改ざん検証用地紋としては、前記所定の画像読み取り手段により読み取った印刷物の画像を前記所定の複写手段により印刷した場合に印刷されるサイズのドットを、改ざんの検証対象となる部分に形成し、
   前記改ざん検証用地紋について、エリア毎に該エリアのドット数を偶数にするか奇数にするかを乱数によって定めることを特徴とする画像処理方法。
5. 前記不正複写検証用地紋のドット及び前記改ざん検証用地紋のドットの占有率は、それぞれ前記不正複写検証地紋又は前記改ざん検証用地紋の場所に依らず一定値または当該一定値に近いことを特徴とする請求項４に記載の画像処理方法。
6. コンピュータに、請求項４又は５に記載された画像処理方法を実行させることを特徴とする画像処理プログラム。