JP4047271B2 - 改ざん検証用画像生成装置、および、改ざん検証用画像生成装置の制御方法、および、改ざん検証用画像情報生成装置のプログラム、および、記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、改ざん検証用画像生成装置、および、改ざん検証用画像生成装置の制御方法、および、改ざん検証用画像情報生成装置のプログラムに関する。

特許文献１に記載の「印刷物の検証情報作成装置及び印刷物の検証装置」には、すでに印刷物となっているものを改ざん検証に対応した印刷物にするための方法が示されている。この方法では印刷物に依存する依存情報をバーコードなどの形式で印刷物に検証情報として印刷し、検証する際には印刷物とそれから読み取った依存情報とを照合するというものである。

また、特許文献２に記載の「印刷物検証情報付加及び印刷物検証に関する装置、システム、方法、プログラム、印刷物及び記録媒体」には、印刷物の内容改ざんを防止し、更に唯一性も同時に確認する手段が提供されている。

更に特許文献３に記載の「帳票の非改竄性検証方法、帳票印刷装置、及び帳票の改竄有無検証装置」には、帳票の改ざん検証方法及び改ざん検証装置が示されている。この方法では、再現性を有する形式により帳票イメージをコード化して、更に所定の記録形式で帳票に記録し、検証する際は帳票イメージとコードから再現された帳票イメージとを目視により比較することで検証する。
特開平８−２９７７４３号 特開２００２−９９２０９号 特開２００２−２９８１２０号

しかし、特許文献１の技術では、すでに印刷物になっているものを対象としており、元がディジタルデータであるものを改ざん検証に対応した印刷物として生成することに対応していない。

また、特許文献２の技術では、電波に応答してID情報を出力するID紙を使用するため、改ざん検証に対応した印刷物を低コストで容易に作成できるというわけにはいかない。

さらに、特許文献３の技術では、目視で検証を行うため、生産性が高いとはいえず、大量の印刷物を短時間で検証するような場合には向いていない。

本発明は、内容が改ざんされているか否かを検証可能な印刷物を作成する技術、および改ざんを検証する技術を提供することを目的とする。特に、作成装置を使用した偽造の検出や抑止、また検証装置を使用した鍵の解読の防止を可能にする印刷文書の作成技術および検証技術を提供することを目的とする。

本発明は、画像データに、該画像データの改ざん検証に用いる情報である改ざん検証情報と、改ざん抑止情報とを埋め込むことにより、改ざん検証用画像を生成する改ざん検証用画像生成装置であって、前記画像データを複数の矩形領域に分割する分割手段と、分割された前記矩形領域が文字要素を含むかを判断する判断手段と、分割された前記矩形領域に所定情報を埋め込むことにより改ざん検証用画像を生成する生成手段と、を備え、前記生成手段は、前記判断手段の判断結果に応じて、文字要素を含む矩形領域には前記改ざん検証情報のみを埋め込み、それ以外の領域には前記改ざん検証情報と前記改ざん抑止情報とを混在させて埋め込むようにしたものである。

また、画像データに、該画像データの改ざん検証に用いる情報である改ざん検証情報と、改ざん抑止情報とを埋め込むことにより、改ざん検証用画像を生成する改ざん検証用画像生成装置の制御方法であって、前記画像データを複数の矩形領域に分割する分割ステップと、分割された前記矩形領域が文字要素を含むかを判断する判断ステップと、分割された前記矩形領域に所定情報を埋め込むことにより改ざん検証用画像を生成するステップ手段と、を備え、前記生成ステップは、前記判断ステップの判断結果に応じて、文字要素を含む矩形領域には前記改ざん検証情報のみを埋め込み、それ以外の領域には前記改ざん検証情報と前記改ざん抑止情報とを混在させて埋め込むようにしたものである。

また、請求項２に記載の各ステップをコンピュータに実行させるプログラムからなることを特徴とする改ざん検証用画像情報生成装置のプログラムである。

また、請求項３に記載のプログラムを記憶したコンピュータに読み取り可能な記録媒体である。

したがって、本発明によれば、画像データに、該画像データの改ざん検証に用いる情報である改ざん検証情報と、改ざん抑止情報とを埋め込むことにより、改ざん検証用画像を生成する改ざん検証用画像生成装置であって、前記画像データを複数の矩形領域に分割する分割手段と、分割された前記矩形領域が文字要素を含むかを判断する判断手段と、分割された前記矩形領域に所定情報を埋め込むことにより改ざん検証用画像を生成する生成手段と、を備え、前記生成手段は、前記判断手段の判断結果に応じて、文字要素を含む矩形領域には前記改ざん検証情報のみを埋め込み、それ以外の領域には前記改ざん検証情報と前記改ざん抑止情報とを混在させて埋め込むようにしたので、例えば、埋め込んだ改ざん抑止情報への改ざんも検出可能な画像を生成することができるという効果を得る。

以下、本発明の実施形態を説明する。
《実施形態１》
実施形態１では、改ざんを検証するための情報だけでなく、印刷日の情報も印刷文書に埋め込むことによって、改ざん（あるいは偽造）の検出を行なうことができ、さらには改ざん行為に対する抑止を行うことができる。

まず、本実施形態の改ざん検証用文書作成装置、改ざん検証用文書作成方法、改ざん検証用文書作成プログラムおよび改ざん検証用文書作成プログラムを格納した記録媒体について説明する。

図１（Ａ）は、改ざん検証用文書作成装置の機能ブロック図、図１（Ｂ）は改ざん検証用文書作成装置のハードウェアブロック図である。

図１（Ａ）において、改ざん検証用文書作成装置１は、処理対象文書画像取得手段１１１と、任意情報取得手段１１２と、任意情報重畳手段１１３と、検証情報重畳手段１１４と、印刷手段１１５とを含んで構成されている。また、図１（Ｂ）において、改ざん検証用文書作成装置１は、ＣＰＵ１２１と、ＲＯＭ１２２と、ＲＡＭ１２３と、キーボード１２４と、ハードディスク１２５と、プリンタ１２６と、イメージスキャナ１２７と、通信回路１２８とを含んで構成されている。ＲＡＭ１２３には、処理対象文書画像取得プログラム（スキャナプログラム，通信プログラム等）、任意情報取得プログラム、任意情報重畳プログラム、検証情報重畳プログラムおよび印刷プログラムが格納されている。これらプログラムが本発明の改ざん検証用文書作成プログラムを構成する。これら各プログラムは、ＣＰＵ１２１と協働して（あるいはさらに他の構成要素と協働して）、処理対象文書画像取得手段１１１、任意情報取得手段１１２、任意情報重畳手段１１３、検証情報重畳手段１１４、および印刷手段１１５を構成する。なお、各プログラムは、フロッピーディスク、光磁気ディスク等の記録媒体に格納しておき、頒布等を行なうことが可能である。

改ざん検証用文書作成の処理対象となる文書画像は、図１（Ｂ）のイメージスキャナ１２７により取得することもできるし、図１（Ｂ）の通信回路１２８によりネットワークまたは公衆回線を介して他の機器から取得することもでき、また図１（Ｂ）のハードディスク１２５から取得することもできるし、さらにワードプロセッサ等のアプリケーションから取得することもできる。

以下、図１（Ａ）に示した改ざん検証用文書作成装置１の動作を説明する。まず、処理対象文書画像取得手段１１１により、図２に示す処理対象文書画像ＤＧを取得する。

任意情報取得手段１１２は、たとえば印刷年月日、作成者の氏名、作成場所等の任意の情報を、キーボード１２４等から取得することができる。たとえば、当該任意情報が印刷日であるときには、当該印刷年月日を「０」と「１」からなる数列で符号化する。たとえば、図３に示すように、年，月を４ビットで、日を５ビットで表し、年月日全体を１３ビットで表すことができる。

任意情報重畳手段１１３は、処理対象文書画像取得手段１１１で取得した画像の全部または一部を処理領域Ａとして定義し、当該処理領域Ａを複数の矩形領域に分割する。これらの矩形領域には、文字のストロークを含む（文字の全部または一部を含む）ものと、含まないものとがある。この場合、文字のストロークが所定領域に含まれているか否かは、各矩形領域内に所定長さの黒画素連結成分が存在するか否かにより判断することもできる。

任意情報重畳手段１１３は、上記した任意情報を、文字のストロークが含まれない（文字の一部も含まない）少なくとも２つの領域に埋め込む。これにより、改ざんがあったとしても、任意情報の抽出を行なうことができる。特に、処理領域Ａ内の文字が含まれない領域の全てに、任意情報を埋め込むことで、一部の改ざんに対しても精度の高い検出ができ、かつ汚れによる影響が少ない（汚れに強い）高精度の検出が可能となる。

図４（処理領域Ａ）に示すように、印刷日を表すビット列（図４の例では、「００１１０１１１０１１０１」）に対して、「１」ならドットが有り（図４では黒丸で示す）、「０」ならドットが無し（ただし、図４では白丸で示す）、というようにして矩形領域の左上から右下に向けてドットを配置する。図４には５つの矩形領域Ａ１〜Ａ５が表示してあり、矩形領域Ａ１と矩形領域Ａ５には文字のストロークが含まれていないので、この２つの矩形領域に同じ任意情報（印刷日を表すビット列）をそれぞれ埋め込む。

この任意情報は、図４では１３個のドットに相当する部分（以下、「任意情報部分」）に形成されるもので、たとえば、矩形領域Ａ１の行ａ１１には印刷日を表すビット列「０００１１１００１０１１０」の最初の５ビットを埋め込んであり、行ａ１２には次の５ビットを、そして行ａ１３には残りの３ビットを埋め込んである。矩形領域Ａ５についても矩形領域Ａ１と同じドットパターンが埋め込まれている。なお、処理領域Ａは、上記の例ではＡ１〜Ａ５として定義したが、さらにＡ１〜Ａ５の、左側、右側、上側、下領に処理領域Ａを拡張することができる。

つぎに、検証情報重畳手段１１４は、図５に示すように、処理領域Ａ（矩形領域Ａ１〜Ａ５からなる領域）について改ざん検証情報を埋め込む。本実施形態では、検証情報として、処理領域Ａに複数のドットの個数が偶数または奇数となるようにしたものを採用するものとする（特願２００２−３６７８５３参照）。

すなわち、検証情報重畳手段１１４では、任意情報重畳手段１１３によりドットが埋め込まれた処理領域に、更に改ざんを検証するための検証情報を埋め込む。本実施形態では、矩形領域Ａ１〜Ａ５に対して「０」または「１」の乱数を別途生成し、各矩形領域内のドットの個数を、乱数が「０」なら偶数、「１」なら奇数になるように調整する。ここで乱数は、秘密の情報である鍵から生成する。図５では、矩形領域Ａ１〜Ａ５には「０」，「１」，「０」，「０」，「１」の乱数が割り当てられている。したがって、矩形領域Ａ１〜Ａ５のドット数は、偶数、奇数、偶数、偶数、奇数になるように調整する。

まず矩形領域Ａ１については、既に任意情報を表す部分に８個のドットが埋め込まれているため（図４参照）、任意情報部分を除いた空白部分に一定間隔でドットを配置し、その個数が偶数になるように調整する。なお、図４では、説明の便宜上、８個のドットの間の空白部分を白抜きのドットで示してある。

図５の例では、矩形領域Ａ１の空白部分に、図４に示した１２個のドットを配置している。図５では、これらのドットは任意情報部分に稠密に配置したが、たとえば１つおきに形成することもできる。矩形領域Ａ２，Ａ３，Ａ４については、文字のストロークを含んでいるため、ストロークと重ならないように、それぞれ合計のドット数が奇数、偶数、偶数となるようにドットを配置する。図５では、矩形領域Ａ２〜Ａ４のドットを、ストロークと重ならない部分に稠密に配置したが、たとえば１つおきに形成することもできる。

矩形領域Ａ５については、乱数「１」が設定されているので、矩形領域Ａ１のときと同様にドット個数を奇数にするようにドットを配置する。

ドット個数は、まず打てるだけ、ドットを設定し、その後にドットを削除することで調整することができる。

以上のようにして、検証情報を埋め込んだ図６に示すような改ざん検証用画像ＤＤが作成され、この画像ＤＤは、印刷手段１１５により印刷される。

次に、改ざん検出装置、改ざん検出方法、改ざん検出プログラム、およびのプログラムが格納された記録媒体について説明する。

図７（Ａ）は改ざん検証装置の機能ブロック図、図７（Ｂ）は改ざん検証装置のハードウェアブロック図である。

図７（Ａ）において、改ざん検証装置２は、画像取得手段２１１と、任意情報抽出手段２１２と、任意情報抽出手段２１３と、改ざん検証手段２１４と、検証結果表示手段２１５とを含んで構成されている。また、図７（Ｂ）において、改ざん検証装置２は、ＣＰＵ２２１と、ＲＯＭ２２２と、ＲＡＭ２２３と、ハードディスク２２４と、ディスプレイ２２５と、イメージスキャナ２２６と、通信回路２２７とを含んで構成されている。ＲＡＭ２２３には、画像読み取りプログラム（スキャナプログラム，通信プログラム等）、任意情報抽出プログラム、任意情報抽出プログラム、改ざん検証プログラムおよび検証結果出力プログラムが格納されている。これら各プログラムが本発明の文書検証プログラムを構成し、ＣＰＵ２２１と協働して（あるいはさらに他の構成要素と協働して）画像取得手段２１１、任意情報抽出手段２１２、任意情報抽出手段７１３、改ざん検証手段２１４、検証結果表示手段２１５として機能する。なお、各プログラムは、フロッピーディスク、光磁気ディスク等の記録媒体に格納しておき、頒布等を行なうことが可能である。

検証対象となる文書画像は、図７（Ｂ）のイメージスキャナ２２６により取得することもできるし、図７（Ｂ）の通信回路２２７によりネットワークまたは公衆回線を介して他の機器から取得することもでき、また図７（Ｂ）のハードディスク２２４から取得することもできるし、さらにワードプロセッサ等のアプリケーションから取得することもできる。

以下、図７（Ａ）に示した改ざん検証装置２の動作を、検証処理対象となる文書画像が印刷物である場合を例に説明する。

まず、画像取得手段２１１（イメージスキャナー２２６）により、検証処理対象となる文書画像を取得する。任意情報抽出手段２１２では、取得した画像全体を作成時と同じように矩形領域に分割する。そして、文字のストロークを含まない領域から任意情報として埋め込まれている印刷日情報を抽出する。抽出した印刷日情報が改ざんされているか否かは、改ざん検証手段２１４によりチェックする。検証情報抽出手段２１３では、各領域に埋め込まれているドットの個数を検証情報として抽出する。

ここでは、図８（Ａ）に示したように、矩形領域Ａ１，Ａ５に印刷日時が埋め込まれており、この印刷日時ごと改ざんが行なわれる場合を例にとる。この例では、金額「￥１０，０００」が、「￥５０，０００」に改ざんされ、このとき印刷日時が埋め込まれた矩形領域ごとコピーされたものとする。なお、オリジナルの金額は不記載としてある。

改ざん検証手段２１４では、まず各領域に対して、作成時と鍵を使用して「０」または「１」の乱数を生成する。そして、改ざんの検証は各領域内のドット数の偶数または奇数が、乱数の偶奇と一致するか否かで判断する。

図８（Ｂ）の例では、丸付き数字１，２で示したように、矩形領域Ａ３，Ａ４がフェイル（乱数に一致しない）ので、該領域に改ざんがあると判断できる。また、文字のストロークを含まない領域Ａ１，Ａ５に埋め込まれていおる印刷日情報も真性でないものと判断できる。すなわち、領域Ａ１〜Ａ５の何れかに改ざんがあると判断された場合には、抽出した印刷日情報も改ざんされている可能性がある。そのため、改ざんされている領域から抽出した印刷日情報は破棄して、改ざんされていない領域（図８（Ａ）には示されていない領域）から抽出した印刷日情報を使用する。

検証結果表示手段２１５では、改ざん箇所を強調した文書画像とともに、抽出された印刷日をディスプレイ２２５等で表示する。この表示される印刷日を確認することによって、検証対象の印刷文書が偽造されたものなのか否かを判断することができる。

また印刷日だけでなく、印刷を行った者の名前や所属に関しても同様にして埋め込むことが可能である。

以上の例では、金額の改ざんを検出することができ、かつ改ざんされた文書にかかる情報は消失させず残っている。したがって、たとえ改ざんがされても、オリジナルがどのような文書であったのかを容易に特定できる。
《実施形態２》
改ざん検証用の文書画像には、検証を行なう権限をもつ者、組織を文書画像ごとに設定することもできる。流通した改ざん検証用の文書画像が、何人によっても検証できるという状況は、セキュリティ上好ましくない。暗号の世界では一般に、鍵と呼ばれる情報を秘密にすることで安全性を確保することが多いが、検証行為を繰り返し行うことによって鍵の値（コード）等を知ろうとする攻撃が行われる可能性がある。

実施形態２では、検証を行なう権限をもつ者または組織を限定するために、当該者や組織の公開鍵ｋ１で暗号化した鍵Ｋを任意情報として埋め込むことができる。

改ざん検証用の文書画像の作成者Ａが、検証者としてＢを指定する場合の一例を図９に示す。

作成者Ａは、改ざん検証用文書作成装置３１を使用して改ざん検証用文書Ｄ１を作成する。このとき検証者にＢを指定する。文書作成装置３１は、Ｂの公開鍵を公開鍵管理センター３２から取得する。そしてＢの公開鍵ｋ１を用いて鍵Ｋを暗号化し、これを実施形態１で示した方法と同様にして画像に埋め込む。更に改ざんを検証するための検証情報を埋め込み、改ざん検証用文書を生成する。

検証する場合は、まず検証者Ｂは改ざん検証装置３３に自分の秘密鍵ｋ２を渡す。改ざん検証装置３３は、検証対象画像Ｄ２に埋め込まれている暗号化された鍵Ｋを抽出し、Ｂの秘密鍵ｋ２を用いて復号する。改ざん検証装置３３これによって検証に必要な鍵Ｋを取得する。もし秘密鍵ｋ２が正しくないと復号できず、鍵Ｋを取得することができない。Ｂの秘密鍵ｋ１を所有しているのはＢだけであるので、これはつまり検証に必要な鍵ＫはＢだけしか取得できないことを意味している。そして、取得した鍵を用いて改ざんの検証を行う。以上のようにして、検証者を限定した改ざん検証用文書の作成、および検証を行うことができる。

本発明の実施形態１の説明図であり、（Ａ）は、改ざん検証用文書作成装置の機能ブロック図、（Ｂ）は改ざん検証用文書作成装置のハードウェアブロック図である。 図１の実施形態１における処理対象となる画像を示す図である。 検証情報の具体例を示す、年月日をビット列で表した図である。 図３の印刷年月日を矩形領域に配置した様子を示す図である。 検証情報重畳手段によ、処理領域について改ざん検証情報を埋め込んだ様子を示す図である。 検証情報を埋め込んだ画像を示す図である。 （Ａ）は改ざん検証装置の機能ブロック図、（Ｂ）は改ざん検証装置のハードウェアブロック図である。 改ざん検証の処理を示す説明図であり、（Ａ）は改ざん前の文書画像の一部に改ざんを加えようとする状態を示す図、（Ｂ）は改ざん後の文書画像の一部を示す図である。 改ざん検証用文書の作成者が検証者として他の者を指定する場合のシステムの一例を図示す図である。

符号の説明

１ 改ざん検証用文書作成装置
２ 改ざん検証装置
１１１ 処理対象文書画像取得手段
１１２ 任意情報取得手段
１１３ 任意情報重畳手段
１１４ 検証情報重畳手段
１１５ 印刷手段
１２１，２２１ ＣＰＵ
１２２，２２２ ＲＯＭ
１２３，２２３ ＲＡＭ
１２４ キーボード
１２５，２２４ ハードディスク
１２６ プリンタ
１２７，２２６ イメージスキャナ
１２８，２２７ 通信回路
２１１ 画像取得手段
２１２ 任意情報抽出手段
２１３ 任意情報抽出手段
２１４ 改ざん検証手段
２１５ 検証結果表示手段
２２５ ディスプレイ

Claims (4)

1. 画像データに、該画像データの改ざん検証に用いる情報である改ざん検証情報と、改ざん抑止情報とを埋め込むことにより、改ざん検証用画像を生成する改ざん検証用画像生成装置であって、
   前記画像データを複数の矩形領域に分割する分割手段と、
   分割された前記矩形領域が文字要素を含むかを判断する判断手段と、
   分割された前記矩形領域に所定情報を埋め込むことにより改ざん検証用画像を生成する生成手段と、を備え、
   前記生成手段は、前記判断手段の判断結果に応じて、文字要素を含む矩形領域には前記改ざん検証情報のみを埋め込み、それ以外の領域には前記改ざん検証情報と前記改ざん抑止情報とを混在させて埋め込むことを特徴とする改ざん検証用画像情報生成装置。
2. 画像データに、該画像データの改ざん検証に用いる情報である改ざん検証情報と、改ざん抑止情報とを埋め込むことにより、改ざん検証用画像を生成する改ざん検証用画像生成装置の制御方法であって、
   前記画像データを複数の矩形領域に分割する分割ステップと、
   分割された前記矩形領域が文字要素を含むかを判断する判断ステップと、
   分割された前記矩形領域に所定情報を埋め込むことにより改ざん検証用画像を生成するステップ手段と、を備え、
   前記生成ステップは、前記判断ステップの判断結果に応じて、文字要素を含む矩形領域には前記改ざん検証情報のみを埋め込み、それ以外の領域には前記改ざん検証情報と前記改ざん抑止情報とを混在させて埋め込むことを特徴とする改ざん検証用画像情報生成装置の制御方法。
3. 請求項２に記載の各ステップをコンピュータに実行させるプログラムからなることを特徴とする改ざん検証用画像情報生成装置のプログラム。
4. 請求項３に記載のプログラムを記憶したコンピュータに読み取り可能な記録媒体。

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