JP4262219B2 - 画像処理装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置及びその制御方法に関し、より詳細には、文書の背景に偽造抑止地紋を合成し出力された出力物またはその複写物から、偽造抑止地紋に埋め込まれた情報を抽出するための画像処理装置、画像処理システム、画像処理装置の制御方法、画像処理システムの制御方法、及びプログラムに関する。

領収書や証券、証明書には、簡単に複写されることがないように複写すると文字や画像が浮かび上がる特殊な模様が背景に印刷されている場合がある。この特殊な模様は一般に潜像部分と背景部分を含めて、その全体が偽造抑止地紋と呼ばれる。これは、複写によって原本が容易に複製できないような仕掛けが施された模様であり、この模様を原本に施すことにより、心理的にではあるが、原本を複写して原本を偽造する行為を抑止する効果を実現している。

偽造抑止地紋では、複写後にドットが残る領域と複写後にドットが消える領域の同じ濃度を持つ２つの領域からなっている。この２つの領域は、ほぼ同じ平均濃度を有し、マクロ的には、一見すると「複写物」などの文字や画像が隠れていることが分からないが、ミクロ的にはそれぞれ異なる特性を持っている。尚、本明細書では、この隠された文字や画像を、その背景分から区別して潜像と呼ぶこととする。

例えば、複写後にドットが残る領域（潜像部と呼ぶ）は各々のドットが集中した固まりのドットで構成される。複写後にドットが消える領域（背景部と呼ぶ）は各々のドットが分散したドットで構成される。このようにすることで、このような濃度がほぼ同じでそれぞれ特性が異なるふたつの領域を作り出すことができる。

集中したドットや分散したドットは、画像処理的には、異なる線数の網点を用いた網点処理や異なる特徴のディザ・マトリクスを用いたディザ処理により生成できる。

網点処理においては集中したドット配置を得るためには低い線数の網点を用い、分散したドット配置を得るためには高い線数の網点を用いると良い。

またディザ・マトリクスを用いたディザ処理では、集中したドット配置を得るためにはドット集中型ディザ・マトリクスを用い、分散したドット配置を得るためにはドット分散型ディザ・マトリクスを用いるとよい。

従って、網点処理を用いて地紋画像を生成する場合、潜像部は低い線数の網点処理、背景部は高い線数の網点処理が適している。ディザ処理を用いて地紋画像を生成する場合、潜像部はドット集中型ディザ・マトリクスを用いたディザ処理、背景部はドット分散型ディザ・マトリクスを用いたディザ処理が適している。

一般に複写機には、複写原稿の微小なドットを読み取る入力解像度や微小なドットを再現する出力解像度に依存した画像再現能力の限界が存在する。従って、複写機の画像再現能力の限界を超えた孤立した微小なドットが原稿中に存在すると、複写物では微小なドットを完全には再現できず、孤立した微小なドットの部分が抜け落ちてしまう。

従って、偽造抑止地紋の背景部が複写機で再現できるドットの限界を超えるように作成されている場合、複写によって偽造抑止地紋の大きなドット（集中したドット）は再現できる。しかし、小さなドット（分散したドット）は再現できず、隠されていた画像（潜像）が浮かび上がる現象が起きる。また、分散したドットは、複写により完全に消えなくとも、集中したドットと比較して明らかに複写後の濃度差が違う結果を生じて、人間の目からは隠された画像（潜像）が浮かび上がって見えることになる。

また、偽造抑止地紋では、隠されている文字や画像（潜像）を、より判別しにくくする「カモフラージュ」という技術も良く知られている。

カモフラージュは、潜像部や背景部とは濃度を異ならせた濃度で、潜像部よりも細かな模様部分を、潜像部分と背景部分を含めた偽造抑止地紋画像全体に、配置する（追加する）方法である。これは、一見、マクロ的には、潜像部と背景部の対比よりも、カモフラージュと潜像部分あるいは背景部分との対比が強調されるため、カモフラージュ模様が目立ち、潜像、あるいは潜像の輪郭がさらに目立たなくなる効果がある。

またカモフラージュ模様なしの偽造抑止地紋に比べて、カモフラージュ模様が存在する偽造抑止地紋は、印刷物に装飾的な印象を与える効果もある。

カモフラージュ模様は、複写後に潜像を容易に判別できるようにするために、複写後にはカモフラージュ模様部分のドットはできるだけ消失することが望ましい。最も簡単な実装の場合、カモフラージュはカモフラージュ模様部分に相当する箇所でドットを打たないことで実現できる。当然ながら、そのドットを打たない部分の周囲はドットが打たれ、その周囲が潜像部及び背景部のそれぞれの場合で、異なるドットの打たれ方を有することになる。

以上が偽造抑止地紋の概要である。

従来、印刷用紙メーカーがあらかじめ専用紙に「複写物」などの文字や画像（潜像）を含む地紋を印刷し、複写防止用紙として販売していた。そして、官公庁や企業は複写防止用紙を購入し、原本性を保証したい文書を複写防止用紙の上に印刷することで、印刷物の複写を抑止していた。

そこで、従来の複写防止用紙は、印刷用紙メーカーが専用紙に地紋をプレプリントして作成しているため、専用紙を用いるコスト、プレプリント紙を必要枚数以上に準備することで生じるコストなど、コスト面でデメリットが存在した。

しかし、近年、ソフトウェア的に偽造抑止地紋画像を作成し、レーザ・プリンタで背景に偽造抑止地紋が配置された文書を出力する技術（本明細書では、プリンタによるオンデマンド地紋出力法と呼ぶこととする）が実現されている（特許文献１参照）。

プリンタによるオンデマンド地紋出力法では、普通紙を用いて背景に偽造抑止地紋が配置された文書を印刷できるため、必要な時に必要な枚数だけ背景に偽造抑止地紋が配置された文書を印刷することができる。従って、従来のように複写防止用紙を必要以上に準備しておく必要がない。従って、プリンタによるオンデマンド地紋出力法では、従来の複写防止用紙を用いた文書の複写抑止方式と比べ、用紙に対するコストを大幅に削減することができる。

また、従来の複写防止用紙の利用者は、あらかじめ用意された隠し文字や画像（潜像）、またはオーダーメードで注文した隠し文字や画像（潜像）しか利用できなかった。

一方、プリンタによるオンデマンド地紋出力法では、印刷毎にソフトウェア処理により任意の隠された文字や画像（潜像）を含む地紋画像を生成して、プリンタでオンデマンドに印刷出来る為、隠された文字や画像（潜像）を自由にカスタマイズできるメリットがある。

潜像をオンデマンドに選択できるメリットを生かせば、潜像として埋め込む画像や文字として、従来から使われている会社のロゴや禁複写等の文字だけでなく、様々な情報を選択出来る。例えば、出力プリンタを識別するシリアル番号やIPアドレス、プリント命令を発行したコンピュータを識別するコンピュータ名やIP（Internet Protocol）アドレスが選択できる。また、プリント命令を発行したユーザを識別するユーザ名やログイン名、いつ誰によって印刷処理が行われたかを識別する為のプリントジョブ番号、印刷日時、印刷場所、電子文書のファイル名などが選択出来る。
その結果、プリンタによるオンデマンド地紋出力法では、従来のプレプリントの複写防止用紙では実現できなかった、より高度な追跡機能を実現できる。

いくつかの文献に上述のような従来の技術に関連した技術内容が開示されている。例えば、パターンマッチングの方法としては、定点サンプリング法（非特許文献１参照）、マッチドフィルタやフーリエ位相相関法（非特許文献２参照）等がある。

特開２００１−１９７２９７号公報 「文字認識概論」（橋本新一郎編著、電気通信協会、P.66） 「科学計測のための画像データ処理」（河田聡/南茂夫 編著、CQ出版）

偽造抑止地紋を有する原紙の複写物には、浮き上がった紋様が現れることによって、コピー物とオリジナル物が明確に区別されると同時に、複写物単独でも、それは、コピーされたものであると明確に判別されることが可能な特徴を有する。そして、コピー物を、原紙であるとして受け取ることを防ぐことができるとともに、コピー物を原紙として利用しようとすることを心理的に抑止する効果が期待できる。

しかし、偽造抑止地紋の画像は、ドット・パターンで生成され、コンテンツ画像の全面に合成するのが一般的である。このため、出力物に関する任意の情報、例えば、出力デバイスの情報や出力者名などを判定するための情報や電子署名情報等のデジタル情報を印刷された紙上で表現するための領域を確保できないという課題がある。

また、２次元バーコードなどをコンテンツ画像の一部に合成することでこうした任意の情報を出力物に埋め込むことは可能である。しかし、この場合、地紋画像が２次元バーコードに重ならないように制御する必要があり、地紋画像の生成処理や合成処理が非常に煩雑となってしまう。また、一部だけ地紋画像が存在しない領域が存在すると、美観も損ねてしまう。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、任意の情報を表現するカモフラージュ模様で構成された偽造抑止地紋を読み取り、読み取られた画像データから、カモフラージュ模様で表現された任意の情報を抽出することが可能な画像処理装置及びその制御方法を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明の画像処理システムは、ドットの打たれない部分を含みその部分の形により情報を表現している偽造防止地紋が読み込まれることで得られた画像データを反転する反転手段と、前記反転手段による反転により得られた画像データからドットの打たれない部分の形が示す情報を認識する認識手段とを有する画像処理装置であって、前記認識手段は、集中したドットの打たれる潜像部の領域と分散したドットの打たれる背景部の領域とを識別するための識別情報に基づいて、前記潜像部の領域に含まれる画像から前記情報を認識する画像処理装置と、前記画像処理装置が読み取る画像であって、前記潜像部と、前記背景部と、前記潜像部及び前記背景部に対して合成される画像とを含む画像を生成する他の画像処理装置とを備えた画像処理システムであって、前記他の画像処理装置は、前記情報を入力する情報入力手段と、乱数列を発生させる乱数発生手段と、画像を構成するパターン画像を入力するパターン画像入力手段と、前記情報入力手段が入力した前記情報及び前記乱数発生手段が発生した前記乱数列のいずれか一方を指定する識別情報を、前記パターン画像を使用して生成する識別情報生成手段と、前記情報及び前記乱数列を前記識別情報を使用して選択し、選択されたビットあるいはビット列を表わすデータに基づいて前記パターン画像を配置することにより、前記情報をドットの打たれない部分の形で表現した画像を生成するカモフラージュ模様構成手段とを有することを特徴とする。

また上記目的を達成するために、本発明の画像処理システムの制御方法は、画像の一部を構成し、情報を示す画像から該情報を抽出する画像処理装置と、前記画像処理装置が読み取る画像であって、集中したドットの打たれる潜像部と、分散したドットの打たれる背景部と、前記潜像部及び前記背景部に対して合成される画像とを含む画像を生成する他の画像処理装置とを有する画像処理システムの制御方法であって、前記他の画像処理装置が前記情報を入力する情報入力ステップと、前記他の画像処理装置が乱数列を発生させる乱数発生ステップと、前記他の画像処理装置が画像を構成するパターン画像を入力するパターン画像入力ステップと、前記情報入力ステップにおいて入力した前記情報及び前記乱数発生ステップにおいて発生した前記乱数列のいずれか一方を指定する識別情報を、前記他の画像処理装置が前記パターン画像を使用して生成する識別情報生成ステップと、前記他の画像処理装置が前記情報及び前記乱数列を前記識別情報を使用して選択し、選択されたビットあるいはビット列を表わすデータに基づいて前記パターン画像を配置することにより、前記情報をドットの打たれない部分の形で表現した画像を生成するカモフラージュ模様構成ステップと、前記画像処理装置が、ドットの打たれない部分を含み、その部分の形により情報を表現している偽造防止地紋が読み込まれることで得られた画像データを反転する反転ステップと、前記画像処理装置が、前記反転手段による反転により得られた画像データから、ドットの打たれない部分の形が示す情報を認識する認識ステップとを備えることを特徴とする。

以上の構成により、偽造抑止地紋を構成するカモフラージュ模様で任意の情報を表現された出力物またはその複写物から、カモフラージュ模様で表現された任意の情報を抽出することが可能となるため、例えば、出力物の複写禁止制御や、紙出力物における追跡処理などを実現できる。

以上説明したように本発明によれば、任意の情報を表現するカモフラージュ模様で構成された偽造抑止地紋を読み取り、読み取られた画像データから、カモフラージュ模様で表現された任意の情報を抽出することが可能となる。

以下、図面を参照して本発明を適用できる実施形態を詳細に説明する。尚、本明細書で参照される各図面において同様の機能を有する箇所には同一の符号を付している。

本実施形態は、偽造抑止地紋におけるカモフラージュを用いた、デジタル情報の表現に関する。これにより、不正コピーの心理的抑止といった偽造抑止地紋本来の機能に加えて、改竄検出用のデータや電子署名等の他のセキュリティに関する機能を実現可能とする。

［実施形態１］
（オンデマンド地紋印刷システムの概要）
先ず、図１を用いて、オンデマンド地紋印刷システムの概要について述べる。図１は、本実施形態のオンデマンド地紋印刷システムを実現することが可能な、コンピュータ・システムの一般的な構成の概要を示す。

オンデマンド地紋印刷システムとは、「背景技術」で述べたプリンタによるオンデマンド地紋出力法を実現するシステムであり、図１に示されるような一般的なＰＣ（personal computer）、ディスプレイ、及びプリンタの構成を用いて実現することができる。

ここでは、オンデマンド地紋印刷システムを実現する際に、図１に示される各部がどのような働きをするのかを説明する。

図１において、図中符号１１１はＣＰＵ（central processing unit）で、符号１１２のＲＡＭ（random access memory）や符号１１３のＲＯＭ（read only memory）に格納されているプログラムやデータを用いて、コンピュータ全体の制御を行うとともに、後述する各処理を行う。

ＲＡＭ１１２は、外部記憶装置１１８からロードされたプログラムやデータ、他のコンピュータ・システム１２４からＩ／Ｆ（インタフェース）１２３を介してダウンロードしたプログラムやデータを一時的に記憶するエリアを備える。それとともに、ＲＡＭ１１２にはＣＰＵ１１１が各種の処理を行うために必要とするエリアを備える。

ＲＯＭ１１３は、コンピュータの機能プログラムや設定データなどを記憶する。符号１１４はディスプレイ制御装置で、画像や文字等をディスプレイ１１５に表示させるための制御処理を行う。ディスプレイ１１５は、画像や文字などを表示する。尚、ディスプレイとしてはＣＲＴ（cathode ray tube）や液晶画面などが適用可能である。

符号１１６は操作入力デバイスで、キーボードやマウスなど、ＣＰＵ１１１に各種の指示を入力することのできるデバイスにより構成されている。尚手動で各種情報などを入力する場合には、この操作入力デバイス１１６を介してこれらを入力することができる。符号１１７は操作入力デバイス１１６を介して入力された各種の指示等をＣＰＵ１１１に通知するためのＩ／Ｏ（input/output）である。

符号１１８はハード・ディスクなどの大容量情報記憶装置として機能する外部記憶装置である。外部記憶装置１１８は、ＯＳ（オペレーティング・システム）や各処理をＣＰＵ１１１に実行させるためのプログラム（例えば、地紋画像生成プログラム）、各種情報、生成された地紋画像、入力原稿画像などを記憶する。外部記憶装置１１８への情報の書き込みや外部記憶装置１１８からの情報の読み出しはＩ／Ｏ１１９を介して行われる。

符号１２１は文書や画像を出力するためのプリンタで、出力データはＩ／Ｏ１２２を介してＲＡＭ１１２、もしくは外部記憶装置１１８から専用の通信線やＬＡＮ（local area network）などのネットワーク、無線などの各種送信形態を利用して送られる。尚、文書や画像を出力するためのプリンタとしては、例えばインク・ジェット・プリンタ、レーザ・ビーム・プリンタ、熱転写型プリンタ、ドット・インパクト・プリンタなどが挙げられる。

符号１３０は、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１３、ＲＡＭ１１２、Ｉ／Ｏ１２２、Ｉ／Ｏ１１９、ディスプレイ制御装置１１４、Ｉ／Ｆ１２３、Ｉ／Ｏ１１７を繋ぐバスである。

尚、本実施形態では、図２を参照し後に述べる地紋画像生成装置の、印刷部を除く処理を（少なくとも、バス１３０に接続された部分を含む）コンピュータにより行うこととしている。しかしこの処理は、プリンタ内部の専用のハードウェア回路を用いて、コンピュータで行う処理をプリンタ側で実行するように構成しても良い。

（地紋画像生成の詳細の説明）
続いて、地紋画像の生成処理について詳細に説明する。本実施形態１では、地紋画像の背景部に対応する画像は、ドット分散型ディザ・マトリクスを用いてドットが離散的に配置されるように設計する。また、複写時に複写物上に再現される潜像部に対応する画像はドット集中型ディザ・マトリクスを用いてドットが集中して配置されるように設計するものとして説明を行う。

以降、背景部の画像生成に用いるディザ・マトリクスを背景ディザ・マトリクス、潜像部の画像生成に用いるディザ・マトリクスを潜像ディザ・マトリクスと呼ぶこととする。

ディザ法は多値の入力画像信号を一定の規則により算出された閾値と比較して、その大小関係で２値画像を出力する方法である。ディザ・マトリクスはディザ法で入力画像信号を２値化する際の閾値が２次元的に配置された閾値マトリクスである。

入力画像信号の画素値を対応するディザ・マトリクスの閾値で２値化処理することにより、２値画像（閾値パターン）が得られる。ここで、得られる２値画像は入力画像信号の階調がディザ・マトリクスの閾値未満の場合には、画素値に一方のビット（例えば１）、閾値以上の場合には他方のビット（例えば０）が割り当てられる。

本実施形態１では、背景を構成する２値画像、潜像部を構成する２値画像は、プリンタを使って紙に印刷した時に人間の視覚上において背景部と潜像部がほぼ同じ濃さとなるよう、それぞれ適切な入力画像信号を入力して、ディザ法によってあらかじめ生成されているとする。

以降の説明では、背景部を構成する２値画像を背景閾値パターン、潜像部を構成する２値画像を潜像閾値パターンと呼ぶこととする。

図２は本実施形態１における地紋画像生成の内部処理の構成を示すブロック図である。本実施形態１の地紋画像生成装置は、地紋画像生成部２０１、合成部２０２、印刷データ処理部２０３、印刷部２０４から構成されている。尚、印刷部２０４は図１におけるプリンタ１２１に設けられているものとして説明を行う。

先ず、地紋画像生成部２０１は、入力背景画像、色情報、処理領域情報、潜像閾値パターン、背景閾値パターン、潜像背景領域指定画像、カモフラージュ領域指定画像が入力され、地紋画像を生成出力する。

地紋画像生成部２０１は所定の規則に従って入力背景画像に画像処理を行い、地紋画像を出力する。入力背景画像は地紋画像の生成サイズに対応する画像であり、多値画像であっても２値画像であってもよい。処理領域情報は入力画像情報中で地紋の埋め込み処理を行う領域を示す。この処理領域情報は座標値などで表現されており、出力用紙サイズに対応してあらかじめ決定された座標値またはユーザ・インタフェースなどによって設定された地紋画像適用領域に応じて決定される。

潜像背景領域指定画像は潜像部と背景部を指定するための基本画像であり、１画素１ビットで構成される。潜像背景領域指定画像の一方のビット値（例えば１）が潜像部を表し、他方のビット値（例えば０）が背景部を表す。

図３は潜像背景領域指定画像及びカモフラージュ領域指定画像の例を示した図である。図中符号３０１は潜像背景領域指定画像の一例であり、符号３０２はカモフラージュ領域指定画像の一例である。潜像背景領域指定画像及びカモフラージュ領域指定画像は、図３に示した画像を印刷領域サイズに対応するようにタイル状に配列してもよい。

カモフラージュ領域指定画像は、カモフラージュ効果を持たせるために、濃度を薄くする領域を指定するための画像であり、同じく１画素１ビットで構成されるとする。カモフラージュ領域指定画像の一方のビット値（例えば１）は濃度を薄くするカモフラージュ領域でないことを示し、他方のビット値（例えば０）は周囲に比べて濃度を薄くするカモフラージュ領域であることを示す。

地紋画像生成部２０１で生成された地紋画像は合成部２０２に出力される。地紋画像の生成方法については図４を参照し後に詳しく述べる。

合成部２０２では、入力原稿画像と地紋画像生成部２０１で生成された地紋画像を合成し、地紋画像が合成された地紋合成出力原稿画像を生成する。尚、入力原稿画像の内容に関わらず、地紋画像をそのまま地紋合成出力原稿画像とする場合には、合成部で入力原稿画像を参照する必要はない。

地紋合成出力原稿画像を生成するとき、地紋画像や入力原稿画像を構成するオブジェクト毎にカラー・マッチング処理を実行した後、入力原稿画像を構成するオブジェクトと地紋画像を合成して地紋合成出力原稿画像を生成してもよいし、または後段の印刷データ処理部２０３において、地紋合成出力原稿画像に対してカラー・マッチング処理を実行しても良い。

印刷データ処理部２０３では、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）の描画インタフェースを介して、合成部２０２で合成された地紋合成出力原稿画像を描画情報として受け取り、逐次印刷コマンドへと変換していく。描画インタフェースとしては、例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社のＯＳであるＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）シリーズのＧｒａｐｈｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＧＤＩ）やＡｐｐｌｅ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ社のＯＳであるＭａｃＯＳシリーズのＱｕｉｃｋＤｒａｗ等が周知である。このとき、必要に応じてカラー・マッチング処理やＲＧＢ（red-green-blue）−ＣＭＹＫ（Cyan Magenta Yellow Black）変換、ハーフ・トーン処理などの画像処理が実行される。そして、印刷データ処理部２０３は、地紋合成出力原稿画像データとして、印刷部２０４で解釈可能なデータ形式（例えば、ページ記述言語で記述されたデータ形式や印刷ビットマップに展開されたデータ形式）を後段の印刷部２０４に送る。

印刷部２０４では、入力された地紋合成出力原稿画像データの情報に従って、地紋合成出力原稿を印刷出力する。

レーザ・ビーム・プリンタの場合を例として説明を行うと、印刷部２０４は不図示のプリンタ・コントローラとプリンタ・エンジンとで構成される。プリンタ・コントローラは印刷情報制御部、ページ・メモリ、出力制御部などで構成される。印刷情報制御部では印刷データ処理部２０３から送られて来るページ記述言語（ＰＤＬ）を解析し、描画及び印字に関するコマンドについては、対応するパターンをページ・メモリに展開する。

ここで必要に応じて、ＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換やハーフ・トーン処理などの画像処理も実行される。尚、地紋合成出力原稿画像データが、あるいはその一部が印刷ビットマップであると判定された場合は、イメージ・データはそのままページ・メモリに展開される。

出力制御部は、ページ・メモリの内容をビデオ信号に変換し、プリンタ・エンジンへ出力する。プリンタ・エンジンは、例えば記録媒体の搬送機構、半導体レーザー・ユニット、感光ドラム、現像ユニット、定着ユニット、ドラム・クリーニング・ユニット、分離ユニットなどから構成され、公知の電子写真プロセスで印刷を行う。

ここで、地紋画像生成部２０１は、各画素がプリンタの１次色（例えば、シアン、イエロー、マゼンダ、ブラック）だけで印刷出力されることを意図して地紋画像を作成している場合もある。この場合、プリンタの１次色で出力することを想定して表現された各画素が、複数の異なる色のインクやトナーの合成色の画素として印刷されることは望ましくない。

従って、印刷データ処理部２０３や印刷部２０４では地紋合成出力原稿画像中の地紋画像に相当する画素値（例えば、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラック）に対しては、１画素の画素値が印刷時に異なる色の複数のインクやトナーで同時に表現されないようにすることが望ましい。即ちそれらが混色の画素値とならないように設定されることが望ましい。具体的には、カラー・マッチング等の色変換処理をパスし、ハーフ・トーン処理を実行した後にも常に単色のインクまたはトナーで各画素が印刷される設定を導入するとよい。但し、インク・ジェット・プリンタの場合に、地紋画像の１画素を同じ色の淡インク、濃インク、又は大インク・ドット、小インク・ドットで表現する場合はこの限りではない。また、地紋画像の色のバリエーションとして、シアンの画素とイエローの画素をバランスよく配置させて、一見緑色に見える地紋画像を生成することも可能である。しかし、このような場合においても、地紋画像の１画素は、プリンタの１次色（シアン、イエロー、マゼンダ、ブラック）で構成されているならば、地紋画像の１画素は、対応するシアンやイエローのトナーまたはインクだけで正確に出力することが望ましい。

しかし、地紋画像の１画素をプリンタの１次色（シアン、イエロー、マゼンダ、ブラック）だけで印刷出力しなくとも、地紋の効果を実現する画像を生成することは可能である。地紋画像の１画素が複数の異なる色のインクやトナーで表現されたとしても、複写後に潜像が残る（背景に対して浮き上がって見える）ならば、偽造防止地紋として用いることは可能である。

尚、本実施形態１では、地紋画像、入力原稿画像、地紋合成出力原稿画像、地紋合成出力原稿画像データはデジタルデータであり、地紋合成出力原稿は紙に印刷された画像を表すとする。

また、印刷データ処理部２０３を合成部２０２の前段に設け、地紋画像生成部で生成された地紋画像データと、入力原稿画像データをそれぞれ印刷コマンドに変換する処理を実行することも可能である。この場合、合成部２０２はプリンタ１２１に設けられ、印刷コマンドに変換された地紋画像データと入力原稿画像データとをビット・マップ・イメージに展開した後に合成する構成を採用することになる。

図４は本実施形態１における地紋画像生成部２０１の内部処理手順を記したフローチャートである。以下、図４を用いて、偽造抑止地紋画像を生成する処理を説明する。この処理はＣＰＵ１１１が、地紋画像生成プログラムを実行することにより行われる。しかし、本構成によって本発明は限定されるものではない。

先ず初めに、ユーザ・インタフェース等へのユーザによる指示またはプログラムの起動を通じて、Ｓ４０１で地紋画像生成処理が開始される。

次にＳ４０２で、上述した入力背景画像、背景閾値パターン、潜像閾値パターン、潜像背景領域指定画像、カモフラージュ領域指定画像を読み込む。

次にＳ４０３で、地紋画像を生成する際の初期画素を決定する。例えば、入力画像の出力用紙サイズの印刷可能範囲全面に適用する地紋画像を生成する場合、この用紙サイズに対応するデータサイズが地紋画像の生成サイズとなる。この生成サイズに対して左上から右下までラスター走査順に画像処理を行い地紋画像を生成する場合、左上を初期位置とする。

次にＳ４０４では、背景閾値パターン、潜像閾値パターン、潜像背景領域指定画像、カモフラージュ領域指定画像を入力背景画像の左上からタイル上に配置する。即ち、Ｓ４０４では、処理対象となっている入力背景画像の画素に対して、以下の式（１）を計算し、印刷時のドットに対応する画素値を書き込むか否かを表すｎＷｒｉｔｅＤｏｔＯｎを決定する。このとき画素値は入力された色情報に対応する。

式の構成要素の定義を以下に示す。
ｎＣａｍｏｕｆｌａｇｅ：カモフラージュ領域指定画像において、画素がカモフラージュ領域であれば０、そうでなければ１。
ｎＳｍａｌｌＤｏｔＯｎ：背景閾値パターンにおいて、画素値が黒であれば１、白であれば０。
ｎＬａｇｅＤｏｔＯｎ：潜像閾値パターンにおいて、画素値が黒であれば１、白であれば０。
ｎＨｉｄｄｅｎＭａｒｋ：潜像背景領域指定画像において、潜像部に相当する画素であれば１、背景部に相当する画素であれば０。

尚、各処理対象画素で式（１）の全ての要素を用いて計算する必要はない。不必要な計算を省くことで処理の高速化を図れる。

また、生成される地紋画像では、背景閾値パターン、潜像閾値パターン、潜像背景領域指定画像、カモフラージュ領域指定画像の縦横の長さの最小公倍数の大きさの画像が繰り返しの最小単位となる。このため、地紋画像生成部２０１では繰り返しの最小単位である地紋画像の一部分のみを生成して、その地紋画像の一部分を入力背景画像の大きさにタイル状に繰り返し並べることにより、地紋画像生成にかかる処理時間を短縮できる。

次にＳ４０５では、Ｓ４０４での計算結果（ｎＷｒｉｔｅＤｏｔＯｎの値）を判定する。ｎＷｒｉｔｅＤｏｔＯｎ＝１ならばＳ４０６に進み、ｎＷｒｉｔｅＤｏｔＯｎ＝０ならばＳ４０７に進む。

Ｓ４０６では、印刷時のドットに対応する画素値を書き込む処理を行う。

画素値の値は、地紋画像の色により変えることができる。黒色の地紋を作成したい場合、入力背景画像の処理対象画素を黒に設定する。

その他、プリンタのトナーまたはインクの色に合わせ、シアン、マゼンダ、イエローに設定すれば、カラーの地紋画像を作成することもできる。

入力背景画像が１画素あたり１〜数ビットの画像データである場合には、インデックスカラーを用いて画素値を表現すればよい。インデックスカラーとは画像データの表現方法で、対象とするカラー画像で頻繁に出現する色情報を目次に設定する（例えばインデックス０は白、インデックス１はシアンなど）。そして、各画素の値を色情報を記載した目次の番号で表現する（例えば、１番目の画素値はインデックス１の値、２番目の画素値はインデックス２の値、・・・と表現する。）
Ｓ４０７では、入力背景画像の処理対象領域の全画素が処理されたかを判定する。入力背景画像の処理対象領域の全画素が処理されていない場合は４０８に進み、未処理の画素を選択し、再びＳ４０４〜Ｓ４０６の処理を実行する。

入力背景画像の処理対象領域の全画素に対する処理が完了していれば、Ｓ４０９に進み、地紋画像生成部２０１における画像処理を終了する。

以上の処理により、入力背景画像に対して画像処理を加えた地紋画像が生成できる。

次に、生成された地紋画像と入力原稿画像（例えば、帳票や証明書）を合成する合成部２０２における処理について説明する。

図５は入力原稿画像と地紋画像の合成処理を図的に示した図である。図５の図中符号５０１はテキスト属性のデータ、符号５０２はグラフィック属性のデータ、符号５０３はイメージ属性の地紋画像を表している。テキスト属性のデータ５０１及びグラフィック属性のデータ５０２は入力原稿画像に相当する。もちろん、入力原稿画像の種類や形式はこれらの種類や形式に限定されない。

合成部２０２では、ＯＳの描画インタフェースを用いて、図中符号５０１〜５０３の夫々の画像を配置に関する優先順位（レイヤー構造）に従ってソフトウェア的に重ね合わせる。そして、合成部２０２は、テキスト属性のデータ、グラフィック属性のデータ、及びイメージ属性の地紋画像が合成された画像５０４を生成する。この処理はコンピュータの一般的なアプリケーションであるドローイング・ソフトにおける画面描画（ディスプレイ描画）とほぼ同様の処理である。尚、合成部２０２ではＯＳの描画インタフェース処理に頼ることなく、独自に画像の合成処理を行っても良い。

図５では、イメージ属性の地紋画像５０３は、テキスト属性のデータ５０１、グラフィック属性のデータ５０２と比べて最下位のレイヤーとして重ね合わせられているものとする。

例えば、イメージ属性の地紋画像５０３とテキスト属性のデータ５０１が重なる位置では、テキスト属性のデータ５０１を優先して描画する。従って、地紋画像は入力原稿画像の背景に適切に配置され、テキスト属性のデータやグラフィック属性のデータの視認性を低下させることはない。

また、図５では地紋画像５０３は入力画像と同じ大きさの画像となっているが、一部の領域にのみ地紋画像を重ね合わせたい場合には、地紋画像生成部２０１で一部の領域に相当する大きさの入力背景画像を入力し、入力した画像サイズに一致する地紋画像だけを生成し、合成部２０２で入力原稿画像と合成すればよい。

合成部２０２で出力する地紋合成出力原稿画像はＯＳの描画インタフェースで表現されたデータであってもよいし、合成された結果のビットマップ画像であってもよい。

合成部２０２で生成された地紋合成出力原稿画像は後段の印刷データ処理部２０３に送られる。

印刷データ処理部２０３では、ＯＳの描画インタフェースを介して、合成部２０２で合成された地紋合成出力原稿画像を描画情報として受け取り、逐次印刷コマンドへと変換していく。このとき、必要に応じてカラー・マッチング処理やＲＧＢ−ＣＭＹＫ変換、ハーフ・トーン処理などの画像処理を実行する。そして、印刷データ処理部２０３は、地紋合成出力原稿画像データとして、印刷部２０４で解釈可能なデータ形式（例えば、ページ記述言語で記述されたデータ形式や印刷ビットマップに展開されたデータ形式）を後段の印刷部２０４に送る。

印刷部２０４では、入力された地紋合成出力原稿画像データの情報に従って、地紋合成出力原稿を印刷出力する。

尚、上述した地紋画像の合成方法では、レイヤー構造を有する入力原稿画像に対する合成処理を説明したが、もちろん、レイヤー構造を有していない入力原稿画像に対して地紋画像を合成する処理も可能である。
（複数のカモフラージュ・パターンによる２次元コード表現の技術説明）
次に、デジタル情報（任意の情報）を表現可能なカモフラージュ領域指定画像、換言すればカモフラージュ模様そのものがデジタル情報を有するようにする構成について説明する。この構成では、カモフラージュ模様を複数のパターン（ビット表現パターン）のマトリクスとして構成する。それとともに、その個々のパターン位置を、任意の情報、即ち埋め込みたいデジタル情報とするか、あるいは当該情報をカモフラージュするためのランダム値とするかを、あらかじめ定めた鍵情報で決定する。

カモフラージュ模様として埋め込まれた情報は、偽造抑止地紋と原稿画像とが合成されて出力されたオリジナルとしての出力物からはもちろん、この出力物を複写することで得られた複写物からも抽出が可能なようすることも可能である。本実施形態１においては、オリジナルと複写物から同じ埋め込まれた情報（任意の情報）の抽出が可能とする構成について説明する。

図６を用いて、カモフラージュ模様で任意の情報を表現するための構成について説明する。尚、この構成は地紋画像生成プログラムの一部として設けられてもよいし、地紋画像生成プログラムとは独立して設けられてもよい。本実施形態１ではソフトウェアとして説明するが、ハードウェアとして構成することも可能である。

この構成（機能的構成）は、冗長化部６０１、鍵情報生成部６０２、乱数発生部６０３、鍵情報保持部６０４、カモフラージュ構成部６０５から構成される。

冗長化部６０１は、埋め込む情報（ビット列）の冗長化を行う部分で、冗長化にあたっては、繰り返しや、誤り訂正符号を用いる。例えば、公知のターボ符号を用いることが考えられる。

乱数発生部６０３は、カモフラージュ模様を構成する複数のパターン（ビット表現パターン）をランダムに配置させるための乱数列を生成する。

鍵情報生成部６０２は、潜像情報と、文書の大きさの情報、ビット表現パターンより、上述した鍵情報を生成する部分である。オリジナル（地紋画像が印刷された出力物）または複写物から、埋め込まれた情報の抽出を可能とするために、潜像部分にのみ情報を埋込み、それ以外の部分には、ランダムに複数のパターン（ビット表現パターン）を配置させる。そのために、本構成における鍵情報は、オリジナルにおいても、その複写物においても用紙上に再現される領域である潜像画像領域を特定する情報を入力している。生成される鍵情報は、カモフラージュ模様に置換して表現された任意の情報を抽出するために必要となる情報である。また、潜像情報とは地紋画像となる基本画像、即ち上述した潜像背景領域指定画像に相当する。本実施形態１では、潜像部として構成される画像領域に重ねるカモフラージュ・パターン部分でのみ、任意の情報を表現するため、潜像部と背景部とを識別するための情報が必要となる。

ここでビット表現パターンとは、カモフラージュ模様を構成する複数のパターンを指しており、この複数のパターンそれぞれが、異なるビット列若しくは、ビットを表すパターンである。例えば、１ビットの情報を表したければ、２つのパターンを用いて、各々に、１，０を割り当てる。この２つのパターンの例を図７に示す。

また、２ビットの情報（ビット列）を表すには、４つのパターンを用いて、それぞれに００，０１，１０，１１を適当に割り当てる。この４つのパターンの例を図８及び図９に示す。尚、図７、図８、図９で示したパターンによって本発明は限定されるものではなく、いかなる模様やパターン形状であっても構わない。

ここで鍵情報とは、一般的には、要素が０若しくは１である行列であり、この行列のサイズは以下のように決められる。
（行数）＝（文書の１ページの横幅）÷（ビット表現パターンの横幅）
（列数）＝（文書の１ページの縦幅）÷（ビット表現パターンの縦幅）
つまり、文書の背景中に含まれるビット表現パターンの数だけの要素を持つ。

ここで、一般的には、要素が１の場合は、対応するビット表現パターンが、任意の情報、即ち埋め込みたいデジタル情報であることを示す。要素が０の場合は、対応するビット表現パターンが、このデジタル情報をカモフラージュするためのランダム値を表す。この実施形態１においては、要素が０であるか、１であるかは、複写後に複写物上で顕像化した潜像部に、あるビット表現パターンが全て含まれるかどうかによって決定される。１の場合は、あるビット表現パターンの全てが潜像部に含まれる場合を表し、０の場合はそうでない場合を表す。

次に図１０を用いて、鍵情報の一例を示す。図１０における大きな×印は潜像を示し、格子はビット表現パターンの境界を示す。この時、鍵情報を表す行列はこの図に重ね合わせて示している。このような鍵情報を使用して形成されたビット表現パターンの組み合わせを図１１に示す。この図１１は、潜像部と背景部に対してカモフラージュ模様を合成した一例を示している。前述した通り、各要素が１若しくは０のいずれかに定められたカモフラージュ・パターンを有する。

乱数発生部６０３は、鍵情報の行列の要素０に対応する個々のビット表現パターンを特定するための乱数列を発生する部分である。これは、上述した鍵情報の行列において、０である要素に対応するビット表現パターンをランダムに割り当てられる数字を決定するため用いる。つまり、この実施形態１においては、複写後消えてしまう背景領域のカモフラージュ・パターンには、後に抽出されるべきデータは埋め込まず、ダミーのデータを埋め込む。即ち、出力物において背景部を構成する領域に重ねられたカモフラージュ・パターンは一見すると潜像部に重ねられたカモフラージュ・パターンと同様であるが、そのカモフラージュ・パターンで表現された情報は意味をなさない情報である。

鍵情報保持部６０４は、主に潜像情報から鍵情報生成部６０２で生成した鍵情報を保持する部分である。尚、鍵情報はプログラム内部に保持しておいてもよいし、他のデバイス、例えば画像読取装置に出力してもよい。

カモフラージュ構成部６０５は、鍵情報と、冗長化された情報、乱数列、及びビット表現パターンを用いて、カモフラージュ領域指定画像を構成する部分である。冗長化された情報は、鍵情報の行列で要素が１である部分に相当するビット表現パターンを用いて埋め込まれる。また、乱数列は要素が０である部分に相当するビット表現パターンを用いて埋め込まれることになる。このようにして、カモフラージュ領域指定画像が構成される。

そして、このカモフラージュ領域指定画像が、図２のカモフラージュ領域指定画像として、上述の地紋画像生成部に入力され、デジタル情報が埋め込まれた地紋画像の生成が可能となる。

尚、文書１ページの大きさの情報が必要なのは、出力されるカモフラージュ領域指定画像の大きさが文書１ページの大きさと等しいことを前提としているからである。この前提によって、潜像領域を表すパターンは、任意の大きさを取ることができる。

前にも述べた通り、カモフラージュ構成部６０５で出力されるカモフラージュ領域指定画像は、ここでは、潜像部と背景部との境目を人間の目に分かり難くする役割のみならず、デジタル情報を表現する機能も有し、図７〜図９に示されるようなビット表現パターンによって構成される。

また、ここで鍵情報とは、次のような処理によって作られる行列で、その各要素はビット表現パターンの各々が潜像部分に全て含まれるかどうかを各ビット表現パターン毎に表す情報である。この鍵情報において、全て含まれる場合は１、そうでない場合は０を要素とする。

上述したように鍵情報は、行列の形で表現される。説明を簡単にするために、例えば、鍵情報を、０００１１１０１０とする。乱数列のビット列を各２ビットから構成されるｒ_１，ｒ_２，ｒ_３，ｒ_４，ｒ_５，ｒ_６，ｒ_７，ｒ_８，ｒ_９とする。そして、任意の情報のビット列を各２ビットから構成されるａ，ｂ，ｃ，ｄとし、ビット表現パターンが例えば図８に示すように指定されると仮定する。この場合、鍵情報によって、最終的にｒ_１，ｒ_２，ｒ_３，ａ，ｂ，ｃ，ｒ_７，ｄ，ｒ_９の形のビット列が生成され、このビット列に対応するビット表現パターンが順番に並べられる。また、この場合に、ｒ_１，ｒ_２，ｒ_３，ａ，ｂ，ｃ，ｒ_４，ｄ，ｒ_５の形のビット列を生成してもかまわない。要するに、任意の情報のビット列は、鍵情報の要素が１の場所にのみ順番に割り当てられる。

次に、以上の図６〜１１を参照した処理を、ソフトウェアの処理として、ＣＰＵ１１１が実行する場合の手順について図１２のフローを用いて説明する。

先ず、始めに、Ｓ１２０１で、カモフラージュ模様として埋め込む任意の情報（データ）の入力を行う。この入力は、ユーザなどが、ユーザ・インタフェースを通して行うようにする。または、地紋画像生成プログラムまたは他のプログラムなどが自動的に実行してもよい。また、ここで、後述する潜像情報、文書の大きさ情報、ビット表現パターンの入力、または選択等を行ってもよい。そして、冗長化部においてＳ１２０２で、入力されたデータの冗長化を行う。この冗長化の目的には、上述した以外に、任意の情報、即ち埋め込みたいデジタル情報に基づくビット表現パターン（鍵情報の行列の要素１に対応する）にランダム性を持たせること、即ち、その周囲のビット表現パターンに対して一見して特定のデータを表していることを気付かせないこと、がある。例えば、特定のビット表現パターンが２回連続したら、次には、その次の順序のビット表現パターンとすることも可能である。

次に、乱数発生部によってＳ１２０３で、乱数列の生成を行う。続いて、鍵情報生成部によってＳ１２０４で、潜像情報、文書の大きさ情報、ビット表現パターンに基づいて鍵情報生成処理を行う。その後、Ｓ１２０５で、複数のビット表現パターンが入力される。ステップＳ１２０６でカモフラージュ構成部６０５が、冗長化された情報、乱数列、鍵情報、ビット表現パターンに基づいてカモフラージュ領域指定画像の出力を行う。

尚、上述した実施形態１では、複写物からも確実に情報を抽出可能とするために潜像部に対して任意の情報を表現としたカモフラージュ・パターンを重ねる構成を示した。しかし、逆に、複写物からは任意の情報を抽出できないことを目的として、背景部に任意の情報を表現したカモフラージュ・パターンを重ねることも可能である。この場合、鍵情報生成部６０２において、要素が０であるか、１であるかの指定を、背景部にビット表現パターンが含まれるかどうかによって決定すればよい。

以上の構成においては、任意の情報、即ち埋め込みたいデジタル情報を潜像部と背景部のどちらに対して行うかにかかわらず、鍵情報生成部は、潜像情報を使用する。

（原稿読み取り時の説明）
次に、原稿読み取り動作を説明する。背景技術で説明した複写機において、原稿を読み取る際には、露光走査して、CCD（charge-coupled device）で輝度データを読み取り、A/D（analog to digital）変換した後に、所定の画像処理シェーディング、LOG変換などの一連の処理が行われるが、これらの手順を以下説明する。

図１４は、本実施形態１の複写機の構成を示したブロック図である。図１４の複写機は、リーダ部Ａとプリンタ部Ｂとから成るフルカラー複写機であるが、ここでは、リーダ部についてのみ説明する。

原稿台ガラス１４０２上に置かれた原稿１４０１は、光源１４０３によって照射され、光学系１４０４を介してＣＣＤセンサ１４０５に結像される。ＣＣＤセンサ１４０５は、３列に配列されたレッド、グリーン、ブルーのＣＣＤラインセンサ群により構成され、ラインセンサごとにレッド、グリーン、ブルーの色成分信号を生成する。これら読み取り光学系ユニットが、矢印の方向に走査することにより、原稿１４０１を、ラインごとの電気信号データ列に変換する。

原稿台ガラス１４０２上には、原稿の位置をつき当てて、原稿が斜め置かれるのを防ぐつき当て部材１４０７が配置されている。また、原稿台ガラス１４０２上の原稿台ガラス面に、ＣＣＤセンサ１４０５の白レベルを決定し、ＣＣＤセンサ１４０５のスラスト方向のシェーディングを行うための、基準白色板１４０６が配置されている。ＣＣＤセンサ１４０５により得られた画像信号は、リーダ画像処理部１４０８にて画像処理された後、プリンタ部Ｂに送られ、プリンタ制御部１４０９で画像処理される。次に、リーダ画像処理部１４０８について説明する。

図１５は、リーダ画像処理部１４０８における画像信号の処理の流れを示したブロック図である。ＣＣＤセンサ１４０５より出力された画像信号は、アナログ信号処理部１５０１に入力され、ゲイン調整及びオフセット調整をされた後、Ａ／Ｄ変換部１５０２で、各色信号毎に８ｂｉｔのディジタル画像信号Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１に変換される。次に、シェーディング補正部１５０３に入力され、色ごとに基準白色板１４０６の読取り信号を用いた公知のシェーディング補正が施される。

クロック発生部１５１１は、１画素単位のクロックを発生する。主走査アドレスカウンタ１５１２では、クロック発生部１５１１からのクロックを計数し、１ラインの画素アドレス出力を生成する。デコーダ１５１３は、主走査アドレスカウンタ１５１２からの主走査アドレスをデコードする。デコーダ１５１３は、シフトパルスやリセットパルス等のライン単位のＣＣＤ駆動信号、ＣＣＤからの１ライン読み取り信号中の有効領域を表すＶＥ（垂直同期信号の終了）信号、ライン同期信号ＨＳＹＮＣ（horizontal synchronizing signal）を生成する。尚、主走査アドレスカウンタ１５１２は、ＨＳＹＮＣ信号でクリアされ、次ラインの主走査アドレスの計数を開始する。

ＣＣＤセンサ１４０５の各ラインセンサは、相互に所定の距離を隔てて配置されているため、ラインディレイ回路１５０４において、副走査方向の空間的ずれを補正する。具体的には、Ｂ信号に対して副走査方向で、Ｒ、Ｇの各信号を副走査方向にライン遅延させてＢ信号に合わせる。

入力マスキング部１５０５は、ＣＣＤセンサーのＲ、Ｇ、Ｂのフィルタの分光特性で決まる読み取り色空間を、ＮＴＳＣ（National Television System Committee）の標準色空間に変換する部分であり、次式のようなマトリックス演算を行う。

光量／濃度変換部（ＬＯＧ変換部）１５０６は、ルックアップテーブルＲＯＭにより構成され、Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４の輝度信号がＣ０、Ｍ０、Ｙ０の濃度信号に変換される。ライン遅延メモリ１５０７は、不図示の黒文字判定部で、Ｒ４、Ｇ４、Ｂ４信号から生成されるＵＣＲ、ＦＩＬＴＥＲ等の判定信号までのライン遅延分だけ、Ｃ０、Ｍ０、Ｙ０の画像信号を遅延させる。

マスキング及びＵＣＲ回路１５０８は、入力されたＹ１、Ｍ１、Ｃ１の３原色信号により黒信号（Ｋ）を抽出する。更に、ＵＣＲ回路１５０８は、プリンタ部Ｂでの記録色材の色濁りを補正する演算を施して、Ｙ２、Ｍ２、Ｃ２、Ｋ２の信号を各読み取り動作の度に順次、所定のビット幅（８ｂｉｔ）で出力する。γ補正回路１５０９は、リーダー部Ａにおいて、プリンタ部Ｂの理想的な階調特性に合わせるべく濃度補正を行う。また、空間フィルタ処理部（出力フィルタ）１５１０は、エッジ強調又はスムージング処理を行う。このように処理されたＭ４、Ｃ４、Ｙ４、Ｋ４の面順次の画像信号は、プリンタ制御部１４０９に送られ、プリンタ部ＢでＰＷＭ（パルス幅変調）による濃度記録が行われる。

また、リーダ画像処理部１４０８においては、リーダ部Ａの制御を行うＣＰＵ１５１４と、ＲＡＭ１５１５と、ＲＯＭ１５１６と、表示器１５１８を有する操作部１５１７とを備えている。上述した画像信号の処理の流れは、ＣＰＵ１５１４によって実行される。ＣＰＵ１５１４は、ＲＡＭ１５１５やＲＯＭ１５１６に格納されているプログラムやデータを用いて、リーダ部Ａ全体の制御を行うとともに、後述する各処理を行う。ＲＯＭ１５１６は、各処理をＣＰＵ１５１４に実行させるためのプログラム（例えば、後述の読み取りプログラム）、各種情報などを記憶している。

図１６は、リーダ画像処理部における各制御信号を示したタイミングチャートである。ＶＳＹＮＣ信号は、副走査方向の画像有効区間信号であり、論理“１”の区間において、画像読取り（スキャン）を行って、順次、（Ｃ）、（Ｍ）、（Ｙ）、（Ｋ）の出力信号を形成する。ＶＥ信号は、主走査方向の画像有効区間信号であり、論理“１”の区間において主走査開始位置のタイミングをとり、主にライン遅延のライン計数制御に用いられる。ＣＬＯＣＫ信号は、画素同期信号であり、“０”→“１”の立ち上がりタイミングで画像データを転送するのに用いられる。

次に、地紋画像が含まれる原稿が上述したリーダ部によって読み取られた場合を説明する。この場合、CCDの密度によって、再現出来る高周波成分に限界があるため、ある一定以上の高周波成分は、再現が出来ないと考えられる。つまり、読み取り原稿上で、細かい点で構成される偽造抑止地紋の背景部は、複写の際に消失し、潜像部のみが複写物において残る。従って、複写時に潜像部が顕像化する要因は、リーダ部にあるといえる。

以下、本発明の特徴となる２次元コード化されたカモフラージュ・パターンの読み取り時の処理について説明する。これは、２つの処理がある。一つは、複写されたものからも抽出可能な処理（実施形態１）、もう一つは、オリジナルからのみ抽出可能な処理（実施形態２）である。

以下、本実施形態１の、複写されたものからも抽出可能な処理について説明する。図１〜１２を参照し説明した埋め込み処理によって上記のように作成された２次元カモフラージュ・パターンを含む地紋画像とコンテンツ画像が合成されたプリント物を、スキャンした時の処理について説明する。

この処理は、リーダ画像処理部１４０８のような以下に述べるデジタル情報抽出装置によって行われる。先ず、デジタル情報抽出装置の機能的な構成について、図１７を用いて説明する。

デジタル情報抽出装置は図１７に示すような、スキャン部、ローパスフィルタ部、二値化部、反転部、各ビットパターン抽出部、認識部、復号部から構成される。尚、この構成は読み取りプログラムの一部として設けられているソフトウェアとして説明するが、ハードウェアとして構成することも可能である。

スキャン部３２０１は、デジタル情報を表現する偽造抑止地紋を背景とする印刷文書を読み込み、グレースケールの画像データへ変換する。ここでは、グレースケールの電子画像データは、一つの画素が２５６階調を持つ。

ローパスフィルタ部３２０２は、スキャン部３２０１で入力された電子画像データに、適当な低域通過フィルタを施す。これにより、偽造抑止地紋の大ドットの間とドットを平滑化し、カモフラージュのパターンを強調する。

図１８は、地紋の入った画像に低域通過フィルタを施す際の例を示した図である。この図１８では、左の図が、「VOID」という文字列が潜像として入った地紋画像３５０１であり、右の図はその地紋画像に低域通過フィルタを施した後の画像３５０２である。

二値化部３２０３は、低域通過フィルタを適用した画像の二値化を行う。ここでの二値化とは、予め定められた適当な閾値に基づき、閾値以上の値を1に、閾値未満の値を0に置き換える操作である。ここでは、１が黒を表し、0が白を表すとする。

図１９にこの二値化を行う際の例を示す。この図１９においては、左が２値化前の画像３６０１であり、右が２値化後の画像３６０２である。

反転部３２０４は、二値化部で二値化された画像の各画素値の反転を行う。即ち、画素値が０の画素はその画素値を１に、１の画素は０に変更する。図２０は反転を行う際の操作前後の例を示す。図中符号３７０１が反転前の画像であり、３７０２が反転後の画像を示す。

以上の各部による操作が、認識のための前処理であり、カモフラージュ・パターンを構成するビット表現パターンを浮き上がらせるために行う。また、文字や表の枠線等のスキャンされた際に高い濃度で表される文書の前景は、２値化と反転の操作によって、ここでは０となると期待される。

各ビット表現パターン抽出部３２０５は、連結成分の抽出により、カモフラージュ・パターンを構成するビット表現パターンを抽出する。連結成分の抽出は、文書画像をテキストの領域、図の領域などに分割する際に使われる技術で、当業者には周知である。ビット表現パターンを抽出するにあたっては、垂直方向と、水平方向の射影を取り、密度の低い部分の周期を検出することにより、抽出する。

各ビット表現パターン抽出部３２０５は具体的には、各ビット表現パターンの領域情報を抽出する。ここで、領域情報は各ビット表現パターンに外接する矩形である。また矩形の領域は、図２３に示すような、領域の左上の座標と高さと幅の情報の組み合わせで表せる。

認識部３２０６は、抽出された各ビット表現パターンの領域情報に基づき、各ビット表現パターンが表す情報を認識し、スキャンされた印刷ドキュメント中で表現されるデジタル情報（上述された任意の情報）を、各要素が0若しくは1であるビット列として抽出する。認識の際には、図１〜１２の埋め込み処理で生成された鍵情報を参照して、潜像部に相当するビット表現パターンのみの認識を行う。

認識部３２０６は、背景部に相当するビット表現パターンには、抽出には関係のない値（例えば、ランダムな値）が入っている事を前提とし、何の処理も行わない。

ここでは、パターンマッチングの方法として、定点サンプリング法を用いる。定点サンプリング法とは、図２２に示すように、パターン中のある決められた場所（図中に○で示す。）に、ドットがあるかないかで、そのパターンが何であるかを判断する方法である。

図２１を用いて、ビット表現パターンをマッチングする際の方法を説明する。ここでは４つの箇所をチェックすることで、そのパターンが何であるかを判断する。４つの箇所とは、図中符号３９０１〜３９０５の各々にA,B,C,Dで示した箇所である。

以上の方法によって、
A：白、B：白、C：黒、D：黒ならば、00を示し、（３９０２参照）
A：白、B：黒、C：黒、D：白ならば、01を示し、（３９０３参照）
A：黒、B：白、C：白、D：黒ならば、10を示し、（３９０４参照）
A：黒、B：黒、C：白、D：白ならば、11を示す。（３９０５参照）
というパターンマッチングが可能となる。

この定点サンプリング法は、古くから文字認識の技術の一つとして知られる（非特許文献１参照）。但し、パターンマッチングの方法はこの定点サンプリング法に限るものではなく、それ以外の方法を用いても構わない。

例えば、パターンマッチングの方法をマッチドフィルタや、フーリエ位相相関法と呼ばれる周知の方法を使用してもよい（非特許文献２参照）。また、この場合には、例えば、図２１に示すようなトランプのハート、スペード、クラブ、ダイヤといった任意のパターンを適用出来る。

そして、誤り訂正復号部３２０７において、上記の決定されたビット列に対して誤り訂正復号を行う。以上の操作により、埋め込まれたデジタル情報を、印刷された文書の偽造抑止地紋中の潜像部から抽出することが出来る。

以上の処理により、デジタル情報抽出装置は、カモフラージュ・パターンで表されたデジタル情報を抽出する。

上述のオンデマンド地紋印刷システムと複写機とを組み合わせることにより、カモフラージュ・パターンを含む地紋画像とコンテンツ画像とが合成されたプリント物を作成し、そのプリント物からコード化されたカモフラージュ・パターンを読み取るシステムが構築できる。

［実施形態２］
実施形態１においては、複写後の複写物、つまり背景画像が消えるか薄くなり、潜像画像が顕像化した状態の紙から、地紋画像のカモフラージュ模様として表現した任意の情報を抽出するための処理について述べた。これは、鍵情報の一つとして、潜像の情報を有し、情報を埋め込む部分が潜像の部分のみであることにより実現される。これは、潜像部は複写物においても再現されるため、その潜像部に重なるように描画されたカモフラージュ模様も複写物において識別可能となるためである。また、逆に、情報を埋め込む部分が背景部とする場合についても付記した。

即ち、実施形態１においては、複写物から情報を抽出することを前提とし、複写物において再現される潜像部に存在するカモフラージュ模様に対してデジタル情報を埋め込む処理及び、その抽出方法を説明した。もちろん、この方法であれば、複写前の出力物、即ち、地紋画像とコンテンツ画像とが合成されプリントアウトされた出力物（以下、オリジナルと呼ぶ）からも情報の抽出が可能である。

以下本実施形態２では、２次元コード化されたカモフラージュ・パターンの読み取り時の処理に関して、オリジナルからのみ抽出可能な処理について説明する。

上述した実施形態１に対して、本実施形態２では、オリジナルの偽造抑止地紋画像、即ち通常の出力物からのみ、任意の情報を抽出することを意図した場合の構成について説明する。本実施形態２は、情報をカモフラージュ模様とするための構成は上述した実施形態１とほぼ同様であるが、実施形態１が鍵情報を生成する際に潜像情報を必要とするのに対し、本実施形態２では鍵情報の生成にあたって潜像情報を必要としない、という点が創始する。言い換えれば、本実施形態２は、潜像部を設けない場合を、あるいは、潜像部と背景部と分けることなく同じように扱うことができる画像を、対象とする。この構成を図１３に示す。尚、生成の手順や各処理部における処理内容は基本的に実施形態１と同様である。

偽造抑止地紋とコンテンツ画像とが合成されて出力された通常の出力物、即ちオリジナルからのみ任意の情報を抽出することを考慮するならば、潜像部のみならず背景部に対して重ねられるカモフラージュ模様でも情報を表現することが可能となる。

図１３に示す構成で、図６に示した構成と異なる部分は、鍵情報生成部１３０２である。図には示していないが、鍵情報の行列における要素を１とするか、あるいは０とするかを決定する情報が必要になることが理解される。実施形態１では、それを潜像情報に基づいて行た。本実施形態２では、あらかじめ決定されている領域内を要素１としたり、図２に示す入力原稿画像の空白領域を検出してその領域の全て、あるいは一部を要素１とすることも可能である。特に、要素１の部分を入力原稿画像の空白領域とした場合には、カモフラージュ用パターンの種類は大きさに関わらず、入力原稿画像の文字、グラフ、記号等を含まないカモフラージュ用パターンのみを読み取りに使用することになる。その結果得られるデータを正確なデータとすることが可能になる。もちろん、入力原稿画像の文字、グラフ、記号等によって上書きされたカモフラージュ用パターンであっても、カモフラージュ用パターンの大きさ等を考慮する（例えば、行間の活用）ことも可能である。これにより、カモフラージュ用パターンの検出が上書きされる文字等の大きさや位置によって影響を受けないようにできる。

尚、カモフラージュ模様として埋め込んだデータの取得の面から、鍵情報の各種生成に関して、以下にまとめておく。
１）潜像部のみを要素１とする；オリジナルとそのコピーからデータ取得が可能である。しかし、その上に印刷される入力原稿画像の影響を受ける。
２）背景部のみを要素１とする；オリジナルのみからデータ取得が可能である。しかし、その上に印刷される入力原稿画像の影響を受ける。
３）潜像情報を使用せずに、入力原稿画像の空白領域の全て、あるいはその一部を要素１とする；オリジナルのみからデータ取得が可能である。その上に印刷される入力原稿画像の影響を受けることはない。空白領域が少ない場合に、埋め込むことが可能なデータ量が減少することになる。

本実施形態２は、複写物からの情報抽出を考慮しない場合、即ち、地紋画像とコンテンツ画像とが合成されたプリントアウト（オリジナル）からのみ情報を抽出する。

その場合、実施形態１に記載の構成に比べると、潜像部のみならず背景部のカモフラージュ模様でも情報を表現できるため、潜像部のカモフラージュ模様だけに情報を埋め込む構成よりも、多くの情報を埋め込める利点がある。

このような地紋画像の生成に関しては、上述した潜像の情報、即ち潜像の鍵情報を有さずにカモフラージュ模様を生成する点が実施形態１とは異なる。それ以外の点は、実施形態１と同様である。

また、生成された地紋画像を読み取る場合には、情報の抽出に潜像の鍵情報を用いない点で実施形態１と異なるが、それ以外の処理は実施形態１と同様である。潜像の鍵情報を用いないことにより、図１７の認識部３２０６では背景部と潜像部双方のカモフラージュ模様を認識の対象とする。

上述のオンデマンド地紋印刷システムと複写機とを組み合わせることにより、カモフラージュ・パターンを含む地紋画像とコンテンツ画像とが合成されたプリント物を作成し、そのプリント物からコード化されたカモフラージュ・パターンを読み取るシステムが構築できる。

［その他の実施形態］
尚、上述した実施形態１及び実施形態２は、複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタ等）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置等）に適用してもよい。

また、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム・コードを記録した記録媒体（または記憶媒体）を、システムあるいは装置に供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラム・コードを読み出し実行することによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体から読み出されたプログラム・コード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラム・コードを記録した記録媒体は本実施形態を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラム・コードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現される場合だけが含まれるわけでない。そのプログラム・コードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラム・コードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれる。その後、そのプログラム・コードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本実施形態を上記記録媒体に適用する場合、その記録媒体には、先に説明したフローチャートや機能構成に対応するプログラム・コードが格納されることになる。

尚、上述した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明を適用できる実施形態のオンデマンド地紋印刷システムの概要例を示した図である。 本発明を適用できる実施形態の地紋画像生成の内部処理の構成を示すブロック図である。 本発明を適用できる実施形態の潜像背景領域指定画像及びカモフラージュ領域指定画像の例を示す図である。 本発明を適用できる実施形態の地紋画像生成処理の手順を示したフローチャートである。 入本発明を適用できる実施形態の力原稿画像と地紋画像の合成処理を模式的に示した図である。 本発明を適用できる実施形態のカモフラージュ領域指定画像生成部の構成を示すブロック図である。 本発明を適用できる実施形態のビット表現パターンの一例を示す図である。 本発明を適用できる実施形態のビット表現パターンの一例を示す図である。 本発明を適用できる実施形態のビット表現パターンの一例を示す図である。 本発明を適用できる実施形態の鍵情報の一例を示す図である。 本発明を適用できる実施形態の生成されるカモフラージュ・パターンを適用した地紋画像の例を示す図である。 本発明を適用できる実施形態のカモフラージュ領域指定画像生成処理の手順を示したフローチャートである。 本発明を適用できる実施形態のカモフラージュ領域指定画像生成部の構成を示すブロック図である。 本発明を適用できる実施形態の画像読み取り部と画像形成部とからなる複写機の模式図である。 本発明を適用できる実施形態の画像読み取り部におけるデータ処理の流れと機能ブロックを示した図である。 本発明を適用できる実施形態の画像形成における信号処理の説明図である。 本発明の第１の実施形態にかかるカモフラージュ・パターン認識処理の流れと機能ブロックを示した図である。 本発明を適用できる実施形態の画像データに対するフィルタ処理実施時の画像の概念図である。 本発明を適用できる実施形態の画像データに対する二値化処理実施時の画像の概念図である。 本発明を適用できる実施形態の画像データに対する反転処理実施時の画像の概念図である。 本発明で適用可能なパターンの一例を示す図である。 本発明を適用できる実施形態の画像データに対するパターンマッチング処理を説明する図である。 本発明を適用できる実施形態のビット表現パターンの領域情報を抽出するための領域を説明する図である。

符号の説明

１１１ ＣＰＵ
１１２ ＲＡＭ
１１３ ＲＯＭ
１１４ ディスプレイ制御装置
１１５ ディスプレイ
１１６ 操作入力デバイス
１１７ Ｉ／Ｏ
１１８ 外部記憶装置
１１９ Ｉ／Ｏ
１２１ プリンタ
１２２ Ｉ／Ｏ
１２３ インタフェース
１２４ 他のコンピュータ・システム
２０１ 地紋画像生成部
２０２ 合成部
２０３ 印刷データ処理部
２０４ 印刷部
３０１ 潜像背景領域指定画像の一例
３０２ カモフラージュ領域指定画像の一例
５０１ テキスト属性のデータ
５０２ グラフィック属性のデータ
５０３ イメージ属性の地紋画像
５０４ テキスト属性のデータ、グラフィック属性のデータ、及びイメージ属性の地紋画像が合成された画像
６０１ 冗長化部
６０２ 鍵情報生成部
６０３ 乱数発生部
６０４ 鍵情報保持部
６０５ カモフラージュ構成部
７０１、７０２ １ビットのそれぞれ値を表すパターン例
８０１〜８０４、９０１〜９０４ ２ビットのそれぞれ値を表すパターン例
１３０１ 冗長化部
１３０２ 鍵情報生成部
１３０３ 乱数発生部
１３０４ 鍵情報保持部
１３０５ カモフラージュ構成部
１４０１ 原稿
１４０２ 原稿台ガラス
１４０３ 光源
１４０４ 光学系
１４０５ ＣＣＤセンサ
１４０６ 基準白色板
１４０７ つき当て部材
１４０８ リーダ画像処理部
１４０９ プリンタ制御部
３２０１ スキャン部
３２０２ ローパスフィルタ部
３２０３ 二値化部
３２０４ 反転部
３２０５ 各ビットパターン抽出部
３２０６ 認識部
３２０７ 復号部

Claims (8)

1. ドットの打たれない部分を含みその部分の形により情報を表現している偽造防止地紋が読み込まれることで得られた画像データを反転する反転手段と、前記反転手段による反転により得られた画像データからドットの打たれない部分の形が示す情報を認識する認識手段とを有する画像処理装置であって、前記認識手段は、集中したドットの打たれる潜像部の領域と分散したドットの打たれる背景部の領域とを識別するための識別情報に基づいて、前記潜像部の領域に含まれる画像から前記情報を認識する画像処理装置と、
   前記画像処理装置が読み取る画像であって、前記潜像部と、前記背景部と、前記潜像部及び前記背景部に対して合成される画像とを含む画像を生成する他の画像処理装置と
   を備えた画像処理システムであって、前記他の画像処理装置は、
   前記情報を入力する情報入力手段と、
   乱数列を発生させる乱数発生手段と、
   画像を構成するパターン画像を入力するパターン画像入力手段と、
   前記情報入力手段が入力した前記情報及び前記乱数発生手段が発生した前記乱数列のいずれか一方を指定する識別情報を、前記パターン画像を使用して生成する識別情報生成手段と、
   前記情報及び前記乱数列を前記識別情報を使用して選択し、選択されたビットあるいはビット列を表わすデータに基づいて前記パターン画像を配置することにより、前記情報をドットの打たれない部分の形で表現した画像を生成するカモフラージュ模様構成手段と
   を有することを特徴とする画像処理システム。
2. 前記識別情報生成手段は、さらに前記潜像部と前記背景部とを構成する基本画像が入力され、前記潜像部または前記背景部のいずれか一方と前記パターン画像とから、前記識別情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の画像処理システム。
3. 前記他の画像処理装置は、前記情報入力手段が入力した前記情報を冗長化する冗長化手段をさらに備え、
   前記カモフラージュ模様構成手段は、前記冗長化手段が冗長化した前記情報が入力されることを特徴とする請求項１に記載の画像処理システム。
4. 画像の一部を構成し、情報を示す画像から該情報を抽出する画像処理装置と、
   前記画像処理装置が読み取る画像であって、集中したドットの打たれる潜像部と、分散したドットの打たれる背景部と、前記潜像部及び前記背景部に対して合成される画像とを含む画像を生成する他の画像処理装置と
   を有する画像処理システムの制御方法であって、
   前記他の画像処理装置が前記情報を入力する情報入力ステップと、
   前記他の画像処理装置が乱数列を発生させる乱数発生ステップと、
   前記他の画像処理装置が画像を構成するパターン画像を入力するパターン画像入力ステップと、
   前記情報入力ステップにおいて入力した前記情報及び前記乱数発生ステップにおいて発生した前記乱数列のいずれか一方を指定する識別情報を、前記他の画像処理装置が前記パターン画像を使用して生成する識別情報生成ステップと、
   前記他の画像処理装置が前記情報及び前記乱数列を前記識別情報を使用して選択し、選択されたビットあるいはビット列を表わすデータに基づいて前記パターン画像を配置することにより、前記情報をドットの打たれない部分の形で表現した画像を生成するカモフラージュ模様構成ステップと、
   前記画像処理装置が、ドットの打たれない部分を含み、その部分の形により情報を表現している偽造防止地紋が読み込まれることで得られた画像データを反転する反転ステップと、
   前記画像処理装置が、前記反転手段による反転により得られた画像データから、ドットの打たれない部分の形が示す情報を認識する認識ステップと
   を備えることを特徴とする画像処理システムの制御方法。
5. 前記識別情報生成ステップにおいて、さらに前記潜像部と前記背景部とを構成する基本画像が入力され、前記潜像部または前記背景部のいずれか一方と前記パターン画像とから、前記識別情報を生成することを特徴とする請求項４に記載の画像処理システムの制御方法。
6. 前記情報入力ステップにおいて入力した前記情報を前記他の画像処理装置が冗長化する冗長化ステップをさらに備え、
   前記カモフラージュ模様構成ステップにおいて、前記冗長化ステップにおいて冗長化した前記情報が入力される
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像処理システムの制御方法。
7. 請求項４乃至６のいずれかに記載の画像処理システムの制御方法の各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
8. 請求項４乃至６のいずれかに記載の画像処理システムの制御方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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