JP6369143B2 - 真贋評価装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は真贋評価装置及びプログラムに関し、特に画像により示される対象物の真贋を評価する技術に関する。

特許文献１には、個体（例えば、紙や合成樹脂製のカード）の表面を読み取った画像に対し、予め登録された画像を平行移動しながら比較することによって、この個体の真贋を判定する装置が開示されている。

特許文献２には、個体の表面を読み取った画像を、これと同一の画像領域で読み取った画像を示すデータコード（例えば、ＱＲコード（登録商標））と比較することによって、この個体の真贋を判定する装置が開示されている。

特許第４１０３８２６号公報 特許第５２９３３５７号公報

しなしながら、上記引用文献の技術では、個体から読み取った画像の方向及び解像度がいずれも基準となる画像のものと一致していることを前提としており、それら画像の方向又は解像度の差が大きいほど、個体の真贋が誤って判定される可能性が高くなる。

また、上記のように方向及び解像度が一致しない場合、個体の真贋を正しく判定するために、一方の画像の方向及び解像度を変更しつつ、他方の画像との相対的な位置を変更しながら比較することが考えられる。しかし、例えば、上記相対的な位置を変更する回数が５０００回、画像の方向及び解像度をそれぞれ１１段階で変更するものとすると、５０００×１１×１１＝６０５０００回もの比較処理を実行することとなり、現実的な処理時間で真贋判定を行うことが困難となる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、対象物の表面を示す対象画像の方向又は解像度が基準画像と一致しない場合における、対象物の真贋評価の処理時間を短縮させる真贋評価装置及びプログラムを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、対象物の表面を示す対象画像を取得する取得手段と、前記対象画像における複数の異なる部分領域の画像と、基準画像との類似度を、それら画像の相対的な方向及び解像度を維持しながら算出し、算出される類似度に基づいて、前記複数の部分領域のうち１又は複数を選出する第１類似度算出手段と、前記選出される部分領域の画像と、前記基準画像と、の類似度を、それらの相対的な方向又は解像度の差を変更しながら算出する第２類似度算出手段と、前記第２類似度算出手段により算出される類似度に基づいて、前記対象物の真贋に関する評価情報を生成する評価情報生成手段と、を含む真贋評価装置である。

また、請求項２に記載の発明は、前記第２類似度算出手段は、前記選出される部分領域内に含まれる位置を中心に該部分領域の画像の方向又は解像度を変更することで得られる変更画像と前記基準画像との類似度を算出する、請求項１に記載の真贋評価装置である。

また、請求項３に記載の発明は、前記第２類似度算出手段は、前記相対的な方向又は解像度の差がそれぞれ異なる複数の前記変更画像に応じて、複数の類似度を算出する、請求項２記載の真贋評価装置である。

また、請求項４に記載の発明は、前記第１類似度算出手段において算出される類似度に基づいて複数の前記部分領域を選出し、前記第２類似度算出手段は、前記選出される複数の前記部分領域のそれぞれに応じて、複数の類似度を算出する、請求項１乃至３のいずれかに記載の真贋評価装置である。

また、請求項５に記載の発明は、前記評価情報生成手段は、前記第２類似度算出手段により算出される複数の類似度のうち最大値に基づいて、前記評価情報を生成する、請求項１乃至４のいずれかに記載の真贋評価装置である。

また、請求項６に記載の発明は、前記評価情報生成手段は、更に前記第１類似度算出手段により算出される類似度のうち選出されない前記部分領域に係る類似度に基づいて、前記評価情報を生成する、請求項１乃至５のいずれかに記載の真贋評価装置である。

また、請求項７に記載の発明は、対象物の表面を示す対象画像を取得する取得手段、前記対象画像における複数の異なる部分領域の画像と、基準画像との類似度を、それら画像の相対的な方向及び解像度を維持しながら算出し、算出される類似度に基づいて、前記複数の部分領域のうち１又は複数を選出する第１類似度算出手段、前記選出される部分領域の画像と、前記基準画像と、の類似度を、それらの相対的な方向又は解像度の差を変更しながら算出する第２類似度算出手段、及び、前記第２類似度算出手段により算出される類似度に基づいて、前記対象物の真贋に関する評価情報を生成する評価情報生成手段としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。

上記請求項１に記載の真贋評価装置によれば、対象物の表面を示す対象画像の方向又は解像度が基準画像と一致しない場合における、対象物の真贋評価の処理時間を短縮することができる。

また、上記請求項２に記載の真贋評価装置によれば、対象画像において選出される部分領域の画像の方向又は解像度を変更した変更画像を用いて、対象物の真贋評価情報を生成できる。

また、上記請求項３に記載の真贋評価装置によれば、取得される変更画像が１つの場合に比べ、対象物の真贋評価の精度を向上させることができる。

また、上記請求項４に記載の真贋評価装置によれば、選出される部分領域が１つの場合に比べ、対象物の真贋評価の精度を向上させることができる。

また、上記請求項５に記載の真贋評価装置によれば、選出される部分領域に係る複数の類似度のうち最大値を用いて、対象物の真贋評価情報を生成できる。

また、上記請求項６に記載の真贋評価装置によれば、選出されない部分領域に係る類似度を用いて、対象物の真贋評価情報を生成できる。

また、上記請求項７に記載のプログラムによれば、コンピュータを用いて、対象物の表面を示す対象画像の方向又は解像度が基準画像と一致しない場合における、対象物の真贋評価の処理時間を短縮することができる。

真贋評価装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 真贋評価装置の機能的構成の一例を示す機能ブロック図である。 第１類似度算出部による処理の一例を説明する図である。 第１類似度算出部により算出される類似度の一例を示す図である。 第２類似度算出部による処理の一例を説明する図である。 第２類似度算出部により算出される類似度の一例を示す図である。 真贋評価装置において実行される処理の一例を示すフローチャートである。 第１類似度算出処理の一例を示すフローチャートである。 変更画像取得処理の一例を示すフローチャートである。 第２類似度算出処理の一例を示すフローチャートである。 従来の方法を用いて、類似度の最大値を算出した実験結果を示す図である。 真贋評価装置を用いて、類似度の最大値を算出した実験結果を示す図である。 従来の方法を用いて、スコアを算出した実験結果を示す図である。 真贋評価装置を用いて、スコアを算出した実験結果を示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態（以下、実施形態と呼ぶ）の例を、図面に従って説明する。なお、本明細書の各図について、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

［１．ハードウェア構成］
真贋評価装置１は、例えば、スマートフォンなどの携帯電話、タブレット端末、パソコン、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などにより実現されることとしてよい。以下では、真贋評価装置１がスマートフォンにより実現される場合について説明する。

図１は、本実施形態に係る真贋評価装置のハードウェア構成の一例を示す図である。同図に示すように、真贋評価装置１は、マイクロプロセッサ、ＲＡＭやハードディスクドライブなどの記憶媒体により構成される記憶部、通信インタフェース、操作ボタン、スピーカの他に、真贋評価装置１の表面に配置されるディスプレイ１１及びタッチパネル１２、真贋評価装置１の裏面に配置されるカメラ１３、台座１４などを備える。

真贋評価装置１の記憶部には、真贋評価に用いる各種のデータが記憶されるとともに、真贋評価用のプログラムが記憶されている。真贋評価装置１のマイクロプロセッサは、このプログラムに従って各種情報処理を実行する。なお、真贋評価用のプログラムは、例えば、フラッシュメモリなどのコンピュータ可読な情報記憶媒体を介して、または、ローカルエリアネットワークやインターネットなどの電気通信網を介して真贋評価装置１に供給されてもよい。

また、カメラ１３は、台座１４挟んで隔てた位置に置かれた対象物２の表面を撮影する。ここで、台座１４は、カメラ１３と対象物２との間の距離を一定に保つためのものである。台座１４のカメラ１３に接する部分には、対象物２の表面を拡大して撮影するためのレンズが組み込まれており、カメラ１３は光学的に対象物２の表面を撮影することが可能である。なお、台座１４は、カメラ１３の撮影を補助するための光源（例えば、ＬＥＤなど）を備えることとしてよく、外部からの光を予め定められた方向へ導く導光板を備えることとしてもよい。

対象物２は、例えば、紙素材のカードやプラスティック基板などの表面に固有の特徴が表れた物体である。ここで、固有の特徴とは、対象物２の表面のパターンであり、対象物２を形成する繊維や微小なクラックや、材料の微粒子等によって形成される紋様などが該当する。なお、対象物２の表面のパターンは、対象物２ごとに、さらには同一の対象物２であっても、その表面の位置に応じて固有な特徴となる。

本実施形態では、真贋評価装置１は、カメラ１３が対象物２を撮影することにより、対象物２の表面を示す画像（以下、対象画像とも呼ぶ）を取得するとともに、基準画像と比較することによって、対象物２の真贋に関する評価情報を生成する。この際、対象画像と基準画像との相対的な方向及び解像度が一致しない場合であっても、真贋評価装置１は、下記に説明する機能ブロックを有することにより、対象物２の真贋を正しく評価することが可能である。

［２．機能ブロック］
図２は、真贋評価装置１の機能的構成の一例を示す機能ブロック図である。同図に示すように、真贋評価装置１は、機能的には、対象画像取得部１１０と、基準画像取得部１２０と、類似度記憶部１３０と、画像比較部１４０とを含む。これらの機能は、真贋評価装置１の記憶部に記憶された真贋評価用のプログラムを、真贋評価装置１の制御部が実行することにより実現される。以下、真贋評価装置１に備えられた各部の機能の詳細について説明する。

対象画像取得部１１０は、対象物２の表面を示す対象画像を取得する。本実施形態では、対象画像取得部１１０は、真贋評価装置１に備えられたカメラ１３により撮影された画像を対象画像として取得することとする。なお、対象画像取得部１１０は、これに限らず、真贋評価装置１の記憶部に予め記憶された対象画像を取得してもよく、また、真贋評価装置１とは異なる他の記憶装置に予め記憶された対象画像を、ローカルエリアネットワークやインターネットを介してダウンロードすることにより取得してもよい。

基準画像取得部１２０は、真贋評価において本物とされる対象物２の表面を示す基準画像を取得する。本実施形態では、基準画像取得部１２０は、真贋評価装置１の記憶部に予め記憶された画像を基準画像として取得することとする。基準画像取得部１２０は、これに限らず、対象画像取得部１１０と同様に、他の記憶装置に予め記憶された基準画像をダウンロードすることにより取得してもよい。

なお、本実施形態では、対象画像は、基準画像に比べ画像サイズが大きい画像であることとする。例えば、基準画像取得部１２０により取得される基準画像の画像サイズを一律とした上で、対象画像取得部１１０は、この画像サイズよりも大きい対象画像を取得するようにすればよい。

類似度記憶部１３０は、後述の第１類似度算出部１４１及び第２類似度算出部１４３により算出される類似度を記憶する。なお、類似度記憶部１３０は、真贋評価装置１の記憶部により実現されることとしてよい。

画像比較部１４０は、対象画像と基準画像とを比較して、対象画像に示される対象物２の真贋に関する評価情報を生成する。図２に示すように、本実施形態に係る画像比較部１４０は、第１類似度算出部１４１と、変更画像取得部１４２と、第２類似度算出部１４３と、評価情報生成部１４４とを含む。以下、画像比較部１４０に含まれる各部の詳細について説明する。

第１類似度算出部１４１は、対象画像の画像領域と、基準画像とを比較することによって、これらの画像特徴（例えば、明度値など）の類似度を算出する。より具体的には、第１類似度算出部１４１は、対象画像における複数の異なる部分領域の画像と、基準画像との類似度を、それら画像の相対的な方向及び解像度を維持しながら算出し、算出される類似度に基づいて、複数の部分領域のうち１又は複数を選出する。なお、第１類似度算出部１４１は、正規化相互相関法や、ＳＳＤ（Sum of Squared Difference）、ＳＡＤ（Sum of Absolute Difference）などの公知の方法により算出される相関値を、上記部分領域の画像と基準画像との類似度としてよい。

図３は、第１類似度算出部１４１による処理の一例を説明する図である。同図に示すように、第１類似度算出部１４１は、対象画像の領域２０１における基準画像領域と同一の画像サイズの部分領域（２０２−１）の位置を、Ｘ方向又はＹ方向にＳピクセル（Ｓは０より大きい実数であり、例えば、１である）ずつずらしながら、この部分領域の画像と基準画像との類似度を算出することを繰り返す。その結果、対象画像のピクセル数をＸ１×Ｙ１（例えば、８０×８０）、基準画像のピクセル数をＸ２×Ｙ２（Ｘ１＞Ｘ２、Ｙ１＞Ｙ２）（例えば、１０×１０）とすると、（Ｘ１−Ｘ２＋１）×（Ｙ１−Ｙ２＋１）÷Ｓ個（例えば、７１×７１÷１＝５０４１個）の部分領域２０２のそれぞれに係る、複数の類似度が算出される。

図４は、第１類似度算出部１４１により算出される類似度の一例を示す図である。同図に示すように、第１類似度算出部１４１は、対象画像の領域２０１（Ｘ１，Ｙ１）〜（Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ）に設定した複数の部分領域内の画像と、基準画像とを比較することにより、複数の類似度Ｃ（Ｘ１，Ｙ１）〜Ｃ（Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ）を算出する。

また、第１類似度算出部１４１は、上記算出される類似度のうち、予め定められた条件を充足する類似度に係る部分領域を選出する。本実施形態では、第１類似度算出部１４１は、比較的大きい類似度に係る部分領域を選出することとし、例えば、算出されたうちの最大の類似度に係る部分領域を選出することとしてよいし、上位複数個の類似度のそれぞれに係る複数の部分領域を選出することとしてもよい。

また、第１類似度算出部１４１は、算出した類似度を類似度記憶部１３０に記録する。ここで、類似度記憶部１３０に記憶される類似度は、後述の評価情報生成部１４４が対象物２の真贋に関する評価情報を生成する際に参照される情報となる。

変更画像取得部１４２は、第１類似度算出部１４１により選出される部分領域の画像と、基準画像と、の相対的な方向又は解像度の差を変更した変更画像を取得する。本実施形態では、変更画像取得部１４２は、上記選出される部分領域内に含まれる位置を中心に、この部分領域の画像の方向及び解像度の少なくとも一方を変更することで得られる変更画像を取得する。変更画像取得部１４２は、例えば、図３に示すように、選出される部分領域（２０２−２）に含まれる位置（例えば、部分領域（２００−２）の中央に相当する位置）を中心に、画像の解像度を変更する拡大／縮小処理や、画像の方向を変更する回転処理などの画像処理を施すことにより、選出される部分領域（２０２−２）に係る変更画像を取得する。

本実施形態では、変更画像取得部１４２は、選出される部分領域（２０２−２）に係る画像領域２０３内の画像を、変更画像として取得する。ここで、画像領域２０３は、選出される部分領域（２０２−２）の大きさを、Ｘ方向及び−Ｘ方向、Ｙ方向及び−Ｙ方向に、それぞれＵピクセル（Ｕは０以上の実数であり、例えば、１である）ずつ広げた画像領域であることとする。

より具体的には、変更画像取得部１４２は、選出される部分領域（２００−２）に応じて画像領域２０３を設定し、この画像領域内に含まれる画像を、予め定められた解像度の割合（例えば、ａ％）で拡大（又は縮小）したり、予め定められた角度で回転したりする画像処理を施すことによって、画像領域２０３と同一の画像サイズの変更画像を取得する。なお、変更画像取得部１４２は、これに限らず、選出される部分領域（２００−２）に含まれる位置を中心に、対象画像全体の方向及び解像度の少なくとも一方を変更する画像処理を行った後に、画像領域２０３内に含まれる画像を取得することとしてもよい。

また、変更画像取得部１４２は、相対的な方向又は解像度の差がそれぞれ異なる複数の変更画像を取得する。より具体的には、変更画像取得部１４２は、選出された部分領域の画像に対し、予め定められた解像度の割合の範囲（例えば、−１０％から＋１０％の範囲）につきＡ段階（例えば、１１段階）に割り振られた複数の解像度の割合（例えば、−１０％，−８％，−６％，−４％，−２％，０％，＋２％，＋４％，＋６％，＋８％，＋１０％）で画像を拡大（又は縮小）する画像処理と、予め定められた角度の範囲（例えば、−１０°から＋１０°の範囲）につきＢ段階（例えば、１１段階）に割り振られた角度で画像を回転する画像処理のそれぞれを施す。すなわち、変更画像取得部１４２は、選出された１つの部分領域につき、Ａ×Ｂ個（例えば、１１×１１＝１２１個）の変更画像を取得する。

第２類似度算出部１４３は、第１類似度算出部１４１により選出される部分領域の画像と、基準画像と、の類似度を、それらの相対的な方向又は解像度の差を変更しながら算出する。すなわち、第２類似度算出部１４３は、選出される部分領域に応じて、変更画像取得部１４２により取得される変更画像と、基準画像との類似度を算出する。

図５は、第２類似度算出部１４３による処理の一例を説明する図である。同図に示すように、第２類似度算出部１４３は、変更画像の画像領域２０４において、基準画像と同一の大きさの部分領域（２０２−３）の位置をＸ方向及びＹ方向にＶピクセル（Ｖは０より大きい整数であり、例えば、１である）ずつずらしながら、基準画像との類似度を算出することを繰り返す。なお、第２類似度算出部１４３は、第１類似度算出部１４１と同様に、正規化相互相関法などの公知の方法を用いて算出される相関値を類似度としてよい。

ここで、変更画像の画像領域２０４は、部分領域（２００−２）の周囲をＵピクセルずつ（本実施形態では、１ピクセルずつ）広げた画像サイズの領域である。このため、第２類似度算出部１４３は、１つの変更画像につき、（２×（Ｕ÷Ｖ）＋１）の２乗個（例えば、（２×１＋１）の２乗 ＝ ９個）の類似度を算出することとなる。

図６は、第２類似度算出部１４３により算出される類似度の一例を示す図である。同図に示すように、第２類似度算出部１４３は、複数の解像度の割合及び角度ごとに取得される複数の変更画像に応じて、複数の類似度を算出する。より具体的には、第２類似度算出部１４３は、１つの変更画像に応じて、複数の類似度Ｃ１〜Ｃｎ（ｎは２以上の整数であり、例えば、９である）を算出する。

また、第２類似度算出部１４３は、算出した複数の類似度Ｃ１〜Ｃｎに基づいて、変更画像ごとの類似度Ｃ（ａ％，ｂ°）を算出する。第２類似度算出部１４３は、例えば、複数の類似度Ｃ１〜Ｃｎのうちの最大値を類似度Ｃ（ａ％，ｂ°）としてよいし、これらのうち上位複数個の平均値を類似度Ｃ（ａ％，ｂ°）としてもよい。

また、第２類似度算出部１４３は、算出した複数の変更画像の類似度Ｃ（ａ％，ｂ°）に基づいて、選出される部分領域における類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）を算出する。第２類似度算出部１４３は、例えば、複数の変更画像の類似度Ｃ（ａ％，ｂ°）のうちの最大値や、これらのうち上位複数個の平均値を類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）としてよい。

第２類似度算出部１４３は、選出される部分領域につき算出される類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）を、類似度記憶部１３０に記録する。より具体的には、第２類似度算出部１４３は、第１類似度算出部１４１により算出され、類似度記憶部１３０に元々記憶される類似度Ｃ（Ｘ，Ｙ）と置き換えて、上記算出される類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）記録する。ここで、類似度記憶部１３０には、第１類似度算出部１４１により選出される部分領域につき第２類似度算出部１４３により算出された類似度と、選出されない部分領域につき上記第１類似度算出部１４１により算出される類似度の双方が記憶されることとなる。

ここで、仮に第１類似度算出部１４１において、対象画像に５０４１個の部分領域が設定され、このうちのいずれか１つが選定される場合であって、かつ、変更画像取得部１４２により、１１段階の角度及び１１段階の解像度が設定された１２１個の変更画像が取得される場合、第２類似度算出部１４３における処理も合わせて、５０４１＋（１２１×９）＝６１３０回の算出処理が行われることとなる。ここでの計算回数は、同様の条件につき、対象画像の部分領域の全てで角度及び解像度を変更して類似度を算出する場合に比べ、１００分の１程に抑えられたものとなる。すなわち、真贋評価装置１において、真贋評価にかかる処理時間は短縮されることとなる。

なお、第１類似度算出部１４１により複数の部分領域が選出される場合、変更画像取得部１４２は、選出される複数の部分領域のそれぞれに応じて、複数の変更画像を取得し、第２類似度算出部１４３は、選出される複数の部分領域のそれぞれについて、類似度を算出することを繰り返し実行することとしてよい。このようにすることで、類似度の計算回数は増加するが、複数の部分領域で、より正確な類似度が算出されるため、真贋評価の精度が向上することとなる。

評価情報生成部１４４は、第２類似度算出部１４３により算出される類似度に基づいて、対象物２の真贋に関する評価情報を生成する。本実施形態では、評価情報生成部１４４は、第２類似度算出部１４３により算出される複数の類似度のうち最大値に基づいて、評価情報を生成する。ここで、評価情報とは、対象物２の真贋に関する情報であり、例えば、対象物２が本物であるか偽物であるかのいずれかを示す情報であってよいし、対象物２の「本物らしさ」を予め定められた複数の段階で表した情報であってもよい。

評価情報生成部１４４は、例えば、第２類似度算出部１４３により算出される類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）のうちの最大値に基づいて、評価情報を生成することとしてよい。評価情報生成部１４４は、例えば、類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）が予め定められた閾値以上である場合、対象物２を本物、又は、本物に比較的類似するとされた評価を示す評価情報を生成することとしてよい。

また、評価情報生成部１４４は、更に第１類似度算出部１４１により算出される類似度のうち選出されない部分領域に係る類似度に基づいて、評価情報を生成することとしてよい。評価情報生成部１４４は、例えば、選出される部分領域につき第２類似度算出部１４３により算出される類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）と、選出されない部分領域につき第１類似度算出部１４１により算出される類似度Ｃ（Ｘ，Ｙ）と、に基づいて、評価情報を生成することとしてよい。すなわち、評価情報生成部１４４は、一度の評価処理につき類似度記憶部１３０に記憶される複数の類似度に基づいて、評価情報を生成することとしてよい。

評価情報生成部１４４は、複数の類似度に基づき、例えば、類似度記憶部１３０に記憶される複数の類似度の分布具合を表す値であるノーマライズド・スコア（特許文献１を参照）や、偽物の対象物２を撮影した場合の対象画像が上記類似度以上の算出結果をもたらす確率Ｐ（特許文献２を参照）（以降、単に確率Ｐとも呼ぶ）を算出することによって、対象物２の真贋に関する評価情報を生成することとしてよい。評価情報生成部１４４は、それら算出された値が予め定められた閾値以上である場合、対象物２を本物、又は、本物に比較的類似するとされた評価情報を生成することとしてよい。

［３．フローチャート］
以下では、本実施形態に係る真贋評価装置１において実行される処理の一例を、図７〜図１０に示したフローチャートに基づいて説明する。

［３−１．全体処理（１）］
図７は、本実施形態に係る真贋評価装置１において実行される処理の一例を示すフローチャートである。同図に示すように、真贋評価装置１の対象画像取得部１１０は、例えば、カメラ１３が撮影することにより、対象物２の表面を示す対象画像を取得する（ステップＳ１０１）。基準画像取得部１２０は、本物とされる対象物２の表面を示す画像を、例えば、真贋評価装置１の記憶部に予め記憶された中から取得する（ステップＳ１０２）。

画像比較部１４０は、対象画像と基準画像とを比較することにより、対象物２の真贋に関する評価情報を生成する。まず始めに、画像比較部１４０の第１類似度算出部１４１は、対象画像の画像領域で基準画像との類似度を算出する、第１類似度算出処理を実行する（ステップＳ１０３）。以下、ステップＳ１０３で実行される処理の詳細について、図８に示すフローチャートに基づき説明する。

［３−２．第１類似度算出処理］
図８は、第１類似度算出処理の一例を示すフローチャートである。同図に示すように、第１類似度算出部１４１は、対象画像における複数の異なる部分領域を設定する（ステップＳ２０１）。第１類似度算出部１４１は、例えば、対象画像の画像領域に、Ｘ方向又はＹ方向に１ピクセルずつずらした、基準画像と同じ大きさの複数の部分領域を設定する（図３参照）。

第１類似度算出部１４１は、設定される複数の部分領域の画像と、基準画像とを比較することにより、これら複数の部分領域のそれぞれに対応する複数の類似度Ｃ（Ｘ１，Ｙ１）〜Ｃ（Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ）を算出する（ステップＳ２０２）。

第１類似度算出部１４１は、ステップＳ２０２において算出される類似度のうち、予め定められた条件を充足する類似度に係る部分領域を選出する（ステップＳ２０３）。第１類似度算出部１４１は、例えば、最大の類似度に係る部分領域を選出することとしてよいし、上位複数個の類似度に係る複数の部分領域を選出することとしてもよい。

第１類似度算出部１４１は、ステップＳ２０２において算出される複数の類似度Ｃ（Ｘ１，Ｙ１）〜Ｃ（Ｘｍａｘ，Ｙｍａｘ）を類似度記憶部１３０に記録し（ステップＳ２０４）、第１類似度算出処理を終了する。ここで、図７に示したフローチャートに戻り説明を続ける。

［３−３．全体処理（２）］
図７に戻り、画像比較部１４０は、ステップＳ１０３において選出される部分領域のうちの何れかを選択する（ステップＳ１０４）。画像比較部１４０の変更画像取得部１４２は、選択される部分領域内の画像の方向及び解像度を変更した変更画像を取得する、変更画像取得処理を実行する（ステップＳ１０５）以下、ステップＳ１０５において実行される変更画像取得処理の詳細について、図９のフローチャートに基づき説明する。

［３−４．変更画像取得処理］
図９は、変更画像取得処理の一例を示すフローチャートである。同図に示すように、変更画像取得部１４２は、選択される対象画像の部分領域を含む画像領域を設定する（ステップＳ３０１）。変更画像取得部１４２は、例えば、選出される部分領域の周囲を１ピクセルずつ広げた画像領域を設定する（図３参照）。

変更画像取得部１４２は、変数ａに解像度の割合の範囲の初期値を代入し（ステップＳ３０２）、ステップＳ３０１において設定される画像領域の画像を、選出される部分領域内に含まれる位置（例えば、中央に相当する位置）を中心に、元の解像度から＋ａ％変更する（ステップＳ３０３）。例えば、ａが−１０である場合、変更画像取得部１４２は、この画像領域に含まれる画像の解像度を１０％縮小する。このようにすることで、変更画像取得部１４２は、対象画像において選択される部分領域の周囲を１ピクセルずつ広げた、元の解像度から＋ａ％変更された画像領域を取得する。

次に、変更画像取得部１４２は、変数ｂに角度の範囲の初期値を代入し（ステップＳ３０４）、ステップＳ３０３において大きさが変更される画像に対し、この画像領域内の位置（例えば、画像領域の中央に相当する位置）を中心に、ｂ°回転した画像を、変更画像として取得する（ステップＳ３０５）。

変更画像取得部１４２は、変数ｂに一定数を加算し（ステップＳ３０６）、変数ｂの値が角度の範囲の上限を超えるまで（ステップＳ３０７：Ｎ）、ステップＳ３０５、ステップＳ３０６の処理を繰り返すことにより、同一の解像度につき角度を一定ずつ変更した、複数の変更画像を取得する。

変数ｂの値が角度の範囲の上限を超える場合（ステップＳ３０７：Ｙ）、変更画像取得部１４２は、変数ａに一定数を加算し（ステップＳ３０８）、変数ａの値が解像度の割合の範囲の上限を超えるまで（ステップＳ３０９：Ｎ）、ステップＳ３０３〜ステップＳ３０８の処理を繰り返すことにより、解像度及び角度をそれぞれ一定ずつ変更した、複数の変更画像を取得する。

変数ａの値が解像度の割合の範囲の上限を超える場合（ステップＳ３０９：Ｙ）、変更画像取得部１４２は、変更画像取得処理を終了する。ここで、図７に示したフローチャートに戻り説明を続ける。

［３−５．全体処理（３）］
図７に戻り、画像比較部１４０の第２類似度算出部１４３は、ステップＳ１０５において取得された変更画像と、基準画像との類似度を算出する、第２類似度算出処理を実行する（ステップＳ１０６）以下、ステップＳ１０６で実行される処理の詳細について、図１０のフローチャートに基づき説明する。

［３−６．第２類似度算出処理］
図１０は、第２類似度算出処理の一例を示すフローチャートである。同図に示すように、第２類似度算出部１４３は、ステップＳ１０５において取得される変更画像のうちの何れかを選択し（ステップＳ４０１）、選択した変更画像において複数の部分領域を設定する（ステップＳ４０２）。例えば、変更画像の大きさが、選出された部分領域の周囲を１ピクセルずつ広げた画像量領域の大きさと同一である場合、この変更画像の画像領域には、Ｘ方向及びはＹ方向にそれぞれ１ピクセルずつ位置をずらした９個の部分領域が設定される。

第２類似度算出部１４３は、ステップＳ４０２において設定した複数の部分領域と、基準画像との類似度Ｃ１〜Ｃｎを算出し（ステップＳ４０３）、各類似度に基づいて、ステップＳ４０１において選択した変更画像に対応する類似度Ｃ（ａ％，ｂ°）を算出する（ステップＳ４０４）。ステップＳ１０５の変更画像取得処理において取得された変更画像のうち、未選択の変更画像があれば（ステップＳ４０５：Ｙ）、第２類似度算出部１４３は、この未選択の変更画像を選択し（ステップＳ４０１）、類似度Ｃ１〜Ｃｎ及び類似度Ｃ（ａ％，ｂ°）を算出する処理を再度実行する（ステップＳ４０２〜Ｓ４０４）。第２類似度算出部１４３は、例えば、図６に示した変更画像ごとの類似度Ｃ（ａ％，ｂ°）を算出する。

第２類似度算出部１４３は、変更画像ごとに算出した類似度Ｃ（ａ％，ｂ°）に基づいて、ステップＳ１０４において選択された部分領域に係る類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）を算出する（ステップＳ４０６）。第２類似度算出部１４３は、算出した類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）を、当該部分領域に係る元の類似度Ｃ（Ｘ，Ｙ）と置き換えて記録し（ステップＳ４０７）、第２類似度算出処理を終了する。類似度記憶部１３０には、選出されない部分領域につき算出される類似度Ｃ（Ｘ，Ｙ）と、選出される部分領域につき算出される類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）の双方が記憶されることとなる。ここで、図７に示したフローチャートに戻り説明を続ける。

［３−７．全体処理（４）］
図７に戻り、評価情報生成部１４４は、算出された類似度に基づいて、対象物２の真贋に関する評価情報を生成する（ステップＳ１０８）。評価情報生成部１４４は、ステップＳ１０６の第２類似度算出処理において算出される類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）のうち、最大値に基づいて、評価情報を生成する。評価情報生成部１４４は、例えば、類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）のうちの最大値が予め定められた閾値以上であるか否かに基づいて、評価情報を生成することとしてもよい。

また、評価情報生成部１４４は、上記第２類似度算出処理において算出される類似度Ｃ´（Ｘ，Ｙ）と、ステップＳ１０３の第１類似度算出処理において算出される類似度Ｃ（Ｘ，Ｙ）とに基づいて、評価情報を生成することとしてもよい。評価情報生成部１４４は、例えば、算出されるノーマライズド・スコアや確率Ｐなどから、評価情報を生成することとしてもよい。

［４．効果の一例］
上記説明した真贋評価装置１では、対象画像の方向又は解像度が基準画像と一致しない場合でも、従来の方法を用いた場合と比べ、より正確に対象物２の真贋を評価することが可能な類似度を得られることが、実験により確認されている。本実験は、予め撮影された基準画像により示される紙と同一の紙と、それとは異なる紙とを用いて、それらの方向及び解像度を変えながら撮影した複数の対象画像を、上記基準画像と比較することにより行われた。以下、図１１Ａ〜図１２Ｂに示した実験結果を参照して、本実施形態に係る真贋評価装置１の効果の一例を説明する。

図１１Ａは、従来の方法（すなわち、画像同士の相対的な方向及び解像度を変更せずに類似度を算出する方法）を用いて、類似度の最大値を算出した実験結果を示す図である。同図に示すように、同一の紙が撮影された対象画像の類似度の最大値は、異なる紙が撮影された場合と比べ、比較的大きい値を示すものとなる。しかし、従来の方法では、同一の紙と異なる紙との双方で、類似度の最大値が０．５５〜０．６５となるケースが観測されており、上記の範囲で類似度の最大値が算出される場合、紙の真贋を正しく評価することは困難となる。

一方、図１１Ｂは、実施形態に係る真贋評価装置１を用いて、類似度の最大値を算出した実験結果を示す図である。同図に示すように、真贋評価装置１を用いる場合、同一の紙と異なる紙との類似度の最大値として取り得る範囲は、互いに重複しないものであるため、算出された類似度の最大値につき、予め定められた閾値を超えるか否か（例えば、０．７０を超えるか否か）によって、紙の真贋を正しく評価することが可能となる。

また、図１２Ａは、従来の方法を用いて、類似度の最大値につきスコア（具体的には、確率Ｐの常用対数の正負を逆にした値、すなわち、−ｌｏｇ（Ｐ））を算出した実験結果を示す図である。同図に示すように、従来の方法では、同一の紙と異なる紙との双方で、スコアが０．５〜２．８となるケースが観測されており、上記の範囲でスコアが算出される場合、紙の真贋を正しく評価することは困難となる。

一方、図１２Ｂは、実施形態に係る真贋評価装置１を用いて、類似度の最大値につきスコアを算出した実験結果を示す図である。同図に示すように、真贋評価装置１を用いる場合、同一の紙と、異なる紙との間で、スコアの取り得る範囲が重複することがないため、算出されるスコアにつき、予め定められた閾値を超えるか否か（例えば、５．０を超えるか否か）によって、紙の真贋を正しく評価することが可能となる。

以上説明した真贋評価装置１は、対象画像取得部１１０により取得された対象物２の表面を示す対象画像と、真贋評価において本物とされる対象物２の表面を示す基準画像とを比較することにより、対象物２の真贋に関する評価情報を生成する。この際、真贋評価装置１は、対象画像と基準画像との類似度を、それら画像の相対的な方向及び解像度を維持しながら算出するとともに、選出された対象画像の部分領域について、基準画像の方向及び解像度の少なくとも一方を変更しながら算出する。このようにすることで、対象物２の真贋を正しく評価することが可能となり、かつ、対象画像における全ての部分領域について基準画像の方向又は解像度を変更しながら類似度を算出する場合に比べて、真贋評価にかかる処理時間は短縮されることとなる。

［５．変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。以下、本発明の実施形態を変形した一例（変形例）について説明する。

（１）実施形態においては、対象画像における部分領域の画像の方向及び解像度の少なくとも一方を変更した変更画像と、基準画像とを比較することにより類似度を算出する場合について説明したが、真贋評価装置１は、対象画像の部分領域の方向や解像度を変更する代わりに基準画像の方向や解像度を変更して、基準画像の部分領域の画像との類似度を算出することとしてもよい。

より具体的には、真贋評価装置１の変更画像取得部１４２は、基準画像取得部１２０により取得された基準画像の方向及び解像度の少なくとも一方を変更した変更画像を取得し、第２類似度算出部１４３は、第１類似度算出部１４１により算出された部分領域の画像と、上記取得された変更画像とを比較することにより、類似度を算出することとしてよい。ここで、変更画像取得部１４２は、対象画像に画像処理（具体的には、拡大／縮小処理や回転処理など）を施すことにより変更画像を取得することとしてよいし、真贋評価装置１の記憶部や他の記憶装置に予め記憶された変更画像（例えば、基準画像について解像度及び角度が２％、２°ずつ変更された複数の画像）を取得することとしてもよい。

（２）実施形態においては、真贋評価装置１の変更画像取得部１４２が部分領域の画像に対し、拡大／縮小処理や回転処理などを施すことにより変更画像を取得する場合について説明したが、変更画像取得部１４２は、部分領域の画像に含まれる位置（例えば、部分領域の中央に相当する位置）を中心に、画像を平行四辺形に変形するアフィン変換や、台形などの四角形に変形する射影変換などを施すことにより、変更画像を取得することとしてもよい。

（３）実施形態においては、真贋評価装置１の第１類似度算出部１４１及び第２類似度算出部１４３が、対象画像と基準画像との類似度を算出する場合について説明したが、これらの機能は、比較対象となる画像に対し圧縮処理を施すことで得られる圧縮データを比較することにより、上記画像同士の比較を実現するものであってもよい。

より具体的には、真贋評価装置１の基準画像取得部１２０は、基準画像の圧縮データである基準データを取得することとし、第１類似度算出部１４１は、対象画像における部分領域の圧縮データと、上記取得される基準データとの類似度を算出することとしてもよい。また、この場合、第２類似度算出部１４３は、選出される部分領域の画像について方向や角度を変えた変更画像のうちの少なくとも一部を示す圧縮データと、基準データとの類似度を算出することとしてもよい。なお、ここでの基準データは、例えば、対象物２の表面に印刷されたＱＲコード（登録商標）により示される情報などであってもよい。

また、第１類似度算出部１４１及び第２類似度算出部１４３は、対象画像の圧縮データである対象データの一部分と、基準画像取得部１２０により取得される基準データとを比較することにより、比較対象となる各画像の類似度を算出することとしてもよい。

１ 真贋評価装置、２ 対象物、１１ ディスプレイ、１２ タッチパネル、１３ カメラ、１４ 台座、１１０ 対象画像取得部、１２０ 基準画像取得部、１３０ 類似度記憶部、１４０ 画像比較部、１４１ 第１類似度算出部、１４２ 変更画像取得部、１４３ 第２類似度算出部、１４４ 評価情報生成部、２０１ 対象画像の領域、２０２ 部分領域、２０３ 画像領域、２０４ 変更画像の画像領域。

Claims (7)

1. 表面に固有の特徴が表れた物体である対象物の表面を示す対象画像を取得する取得手段と、
   前記対象画像における複数の異なる部分領域の画像と、本物とされる物体の表面を示す基準画像との類似度を、それら画像の回転角度及び解像度を維持しながら算出し、算出される類似度に基づいて、前記複数の部分領域のうち１又は複数を選出する第１類似度算出手段と、
   前記選出される１又は複数の部分領域のそれぞれに対応する１又は複数の画像と、前記基準画像と、の類似度を、それらの回転角度及び解像度の差を変更しながら算出する第２類似度算出手段と、
   前記第２類似度算出手段により算出される類似度に基づいて、前記対象物の真贋に関する評価情報を生成する評価情報生成手段と、
   を含む真贋評価装置。
2. 前記第２類似度算出手段は、前記選出される部分領域内に含まれる位置を中心に該部分領域の画像の回転角度及び解像度を変更することで得られる変更画像と前記基準画像との類似度を算出する、
   請求項１に記載の真贋評価装置。
3. 前記第２類似度算出手段は、前記回転角度及び解像度の差がそれぞれ異なる複数の前記変更画像に応じて、複数の類似度を算出する、
   請求項２記載の真贋評価装置。
4. 前記第１類似度算出手段は、前記第１類似度算出手段において算出される類似度に基づいて複数の前記部分領域を選出し、
   前記第２類似度算出手段は、前記選出される複数の前記部分領域のそれぞれに応じて、複数の類似度を算出する、
   請求項１乃至３のいずれかに記載の真贋評価装置。
5. 前記評価情報生成手段は、前記第２類似度算出手段により算出される複数の類似度のうち最大値に基づいて、前記評価情報を生成する、
   請求項１乃至４のいずれかに記載の真贋評価装置。
6. 前記評価情報生成手段は、更に前記第１類似度算出手段により算出される類似度のうち選出されない前記部分領域に係る類似度に基づいて、前記評価情報を生成する、
   請求項１乃至５のいずれかに記載の真贋評価装置。
7. 表面に固有の特徴が表れた物体である対象物の表面を示す対象画像を取得する取得手段、
   前記対象画像における複数の異なる部分領域の画像と、本物とされる物体の表面を示す基準画像との類似度を、それら画像の回転角度及び解像度を維持しながら算出し、算出される類似度に基づいて、前記複数の部分領域のうち１又は複数を選出する第１類似度算出手段、
   前記選出される１又は複数の部分領域のそれぞれに対応する１又は複数の画像と、前記基準画像と、の類似度を、それらの回転角度及び解像度の差を変更しながら算出する第２類似度算出手段、及び、
   前記第２類似度算出手段により算出される類似度に基づいて、前記対象物の真贋に関する評価情報を生成する評価情報生成手段
   としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

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