ギロシェと透かしの組合せを使用して文書にマークを付ける方法及び装置と、前述の組合せを読み取る方法及び装置
本発明は、カード又はパスポートである媒体を保護するのに、ギロシェ（変造防止）と透かし付け（すり替え防止）技術を組み合わせることを提案している。本発明の主たる着想は、媒体認証でのそれらの二重の役割に根ざしている。一方の存在は、他方の正当性をチェックするのに必要である。本質的に、ギロシェ網目は画像の中に視認でき、画像処理で簡単に処理される。従って、この網目は、ＲＳＴ変換を提起している、媒体に元々埋め込まれている透かし情報を取り出すため、同期化の要素としての参照点を生成するのに使用される。これらの参照点は、本質的に、空間的広がり又はフーリエ空間の中に視認できるテンプレートを伴う他の何れの手段よりも強固である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギロシェと透かしの組合せを使用して文書にマークを付ける方法及び装置と、前述の組合せを読み取る方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機密保護は、昨今の「公用」文書にとって最も高度な課題の１つである。信用証明物は、物理的機密保護とデータ機密保護の両面に配慮する必要がある。最小限の装備とモチベーションを有する人々によって管理されるのであるから、信用証明物は、迅速な視認照合が行えるほどに観察可能な機密保護特徴を有していなくてはならない。信用証明物上に保存されている機密データは、暗号化され、発行当局によって署名されることが必要である。機密保護システムの役割は、物理的又は仮想的な場所へのアクセスを求める個々人の身分を照合する場合の信頼度を向上させることである。
【０００３】
多種多様なシステムは、それらのサービスを要求している個人の身分を確認するか又は判定するかの何れかをするのに、信頼できる個人認識スキームを必要とする。この分野の革新は全て、同時にアプリケーションコンテキスト、ユーザーフレンドリー、リアルタイム、及び低費用にとっても重要性を持つものであり、探求の価値がある。
【０００４】
これを解決するため、ギロシェ（guilloche：装飾模様）と透かしという２大ツールが使用されている。
ギロシェ模様として知られている細い線図形は、何らかの価値のある殆どの印刷文書に見受けられる伝統的なコピー防止特徴である。ギロシェは、固定された模様から成るため、或る者が、実物写真を走査し、ギロシェ模様を割り出し、その模様を当人の写真に加えることがないとも限らない。その後、「白紙」カードに偽の個人データと共に写真を印刷することで攻撃が成り立つ。写真がそのカード保有者と一致し、有効なものであるように見えるというとき、偽造を検出する方法は他の対抗手段に基づくことになる。以下の写真はこの特徴を示している。この対抗手段は、写真を変造からは護るがすり替えは防げない。
【０００５】
透かし付けは、透かし信号（擬似ランダムノイズ）をホスト信号に組み込み、このとき透かし信号を混成信号から回復させることができ、なお且つ人間の目には知覚できないようなやり方で、インテリジェントに組み込むことを狙ったプロセスと定義することができる。効率の高い透かし付けスキームは、従って、知覚不可能性と堅牢性を組み合わさなくてはならない。堅牢性を保証するには、透かし情報は、少量のデータしか無くても回復させることができるように、冗長的なやり方でホストデータに組み込まれなくてはならない。堅牢性は、挿入の強固さにも依存する。挿入がより強固であれば、異なる信号攻撃に対する抵抗力が高まる。堅牢性の要求は、当然ながら知覚不可能性と相対立する。知覚不可能性と堅牢性の間のトレードオフは、挿入スキーム自体によって操作され、また、画像のマーク効果又は劣化によっても制御される。この制御は、普通、ヒト視覚系（ＨＶＳ）の挙動をモデル化することを狙った心理視覚マスクの使用によって確実にされている。透かし信号は、多くの場合、空間ドメインで設計されているが、完全画像ＤＣＴ(離散コサイン変換)、ブロック式ＤＣＴドメイン、ＤＦＴ（離散フーリエ変換）ドメイン、ウェーブレットドメインの様な変換ドメインで、また場合によってはフラクタルドメインでも設計されている。信号埋め込みは、一般的に、加算／乗算により、又はヒストグラムの使用により行われ、輝度チャネル単独、１つのカラーチャネルが主であり、数個のカラーチャネルは頻度的に少ない。最近の研究には、透かし付け工程後の画像の劣化を最小限に抑えるために様々な色空間を使用することへの関心を示しているものもある。
【０００６】
我々は、プラスチック媒体に印刷された写真をデコードする上での透かし付け技法の可能性に関心を寄せている。スマートカードに関連する幾つかの産業的応用が、機密保護認証を向上させるものとして思い浮かばれる。透かし付け技法は、暗号法への興味深い追加要素を成し、バイオメトリック技術と好都合に組み合わせることができる。この分野では、身分証明写真の様な画像がとりわけ関心を持たれており、研究はこの画像クラスに限られている。堅牢性の点では、ドメインの仕様は、プロセスの中へ完全に統合させた、印刷及び走査攻撃への堅牢性と、例えばディザリング、引っかき傷、退色など、カードの耐久性（終身使用）に対する透かしの耐性とが不可欠である。知覚可能性の点では、人間の知覚は独自の判断基準である。検出スキームは、実用性に富み、効率性が高く、受容可能な解決策の制定が速くなくてはならないことにも留意されたい。
【０００７】
幾何学的攻撃（広域的及び局所的な歪み）に関する主な問題は、相変わらず、透かし検出前の画像の同期化である。マークは、或る特定のやり方では、固有の数値フォーマット画像を取り出すことができた場合に限りデコード可能である。幾何学的攻撃に対処するべく設計された同期化スキーム（所謂、第２透かし付け生成技法）は、F.Lefebre、D. Gueluy、D. Delannay、並びにB.Macqによる「印刷及び走査最適化透かし付けスキーム」（"A Print and Scan Optimized Watermarking Scheme"）に記載されている印刷及び走査プロセスを含め数多くある。主たる既知事項は、受容可能な攻撃パラメータのセットを保有している空間に対する網羅的なランダム検索、鈍感なドメインの設計、及びテンプレートの挿入であり、例えば、次の文献、即ち、S. Pereira並びにT. Punによる「デジタル画像透かし付けのためのチャープ−Ｚ変換を使用した対話的テンプレート整合アルゴリズム」("An interactive Template Matching Algorithm Using the Chirp-Z Transform for Digital Image Watermarking")に記載されているものがある。
【０００８】
今日もなお、幾何学的攻撃は、実用的な商業的利用にとって、画像透かしを受け入れる上で大きな障害となっている。数値の世界（インターネット）での多くの透かし付け手法が運用可能であるのならば、デジタル世界で（画像のためのハードウェア変換に関して）同じ物を得るために進歩が必要である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】F.Lefebre、D. Gueluy、D. Delannay、並びにB.Macqによる「印刷及び走査最適化透かしスキーム」（"A Print and Scan Optimized Watermarking Scheme"）
【非特許文献２】S. Pereira並びにT. Punによる「デジタル画像透かし付けのためのチャープ−Ｚ変換を使用した対話的テンプレート整合アルゴリズム」("An interactive Template Matching Algorithm Using the Chirp-Z Transform for Digital Image Watermarking")
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
透かしは、単純なスキャナ及び幾つかの演算処理を介して取り出されなくてならない。条件は、被走査画像を数値画像と同期化させられることである。
迅速、確実、且つ知覚不可能でありながら、優れた効率性で全ての要件に合わせることのできる解決策は無い。カードコンテキストは、印刷／走査攻撃が元の信号に深刻な影響を与え、画像同期化をより困難にするので、特に問題が多い。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの問題を解決するため、本発明は、ギロシェ技術と透かし技術を組み合わせ、ギロシェ網目を使用して透かし付けの埋め込みを同期することを提案している。ギロシェ網目は、画像の中に視認可能である。特に、網目のノードは画像処理によって簡単に検出することができる。それらは同期化のための参照点としての機能を果たすであろう。これらの点をＲＳＴ変換を取り出すための参照として使用することは、「テンプレート」又は「参照点」を知覚不可能とする科学文献に提案されている他の手段より明らかに勝っている。透かし付けのための同期化は、ギロシェ網目によって分散されている参照点に基づいている。
【００１２】
網目無しには、画像を同期化し、ひいては透かしの存在を有効にすることは不可能である。
より厳密には、第１の様式では、本発明は、ギロシェの網目によって既に保護されているオブジェクトの、マークの付けられたオブジェクトを作製する方法であって、
−前記ギロシェの網目を分析する工程と、
−参照点と呼ばれる、ギロシェ同士の交点の全部又は一部をメモリに保存する工程と、
−前記記憶させた点を少なくとも１つのサブグループに再分割する工程と、
−マスクと呼ばれる、この再分割結果を保存する工程と、
−不変三角形分割アルゴリズムを適用する工程と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部に、透かし付け情報を挿入する工程と、を含んでいる方法である。
【００１３】
或る特定の実装では、不変三角形分割アルゴリズムは、ドローネー三角形分割である。
当該の実装では、マスク値と参照点は、局所又は遠隔のメモリに保存することができる。一方を局所メモリに保存し他方を遠隔のメモリに保存するというのも興味深いかもしれない。
【００１４】
本発明は、ギロシェの網目によっても保護されている、前述の書き込み方法に従ってマークの付けられたオブジェクトに埋め込まれている透かし付け情報を読み取る方法において、
−前記オブジェクトの写真を捕捉する工程と、
−前記ギロシェの網目を分析する工程と、
−候補点と呼ばれる、網目のギロシェ交差によって与えられる点の全部又は一部を抽出する工程と、
−参照点及び候補点を使用してサポートを図形的に同期化する工程と、
−マスク値を読み込む工程と、
−マスクを適用して少なくとも１つのサブグループを再現する工程と、
−不変三角形分割アルゴリズムを適用する工程と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部の中に透かし付け情報を探す工程と、を含んでいる方法でもある。
【００１５】
或る特定の実装では、不変三角形分割アルゴリズムは、ドローネー三角形分割である。
或る特定の実装では、サポートの図形的同期化は、回転、倍率、及び平行移動を分析することによって行うことができる。
【００１６】
マスク値と参照点は、当該の実装によれば、局所又は遠隔のメモリから読み込むことができる。
第３の様式では、本発明は、ギロシェの網目によって既に保護されているオブジェクトにマークを付けるための電子装置において、
−前記ギロシェの網目を分析するための手段と、
−ギロシェ同士の交点の全部又は一部を不揮発性メモリ内に保存するための手段と、
−前記点を再分割して少なくとも１つのサブグループを作成するための手段と、
−マスクと呼ばれるこの再分割部分を保存するための手段と、
−不変三角形分割アルゴリズムを適用するための手段と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部に、透かし付け情報を挿入するための手段と、を備えている電子装置である。
【００１７】
或る特定の実装では、不変三角形分割アルゴリズムは、ドローネー三角形分割である。
本方法については、当該の実装によれば、マスク値と参照点は、局所及び遠隔のメモリに保存することができる。一部を局所メモリに保存し、もう一方の部分を遠隔のメモリに保存するというのも興味深いかもしれない。一方又は両方を遠隔メモリに保存しなくてはならない場合、書き込む側の電子装置は、メモリを含む少なくとも１つの遠隔の電子装置との通信を開くための手段を埋め込まなくてはならない。
【００１８】
最後の様式では、本発明は、ギロシェの網目によっても保護されている、マークの付けられたオブジェクトに埋め込まれている透かし付け情報を読み取るための電子装置において、
−前記オブジェクトの写真を捕捉するための手段と、
−前記ギロシェの網目を分析するための手段と、
−候補点と呼ばれる、ギロシェ同士の交点の全部又は一部を抽出するための手段と、
−参照点のセットをメモリから読み込むための手段と、
−参照点と候補点を使用しながらＲＳＴを分析することによってサポートを図形的に同期化するための手段と、
−マスクを適用してサブグループを再現するための手段と、
−前記記憶させた点を少なくとも１つのサブグループに再分割するための手段と、
−不定三角形分割アルゴリズムを適用するための手段と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部の中に透かし付け情報を探すための手段と、を備えている電子装置である。
【００１９】
或る特定の実装では、不変三角形分割アルゴリズムは、ドローネー三角形分割である。
或る特定の実装では、サポートの図形的同期化は、回転、倍率、及び平行移動を分析することによって行うことができる。
【００２０】
マスク値と参照点は、当該の実装によれば、局所又は遠隔のメモリから読み込むことができる。一方又は両方を遠隔のメモリから読み込まなくてはならない場合、読み取る側の電子装置は、メモリを含む少なくとも１つの遠隔の電子装置との通信を開くための手段を埋め込まなくてはならない。
【００２１】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の幾つかの好適な実施形態についての以下の説明を対応する添付図面を参照しながら読むことにより、更に明解になってゆくであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】文書に埋め込まれているギロシェの網目の分析、及びギロシェ線同士の交点の抽出を描いている。
【図２】マスクとサブグループの作成を描いている。
【図３】透かし付け情報の挿入を描いている。
【図４】候補文書の分析と同期化を描いている。
【図５】透かし付け情報の読み取りを描いている。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
上のプロセスの単純な適用は以下の通りであってもよい。
ＩＤ写真１とチップを備えている身分証明カードを考えてみよう。目的は、写真に透かし（スタンプと想定）を付けることと、視認可能な網目ギロシェ２（変造防止用）を挿入することによる、二重保護を加えることである。個人化の段階で、元のＩＤ数値写真は２度変化し、カードに印刷されることになる。
【００２４】
視認可能なギロシェの網目２は、本発明を実施し始める以前に印刷されている。
図１は、本発明の最初の工程を表しており、当該工程は、ＩＤ写真１に印刷されているギロシェの網目２を分析して、ギロシェ同士の交点３の位置全てを確認することである。この工程により、これらの点のマッピングの作製が可能になる。このマップは、参照点と呼ばれ、保存されなくてはならない。この情報は、本発明の第２部で候補写真を同期化するのに使用されることになる。
【００２５】
図２に説明されているもう１つの段階では、これらの点が、幾つかのサブグループに再分割される。図２では、点５は再分割されて、サブグループ７が生成される。この情報を用いれば、保存されることになるマスク９を作製することが可能である。このマスクは、将来、埋め込まれている透かし付け情報を回復する上で唯一のマップとなるであろうという理由で、機密データである。或る好適な実施形態では、このマスクは、参照点と共に、身分証明カードのチップ内に保存されることになるが、同チップ内にはギロシェ網目の完全性をチェックするために必要な要素も保存することができる。他の解決策も見い出され、例えば、このマスクを参照点と共に遠隔のコンピュータに保存することもできる。
【００２６】
図３は、個人化プロセスの最後の工程を描いている。
サブグループの点１５は、ＩＤ写真１中に孤立しており、前記点の間に不変三角形分割１６が行われる。これにより、三角形のグリッドを有するＩＤ写真を取得することができる。三角形の数は、サブグループの中で選択された点の数に関連付けられている。
【００２７】
こうして取得されたそれぞれの三角形に、同じ情報が挿入される。我々の実施例では、埋め込まれている元の透かしは、それぞれが８ビットでコード化されている１０個のキャラクタである。
【００２８】
重要な点は、ギロシェ網目から「受容可能な」マスクを求めるのに使用されているアルゴリズムである。なお、網目ギロシェのサイズが３０である場合、可能なマスクは３０!（６!*２４!）通りある。
【００２９】
この様なアルゴリズムの一例は以下の通りであり、即ち、
このアルゴリズムの目的は、ギロシェノードを表現するｎ（例えば１００）個の点のリストについて、ｎ１（ｎ１＜ｎ、例えば６）個の点のサブリストを作製することができることである。主たる制約事項は以下の通りであり、即ち、対応するドローネー三角形分割は、（サブ画像として見られる）三角形のリストを提供し、（先に提示されている）ものの各々の中間周波数に最小限のビット（例えば８０）の透かしを付けることが可能になるようにしなくてはならない。条件は、主として表面三角形に、また低度は低いが、第１の近似で無視することのできるものを保有している周波数、に関係している。
【００３０】
このアルゴリズムの最も基本的なアルゴリズム形式は対話式である。それは、ｎ１個の点をランダムに生成することと、三角形分割を推定することと、上の表面条件をチェックすることから成る。プロセスは、条件が満たされるまで継続される。ｎ１は、構成が実際に存在するように定義されている。このアルゴリズムを最適化し、その複雑性を低減するのに、例えば、画像の各４分の１領域がｎ１個のうちの少なくとも１つを保有することを課すというように、様々な代替法が存在する。なお、構成を与えるものを取り出せる見込みは非常に弱いことに留意されたい。
【００３１】
本発明によるこれらの個人化工程全てを実装するには、特定の個人化デバイスが必要である。このデバイスは、写真、中間写真、点のセットなどを保存するために、幾つかのメモリを埋め込まなくてはならない。
【００３２】
この個人化デバイスは、ドローネー三角形分割としての一意的な三角形分割アルゴリズムを実装することができなくてはならない。サブグループとマスクを生成するのに、演算処理リソースも必要である。
【００３３】
このコンピュータは、マスクと参照点を保存するのに、局所又は遠隔のメモリが必要である。
このデバイスは、写真の識別されている面積内に透かし付け情報を挿入することも必要となる。
【００３４】
これで身分証明カードは完成し、印刷して正規のユーザーに提供することができる。
その様な文書の正当性をチェックしなくてはならなくなったら、本発明の第２部の出番である。
【００３５】
照合段階では、カード上の画像を走査することが必要である。我々は「印刷／走査攻撃」と呼ばれる攻撃を前にしているので、この工程は非常に重要である。これは、１回目で、数値情報が印刷され、このとき多数の情報改ざんが含まれるはずであり、２回目でそれが走査され、この時再度、多数の情報改ざんが含まれるはずである、という事実によって定義することができる。
【００３６】
身分証明カードの事例（又はあらゆる物理的文書）では、文書は磨滅するという事実が付け加えられなくてはならない。
そのことが、その様な文書を同期化することがこれほどに難しい理由である。
【００３７】
走査後、図４に示されている様に、候補文書１８が分析され、ギロシェが調べられなくてはならない１９。ギロシェ同士の交点が突き止められなくてはならない２２。これらの点は、候補である候補点と呼ばれており、以下の行では候補点と呼ぶことにする。
【００３８】
参照点が読み込まれなくてはならない。それは、メモリ（チップ）内で読み取ることもできるし、文書本体上で読み取ることもできるし、ネットワークを介して又は他の可能な手段を介して受信することもできる。
【００３９】
次に、候補点と参照点が同期化されなくてはならず２９、そうすれば、候補によって行われた、参照位置からの回転、倍率、及び平行移動を取り出すことができるようになる。
すると、数値的及びデジタル的な写真１８を重ね合わせることが可能になる。
【００４０】
次に、マスク２０が適用されなくてはならない２３。マスクは、メモリ（チップ）内で読み取ることもできるし、文書本体上で読み取ることもできるし、ネットワークを介して又はあらゆる可能な手段を介して受信することもできる。
【００４１】
この適用により、点２２の（マスクに基づく）サブグループ２５を取得できるようになる。このサブグループは写真に通知される２７。
次いで、一意的な三角形分割アルゴリズムを適用して、写真上に三角形が取得されることになる２８。
【００４２】
すると、三角形の全部又は一部内に透かし情報を探すこと３０が可能になるであろう。
この時点で、見い出された情報を受け入れることが初めて可能となり、或いは、機密保護の理由から幾つかの冗長性を必要とする可能性もある。
【００４３】
書き込み段階と同じく、この読み取り工程は、特定のデバイス内で実装されなくてはならない。このデバイスは、カメラ（又はスキャナ）と、写真、中間写真、点のセットなどを保存するための幾つかのメモリと、局所メモリ又は遠隔メモリの情報を読み取るための手段を有している必要がある。
【００４４】
このデバイスは、ドローネー三角形分割としての一意的な三角形分割アルゴリズムを実装することができなくてはならない。サブグループを構築してマスクを適用するためには、演算処理リソースも必要である。
【００４５】
このデバイスは、写真の識別されている面積内の透かし付け情報を読み取る必要もあるだろう。
本発明の或る特定の実装では、異なる工程は次の通りであり、即ち、
−個人化されるそれぞれのカードについてのランダム数の生成。この数は、秘密キーＳ１と考えることができる。Ｓ１のサイズは、４*８０*２＝６４０ビットである。なお、Ｓ１は、それぞれのカードについて一意であり、チップの中に維持されている。
【００４６】
−（回復無しに）中間周波数の透かし付けされるべき２つの挿入ゾーンを定義するためのランダム数の生成。この対は秘密キーＳ２と考えることができる。
透かしを挿入するのに、ＤＦＴ（離散フーリエ変換）ドメインｆの輝度プランが選択されている。ＤＦＴ表現は、不変属性を有し、僅かなずれには割りあい寛容であり、理論上は好適で、どちらかといえば単純である。元のドローネー三角形分割の取り出しの微細な誤差は、ＤＦＴを使えば『透過的』になるであろう。これは、空間的挿入には当てはまらず、数値的世界の方がより古典的ということである。
【００４７】
透かしＷは、擬似ランダムシーケンス｛−１；１｝及びゼロ平均値に基づいてコード化される。従って、ＤＦＴモジュールの中間周波数帯（ｆａ，ｆｂ）に、次の様に、
【００４８】
【数１】
【００４９】
高周波数及び低周波数は、それぞれが特に印刷攻撃及び走査攻撃による影響を受けるため、避けるべきである。サイズの似通った２つの異なる隠れた中間周波数が考慮される。それらは、半径ｆ１、ｆ２、ｆ'１、及びｆ'２によって定義され、プリンタの特性に従って決まり、即ち、ｆ１＞ｆlow且つｆ'２＜ｆhighであり、ここに、ｆlowとｆhighは現在のプリンタについての低及び高受容可能周波数を定義している。カードは異なる周波数帯で作用する異なる種類の攻撃に曝されており、即ち、或る耐久性（退色、汚れ）攻撃や走査攻撃は低周波数への影響がより強いのに対し、印刷攻撃や他の耐久性（引っかき傷）攻撃は高周波数（ノイズ、補間）への影響がより強い。着想は、劣化が概ね分散しているものと仮定して、２つの異なる中間周波数帯で透かしを埋め込むことによって、透かしを回復する見込み数を上げることである。具体的には、この冗長性は、高周波数攻撃もローパスフィルタ攻撃も併せて克服する。
【００５０】
透かしの強さは、適合させたやり方で設定される。目的は、マークを知覚され得ることなくデコードできるようになっている印刷バージョンを取得することである。受容可能な強さの範囲は、プリンタの特性と、参照写真及び共通のプラスチックサポートに関して実施された試験の結果とを考慮することによって決まる。
【００５１】
最終的なカラーの透かし付けされた画像を再生する前の局所画像特性に対する透かしの強さ。これは、元の画像と空間的なマスキング画像に基づく暫定的な透かし付け画像を混ぜ合わせることによって行われ、即ち、
【００５２】
【数２】
【００５３】
それは、検出の信頼性を最大化しながら同時に弱い局所活動のマーク強さを下げることによってマーク知覚不可能性に寄与する。
そして、更なる工程は以下の通りであり、即ち、
−マスク（例えば、６個の点）及び対応するドローネー三角形分割を求めるランダム数（Ｓ３）の生成。
【００５４】
−元の透かしとＳ１の間の排他的「ｏｒ」を処理することによる、それぞれの三角形についての透かしの生成。三角形１についてはＳ１の最初の１６０ビットが使用され、三角形２については次の１６０ビットが使用され、以下同様に使用されることになる。同じ元の透かしが使用されるが、透かしは異なるビットである。
【００５５】
数値的なＩＤ写真Ｉを考察することにして、ギロシェ網目を付け加えることにより、Ｉ'を作成する。
Ｉ'とマスクを考察する。Ｓ２に従って中間周波数（モジュール）に透かしを挿入する。新しい画像はＩ"である。
【００５６】
Ｉ"をカードに印刷する。
Ｓ１、Ｓ２＋ギロシェ網目＋マスク＋元の透かし、をチップに保存する。
照合段階では、カード上の画像を走査し、チップを読み取り、幾つかの演算処理を行うことが必要である。
【００５７】
異なる工程は以下の通りであり、即ち、
−カード上の画像を、カメラ又は単純なスキャナにより走査する。取得された画像はＩｄである（ｄはデジタルの意）。
【００５８】
−Ｉｄ内に存在するギロシェ網目を割り出す。点の中には影響を受け割り出せないものもあることに留意されよ。理論上は、元の網目を取り出すには３個の点さえあればよい。実用上は、１０個の点が必要である。
【００５９】
−チップを読み取る。数値アルゴリズムを適用して、チップに挿入されているギロシェ網目とＩｄに検出されたものとを相関付ける。このアルゴリズムにより、ＲＳＴ変換が求められる。
【００６０】
−次にＩｄ内のマスク位置を取り出す。ＲＳＴ変換に従って、Ｉ”の元のフォーマットを取り出す。
Ｓ１及び元の透かしに従って、それぞれの三角形について透かし（実際には、８０ビットの２つのマーク）を生成する。
【００６１】
Ｓ２に従って、それぞれの三角形について、生成されたマスクと三角形のフーリエ変換のモジュールの間の相関（２か所）を処理する。２つの相関の間の最大値が所与の閾値（統計学的に算出済み）を上回れば、三角形は認知されたと言える。そうでない場合は、三角形は認知されていないと言える。１つの三角形が少なくとも満足に認知された場合、カードは透かし部分についてはＯＫである。なお、この決定手法は最も単純なものであることに留意されたい。他の更に高度なやり方（例えば、最大スコアを有する１つの三角形の代わりに中間のスコアを有する２つ又は３つの三角形）を模索することもできよう。
【００６２】
ギロシェ網目は、人間の目で分析することができるのみならず、画像処理を介して自動的に分析することもできる。ギロシェ網目が分かっていることで、それは体系的に分析でき、即ち、不正行為が無い場合は、網目の各点は連続した線によって互いに接続されていなくてはならない。幾つかの点が満足に検出できないとしても、数値的な網目を重ね置くことにより、強固な照合を行うことができる。
【００６３】
或る特定の実装では、幾つかのサブグループを作成することが可能であり、よって、サブグループ間の点分割部分を含むマスクを生成することが可能である。これらの実装によれば、サブグループに関連付けられる全ての工程は、それぞれのサブグループに適用されなくてはならない。この実装は、それぞれのサブグループに埋め込むべき特定の透かし情報を持たせることができるため興味深いかもしれない。
【００６４】
透かし付けとギロシェは相補的であり、というのも、透かしを用いれば、画像の中にメッセージが隠されていることが確信できる。これはどちらかといえばすり替えを防止する。ギロシェを用いることで、どちらかといえば画像変造が防止される。本発明は、ギロシェの描き替えも防止する。
【００６５】
本発明の着想は、引っかき傷や他の「自然攻撃」に対しても堅牢である。これは、挿入空間（フーリエドメイン及び中間周波数）の選定と冗長性の態様による。引っかき傷は、本質的に高周波数に影響し、退色は低周波数に影響する。中間周波数に透かしを挿入することによって、信号は、自然なカード攻撃からかなり満足に護られる。
【００６６】
それぞれの三角形は、２か所に透かしが付けられており、１ヶ所だけに透かしが在れば、理論上、認証には十分である。写真の一部の劣化が激しい場合であっても、カードは認証され得る。
【符号の説明】
【００６７】
１ ＩＤ写真
２ ギロシェの網目
３ ギロシェ同士の交点
５ 参照点
７ サブグループ
９ マスク
１４ 三角形
１５ サブグループの点
１６ 三角形分割アルゴリズム
１７ 透かし付け情報を挿入する
１８ 候補文書、写真
１９ ギロシェを調べる
２０ マスク、マスク値
２２ 交点を突き止める
２３ マスクを適用する
２５ サブグループ
２７ サブグループを写真に通知する
２８ 三角形分割アルゴリズムを適用する
２９ 同期化する
３０ 透かし情報を探す
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギロシェと透かしの組合せを使用して文書にマークを付ける方法及び装置と、前述の組合せを読み取る方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機密保護は、昨今の「公用」文書にとって最も高度な課題の１つである。信用証明物は、物理的機密保護とデータ機密保護の両面に配慮する必要がある。最小限の装備とモチベーションを有する人々によって管理されるのであるから、信用証明物は、迅速な視認照合が行えるほどに観察可能な機密保護特徴を有していなくてはならない。信用証明物上に保存されている機密データは、暗号化され、発行当局によって署名されることが必要である。機密保護システムの役割は、物理的又は仮想的な場所へのアクセスを求める個々人の身分を照合する場合の信頼度を向上させることである。
【０００３】
多種多様なシステムは、それらのサービスを要求している個人の身分を確認するか又は判定するかの何れかをするのに、信頼できる個人認識スキームを必要とする。この分野の革新は全て、同時にアプリケーションコンテキスト、ユーザーフレンドリー、リアルタイム、及び低費用にとっても重要性を持つものであり、探求の価値がある。
【０００４】
これを解決するため、ギロシェ（guilloche：装飾模様）と透かしという２大ツールが使用されている。
ギロシェ模様として知られている細い線図形は、何らかの価値のある殆どの印刷文書に見受けられる伝統的なコピー防止特徴である。ギロシェは、固定された模様から成るため、或る者が、実物写真を走査し、ギロシェ模様を割り出し、その模様を当人の写真に加えることがないとも限らない。その後、「白紙」カードに偽の個人データと共に写真を印刷することで攻撃が成り立つ。写真がそのカード保有者と一致し、有効なものであるように見えるというとき、偽造を検出する方法は他の対抗手段に基づくことになる。以下の写真はこの特徴を示している。この対抗手段は、写真を変造からは護るがすり替えは防げない。
【０００５】
透かし付けは、透かし信号（擬似ランダムノイズ）をホスト信号に組み込み、このとき透かし信号を混成信号から回復させることができ、なお且つ人間の目には知覚できないようなやり方で、インテリジェントに組み込むことを狙ったプロセスと定義することができる。効率の高い透かし付けスキームは、従って、知覚不可能性と堅牢性を組み合わさなくてはならない。堅牢性を保証するには、透かし情報は、少量のデータしか無くても回復させることができるように、冗長的なやり方でホストデータに組み込まれなくてはならない。堅牢性は、挿入の強固さにも依存する。挿入がより強固であれば、異なる信号攻撃に対する抵抗力が高まる。堅牢性の要求は、当然ながら知覚不可能性と相対立する。知覚不可能性と堅牢性の間のトレードオフは、挿入スキーム自体によって操作され、また、画像のマーク効果又は劣化によっても制御される。この制御は、普通、ヒト視覚系（ＨＶＳ）の挙動をモデル化することを狙った心理視覚マスクの使用によって確実にされている。透かし信号は、多くの場合、空間ドメインで設計されているが、完全画像ＤＣＴ(離散コサイン変換)、ブロック式ＤＣＴドメイン、ＤＦＴ（離散フーリエ変換）ドメイン、ウェーブレットドメインの様な変換ドメインで、また場合によってはフラクタルドメインでも設計されている。信号埋め込みは、一般的に、加算／乗算により、又はヒストグラムの使用により行われ、輝度チャネル単独、１つのカラーチャネルが主であり、数個のカラーチャネルは頻度的に少ない。最近の研究には、透かし付け工程後の画像の劣化を最小限に抑えるために様々な色空間を使用することへの関心を示しているものもある。
【０００６】
我々は、プラスチック媒体に印刷された写真をデコードする上での透かし付け技法の可能性に関心を寄せている。スマートカードに関連する幾つかの産業的応用が、機密保護認証を向上させるものとして思い浮かばれる。透かし付け技法は、暗号法への興味深い追加要素を成し、バイオメトリック技術と好都合に組み合わせることができる。この分野では、身分証明写真の様な画像がとりわけ関心を持たれており、研究はこの画像クラスに限られている。堅牢性の点では、ドメインの仕様は、プロセスの中へ完全に統合させた、印刷及び走査攻撃への堅牢性と、例えばディザリング、引っかき傷、退色など、カードの耐久性（終身使用）に対する透かしの耐性とが不可欠である。知覚可能性の点では、人間の知覚は独自の判断基準である。検出スキームは、実用性に富み、効率性が高く、受容可能な解決策の制定が速くなくてはならないことにも留意されたい。
【０００７】
幾何学的攻撃（広域的及び局所的な歪み）に関する主な問題は、相変わらず、透かし検出前の画像の同期化である。マークは、或る特定のやり方では、固有の数値フォーマット画像を取り出すことができた場合に限りデコード可能である。幾何学的攻撃に対処するべく設計された同期化スキーム（所謂、第２透かし付け生成技法）は、F.Lefebre、D. Gueluy、D. Delannay、並びにB.Macqによる「印刷及び走査最適化透かし付けスキーム」（"A Print and Scan Optimized Watermarking Scheme"）に記載されている印刷及び走査プロセスを含め数多くある。主たる既知事項は、受容可能な攻撃パラメータのセットを保有している空間に対する網羅的なランダム検索、鈍感なドメインの設計、及びテンプレートの挿入であり、例えば、次の文献、即ち、S. Pereira並びにT. Punによる「デジタル画像透かし付けのためのチャープ−Ｚ変換を使用した対話的テンプレート整合アルゴリズム」("An interactive Template Matching Algorithm Using the Chirp-Z Transform for Digital Image Watermarking")に記載されているものがある。
【０００８】
今日もなお、幾何学的攻撃は、実用的な商業的利用にとって、画像透かしを受け入れる上で大きな障害となっている。数値の世界（インターネット）での多くの透かし付け手法が運用可能であるのならば、デジタル世界で（画像のためのハードウェア変換に関して）同じ物を得るために進歩が必要である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】F.Lefebre、D. Gueluy、D. Delannay、並びにB.Macqによる「印刷及び走査最適化透かしスキーム」（"A Print and Scan Optimized Watermarking Scheme"）
【非特許文献２】S. Pereira並びにT. Punによる「デジタル画像透かし付けのためのチャープ−Ｚ変換を使用した対話的テンプレート整合アルゴリズム」("An interactive Template Matching Algorithm Using the Chirp-Z Transform for Digital Image Watermarking")
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
透かしは、単純なスキャナ及び幾つかの演算処理を介して取り出されなくてならない。条件は、被走査画像を数値画像と同期化させられることである。
迅速、確実、且つ知覚不可能でありながら、優れた効率性で全ての要件に合わせることのできる解決策は無い。カードコンテキストは、印刷／走査攻撃が元の信号に深刻な影響を与え、画像同期化をより困難にするので、特に問題が多い。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの問題を解決するため、本発明は、ギロシェ技術と透かし技術を組み合わせ、ギロシェ網目を使用して透かし付けの埋め込みを同期することを提案している。ギロシェ網目は、画像の中に視認可能である。特に、網目のノードは画像処理によって簡単に検出することができる。それらは同期化のための参照点としての機能を果たすであろう。これらの点をＲＳＴ変換を取り出すための参照として使用することは、「テンプレート」又は「参照点」を知覚不可能とする科学文献に提案されている他の手段より明らかに勝っている。透かし付けのための同期化は、ギロシェ網目によって分散されている参照点に基づいている。
【００１２】
網目無しには、画像を同期化し、ひいては透かしの存在を有効にすることは不可能である。
より厳密には、第１の様式では、本発明は、ギロシェの網目によって既に保護されているオブジェクトの、マークの付けられたオブジェクトを作製する方法であって、
−前記ギロシェの網目を分析する工程と、
−参照点と呼ばれる、ギロシェ同士の交点の全部又は一部をメモリに保存する工程と、
−前記記憶させた点を少なくとも１つのサブグループに再分割する工程と、
−マスクと呼ばれる、この再分割結果を保存する工程と、
−不変三角形分割アルゴリズムを適用する工程と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部に、透かし付け情報を挿入する工程と、を含んでいる方法である。
【００１３】
或る特定の実装では、不変三角形分割アルゴリズムは、ドローネー三角形分割である。
当該の実装では、マスク値と参照点は、局所又は遠隔のメモリに保存することができる。一方を局所メモリに保存し他方を遠隔のメモリに保存するというのも興味深いかもしれない。
【００１４】
本発明は、ギロシェの網目によっても保護されている、前述の書き込み方法に従ってマークの付けられたオブジェクトに埋め込まれている透かし付け情報を読み取る方法において、
−前記オブジェクトの写真を捕捉する工程と、
−前記ギロシェの網目を分析する工程と、
−候補点と呼ばれる、網目のギロシェ交差によって与えられる点の全部又は一部を抽出する工程と、
−参照点及び候補点を使用してサポートを図形的に同期化する工程と、
−マスク値を読み込む工程と、
−マスクを適用して少なくとも１つのサブグループを再現する工程と、
−不変三角形分割アルゴリズムを適用する工程と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部の中に透かし付け情報を探す工程と、を含んでいる方法でもある。
【００１５】
或る特定の実装では、不変三角形分割アルゴリズムは、ドローネー三角形分割である。
或る特定の実装では、サポートの図形的同期化は、回転、倍率、及び平行移動を分析することによって行うことができる。
【００１６】
マスク値と参照点は、当該の実装によれば、局所又は遠隔のメモリから読み込むことができる。
第３の様式では、本発明は、ギロシェの網目によって既に保護されているオブジェクトにマークを付けるための電子装置において、
−前記ギロシェの網目を分析するための手段と、
−ギロシェ同士の交点の全部又は一部を不揮発性メモリ内に保存するための手段と、
−前記点を再分割して少なくとも１つのサブグループを作成するための手段と、
−マスクと呼ばれるこの再分割部分を保存するための手段と、
−不変三角形分割アルゴリズムを適用するための手段と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部に、透かし付け情報を挿入するための手段と、を備えている電子装置である。
【００１７】
或る特定の実装では、不変三角形分割アルゴリズムは、ドローネー三角形分割である。
本方法については、当該の実装によれば、マスク値と参照点は、局所及び遠隔のメモリに保存することができる。一部を局所メモリに保存し、もう一方の部分を遠隔のメモリに保存するというのも興味深いかもしれない。一方又は両方を遠隔メモリに保存しなくてはならない場合、書き込む側の電子装置は、メモリを含む少なくとも１つの遠隔の電子装置との通信を開くための手段を埋め込まなくてはならない。
【００１８】
最後の様式では、本発明は、ギロシェの網目によっても保護されている、マークの付けられたオブジェクトに埋め込まれている透かし付け情報を読み取るための電子装置において、
−前記オブジェクトの写真を捕捉するための手段と、
−前記ギロシェの網目を分析するための手段と、
−候補点と呼ばれる、ギロシェ同士の交点の全部又は一部を抽出するための手段と、
−参照点のセットをメモリから読み込むための手段と、
−参照点と候補点を使用しながらＲＳＴを分析することによってサポートを図形的に同期化するための手段と、
−マスクを適用してサブグループを再現するための手段と、
−前記記憶させた点を少なくとも１つのサブグループに再分割するための手段と、
−不定三角形分割アルゴリズムを適用するための手段と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部の中に透かし付け情報を探すための手段と、を備えている電子装置である。
【００１９】
或る特定の実装では、不変三角形分割アルゴリズムは、ドローネー三角形分割である。
或る特定の実装では、サポートの図形的同期化は、回転、倍率、及び平行移動を分析することによって行うことができる。
【００２０】
マスク値と参照点は、当該の実装によれば、局所又は遠隔のメモリから読み込むことができる。一方又は両方を遠隔のメモリから読み込まなくてはならない場合、読み取る側の電子装置は、メモリを含む少なくとも１つの遠隔の電子装置との通信を開くための手段を埋め込まなくてはならない。
【００２１】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の幾つかの好適な実施形態についての以下の説明を対応する添付図面を参照しながら読むことにより、更に明解になってゆくであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】文書に埋め込まれているギロシェの網目の分析、及びギロシェ線同士の交点の抽出を描いている。
【図２】マスクとサブグループの作成を描いている。
【図３】透かし付け情報の挿入を描いている。
【図４】候補文書の分析と同期化を描いている。
【図５】透かし付け情報の読み取りを描いている。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
上のプロセスの単純な適用は以下の通りであってもよい。
ＩＤ写真１とチップを備えている身分証明カードを考えてみよう。目的は、写真に透かし（スタンプと想定）を付けることと、視認可能な網目ギロシェ２（変造防止用）を挿入することによる、二重保護を加えることである。個人化の段階で、元のＩＤ数値写真は２度変化し、カードに印刷されることになる。
【００２４】
視認可能なギロシェの網目２は、本発明を実施し始める以前に印刷されている。
図１は、本発明の最初の工程を表しており、当該工程は、ＩＤ写真１に印刷されているギロシェの網目２を分析して、ギロシェ同士の交点３の位置全てを確認することである。この工程により、これらの点のマッピングの作製が可能になる。このマップは、参照点と呼ばれ、保存されなくてはならない。この情報は、本発明の第２部で候補写真を同期化するのに使用されることになる。
【００２５】
図２に説明されているもう１つの段階では、これらの点が、幾つかのサブグループに再分割される。図２では、点５は再分割されて、サブグループ７が生成される。この情報を用いれば、保存されることになるマスク９を作製することが可能である。このマスクは、将来、埋め込まれている透かし付け情報を回復する上で唯一のマップとなるであろうという理由で、機密データである。或る好適な実施形態では、このマスクは、参照点と共に、身分証明カードのチップ内に保存されることになるが、同チップ内にはギロシェ網目の完全性をチェックするために必要な要素も保存することができる。他の解決策も見い出され、例えば、このマスクを参照点と共に遠隔のコンピュータに保存することもできる。
【００２６】
図３は、個人化プロセスの最後の工程を描いている。
サブグループの点１５は、ＩＤ写真１中に孤立しており、前記点の間に不変三角形分割１６が行われる。これにより、三角形のグリッドを有するＩＤ写真を取得することができる。三角形の数は、サブグループの中で選択された点の数に関連付けられている。
【００２７】
こうして取得されたそれぞれの三角形に、同じ情報が挿入される。我々の実施例では、埋め込まれている元の透かしは、それぞれが８ビットでコード化されている１０個のキャラクタである。
【００２８】
重要な点は、ギロシェ網目から「受容可能な」マスクを求めるのに使用されているアルゴリズムである。なお、網目ギロシェのサイズが３０である場合、可能なマスクは３０!（６!*２４!）通りある。
【００２９】
この様なアルゴリズムの一例は以下の通りであり、即ち、
このアルゴリズムの目的は、ギロシェノードを表現するｎ（例えば１００）個の点のリストについて、ｎ１（ｎ１＜ｎ、例えば６）個の点のサブリストを作製することができることである。主たる制約事項は以下の通りであり、即ち、対応するドローネー三角形分割は、（サブ画像として見られる）三角形のリストを提供し、（先に提示されている）ものの各々の中間周波数に最小限のビット（例えば８０）の透かしを付けることが可能になるようにしなくてはならない。条件は、主として表面三角形に、また低度は低いが、第１の近似で無視することのできるものを保有している周波数、に関係している。
【００３０】
このアルゴリズムの最も基本的なアルゴリズム形式は対話式である。それは、ｎ１個の点をランダムに生成することと、三角形分割を推定することと、上の表面条件をチェックすることから成る。プロセスは、条件が満たされるまで継続される。ｎ１は、構成が実際に存在するように定義されている。このアルゴリズムを最適化し、その複雑性を低減するのに、例えば、画像の各４分の１領域がｎ１個のうちの少なくとも１つを保有することを課すというように、様々な代替法が存在する。なお、構成を与えるものを取り出せる見込みは非常に弱いことに留意されたい。
【００３１】
本発明によるこれらの個人化工程全てを実装するには、特定の個人化デバイスが必要である。このデバイスは、写真、中間写真、点のセットなどを保存するために、幾つかのメモリを埋め込まなくてはならない。
【００３２】
この個人化デバイスは、ドローネー三角形分割としての一意的な三角形分割アルゴリズムを実装することができなくてはならない。サブグループとマスクを生成するのに、演算処理リソースも必要である。
【００３３】
このコンピュータは、マスクと参照点を保存するのに、局所又は遠隔のメモリが必要である。
このデバイスは、写真の識別されている面積内に透かし付け情報を挿入することも必要となる。
【００３４】
これで身分証明カードは完成し、印刷して正規のユーザーに提供することができる。
その様な文書の正当性をチェックしなくてはならなくなったら、本発明の第２部の出番である。
【００３５】
照合段階では、カード上の画像を走査することが必要である。我々は「印刷／走査攻撃」と呼ばれる攻撃を前にしているので、この工程は非常に重要である。これは、１回目で、数値情報が印刷され、このとき多数の情報改ざんが含まれるはずであり、２回目でそれが走査され、この時再度、多数の情報改ざんが含まれるはずである、という事実によって定義することができる。
【００３６】
身分証明カードの事例（又はあらゆる物理的文書）では、文書は磨滅するという事実が付け加えられなくてはならない。
そのことが、その様な文書を同期化することがこれほどに難しい理由である。
【００３７】
走査後、図４に示されている様に、候補文書１８が分析され、ギロシェが調べられなくてはならない１９。ギロシェ同士の交点が突き止められなくてはならない２２。これらの点は、候補である候補点と呼ばれており、以下の行では候補点と呼ぶことにする。
【００３８】
参照点が読み込まれなくてはならない。それは、メモリ（チップ）内で読み取ることもできるし、文書本体上で読み取ることもできるし、ネットワークを介して又は他の可能な手段を介して受信することもできる。
【００３９】
次に、候補点と参照点が同期化されなくてはならず２９、そうすれば、候補によって行われた、参照位置からの回転、倍率、及び平行移動を取り出すことができるようになる。
すると、数値的及びデジタル的な写真１８を重ね合わせることが可能になる。
【００４０】
次に、マスク２０が適用されなくてはならない２３。マスクは、メモリ（チップ）内で読み取ることもできるし、文書本体上で読み取ることもできるし、ネットワークを介して又はあらゆる可能な手段を介して受信することもできる。
【００４１】
この適用により、点２２の（マスクに基づく）サブグループ２５を取得できるようになる。このサブグループは写真に通知される２７。
次いで、一意的な三角形分割アルゴリズムを適用して、写真上に三角形が取得されることになる２８。
【００４２】
すると、三角形の全部又は一部内に透かし情報を探すこと３０が可能になるであろう。
この時点で、見い出された情報を受け入れることが初めて可能となり、或いは、機密保護の理由から幾つかの冗長性を必要とする可能性もある。
【００４３】
書き込み段階と同じく、この読み取り工程は、特定のデバイス内で実装されなくてはならない。このデバイスは、カメラ（又はスキャナ）と、写真、中間写真、点のセットなどを保存するための幾つかのメモリと、局所メモリ又は遠隔メモリの情報を読み取るための手段を有している必要がある。
【００４４】
このデバイスは、ドローネー三角形分割としての一意的な三角形分割アルゴリズムを実装することができなくてはならない。サブグループを構築してマスクを適用するためには、演算処理リソースも必要である。
【００４５】
このデバイスは、写真の識別されている面積内の透かし付け情報を読み取る必要もあるだろう。
本発明の或る特定の実装では、異なる工程は次の通りであり、即ち、
−個人化されるそれぞれのカードについてのランダム数の生成。この数は、秘密キーＳ１と考えることができる。Ｓ１のサイズは、４*８０*２＝６４０ビットである。なお、Ｓ１は、それぞれのカードについて一意であり、チップの中に維持されている。
【００４６】
−（回復無しに）中間周波数の透かし付けされるべき２つの挿入ゾーンを定義するためのランダム数の生成。この対は秘密キーＳ２と考えることができる。
透かしを挿入するのに、ＤＦＴ（離散フーリエ変換）ドメインｆの輝度プランが選択されている。ＤＦＴ表現は、不変属性を有し、僅かなずれには割りあい寛容であり、理論上は好適で、どちらかといえば単純である。元のドローネー三角形分割の取り出しの微細な誤差は、ＤＦＴを使えば『透過的』になるであろう。これは、空間的挿入には当てはまらず、数値的世界の方がより古典的ということである。
【００４７】
透かしＷは、擬似ランダムシーケンス｛−１；１｝及びゼロ平均値に基づいてコード化される。従って、ＤＦＴモジュールの中間周波数帯（ｆａ，ｆｂ）に、次の様に、
【００４８】
【数１】
【００４９】
高周波数及び低周波数は、それぞれが特に印刷攻撃及び走査攻撃による影響を受けるため、避けるべきである。サイズの似通った２つの異なる隠れた中間周波数が考慮される。それらは、半径ｆ１、ｆ２、ｆ'１、及びｆ'２によって定義され、プリンタの特性に従って決まり、即ち、ｆ１＞ｆlow且つｆ'２＜ｆhighであり、ここに、ｆlowとｆhighは現在のプリンタについての低及び高受容可能周波数を定義している。カードは異なる周波数帯で作用する異なる種類の攻撃に曝されており、即ち、或る耐久性（退色、汚れ）攻撃や走査攻撃は低周波数への影響がより強いのに対し、印刷攻撃や他の耐久性（引っかき傷）攻撃は高周波数（ノイズ、補間）への影響がより強い。着想は、劣化が概ね分散しているものと仮定して、２つの異なる中間周波数帯で透かしを埋め込むことによって、透かしを回復する見込み数を上げることである。具体的には、この冗長性は、高周波数攻撃もローパスフィルタ攻撃も併せて克服する。
【００５０】
透かしの強さは、適合させたやり方で設定される。目的は、マークを知覚され得ることなくデコードできるようになっている印刷バージョンを取得することである。受容可能な強さの範囲は、プリンタの特性と、参照写真及び共通のプラスチックサポートに関して実施された試験の結果とを考慮することによって決まる。
【００５１】
最終的なカラーの透かし付けされた画像を再生する前の局所画像特性に対する透かしの強さ。これは、元の画像と空間的なマスキング画像に基づく暫定的な透かし付け画像を混ぜ合わせることによって行われ、即ち、
【００５２】
【数２】
【００５３】
それは、検出の信頼性を最大化しながら同時に弱い局所活動のマーク強さを下げることによってマーク知覚不可能性に寄与する。
そして、更なる工程は以下の通りであり、即ち、
−マスク（例えば、６個の点）及び対応するドローネー三角形分割を求めるランダム数（Ｓ３）の生成。
【００５４】
−元の透かしとＳ１の間の排他的「ｏｒ」を処理することによる、それぞれの三角形についての透かしの生成。三角形１についてはＳ１の最初の１６０ビットが使用され、三角形２については次の１６０ビットが使用され、以下同様に使用されることになる。同じ元の透かしが使用されるが、透かしは異なるビットである。
【００５５】
数値的なＩＤ写真Ｉを考察することにして、ギロシェ網目を付け加えることにより、Ｉ'を作成する。
Ｉ'とマスクを考察する。Ｓ２に従って中間周波数（モジュール）に透かしを挿入する。新しい画像はＩ"である。
【００５６】
Ｉ"をカードに印刷する。
Ｓ１、Ｓ２＋ギロシェ網目＋マスク＋元の透かし、をチップに保存する。
照合段階では、カード上の画像を走査し、チップを読み取り、幾つかの演算処理を行うことが必要である。
【００５７】
異なる工程は以下の通りであり、即ち、
−カード上の画像を、カメラ又は単純なスキャナにより走査する。取得された画像はＩｄである（ｄはデジタルの意）。
【００５８】
−Ｉｄ内に存在するギロシェ網目を割り出す。点の中には影響を受け割り出せないものもあることに留意されよ。理論上は、元の網目を取り出すには３個の点さえあればよい。実用上は、１０個の点が必要である。
【００５９】
−チップを読み取る。数値アルゴリズムを適用して、チップに挿入されているギロシェ網目とＩｄに検出されたものとを相関付ける。このアルゴリズムにより、ＲＳＴ変換が求められる。
【００６０】
−次にＩｄ内のマスク位置を取り出す。ＲＳＴ変換に従って、Ｉ”の元のフォーマットを取り出す。
Ｓ１及び元の透かしに従って、それぞれの三角形について透かし（実際には、８０ビットの２つのマーク）を生成する。
【００６１】
Ｓ２に従って、それぞれの三角形について、生成されたマスクと三角形のフーリエ変換のモジュールの間の相関（２か所）を処理する。２つの相関の間の最大値が所与の閾値（統計学的に算出済み）を上回れば、三角形は認知されたと言える。そうでない場合は、三角形は認知されていないと言える。１つの三角形が少なくとも満足に認知された場合、カードは透かし部分についてはＯＫである。なお、この決定手法は最も単純なものであることに留意されたい。他の更に高度なやり方（例えば、最大スコアを有する１つの三角形の代わりに中間のスコアを有する２つ又は３つの三角形）を模索することもできよう。
【００６２】
ギロシェ網目は、人間の目で分析することができるのみならず、画像処理を介して自動的に分析することもできる。ギロシェ網目が分かっていることで、それは体系的に分析でき、即ち、不正行為が無い場合は、網目の各点は連続した線によって互いに接続されていなくてはならない。幾つかの点が満足に検出できないとしても、数値的な網目を重ね置くことにより、強固な照合を行うことができる。
【００６３】
或る特定の実装では、幾つかのサブグループを作成することが可能であり、よって、サブグループ間の点分割部分を含むマスクを生成することが可能である。これらの実装によれば、サブグループに関連付けられる全ての工程は、それぞれのサブグループに適用されなくてはならない。この実装は、それぞれのサブグループに埋め込むべき特定の透かし情報を持たせることができるため興味深いかもしれない。
【００６４】
透かし付けとギロシェは相補的であり、というのも、透かしを用いれば、画像の中にメッセージが隠されていることが確信できる。これはどちらかといえばすり替えを防止する。ギロシェを用いることで、どちらかといえば画像変造が防止される。本発明は、ギロシェの描き替えも防止する。
【００６５】
本発明の着想は、引っかき傷や他の「自然攻撃」に対しても堅牢である。これは、挿入空間（フーリエドメイン及び中間周波数）の選定と冗長性の態様による。引っかき傷は、本質的に高周波数に影響し、退色は低周波数に影響する。中間周波数に透かしを挿入することによって、信号は、自然なカード攻撃からかなり満足に護られる。
【００６６】
それぞれの三角形は、２か所に透かしが付けられており、１ヶ所だけに透かしが在れば、理論上、認証には十分である。写真の一部の劣化が激しい場合であっても、カードは認証され得る。
【符号の説明】
【００６７】
１ ＩＤ写真
２ ギロシェの網目
３ ギロシェ同士の交点
５ 参照点
７ サブグループ
９ マスク
１４ 三角形
１５ サブグループの点
１６ 三角形分割アルゴリズム
１７ 透かし付け情報を挿入する
１８ 候補文書、写真
１９ ギロシェを調べる
２０ マスク、マスク値
２２ 交点を突き止める
２３ マスクを適用する
２５ サブグループ
２７ サブグループを写真に通知する
２８ 三角形分割アルゴリズムを適用する
２９ 同期化する
３０ 透かし情報を探す
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギロシェの網目（２）によって既に保護されているオブジェクトの、マークの付けられたオブジェクト（１）を作製する方法であって、
−前記ギロシェの網目（２）を分析する工程と、
−参照点（５）と呼ばれる、ギロシェ同士の交点の全部又は一部を保存する工程と、
−前記記憶させた点を少なくとも１つのサブグループ（７）に再分割する工程と、
−マスク（９）と呼ばれる、この再分割結果を保存する工程と、
−不変三角形分割アルゴリズム（１６）を適用する工程と、
−こうして取得された三角形（１４）の全部又は一部に、透かし付け情報を挿入する（１７）工程と、から成る方法。
【請求項２】
前記三角形分割アルゴリズム（１６）は、ドローネー三角形分割であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
被参照点が局所メモリに保存されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
被参照点が遠隔メモリに保存されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
マスク値が局所メモリに保存されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
マスク値が遠隔メモリに保存されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
請求項１に従って作製された、マークの付けられたオブジェクト（１８）に埋め込まれている透かし付け情報を読み取る方法において、
−前記オブジェクトの写真を捕捉する工程と、
−前記ギロシェの網目を分析する工程と、
−候補点（１９）と呼ばれる、ギロシェ同士の交点の全部又は一部を抽出する工程と、
−前記参照点（５）を読み込む工程と、
−参照点（５）と候補点（１９）を使用してサポートを図形的に同期化する（２９）工程と、
−前記マスク値（２０）を読み込む工程と、
−前記マスクを適用してサブグループ（２５）を再現する工程と、
−不変三角形分割アルゴリズム（２８）を適用する工程と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部の中に透かし付け情報を探す（３０）工程と、から成る方法。
【請求項８】
前記三角形分割アルゴリズム（２８）は、ドローネー三角形分割であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記サポートの図形的同期化は、回転、倍率、及び平行移動を分析することによって行われることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
被参照点が局所メモリから読み込まれることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
被参照点が遠隔メモリから読み込まれることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
マスク値が局所メモリから読み込まれることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
マスク値が遠隔メモリから読み込まれることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
ギロシェの網目によって既に保護されているオブジェクトにマークを付けるための電子装置において、
−前記ギロシェの網目を分析するための手段と、
−ギロシェ同士の交点の全部又は一部を不揮発性メモリ内に保存するための手段と、
−前記点を再分割して少なくとも１つのサブグループを作成するための手段と、
−マスクと呼ばれるこの再分割部分を保存するための手段と、
−不変三角形分割アルゴリズムを適用するための手段と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部に、透かし付け情報を挿入するための手段と、を備えている電子装置。
【請求項１５】
前記三角形分割アルゴリズムは、ドローネー三角形分割であることを特徴とする、請求項１４に記載の電子装置。
【請求項１６】
ギロシェの網目によっても保護されている、マークの付けられたオブジェクトに埋め込まれている透かし付け情報を読み取るための電子装置において、
−前記オブジェクトの写真を捕捉するための手段と、
−前記ギロシェの網目を分析するための手段と、
−候補点と呼ばれる、ギロシェ同士の交点の全部又は一部を抽出するための手段と、
−参照点のセットをメモリから読み込むための手段と、
−参照点と候補点を使用しながらＲＳＴを分析することによってサポートを図形的に同期化するための手段と、
−マスクを適用してサブグループを再現するための手段と、
−前記記憶させた点を少なくとも１つのサブグループに再分割するための手段と、
−不定三角形分割アルゴリズムを適用するための手段と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部の中に透かし付け情報を探すための手段と、を備えている電子装置。
【請求項１７】
前記三角形分割アルゴリズムは、ドローネー三角形分割であることを特徴とする、請求項２０に記載の電子装置。
【請求項１８】
参照点と候補点を同期化するために適用させなくてはならない回転、倍率、及び平行移動を分析するのに、演算処理手段が使用されていることを特徴とする、請求項２０に記載の電子装置。
【請求項１】
ギロシェの網目（２）によって既に保護されているオブジェクトの、マークの付けられたオブジェクト（１）を作製する方法であって、
−前記ギロシェの網目（２）を分析する工程と、
−参照点（５）と呼ばれる、ギロシェ同士の交点の全部又は一部を保存する工程と、
−前記記憶させた点を少なくとも１つのサブグループ（７）に再分割する工程と、
−マスク（９）と呼ばれる、この再分割結果を保存する工程と、
−不変三角形分割アルゴリズム（１６）を適用する工程と、
−こうして取得された三角形（１４）の全部又は一部に、透かし付け情報を挿入する（１７）工程と、から成る方法。
【請求項２】
前記三角形分割アルゴリズム（１６）は、ドローネー三角形分割であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
被参照点が局所メモリに保存されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
被参照点が遠隔メモリに保存されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
マスク値が局所メモリに保存されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
マスク値が遠隔メモリに保存されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
請求項１に従って作製された、マークの付けられたオブジェクト（１８）に埋め込まれている透かし付け情報を読み取る方法において、
−前記オブジェクトの写真を捕捉する工程と、
−前記ギロシェの網目を分析する工程と、
−候補点（１９）と呼ばれる、ギロシェ同士の交点の全部又は一部を抽出する工程と、
−前記参照点（５）を読み込む工程と、
−参照点（５）と候補点（１９）を使用してサポートを図形的に同期化する（２９）工程と、
−前記マスク値（２０）を読み込む工程と、
−前記マスクを適用してサブグループ（２５）を再現する工程と、
−不変三角形分割アルゴリズム（２８）を適用する工程と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部の中に透かし付け情報を探す（３０）工程と、から成る方法。
【請求項８】
前記三角形分割アルゴリズム（２８）は、ドローネー三角形分割であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記サポートの図形的同期化は、回転、倍率、及び平行移動を分析することによって行われることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
被参照点が局所メモリから読み込まれることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
被参照点が遠隔メモリから読み込まれることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
マスク値が局所メモリから読み込まれることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
マスク値が遠隔メモリから読み込まれることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
ギロシェの網目によって既に保護されているオブジェクトにマークを付けるための電子装置において、
−前記ギロシェの網目を分析するための手段と、
−ギロシェ同士の交点の全部又は一部を不揮発性メモリ内に保存するための手段と、
−前記点を再分割して少なくとも１つのサブグループを作成するための手段と、
−マスクと呼ばれるこの再分割部分を保存するための手段と、
−不変三角形分割アルゴリズムを適用するための手段と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部に、透かし付け情報を挿入するための手段と、を備えている電子装置。
【請求項１５】
前記三角形分割アルゴリズムは、ドローネー三角形分割であることを特徴とする、請求項１４に記載の電子装置。
【請求項１６】
ギロシェの網目によっても保護されている、マークの付けられたオブジェクトに埋め込まれている透かし付け情報を読み取るための電子装置において、
−前記オブジェクトの写真を捕捉するための手段と、
−前記ギロシェの網目を分析するための手段と、
−候補点と呼ばれる、ギロシェ同士の交点の全部又は一部を抽出するための手段と、
−参照点のセットをメモリから読み込むための手段と、
−参照点と候補点を使用しながらＲＳＴを分析することによってサポートを図形的に同期化するための手段と、
−マスクを適用してサブグループを再現するための手段と、
−前記記憶させた点を少なくとも１つのサブグループに再分割するための手段と、
−不定三角形分割アルゴリズムを適用するための手段と、
−こうして取得された三角形の全部又は一部の中に透かし付け情報を探すための手段と、を備えている電子装置。
【請求項１７】
前記三角形分割アルゴリズムは、ドローネー三角形分割であることを特徴とする、請求項２０に記載の電子装置。
【請求項１８】
参照点と候補点を同期化するために適用させなくてはならない回転、倍率、及び平行移動を分析するのに、演算処理手段が使用されていることを特徴とする、請求項２０に記載の電子装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１１−５０７３７１（Ｐ２０１１−５０７３７１Ａ）
【公表日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３７３７２（Ｐ２０１０−５３７３７２）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０６６４３３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０７４４６７
【国際公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（５１０１６３９９４）ジェムアルト・ソシエテ・アノニム (1)
【出願人】（５０９１７２８２６）
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０６６４３３
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０７４４６７
【国際公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（５１０１６３９９４）ジェムアルト・ソシエテ・アノニム (1)
【出願人】（５０９１７２８２６）
【Ｆターム（参考）】
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