同一性判定方法及び同一性判定システム
【課題】 異なる特徴量がランダムに分布する判定対象の同一性を精度よく判定する。
【解決手段】 植物繊維の絡み合いに由来するランダムパターンの平均周期、即ち植物繊維の幅と、１画素当たりの観測領域との間には、同一性の判定精度を高くするために適切な関係があり、要素の一辺の長さをｐとし、判定対象にランダムに分布する異なる特徴量の平均分布間隔をｗとすると、１０ｗ≧ｐ≧ｗ／５の関係が成り立つように基準パターン及び照合用パターンを設定することにより、判定対象の同一性を判定するために必要十分な情報が基準パターン及び照合用パターンから得られる。
【解決手段】 植物繊維の絡み合いに由来するランダムパターンの平均周期、即ち植物繊維の幅と、１画素当たりの観測領域との間には、同一性の判定精度を高くするために適切な関係があり、要素の一辺の長さをｐとし、判定対象にランダムに分布する異なる特徴量の平均分布間隔をｗとすると、１０ｗ≧ｐ≧ｗ／５の関係が成り立つように基準パターン及び照合用パターンを設定することにより、判定対象の同一性を判定するために必要十分な情報が基準パターン及び照合用パターンから得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、判定対象の同一性を判定する同一性判定方法及び同一性判定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば有価証券、証明書及び機密文書などの紙に印刷された文書が偽造されて使用されることを防止するために、印刷された文書が原本であるか否かを判定する技術が求められている。
この種の判定を行う装置として、被検査紙を形成する植物繊維が作り出すランダムな繊維パターンを観測し、観測領域から得られるパターン画像の特徴量（特徴ベクトル）と予め記憶された特徴量との距離に応じて、被検査紙が原本の紙であるか否かを判定するものは公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０２５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例においては、被検査紙を形成する植物繊維の太さに対して、パターン画像を区切ったメッシュの大きさが適切に設定されなければ、被検査紙が原本の紙であるか否かを判定する精度が上がらないという問題があった。また、上記従来例においては、パターン画像を区切ったメッシュの適切な大きさを設定する方法について、何ら開示されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象の同一性を精度よく判定することができる同一性判定方法及び同一性判定システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、未知の判定対象に対して照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成し、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して生成された基準となる特徴量の分布を示す基準パターンと前記照合用パターンとの相関により判定対象の同一性を判定する同一性判定方法において、少なくとも前記基準パターン及び前記照合用パターンのいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されている同一性判定方法にある。即ち、ランダムに分布する特徴量が変化する周期に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されるので、パターンによって特徴量の変化を十分に表現することができ、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象の同一性を精度よく判定することができる。
【０００７】
また、本発明の第２の特徴とするところは、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して生成された基準となる特徴量の分布を示す基準パターンに対して、未知の判定対象における前記基準パターンに対応すべき照合基準領域を含む探索領域を特定し、特定した探索領域内で選択可能な前記照合基準領域と略同じ面積を有する１つ以上の照合用領域に対して、照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成し、前記基準パターンに対する前記照合用パターンの相関値の最大値に基づいて判定対象の同一性を判定する同一性判定方法において、少なくとも前記基準パターン及び前記照合用パターンのいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されている同一性判定方法にある。即ち、基準パターンに対する照合用パターンの相関値の最大値に基づいて判定対象の同一性を判定する閾値を設定することが可能になるので、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象の同一性を精度よく判定することができる。
【０００８】
また、本発明の第３の特徴とするところは、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して生成された基準となる特徴量の分布を示す基準パターンに対して、未知の判定対象における前記基準パターンに対応すべき照合基準領域を含む探索領域を特定し、特定した探索領域内で選択可能な前記照合基準領域と略同じ面積を有する１つ以上の照合用領域に対して、照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成し、前記基準パターンに対する前記照合用パターンの相関値の最大値、及び相関値の最大値を正規化した値に基づいて判定対象の同一性を判定する同一性判定方法において、少なくとも前記基準パターン及び前記照合用パターンのいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されている同一性判定方法にある。即ち、基準パターンに対する照合用パターンの相関値の最大値、及び相関値の最大値を正規化した値に基づいて判定対象の同一性を判定する２つの閾値を設定することが可能になるので、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象の同一性を精度よく判定することができる。
【０００９】
好適には、前記要素は、少なくとも一辺の長さが前記平均分布間隔の１０倍以下に設定された四角形である。
【００１０】
また、好適には、前記要素は、少なくとも一辺の長さが前記平均分布間隔の５分の１以上に設定された四角形である。
【００１１】
また、好適には、前記基準パターン及び前記照合用パターンは、直交する方向それぞれに前記要素を１６以上有するパターンである。
【００１２】
また、本発明の第４の特徴とするところは、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して基準となる特徴量の分布を示す基準パターンを生成するパターン生成手段と、このパターン生成手段が生成した基準パターンを記憶する記憶手段とを有し、前記パターン生成手段が生成した基準パターン、及び基準パターンと照合される未知の判定対象に対する照合用パターンの少なくともいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されている同一性判定システムにある。
【００１３】
また、本発明の第５の特徴とするところは、未知の判定対象に対して照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成するパターン生成手段と、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して基準となる特徴量の分布を示す基準パターンと前記パターン生成手段が生成した照合用パターンとの相関により判定対象の同一性を判定する判定手段とを有し、前記パターン生成手段が生成した照合用パターン及び基準パターンの少なくともいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されている同一性判定システムにある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象の同一性を精度よく判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る同一性判定システム１の概要が示されている。同一性判定システム１は、印刷装置２及び判定装置本体３を有する。印刷装置２は、例えば電子写真方式の画像形成部を有し、判定装置本体３の制御に応じて文書画像を用紙２０に印刷する。
【００１６】
判定装置本体３は、例えば通信部３０、記憶部３２、ユーザインターフェイス（ＵＩ）部３４、小型読取り装置３６及び制御部３８から構成される。通信部３０は、インターネットなどのネットワークに接続されている。記憶部３２は、制御部３８が実行するプログラム及び画像データなどを記憶する。また、記憶部３２は、例えばＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体３２０からプログラムを供給することができるようにされている。ＵＩ部３４は、入力装置及び表示装置を有する。
【００１７】
小型読取り装置３６は、例えば用紙２０などの判定対象表面の少なくとも一部を覆うことができるように形成された読取り装置本体３６０を有し、この読取り装置本体３６０に撮像素子３６２、窓部３６４及び読込みスイッチ３６６などが設けられており、例えば用紙２０を形成する植物繊維がランダムに絡みあった状態を撮像素子３６２により撮像し（読取り）、画像データを制御部３８に対して出力する。
【００１８】
撮像素子３６２は、例えば６４０×４８０（約３０万画素）の有効画素を有する白黒タイプのＣＣＤであり、有効画素が占める領域全体に対し、用紙２０上の７．７ｍｍ×５．７ｍｍの領域が図示しない光学系（レンズ）によって結像するようにされている。つまり、１画素当たりの用紙２０上の観測領域は、約１２μｍ×１２μｍ（７．７ｍｍ／６４０≒１２μｍ、５．７ｍｍ／４８０≒１２μｍ）となっている。例えば撮像素子３６２が１／３インチＣＣＤであり、画素のサイズが８．４μｍ×８．４μｍの正方格子（ＣＣＤの有効画面サイズが５．４ｍｍ×４．０ｍｍ）である場合、光学系（レンズ）の倍率は約０．７倍（５．４ｍｍ／７．７ｍｍ≒０．７、４．０ｍｍ／５．７ｍｍ≒０．７）に設定される。
【００１９】
また、撮像素子３６２は、例えば３６７×２９１（約１１万画素）の有効画素を有する８ビット（２５６階調）の白黒のＣＭＯＳセンサであり、有効画素が占める領域全体に対し、用紙２０上の７．３ｍｍ×５．８ｍｍの領域が図示しない光学系（レンズ）によって結像するようにされていてもよい。つまり、撮像素子３６２は、１画素当たりの用紙２０上の観測領域が約２０μｍ×２０μｍ（７．３ｍｍ／３６７≒２０μｍ、５．８ｍｍ／２９１≒２０μｍ）となっているものでもよい。例えば撮像素子３６２が１／７インチ型のＣＭＯＳセンサであり、画素のサイズが５．６μｍ×５．６μｍの正方格子（ＣＭＯＳセンサの有効画面サイズが２．１ｍｍ×１．６ｍｍ）である場合、光学系（レンズ）の倍率は約０．３倍（２．１ｍｍ／７．３ｍｍ≒０．３、１．６ｍｍ／５．８ｍｍ≒０．３）に設定される。
【００２０】
窓部３６４は、ユーザが小型読取り装置３６によって読取ろうとする用紙２０上の領域を確認することができるようにされている。読込みスイッチ３６６は、小型読取り装置３６が用紙２０上の所定の領域を読取るように、ユーザが操作するためのスイッチである。
【００２１】
制御部３８は、ＣＰＵ３８０及びメモリ３８２などを含み、同一性判定システム１を構成する各部を制御する。例えば、判定装置本体３は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、及びＰＣにＵＳＢケーブルを介して接続された小型読取り装置３６から構成される。なお、制御部３８及び記憶部３２は、通信部３０を介して外部のサーバ（図示せず）に配置されてもよい。
【００２２】
次に、同一性判定システム１が用紙２０などの判定対象の同一性を判定する方法について説明する。
図２において、小型読取り装置３６が読取る用紙２０上の読取り領域例が示されている。小型読取り装置３６は、上述したように撮像素子３６２によって用紙２０上の７．７ｍｍ×５．７ｍｍの領域を読取り、制御部３８に対して出力する。例えば図２に破線で示したように、まず、小型読取り装置３６は、ユーザの操作によって用紙２０の左下から所定距離の位置にある領域を基準パターン登録時の読取り領域４として撮像し、撮像した画像データを制御部３８に対して出力する。
【００２３】
制御部３８は、小型読取り装置３６から受入れた画像データの一部を基準パターン４０として採取し、記憶部３２に記憶させる。基準パターン４０は、例えば図３に示すように、ｘ方向及びｙ方向にそれぞれ１６画素分の独立した濃度を示す四角形の画像である要素４００を有する画像パターンである。基準パターン４０は、用紙２０を形成する植物繊維がランダムに絡み合うことに由来する画像の濃度差を２５６個の独立した濃度の要素４００によって示すものであり、異なる特徴量（特徴ベクトル）がランダムに分布するパターンの基準とされる。
以下、基準パターン４０に対応する用紙２０上の領域を照合基準領域Ａとする。
【００２４】
同一性判定システム１は、用紙２０の同一性、即ち原本であるか否かを判定する場合、ユーザの操作に応じて、同一性が未知である用紙２０上の照合基準領域Ａに対応する領域を含む領域を小型読取り装置３６によって照合用パターンの探索領域５（図２）として撮像することにより特定し、特定した探索領域５から基準パターン４０と類似度の高い画像パターンを生成可能か否かに基づいて、基準パターン４０を採取した用紙２０に対する未知の用紙２０の同一性を判定する。
なお、探索領域５は、同一性が未知である用紙２０において、照合基準領域Ａに対応する領域を含むように特定されればよく、例えば用紙２０の外形に対する照合基準領域Ａの位置が予めユーザに知らされていてもよいし、照合基準領域Ａの位置をユーザが大まかに把握できるように記号などが用紙２０に印刷されていてもよい。
【００２５】
探索領域５が特定されると、制御部３８は、図４に示すように、照合基準領域Ａと略同じ面積を有する照合用領域Ｂ（観測領域）を探索領域５内に設定し、照合用領域Ｂに対して特徴量の分布を示す照合用パターン５０（図３）を生成する。また、制御部３８は、探索領域５内でｘ方向又はｙ方向に１画素分ずつ照合用領域Ｂをずらして設定し、設定した照合用領域Ｂそれぞれに対して特徴量の分布を示す照合用パターン５０を生成する。
【００２６】
そして、制御部３８は、探索領域５から生成した照合用パターン５０それぞれの基準パターン４０に対する相関値を算出し、相関値の最大値、及び相関値の最大値を正規化した値（ノーマライズドスコア）に応じて基準パターン４０と類似度の高い画像パターンが生成されたか否かを判定することにより、用紙２０の同一性を判定する。つまり、制御部３８は、特定した探索領域５内で選択可能な照合基準領域Ａと略同じ面積を有する照合用領域Ｂそれぞれに対して照合用パターン５０を生成することにより、探索領域５から基準パターン４０と類似度の高い画像パターンが生成されるか否かを探索する。ここで、照合用パターン５０の左上の画素が探索領域５においてｘ方向にｉ番目、ｙ方向にｊ番目の画素となるように照合用領域Ｂが位置する場合の相関値（ｉ，ｊ）をｒｉｊとすると、ノーマライズドスコアｎｓｉｊは、下式１のように表される。
【００２７】
【数１】
【００２８】
図５は、同一性判定システム１が用紙２０などの判定対象の同一性を判定する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図５に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、同一性判定システム１は、ユーザの操作に応じて、同一性が未知である用紙２０上の照合基準領域Ａに対応する領域を含む領域を小型読取り装置３６によって照合用パターンの探索領域５（図２）として撮像することにより特定する。
【００２９】
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、制御部３８は、探索領域５内で照合用領域Ｂを設定し、設定した照合用領域Ｂに対して特徴量の分布を示す照合用パターン５０を生成する。
【００３０】
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、制御部３８は、特定した探索領域５内で選択可能な照合用領域Ｂ（観測領域）を全て探索することを終了したか否かを判定し、終了していない場合にはＳ１０６の処理に進み、終了した場合にはＳ１０８の処理に進む。
【００３１】
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、制御部３８は、探索領域５内で照合用領域Ｂをｘ方向又はｙ方向に１画素分ずらして（シフトさせて）設定する。
【００３２】
ステップ１０８（Ｓ１０８）において、制御部３８は、探索領域５から生成した照合用パターン５０それぞれの基準パターン４０に対する相関値を算出し、相関値の最大値を抽出する。
【００３３】
ステップ１１０（Ｓ１１０）において、制御部３８は、照合用パターン５０のノーマライズドスコアを算出する。
【００３４】
ステップ１１２（Ｓ１１２）において、制御部３８は、照合用パターン５０の相関値の最大値及び相関値の最大値のノーマライズドスコアに基づいて、用紙２０の同一性を判定する。
【００３５】
ステップ１１４（Ｓ１１４）において、ＵＩ部３４は、用紙２０の同一性の判定結果を表示（出力）する。
【００３６】
次に、基準パターン４０及び照合用パターン５０を構成する要素４００と、判定対象の同一性の判定精度との関係について説明する。
同一性判定システム１は、上述したように用紙２０を形成する植物繊維の絡み具合によって、小型読取り装置３６が用紙２０を撮像した画像データに濃度差が生じることに注目して用紙２０の同一性を判定する。用紙２０は、植物繊維の幅を単位に特徴量が変化している。また、植物繊維の幅は、一般に４〜７０μｍである。
【００３７】
例えば用紙２０を形成する植物繊維の幅が平均２０μｍである場合、撮像素子３６２の１画素当たりの観測領域の一辺（要素４００の一辺）が４μｍ未満の場合、フィブリル（繊維の損傷により内部のフィブリルが露出した状態）等の不安定なランダムパターンを観測することになり、基準パターン４０と照合用パターン５０との照合の精度が下がってしまう。
一方、撮像素子３６２の１画素当たりの観測領域の一辺（要素４００の一辺）が２００μｍを超える場合、植物繊維の絡み具合によって生じる観測領域内の画像データ上の濃度が平均化されてしまい、特徴量の差が生じにくくなってしまう。
【００３８】
図６において、異なる用紙２０を照合した場合、及び同一の用紙２０を照合した場合における基準パターン４０に対する照合用パターン５０の類似度と、照合用パターン５０を正規化した頻度との関係が示されている。
用紙２０の同一性を判定する場合、同一の用紙２０を異なる用紙２０と判定する誤りと、異なる用紙２０を同一の用紙２０とする誤りとが発生し得る。同一性判定システム１は、同一の用紙２０を異なる用紙２０と判定する誤り率（ＦＲＲ：False Reject Ratio）、及び異なる用紙２０を同一の用紙２０とする誤り率（ＦＲＲ：False Accept Ratio）が共に略０になるように閾値Ｔｈを設定されることが好ましい。つまり、同一性判定システム１は、図６に示すように、類似度に対する閾値Ｔｈによって用紙２０の同一性を判定する場合、ＦＲＲに対応する分布ｈＦＲＲとＦＡＲに対応する分布ｈＦＡＲがそれぞれ０になるように設定されることが好ましい。
【００３９】
図７において、同一性判定システム１が異なる解像度で基準パターン４０及び照合用パターン５０を生成した場合における相関値の最大値及びノーマライズドスコアと、同一性を判定する精度との関係を示した実験結果が示されている。なお、図７に示した実験結果においては、標準偏差が１０に対応するように変換されている。
【００４０】
実験に用いた用紙は、広葉樹（植物繊維の幅が１０〜５０μｍ）及び針葉樹（植物繊維の幅が２０〜７０μｍ）から作られた普通紙である。図７（Ａ）〜図７（Ｇ）は、解像度が順に１００，２００，３００，４００，６００，８００，１２００ｄｐｉとなっている。つまり、図７（Ａ）〜図７（Ｇ）それぞれにおける１画素当たりの観測領域の一辺（要素４００の一辺）は、２５４，１２７，８５，６４，４２，３２，２１μｍである。図７において、領域ａはＦＡＲが０であってもＦＲＲが０でない領域を示し、領域ｂはＦＡＲ及びＦＲＲが共に０である領域を示し、領域ｃはＦＲＲが０であってもＦＡＲが０でない領域を示しており、領域ｂが広いほど同一性の判定精度が高い設定であることが示されている。
【００４１】
図７（Ａ）に示した比較例（１００ｄｐｉ：要素４００の一辺が２５４μｍ）においては、同一性の判定精度を高くすることが困難であることが示されている。また、解像度が高くなり（要素４００の一辺が小さくなり）すぎても、狭い面積を詳細に観測していることとなり、同一性の判定精度を高くすることが困難になる傾向があることが示されている。
【００４２】
このように、植物繊維の絡み合いに由来するランダムパターンの平均周期、即ち植物繊維の幅と、１画素当たりの観測領域（要素４００のサイズ）との間には、同一性の判定精度を高くするために適切な関係があり、要素４００の一辺の長さをｐとし、判定対象にランダムに分布する異なる特徴量の平均分布間隔（植物繊維の平均幅など）をｗとすると、下式２の関係が成り立つ場合に、判定対象の同一性を判定するために必要十分な情報が基準パターン４０及び照合用パターン５０から得られることがわかる。
【００４３】
１０ｗ≧ｐ≧ｗ／５ ・・・（２）
【００４４】
また、基準パターン４０及び照合用パターン５０は、要素４００（画素）の数をｄとし、各画素それぞれの濃度レベルをｑとすると、記述可能なパターン数がｑのｄ乗通りとなる。用紙を形成する植物繊維の幅が４〜７０μｍであるため、解像度を２４００ｄｐｉとすると、要素４００の一辺の長さが１１μｍとなり、照合基準領域Ａ及び照合用領域Ｂが狭く設定される場合、基準パターン４０及び照合用パターン５０は、ごく少数の植物繊維に由来する特徴量の分布を反映することとなり、同一性の判定精度を高くすることが困難である。例えば基準パターン４０及び照合用パターン５０が８×８の要素４００（画素）から構成される場合、照合基準領域Ａ及び照合用領域Ｂは、約８５μｍ×８５μｍの面積となり、数本の植物繊維しか存在しないことが考えられる。したがって、十分な判定精度を得るために、基準パターン４０及び照合用パターン５０は、直交する方向それぞれに要素４００を１６以上有するパターンであることが好ましい。
【００４５】
但し、基準パターン４０及び照合用パターン５０を構成する要素４００の数が多くなると、同一性を判定するために必要な演算量が多くなるので、基準パターン４０及び照合用パターン５０は、１６×１６〜２５６×２５６の要素４００から構成されることが好ましい。解像度が高い場合には、基準パターン４０及び照合用パターン５０が多くの要素４００から構成されなければ同一性の判定精度を上げることができない。よって、判定対象が用紙の場合には、要素４００の一辺の長さが４２〜８５μｍ（６００〜３００ｄｐｉ）であり、要素４００の数が３２×３２〜２５６×２５６であることが好ましい。
【００４６】
また、撮像素子３６２の解像度が高く、１画素当たりの観測領域の一辺の長さが４μｍ未満である場合には、制御部３８が受入れた画像データを標本化（モザイク処理など）することによって、要素４００の一辺の長さが４μｍ以上になるようにしてもよい。
【００４７】
なお、本実施形態においては、判定対象が用紙である場合を例に説明したが、これに限定されることなく、同一性判定システム１は、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象であれば、判定対象の同一性を精度よく判定することができる。例えば、判定対象が不織布の一種であるフェルトの場合、フェルトの繊維である羊の毛（ウール）の太さが１８〜２５μｍであり、繊維の平均径を２０μｍとすると、上記実施形態と同様に、要素４００の一辺の長さを４μｍ〜２００μｍの範囲内に設定することが好ましい。
【００４８】
また、画像形成装置によって用紙に定着させたトナーによるパターンの周辺において、トナーのパターン周辺のランダムなトナーの飛散りを観測する場合、トナー粒子（数μｍ〜１０μｍ）の凝集等を考慮して、要素４００の一辺の長さを４μｍ〜２００μｍの範囲内に設定することが好ましい。
【００４９】
また、金属光沢塗装面などの塗料に分散された金属粒子の平均粒子径は１５〜３０μｍであるため、金属光沢塗装面の同一性を判定する場合にも、要素４００の一辺の長さを４μｍ〜２００μｍの範囲内に設定することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る同一性判定システムの概要を示す構成図である。
【図２】小型読取り装置が読取る用紙上の読取り領域例である。
【図３】基準パターン及び照合用パターンの構成を示す画像パターンである。
【図４】探索領域から基準パターンと類似度の高い画像パターンが生成されるか否かを制御部が探索する状態を示す模式図である。
【図５】同一性判定システムが用紙などの判定対象の同一性を判定する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
【図６】異なる用紙を照合した場合、及び同一の用紙を照合した場合における基準パターンに対する照合用パターンの類似度と、照合用パターンを正規化した頻度との関係を示すグラフである。
【図７】同一性判定システムが異なる解像度で基準パターン及び照合用パターンを生成した場合における相関値の最大値及びノーマライズドスコアと、同一性を判定する精度との関係の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・同一性判定システム
２・・・印刷装置
２０・・・用紙
３・・・文書処理装置本体
３２・・・記憶部
３４・・・ＵＩ部
３６・・・小型読取り装置
３６０・・・読取り装置本体
３６２・・・撮像素子
３６４・・・窓部
３６６・・・読込みスイッチ
３８・・・制御部
３８０・・・ＣＰＵ
３８２・・・メモリ
４・・・読取り領域
４０・・・基準パターン
４００・・・要素
５・・・探索領域
５０・・・照合用パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、判定対象の同一性を判定する同一性判定方法及び同一性判定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば有価証券、証明書及び機密文書などの紙に印刷された文書が偽造されて使用されることを防止するために、印刷された文書が原本であるか否かを判定する技術が求められている。
この種の判定を行う装置として、被検査紙を形成する植物繊維が作り出すランダムな繊維パターンを観測し、観測領域から得られるパターン画像の特徴量（特徴ベクトル）と予め記憶された特徴量との距離に応じて、被検査紙が原本の紙であるか否かを判定するものは公知である（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０２５６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例においては、被検査紙を形成する植物繊維の太さに対して、パターン画像を区切ったメッシュの大きさが適切に設定されなければ、被検査紙が原本の紙であるか否かを判定する精度が上がらないという問題があった。また、上記従来例においては、パターン画像を区切ったメッシュの適切な大きさを設定する方法について、何ら開示されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象の同一性を精度よく判定することができる同一性判定方法及び同一性判定システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴とするところは、未知の判定対象に対して照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成し、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して生成された基準となる特徴量の分布を示す基準パターンと前記照合用パターンとの相関により判定対象の同一性を判定する同一性判定方法において、少なくとも前記基準パターン及び前記照合用パターンのいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されている同一性判定方法にある。即ち、ランダムに分布する特徴量が変化する周期に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されるので、パターンによって特徴量の変化を十分に表現することができ、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象の同一性を精度よく判定することができる。
【０００７】
また、本発明の第２の特徴とするところは、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して生成された基準となる特徴量の分布を示す基準パターンに対して、未知の判定対象における前記基準パターンに対応すべき照合基準領域を含む探索領域を特定し、特定した探索領域内で選択可能な前記照合基準領域と略同じ面積を有する１つ以上の照合用領域に対して、照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成し、前記基準パターンに対する前記照合用パターンの相関値の最大値に基づいて判定対象の同一性を判定する同一性判定方法において、少なくとも前記基準パターン及び前記照合用パターンのいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されている同一性判定方法にある。即ち、基準パターンに対する照合用パターンの相関値の最大値に基づいて判定対象の同一性を判定する閾値を設定することが可能になるので、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象の同一性を精度よく判定することができる。
【０００８】
また、本発明の第３の特徴とするところは、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して生成された基準となる特徴量の分布を示す基準パターンに対して、未知の判定対象における前記基準パターンに対応すべき照合基準領域を含む探索領域を特定し、特定した探索領域内で選択可能な前記照合基準領域と略同じ面積を有する１つ以上の照合用領域に対して、照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成し、前記基準パターンに対する前記照合用パターンの相関値の最大値、及び相関値の最大値を正規化した値に基づいて判定対象の同一性を判定する同一性判定方法において、少なくとも前記基準パターン及び前記照合用パターンのいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されている同一性判定方法にある。即ち、基準パターンに対する照合用パターンの相関値の最大値、及び相関値の最大値を正規化した値に基づいて判定対象の同一性を判定する２つの閾値を設定することが可能になるので、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象の同一性を精度よく判定することができる。
【０００９】
好適には、前記要素は、少なくとも一辺の長さが前記平均分布間隔の１０倍以下に設定された四角形である。
【００１０】
また、好適には、前記要素は、少なくとも一辺の長さが前記平均分布間隔の５分の１以上に設定された四角形である。
【００１１】
また、好適には、前記基準パターン及び前記照合用パターンは、直交する方向それぞれに前記要素を１６以上有するパターンである。
【００１２】
また、本発明の第４の特徴とするところは、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して基準となる特徴量の分布を示す基準パターンを生成するパターン生成手段と、このパターン生成手段が生成した基準パターンを記憶する記憶手段とを有し、前記パターン生成手段が生成した基準パターン、及び基準パターンと照合される未知の判定対象に対する照合用パターンの少なくともいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されている同一性判定システムにある。
【００１３】
また、本発明の第５の特徴とするところは、未知の判定対象に対して照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成するパターン生成手段と、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して基準となる特徴量の分布を示す基準パターンと前記パターン生成手段が生成した照合用パターンとの相関により判定対象の同一性を判定する判定手段とを有し、前記パターン生成手段が生成した照合用パターン及び基準パターンの少なくともいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されている同一性判定システムにある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象の同一性を精度よく判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る同一性判定システム１の概要が示されている。同一性判定システム１は、印刷装置２及び判定装置本体３を有する。印刷装置２は、例えば電子写真方式の画像形成部を有し、判定装置本体３の制御に応じて文書画像を用紙２０に印刷する。
【００１６】
判定装置本体３は、例えば通信部３０、記憶部３２、ユーザインターフェイス（ＵＩ）部３４、小型読取り装置３６及び制御部３８から構成される。通信部３０は、インターネットなどのネットワークに接続されている。記憶部３２は、制御部３８が実行するプログラム及び画像データなどを記憶する。また、記憶部３２は、例えばＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体３２０からプログラムを供給することができるようにされている。ＵＩ部３４は、入力装置及び表示装置を有する。
【００１７】
小型読取り装置３６は、例えば用紙２０などの判定対象表面の少なくとも一部を覆うことができるように形成された読取り装置本体３６０を有し、この読取り装置本体３６０に撮像素子３６２、窓部３６４及び読込みスイッチ３６６などが設けられており、例えば用紙２０を形成する植物繊維がランダムに絡みあった状態を撮像素子３６２により撮像し（読取り）、画像データを制御部３８に対して出力する。
【００１８】
撮像素子３６２は、例えば６４０×４８０（約３０万画素）の有効画素を有する白黒タイプのＣＣＤであり、有効画素が占める領域全体に対し、用紙２０上の７．７ｍｍ×５．７ｍｍの領域が図示しない光学系（レンズ）によって結像するようにされている。つまり、１画素当たりの用紙２０上の観測領域は、約１２μｍ×１２μｍ（７．７ｍｍ／６４０≒１２μｍ、５．７ｍｍ／４８０≒１２μｍ）となっている。例えば撮像素子３６２が１／３インチＣＣＤであり、画素のサイズが８．４μｍ×８．４μｍの正方格子（ＣＣＤの有効画面サイズが５．４ｍｍ×４．０ｍｍ）である場合、光学系（レンズ）の倍率は約０．７倍（５．４ｍｍ／７．７ｍｍ≒０．７、４．０ｍｍ／５．７ｍｍ≒０．７）に設定される。
【００１９】
また、撮像素子３６２は、例えば３６７×２９１（約１１万画素）の有効画素を有する８ビット（２５６階調）の白黒のＣＭＯＳセンサであり、有効画素が占める領域全体に対し、用紙２０上の７．３ｍｍ×５．８ｍｍの領域が図示しない光学系（レンズ）によって結像するようにされていてもよい。つまり、撮像素子３６２は、１画素当たりの用紙２０上の観測領域が約２０μｍ×２０μｍ（７．３ｍｍ／３６７≒２０μｍ、５．８ｍｍ／２９１≒２０μｍ）となっているものでもよい。例えば撮像素子３６２が１／７インチ型のＣＭＯＳセンサであり、画素のサイズが５．６μｍ×５．６μｍの正方格子（ＣＭＯＳセンサの有効画面サイズが２．１ｍｍ×１．６ｍｍ）である場合、光学系（レンズ）の倍率は約０．３倍（２．１ｍｍ／７．３ｍｍ≒０．３、１．６ｍｍ／５．８ｍｍ≒０．３）に設定される。
【００２０】
窓部３６４は、ユーザが小型読取り装置３６によって読取ろうとする用紙２０上の領域を確認することができるようにされている。読込みスイッチ３６６は、小型読取り装置３６が用紙２０上の所定の領域を読取るように、ユーザが操作するためのスイッチである。
【００２１】
制御部３８は、ＣＰＵ３８０及びメモリ３８２などを含み、同一性判定システム１を構成する各部を制御する。例えば、判定装置本体３は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）、及びＰＣにＵＳＢケーブルを介して接続された小型読取り装置３６から構成される。なお、制御部３８及び記憶部３２は、通信部３０を介して外部のサーバ（図示せず）に配置されてもよい。
【００２２】
次に、同一性判定システム１が用紙２０などの判定対象の同一性を判定する方法について説明する。
図２において、小型読取り装置３６が読取る用紙２０上の読取り領域例が示されている。小型読取り装置３６は、上述したように撮像素子３６２によって用紙２０上の７．７ｍｍ×５．７ｍｍの領域を読取り、制御部３８に対して出力する。例えば図２に破線で示したように、まず、小型読取り装置３６は、ユーザの操作によって用紙２０の左下から所定距離の位置にある領域を基準パターン登録時の読取り領域４として撮像し、撮像した画像データを制御部３８に対して出力する。
【００２３】
制御部３８は、小型読取り装置３６から受入れた画像データの一部を基準パターン４０として採取し、記憶部３２に記憶させる。基準パターン４０は、例えば図３に示すように、ｘ方向及びｙ方向にそれぞれ１６画素分の独立した濃度を示す四角形の画像である要素４００を有する画像パターンである。基準パターン４０は、用紙２０を形成する植物繊維がランダムに絡み合うことに由来する画像の濃度差を２５６個の独立した濃度の要素４００によって示すものであり、異なる特徴量（特徴ベクトル）がランダムに分布するパターンの基準とされる。
以下、基準パターン４０に対応する用紙２０上の領域を照合基準領域Ａとする。
【００２４】
同一性判定システム１は、用紙２０の同一性、即ち原本であるか否かを判定する場合、ユーザの操作に応じて、同一性が未知である用紙２０上の照合基準領域Ａに対応する領域を含む領域を小型読取り装置３６によって照合用パターンの探索領域５（図２）として撮像することにより特定し、特定した探索領域５から基準パターン４０と類似度の高い画像パターンを生成可能か否かに基づいて、基準パターン４０を採取した用紙２０に対する未知の用紙２０の同一性を判定する。
なお、探索領域５は、同一性が未知である用紙２０において、照合基準領域Ａに対応する領域を含むように特定されればよく、例えば用紙２０の外形に対する照合基準領域Ａの位置が予めユーザに知らされていてもよいし、照合基準領域Ａの位置をユーザが大まかに把握できるように記号などが用紙２０に印刷されていてもよい。
【００２５】
探索領域５が特定されると、制御部３８は、図４に示すように、照合基準領域Ａと略同じ面積を有する照合用領域Ｂ（観測領域）を探索領域５内に設定し、照合用領域Ｂに対して特徴量の分布を示す照合用パターン５０（図３）を生成する。また、制御部３８は、探索領域５内でｘ方向又はｙ方向に１画素分ずつ照合用領域Ｂをずらして設定し、設定した照合用領域Ｂそれぞれに対して特徴量の分布を示す照合用パターン５０を生成する。
【００２６】
そして、制御部３８は、探索領域５から生成した照合用パターン５０それぞれの基準パターン４０に対する相関値を算出し、相関値の最大値、及び相関値の最大値を正規化した値（ノーマライズドスコア）に応じて基準パターン４０と類似度の高い画像パターンが生成されたか否かを判定することにより、用紙２０の同一性を判定する。つまり、制御部３８は、特定した探索領域５内で選択可能な照合基準領域Ａと略同じ面積を有する照合用領域Ｂそれぞれに対して照合用パターン５０を生成することにより、探索領域５から基準パターン４０と類似度の高い画像パターンが生成されるか否かを探索する。ここで、照合用パターン５０の左上の画素が探索領域５においてｘ方向にｉ番目、ｙ方向にｊ番目の画素となるように照合用領域Ｂが位置する場合の相関値（ｉ，ｊ）をｒｉｊとすると、ノーマライズドスコアｎｓｉｊは、下式１のように表される。
【００２７】
【数１】
【００２８】
図５は、同一性判定システム１が用紙２０などの判定対象の同一性を判定する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図５に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、同一性判定システム１は、ユーザの操作に応じて、同一性が未知である用紙２０上の照合基準領域Ａに対応する領域を含む領域を小型読取り装置３６によって照合用パターンの探索領域５（図２）として撮像することにより特定する。
【００２９】
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、制御部３８は、探索領域５内で照合用領域Ｂを設定し、設定した照合用領域Ｂに対して特徴量の分布を示す照合用パターン５０を生成する。
【００３０】
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、制御部３８は、特定した探索領域５内で選択可能な照合用領域Ｂ（観測領域）を全て探索することを終了したか否かを判定し、終了していない場合にはＳ１０６の処理に進み、終了した場合にはＳ１０８の処理に進む。
【００３１】
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、制御部３８は、探索領域５内で照合用領域Ｂをｘ方向又はｙ方向に１画素分ずらして（シフトさせて）設定する。
【００３２】
ステップ１０８（Ｓ１０８）において、制御部３８は、探索領域５から生成した照合用パターン５０それぞれの基準パターン４０に対する相関値を算出し、相関値の最大値を抽出する。
【００３３】
ステップ１１０（Ｓ１１０）において、制御部３８は、照合用パターン５０のノーマライズドスコアを算出する。
【００３４】
ステップ１１２（Ｓ１１２）において、制御部３８は、照合用パターン５０の相関値の最大値及び相関値の最大値のノーマライズドスコアに基づいて、用紙２０の同一性を判定する。
【００３５】
ステップ１１４（Ｓ１１４）において、ＵＩ部３４は、用紙２０の同一性の判定結果を表示（出力）する。
【００３６】
次に、基準パターン４０及び照合用パターン５０を構成する要素４００と、判定対象の同一性の判定精度との関係について説明する。
同一性判定システム１は、上述したように用紙２０を形成する植物繊維の絡み具合によって、小型読取り装置３６が用紙２０を撮像した画像データに濃度差が生じることに注目して用紙２０の同一性を判定する。用紙２０は、植物繊維の幅を単位に特徴量が変化している。また、植物繊維の幅は、一般に４〜７０μｍである。
【００３７】
例えば用紙２０を形成する植物繊維の幅が平均２０μｍである場合、撮像素子３６２の１画素当たりの観測領域の一辺（要素４００の一辺）が４μｍ未満の場合、フィブリル（繊維の損傷により内部のフィブリルが露出した状態）等の不安定なランダムパターンを観測することになり、基準パターン４０と照合用パターン５０との照合の精度が下がってしまう。
一方、撮像素子３６２の１画素当たりの観測領域の一辺（要素４００の一辺）が２００μｍを超える場合、植物繊維の絡み具合によって生じる観測領域内の画像データ上の濃度が平均化されてしまい、特徴量の差が生じにくくなってしまう。
【００３８】
図６において、異なる用紙２０を照合した場合、及び同一の用紙２０を照合した場合における基準パターン４０に対する照合用パターン５０の類似度と、照合用パターン５０を正規化した頻度との関係が示されている。
用紙２０の同一性を判定する場合、同一の用紙２０を異なる用紙２０と判定する誤りと、異なる用紙２０を同一の用紙２０とする誤りとが発生し得る。同一性判定システム１は、同一の用紙２０を異なる用紙２０と判定する誤り率（ＦＲＲ：False Reject Ratio）、及び異なる用紙２０を同一の用紙２０とする誤り率（ＦＲＲ：False Accept Ratio）が共に略０になるように閾値Ｔｈを設定されることが好ましい。つまり、同一性判定システム１は、図６に示すように、類似度に対する閾値Ｔｈによって用紙２０の同一性を判定する場合、ＦＲＲに対応する分布ｈＦＲＲとＦＡＲに対応する分布ｈＦＡＲがそれぞれ０になるように設定されることが好ましい。
【００３９】
図７において、同一性判定システム１が異なる解像度で基準パターン４０及び照合用パターン５０を生成した場合における相関値の最大値及びノーマライズドスコアと、同一性を判定する精度との関係を示した実験結果が示されている。なお、図７に示した実験結果においては、標準偏差が１０に対応するように変換されている。
【００４０】
実験に用いた用紙は、広葉樹（植物繊維の幅が１０〜５０μｍ）及び針葉樹（植物繊維の幅が２０〜７０μｍ）から作られた普通紙である。図７（Ａ）〜図７（Ｇ）は、解像度が順に１００，２００，３００，４００，６００，８００，１２００ｄｐｉとなっている。つまり、図７（Ａ）〜図７（Ｇ）それぞれにおける１画素当たりの観測領域の一辺（要素４００の一辺）は、２５４，１２７，８５，６４，４２，３２，２１μｍである。図７において、領域ａはＦＡＲが０であってもＦＲＲが０でない領域を示し、領域ｂはＦＡＲ及びＦＲＲが共に０である領域を示し、領域ｃはＦＲＲが０であってもＦＡＲが０でない領域を示しており、領域ｂが広いほど同一性の判定精度が高い設定であることが示されている。
【００４１】
図７（Ａ）に示した比較例（１００ｄｐｉ：要素４００の一辺が２５４μｍ）においては、同一性の判定精度を高くすることが困難であることが示されている。また、解像度が高くなり（要素４００の一辺が小さくなり）すぎても、狭い面積を詳細に観測していることとなり、同一性の判定精度を高くすることが困難になる傾向があることが示されている。
【００４２】
このように、植物繊維の絡み合いに由来するランダムパターンの平均周期、即ち植物繊維の幅と、１画素当たりの観測領域（要素４００のサイズ）との間には、同一性の判定精度を高くするために適切な関係があり、要素４００の一辺の長さをｐとし、判定対象にランダムに分布する異なる特徴量の平均分布間隔（植物繊維の平均幅など）をｗとすると、下式２の関係が成り立つ場合に、判定対象の同一性を判定するために必要十分な情報が基準パターン４０及び照合用パターン５０から得られることがわかる。
【００４３】
１０ｗ≧ｐ≧ｗ／５ ・・・（２）
【００４４】
また、基準パターン４０及び照合用パターン５０は、要素４００（画素）の数をｄとし、各画素それぞれの濃度レベルをｑとすると、記述可能なパターン数がｑのｄ乗通りとなる。用紙を形成する植物繊維の幅が４〜７０μｍであるため、解像度を２４００ｄｐｉとすると、要素４００の一辺の長さが１１μｍとなり、照合基準領域Ａ及び照合用領域Ｂが狭く設定される場合、基準パターン４０及び照合用パターン５０は、ごく少数の植物繊維に由来する特徴量の分布を反映することとなり、同一性の判定精度を高くすることが困難である。例えば基準パターン４０及び照合用パターン５０が８×８の要素４００（画素）から構成される場合、照合基準領域Ａ及び照合用領域Ｂは、約８５μｍ×８５μｍの面積となり、数本の植物繊維しか存在しないことが考えられる。したがって、十分な判定精度を得るために、基準パターン４０及び照合用パターン５０は、直交する方向それぞれに要素４００を１６以上有するパターンであることが好ましい。
【００４５】
但し、基準パターン４０及び照合用パターン５０を構成する要素４００の数が多くなると、同一性を判定するために必要な演算量が多くなるので、基準パターン４０及び照合用パターン５０は、１６×１６〜２５６×２５６の要素４００から構成されることが好ましい。解像度が高い場合には、基準パターン４０及び照合用パターン５０が多くの要素４００から構成されなければ同一性の判定精度を上げることができない。よって、判定対象が用紙の場合には、要素４００の一辺の長さが４２〜８５μｍ（６００〜３００ｄｐｉ）であり、要素４００の数が３２×３２〜２５６×２５６であることが好ましい。
【００４６】
また、撮像素子３６２の解像度が高く、１画素当たりの観測領域の一辺の長さが４μｍ未満である場合には、制御部３８が受入れた画像データを標本化（モザイク処理など）することによって、要素４００の一辺の長さが４μｍ以上になるようにしてもよい。
【００４７】
なお、本実施形態においては、判定対象が用紙である場合を例に説明したが、これに限定されることなく、同一性判定システム１は、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象であれば、判定対象の同一性を精度よく判定することができる。例えば、判定対象が不織布の一種であるフェルトの場合、フェルトの繊維である羊の毛（ウール）の太さが１８〜２５μｍであり、繊維の平均径を２０μｍとすると、上記実施形態と同様に、要素４００の一辺の長さを４μｍ〜２００μｍの範囲内に設定することが好ましい。
【００４８】
また、画像形成装置によって用紙に定着させたトナーによるパターンの周辺において、トナーのパターン周辺のランダムなトナーの飛散りを観測する場合、トナー粒子（数μｍ〜１０μｍ）の凝集等を考慮して、要素４００の一辺の長さを４μｍ〜２００μｍの範囲内に設定することが好ましい。
【００４９】
また、金属光沢塗装面などの塗料に分散された金属粒子の平均粒子径は１５〜３０μｍであるため、金属光沢塗装面の同一性を判定する場合にも、要素４００の一辺の長さを４μｍ〜２００μｍの範囲内に設定することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係る同一性判定システムの概要を示す構成図である。
【図２】小型読取り装置が読取る用紙上の読取り領域例である。
【図３】基準パターン及び照合用パターンの構成を示す画像パターンである。
【図４】探索領域から基準パターンと類似度の高い画像パターンが生成されるか否かを制御部が探索する状態を示す模式図である。
【図５】同一性判定システムが用紙などの判定対象の同一性を判定する処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
【図６】異なる用紙を照合した場合、及び同一の用紙を照合した場合における基準パターンに対する照合用パターンの類似度と、照合用パターンを正規化した頻度との関係を示すグラフである。
【図７】同一性判定システムが異なる解像度で基準パターン及び照合用パターンを生成した場合における相関値の最大値及びノーマライズドスコアと、同一性を判定する精度との関係の実験結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・同一性判定システム
２・・・印刷装置
２０・・・用紙
３・・・文書処理装置本体
３２・・・記憶部
３４・・・ＵＩ部
３６・・・小型読取り装置
３６０・・・読取り装置本体
３６２・・・撮像素子
３６４・・・窓部
３６６・・・読込みスイッチ
３８・・・制御部
３８０・・・ＣＰＵ
３８２・・・メモリ
４・・・読取り領域
４０・・・基準パターン
４００・・・要素
５・・・探索領域
５０・・・照合用パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未知の判定対象に対して照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成し、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して生成された基準となる特徴量の分布を示す基準パターンと前記照合用パターンとの相関により判定対象の同一性を判定する同一性判定方法において、少なくとも前記基準パターン及び前記照合用パターンのいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されていることを特徴とする同一性判定方法。
【請求項２】
異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して生成された基準となる特徴量の分布を示す基準パターンに対して、未知の判定対象における前記基準パターンに対応すべき照合基準領域を含む探索領域を特定し、特定した探索領域内で選択可能な前記照合基準領域と略同じ面積を有する１つ以上の照合用領域に対して、照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成し、前記基準パターンに対する前記照合用パターンの相関値の最大値に基づいて判定対象の同一性を判定する同一性判定方法において、少なくとも前記基準パターン及び前記照合用パターンのいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されていることを特徴とする同一性判定方法。
【請求項３】
異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して生成された基準となる特徴量の分布を示す基準パターンに対して、未知の判定対象における前記基準パターンに対応すべき照合基準領域を含む探索領域を特定し、特定した探索領域内で選択可能な前記照合基準領域と略同じ面積を有する１つ以上の照合用領域に対して、照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成し、前記基準パターンに対する前記照合用パターンの相関値の最大値、及び相関値の最大値を正規化した値に基づいて判定対象の同一性を判定する同一性判定方法において、少なくとも前記基準パターン及び前記照合用パターンのいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されていることを特徴とする同一性判定方法。
【請求項４】
前記要素は、少なくとも一辺の長さが前記平均分布間隔の１０倍以下に設定された四角形であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の同一性判定方法。
【請求項５】
前記要素は、少なくとも一辺の長さが前記平均分布間隔の５分の１以上に設定された四角形であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の同一性判定方法。
【請求項６】
前記基準パターン及び前記照合用パターンは、直交する方向それぞれに前記要素を１６以上有するパターンであることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の同一性判定方法。
【請求項７】
異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して基準となる特徴量の分布を示す基準パターンを生成するパターン生成手段と、このパターン生成手段が生成した基準パターンを記憶する記憶手段とを有し、前記パターン生成手段が生成した基準パターン、及び基準パターンと照合される未知の判定対象に対する照合用パターンの少なくともいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されていることを特徴とする同一性判定システム。
【請求項８】
未知の判定対象に対して照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成するパターン生成手段と、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して基準となる特徴量の分布を示す基準パターンと前記パターン生成手段が生成した照合用パターンとの相関により判定対象の同一性を判定する判定手段とを有し、前記パターン生成手段が生成した照合用パターン及び基準パターンの少なくともいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されていることを特徴とする同一性判定システム。
【請求項９】
パターンを構成する要素は、少なくとも一辺の長さが判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔の１０倍以下に設定された四角形であることを特徴とする請求項７又は８記載の同一性判定システム。
【請求項１０】
パターンを構成する要素は、少なくとも一辺の長さが判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔の５分の１以上に設定された四角形であることを特徴とする請求項７乃至９いずれか記載の同一性判定システム。
【請求項１１】
基準パターン及び照合用パターンは、直交する方向それぞれにパターンを構成する要素を１６以上有するパターンであることを特徴とする請求項７乃至１０いずれか記載の同一性判定システム。
【請求項１】
未知の判定対象に対して照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成し、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して生成された基準となる特徴量の分布を示す基準パターンと前記照合用パターンとの相関により判定対象の同一性を判定する同一性判定方法において、少なくとも前記基準パターン及び前記照合用パターンのいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されていることを特徴とする同一性判定方法。
【請求項２】
異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して生成された基準となる特徴量の分布を示す基準パターンに対して、未知の判定対象における前記基準パターンに対応すべき照合基準領域を含む探索領域を特定し、特定した探索領域内で選択可能な前記照合基準領域と略同じ面積を有する１つ以上の照合用領域に対して、照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成し、前記基準パターンに対する前記照合用パターンの相関値の最大値に基づいて判定対象の同一性を判定する同一性判定方法において、少なくとも前記基準パターン及び前記照合用パターンのいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されていることを特徴とする同一性判定方法。
【請求項３】
異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して生成された基準となる特徴量の分布を示す基準パターンに対して、未知の判定対象における前記基準パターンに対応すべき照合基準領域を含む探索領域を特定し、特定した探索領域内で選択可能な前記照合基準領域と略同じ面積を有する１つ以上の照合用領域に対して、照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成し、前記基準パターンに対する前記照合用パターンの相関値の最大値、及び相関値の最大値を正規化した値に基づいて判定対象の同一性を判定する同一性判定方法において、少なくとも前記基準パターン及び前記照合用パターンのいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されていることを特徴とする同一性判定方法。
【請求項４】
前記要素は、少なくとも一辺の長さが前記平均分布間隔の１０倍以下に設定された四角形であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の同一性判定方法。
【請求項５】
前記要素は、少なくとも一辺の長さが前記平均分布間隔の５分の１以上に設定された四角形であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の同一性判定方法。
【請求項６】
前記基準パターン及び前記照合用パターンは、直交する方向それぞれに前記要素を１６以上有するパターンであることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の同一性判定方法。
【請求項７】
異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して基準となる特徴量の分布を示す基準パターンを生成するパターン生成手段と、このパターン生成手段が生成した基準パターンを記憶する記憶手段とを有し、前記パターン生成手段が生成した基準パターン、及び基準パターンと照合される未知の判定対象に対する照合用パターンの少なくともいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されていることを特徴とする同一性判定システム。
【請求項８】
未知の判定対象に対して照合用の特徴量の分布を示す１つ以上の照合用パターンを生成するパターン生成手段と、異なる特徴量がランダムに分布する判定対象に対して基準となる特徴量の分布を示す基準パターンと前記パターン生成手段が生成した照合用パターンとの相関により判定対象の同一性を判定する判定手段とを有し、前記パターン生成手段が生成した照合用パターン及び基準パターンの少なくともいずれかは、判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔に基づいて、パターンを構成する要素のサイズが設定されていることを特徴とする同一性判定システム。
【請求項９】
パターンを構成する要素は、少なくとも一辺の長さが判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔の１０倍以下に設定された四角形であることを特徴とする請求項７又は８記載の同一性判定システム。
【請求項１０】
パターンを構成する要素は、少なくとも一辺の長さが判定対象における異なる特徴量の平均分布間隔の５分の１以上に設定された四角形であることを特徴とする請求項７乃至９いずれか記載の同一性判定システム。
【請求項１１】
基準パターン及び照合用パターンは、直交する方向それぞれにパターンを構成する要素を１６以上有するパターンであることを特徴とする請求項７乃至１０いずれか記載の同一性判定システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−３４３８０（Ｐ２００７−３４３８０Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１２５６９（Ｐ２００５−２１２５６９）
【出願日】平成１７年７月２２日（２００５．７．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２２日（２００５．７．２２）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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