説明

標識認証システム及び標識認証方法

【課題】印影やサイン等の標識が添付された若しくは標識とみなせるものが存在する物の原本性を認証することが可能であり、真贋判定の仕組みが判明したとしても偽造が極めて困難であり、原本性を判定するためのICチップなど特殊なデバイスの添付を必要としない、標識認証システム及び標識認証方法を提供する。
【解決手段】印影等の標識をメッシュ区分ごとの色情報として読み取る読取手段と、該色情報から複数個の特徴点を抽出して記憶する特徴点抽出手段と、特徴点から認証用の暗号を生成する暗号生成手段とを備える。標識は、メッシュ区分より小さい色材粒子が含有されているインクによって付されており、特徴点抽出手段は、該メッシュ区分をずらしたときに生じる色情報の変化に基づいて求められる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、印鑑の印影、サイン、商標、ロゴマーク、ブランドマーク、紙幣等に印刷された識別用のマーク、転写紙によって立体物上に付されたマーク、磁気カードやICカードに付された識別用のマーク等、紙や木や布や樹脂や金属等の薄片や立体物の表面に付されたり、顔料・染料等のインクにより印刷されたり、描かれたり、ペンキ等の塗料により塗布されたり、色材を含む樹脂により成型されるなど、なんらかの色を構成する材料が定着された平面物や立体物である全ての標識が付された若しくは標識とみなせるものが存在する物の原本性を認証するための標識認証システム及び標識認証方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、デジタル印刷技術の進歩により、紙幣や有価証券、旅券等の偽造が急増しており、詐取被害やセキュリティの低下が問題視されている。情報処理技術の進歩にも関わらず、安全面での対策は遅れており、キャッシュカードのスキミング犯罪による不正引き出しなどは後を立たない。さらに、医薬品やブランド品などの高額商品を狙った偽造犯罪など、真贋を判定する手段を人に頼っている物に対するセキュリティリスクは未解決のままである。
【0003】
しかしながら、現在においては、自動販売機や現金自動預払機が紙幣やキャッシュカードを認識するように機械によって真贋が判定されるものについては、偽造防止の対策は進められており、いくつかの方法が既に使用されている。
【0004】
例えば、紙幣の偽造防止技術としては、ホログラム、すき入れ(透かし)、潜像模様、パールインキ、マイクロ文字、特殊発光インキ、凹版印刷などが挙げられる。これによる真贋判定が自動販売機や現金自動預払機において行われている(非特許文献1)。
【0005】
また、キャッシュカードの不正引き出し防止技術としては、指紋や静脈などのバイオメトリクス(生体特徴)を利用した使用者確認が行われている(非特許文献2)。
【0006】
さらに、IDカードやクレッジトカードなどに付加されているICチップやラベルなどに添付されているRFIDタグも偽造防止手段の一つである(非特許文献3)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】印刷物へのセキュリティ技術の動向、シャープ技報、第89号、pp.11-14、2004
【非特許文献2】静脈のバイオメトリクスセキュリティ、電子情報通信学会誌、Vol.89、No.1、pp.40-45、2006
【非特許文献3】RFIDハンドブック−非接触ICカードの原理と応用、日刊工業新聞社、2001
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、上記の偽造防止手段において、例えば紙幣においては、偽造防止技術が発達しても再現する技術も同様に発達するため、より精密な偽造が後を絶たない。さらに、人が真贋を判断する場合が多く、精密でなくても偽造紙幣等が流通することもある。
【0009】
キャッシュカードにおける使用者確認手段は、全ての機器に普及させるには時間とコストが掛かるため現実的ではない。
【0010】
また、ICチップやRFIDタグは情報を盗むことにより再現が偽造が可能であり、それを付加したものを偽造されることが考えられる。
【0011】
本発明は上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、真贋判定の仕組みが判明したとしても偽造が極めて困難であり、原本性を判定するためのICチップなど特殊なデバイスの添付を必要としない、標識認証システム及び標識認証方法を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0012】
請求項1に記載の発明は、認証システムであって、認証対象を認証対象の画素よりも大きいメッシュに分割してメッシュ区分ごとの色情報をメッシュ区分を変化させて2回以上読み取る読取手段と、読み取り手段により読み取るごとに、メッシュ区分の各々の色情報からメッシュ区分を変化させたことに起因して生じる色情報の変化に基づいて複数個の特徴点を抽出して記憶する特徴点抽出手段とを備えることを特徴とする。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の認証システムにおいて、認証対象は、色材粒子が含有されているインクによって形成されており、メッシュ区分の大きさは、インクに含有されている色材粒子の大きさよりも大きく、特徴点抽出手段は、メッシュ区分を変化させたときに色材粒子の立体的な分布位置に起因して読み取るごとに生じる色情報の変化に基づいて特徴点を求めることを特徴とする。
【0014】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の認証システムにおいて、さらに、抽出された特徴点から認証用の暗号を生成する暗号生成手段を備えることを特徴とする。
【0015】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の認証システムにおいて、暗号生成手段は、特徴点同士を結ぶ位置ベクトルに基づいて認証用の暗号を生成することを特徴とする。
【0016】
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の認証システムにおいて、特徴点抽出手段は、標識の複数回の読取に対して位置ずれの程度を反映しながら位置合わせを行うための位置補正手段を備えていることを特徴とする。
【0017】
請求項6に記載の発明は、認証方法であって、認証対象を認証対象の画素よりも大きいメッシュに分割してメッシュ区分ごとの色情報を前記メッシュ区分を変化させて2回以上読み取る読取ステップと、読み取りステップにより読み取るごとに、メッシュ区分の各々の色情報からメッシュ区分を変化させたことに起因して生じる色情報の変化に基づいて複数個の特徴点を抽出して記憶する特徴点抽出ステップとを備えることを特徴とする。
【0018】
請求項7に記載の発明は、請求項6記載の認証方法において、特徴抽出ステップは、読取ステップの解像度に依存することなく認証対象の特徴を抽出することを特徴とする。
【0019】
請求項8に記載の発明は、請求項7記載の認証方法において、さらに、抽出された特徴点から認証用の暗号を生成する暗号生成を備えることを特徴とする。
【0020】
請求項9に記載の発明は、請求項8記載の認証方法において、認証用の暗号は、認証を行う認証対象を付するために用いた認証対象付着ステップを示す暗号を含むことを特徴とする。
【0021】
本発明の標識認証システムは、印影やサイン等の標識の認証を行うための標識認証システムであって、前記標識をメッシュ区分ごとの色情報として読み取る読取手段と、該色情報から複数個の特徴点を抽出して記憶する特徴点抽出手段とを備えることを特徴とする。
【0022】
本発明の標識認証システムでは、標識が読取手段によってメッシュ区分ごとの色情報として読み取られる。ここで、標識とは、印鑑の印影、サイン、商標、ロゴマーク、ブランドマーク、紙幣等に印刷された識別用のマーク、転写紙によって立体物上に付されたマーク、磁気カードやICカードに付された識別用のマーク等、紙や木や布や樹脂や金属などからなる薄板や立体物の表面に付される全ての標識をいい、凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、孔版印刷、パッド印刷等の印刷手法やペンキ等による塗布手段、色材を含有する樹脂を成型するなど、色を構成する材料が平面もしくは立体物に固定化されるものであればどのような手段を用いてもよい。読取手段では、イメージスキャナーやデジタルカメラ等により、標識が2次元または3次元のデジタル情報として読み取られる。また、メッシュ区分とは、標識がデジタル画像に置き換えられるときのサンプリング区分のことを指す。そして、特徴点抽出手段により、読み取られた色情報から複数個の特徴点が抽出される。こうして標識から直接導き出された特徴点が抽出されるため、この特徴点を用いて個々の標識ごとに原本性を認証することが可能となる。このため、原本性を判定するためのICチップなど特殊なデバイスの添付を必要としない。また、真贋判定の仕組みが判明したとしても、標識を偽造するためには特徴点を正確に模倣した標識の作製が必要となり、偽造が極めて困難となる。
【0023】
本発明の標識認証システムでは、さらに、暗号生成手段により、抽出された特徴点から認証用の暗号が生成されることも好ましい。こうして標識から直接認証用の暗号が生成されるため、さらに容易に個々の標識ごとに原本性を認証することが可能となる。
【0024】
本発明の標識認証システムでは、標識は色材粒子が含有されているインクや塗料によって付されたり、色材を含有する樹脂等を成型するなどの手段で作られており、メッシュ区分の大きさはインク、塗料や樹脂に含有されている色材粒子の大きさよりも大きく、特徴点抽出手段は該メッシュ区分をずらしたときに該色材粒子の立体的な分布位置に起因して生じる色情報の変化に基づいて特徴点を求めることが好ましい。
【0025】
こうであれば、読取手段によって標識をメッシュ区分ごとの色情報として読み取る場合、一つのメッシュ区分の中に複数個の色材粒子が存在することとなり、メッシュ区分をずらして読み取った場合、色材粒子の立体的な分布位置に起因して色情報が変化する。そして、この色情報の変化に基づき、特徴点抽出手段によって特徴点を抽出すれば、メッシュ区分の大きさによって規定される解像度よりも、さらに優れた解像度を有する、標識に関しての情報を得ることができる。この標識に関しての情報は、標識を形成する色材粒子の配置に基づいて形成されるため、個々の標識ごとに原本性を認証することが可能となる。また、色材粒子はメッシュ区分の大きさよりも小さいため、色材粒子の配置が同じ標識を複製することはほとんど不可能であり、偽造が極めて困難となる。
【0026】
なお、色材粒子が略球形であれば、スキャナー等により色材粒子表面で反射した光を受像素子で色情報として読み取る場合に、安定した反射光を得ることが可能となり、安定した色情報が得られやすくなる。
【0027】
インクや塗料、樹脂等に含有されている色材粒子としては特に限定はない。通常の無機顔料、有機顔料の他、色素溶液をマイクロカプセルで包んだものや、微小な着色プラスチック球等を色材粒子とすることができる。色材粒子の色の種類は1種類でも良いが、2種類以上存在することが好ましい。こうであれば、複数色の色材粒子の立体的な分布位置に起因して色が構成されるため、中間色を含め極めて情報量が多くなり、標識の原本性を判別することがより確実になるからである。
【0028】
暗号生成手段が抽出された特徴点から認証用の暗号を生成する方法としては、例えば特徴点どうしを結ぶ位置ベクトルに基づいて認証用の暗号を生成すること等の手法を用いることができる。こうであれば、登録時と認証時の読み取るメッシュ区分の位置の違いによって色変化量に差が生じても、その値に影響されることなく、照合が可能となる。
【0029】
また、特徴抽出手段には標識の複数回の読取に対して位置ずれの程度を反映しながら位置合わせを行うための位置補正手段が備えられていることが好ましい。こうであれば、特徴抽出手段によって、読取手段により得られた標識の色情報から任意の位置のピクセルカラー値の周辺分布を基にして、色変化の原因となる特徴点を精度よく求めることができる。
【0030】
上記本発明の標識認証システムを用いて標識の認証を行うことができる。すなわち、本発明の標識認証方法は、標識の認証を行うための標識認証方法であって、前記標識をメッシュ区分ごとの色情報として読み取る読取工程と、該色情報から複数個の特徴点を抽出して記憶する特徴点抽出工程とを備えることを特徴とする。
【0031】
特徴抽出工程は、読取工程の解像度に依存することなく標識の特徴を抽出することが好ましい。こうであれば、スキャナの機種の差など読取手段の違いによる影響なく認証が可能となり登録と認証時の読取機器の自由度が高くなる。
【0032】
本発明の標識認証方法では、さらに、抽出された特徴点から認証用の暗号を生成する暗号生成とを備えることも好ましい。こうであれば、標識から直接認証用の暗号が生成されるため、さらに容易に個々の標識ごとに原本性を認証することが可能となる。
【0033】
標識を認証する場合において、認証用の暗号には認証を行う標識を付するために用いた標識付着手段(例えば印影の場合の印鑑、手書きサインの場合のサインした人、商標や各種マークを印刷、塗布、成型した場合の各機器等)を示す暗号が含まれていることが好ましい。こうすれば、印鑑や、サインした人や、印刷、塗布、成型した機器等についても認証することが可能となる。
【0034】
本発明の標識認証方法に用いるインクや塗料によって紙等に標識を付した場合、標識を構成する色材粒子は、紙等に付着して位置が固定化される。インクの中に、色材粒子を紙等にしっかりと固着させるためのバインダーを含有させても良い。バインダーは、色情報の取り込みを妨げないものであれば、無色、有色を問わない。また、バインダーとしては、色材粒子の退色や変色を防ぐものが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】標識認証システムのブロック図である。
【図2】紙幣登録のフローチャートである。
【図3】印刷面に対するピクセルカラー化の様子を示した模式図である。
【図4】ステップ1〜3の工程のイメージ図である。
【図5】色変化暗号形状の抽出の様子を示した図である。
【図6】紙幣の認証のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0036】
以下本発明の標識認証システム、標識認証方法について具体化した実施形態を説明する。
【0037】
<標識認証システム>
以下のようにして印刷した模擬紙幣についての認証試験を行った。印刷用のインクには、略球形の色材粒子を含有するインクを用いた。図1は、この発明の実施例としての標識認証システム1の構成を示すブロック図である。この標識認証システム1は、スキャナー2、コンピュータ3、プリンター4、CRT5及びキーボード6から構成されている。
【0038】
スキャナー2は、標識をメッシュ区分ごとの色情報として読み取るための読取手段である。コンピュータ3は、CPUからなる制御部3aと、ハードディスクからなる記憶部3bからなり、記憶部3bにはスキャナー2によって標識を切り出して色情報を取得するための標識切り出しプログラムと、標識の色情報から複数個の特徴点を抽出して記憶するための特徴点抽出プログラムと、抽出された特徴点から認証用の暗号を生成する暗号生成プログラムとが保存されている。制御部3aを構成するCPUは、特徴点抽出プログラム及び暗号生成プログラムを読み出してシステム全体の制御を行う。
【0039】
なお、実施形態では、標識認証システムはコンピュータによる実現形態を取っているが、CCDカメラなどによる読取手段、CPUなどによる制御部と、メモリやハードディスクなどによる記憶部、CRTや液晶ディスプレイなどによる表示手段およびキーボードやスイッチなどによる入力手段があれば、例えば、PDAなどの携帯端末や携帯電話、専用の読取機器を備えたレジスタ、自動販売機などでも実現が可能である。
【0040】
次に、この標識認証システムの動作について、紙幣について適用した場合を例にして説明する。
【0041】
紙幣の登録
紙幣の登録は、図2に示すフローチャートに従って、以下のように行われる。
まず、登録を受けようとする紙幣をスキャナー2にセットし、メッシュ区分ごとの色情報として印刷面の読み取りを2回以上行う(ステップS1)。このステップS3が読取工程である。ここで、スキャナー2は、XY配列のメッシュで区分けされた光反応素子によって、このメッシュ区分の大きさに応じた光学解像度で色情報を取得し、記憶部3bに保存する。一方、インクの色材粒子は、メッシュ区分の大きさよりも小さいため(例えば、スキャナー2が600dpiの解像度で色情報を取得する場合には、メッシュ区分は一辺が42.3μmとなり、色材粒子よりも大きくなる)、メッシュ区分内にあるいくつかの色材粒子の色組成は、ある単色のRGB値としてピクセルカラー化される。こうしてピクセルカラー化されたメッシュを変色クラスタと定義する。スキャンは複数回行われるため、印刷面に対するスキャン毎のメッシュ区分の区切り方の相違により、ピクセルカラー値がスキャン毎に変化する。図3に、印刷面に対するピクセルカラー化の様子を示した模式図を示す。そして、用いた印刷装置固有の登録番号をキーボード6から入力し、記憶部3bに保存する(ステップS2)。以上のステップ1〜3の工程のイメージを図4に示す。
【0042】
次に、ステップS1で複数回読取られた色情報を元に、記憶部3bから特徴点抽出プログラムを呼び込み、位置補正を行う(ステップS3)。この位置補正の方法は、次のように行われる。すなわち、ステップS3で印刷面を複数回読み取った時のスキャン毎の縦、横及び回転に関する色情報を各色の2次元若しくは3次元空間座標として記録する。そして複数の読取画像から任意の2つの組み合わせ毎に配列処理して各2次元空間座標の相違を位相相関により色位相変移量を求め、画像間の一致度が最も高くなる平行移動・回転位置をサブピクセル単位で算出する。
【0043】
こうして位置補正を行うことにより、複数の読取画像の相対的位置の一致を行った後、このプログラムは、ステップS1における複数回のスキャンによって得られた読取画像のステップS5で求めた配置関係による任意のサブピクセル位置に対するピクセルカラー値の周辺分布を基にして、各位置におけるピクセルカラー値の変化量を求め、各メッシュ毎の近傍に影響を与える度合いを色平面に展開したベクトル変化の多変量解析によって算出する(ステップS4)。
【0044】
さらにステップS5として、記憶部3bから暗号生成プログラムを呼び込む。このプログラムは、ステップ4で求めた特徴点に対して、色の変化量の大きい順に順序付け、その順序に従って特徴点位置を連結した連結線の2次元若しくは3次元位置ベクトルの情報(位置および距離)(以下「色変化暗号形状」という)を抽出する(図5参照)。そして、この色変化暗号形状を用いて、ステップS2で入力された印刷装置固有の登録番号とともに暗号コードを生成し(ステップS6)、紙文書に印刷するとともに、記憶部3bに色変化暗号形状と印刷装置固有の登録番号のデータを保存する(ステップS7)。暗号コードの生成方法としては、例えば3DES(Triple Data Encryption Standard), RSA(Rivest Shamir Adleman)等の手法を用いることができる。こうして、紙幣の登録が終了する。
【0045】
紙幣の認証
上記のようにして行われた紙幣の認証は、図6に示すフローチャートに従って以下のように行われる。
まず、認証を行おうとする紙幣に付された暗号コード及び印刷装置固有の登録番号の少なくとも一方をキーボード6から入力する(ステップS20)。そして、その紙幣をスキャナー2にセットし、紙幣の印刷面のメッシュ区分ごとの色情報の読み取りを2回以上行う(ステップS21)。読み取り方法はステップS1と同様である。そして、位置補正を行い(ステップS22)、各メッシュ毎のピクセルカラー値の変化量を求め(ステップS23)、色変化暗号形状を生成し(ステップS24)、暗号コードを生成する(ステップS25)。ステップS22〜S25は、前述したステップS3〜S6と同様であり、説明を省略する。
【0046】
そして、既に紙幣の登録によって得られた色変化暗号形状、暗号コード、及び印刷装置固有の登録番号に関するデータを記憶部3bから呼び込み、上記紙幣の認証によって得られた色変化暗号形状と入力された暗号コードを復号することにより得られる色変化暗号形状とをベクトルマッチングにより照合する。また、紙幣の暗号コードの復号化により得られる印刷装置固有の登録番号と照合する。そして、その結果をCRT5に表示するとともに、プリンター4によって照合結果を印刷する(ステップS26)。こうして紙幣の認証が終了する。
【0047】
以上のように、実施形態の標識認証システムでは、標識が付された紙文書等の認証対象物をスキャナー2にセットし、読み込むだけで、認証用の暗号が直接生成され、個々の認証対象物ごとに原本性を認証することができる。また、真贋判定の仕組みが判明したとしても偽造が極めて困難であり、原本性を判定するためのICチップなど特殊なデバイスの添付を必要せずに導入することができる。
【0048】
また、この認証システムでは、紙文書等の認証対象物に付された標識の形状に基づいて行われるのでなく、それらを構成する塗料等に含まれる色材粒子の配置という極めて微細な構造に基づいて行われるため、複製・偽造がほぼ不可能となる。
【0049】
なお、上記実施形態の標識認識システムでは、紙文書等の認証対象物の認証によって得られた色変化暗号形状と入力された暗号コードを復号することにより得られる色変化暗号形状とをベクトルマッチングにより照合したが、これに代えて、認証対象物の認証によって得られた色変化暗号形状を、認証対象物の登録時に得られた色変化暗号形状とを直接照合するシステムとすることも可能である。こうであれば、上記暗号コードを生成するステップS25は不要となる。
【0050】
また、上記実施例では紙幣についての認証を行ったが、同様の手法を用いて、印鑑の印影、サイン、商標、ロゴマーク、ブランドマーク、紙幣等に印刷された識別用のマーク、転写紙によって立体物上に付されたマーク、磁気カードやICカードに付された識別用のマーク等、紙や木や布や樹脂や金属等の薄片や立体物の表面に付されたり、顔料・染料等のインクにより印刷されたり、描かれたり、ペンキ等の塗料により塗布されたり、色材を含む樹脂により成型されるなど、なんらかの色を構成する材料が固定化された平面物や立体物である全ての標識が付された若しくは標識とみなせるものが存在する物の原本性を認証することができる。
【0051】
本発明は、偽造の対象となるような紙幣、有価証券、契約書、チケット、旅券等の重要紙文書、ラベル、包装、パッケージ、クレジットカード、出版物等の印刷物、ブランド品、工業製品などの原本性を認証するための標識認証システム及び標識認証方法として利用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
認証対象を該認証対象の画素よりも大きいメッシュに分割して該メッシュ区分ごとの色情報を前記メッシュ区分を変化させて2回以上読み取る読取手段と、
前記読み取り手段により読み取るごとに、前記メッシュ区分の各々の色情報から該メッシュ区分を変化させたことに起因して生じる色情報の変化に基づいて複数個の特徴点を抽出して記憶する特徴点抽出手段と
を備えることを特徴とする認証システム。
【請求項2】
前記認証対象は、色材粒子が含有されているインクによって形成されており、
前記メッシュ区分の大きさは、該インクに含有されている該色材粒子の大きさよりも大きく、
前記特徴点抽出手段は、該メッシュ区分を変化させたときに該色材粒子の立体的な分布位置に起因して前記読み取るごとに生じる色情報の変化に基づいて特徴点を求めることを特徴とする請求項1に記載の認証システム。
【請求項3】
さらに、抽出された特徴点から認証用の暗号を生成する暗号生成手段を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の認証システム。
【請求項4】
前記暗号生成手段は、前記特徴点同士を結ぶ位置ベクトルに基づいて認証用の暗号を生成することを特徴とする請求項3に記載の認証システム。
【請求項5】
前記特徴点抽出手段は、標識の複数回の読取に対して位置ずれの程度を反映しながら位置合わせを行うための位置補正手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の認証システム。
【請求項6】
認証対象を該認証対象の画素よりも大きいメッシュに分割して該メッシュ区分ごとの色情報を前記メッシュ区分を変化させて2回以上読み取る読取ステップと、
前記読み取りステップにより読み取るごとに、前記メッシュ区分の各々の色情報から該メッシュ区分を変化させたことに起因して生じる色情報の変化に基づいて複数個の特徴点を抽出して記憶する特徴点抽出ステップと
を備えることを特徴とする認証方法。
【請求項7】
前記特徴抽出ステップは、前記読取ステップの解像度に依存することなく前記認証対象の特徴を抽出することを特徴とする請求項6記載の認証方法。
【請求項8】
さらに、前記抽出された特徴点から認証用の暗号を生成する暗号生成を備えることを特徴とする請求項7記載の認証方法。
【請求項9】
前記認証用の暗号は、認証を行う前記認証対象を付するために用いた認証対象付着ステップを示す暗号を含むことを特徴とする請求項8記載の認証方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2009−290878(P2009−290878A)
【公開日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−170322(P2009−170322)
【出願日】平成21年7月21日(2009.7.21)
【分割の表示】特願2007−528472(P2007−528472)の分割
【原出願日】平成18年7月25日(2006.7.25)
【出願人】(502305722)
【Fターム(参考)】