專利名稱：Id卡、id卡作成裝置以及id卡讀取裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及公司職員證、會員證、駕駛執(zhí)照、護照、信用卡等同時記錄有用于特定人的ID(Identification)信息和本人的臉部照片等的照片圖像的ID卡。
背景技術：
以往，在公司職員證或駕駛執(zhí)照等ID卡中，作為用于特定持有該ID卡的人的ID信息，其表面上除了用文字記錄有識別序號、姓名、部門等外，還作為照片圖像記錄有該人的臉部照片。
進而，例如，在進行身份等確認時，要求使用者提示ID卡，并在根據所記錄的ID信息確認使用者的身份等的同時，比照所記錄的照片圖像和使用者，以確認其為同一人。
這里，作為與以往的ID卡相關連的專利，例如，可以例舉下述的專利文件1所記載的內容。
專利第3075221號公報但是，近年來，隨著圖像處理技術的發(fā)展，例如，可以將ID卡所記錄的照片圖像偷換成其他人的照片，很容易發(fā)生竄改ID卡等的不法行為。
在發(fā)生了這樣的偷換照片圖像的情況時，由于作為文字所記錄的ID信息是原本正確的信息，又限于偷換了照片圖像的人持有該ID卡，故要檢測出是被竄改了的ID卡較為困難。

發(fā)明內容
因而，本發(fā)明的目的即為解決上述的以往技術的問題點，提供即使進行偷換照片圖像的竄改也能夠容易地檢測出該竄改的ID卡。
為達成上述的目的的至少一部分，本發(fā)明的ID卡的特征在于假定包含有用于特定人的第一ID信息的水印圖像為位于頻率區(qū)域的像，相對于上述水印圖像，對圖像整體實施根據頻率區(qū)域的逆變換，將所得到的變換圖像相加到記錄了上述人的一部分或者全部的照片圖像上，并作為電子水印埋入上述ID信息，通過印刷記錄所得到的埋入圖像，作成ID卡。
這樣，在本發(fā)明的ID卡中，在通過印刷記錄的埋入圖像中，通過相對于含有ID信息的水印圖像，對圖像整體實施根據頻率區(qū)域的逆變換，并將所得到的變換圖像相加到照片圖像上，可作為電子水印埋入ID信息。
因而，在偷換照片圖像等進行了ID卡10的竄改等時，由于在ID卡上所記錄的照片圖像中或者沒有埋入ID信息，或者即使埋入了也是假的ID信息，故通過從ID卡中讀取其埋入圖像，抽出所埋入的ID信息，可以判定是否進行了偷換照片圖像等ID卡10的竄改。由此，即使在進行了偷換照片圖像等ID卡10的竄改時，也將很容易地檢測出該竄改，簡單地識破對他人的冒充行為。
這里，在本說明書中，加法運算中也包括負值的相加，即減法運算。
在本發(fā)明的ID卡中，希望進一步記錄作成用于特定上述人的第二ID信息。
這樣，除了對照片圖像的利用電子水印的埋入外，通過在ID卡上記錄ID信息，即使在沒有從照片圖像中抽出ID信息時，也可以取得持有ID卡的人的ID信息。
本發(fā)明的ID卡作成裝置是用于作成ID卡的ID卡作成裝置，其特征在于具有假定含有用于特定人的ID信息的水印圖像為位于頻率區(qū)域的像并相對于上述水印圖像對圖像整體實施根據頻率區(qū)域的逆變換，取得變換圖像的逆變換部；
將上述變換圖像相加到記錄了上述人的一部或者全部的照片圖像上，取得作為電子水印埋入了上述ID信息的埋入圖像的相加部；通過印刷在規(guī)定的卡上記錄上述埋入圖像作成上述ID卡的記錄部。
通過使用本發(fā)明的ID卡作成裝置，可以容易地作成將ID信息作為電子水印埋入到照片圖像中的ID卡。
本發(fā)明的ID卡讀取裝置是用于讀取記錄在ID卡上的信息的ID卡讀取裝置，其特征在于具有讀取作為上述ID卡所記錄的圖像且將用于特定人的ID信息作為電子水印埋入到記錄有人的一部或者全部的照片圖像而成的埋入圖像的讀取部；相對于上述埋入圖像，對圖像整體實施到頻率區(qū)域的變換，取得變換圖像的變換部；從上述變換圖像中抽出上述ID信息的抽出部。
通過使用本發(fā)明的ID卡讀取裝置，可以容易地從記錄在ID卡上的埋入圖像中抽出作為電子水印埋入的ID信息。
本發(fā)明的ID卡作成方法是用于作成ID卡的ID卡作成方法，其特征在于具有(a)準備用于特定人的ID信息以及記錄有上述人的一部或者全部的照片圖像的工序；(b)圖形化上述ID信息生成配置形成在期望的位置上的水印圖像的工序；(c)假定上述水印圖像為位于頻率區(qū)域的像，相對于上述水印圖像，對圖像整體實施根據頻率區(qū)域的逆變換，取得變換圖像的工序；(d)將上述變換圖像相加到上述照片圖像上，取得作為電子水印埋入了上述ID信息的埋入圖像的工序；(e)通過印刷在規(guī)定的卡上記錄上述埋入圖像，作成上述ID卡的工序。
通過使用本發(fā)明的ID卡作成方法，可以容易地作成將ID信息作為電子水印埋入到照片圖像中的ID卡。
在本發(fā)明的ID卡作成方法中，在上述工序(b)中假定了上述水印圖像是位于頻率區(qū)域的像時，最好將上述ID信息配置在作為相當于低頻成分或者中頻成分的區(qū)域，即將相當于直流成分的點作為中心的2個圓弧所挘凍值那闬頡通過這樣地進行配置，可以在埋入圖像中減少因所埋入的ID信息所導致的像質劣化的可能性。
在本發(fā)明的ID卡作成方法中，上述工序(b)最好包含在所生成的上述水印圖像內的規(guī)定的位置上添加標記的工序。
通過這樣地添加標記，在從埋入圖像中抽出ID信息時，即使在埋入圖像中添加了幾何學的變形，也可以容易地檢測出是施加了怎樣的變形，進而，使搜索位信息(比特信息)的位置的工作變得容易。
在本發(fā)明的ID卡作成方法中，上述工序(b)最好包含將預先準備的隨機序列的值按順序乘到上述水印圖像的各個像素的值上，相對于上述水印圖像進行亮度方向的調整的工序。
通過這樣地進行亮度方向的調整，可以抑制在埋入圖像中因ID信息的存在而大幅度地改變特定頻率的灰度級別導致的像質劣化。在本發(fā)明的ID卡作成方法中，上述工序(b)也可以包含假想地追加不足部分的像素以使所作成的上述水印圖像的大小達到預先設定的大小的工序。
工序(c)中，在相對于水印圖像對圖像整體實施根據頻率區(qū)域的逆變換之際使用了特定的變換算法時，通過這樣地假想地追加像素，可以使水印圖像的大小達到設定了的大小，容易進行變換過程中的計算。
在本發(fā)明的ID卡作成方法中，作為上述逆變換，上述工序(c)中最好使用離散余弦逆變換或者離散傅立葉逆變換。
這是因為作為根據頻率區(qū)域的逆變換，離散余弦逆變換或者離散傅立葉逆變換是典型的變換。
本發(fā)明的ID卡讀取方法是用于讀取記錄在ID卡上的信息的ID卡讀取方法，其特征在于具有(a)準備記錄了在記錄有人的一部或者全部的照片圖像中作為電子水印埋入用于特定人的ID信息而成的埋入圖像的上述ID卡的工序；(b)從上述ID卡中讀取上述埋入圖像的工序；(c)相對于上述埋入圖像，對圖像整體實施到頻率區(qū)域的變換，取得變換圖像的工序；(d)從上述變換圖像中抽出上述ID信息的工序。
根據本發(fā)明的ID卡讀取方法，可以容易地從記錄在ID卡上的埋入圖像中抽出作為電子水印埋入的ID信息。
在本發(fā)明的ID卡讀取方法中，上述工序(b)最好包含對上述埋入圖像實施濾波處理的工序。
由于通過實施這樣的濾波處理可以除去不需要的頻率成分，故在抽出ID信息時，可以容易地進行抽出。
在本發(fā)明的ID卡讀取方法中，上述工序(d)最好包含從上述變換圖像中檢測標記，基于檢測出來的標記的狀態(tài)檢測對應于埋入圖像的幾何變化，并在實施了消除該幾何變化這樣的校正的基礎上，搜索上述ID信息的位置的工序。
通過實施這樣的處理，即使是在埋入圖像中施加了幾何學的變形，也可以容易地進行上述ID信息的位置的搜索。
在本發(fā)明的ID卡讀取方法中，作為上述變換，上述工序(c)中最好使用離散余弦變換或者離散傅立葉變換。
這是因為作為到頻率區(qū)域的變換，離散余弦變換或者離散傅立葉變換是典型的變換。
這里，本發(fā)明并非僅限于上述的ID卡、ID卡作成裝置以及ID卡讀取裝置等裝置發(fā)明的樣態(tài)，或ID卡作成方法以及ID卡讀取方法等方法發(fā)明的樣態(tài)，作為用于構筑這些裝置或方法的計算機程序的樣態(tài)、作為記錄了這樣的計算機程序的記錄介質的樣態(tài)、或者包含上述計算機程序在傳送波內具體化了的數據信號等，可以以各種各樣的樣態(tài)予以實現。


圖1所示是作為本發(fā)明的一個實施例的ID卡的平面圖；圖2所示是可以作成圖1的ID卡的ID卡作成裝置的構成的框圖；圖3所示是一例照片圖像的說明圖；圖4所示是圖2所示的ID卡作成裝置30實行的電子水印埋入處理的步驟的說明圖；圖5所示是一般情況下通過DCT得到的頻率成分的說明圖；圖6所示是各位信息的配置區(qū)域和如后述那樣添加的標記的位置的說明圖；圖7所示是一例包含了位信息的水印圖像的說明圖；圖8所示是一例添加了標記后的水印圖像的說明圖；圖9所示是一例利用隨機序列進行了亮度方向的調整后的水印圖像的說明圖；圖10所示是一例假想地追加了像素后的水印圖像的說明圖；圖11所示是一例假想地追加了像素后的照片圖像的說明圖；圖12所示是一例通過IDCT得到的變換圖像的說明圖；圖13所示是一例埋入圖像的說明圖；圖14所示是一例去除了假想地追加了的像素后的埋入圖像的說明圖；圖15所示是可以從圖1的ID卡中讀取ID信息的ID卡讀取裝置的構成的框圖；圖16所示是圖15所示的ID卡讀取裝置130實行的電子水印抽出處理的步驟的說明圖；圖17所示是一例實施了濾波處理后的埋入圖像的說明圖；圖18所示是一例通過DCT得到的變換圖像的說明圖；圖19所示是一例添加有幾何變化的埋入圖像的說明圖；圖20所示是一例由圖19的埋入圖像得到的變換圖像的說明圖；
圖21所示是一例添加有幾何變化的埋入圖像的說明圖；圖22所示是一例由圖21的埋入圖像得到的變換圖像的說明圖；圖23所示是一例添加了幾何變化的埋入圖像的說明圖；圖24所示是一例由圖23的埋入圖像得到的變換圖像的說明圖；圖25所示是比較本實施例的情況和比較例的情況給出的位信息配置區(qū)域的說明圖；圖26所示是沒有進行使用了隨機序列的亮度方向的調整時的埋入圖像的說明圖。
具體實施例方式下面，基于實施例按以下的順序說明本發(fā)明的實施形態(tài)。
A.ID卡B.ID卡作成裝置C.ID卡讀取裝置D.實施例的效果E.變形例A.ID卡圖1所示是作為本發(fā)明之一實施例的ID卡的平面圖。如圖1所示那樣，在ID卡10的表面上，除了通過文字記錄有作為用于特定持有該ID卡10的人的ID信息的識別序號12、姓名14以及部門16外，還作為照片圖像18記錄了其人的臉部照片。
此外，雖然沒有通過圖面進行表示，但作為本實施例的特征，在ID卡10所記錄的照片圖像18中作為電子水印埋入有與識別序號12相同的序號。
B.ID卡作成裝置這樣的ID卡10由圖2所示那樣的ID卡作成裝置作成。圖2所示是可以作成圖1的ID卡的ID卡作成裝置的構成的框圖。
圖2所示的ID卡作成裝置30由計算機構成，具有CPU32、ROM34、RAM36、由鍵盤或鼠標等構成的輸入裝置38、由CRT或液晶顯示器等組成的顯示裝置40、由網卡等構成的通信裝置42、由熱敏打印機、噴墨打印機、激光打印機等構成的打印機44、硬盤裝置46和連接這些要素的總線48。這里，圖2中省略了各種接口電路。通信裝置42經由通信線路連接在計算機網絡上。
在硬盤裝置46上，作為數據，分別對應應該作成ID卡的各當事人保存了用于特定該人的ID信息70和作為該人的臉部照片的照片圖像72。此后，作為ID信息70，除了上述的識別序號、姓名、部門外，還包含有生年月日、性別、住所等。此外，照片圖像72的數據通過用數字照相機等攝取各當事人的臉或者用掃描儀等讀入各當事人的臉部照片取得。
另一方面，在RAM36上保存有用于實現水印圖像生成部50、標記添加部52、乘法部54、假想像素追加部56、離散余弦逆變換(IDCT)部58、加法部60和假想像素除去部62的各種功能的計算機程序。通過CPU32實行該計算機程序，可以實現這些50～62各部的功能。
這樣的計算機程序可以以保存在軟磁盤或CD-ROM等計算機可讀取的記錄介質上的形態(tài)提供。計算機從該記錄介質中讀取計算機程序，經由硬盤裝置46或者直接轉送到RAM36。或者，也可以經由通信線路由計算機網絡上的服務器等向計算機提供上述計算機程序。
在本說明書中，所謂的計算機是一種包含硬件裝置和操作系統(tǒng)的概念，意味著可以在操作系統(tǒng)的控制下動作的硬件裝置。此外，在不需要操作系統(tǒng)地可以通過單獨的應用程序或者單獨的固件使硬件裝置動作這樣的情況下，其硬件裝置本身即相當于計算機。硬件裝置至少具有CPU和用于讀取記錄在記錄介質上的計算機程序的手段。在這樣的計算機上，計算機程序包含實現上述各部的功能的程序代碼。這里，上述功能的一部也可以不通過應用程序而是通過操作系統(tǒng)實現。
此外，作為“記錄介質”，可以利用軟磁盤或CD-ROM、光磁盤、IC卡、ROM卡夾、穿孔卡、印刷有條形碼等符號的印刷物、計算機的內部存儲裝置(RAM或ROM等存儲器)以及外部存儲裝置等計算機可讀取的各種各樣的介質。
這樣的ID卡作成裝置30對各個當事人分別各作成一枚ID卡10。首先，CPU32從保存在硬盤裝置46中的當事人的ID信息70中讀出該當事人的識別序號，并將其識別序號變換成由0、1構成的位信息。此外，CPU32還從硬盤裝置46中讀出所保存的當事人的照片圖像72的數據。該照片圖像72的數據由大小M×N個像素構成，是可以用R(紅)、G(綠)、B(蘭)成分表現各像素的顏色的彩色圖像數據。
圖3所示是一例照片圖像的說明圖。這里，在圖3中，為了方便，代替當事人的臉部照片使用了圣誕老人玩具的照片。該做法在下面的圖中也是同樣的。
然后，CPU32在所讀出的照片圖像72的數據中作為電子水印埋入變換得到的位信息。
圖4所示是這樣的ID卡作成裝置30實行的電子水印埋入處理的步驟的說明圖。
首先，圖2的水印圖像生成部50生成包含了上述位信息的水印圖像(圖4中的步驟S102)。具體地就是圖形化位信息，生成配置在期望的位置上的水印圖像。作為水印圖像，由大小為與前述的照片圖像同樣的M×N個像素構成，是各像素的顏色為白色或黑色的2值圖像。在本實施例中，假定這樣的的水印圖像是位于通過離散余弦變換(DCT)得到的頻率區(qū)域的像并進行此后的水印圖像埋入處理。
一般地，對于圖像數據這樣的二維的離散值，作為DCT可以使用二維DCT，其可由式(1)表示。
D(u,v)=c(u)c(v)2MNΣm=0M-1Σn=0N-1G(m,n)cos(2m+1)uπ2Mcos(2n+1)vπ2N---(1)]]> 這里，G(m，n)是圖像數據，D(u，v)是DCT系數(頻率成分)。
圖5所示是一般情況下通過DCT得到的頻率成分的說明圖。在圖5所示的頻率成分(DCT系數)中，位于左上點上的成分稱為直流(DC)成分，規(guī)定整體的能量。此外，其他的頻率成分按照離DC成分的遠近排列成低頻成分、中頻成分和高頻成分的順序。進而，同一頻率的成分排列在以DC成分為中心的同一圓弧上。這些頻率成分中，低頻成分規(guī)定了圖像的大的形狀，隨著其逐漸成為高頻而逐漸地規(guī)定圖像的細節(jié)。
因此，水印圖像生成部50如上述的這樣圖形化位信息，并如圖6所示的那樣，在沿著以左上的點(即相當于DC成分)為中心的圓弧延伸的位信息區(qū)域(斜線部分)內進行配置。
圖6所示是配置各位信息的區(qū)域和如后述的添加標記的位置的說明圖。如圖6所示的那樣，位信息配置區(qū)域是相當于低頻成分或者中頻成分的區(qū)域，且為被以左上的點(即，相當于DC成分)為中心的2個圓弧所相挘兜那闬頡圖6中，如果設uv坐標的一個塊為如64×64個像素，則從左上的點到位信息配置區(qū)域的距離r1為106個像素程度的距離。
圖7所示是一例包含了位信息的水印圖像的說明圖。如圖7所示的那樣，各個位信息分別被圖形化，在圖6所示的位信息配置區(qū)域中，盡可能地在位于以左上的點(即，相當于DC成分)為中心的同一圓弧上進行配置。這里，一個位信息被圖形化為例如大小3×3個像素、亮度為B(這里，B＞0)的塊。
然后，標記添加部52在所生成的水印圖像內的規(guī)定的位置處添加標記(步驟S104)。
如圖6所示，如果設uv坐標的一個塊例如是64×64個像素，則在(u，v)＝(64，64)的位置配置標記。這里，從左上的點到該標記的距離r2為90個像素程度的距離。因而，從左上的點到位信息配置區(qū)域的距離r1和到該標記的距離r2的比r1/r2為1.18。
圖8所示是一例添加了標記后的水印圖像的說明圖。如圖6以及圖8所示的那樣，標記是大小為2×2個像素，相對于前述的位信息的亮度B其亮度為k×B(這里，k≥1)。
然后，乘法部54對水印圖像的各個像素的值按順序乘以預先準備的隨機序列的值(步驟S106)，對水印圖像的全部像素進行亮度方向的調整。這里，作為隨機序列，使用M×N個具有采用了0或1的某個值的隨機值的隨機序列。
圖9是一例用隨機序列進行過亮度方向的調整后的水印圖像的說明圖。如圖9所示的那樣，通過進行利用隨機序列的亮度方向的調整，可以白黑近似均等地配置水印圖像整體。此外，位信息以及標記的部分也某種程度地成為白黑相交的狀態(tài)。
接著，假想像素追加部56假想地追加不足部分的像素(步驟S108)，以便能夠使水印圖像的大小達到預先設定的大小。
例如，在預先設定的上述的大小為2n×2n個像素(這里，n是2以上的整數，M、N≤2n)時，因為水印圖像的大小如前述那樣是M×N個像素，即在圖6中u方向為M個像素，v方向為N個像素，故在u方向為(2n-M)個不足的像素，在v方向為(2n-N)個不足的像素。于是，假想地追加這些不足部分的像素，將u方向、v方向分別為L個像素，即大小為2n×2n個像素的圖像作為新的水印圖像取得。
圖10是一例追加了假想的像素后的水印圖像的說明圖。如圖10所示的那樣，通過假想地追加像素，水印圖像成為大小為2n×2n個像素的正方形的圖像。
另一方面，假想像素追加部56不僅對水印圖像，而且也對上述照片圖像進行同樣的處理。即，假想地追加不足部分的像素(步驟S110)，以便能夠使照片圖像的大小達到預先設定上述的大小。
如上述這樣，例如，在預先設定的上述的大小為2n×2n個像素時，分別假想地在u方向追加(2n-M)個像素，在v方向追加(2n-N)個像素，將大小為L×L個像素的圖像作為新的照片圖像取得。
圖11是一例假想地追加了像素后的照片圖像的說明圖。如圖11所示的那樣，通過假想地追加像素，照片圖像也與水印圖像同樣地成為了大小為2n×2n個像素的正方形的圖像。
而后，在IDCT部58假定該水印圖像如前述的那樣，為位于通過DCT得到的頻率區(qū)域的像，且相對于該水印圖像不對圖像分塊地、對圖像整體實施離散余弦逆變換(IDCT)，得到位于空間區(qū)域的像(變換圖像)(步驟S112)。
圖12所示是一例通過IDCT得到的變換圖像的說明圖。如圖12所示的那樣，通過實施了IDCT變換，排列在以左上的點為中心的同一圓弧上的位信息被均勻地分散到圖像整體中。
然后，加法部60在照片圖像的各個像素的值上分別加上變換圖像的對應的像素的值，將位信息作為電子水印埋入照片圖像，得到埋入圖像(步驟S114)。
圖13所示是一例采用這樣做法得到的埋入圖像的說明圖。通過在圖11所示的照片圖像中加上圖12所示的變換圖像，可以得到將位信息作為水印圖像埋入的圖13所示那樣的埋入圖像。
最后，假想圖像除去部62除去在步驟S108以及步驟S110假想地追加了的像素(步驟S116)。
即，由于分別假想地在u方向追加了(2n-M)個像素，在v方向追加了(2n-N)個像素，故通過從埋入圖像中除去這些追加了的像素，作為最終的埋入圖像可以得到與原大小M×N個像素同樣大小的圖像。
圖14所示是一例除去了假想地追加了的像素后的埋入圖像的說明圖。如圖14所示的那樣，通過取除了假想地追加了的像素，可以得到與圖3所示的原照片圖像同樣大小的埋入圖像。
如上述說明過的那樣，通過圖4所示的電子水印埋入處理，如果將位信息作為電子水印埋入照片圖像72的數據中并取得了埋入圖像的數據，則下面CPU32從保存在硬盤裝置46的當事人的ID信息70中讀出該當事人的識別序號、姓名、部門并將之變換成文字數據。進而，CPU32編輯該文字數據和埋入圖像的數據，作成文件數據，使用該文件數據，通過硬盤裝置46在規(guī)定的卡的上印刷圖1所示那樣的照片圖像18或ID信息。這樣，可以對每一個當事人作成ID卡10。
如以上這樣作成的ID卡10被分別分配給作為上述當事人的被管理者，例如，可以如下面這樣進行利用。即，被管理者需要附加義務地攜帶自己的ID卡10，在管理者確認被管理者的身份等時，要求該被管理者提交ID卡10，并在根據記錄在ID卡10表面上的ID信息(識別序號、姓名、部門)確認該人的身份等的同時，比照所記錄的照片圖像和持卡人，確認其為同一個人。
C.ID卡讀取裝置但是，在懷疑偷換照片圖像等竄改了ID卡10時，可通過用圖15所示那樣的ID卡讀取裝置讀出埋入記錄在ID卡10上的照片圖像18中的位信息(ID信息)，以判斷有無進行竄改。
圖15所示是可以從圖1的ID卡讀取ID信息的ID卡讀取裝置的構成的框圖。
圖15所示的ID卡讀取裝置130也與ID卡作成裝置30同樣地由計算機構成，除了具有CPU132、ROM134、RAM136、輸入裝置138、顯示裝置140、通信裝置142、硬盤裝置146和總線148外，還具有用于讀取記錄在ID卡上的照片圖像或ID信息的掃描儀144。此外。通信裝置142也經由通信線路連接在計算機網絡上。
另一方面，在RAM136上保存有用于實現濾波處理部150、離散余弦變換(DCT)部152、位信息搜索部154、位信息抽出部156的各種功能的計算機程序。通過CPU32實行該計算機程序，可以實現這些150～156各部的功能。
這樣的ID卡讀取裝置130在從ID卡10中讀取記錄在表面上的ID信息的同時，還讀取照片圖像，并從該照片圖像中抽出作為電子水印埋入的ID信息。
于是，首先，如果ID卡10通過掃描儀144，則掃描儀144掃描ID卡10的表面，讀取所記錄的內容。CPU132受取由掃描儀144讀取的數據，并分別從該數據中取出記錄照片圖像部分的數據(即，照片圖像的數據)和記錄ID信息部分的數據。
其中，照片圖像的數據由大小M×N個像素構成，是可以用R(紅)、G(綠)、B(蘭)成分表現各像素的顏色的彩色圖像數據。如果沒有進行偷換照片圖像等ID卡10的竄改，則在該照片圖像中作為電子水印埋入的應該是真正的位信息(ID信息)。具體地，作為照片圖像，即埋入圖像，取出的應該是與圖13所示的圖像一樣的圖像。
而后，CPU132從取出的照片圖像(即，埋入圖像)的數據中抽出作為電子水印埋入的位信息。
圖16所示是這樣的ID卡讀取裝置130實行的電子水印抽出處理的步驟的說明圖。
首先，濾波處理部150對埋入圖像實施濾波處理(步驟S202)。具體地是進行從埋入圖像中除去低于圖6所示的位信息配置區(qū)域的低頻成分這樣的濾波處理。
圖17所示是一例實施過濾波處理后的埋入圖像的說明圖。通過實施上述這樣的濾波處理，可以如圖17所示的那樣，得到除去了灰度級別較高的高頻成分(即，DC成分或其近傍的低頻成分)的圖像。
而后，DCT部152相對于該埋入圖像不進行圖像分塊地、對圖像整體實施離散余弦變換(DCT)，得到位于頻率區(qū)域的像(變換圖像)(步驟S204)。
圖18所示是一例通過DCT得到的變換圖像的說明圖。如圖18所示的那樣，通過對埋入圖像實施DCT，可以得到包含了埋入的位信息的變換圖像。
進而，位信息搜索部154從變換圖像中檢測標記，并基于檢測出來的標記的狀態(tài)檢測對應于埋入圖像的幾何變化。并且，在相對于變換圖像實施了消除該檢測出來的幾何變化這樣的校正的基礎上，搜索位信息的位置(步驟S206)。
在本實施例中，如上述那樣，利用打印機44印刷埋入了位信息的埋入圖像作成ID卡10，然后，通過掃描儀144從這樣的ID卡10中讀取埋入圖像，取得埋入圖像(照片圖像)的數據。如果進行這樣的利用打印機的印刷處理或利用掃描儀的讀取處理，則在最終得到的埋入圖像的數據中將總會或多或少地添加有幾何變化。一旦在埋入圖像中添加了這樣的幾何變化，則由于位信息存在的位置也自當初的位置發(fā)生了變化，故找出位信息的工作將變得困難。
因此，在本實施例中，如上述這樣，通過檢測添加了的標記，可以檢測出添加在埋入圖像中的幾何變化。
圖19、圖21、圖23各分別為一例添加了幾何變化的埋入圖像的說明圖，圖20、圖22、圖24則各分別為一例從圖19、圖21、圖23的埋入圖像中得來的變換圖像的說明圖。
在圖19所示的例中，添加有將圖像放大120％這樣的幾何變化，此時，標記如圖20所示那樣地發(fā)生移動。
即，在放大、縮小了圖像時，放大時標記移動到左上，縮小時標記移動到右下。此時，如果設從左上的點到標記的距離為r2’，原來的距離為r2，則放大率α為α＝r2/r2’。因而，使用該放大率α可以消除所添加的幾何變化。
在圖21所示的例中，添加有在橫方向(u方向)將圖像放大120％，改變了方向比這樣的幾何變化，此時，標記如圖22所示那樣地發(fā)生移動。
即，在改變了方向比時，亦即如上述這樣地只在橫方向進行了放大時，標記向左方向移動。此時，如果設離vZ軸的距離r2u’，原來的距離為r2u，則橫向放大率αu為αu＝r2u/r2u’。使用該放大率αu可以消除所添加的幾何變化。
在圖23所示的例中，添加有使圖像向右旋轉30度這樣的幾何變化，該情況下，在同心圓上出現2個標記。此時，如果設用左上的點和2個標記作成的角度為θ度，并使圖像逆向地旋轉θ/2度或者(90-θ/2)度，則可以消除所添加的幾何變化，得到正確的位信息的位置。
如以上這樣，如果搜索到了位信息的位置，則下一步位信息抽出部156將基于該搜索結果，從變換圖像中抽出被圖形化了的位信息，并進行數值化(步驟S208)。
這樣，通過圖16所示的電子水印抽出處理，如果從埋入圖像的數據中抽出了位信息，則CPU132將從其數值化了的位信息中取得識別序號。然后，CPU132將剛才取出的記錄有ID信息的部分的數據變換成文字數據，并從該文字數據中，檢測出作為ID信息之一記錄的識別序號。進而，CPU132比較所得到的2個識別序號，在二者一致時，判斷為沒有進行偷換照片圖像等的ID卡10的竄改，在二者不一致時，判斷為進行了竄改。另一方面，在利用圖16所示的電子水印抽出處理沒有從埋入圖像的數據中抽出位信息時，CPU132將判斷為進行了偷換照片圖像等的ID卡10的竄改。
這樣，利用圖15所示的ID卡讀取裝置，可以判斷有無做過ID卡10的竄改。
D.實施例的效果如以上說明過的這樣，根據本實施例，即使在進行了偷換照片圖像等ID卡10的竄改時，也將很容易地檢測出該竄改，簡單地識破對他人的冒充行為。
此外，在本實施例中，當將位信息(ID信息)作為電子水印埋入時，對包含位信息的水印圖像一方實施IDCT，而對照片圖像一方則不實施DCT或者IDCT。比較于照片圖像，由于水印圖像的一方是單純的圖像，信息量也極少，故進行IDCT處理時的處理時間只要很短即可。
另外，一般地，在通過DCT得到的頻率成分中，由于與低頻成分或中頻成分相比較，高頻成分灰度級別低，故在步驟S102生成水印圖像時，如果將位信息配置在例如相當于高頻成分的區(qū)域，則在最終得到的埋入圖像中將存在因埋入的位信息而導致的像質劣化的可能性。此外，為了不對像質產生影響，在相當于高頻成分的區(qū)域配置位信息時，將限定配置的位置。另外，正因為如此，位信息將成為稀疏地配置，故在從埋入圖像中抽出所埋入的位信息時，其抽出將變得困難。與之相對應，在本實施例中，由于不是將位信息配置在相當于高頻成分的區(qū)域，而是將之配置在相當于低頻成分或者中頻成分的區(qū)域(即，圖6中的位信息配置區(qū)域)，故減少了導致上述那樣的像質劣化的可能性。
圖25是比較本實施例的情況和比較例的情況給出的位信息配置區(qū)域的說明圖。此外，在本實施例中，如上述的那樣，取位信息配置區(qū)域為如圖25所示那樣沿著以左上的點(即，相當于DC成分)為中心的圓弧延伸的區(qū)域。另一方面，作為比較例，例如，考慮取位信息配置區(qū)域為沿著從右上到左下的直線延伸的區(qū)域。但是，這樣的比較例的情況中，各位信息將被配置在頻率不同的位置上。而且，在比較例的位信息配置區(qū)域，因為用單點劃線A圍起來的部分相當于高于其他部分的高頻成分側的區(qū)域，故如果在該部分配置位信息，將易于導致像質劣化。此外，如果要不對像質產生影響地在該部分配置位信息，則需要限定進行配置的位置，就此點來看，在比較例的位信息配置區(qū)域將存在不能過多地配置位信息這樣的問題。與之相反，在本實施例的位信息配置區(qū)域中，由于是使用上述那樣的區(qū)域，故位信息可以幾乎是配置在相當于同一頻率帶的區(qū)域上。因而，因為不存在用單點劃線A圍起來那樣的相當于高頻成分側的區(qū)域，故也不存在導致像質劣化的可能性。另外，由于不限定配置位信息的位置，故可以較多地配置位信息。
在本實施例中，因為在步驟S104對水印圖像內的規(guī)定的位置添加了標記，故在埋入圖像中添加了幾何學的變形時，可以容易地檢測出是添加了怎樣的變形，進而，可以容易地進行位信息的位置的搜索。
在本實施例中，因為在步驟S106使用隨機序列對水印圖像的全部像素進行了亮度方向的調整，故可以抑制在最終得到的埋入圖像中因位信息或標記的存在而使特定頻率的灰度級別大幅度地變化導致的像質劣化。
圖26所示是沒有進行使用了隨機序列的亮度方向的調整時的埋入圖像的說明圖。如比較圖26給出的埋入圖像和進行過使用了隨機序列的亮度方向的調整的埋入圖像、即圖14所示的埋入圖像可知的那樣，在沒有進行使用了隨機序列的亮度方向的調整時，在像素整體上表現的因埋入的影響導致的現象劣化了像質。
在本實施例中，在步驟S112對水印圖像實施IDCT時，使用以2n個像素為單位進行計算的變換算法。因此，在水印圖像的大小不足預先設定的大小2n×2n個像素時，可以通過在步驟S108假想地追加不足的部分，使之成為大小為2n×2n個像素的正方形的圖像，便于進行IDCT中的計算。
這里，如上述這樣，由于變換算法是以2n個像素為單位進行IDCT的計算，故即使水印圖像是大小為2m×2n個像素(這里，m、n為2以上的整數，且m≠n)的長方形的圖像，也可以某種程度地便于進行IDCT的計算，但如果如上述這樣，通過使之成為2n×2n個像素的正方形的圖像，則可以更容易地進行IDCT中的計算。
此外，在本實施例中，在步驟S110之所以不僅對水印圖像，而且也對照片圖像假想地追加不足部分的像素，以便使之成為預先設定的大小，是因為在步驟S114對照片圖像相加水印圖像的變換圖像時，希望照片圖像與變換圖像最好為同樣的大小。
另外，在本實施例中，因為在對水印圖像實施IDCT時是不分塊圖像地對圖像整體實施IDCT，故不需要在以往抽出所埋入的電子水印時需要的塊等的位置或形狀的校正。因而，即使是在埋入圖像中添加有因打印機的印刷或掃描儀的讀取處理帶來的幾何變化，在本實施例中，也不需要用于校正因其變形引起的塊等的位置或形狀的偏差的高度的匹配處理，可以容易地進行位信息的抽出。
再有，在對水印圖像實施IDCT時，由于是不分塊圖像地對圖像整體實施IDCT，故與分塊的情況相比，可以使位信息均勻地分散到圖像整體中。
在本實施例中，因為在步驟S116可以除去假想地追加了的像素，故在最終得到的埋入圖像中不殘存不需要的像素。這里，由于如前述的那樣，通過實施了IDCT，所埋入的位信息被分散到圖像整體中，故即使這樣地除去了一部分像素，也不會丟失所埋入的位信息。
此外，在本實施例中，因為在從埋入圖像中抽出位信息之前，在步驟S202實施濾波處理，取除了較高灰度級別的高頻成分(即，DC成分或其近旁的低頻成分)，故在抽出位信息時，可以容易地進行抽出。
E.變形例這里，本發(fā)明并非僅限于上述的實施例或者實施形態(tài)，可以在不脫離其主旨的范圍內以各種各樣的樣態(tài)進行實施。
在上述的實施例中，在步驟S112，利用IDCT部58對水印圖像實施了IDCT，此外，在步驟S204通過DCT部152對埋入圖像實施了DCT，但本發(fā)明并非僅限于此，例如，也可以代替IDCT部設置離散傅立葉逆變換部(IDFT)，由它對水印圖像實施IDFT，此外，代替DCT部設置離散傅立葉變換部(DFT)，由它對埋入圖像實施DFT。
在上述的實施例中，作為記錄在ID卡上的照片圖像，規(guī)定使用持有該卡的人的臉部照片，但也可以使用全身照片，還可以使用指紋或虹膜等的照片。
在上述的實施例中，作為電子水印埋入到照片圖像中的ID信息，埋入的是識別序號，但也可以埋入姓名或部門等。此外，作為記錄在ID卡的表面上的ID信息或者作為電子水印埋入到照片圖像中的ID信息，也可以使用持有該卡的人的指紋或虹膜等的生物統(tǒng)計學信息或基于照片圖像(臉部照片)的一部分數據得到的雜亂信號值等。
在上述的實施例中，在生成包含了ID信息的水印圖像時，將ID信息變換成位信息，將其位信息圖形化為塊進行配置，但也可以按文字形式不變地圖形化配置ID信息。此外，還可以將ID信息圖形化成字符標記進行配置。
在上述的實施例中，是通過在ID卡的表面進行印刷記錄了ID信息，但也可以代替使用或者并用在ID卡上通過磁或光記錄來記錄ID信息的一部分或者全部的方法。或者，在卡上搭載IC，將之記錄在該IC內。
在上述的實施例中，在作成ID卡時，圖2所示的ID卡作成裝置30將應該記錄在ID卡上的照片圖像或者ID信息保存在硬盤裝置46內并使用這些信息，但本發(fā)明并非僅限于此，例如，也可以將這些照片圖像或ID信息的一部分或者全部保存在計算機網絡上的服務器中，在作成ID卡時，ID卡作成裝置30通過通信裝置42訪問該服務器，使用這些照片圖像或ID信息在ID卡上進行記錄。
在上述的實施例中，在判斷有無ID卡的竄改時，是比較作為電子水印埋入ID卡的照片圖像中的ID信息(具體地為識別序號)和記錄在ID卡的表面的ID信息進行判斷，但本發(fā)明并非僅限于此。例如，也可以數據庫化ID信息并將其保存在圖15所示的ID卡讀取裝置130的硬盤裝置146中，進而基于埋入到ID卡的照片圖像中的ID信息(例如，識別序號)從硬盤裝置146中讀出對應的ID信息，并使之在顯示裝置140上進行顯示，管理人員以該顯示的信息為依據進行ID卡持有人的確認。此外，也可以連接ID信息在硬盤裝置146內保存照片圖像，并基于埋入到ID卡的照片圖像中的ID信息(例如，識別序號)從硬盤裝置146中讀出與該ID信息連接著的照片圖像，使之在顯示裝置140上進行顯示，通過觀察比較所顯示的照片圖像、ID卡的照片圖像和ID卡持有人，進行判斷。另外，還可以將這些ID信息或照片圖像保存在計算機網絡上的服務器中，在進行判斷時，ID卡讀取裝置130通過通信裝置42訪問該服務器，并基于埋入到照片圖像中的ID信息(例如，識別序號)，從服務器中讀出ID信息或照片圖像，進而，與上述情況同樣地進行判斷。
這里，在這樣采用基于埋入在ID卡的照片圖像中的ID信息由ID卡讀取裝置130或計算機網絡上的服務器讀出ID信息或照片圖像的方法時，在ID卡上，至少應該記錄有埋入了ID信息(例如，識別序號)的照片圖像，但并不一定必須記錄有其以外的信息。即，在這樣的情況下，只要ID卡是僅記錄有埋入了ID信息的照片圖像的卡即可。
此外，在上述的實施例中，如前述那樣，在步驟S112對水印圖像實施IDCT時，使用的是以2n個像素為單位進行計算的變換算法，但在代替該變換算法使用不以2n個像素為單位進行計算這樣的變換算法時，則不需要步驟S108、步驟S110的假想的像素追加處理或步驟S116的假想的像素除去處理。
另外，在步驟S112，即使是使用以2n個像素為單位進行計算的變換算法時，在步驟S102生成水印圖像之際，在自當初開始就作為大小為2n×2n個像素的正方形的圖像生成時，也不需要步驟S108的假想的像素追加處理。
再有，也可以在步驟S110對水印圖像實施了IDCT后，從所得到的變換圖像中除去假想地追加了的像素。此時，在步驟S114對照片圖像相加水印圖像的變換圖像時，由于照片圖像和變換圖像為同樣大小，故對照片圖像不需要步驟S112的假想的像素追加處理。此外，當然也不需要步驟S116的假想的像素除去處理。
在上述的實施例中，在步驟S202，作為濾波處理，進行的是從埋入圖像中除去低于位信息配置區(qū)域的頻率成分這樣的處理，但除了低于位信息配置區(qū)域的頻率成分之外，也可以進行除去高于位信息配置區(qū)域的頻率成分這樣的處理。
在上述的實施例中，作為從頻率區(qū)域的逆變換或到頻率區(qū)域的變換，使用的是DCT或DFT，但也可以采用小波變換或變形離散余弦變換(MDCTmodified DCT)等其他種類的正交變換。
在上述的實施例中，為了得到埋入圖像，在照片圖像上相加(包含相減)了水印圖像，但也可以通過實施相乘、相除、其他的種種計算得到埋入圖像。
權利要求
1.一種ID卡，其特征在于假定包含了用于特定人的第一ID信息的水印圖像為位于頻率區(qū)域的像，相對于上述水印圖像，對圖像整體實施根據頻率區(qū)域的逆變換，將所取得變換圖像相加到記錄有上述人的一部分或者全部的照片圖像上，作為電子水印埋入上述ID信息，并通過印刷記錄所得到的上述埋入圖像作成ID卡。
2.根據權利要求1所記述的ID卡，其特征在于進一步記錄有用于特定上述人的第二ID信息。
3.一種用于作成ID卡的ID卡作成裝置，其特征在于具有假定包含了用于特定人的第一ID信息的水印圖像為位于頻率區(qū)域的像，相對于上述水印圖像，對圖像整體實施根據頻率區(qū)域的逆變換，取得變換圖像的逆變換部；將上述變換圖像相加到記錄了上述人的一部分或者全部的照片圖像上，取得將上述ID信息作為電子水印而埋入的埋入圖像的相加部；通過印刷在規(guī)定的卡上記錄上述埋入圖像，作成上述ID卡的記錄部。
4.一種讀取記錄在ID卡上的信息的ID卡讀取裝置，其特征在于具有讀取作為上述ID卡所記錄的圖像且將用于特定人的ID信息作為電子水印埋入到記錄了人的一部分或者全部的照片圖像中而成的埋入圖像的讀取部；相對于上述埋入圖像，對圖像整體實施到頻率區(qū)域的變換，取得變換圖像的變換部；從上述變換圖像中抽出上述ID信息的抽出部。
5.一種用于作成ID卡的ID卡作成方法，其特征在于具有(a)準備用于特定人的ID信息以及記錄了上述人的一部分或者全部的照片圖像的工序；(b)圖形化上述ID信息生成配置在期望的位置處的水印圖像的工序；(c)假定上述水印圖像為位于頻率區(qū)域的像，相對于上述水印圖像，對圖像整體實施根據頻率區(qū)域的逆變換，取得變換圖像的工序；(d)將上述變換圖像相加在上述照片圖像上，取得將上述ID信息作為電子水印而埋入的埋入圖像的工序；(e)通過印刷在規(guī)定的卡上記錄上述埋入圖像，并作成上述ID卡的工序。
6.根據權利要求5所記述的ID卡作成方法，其特征在于在上述工序(b)中假定了上述水印圖像為位于頻率區(qū)域的像時，將圖形化了的上述ID信息配置在作為相當于低頻成分或者中頻成分的區(qū)域，即將相當于直流成分的點作為中心的2個圓弧所夾持的區(qū)域。
7.根據權利要求5所記述的ID卡作成方法，其特征在于上述工序(b)包含在所生成的上述水印圖像內的規(guī)定的位置上添加標記的工序。
8.根據權利要求5所記述的ID卡作成方法，其特征在于上述工序(b)包含將預先準備的隨機序列的值按順序乘到上述水印圖像的各個像素的值上，相對于上述水印圖像進行亮度方向的調整的工序。
9.根據權利要求5所記述的ID卡作成方法，其特征在于上述工序(b)包含假想地追加所不足的部分的像素以使所作成的上述水印圖像的大小達到預先設定的大小的工序。
10.根據權利要求5所記述的ID卡作成方法，其特征在于作為上述逆變換，在上述工序(c)中使用離散余弦逆變換或者離散傅立葉逆變換。
11.一種用于讀取記錄在ID卡上的信息的ID卡讀取方法，其特征在于具有(a)準備記錄了在記錄有人的一部分或者全部的照片圖像中作為電子水印埋入用于特定人的ID信息而成的埋入圖像的上述ID卡的工序；(b)從上述ID卡中讀取上述埋入圖像的工序；(c)相對于上述埋入圖像，對圖像整體實施向頻率區(qū)域的變換，取得變換圖像的工序；(d)從上述變換圖像中抽出上述ID信息的工序。
12.根據權利要求11所記述的ID卡讀取方法，其特征在于上述工序(b)包含對上述埋入圖像實施濾波處理的工序。
13.根據權利要求11所記述的ID卡讀取方法，其特征在于上述工序(d)包含從上述變換圖像中檢測標記，基于檢測出來的標記的狀態(tài)檢測對應于埋入圖像的幾何變化，并在實施了消除該幾何變化這樣的校正的基礎上，搜索上述ID信息的位置的工序。
14.根據權利要求11所記述的ID卡讀取方法，其特征在于作為上述變換，在上述工序(c)中使用離散余弦變換或者離散傅立葉變換。
15.一種用于作成ID卡的計算機程序，其特征在于可以使計算機實現以下功能，即圖形化用于特定人的ID信息生成配置在期望的位置上的水印圖像的功能；假定上述水印圖像為位于頻率區(qū)域的像，相對于上述水印圖像，對圖像整體實施根據頻率區(qū)域的逆變換，取得變換圖像的功能；將上述變換圖像相加在記錄了上述人的一部分或者全部的上述照片圖像中，取得記錄在上述ID卡中的埋入圖像的功能，
16.一種用于讀取記錄在ID卡上的信息的計算機程序，其特征在于可以使計算機實現以下功能，即相對于從上述ID卡中讀取的、埋入有用于特定人的ID信息的埋入圖像，對圖像整體實施向頻率區(qū)域的變換，取得變換圖像的功能；從上述變換圖像中抽出上述ID信息的功能。
17.一種計算機可讀取的記錄介質，其特征在于記錄了權利要求15或者權利要求16所記載的計算機程序。
全文摘要
提供一種ID卡、ID卡作成裝置及ID卡讀取裝置。即使是進行偷換照片圖像等ID卡的竄改也能夠容易地檢測出該竄改。假定包含了ID信息的水印圖像為位于頻率區(qū)域的像，相對于該水印圖像，對圖像整體實施根據頻率區(qū)域的逆變換，得到變換圖像。將其變換圖像相加到照片圖像中，得到將ID信息作為電子水印埋入了的埋入圖像。通過印刷在規(guī)定的卡上記錄其埋入圖像，作成ID卡。
文檔編號B42D15/10GK1484196SQ0310140
公開日2004年3月24日 申請日期2003年1月7日 優(yōu)先權日2002年9月17日
發(fā)明者小野束, 江川雄毅, 毅 申請人:興和株式會社