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公開番号2025111042
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-30
出願番号2024005186
出願日2024-01-17
発明の名称二次元コード、二次元コード生成装置、二次元コード生成方法、二次元コード解読装置、二次元コード解読方法、二次元コード生成解読システム、及び二次元コード生成解読方法
出願人国立大学法人電気通信大学
代理人弁理士法人信友国際特許事務所
主分類G06K 19/06 20060101AFI20250723BHJP(計算;計数)
要約【課題】二次元コードのセキュリティ性を向上させる。
【解決手段】予め定められた形状の特定パターンが配置される特定パターン領域と、表示する単位となるセルとして暗色系セルと明色系セルを用意し、暗色系セルと明色系セルの配列の組み合わせで記録データが示されるデータ記録領域と、が設けられた二次元コードに適用される。データ記録領域の暗色系セルと明色系セルのいずれか一方は、3原色の内の特定の1つの原色を第1の階調値とし、残りの2つの原色をランダムな階調値とし、データ記録領域の他方のセルは、特定の1つの原色を第1の階調値とは離れた範囲でランダムな階調値とし、残りの2つの原色信号をランダムな階調値とした。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
予め定められた形状の特定パターンが配置される特定パターン領域と、
表示する単位となるセルとして暗色系セルと明色系セルを用意し、前記暗色系セルと前記明色系セルの配列の組み合わせで記録データが示されるデータ記録領域と、が設けられた二次元コードであり、
前記データ記録領域の前記暗色系セルと前記明色系セルのいずれか一方は、３原色の内の特定の１つの原色を第１の階調値とし、残りの２つの原色をランダムな階調値とし、
前記データ記録領域の前記暗色系セルと前記明色系セルのいずれか他方は、前記特定の１つの原色を前記第１の階調値とは離れた範囲でランダムな階調値とし、残りの２つの原色信号をランダムな階調値とした
二次元コード。
続きを表示（約 2,900 文字）【請求項２】
予め定められた形状の特定パターンが配置される特定パターン領域と、
表示する単位となるセルとして暗色系セルと明色系セルを用意し、前記暗色系セルと前記明色系セルの配列の組み合わせで記録データが示されるデータ記録領域と、が設けられた二次元コードを生成する二次元コード生成装置であり、
前記データ記録領域の前記暗色系セルと前記明色系セルのいずれか一方を、３原色の内の特定の１つの原色を第１の階調値とし、残りの２つの原色をランダムな階調値とする第１置換処理部と、
前記データ記録領域の前記暗色系セルと前記明色系セルのいずれか他方を、前記特定の１つの原色を前記第１の階調値とは離れた範囲でランダムな階調値とし、残りの２つの原色信号をランダムな階調値とする第２置換処理部と、
前記第１置換処理部で３原色の階調値が設定されたセルと、前記第２置換処理部で３原色の階調値が設定されたセルとを、前記データ記録領域に配置して、表示又は印刷を行うための二次元コードを得る二次元コード出力部と、を備えた
二次元コード生成装置。
【請求項３】
予め定められた形状の特定パターンが配置される特定パターン領域と、
表示する単位となるセルとして暗色系セルと明色系セルを用意し、前記暗色系セルと前記明色系セルの配列の組み合わせで記録データが示されるデータ記録領域と、が設けられた二次元コードを生成する二次元コード生成方法であり、
前記データ記録領域の前記暗色系セルと前記明色系セルのいずれか一方を、３原色の内の特定の１つの原色を第１の階調値とし、残りの２つの原色をランダムな階調値とする第１置換処理と、
前記データ記録領域の前記暗色系セルと前記明色系セルのいずれか他方を、前記特定の１つの原色を前記第１の階調値とは離れた範囲でランダムな階調値とし、残りの２つの原色信号をランダムな階調値とする第２置換処理と、
前記第１置換処理で３原色の階調値が設定されたセルと、前記第２置換処理で３原色の階調値が設定されたセルとを、前記データ記録領域に配置して、表示又は印刷を行うための二次元コードを得る二次元コード出力処理と、を含む
二次元コード生成方法。
【請求項４】
予め定められた形状の特定パターンが配置される特定パターン領域と、
表示する単位となるセルとして、暗色系セルと明色系セルの一方と他方からなる第１セルと第２セルとを用意し、前記第１セルと前記第２セルの配列の組み合わせで記録データが示されるデータ記録領域と、が設けられた二次元コードを解読する二次元コード解読装置であり、
前記二次元コードを撮影した画像から、３原色の内の特定の１つの原色成分の強度が、しきい値未満、または所定の範囲内のセルを第１セルと判別し、前記第１セルの条件に合致しないセルを第２セルと判別して、二次元コードを再生成する再生成処理部と、
前記再生成処理部で再生成された二次元コードに含まれる記録データを解読する解読処理部と、を備える
二次元コード解読装置。
【請求項５】
前記再生成処理部は、前記二次元コードを撮影した画像をスペクトル分析した結果から、前記特定の１つの原色成分の強度を判別する
請求項４に記載の二次元コード解読装置。
【請求項６】
前記二次元コードは、端末の表示部が表示したものであり、
前記しきい値は、前記端末の機種によって可変設定する
請求項５に記載の二次元コード解読装置。
【請求項７】
前記二次元コードを撮影した画像は、前記特定の１つの原色の光で照明した状態で撮影した画像である
請求項４に記載の二次元コード解読装置。
【請求項８】
予め定められた形状の特定パターンが配置される特定パターン領域と、
表示する単位となるセルとして、暗色系セルと明色系セルの一方と他方からなる第１セルと第２セルとを用意し、前記第１セルと前記第２セルの配列の組み合わせで記録データが示されるデータ記録領域と、が設けられた二次元コードを解読する二次元コード解読方法であり、
前記二次元コードを撮影した画像から、３原色の内の特定の１つの原色成分の強度が、しきい値未満、または所定の範囲内のセルを第１セルと判別し、前記第１セルの条件に合致しないセルを第２セルと判別して、二次元コードを再生成する再生成処理と、
前記再生成処理で再生成された二次元コードに含まれる記録データを解読する解読処理部と、を含む
二次元コード解読方法。
【請求項９】
予め定められた形状の特定パターンが配置される特定パターン領域と、
表示する単位となるセルとして、暗色系セルと明色系セルの一方と他方からなる第１セルと第２セルとを用意し、前記第１セルと前記第２セルの配列の組み合わせで記録データが示されるデータ記録領域と、が設けられた二次元コードを二次元コード生成装置で生成し、生成した二次元コードを二次元コード解読装置で解読する二次元コード生成解読システムであり、
前記二次元コード生成装置は、
前記データ記録領域の前記第１セルを、３原色の内の特定の１つの原色を第１の階調値とし、残りの２つの原色をランダムな階調値とする第１置換処理部と、
前記データ記録領域の前記第２セルを、前記特定の１つの原色を前記第１の階調値とは離れた範囲でランダムな階調値とし、残りの２つの原色信号をランダムな階調値とする第２置換処理部と、
前記第１置換処理部で３原色の階調値が設定された前記第１セルと、前記第２置換処理部で３原色の階調値が設定された前記第２セルとを、前記データ記録領域に配置して、表示又は印刷を行うための二次元コードを得る二次元コード出力部と、を備え、
前記二次元コード解読装置は、
前記二次元コードを撮影した画像から、３原色の内の特定の１つの原色成分の強度が、しきい値以上、しきい値未満、または所定の範囲内のセルを第１セルと判別し、前記第１セルの条件に合致しないセルを第２セルと判別して、二次元コードを再生成する再生成処理部と、
前記再生成処理部で再生成された二次元コードに含まれる記録データを解読する解読処理部と、を備える
二次元コード生成解読システム。
【請求項１０】
前記二次元コード生成装置の前記第１置換処理部が処理する特定の１つの原色の情報と、前記第１の階調値の情報の少なくともいずれか一方を、前記二次元コード解読装置に伝送し、
前記二次元コード解読装置は、伝送された情報に基づいて、再生成処理を行う際の特定の１つの原色と、前記しきい値の少なくともいずれか一方を設定する
請求項９に記載の二次元コード生成解読システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次元コード、二次元コード生成装置、二次元コード生成方法、二次元コード解読装置、二次元コード解読方法、二次元コード生成解読システム、及び二次元コード生成解読方法に関し、特に、セキュリティ対策を施した二次元コードの技術に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ＱＲコード（登録商標）などと称される二次元コードが様々な用途に普及している。例えば、スマートフォンなどの端末の表示部に二次元コードを表示させて、その二次元コードを読取機で読み取ることで、端末の所持者の認証が行われている。このような二次元コードは、例えば、各種イベントの入場券や交通機関のチケットとして利用されている。あるいは、商店などでの代金支払い時の認証用としても普及している。スマートフォンなどの端末に二次元コードを表示させる使用形態は一例であり、紙などに二次元コードを印刷して使用することもある。
通常、読取機で読み取った二次元コードは、読取機内での読み取り画像の解読処理でテキストや記号などの記録情報が復元される。
【０００３】
ところで、二次元コードは、スマートフォンなどの端末で簡単にコード情報化が可能であると共に、表示されたコード情報の読み取りもスマートフォンなどの端末で簡単に行うことができるが、利便性が高い一方でセキュリティ面での不安がある。
特許文献１には、暗号キーを使って、二次元コードとして表示されるコード情報に公開・非公開を設定する技術を適用した例についての記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－１２１６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるように、二次元コードとして表示されるコード情報を、暗号キーを使って暗号化することで、暗号キーを持った特定の機器だけが正しく情報を読み取ることができ、二次元コードを使用した場合のセキュリティが確保される。
特許文献１に記載されるように暗号キーを使用した場合、正しい暗号キーを持った機器だけが解読可能であり、特許文献１に記載の技術は、ごく少数の者（機器）だけが非公開情報を読み取ることを想定した使用方法である。
したがって、このような暗号キーの使用は、二次元コードの生成や解読がどの端末でも簡単にできるという、二次元コードの本来の利便性を犠牲にしたセキュリティ確保のためのものであり、利便性を犠牲にしないセキュリティ確保技術の開発が望まれていた。
【０００６】
本発明は、これらに鑑みて、利便性を犠牲にすることなく、適切なセキュリティ確保が行える二次元コード、二次元コード生成装置、二次元コード生成方法、二次元コード解読装置、二次元コード解読方法、二次元コード生成解読システム、及び二次元コード生成解読方法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】
【０００７】
本発明の二次元コードは、予め定められた形状の特定パターンが配置される特定パターン領域と、表示する単位となるセルとして暗色系セルと明色系セルを用意し、暗色系セルと明色系セルの配列の組み合わせで記録データが示されるデータ記録領域と、が設けられた二次元コードであり、データ記録領域の暗色系セルは、３原色の内の特定の１つの原色を第１の階調値とし、残りの２つの原色をランダムな階調値とし、データ記録領域の明色系セルは、特定の１つの原色を第１の階調値とは離れた範囲でランダムな階調値とし、残りの２つの原色信号をランダムな階調値とした。
【０００８】
また、本発明の二次元コード生成装置は、予め定められた形状の特定パターンが配置される特定パターン領域と、表示する単位となるセルとして暗色系セルと明色系セルを用意し、暗色系セルと明色系セルの配列の組み合わせで記録データが示されるデータ記録領域と、が設けられた二次元コードを生成する二次元コード生成装置であり、データ記録領域の暗色系セルを、３原色の内の特定の１つの原色を第１の階調値とし、残りの２つの原色をランダムな階調値とする第１置換処理部と、データ記録領域の明色系セルを、特定の１つの原色を第１の階調値とは離れた範囲でランダムな階調値とし、残りの２つの原色信号をランダムな階調値とする第２置換処理部と、第１置換処理部で３原色の階調値が設定されたセルと、第２置換処理部で３原色の階調値が設定されたセルとを、データ記録領域に配置して、表示又は印刷を行うための二次元コードを得る二次元コード出力部と、を備える。
【０００９】
また、本発明の二次元コード生成方法は、予め定められた形状の特定パターンが配置される特定パターン領域と、表示する単位となるセルとして暗色系セルと明色系セルを用意し、暗色系セルと明色系セルの配列の組み合わせで記録データが示されるデータ記録領域と、が設けられた二次元コードを生成する二次元コード生成方法であり、データ記録領域の暗色系セルを、３原色の内の特定の１つの原色を第１の階調値とし、残りの２つの原色をランダムな階調値とする第１置換処理と、データ記録領域の明色系セルを、特定の１つの原色を第１の階調値とは離れた範囲でランダムな階調値とし、残りの２つの原色信号をランダムな階調値とする第２置換処理と、第１置換処理で３原色の階調値が設定されたセルと、第２置換処理で３原色の階調値が設定されたセルとを、データ記録領域に配置して、表示又は印刷を行うための二次元コードを得る二次元コード出力処理と、を含む。
【００１０】
また、本発明の二次元コード解読装置は、予め定められた形状の特定パターンが配置される特定パターン領域と、表示する単位となるセルとして、暗色系セルと明色系セルの一方と他方からなる第１セルと第２セルとを用意し、第１セルと第２セルの配列の組み合わせで記録データが示されるデータ記録領域と、が設けられた二次元コードを解読する二次元コード解読装置であり、二次元コードを撮影した画像から、３原色の内の特定の１つの原色成分の強度が、しきい値未満、または所定の範囲内のセルを第１セルと判別し、前記第１セルの条件に合致しないセルを第２セルと判別して、二次元コードを再生成する再生成処理部と、再生成処理部で再生成された二次元コードに含まれる記録データを解読する解読処理部と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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