專利名稱：結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的圖像的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種結(jié)合了宏觀和微觀級信息的圖像，以及一種產(chǎn)生這種圖像的方法。大量的微觀級的信息可以防止偽造，并作為文件的保護(hù)特征。本發(fā)明還涉及包括這些保護(hù)特征的文件，以及產(chǎn)生這類文件的方法，這種文件可包括例如價值關(guān)系商業(yè)證書、證書、票證以及個人識別文件。
這里所用的詞匯“圖像”可以廣義的理解為表示可在顯示屏上打印或顯示的事務(wù)的任何直觀表示，例如文字、圖像、圖片、繪圖等。
微結(jié)構(gòu)可包含微結(jié)構(gòu)元素，例如文字、標(biāo)識語、裝飾、記號或任何其它微結(jié)構(gòu)。當(dāng)從特定距離觀看時，主要可看見宏觀圖像。當(dāng)從近距離觀看時，主要可看見微結(jié)構(gòu)。當(dāng)處于中間距離時，微結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)都可見。
現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)開始嘗試產(chǎn)生結(jié)合了微觀級信息的圖像，從遠(yuǎn)處主要可看見宏觀圖像，從近處主要可看見微結(jié)構(gòu)。美國專利No.6198545和1995年年會系列、計算機(jī)圖形處理第219-228頁中的V.Ostromoukhov、R.D.Hersch的文章“藝術(shù)屏”中公開了稱為“藝術(shù)屏”的現(xiàn)有技術(shù)方法。但是本方法需要圖形設(shè)計者進(jìn)行大量工作以產(chǎn)生這種微結(jié)構(gòu)，且本方法僅限于二值圖像，即黑白圖像或單顏色和白色圖像。在歐洲專利申請99114740.6中公開了通過計算色差將微結(jié)構(gòu)合并到圖像中的方法。這種方法不能根據(jù)圖像的局部亮度來修改微結(jié)構(gòu)的深淺度。
在1999年年度會議系列的新加坡’99計算機(jī)圖形處理第425-432頁中由V.Ostromoukhov、R.D.Hersch所著的“多色和藝術(shù)抖動處理”的文章中公開一種稱為“多色抖動處理”的方法。該方法可以將多個作為屏幕像素且結(jié)合了精細(xì)微結(jié)構(gòu)的顏色圖像合成，其中微結(jié)構(gòu)可以表示例如特征、標(biāo)識、記號等多種形狀，從而提供強(qiáng)大的防偽特征。該公開物還提供了一種迭代技術(shù)，用于平衡抖動陣列，但是這種處理很慢而且很麻煩，經(jīng)常不能達(dá)到滿意的結(jié)果。前述的以及其它已知方法的缺點(diǎn)在于需要大量工作以合成構(gòu)成所需微結(jié)構(gòu)形狀的抖動顯示陣。這些工作需要計算機(jī)科學(xué)專業(yè)技術(shù)人員建立3D函數(shù)、將它們離散化、對產(chǎn)生的抖動值重新編號并對它們進(jìn)行均衡處理。
另一種在圖像內(nèi)產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)的方法基于大型抖動顯示陣并使用標(biāo)準(zhǔn)抖動再現(xiàn)最終圖像，該抖動顯示陣的連續(xù)極限值表示該微結(jié)構(gòu)(見Oleg Veryovka和Jphn Buchanan，基于抖動屏幕的圖像的半色調(diào)技術(shù)，圖形界面處理，1988-1999，Ed.Scott MacKenzie和JamesStewart，Morgan Kaufmann Publ.或http//www.graphicsinterface.org/proceedings/1999/106/)。在該文件中，作者說明怎樣根據(jù)任意灰度級結(jié)構(gòu)或灰度級圖像來構(gòu)造抖動顯示陣。它們主要是通過直方圖均衡化來確保抖動極限值的均勻分布。通過誤差擴(kuò)散來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)控制。但是，當(dāng)這種方法在微結(jié)構(gòu)中結(jié)合文字時，打印的字體形狀并不會根據(jù)亮度而變化，即字體形狀并不會根據(jù)局部亮度而變小或變大。這種方法也局限于黑白或單色目標(biāo)圖像。作者沒有提供一種可根據(jù)結(jié)合微結(jié)構(gòu)形狀的二值位圖來構(gòu)建抖動顯示陣的方法。
在美國專利申請No.60/312170(2001年8月14日申請，申請人為Huver Hu互聯(lián)網(wǎng)地址http//www.amgraf.com/中可見)中公開了另一種在圖像內(nèi)結(jié)合微結(jié)構(gòu)的方法，它公開了將灰度種子圖像或二值種子圖像轉(zhuǎn)換為點(diǎn)分級值的陣列(類似于抖動顯示陣)，這種陣列可被用于合成包括微結(jié)構(gòu)的最終圖像的Postscript翻譯程序使用。但是這種方法只局限于黑白或單色輸出圖像(二值圖像)。另外，種子圖像最好為灰度級圖像(專利申請No.60/312170中的圖10)。由于形狀生成是以逐步增加的暗度級、從用戶指定的生成中心開始直到二值種子圖像給出的形狀為止，因此利用二值種子圖像，所產(chǎn)生的微結(jié)構(gòu)并不局限于非常簡單的形狀(專利申請No.60/312170的圖13)。該形狀不會超出60％的暗度暗度級是隨著獨(dú)立重疊的幾何掩模(例如，三角形，在專利申請No.60/312170的圖2、12和13的楔形的所有黑暗部分上可見)的生成而產(chǎn)生的。另外，需要人工交互干預(yù)來將種子圖像轉(zhuǎn)換為點(diǎn)分級值陣列。
將信息結(jié)合在顏色圖像中的另一種方法是在保持圖像的色度的同時，修改由表示將要嵌入的信息的掩模所指定的位置處的亮度級(見美國專利5530759)。但是，由于所嵌入的信息并不實(shí)際用于構(gòu)成宏觀圖像，因此不將其作為微結(jié)構(gòu)。如果所嵌入的信息結(jié)合在大的均勻表面中，則宏觀圖像會顯著改變，且嵌入的信息可從遠(yuǎn)距離處看到。另外，掩模是固定的，即它的形狀不會隨局部亮度或顏色而改變。
另外一個在美國專利5995638中公開的相關(guān)發(fā)明公開了一種用于驗(yàn)證文件的方法，該文件包括由微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的基本屏幕和用于產(chǎn)生可驗(yàn)證形狀的波紋亮度表面的顯示屏幕。美國專利申請09/902445描述了一種相似的方法，但是其中基本屏幕和顯示屏幕可以執(zhí)行幾何變換，改變頻率扭曲屏幕。
將微結(jié)構(gòu)結(jié)合在圖像中不僅涉及藝術(shù)圖像產(chǎn)生領(lǐng)域，而且還涉及需要防止偽造的文件的產(chǎn)生領(lǐng)域。已知在利用專業(yè)打印機(jī)和打印技術(shù)在特別的基層上特別打印的商業(yè)票據(jù)，例如鈔票中，結(jié)合微結(jié)構(gòu)作為保護(hù)特征。
所打印的商業(yè)票據(jù)，例如鈔票、憑證、運(yùn)輸票、娛樂事件票和其他票、具有或代表經(jīng)濟(jì)價值的贈券或收據(jù)的產(chǎn)生中，需要主要注意的是提供足夠的防止偽造的保護(hù)措施。偽造中所需的難度與商業(yè)票據(jù)的價值、有效期以及普遍性有關(guān)。例如，鈔票與任何特別事件沒有任何關(guān)系，且可保持多年有效，因此需要可實(shí)現(xiàn)極難復(fù)制的保護(hù)特征。另一方面，具有相對有限期限的票，例如運(yùn)輸票，諸如在特定日期對于特定目的地才有效的火車票，或?qū)?yīng)特定表演的劇場票需要較低級的保護(hù)特征，只要它們可以確保該票據(jù)在對應(yīng)事件的剩余時間內(nèi)難以復(fù)制或與該商業(yè)票據(jù)的價值相比需要更多技術(shù)手段或人工努力來實(shí)現(xiàn)就可以。
很多商業(yè)票據(jù)的有效性驗(yàn)證都經(jīng)?；谝曈X控制。雖然很容易為商業(yè)票據(jù)提供獨(dú)特的保護(hù)特征，例如加密的條形碼或其它碼，但是它們的驗(yàn)證需要使用電子處理裝置，這在很多場合都是不實(shí)際或不夠的。
由于商業(yè)票據(jù)主要基于視覺有效性控制，因此對于偽造者希望偽造的商業(yè)票據(jù)所具有的價值來說，如果其所使用的特殊基層太難或太昂貴，則只需提供普通的保護(hù)特征。使用特殊基層或特殊打印技術(shù)的缺點(diǎn)在于不能在不受發(fā)行人控制的地點(diǎn)產(chǎn)生商業(yè)票據(jù)，不論直接還是間接。
考慮到商業(yè)網(wǎng)絡(luò)例如英特網(wǎng)或局域網(wǎng)的廣泛使用，需要能夠在購買者所處的地方，例如具有PC和標(biāo)準(zhǔn)打印機(jī)的家中，產(chǎn)生可視覺驗(yàn)證的打印的商業(yè)票據(jù)，例如運(yùn)輸票和娛樂事件票。
國際專利申請WO00/67192中公開了一種用于在標(biāo)準(zhǔn)打印機(jī)上打印的、具有特定可視覺驗(yàn)證的保護(hù)特征的商業(yè)票據(jù)的產(chǎn)生方法。在前述申請中，根據(jù)特定的規(guī)則利用該商業(yè)票據(jù)從而產(chǎn)生對于有知識的人可以視覺識別的圖案。這種防止對根據(jù)后一種方法產(chǎn)生的票據(jù)的偽造的保護(hù)在于潛在的偽造者對預(yù)定規(guī)則的無知。
對預(yù)定規(guī)則的信賴具有很多缺點(diǎn)。首先必須將該規(guī)則通知給需要控制驗(yàn)證的人，在包括很多控制者的時候這變得不實(shí)用。第二，該規(guī)則必須產(chǎn)生可視覺識別的特征，相應(yīng)的潛在的偽造者可以根據(jù)一定數(shù)量的商業(yè)票據(jù)推導(dǎo)出具有足夠相似度的規(guī)則，從而利用不同的數(shù)據(jù)產(chǎn)生偽造物。因此，應(yīng)當(dāng)注意由于PC機(jī)上相對完善的圖像生成和編輯軟件的廣泛使用，為了視覺上仿效基于上述國際申請WO00/67192中描述的預(yù)定規(guī)則的真實(shí)商業(yè)票據(jù)上的可識別圖案，偽造者利用相對強(qiáng)大的工具可以再現(xiàn)受控的圖像和文字。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的圖像，該微結(jié)構(gòu)可被有效的產(chǎn)生。
本發(fā)明的另一個目的是在特定應(yīng)用中提供難以偽造的圖像，特別用作文件中的保護(hù)特征。
在特定應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)在于提供結(jié)合有可快速產(chǎn)生的微結(jié)構(gòu)的圖像。
在特定應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)在于提供結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的圖像，該微結(jié)構(gòu)具有高分辨率或高視覺質(zhì)量。
在特定應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)在于提供結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的圖像，該微結(jié)構(gòu)可以運(yùn)動。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種產(chǎn)生這種圖像的方法，以及產(chǎn)生包括這種圖像的文件的方法。本發(fā)明還有一個目的是提供一計算機(jī)系統(tǒng)以產(chǎn)生這種圖像。
本發(fā)明的另一目的是提供一種保密文件，例如商業(yè)票據(jù)或證書，以及產(chǎn)生這種保密文件的方法，該保密文件很難偽造同時可以實(shí)現(xiàn)對其真實(shí)性的視覺驗(yàn)證，而且這種保密文件可利用非專業(yè)打印系統(tǒng)例如標(biāo)準(zhǔn)PC打印機(jī)來打印，或者被顯示在電子顯示器上。
它的一個優(yōu)點(diǎn)是提供具有保護(hù)特征的保密文件，該保護(hù)特征可由驗(yàn)證人視覺驗(yàn)證，而不需要向該人提供隱藏的或編碼的保護(hù)特征這樣的限制性信息，或者其它對于無知的人不能得到的信息。
它的一個優(yōu)點(diǎn)是提供一種產(chǎn)生保密文件的方法，該保密文件可以快速的產(chǎn)生個人和/或事件特定信息，例如包括與該特定人、目的地或事件相關(guān)的信息。
還有一個優(yōu)點(diǎn)是提供一種方法，客戶通過通信網(wǎng)絡(luò)例如英特網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)庫裝置，可以實(shí)現(xiàn)安全的將商業(yè)票據(jù)打印或下載顯示在便攜式裝置顯示屏上。
本發(fā)明的目的可通過提供產(chǎn)生結(jié)合有權(quán)利要求1所述的微結(jié)構(gòu)的圖像的方法來實(shí)現(xiàn)。
本文中所述的產(chǎn)生結(jié)合微結(jié)構(gòu)的圖像的方法包括
-獲得原始圖像；-產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)；和-在所述原始圖像的一個區(qū)域或全部中加入所述微結(jié)構(gòu)；其中產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)的操作包括從原始微結(jié)構(gòu)形狀自動合成微結(jié)構(gòu)要素。該原始微結(jié)構(gòu)形狀在實(shí)施例中是二值位圖的形式。位圖自動合成可以非常有效的快速產(chǎn)生圖像，這些圖像可以例如根據(jù)對應(yīng)于文件內(nèi)容的信息，該文件中使用所述圖像，結(jié)合不同的微結(jié)構(gòu)形狀。另外，由于在微結(jié)構(gòu)圖像加入時間過程中執(zhí)行了參數(shù)化變換，因此可以快速加入相同微結(jié)構(gòu)的不同實(shí)例。本自動抖動陣列合成方法的重要優(yōu)點(diǎn)在于可以確保結(jié)合在圖像或保密文件中的微結(jié)構(gòu)在所有的亮度級下(大多數(shù)情況下從10％-90％暗度)保持可見。從而可以產(chǎn)生結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量和安全的圖像。
本發(fā)明的目的可通過權(quán)利要求3所述的方法來實(shí)現(xiàn)，該方法可產(chǎn)生結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的圖像。
本文中還描述了產(chǎn)生結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的圖像的方法，包括-獲得原始圖像；-產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)；和在所述原始圖像中加入所述微結(jié)構(gòu)；其中，微結(jié)構(gòu)包括從低頻微結(jié)構(gòu)要素產(chǎn)生的低頻微結(jié)構(gòu)，和從高頻微結(jié)構(gòu)要素產(chǎn)生的高頻微結(jié)構(gòu)，低頻微結(jié)構(gòu)要素比高頻微結(jié)構(gòu)要素大。這兩極微結(jié)構(gòu)可以提供非常難以偽造的圖像。還可能有更多級的微結(jié)構(gòu)結(jié)合在該圖像中。
微結(jié)構(gòu)可由文字、圖形要素和符號構(gòu)成。微結(jié)構(gòu)的形狀可根據(jù)亮度和顏色而變化，該微結(jié)構(gòu)可保護(hù)該保密文件的要素，例如文字、相片、圖像和可能的背景圖案。由于保密文件構(gòu)建于微結(jié)構(gòu)的表面，因此在不使得在保密文件中產(chǎn)生不連續(xù)的情況下，文件要素和微結(jié)構(gòu)要素不會被擦除或修改。另外，由于扭曲變換可以沿保密文件的表面在不同方向并以不同尺寸扭曲該微結(jié)構(gòu)，因此，不可能簡單的將個別微結(jié)構(gòu)要素復(fù)制和插入其它地方。
本發(fā)明還公開怎樣利用高頻抖動陣列來均衡結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的圖像(下稱“微結(jié)構(gòu)圖像”)或保密文件。該高頻抖動陣列還結(jié)合有第二級微結(jié)構(gòu)，可以提供額外的保護(hù)。
本發(fā)明中還公開具有微結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)圖像和保密文件，該微結(jié)構(gòu)中加入有黑/白、顏色墨水，或者可能局部被加入有非標(biāo)準(zhǔn)墨水、或特殊墨水，例如熒光墨水、磷光墨水、金屬墨水、虹彩墨水或紫外墨水。掩?？芍付繕?biāo)文件中將被加入特殊墨水的部分，該掩模的形狀可以表達(dá)一種視覺信息(例如粗體文字字串或符號)。在給定的觀察條件下(例如光類型、視角)，該特殊墨水隱藏。在其它觀察條件下，該特殊墨水具有使掩模形狀(例如，文字或符號)清楚可見的效果。例如在特定的視角，由特殊墨水覆蓋的部分被隱藏，而當(dāng)從其它角度觀看時，它變得可見。
本發(fā)明還公開一種運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)圖像，其中的微結(jié)構(gòu)可隨時間而演變，從遠(yuǎn)處主要可看到圖像，而從近處主要可看到演變的微結(jié)構(gòu)。這種運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)圖像就像連續(xù)的圖像實(shí)例一樣被顯示，由于微結(jié)構(gòu)的演變，每個圖像實(shí)例都不同于前一圖像實(shí)例。該微結(jié)構(gòu)演變是由參數(shù)化的變換來決定的，它的參數(shù)作為時間的函數(shù)而平滑的改變。
本發(fā)明中還公開一種將原始圖像或者傳統(tǒng)的半色調(diào)的圖像與微結(jié)構(gòu)圖像合并的方法，從而可以在目標(biāo)圖像范圍內(nèi)向微結(jié)構(gòu)提供更多或更少的深淺度。這使得可以產(chǎn)生這樣的目標(biāo)圖像，由于多值掩模，該微結(jié)構(gòu)的相對深淺度可在特定的地方緩慢減小和消失。在運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)圖像的情況下，該掩模指定圖像中將被加入運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)的部分以及不加入微結(jié)構(gòu)的部分。利用多值掩模，微結(jié)構(gòu)的外觀可被調(diào)節(jié)深或相反處于一定范圍內(nèi)，在該范圍內(nèi)人眼在正常的觀察距離可以看到該微結(jié)構(gòu)。另外，隨時間而演變的掩模值可在嵌入的微結(jié)構(gòu)外觀屬性中產(chǎn)生明顯的變化，這些外觀屬性包括例如可見度、位置或圖像內(nèi)嵌入的微結(jié)構(gòu)的空間延伸性。
在最佳實(shí)施例中，將原始微結(jié)構(gòu)形狀嵌入二值位圖內(nèi)，該微結(jié)構(gòu)是由抖動陣列體現(xiàn)的。根據(jù)結(jié)合有微結(jié)構(gòu)形狀的二值位圖，可以自動產(chǎn)生抖動陣列。通過利用抖動陣列抖動原始圖像并可能地均衡所產(chǎn)生的抖動后的原始圖像，可以合成黑-白或多顏色目標(biāo)圖像(或保密文件)。
本發(fā)明中還公開一種用于合成保密文件的計算系統(tǒng)，包括用于接收合成保密文件的請求的接口，用于根據(jù)文件信息準(zhǔn)備數(shù)據(jù)文件的軟件準(zhǔn)備模塊和用于產(chǎn)生該保密文件的文件產(chǎn)生模塊。數(shù)據(jù)文件的準(zhǔn)備可包括產(chǎn)生原始文件圖像、微結(jié)構(gòu)形狀和可能的變換參數(shù)。產(chǎn)生保密文件系統(tǒng)包括微結(jié)構(gòu)的合成、保密文件與所產(chǎn)生的微結(jié)構(gòu)的合成。
本發(fā)明中還公開一種用于合成圖像的計算系統(tǒng)，包括一接口，用于接收合成微結(jié)構(gòu)圖像的請求以及一軟件產(chǎn)生模塊，用于產(chǎn)生該微結(jié)構(gòu)圖像。該請求包括原始圖像和微結(jié)構(gòu)形狀。通過產(chǎn)生模塊首先合成微結(jié)構(gòu)，然后合成結(jié)合該微結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)圖像，從而產(chǎn)生該微結(jié)構(gòu)圖像。
本發(fā)明中還公開一種計算系統(tǒng)，可以顯示具有隨時間而演變的嵌入微結(jié)構(gòu)的目標(biāo)圖像，從遠(yuǎn)處主要可看到該圖像，從近處主要可看到演變的微結(jié)構(gòu)。該計算系統(tǒng)包括一服務(wù)器計算系統(tǒng)和一客戶計算和顯示系統(tǒng)?？蛻粲嬎愫惋@示系統(tǒng)從服務(wù)器計算系統(tǒng)中接收原始顏色圖像、微結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和微結(jié)構(gòu)演變參數(shù)作為輸入數(shù)據(jù)?？蛻粲嬎愫惋@示系統(tǒng)合成并顯示具有嵌入的微結(jié)構(gòu)的目標(biāo)圖像。
本發(fā)明的其它目的可通過權(quán)利要求34和35所述的產(chǎn)生保密文件的方法來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明中公開一種用于產(chǎn)生可打印或顯示的保密文件的方法，包括以下步驟-選擇、得到或構(gòu)成原始圖像；-選擇或得到對應(yīng)與所述保密文件相關(guān)的人、事件或事物的信息；-產(chǎn)生包括可讀微結(jié)構(gòu)要素的微結(jié)構(gòu)，所述微結(jié)構(gòu)要素可提供關(guān)于所述人、事件或事物的信息；-在所述原始圖像中加入所述微結(jié)構(gòu)圖像。
該微結(jié)構(gòu)可被產(chǎn)生為抖動顯示陣，可根據(jù)微結(jié)構(gòu)形狀例如位圖要素而自動合成。
可通過上述的加入方法或半色調(diào)處理，將微結(jié)構(gòu)加入到圖像中，將抖動顯示陣的像素與背景圖像的像素比較，例如如果背景圖像的像素的灰度級大于抖動顯示陣的逆灰度級，則將像素打印為白色，相反則打印為黑色。微結(jié)構(gòu)和圖像的合成還包括均衡半色調(diào)后圖像的步驟。
對于加入步驟，事件或事物特定信息極難從背景或原始圖像中分離出來，因此在偽造時很難利用其它信息來替換這些特定信息。該微結(jié)構(gòu)抖動顯示陣包括字母和/或數(shù)字，這樣事件或事物特定信息就可以文字或數(shù)字的形式來提供。這使得這些信息可以成為微結(jié)構(gòu)圖像的一部分，這些信息包括例如日期、價格、目的地、座位號、個人識別、信用卡號、票處理號或任何特定于事件或事物的信息。該微結(jié)構(gòu)抖動顯示陣還包括其它字符、圖形元素、標(biāo)識以及其它特別設(shè)計。
原始圖像除了隨時間而變化的背景圖像外，還包括客戶的像片表示或肖像，這兩種圖像彼此合成或重疊。該原始圖像還包括書面的票務(wù)信息。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)可從下面結(jié)合附圖的實(shí)施例詳細(xì)描述中變得明顯，這些附圖如下。


圖1A示出抖動顯示陣，其中按照抖動極限級的順序給出微結(jié)構(gòu)，這些抖動極限級在圖中以灰度級來表現(xiàn)；圖1B示出圖1A中抖動顯示陣的一部分的放大圖，示出該抖動極限級怎樣限定微結(jié)構(gòu)；圖2示出利用圖1中的抖動顯示陣抖動的具有均勻亮度的補(bǔ)片；圖3示出重疊有扭曲網(wǎng)格的圖像；圖4示出指定圖像中將被加入微結(jié)構(gòu)(黑色)的部分的掩模；
圖5示出通過多顏色抖動圖3中的原始圖像而獲得的微結(jié)構(gòu)圖像的一個實(shí)例；圖6示出其它微結(jié)構(gòu)圖像的實(shí)例；圖7A示意性的示出輸入信號(或圖像)P(x)和抖動極限值G(x)之間的比較，根據(jù)該比較可以設(shè)定前景或背景顏色；圖7B示出顏色Ca、Cb、Cc和Cd的相對亮度da、db、dc、dd；圖7C示出將顏色Ca、Cb、Cc和Cd的相對亮度da、db、dc、dd轉(zhuǎn)換為對應(yīng)表面覆蓋率的變換；圖8示出用于生成具有變換后微結(jié)構(gòu)的圖像的要素；圖9A示意性的示出一原始圖像；圖9B示意性的示出鋪有原始抖動顯示陣空間的抖動顯示陣；圖10A示出布置在變換后的抖動顯示陣空間中的扭曲網(wǎng)格；圖10B示出位于目標(biāo)圖像上且扭曲后的圖10A的網(wǎng)格；圖11A示出指定目標(biāo)圖像中將被加入微結(jié)構(gòu)的部分的掩模；圖11B示出加入有變換后微結(jié)構(gòu)的目標(biāo)圖像的一個實(shí)例；圖12示出從目標(biāo)圖像空間映射到變換后的抖動顯示陣空間的扭曲變換Tw(x，y)和從變換后的抖動顯示陣空間映射到原始抖動顯示陣空間的變換Tt(u，v)；圖13A示出說明目標(biāo)圖像空間和變換后的微結(jié)構(gòu)空間之間的扭曲變換的矩形網(wǎng)格和扭曲后的矩形網(wǎng)格；圖13B示出變換后微結(jié)構(gòu)空間中的微結(jié)構(gòu)；圖13C示出在目標(biāo)圖像空間中的相同微結(jié)構(gòu)，它根據(jù)圖13A中定義的扭曲變換而扭曲；圖14A示出一維彩色CMY圖像，其青色、洋紅和黃色亮度作為x軸上位置的函數(shù)而變化；圖14B示意性的示出圖14A中圖像的CMY輸入亮度與抖動極限值G(x)之間的比較，根據(jù)這些比較來設(shè)定產(chǎn)生的基本顏色(青色、洋紅和黃色)；圖14C示出通過根據(jù)圖14A的比較而設(shè)定的基本顏色組的重疊而產(chǎn)生的顏色；圖15A示出一維彩色CMY圖像，其青色、洋紅和黃色亮度作為x軸上位置的函數(shù)而變化；圖15B示意性的示出圖15A中圖像的青色輸入亮度與抖動極限值G(x)之間的比較，根據(jù)這些比較來設(shè)定產(chǎn)生的基本青色；圖16A示出離散點(diǎn)的二維抖動顯示陣；圖16B示出利用1D抖動顯示陣值D(x)對恒定掩模值(x)進(jìn)行一維抖動，以及產(chǎn)生的微結(jié)構(gòu)圖像顏色值C和原始圖像重新采樣的顏色值Cr的空間分布；圖17示出利用對具有打印體字符A的位圖進(jìn)行細(xì)化操作以及所產(chǎn)生的坐標(biāo)組S1、S2、S3的有規(guī)則的列表L1，這些坐標(biāo)組代表被擦除的離散的輪廓和保留的框架；圖18A和18B示出獲得字符A的框架的細(xì)化步驟；圖19A和19B示出離散字符A的二重位圖；圖20A和20B示出獲得二重位圖的框架的細(xì)化步驟；圖21和22示出交替擴(kuò)大算法的兩個第一步驟；圖23示出用于二重位圖的細(xì)化步驟(二重位圖細(xì)化)；圖24示出沒有經(jīng)過均衡的加入后的圖像的例子；圖25示出對抖動后圖像執(zhí)行低通濾波以及與原始圖片比較產(chǎn)生一delta圖像；圖26示出通過后期處理對抖動后圖像進(jìn)行均衡的流程圖；圖27示出用于均衡低頻微結(jié)構(gòu)的高頻藝術(shù)微結(jié)構(gòu)的例子；圖28示出低頻(LF)抖動陣列、高頻(HF)抖動陣列和混合的抖動陣列；圖29A示出產(chǎn)生的混合后的抖動陣列以及使用它來抖動灰度楔形過渡；圖29B示出在50％的中間色調(diào)情況下，利用產(chǎn)生的混合后抖動顯示陣來抖動恒定亮度補(bǔ)片的局部放大圖；圖30示出一原始圖像；
圖31示出只利用低頻抖動顯示陣進(jìn)行抖動后的相同圖像；圖32示出通過后期處理抖動和均衡后的相同圖像；圖33A示出通過交替擴(kuò)大實(shí)現(xiàn)的抖動顯示陣合成以及對應(yīng)的抖動后的灰度楔形過渡；圖33B示出通過二重侵蝕實(shí)現(xiàn)的抖動顯示陣合成以及對應(yīng)的抖動后的灰度楔形過渡；圖34示出一個楔形過渡的例子，其中背景從25％的暗度開始增加并開始保衛(wèi)前景形狀(希伯來字母)，即使在最高暗度也仍然在前景形狀和背景形狀之間保持一個細(xì)的白色間隙；圖35A示出結(jié)合有一視覺信息的掩模；圖35B示出在觀察條件下的微結(jié)構(gòu)圖像，其中清楚的示出微結(jié)構(gòu)圖像內(nèi)的掩模形狀；圖36示出結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的文憑，該微結(jié)構(gòu)中包含文件持有者的名字和發(fā)行機(jī)構(gòu)的名稱；圖37示出一計算系統(tǒng)，包括用于準(zhǔn)備的準(zhǔn)備軟件模塊和用于產(chǎn)生保密文件的保護(hù)軟件模塊；圖38示出一計算系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)圖像的產(chǎn)生軟件模塊；圖39示出一服務(wù)器計算系統(tǒng)，它向客戶計算和顯示系統(tǒng)傳送輸入的彩色圖像、抖動顯示陣、運(yùn)動變換、扭曲變換、基本顏色組以及掩模層；圖40示出一服務(wù)器系統(tǒng)，它與客戶計算機(jī)上運(yùn)行的設(shè)計者程序或設(shè)計者applet進(jìn)行交互；圖41示出結(jié)合有運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)圖像的網(wǎng)頁；圖42示意性的示出本發(fā)明分布的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它用于執(zhí)行本發(fā)明產(chǎn)生打印商業(yè)票據(jù)的方法；圖43以簡單的方式示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多個步驟的流程圖；圖44像圖42一樣示意性的示出一娛樂服務(wù)器系統(tǒng)，用于執(zhí)行本發(fā)明產(chǎn)生打印商業(yè)票據(jù)的方法；圖45像圖42一樣示意性的示出一本地或標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器系統(tǒng)，用于執(zhí)行本發(fā)明的產(chǎn)生打印商業(yè)票據(jù)的方法；圖46示出用于說明根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生商業(yè)票據(jù)圖像的過程的流程圖；圖47示出微結(jié)構(gòu)圖像變換為微結(jié)構(gòu)抖動顯示陣(圖形表示)的變換；圖48示出通過半色調(diào)處理提供內(nèi)容圖像和抖動顯示陣的過程；圖49示出根據(jù)本發(fā)明平衡利用內(nèi)容圖像進(jìn)行半色調(diào)后的微結(jié)構(gòu)圖像，從而產(chǎn)生用于打印的圖像；圖50a-50g示出根據(jù)本發(fā)明微結(jié)構(gòu)抖動顯示陣的字母數(shù)字混合編制的多種圖形表示；圖51示出根據(jù)本發(fā)明對打印的商業(yè)票據(jù)進(jìn)行視覺驗(yàn)證的過程的流程圖；圖52示出利用本發(fā)明的方法產(chǎn)生的打印的商業(yè)票據(jù)的例子；圖52a示出圖52中圖象的一部分的詳細(xì)圖；圖52b示出圖52a中圖象的一部分的詳細(xì)圖；和圖53示出將微結(jié)構(gòu)抖動矩陣應(yīng)用于圖像上的例子。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明公開一種保密文件和產(chǎn)生它們的方法，其中通過微結(jié)構(gòu)形成文件信息(文字、照片、圖片、圖像、背景，統(tǒng)稱為“文件要素”)，這些微結(jié)構(gòu)的形狀根據(jù)文件要素的亮度而變化。另外，微結(jié)構(gòu)自身可包括重要的信息，例如文件所有者的名字、文件的類型、它的有效性以及其它相關(guān)的信息，從而可以檢查該文件的真實(shí)性(例如表示公開或隱藏文件信息的編碼)。相同的微結(jié)構(gòu)可以連續(xù)的覆蓋相同保密文件的多個文件要素。它的連續(xù)性使得利用仿造的要素替換單獨(dú)的文件要素很難實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明所述的方法還可用于產(chǎn)生結(jié)合至少兩層信息的藝術(shù)圖像、圖片設(shè)計或海報，其中一層信息是宏觀級的，另一層信息是局部級的。
另外，由于這些方法可以通過根據(jù)參數(shù)相關(guān)變換簡單地改變微結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生相同宏觀圖像的多個實(shí)例，因此就像專利申請US09/902227(R.D.Hersch和B.Wittwer于2001年7月11日申請，發(fā)明人EPFL)中所述的那樣，可以合成具有多種微結(jié)構(gòu)的圖像或具有隨時間演化的微結(jié)構(gòu)的圖像。
在本發(fā)明的下面描述中，被加入微結(jié)構(gòu)的文件或文件要素被稱為“文件圖像”或簡單的稱為“圖像”。我們可選擇使用詞匯“文件”、“文件圖像”和“圖像”。文件、文件圖像或圖像至少部分被表示為像素陣列，每個像素具有一個亮度值(灰度)或多個亮度值(顏色，例如CMY亮度)。結(jié)合微結(jié)構(gòu)的目標(biāo)文件被稱為“保密文件”、“目標(biāo)圖像”、“微結(jié)構(gòu)圖像”，或當(dāng)上下文允許時簡稱為“圖像”。在保密文件中，或在目標(biāo)圖像內(nèi)，該保密文件或目標(biāo)圖像的至少一部分是由微結(jié)構(gòu)形成的。
詞匯“局部亮度”是一種總稱，表示一個局部亮度或多個局部亮度，當(dāng)為多個局部亮度時，圖像是具有多個信道的多個圖像，例如顏色圖像。當(dāng)所示的是黑白打印的例子時，我們經(jīng)常使用詞匯“暗度”來代替亮度。在這些情況下，暗度表示打印部分即黑色墨水的相對百分比。它相當(dāng)于詞匯“基本顏色亮度”，這個詞匯也給出在支撐物(例如打印的基色)上出現(xiàn)的對應(yīng)的基本顏色的相對百分比。
但是詞匯“圖像”的特征并不僅在于文件，還在于圖像可以用于多種目的，例如在如報紙、顯示器等的媒介或全息圖、運(yùn)動圖等的光媒介上再現(xiàn)的例圖、圖片、或風(fēng)景圖案等。輸入和目標(biāo)圖像可具有一個單獨(dú)的亮度信道(例如黑白或單色)或多個亮度信道(例如彩色圖像)。另外，目標(biāo)圖像可結(jié)合非標(biāo)準(zhǔn)顏色(即不同于青、洋紅、黃和黑的顏色)，例如熒光墨水、紫外墨水以及其它特殊墨水，例如金屬或虹彩墨水。
原則上，在“本發(fā)明背景”部分中描述的藝術(shù)屏幕方法可用于產(chǎn)生結(jié)合了微觀級信息的圖像。它產(chǎn)生形狀根據(jù)局部亮度改變的微結(jié)構(gòu)。但是，由于藝術(shù)屏幕局限于二值圖像，需要特別的設(shè)計工作來產(chǎn)生具有不同亮度的藝術(shù)屏幕元素的輪廓，因此用于合成含有微結(jié)構(gòu)的圖像的最佳方法基于上述的標(biāo)準(zhǔn)抖動或多顏色抖動方法。
在下文中，不具有形容詞“標(biāo)準(zhǔn)”或“多顏色”前綴的詞匯抖動同時表示標(biāo)準(zhǔn)抖動和多顏色抖動。標(biāo)準(zhǔn)和多顏色抖動都利用抖動顯示陣，該抖動顯示陣的抖動極限值分布表現(xiàn)為將成為結(jié)果目標(biāo)圖像的一部分的微結(jié)構(gòu)(圖1A和1B)。標(biāo)準(zhǔn)抖動和多顏色抖動都可以這樣再現(xiàn)輸入圖像(也稱為原始或宏觀圖像)，即當(dāng)從近處看時，可看見結(jié)合在宏觀圖像中的微結(jié)構(gòu)，而當(dāng)從遠(yuǎn)處看時，主要可看見該宏觀圖像(圖5)。
下文中詞匯“抖動顯示陣”和“抖動陣列”的使用可互換。抖動陣列是由結(jié)合了“抖動極限值”或簡單的“抖動值”的“單元”構(gòu)成的。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，小的和中間尺寸的抖動顯示陣平鋪目標(biāo)圖像的表面。但是，在本發(fā)明中所用的抖動顯示陣可能非常大，最好等于或大于目標(biāo)圖像。
詞匯“自動抖動”表示這樣的全處理(i)從結(jié)合微結(jié)構(gòu)形狀的圖像或位圖中自動生成抖動顯示陣；(ii)通過標(biāo)準(zhǔn)抖動或多顏色抖動產(chǎn)生抖動后目標(biāo)圖像和(iii)進(jìn)行可能的后加工步驟以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)圖像的均衡化。
本發(fā)明中所使用的一些技術(shù)，例如指示微結(jié)構(gòu)實(shí)例的參數(shù)相關(guān)轉(zhuǎn)換Tt和偏差轉(zhuǎn)換Tw也在R.D.Hersch和B.Wittwer于2001年7月11日申請的未審專利申請US 09/90227中使用。但是該未審申請主要是關(guān)于動畫微結(jié)構(gòu)圖像，即圖像序列和動畫的產(chǎn)生，但是本發(fā)明主要涉及的是結(jié)合了微結(jié)構(gòu)的靜態(tài)圖像和保密文件。但是，本發(fā)明中公開的用于抖動顯示陣自動合成的方法也可用于具有動畫微結(jié)構(gòu)的圖像的產(chǎn)生。
標(biāo)準(zhǔn)抖動標(biāo)準(zhǔn)抖動將亮度轉(zhuǎn)換為表面百分比。前景顏色C的亮度P(x)與抖動極限值G(x)比較，根據(jù)該比較(見圖7A)，如果P(x)＞G(x)，則將對應(yīng)位置x設(shè)定為前景顏色，如果P(x)＜＝G(x)，則保持其為背景顏色。圖1A給出結(jié)合微結(jié)構(gòu)“GET READY”的大型抖動顯示陣的例子；圖1B示出它的局部放大圖，圖2示出以20％、40％、60％和80％的前景顏色亮度(該前景顏色顯示為黑色)對該均勻單度顏色圖像的再現(xiàn)。對標(biāo)準(zhǔn)抖動的更加詳細(xì)的說明可參見H.R.Kang所著的數(shù)字顏色半色調(diào)，SPIR出版和IEEE出版，第13章，213-231頁。
多顏色抖動多顏色抖動是標(biāo)準(zhǔn)抖動的擴(kuò)展。在多顏色抖動中，通過將多種基本顏色加權(quán)合并，例如將Ca、Cb、Cc和Cd這4種顏色合并產(chǎn)生顏色C。它們各自的加權(quán)值分別為da、db、dc和dd(圖7B)。多顏色抖動將這些相對加權(quán)值轉(zhuǎn)換為相對表面覆蓋率。多顏色抖動包括根據(jù)區(qū)間0..da，da..(da+db)，(da+db)..(da+db+dc)，(da+db+dc)..1，確定極限值G的位置(見圖7C)。根據(jù)G所處的區(qū)間，抖動后的目標(biāo)圖像顏色C(x，y)可采用值Ca、Cb、Cc或Cd(見圖7C，沿x軸的顏色值)。更準(zhǔn)確的，如果0＜＝G＜da，則C(x，y)＝Ca；如果da＜＝G＜(da+db)，則C(x，y)＝Cb；如果(da+db)＜＝G＜(da+db+dc)，則C(x，y)＝Cc；如果(da+db+dc)＜＝G＜＝1，則C(x，y)＝Cd。通過根據(jù)位于四面體的頂點(diǎn)的4個基本顏色Ca、Cb、Cc和Cd的增加的CIE-LAB亮度值L*對它們進(jìn)行排序，可以得到最佳結(jié)果。
用于產(chǎn)生由微結(jié)構(gòu)形成的圖像的方法需要限定下面的要素(見圖8)-原始圖像(也稱為宏觀圖像)；-原始微結(jié)構(gòu)，最好表現(xiàn)為抖動顯示陣；-顏色信息，在加入目標(biāo)微結(jié)構(gòu)圖像中需要(可選)；-實(shí)例相關(guān)轉(zhuǎn)換Tt，指定作為參數(shù)t的函數(shù)而演化的微結(jié)構(gòu)的實(shí)例；
-偏差轉(zhuǎn)換Tw，指定例示或初始的微結(jié)構(gòu)與偏差后的微結(jié)構(gòu)之間的偏差(可選)；以及可選的掩模，用于指定宏觀圖像中將被加入微結(jié)構(gòu)的部分以及原始圖像和純粹的微結(jié)構(gòu)圖像之間可能的混合，這種混合可以指定微結(jié)構(gòu)外觀屬性，例如可見度、位置和微結(jié)構(gòu)的空間延伸。
原始圖像位于原始圖像空間(x’，y’)，原始微結(jié)構(gòu)位于原始微結(jié)構(gòu)空間(也稱為原始抖動顯示陣空間)(x”，y”)，轉(zhuǎn)換后的微結(jié)構(gòu)位于轉(zhuǎn)換后的微結(jié)構(gòu)空間(也稱為轉(zhuǎn)換后的抖動顯示陣空間)(u’，v’)，目標(biāo)微結(jié)構(gòu)圖像位于目標(biāo)微結(jié)構(gòu)圖像空間，也簡稱為目標(biāo)圖像空間(x，y)。
下文中，原始圖像(x’，y’)可代表原始圖像空間(x’，y’)，原始微結(jié)構(gòu)(x”，y”)可代表原始微結(jié)構(gòu)空間(x”，y”)，轉(zhuǎn)換后的微結(jié)構(gòu)可代表轉(zhuǎn)換后的微結(jié)構(gòu)空間(u’，v’)， 目標(biāo)圖像(x，y)可代表目標(biāo)圖像空間(x，y)。
該微結(jié)構(gòu)可表現(xiàn)為文字、標(biāo)識、符號、裝飾或其它任何視覺圖形。另外，微結(jié)構(gòu)可合并多個項(xiàng)目，例如多個相同或不同的符號，或文字、標(biāo)識、符號和裝飾的任選組合。在標(biāo)準(zhǔn)抖動和多顏色抖動的最佳情況下，利用抖動顯示陣來限定微結(jié)構(gòu)，該抖動顯示陣的抖動極限水平的連續(xù)性表現(xiàn)出所需的視覺圖形(圖1B)。
參數(shù)相關(guān)幾何轉(zhuǎn)換Tt可以是參數(shù)相關(guān)幾何轉(zhuǎn)換(例如平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、線性轉(zhuǎn)換、非線性幾何轉(zhuǎn)換)或其它任何可以根據(jù)至少一個微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)換后的微結(jié)構(gòu)的可參數(shù)化的轉(zhuǎn)換，在這種可參數(shù)化的轉(zhuǎn)換中，轉(zhuǎn)換后的微結(jié)構(gòu)的形狀按照一個或多個參數(shù)的函數(shù)而變化。通過修改轉(zhuǎn)換Tt的參數(shù)，可以利用相同微結(jié)構(gòu)信息產(chǎn)生同一圖像的不同實(shí)例。從而可以根據(jù)相關(guān)文件信息，例如它的發(fā)行日期、有效性或文件分類產(chǎn)生一個保密文件的多個變化。在最佳實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換Tt在轉(zhuǎn)換后的抖動顯示陣空間(u，v)和原始抖動顯示陣空間之間提供映射(見圖12)。
也可以利用可實(shí)現(xiàn)根據(jù)目標(biāo)圖像空間中的位置(x，y)獲得轉(zhuǎn)換后的抖動顯示陣空間中的對應(yīng)位置的公式或可實(shí)現(xiàn)將轉(zhuǎn)換后的抖動顯示陣空間中的對應(yīng)位置(u，v)返回為最終目標(biāo)圖像空間中的給定坐標(biāo)(x，y)的程序函數(shù)來給出偏差轉(zhuǎn)換Tw(x，y)，該偏差轉(zhuǎn)換提供目標(biāo)圖像空間(x，y)和轉(zhuǎn)換后的抖動顯示陣空間(u，v)之間的偏差(見圖12，轉(zhuǎn)換Tw(x，y))。或者，通過允許設(shè)計者指定控制點(diǎn)的矩形柵格或通過允許設(shè)計者如圖13A所示那樣扭曲該柵格來以逐一的方式指定偏差轉(zhuǎn)換。
在目標(biāo)中加入轉(zhuǎn)換后的微結(jié)構(gòu)圖像所需的顏色信息可包括使用原始圖像顏色層{Ci}來實(shí)現(xiàn)在目標(biāo)圖像中加入轉(zhuǎn)換后的微結(jié)構(gòu)圖像的指示或?qū)Πú煌诩t、綠和藍(lán)、青色、洋紅色、黃色、白色和黑色的可能顏色的基本顏色組{Ci}的指定，其中目標(biāo)圖像利用該基本顏色組{Ci}來合成。下面將作為用于微結(jié)構(gòu)圖像加入的顏色組{Ci}中的成員的顏色稱為“基本顏色”?；绢伾窃诒贿x擇的支撐物(紙、塑料、金屬、部分或全透明的支撐物、光學(xué)裝置)上可再現(xiàn)的顏色。例如，在紙上，基礎(chǔ)顏色可以是標(biāo)準(zhǔn)青色、洋紅色、黃色和黑色、非標(biāo)準(zhǔn)色(例如Pantone顏色，例如Pantone顏色265C)以及特殊墨水，例如金屬墨水、虹彩墨水(光學(xué)可變墨水)。另外，基礎(chǔ)顏色還包括不透明墨水，當(dāng)例如將其印在透明支撐物上時，它可以提供防偽目的的保護(hù)功能。
在掩模具有兩級以上的亮度時，該掩模的值指定微結(jié)構(gòu)所加入的圖像，例如抖動圖像(標(biāo)準(zhǔn)或多顏色)和通過根據(jù)目標(biāo)圖像尺寸和分辨率簡單的重新取樣而獲得的顏色之間的混合。這種混合可以形成不明顯的微結(jié)構(gòu)。
用于產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)目標(biāo)圖像的方法可以歸納如下，從而可以概括所有可產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)信息的方法。但是，在最佳實(shí)施例中，可以使用標(biāo)準(zhǔn)抖動或多顏色抖動。
用于產(chǎn)生具有嵌入的微結(jié)構(gòu)的目標(biāo)圖像的方法包括以下步驟(見圖8)(a)限定產(chǎn)生目標(biāo)圖像所需的要素，即原始圖像、原始微結(jié)構(gòu)(在最佳實(shí)施例中，原始抖動顯示陣)，指定用于加入目標(biāo)微結(jié)構(gòu)圖像所用的基本顏色組{Ci}的可能顏色信息、參數(shù)相關(guān)變換、可能的扭曲變換和掩模；(b)一像素一像素、一行一行的遍歷目標(biāo)圖像(x，y)，確定在原始圖像(x’，y’)、轉(zhuǎn)換后的微結(jié)構(gòu)(最佳實(shí)施例轉(zhuǎn)換后的抖動顯示陣)(u，v)、原始微結(jié)構(gòu)(最佳實(shí)施例原始抖動顯示陣)(x”，y”)和掩模中對應(yīng)的位置；(c)從原始圖像位置(x’，y’)中獲取將被再現(xiàn)的顏色Cr，從原始微結(jié)構(gòu)(最佳實(shí)施例原始抖動顯示陣)空間位置(x”，y”)中獲取加入信息(最佳實(shí)施例抖動極限值G)以及從當(dāng)前掩模位置中獲取對應(yīng)的掩模值p；(d)執(zhí)行目標(biāo)圖像加入算法(最佳實(shí)施例標(biāo)準(zhǔn)抖動或多顏色抖動)并可能從基本顏色組{Ci}中確定輸出顏色；(e)根據(jù)掩模值p執(zhí)行所加入(最佳實(shí)施例抖動后的)的輸出顏色C和原始圖像顏色Cr之間的混合。在簡單的打印機(jī)只可以打印有限數(shù)目可區(qū)分顏色亮度的情況下，利用通過傳統(tǒng)的半色調(diào)技(例如，利用藍(lán)色噪聲掩模，在K.E.Spaulding，R.L.Miller，J.Schildkraut，用于產(chǎn)生用于數(shù)字半色調(diào)的藍(lán)色噪聲抖動顯示陣的方法，Vol.6，No.2，1997年4月，pp208-230，第4部分“用于顏色圖像的藍(lán)色噪聲矩陣”)術(shù)獲得的等效半色調(diào)顏色Cpqrs可提供顏色Cr。
如果掩模值p指示當(dāng)前圖像的位置不需要加入轉(zhuǎn)換后的微結(jié)構(gòu)，則修改步驟(c)從而分別直接使Cr以及它的等效半音調(diào)顏色Cpqrs在目標(biāo)圖像上再現(xiàn)，并跳過步驟(d)和(e)。如果掩模不存在，則利用轉(zhuǎn)換后的微結(jié)構(gòu)再現(xiàn)整個圖像。
原始圖像可以是以任何已知格式存儲的簡單RGB顏色圖像。該微結(jié)構(gòu)(在最佳實(shí)施例中抖動顯示陣)可以是預(yù)先計算出以準(zhǔn)備使用的，也可以是按照從“抖動顯示陣的自動合成”部分開始的下面部分中的描述而創(chuàng)建的。
通過標(biāo)準(zhǔn)抖動產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)圖像但是，通過將利用組成微結(jié)構(gòu)形狀的大抖動顯示陣的標(biāo)準(zhǔn)抖動方法獨(dú)立應(yīng)用于一個或幾個基本顏色可以產(chǎn)生具有微結(jié)構(gòu)的圖像?？梢詮那嗌⒀蠹t色和黃色的組或其它任何描述圖像的顏色組中選擇基本顏色。人們可以將標(biāo)準(zhǔn)抖動應(yīng)用于一個、多個或所有的基本顏色。作為一個例子，人們可以將標(biāo)準(zhǔn)抖動分別應(yīng)用于圖像的青色、洋紅色和黃色層(圖14A和14B)，并顯示通過將抖動后的青色、洋紅色和黃色層重疊而產(chǎn)生的目標(biāo)圖像。然后如圖14C所示，可以向該結(jié)果目標(biāo)圖像加入青色、洋紅色、黃色、紅色(黃色和洋紅色的重疊)、綠色(青色和黃色的重疊)、藍(lán)色(青色和洋紅色的重疊)以及黑色(青色、洋紅色和黃色的重疊)。除了如前述例子所述對青色、洋紅色和黃色應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)抖動，人們還可以將標(biāo)準(zhǔn)抖動應(yīng)用于多個顏色層中的一個，例如主要顏色層或希望插入微結(jié)構(gòu)的圖像部分中的主要顏色層。例如，為了插入天空顏色的微結(jié)構(gòu)，人們可以選擇將標(biāo)準(zhǔn)抖動應(yīng)用于青色層(圖15B)，并通過傳統(tǒng)方法例如多點(diǎn)屏蔽或誤差擴(kuò)散來再現(xiàn)其它顏色層。在這種情況下，目標(biāo)圖像像素由通過對組成微結(jié)構(gòu)形狀的大抖動顯示陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)抖動獲得的青色層構(gòu)成，洋紅色和黃色層可利用傳統(tǒng)的半色調(diào)方法再現(xiàn)。
利用多顏色抖動產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)圖像在利用多顏色抖動產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)圖像的最佳實(shí)施例中，該方法包括初始化步驟、加入步驟和圖像打印步驟。
初始化步驟包括(a)根據(jù)所選擇的基本顏色組對原始圖像(例如RGB)進(jìn)行顏色分離的初始化，(b)建立便于顏色分離的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，(c)執(zhí)行顏色分離，并在對應(yīng)各目標(biāo)顏色圖像像素的顏色分離中將要被顏色抖動的基本顏色與和它們相關(guān)的基本顏色加權(quán)聯(lián)系起來，(d)在對應(yīng)目標(biāo)圖像空間內(nèi)各位置(x，y)的扭曲轉(zhuǎn)換中，根據(jù)用戶限定的扭曲轉(zhuǎn)換，將指針與轉(zhuǎn)換后的抖動顯示陣空間中的對應(yīng)位置聯(lián)系起來。步驟(b)、(c)和(d)有助于加速圖像再現(xiàn)，特別是當(dāng)對連續(xù)產(chǎn)生的目標(biāo)圖像進(jìn)行相同的扭曲轉(zhuǎn)換時。作為一種選擇，人們可以選擇在圖像加入期間執(zhí)行顏色分離和可能的扭曲轉(zhuǎn)換。
目前有多種執(zhí)行顏色分離的方法可以求解用于輸出顏色組的Neugebauer等式(例如H.R.Kang，用于電子圖像裝置的顏色技術(shù)，SPIE光學(xué)工程出版社，1997年，第2章第1部分，pp.34-40)或者在例如CIE-XYZ的輸出顏色空間中放置輸出顏色并四維化該空間(見S.M.Chosson，R.D.Hersch，用于利用普通墨水打印的可視顏色空間思維化，Proc，SPIE，2001，Vol.4300，81-92)。在此情況下，便于顏色分離的最佳數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是3D網(wǎng)格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可指針到交叉各網(wǎng)格要素的四面體。
在所選擇的基本顏色位于直線形網(wǎng)格中的情況下，四維化很簡單每個立方體或包含8個頂點(diǎn)的線性體積元素可分解為6個四面體(見H.R.Kang，用于電子成像裝置的顏色技術(shù)，SPIE光學(xué)工程出版社，1997，第4.4部分，四面插入，pp70-72)。如果設(shè)計者可以選擇任何基本顏色組或者當(dāng)沒有使用非標(biāo)準(zhǔn)或特殊墨水時，四維化會變得稍微復(fù)雜一些，但仍然可以利用現(xiàn)有技術(shù)方法很容易的實(shí)現(xiàn)(例如參見科學(xué)可視化概述、方法和技術(shù)，Gregory M.Nielson，HansHagen，Heinrich Muller，Mueller(eds)，IEEE Press，第20節(jié)，三維化和四維化工具以及對它們定義的構(gòu)建函數(shù)，pp429-509)。
在利用四維化執(zhí)行顏色分離的情況下，每個目標(biāo)圖像像素顏色具有4個基本顏色，這4個基本顏色都是所選擇的基本顏色組中的一個。為了計算與各目標(biāo)圖像像素(x，y)相關(guān)的4個基本顏色，通過重新采樣，即通過在相鄰的原始圖像像素的顏色之間內(nèi)插(例如，現(xiàn)有技術(shù)中最接近或雙線性內(nèi)插)，來確定對應(yīng)原始圖像位置(x’，y’)處的顏色Cr。重新采樣的Cr用于尋找包圍它的四面體。在目標(biāo)圖像顏色分離映射圖像中，位于四面體的頂點(diǎn)處的4個基本顏色Ca、Cb、Cc、Cd和它們的重心加權(quán)da、db、dc、dd與可能的原始圖像重采樣后的顏色Cr一起存儲，其中根據(jù)Cr＝daCa+dbCb+dcCc+ddCd，可以得到重采樣后的原始圖像顏色Cr。具有最大相對量的組{Ca、Cb、Cc、Cd}的基本顏色成分稱為主體顏色?？梢栽谟邢揞伾蛑袠?gòu)思例如文字、圖片或圖像等保密文件要素，從而確保只有一種或兩種顏色主導(dǎo)要素表面的最大部分。這樣產(chǎn)生的微結(jié)構(gòu)，在保密文件的黑暗區(qū)域中主體顏色比較深，而較亮的區(qū)域顏色比較淡。
圖像加入步驟如下。為了在連續(xù)的目標(biāo)圖像中加入微觀圖像實(shí)例，對于每個目標(biāo)圖像實(shí)例，我們每個像素行每個像素行，每個像素每個像素的遍歷目標(biāo)圖像空間。對于每個目標(biāo)像素(x，y)，如果目標(biāo)圖像掩模值M(x，y)表示將要采用多顏色抖動(例如M(x，y)＜＞0)，則從目標(biāo)圖像顏色分離映射圖像中讀出基本顏色和它們各自的加權(quán)值。通過獲得指向轉(zhuǎn)換后的抖動顯示陣空間中的對應(yīng)位置(u，v)的指針，確定與目標(biāo)像素(x，y)相關(guān)的抖動極限值G，例如通過訪問在初始化階段創(chuàng)建的扭曲轉(zhuǎn)換映射圖像，通過應(yīng)用當(dāng)前變換Tt(u，v)，獲得原始抖動顯示陣空間中的當(dāng)前位置(x”，y”)。極限值G(x”，y”)、基本顏色Ca、Cb、Cc、Cd和它們各自的加權(quán)值da、db、dc、dd用于多顏色抖動。多顏色抖動包括確定極限值G相對于間隔0..da，da..(da+db)，(da+db)..(da+db+dc)，(da+db+dc)..1的位置。根據(jù)G所處的區(qū)間，抖動后的目標(biāo)圖像顏色C(x，y)可以取值Ca、Cb、Cc、Cd(見圖7C和上述的“多顏色抖動”部分)。在采用標(biāo)準(zhǔn)抖動而不是多顏色抖動的情況下，我們確定抖動極限值G并將其與將要抖動的基本顏色(或多個顏色)的亮度比較，根據(jù)該比較(見上述的“標(biāo)準(zhǔn)抖動”)，將基本顏色(或多個顏色)加入當(dāng)前目標(biāo)圖像像素(x，y)。圖15B示出怎樣將抖動應(yīng)用于圖像顏色中的一種，即青色。
為了提供具有相同原始圖像和相同原始微結(jié)構(gòu)形狀的不同目標(biāo)圖像實(shí)例，表示轉(zhuǎn)換后的抖動顯示陣空間和原始抖動顯示陣空間之間的映射的參數(shù)化的變換Tt(x，y)可以被修改。
在掩模M(x，y)指定代表0和1之間的比例p的離散值的情況下，最終顏色Cf(x，y)是抖動后顏色C(x，y)和原始顏色Cr(可通過傳統(tǒng)半色調(diào)方法再現(xiàn))的合成，例如Cf(x，y)＝p C(x，y)+(1-p)Cr。除了在抖動后圖像顏色C(x，y)和顏色Cr(它只在多亮度再現(xiàn)裝置，例如染色升華打印機(jī)上是可行的)之間進(jìn)行混合的像素方法，還可以采用空間混合，即確保相鄰像素中只有p比例采用抖動后的顏色C(x，y)，而(1-p)比例采用原始的傳統(tǒng)半色調(diào)顏色值Cr。為了這個目的，人們可以使用例如空間分散的抖動顯示陣D(x，y)，例如Bayer的4×4抖動顯示陣(圖16A)，并使用極限值t-0，1，2..15來判斷當(dāng)p＝＜t/16時像素是否應(yīng)當(dāng)采用原始傳統(tǒng)的半色調(diào)顏色值Cr，或當(dāng)p＞t/16時是否采用抖動后的顏色C。作為空間混和的說明，圖16B示出在一維空間中比例p(x)與抖動值D(x)之間的比較當(dāng)p(x)＞D(x)時，對應(yīng)的段(圖16B中的黑色)采用抖動后的圖像顏色值C(x)，當(dāng)p(x)＜D(x)時，對應(yīng)的段(圖16B中的白色)采用原始傳統(tǒng)的半色調(diào)顏色值Cr(x)。
打印步驟包括打印產(chǎn)生的微結(jié)構(gòu)圖像。應(yīng)當(dāng)注意本說明書中的詞匯“打印”是指任何用于將圖像轉(zhuǎn)移到支撐物上的過程，包括通過平版打印、照相、光電成像、噴墨、染色升華、雕刻、蝕刻、perforing、壓花或任何其他處理。
作為一個例子，假設(shè)圖9A示出原始顏色圖像。圖9B示出具有原始抖動顯示陣空間的抖動顯示陣。參數(shù)化的變換Tt將轉(zhuǎn)換后的抖動顯示陣空間映射到原始抖動顯示陣空間。圖10A示出在轉(zhuǎn)換后抖動顯示陣空間上布置的扭曲格。在圖10B中，扭曲格在目標(biāo)圖像空間中。扭曲變化Tw允許將目標(biāo)圖像空間中的位置映射到轉(zhuǎn)換后的抖動顯示陣空間中的對應(yīng)位置。圖11A示出指定原始圖像中需要加入微結(jié)構(gòu)的部分的掩模。圖11B示意性的示出所加入的目標(biāo)顏色圖像空間，其中掩模所覆蓋的部分被加入微結(jié)構(gòu)。由于扭曲變換(圖13A)，獲得了“LSP”微結(jié)構(gòu)，該扭曲變換將例如圖13B所示的重復(fù)的微結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為圖13C所示的扭曲后的微結(jié)構(gòu)。
作為一個實(shí)際例子，圖1示出包括“GET READY”微結(jié)構(gòu)形狀的抖動顯示陣。圖2示出通過利用20％、40％、60％和80％的恒定前景顏色亮度級的抖動而獲得的微結(jié)構(gòu)(該前景顏色為黑色，背景由白紙表示)。圖3示出具有重疊的扭曲網(wǎng)格的原始圖像(網(wǎng)格是由矩形元素構(gòu)成的，每個矩形具有一對角線將其分為兩個三角形；該三角形可用于扭曲變換)。在這種情況下，扭曲網(wǎng)格具有在圖像的底部和頂部縮短微結(jié)構(gòu)的效果。圖4示出指定將要加入微結(jié)構(gòu)的區(qū)域的二值掩模，圖5示出包括在掩模指定區(qū)域中的微結(jié)構(gòu)的合成圖像的實(shí)例。人們可以很容易的察覺到由扭曲的“GET READY”形狀構(gòu)成的微結(jié)構(gòu)。圖6示出所加入的微結(jié)構(gòu)圖像的幾個實(shí)例，即在不同時間點(diǎn)加入的微結(jié)構(gòu)圖像。在連續(xù)幀中的微結(jié)構(gòu)顯示中，轉(zhuǎn)換參數(shù)隨時間的緩慢變化將導(dǎo)致圖像具有緩慢變化的微結(jié)構(gòu)，下稱為“活動的微結(jié)構(gòu)圖像”或“具有隨時間變化的嵌入微結(jié)構(gòu)的圖像”或簡單的“具有活動的微結(jié)構(gòu)的圖像”。該轉(zhuǎn)換也稱為“活動轉(zhuǎn)換”在將微結(jié)構(gòu)向左移動的同時，向上和向下移動該微結(jié)構(gòu)。該例子中的活動轉(zhuǎn)換Tt具有下面的形式x”＝Sx(u+ku·i)y”＝Sy(v+A·cos((s·i+u)360/λ))其中i為當(dāng)前目標(biāo)圖像實(shí)例，s為波動振蕩速度，ku為水平平移速度，l為微結(jié)構(gòu)波形的水平周期，A為它的幅度，Sx和Sy分別代表水平和垂直縮放因子。微結(jié)構(gòu)的余弦豎直運(yùn)動取決于它的當(dāng)前位置u，即微結(jié)構(gòu)的垂直位置在不同水平位置具有相位差。變量u和v分別代表在轉(zhuǎn)換后的抖動顯示陣空間(u，v)內(nèi)的當(dāng)前水平和垂直坐標(biāo)?？蓪⒒顒拥奈⒔Y(jié)構(gòu)圖像合并入光學(xué)裝置形成的支撐物中。這種光學(xué)裝置包括全息圖、運(yùn)動或衍射元件。
用于加強(qiáng)文件保護(hù)的顏色和微結(jié)構(gòu)的使用彩色圖像可以加強(qiáng)文件的安全性，通過使?jié)撛诘膫卧煺吒y使用其它偽造要素來替換個別的文件要素或個別的微結(jié)構(gòu)要素，來防止偽造。例如人們可以通過將灰度圖像作為輸入圖像，在它的上面重疊柵格，并為每個網(wǎng)格點(diǎn)指定適當(dāng)顏色空間中的一個色度值，例如HLS顏色模型中的色度(H)和飽和度(S)的值，來創(chuàng)建圖像，這些圖像具有顏色強(qiáng)烈變化的隨后合成的目標(biāo)顏色微結(jié)構(gòu)圖像(見Foley，Van Dam，F(xiàn)einer，Hughes，計算機(jī)圖形學(xué)原理和時間，Addison-Wesley，1999，13.3.5部分HLS顏色模型，第592-595頁)。該網(wǎng)格可以如圖13A所示那樣扭曲。原始或可能的扭曲后的網(wǎng)格通過內(nèi)插(在通過將四邊形的網(wǎng)格分割為三角形對而獲得的三角形內(nèi)的三角內(nèi)插)定義灰度級圖像的各像素的色度和飽和度的值?；叶燃増D像的各像素的亮度可成比例的映射為HLS空間的亮度(L)。通過將各像素的HLS值轉(zhuǎn)換回RGB，然后轉(zhuǎn)換為CMY(C＝1-R，M＝1-G，Y＝1-B)，可以獲得具有強(qiáng)烈顏色變化的原始顏色圖像，該原始圖像在隨后與包括微結(jié)構(gòu)的抖動顯示陣抖動后可產(chǎn)生局部微結(jié)構(gòu)顏色強(qiáng)烈變化的目標(biāo)微結(jié)構(gòu)圖像。這種變化以及手動再造由具有不同相對量的基本顏色制成的微結(jié)構(gòu)的必要性使得對于潛在的偽造者，通過利用偽造的要素來替換單獨(dú)文件圖像要素變得非常困難。
為了加強(qiáng)文件保護(hù)而使用特殊墨水例如金屬和虹彩墨水特殊墨水，例如金屬或虹彩墨水可以對防止文件偽造提供更強(qiáng)的保護(hù)，這是因?yàn)槠胀ü姴蝗菀捉佑|到具有至少一個特殊墨水打印盒的打印裝置。當(dāng)從特定觀察角度觀察時，特殊墨水具有一種特定顏色，當(dāng)從另外角度觀察時，它又具有不同的顏色。在掩模指定的目標(biāo)圖像的多個部分中加入特殊墨水，這樣當(dāng)觀察者從特定角度觀看時，這些部分與周圍部分沒有不同，但當(dāng)從另一角度看時，這些部分將傳達(dá)出清楚的視覺信息，該信息由掩模的形狀來表示。將特殊墨水加入周圍部分的一個方法是根據(jù)特定的測量幾何結(jié)構(gòu)，例如45度校準(zhǔn)的光源和零度光傳感器(這是Gretag SPM 500分光光度計的幾何結(jié)構(gòu))，利用分光光度計測量它的光譜。根據(jù)測量得到的光譜，可以獲得對應(yīng)的CIE-XYZ的值(將光譜轉(zhuǎn)換為三色CIE-XYZ值的公式可參見G.Wyszecki和W.S.Stiles，顏色科學(xué)，第二版，J.Wiley，1982，第155-158頁)，從而表示在這些觀看條件下特殊墨水的基本顏色。特殊墨水的基本顏色用于原始圖像的顏色分離(見上述的“通過多顏色抖動產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)圖像”部分，通過四維化分離顏色的段落)。將要加入特殊墨水的原始輸入顏色圖像的多個部分上可以加入該特殊墨水和其他基本顏色，例如其它三種基本顏色的合成。該技術(shù)允許加入具有或不具有特殊墨水的原始圖像顏色。當(dāng)加入有特殊墨水時，在特定的觀察條件下(例如特定的觀察角度)，特殊墨水隱藏在目標(biāo)圖像內(nèi)。在不同的觀察條件下(例如以不同的觀察角度)，由特殊墨水覆蓋的部分顯現(xiàn)出來。作為一個例子，圖35B示出從一個角度看到的文件，其中由特殊墨水(例如金屬墨水)覆蓋的部分顯現(xiàn)出“傾斜該文字，這個部分將消失”的信息。圖35B中放大的部分清楚的示出該信息結(jié)合有加深的微結(jié)構(gòu)，即該加深的微結(jié)構(gòu)至少部分利用特殊墨水來打印。
按照相似的方式，可以在文件中加入紫外墨水，在正常的觀看條件下，這種墨水隱藏在抖動圖像中(它的三色CIE-XYZ值的測量和記錄如上所示，可以將紫外墨水隱藏在抖動圖像中)。但是在紫外線下，由于墨水在紫外線下的熒光性，由紫外墨水覆蓋的部分將顯現(xiàn)出來，例如“這是有效文件”。
磷光墨水也可具有相似的效果在正常觀看條件下，磷光墨水隱藏在抖動圖像中(它的三色CIE-XYZ值的測量和記錄如上所示，可以將磷光墨水隱藏在抖動圖像中)。但是當(dāng)在光線下曝光后將其置入黑暗中時，由磷光墨水覆蓋的部分將顯現(xiàn)出來，例如“這是有效文件”。
使用磷光墨水加強(qiáng)文件保護(hù)磷光墨水可以提供更強(qiáng)的保護(hù)，因?yàn)樵跇?biāo)準(zhǔn)臺式打印機(jī)中并不存在。由于這些墨水有褪色的趨勢，因此這些墨水可用于具有相對較短有效時間的保密文件，例如旅行文件、簽證、機(jī)票或門票。磷光墨水的光譜可利用光譜測量計來測量，并被轉(zhuǎn)換為CIE-XYZ值，然后按照上述“特殊墨水使用”部分中所述，利用CIE-XYZ值來進(jìn)行顏色分離。如果磷光墨水是主要墨水，則它的褪色效應(yīng)可完全破壞微結(jié)構(gòu)，從而顯著的修改宏觀圖像。它允許產(chǎn)生具有有限壽命的保密文件。
抖動顯示陣的自動合成在很多應(yīng)用中，能夠產(chǎn)生抖動顯示陣很重要，最好是從結(jié)合有微結(jié)構(gòu)原始形狀的簡單位像中產(chǎn)生(例如黑白圖像，1位/像素)。這種應(yīng)用包括產(chǎn)生在保密文件中使用的具有保護(hù)特征的圖像，它需要定制且可能根據(jù)文件的內(nèi)容而個性化，即它們的微結(jié)構(gòu)必須根據(jù)將產(chǎn)生的文件的內(nèi)容而改變。
還有幾種方法可以均衡抖動后圖像，避免在主單色表面例如白色或黑色表面上產(chǎn)生大的斑點(diǎn)。
符號、標(biāo)識語、文字以及其他圖像元素可以表示為二值位圖。也可通過掃描在紙上打印的黑-白圖像元素來獲得二值位圖。
根據(jù)位像自動產(chǎn)生抖動顯示陣主要基于形態(tài)運(yùn)算的應(yīng)用(參見E.Dougherty，形態(tài)圖像處理的介紹，第1，3節(jié)，第3-18、66-75頁，SPIE出版社，1992)。它還基于重新排序操作，這些操作應(yīng)用于在形態(tài)運(yùn)算實(shí)現(xiàn)的骨架化中獲得的連續(xù)像素組。輸入的位圖可以是任意尺寸。由于產(chǎn)生的抖動陣列平鋪顯示在輸出圖像平面，因此以回轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行運(yùn)算。對像素的坐標(biāo)相對于位圖的寬度和高度取模。為了產(chǎn)生目標(biāo)抖動陣列，需要對位圖進(jìn)行多種運(yùn)算和運(yùn)算組合以及多種重新排序操作。
形狀細(xì)化以獲得前景抖動極限值抖動陣列產(chǎn)生方法的第一部分包括確定可能包含前景抖動極限值的單元(當(dāng)抖動該圖片時，首先設(shè)定具有低值的單元，這些單元通常是該形狀的前景)。實(shí)現(xiàn)這一目的的最佳方法是對原始位圖進(jìn)行細(xì)化算法(圖17)，并產(chǎn)生一列像素坐標(biāo)。在本實(shí)施例中，抖動陣列中的一個單元對應(yīng)于輸入位圖中的一個像素。我們使用的細(xì)化算法可參見數(shù)字圖像處理的基本原理，Anil K.Jain，第9章，第381-389頁，Prentice Hall，1989，這種細(xì)化算法產(chǎn)生對輪廓噪聲不敏感的連續(xù)圓弧。
當(dāng)將細(xì)化算法應(yīng)用于位圖時，每個細(xì)化步驟i都提供一像素坐標(biāo)組Si。這些像素形成通過上述細(xì)化步驟獲得的當(dāng)前形狀的輪廓；它們的坐標(biāo)組下稱為“輪廓像素坐標(biāo)”。當(dāng)已經(jīng)得到位圖框架時，停止算法的執(zhí)行。該框架是當(dāng)進(jìn)一步執(zhí)行細(xì)化步驟也不會有任何效果的時候獲得的形狀(圖18A、18B)。將細(xì)化步驟Si獲得的坐標(biāo)組添加入排序后的組列表L1中(圖17)。
陣列產(chǎn)生的第二部分包括確定可能具有更高抖動極限值的抖動陣列單元(具有高值的單元構(gòu)成抖動后圖像的背景)。對應(yīng)的像素通常為初始位像的背景部分(例如圖17中字母A的背景)?？梢允褂煤芏嘈螒B(tài)算子或它們的組合來實(shí)現(xiàn)上述目的。我們提出了兩種方法，它們都基于擴(kuò)大和細(xì)化算子，第二種方法應(yīng)用于反白位圖(顯示反白)，其中黑色像素變?yōu)榘咨粗嗳?。下文中我們將反白位圖稱為“二重位圖”(圖19A、19B)。
為了確定陣列的更高抖動值，應(yīng)當(dāng)重復(fù)在原始位圖上使用擴(kuò)大算子。形態(tài)算子可以通過擴(kuò)大形狀直到它填滿整個位圖空間，生成新的、粗體輪廓。但是，當(dāng)原始位圖中仍有很多區(qū)域保持空白時，快速填充原始位圖中的小孔，在多次擴(kuò)大步驟完成后，模糊微結(jié)構(gòu)形狀的輪廓。利用在下面段落中說明的方法，例如方法I和方法II，可以限制這種擴(kuò)大從而實(shí)現(xiàn)保留很小的間隙，同時利用大量空白空間來擴(kuò)大形狀。
I.背景抖動陣列值的交替抖動(圖33A)為了計算剩余的陣列單元，我們使用二重框架。該二重框架是通過對二重位圖進(jìn)行細(xì)化處理(迭代侵蝕)而獲得的(圖20A和20B)。我們對初始位圖(圖形1，圖18A)和二重框架(圖形2，圖20B)開始進(jìn)行增長處理。
在該交替擴(kuò)大方法的各步驟中，連續(xù)的對圖形1(圖21)應(yīng)用擴(kuò)大算子，然后對圖形2(圖22)應(yīng)用擴(kuò)大算子。該擴(kuò)大算子考慮到前面對相反圖形所執(zhí)行的步驟的結(jié)果；在每個擴(kuò)大步驟中，都標(biāo)記新的像素。如果特定的擴(kuò)大步驟試圖擴(kuò)大在前一步驟中標(biāo)記的像素(重疊的像素)，則省略該擴(kuò)大。例如，當(dāng)由在圖形1上操作的擴(kuò)大算子所設(shè)定的像素位于圖形2上時，則不對該像素進(jìn)行設(shè)定。我們保留圖形內(nèi)在算法的每個步驟m中變化了的像素的坐標(biāo)組Sm。將這些組中的每一個加入有序的組列表L2中(圖22)。對于兩個第一步驟，框架和二重框架中的像素部分被認(rèn)為是組S0和S1，位于列表L2中的第一和第二位置。通過構(gòu)造，每個組Si中的內(nèi)容無序。
II.二重位圖細(xì)化(背景細(xì)化)確定背景抖動陣列值的位置的另一種方法是將在二重位圖細(xì)化過程中的步驟的連續(xù)性作為標(biāo)準(zhǔn)(二重侵蝕)。這對應(yīng)于在確定前景抖動陣列值(陣列中的較低值)中所使用的相似的處理，除了采用二重位圖作為算法的輸入，而不是原始位圖本身(圖23)。該操作的結(jié)果與交替擴(kuò)大相似我們獲得有序的組列表L2，但是抖動陣列形狀的增長將不同。圖33B示出根據(jù)二重細(xì)化所獲得的輪廓像素坐標(biāo)的連續(xù)性，背景變得更暗的例子。為了確保初始位圖微結(jié)構(gòu)形狀(這里為“A”)周圍的白色輪廓線只變?yōu)樽畎导墑e的暗度，將二重位圖細(xì)化中獲得的少量第一輪廓像素坐標(biāo)輸出到列表L2的末端。這可以實(shí)現(xiàn)將微結(jié)構(gòu)形狀保持在被抖動圖像的非常暗的部分中(90％暗度)。
將像素坐標(biāo)組列表L1(前景)和L2(背景)合并為一個列表L陣列產(chǎn)生中的兩個第一部分(第一部分是形狀細(xì)化，第二部分是交替擴(kuò)大或二重位圖細(xì)化)提供了兩個組列表L1和L2，每個組包含像素坐標(biāo)?，F(xiàn)在可以通過簡單的將第二列表加入第一列表中實(shí)現(xiàn)將這些列表合并，生成新的單一列表L。位圖像素坐標(biāo)的有序列表用于生成抖動陣列，參見“抖動單元的重編號”部分。還可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的合并操作。例如，可以通過交替列表L中的組，例如L1中的一個，L2中的一個，均衡在平鋪顯示中的黑色像素的分布。在圖34中示出生成列表L的另一個例子，其中通過交替擴(kuò)大獲得與背景相關(guān)的離散輪廓像素坐標(biāo)列表Si’。但是，這些坐標(biāo)列表以不同的順序被插入列表L2中，從而獲得一個形狀，該形狀從背景開始增長，直到達(dá)到初始前景位圖形狀(列表L1中像素輪廓描述的形狀)為止。列表L2和L1被合并形成列表L。圖34中所示的特定形狀增長情況確保了即使在非常暗的級別(接近90％的暗度)，也可使微結(jié)構(gòu)形狀保持透明。
抖動單元的重編號抖動陣列產(chǎn)生的最后部分是產(chǎn)生具有原始位圖尺寸的抖動陣列并根據(jù)列表L中對應(yīng)的位圖像素的位置對抖動陣列單元進(jìn)行編號。為了避免掃描線贗象并確保輪廓的規(guī)則填充，以隨機(jī)次序選擇相似組Si的像素。
通過合并低頻和高頻抖動陣列，合成均衡后的抖動陣列由于在大抖動陣列中合并的花紋圖案(微結(jié)構(gòu)形狀)沒有被很好的平衡，因此在利用通過上述方法獲得的抖動陣列而產(chǎn)生的抖動后的圖像內(nèi)，可能出現(xiàn)視覺上的干擾贗象，例如交替的亮紋和暗紋(圖24)。由于中間和暗調(diào)趨向于變得更暗，因此這種現(xiàn)象會由于點(diǎn)增益而加重。為了在目標(biāo)圖像中避免這種贗象，均衡抖動陣列或最終的抖動后的圖像非常重要。首先說明均衡抖動陣列的一個可能方法，該抖動陣列基于從初始位圖合成的低頻(LF)抖動陣列和高頻(HF)抖動陣列的結(jié)合。這種思想主要是在均衡后的抖動陣列背景中插入高頻抖動陣列(圖28)。詞匯“高頻抖動陣列”是一個通用詞匯，意思是嵌入的圖形具有比在低頻抖動陣列內(nèi)嵌入的微結(jié)構(gòu)顯著更高的頻率。
為了產(chǎn)生均衡后的抖動陣列，首先取得對應(yīng)于抖動陣列的前景的L1列表的抖動值。然后取得對應(yīng)于抖動陣列的背景的抖動值。為了在微結(jié)構(gòu)形狀的前景和背景之間形成清楚的間隔，從L2列表中去除一個或多個連續(xù)的輪廓線(例如，像素組Sp’和Sp+1’)。將已經(jīng)從L2列表中去除的單元組(例如像素組Sp’和Sp+1’)與最高的可能極限值相聯(lián)系，這些最高可能極限值即使在高前景顏色亮度的情況下也可以產(chǎn)生背景顏色。在前景為黑色或具有飽和基本顏色時，可以確保這些單元即使在高暗度或高飽和度的位置也能保持白色。然后利用高頻抖動陣列的內(nèi)容替換剩余的背景單元(例如L2減去被去除的像素組Sp’和Sp+1’)。該高頻抖動陣列，例如在美國專利5438431和文章(V.Ostromoukhov和R.D.Hersch，“多顏色和藝術(shù)抖動”，Siggraph’99，計算機(jī)圖形處理，年會系列，1999，pp.425-432)中公開的抖動陣列包含覆蓋抖動值全部范圍的抖動級別。為了進(jìn)一步的保護(hù)，高頻抖動陣列還應(yīng)當(dāng)結(jié)合微小形狀，這些微小形狀結(jié)合有第三級信息，例如符號、字符或數(shù)字(例如圖27中的希臘卷，左下角放大的部分)。
屬于抖動陣列前景的單元(L1組)的抖動值被編號并縮放，從而覆蓋全部亮度范圍或至少它的主要部分。為了避免掃描線贗像并確保輪廓的規(guī)則填充，隨機(jī)選擇屬于同一組Si的多個單元，并賦予它們連續(xù)的抖動極限值。圖28示出將結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的低頻抖動陣列和高頻抖動陣列合并所產(chǎn)生的均衡后的抖動陣列。圖29A和圖29B都示出具有均衡后的抖動陣列的補(bǔ)片，但圖29A中補(bǔ)片具有楔形過渡的亮度，圖29B的亮度是均勻的。
與V.Ostromoukhov和R.D.Hersch，“多顏色和藝術(shù)抖動”，Siggraph’99，計算機(jī)圖形處理，年會系列，1999，pp.425-432中描述的迭代均衡技術(shù)比較，本方法更快更精確，這是因?yàn)樗鼘υ紙D像的抖動顯示陣進(jìn)行了特別的均衡。本方法不需要對大量的輸入亮度級進(jìn)行均衡，也不需要執(zhí)行幾次迭代。
以這種方式將低頻抖動陣列與高頻抖動陣列混合不但改進(jìn)了局部均衡，而且還導(dǎo)致整體色調(diào)改變。為了產(chǎn)生用于色調(diào)校正的再現(xiàn)曲線，如本領(lǐng)域公知，可以打印不同亮度的補(bǔ)片，測量它們的度并導(dǎo)出它們的表面覆蓋值。
改進(jìn)色調(diào)再現(xiàn)的可選方法重新指定列表L1中單元的抖動極限值，從而對于將要再現(xiàn)的每個亮度級，加入的前景像素的數(shù)目對應(yīng)于如果在微結(jié)構(gòu)形狀覆蓋的區(qū)域中已經(jīng)使用了高頻抖動陣列則應(yīng)當(dāng)加入的像素的數(shù)目。通過將對應(yīng)于位圖前景的掩模應(yīng)用于高頻抖動陣列上，可以很容易計算出該數(shù)目，對再現(xiàn)所需前景亮度級的像素的數(shù)目進(jìn)行計數(shù)。通過將該過程應(yīng)用于連續(xù)離散亮度級，可以在列表L1中的連續(xù)單元組的范圍內(nèi)選擇多個連續(xù)單元(再次通過在單獨(dú)組Si中隨機(jī)選擇各單元)，并給它們的每一個指定一個抖動極限級，該抖動極限級對應(yīng)于當(dāng)前離散前景亮度級。
通過后加工實(shí)現(xiàn)目標(biāo)圖像均衡第二種可能的均衡方法是通過獲取一部分前景象素(黑色)并將其重新分布到背景區(qū)域(白色)中，補(bǔ)償墨水在被抖動圖片中的不均勻的局部表面覆蓋率。使用高頻抖動顯示陣來定位將要重新分布的像素。高頻像素重新分布需要考慮點(diǎn)增益以及人類視覺系統(tǒng)轉(zhuǎn)移函數(shù)的近似。
為了這個目的，需要檢測抖動后圖片中沒有足夠精確地匹配原始圖像亮度的區(qū)域。如V.Ostromoukhov和R.D.Hersch所提出的(在“多顏色和藝術(shù)抖動”，Siggraph’99，計算機(jī)圖形處理，年會系列，1999，pp.425-432)，通過在每個像素中加入代表相鄰像素的點(diǎn)增益的暗度或顏色亮度值，來模擬點(diǎn)增益，其中所述相鄰像素中，例如水平和垂直相鄰像素具有20％的加權(quán)，對角線上的相鄰像素具有5％的加權(quán)。然后使用Gaussian低通濾波器，該濾波器在某種程度上近似于人類視覺系統(tǒng)轉(zhuǎn)移函數(shù)(HVS濾波器)的性能。將產(chǎn)生的過濾后的抖動后圖像，下稱為“感覺到的抖動后圖像”，與原始圖像進(jìn)行比較，然后使用下稱為“delta圖像”的差別圖像來均衡目標(biāo)圖像。低通濾波器的半徑基于觀察距離和圖像的分辨率。
根據(jù)對人類視覺系統(tǒng)的截止頻率大約為30周期/度的估算(感覺和人類形為手本，L.Olzak，J.P.Thomas，第7章，第7-1到7-55頁，J.Wiley，1986)，我們可以利用Gaussian函數(shù)F(q)＝Exp(-pq2)近似人類視覺系統(tǒng)轉(zhuǎn)移函數(shù)(下稱“HVS濾波器”)，其中頻率軸(q軸)上的單位對應(yīng)于30周期/度的截止頻率。對應(yīng)脈沖響應(yīng)，即F(q)的Fourier逆變換頁稱為Gaussian函數(shù)，f(r)＝Exp(-pr2)，其單元(r軸)對應(yīng)于1/30度的視角。為了產(chǎn)生離散卷積核，該Gaussian脈沖響應(yīng)函數(shù)在5s×5s的網(wǎng)格上采樣，其中標(biāo)準(zhǔn)偏差s＝1/Sqrt(2p)。對于不同的打印分辨率以及對于不同的觀察距離(例如對于廣告畫應(yīng)當(dāng)從遠(yuǎn)處觀察)，需要相應(yīng)的重新計算離散卷級核。
例如，在每英寸1200個像素的分辨率以及25英寸的觀察距離的情況下，一英寸形成的視角的度數(shù)為a＝(1/25*360/2p)。1/30度的視角，其中屏幕元件細(xì)節(jié)可能看不見，對應(yīng)于(1200/a)*(1/30)＝17.45個像素，s＝1/Sqrt(2p)在網(wǎng)格上對應(yīng)于17.45/Sqrt(2p)＝7個像素。尺寸5s×5s的卷級核在該例子中對應(yīng)于尺寸為35×35的像素核。
在進(jìn)行點(diǎn)增益模擬、人類視覺系統(tǒng)濾波以及原始和接收到的抖動后圖像的比較之后，得到delta圖像Dm(x，y)，該映射是由初始輸入圖像P(x，y)和接收到的抖動后圖像H’(x，y)(“所看到的”)之間每個像素亮度差構(gòu)成。負(fù)的delta表示抖動后的圖像“看”上去局部太亮，而正的delta表示“看”上去太暗。為了簡便起見，計算delta圖像作為2的補(bǔ)碼的8位編碼。圖25為獲得delta圖像所需步驟的示意圖。在所產(chǎn)生的打印的delta圖像中，正值由暗亮度級表示(黑＝0表示沒有變化，1表示加1等等)，負(fù)值由高亮度級(在256亮度級范圍內(nèi)，白＝255表示減1，254表示減2，等等)。
在抖動后圖像中需要加入一定數(shù)量的黑色像素，以補(bǔ)償太高的亮度，并去除圖像看來太暗的地方的多個黑色像素。在delta圖像中，正值可被認(rèn)為將要加入黑色區(qū)域以達(dá)到所需局部灰度級的白色的比例。負(fù)值表示將要從白色區(qū)域中去除的白色的比例。
Delta圖像Dm(x，y)是利用高頻抖動陣列進(jìn)行抖動的，產(chǎn)生抖動后的delta圖像Dmd(x，y)。該抖動后的delta圖像Dmd(x，y)是按照下述的方法利用抖動后圖像H(x，y)構(gòu)成的。在delta圖像為正的區(qū)域中，即在黑色像素需要被去除的黑色區(qū)域中，抖動后的delta圖像Dmd(x，y)與抖動后圖像H(x，y)進(jìn)行OR操作。在抖動后的圖像的黑色部分中將出現(xiàn)新的白色像素。在delta圖像為負(fù)的區(qū)域中，即在需要加入黑色像素的白色區(qū)域中，抖動后的delta圖像Dmd(x，y)與抖動后圖像H(x，y)進(jìn)行AND操作，產(chǎn)生最終均衡后的抖動后圖像Q(x，y)。在抖動后的圖像的白色部分中將出現(xiàn)新的黑色像素。
換句話說，如圖26所示，在最佳實(shí)施例中，執(zhí)行下面的邏輯操作Dm(x，y)＝P(x，u)-H’(x，y)，其中減法是8位值的2的補(bǔ)碼減法如果H(x，y)＝0(黑色)，Q(x，y)＝H(x，u)ORDmd(x，y)如果H(x，y)＝1(白色)，Q(x，y)＝H(x，u)AND Dmd(x，y)為了實(shí)現(xiàn)足夠的均衡化，在高頻抖動陣列中存在的高頻圖形需要比低頻圖形小幾倍。任何包含非常小的群的抖動陣列都可以使用。在圖32所示的例子中(圖30中的原始圖像利用圖31所示的低頻抖動顯示陣抖動)，我們可以使用如V.Ostromoukhov和R.D.Hersch和I.Amidror所提出的(在“旋轉(zhuǎn)后分散的抖動用于數(shù)字半色調(diào)的新技術(shù)”，Siggraph’94，計算機(jī)圖形處理，年會系列，pp.123-130，1994)旋轉(zhuǎn)后分散的抖動顯示陣作為高頻抖動顯示陣，這是因?yàn)樗梢栽诎肷{(diào)上表現(xiàn)出半群。因此對點(diǎn)增益的敏感要比擴(kuò)散的點(diǎn)的半色調(diào)要小。該高頻抖動陣列也可結(jié)合由藝術(shù)圖形或微小形狀形成的第二級微結(jié)構(gòu)，這些微小形狀可以是例如符號、字符或數(shù)字(圖27中的希臘卷)。
對高頻抖動陣列的點(diǎn)增益進(jìn)行正確補(bǔ)償非常重要?？梢酝ㄟ^打印一連串對應(yīng)不同灰度級的半色調(diào)后的補(bǔ)片，并測量它們的亮度來實(shí)現(xiàn)色調(diào)再現(xiàn)。利用Murray-Davis公式(H.R.Kang，電子成像裝置的顏色技術(shù)，SPIE光學(xué)工程出版，1997，第2.2部分Murray-Davis等式，pp42-43)，確定各補(bǔ)片紙上黑色的實(shí)際比例，并計算出色調(diào)再現(xiàn)曲線。在均衡處理中，使用該色調(diào)再現(xiàn)曲線，從而計算delta圖像Dm(x，y)、色調(diào)校正后的delta圖像值Dm’(x，y)，其中Dm’(x，y)被抖動后產(chǎn)生抖動后delta圖像Dmd(x，y)。后加工進(jìn)行的均衡是一次執(zhí)行的，并特指所需的目標(biāo)圖像。因此它比V.Ostromoukhov和R.D.Hersch在“多顏色和藝術(shù)抖動”，Siggraph’99，計算機(jī)圖形處理，年會系列，1999，pp.425-432中所描述的迭代均衡技術(shù)更快速和更精確。
保密文件的自動產(chǎn)生可以根據(jù)與文件相關(guān)的信息，例如文件的類型、文件持有者的名字、發(fā)行機(jī)構(gòu)、文件的有效性、將插入文件中的背景等，來運(yùn)行可生成原始文件圖像的計算機(jī)程序。另外，一稍有不同的計算機(jī)程序也可以根據(jù)文件相關(guān)信息，通過將文字或圖片插入二級位圖，自動產(chǎn)生結(jié)合微結(jié)構(gòu)形狀的位圖。這些計算機(jī)程序可以執(zhí)行操作系統(tǒng)命令，從而將文字、圖片和圖像分別嵌入文件圖像或位圖，并將該文件圖像或位圖保存為運(yùn)行該程序的計算機(jī)上的文件。
這些計算機(jī)程序可集成在預(yù)備的軟件模塊中，該軟件模塊可以根據(jù)與將要產(chǎn)生的目標(biāo)文件相關(guān)的信息，產(chǎn)生原始文件圖像和結(jié)合有微結(jié)構(gòu)形狀的位圖。
利用這種準(zhǔn)備軟件模塊，可以建立一個完整的自動保密文件生成鏈根據(jù)文件相關(guān)信息指定保密文件后，下面的步驟可以產(chǎn)生保密文件(a)產(chǎn)生包括所述文件相關(guān)信息的原始文件圖像；(b)產(chǎn)生結(jié)合表達(dá)所述文件相關(guān)信息的微結(jié)構(gòu)的位圖；(c)將抖動陣列與所述位圖合成；(d)利用合成的抖動陣列抖動該原始文件圖像，從而產(chǎn)生保密文件，其中宏觀文件級別和微結(jié)構(gòu)級別結(jié)合了文件相關(guān)信息；(e)均衡化該抖動后的原始圖像，從而產(chǎn)生目標(biāo)保密文件。
步驟(e)是可選的，用于改進(jìn)產(chǎn)生的目標(biāo)保密文件的質(zhì)量。所產(chǎn)生的保密文件是完全個性化的，因?yàn)樵嘉募D像和微結(jié)構(gòu)結(jié)合了文件相關(guān)信息(例如圖36所示的文件)。
通過全球通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生保密文件參照圖42，基于網(wǎng)頁的服務(wù)器系統(tǒng)2可以產(chǎn)生保密文件例如商業(yè)證書可打印文件，客戶端6的用戶或客戶可以通過全球通信網(wǎng)絡(luò)例如英特網(wǎng)4來訪問該服務(wù)器系統(tǒng)2，該客戶端6具有打印機(jī)8和個人計算機(jī)10或其他與通信網(wǎng)絡(luò)4連接的計算裝置。該服務(wù)系統(tǒng)可以是分布系統(tǒng)，包括位于一個位置或不同位置的服務(wù)器或其他數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫，這些不同位置通過例如英特網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)、或局域網(wǎng)之類的通信網(wǎng)絡(luò)彼此連接。該基于網(wǎng)頁的服務(wù)器系統(tǒng)2包括具有或與存儲客戶信息的客戶端數(shù)據(jù)庫14連接的網(wǎng)頁服務(wù)器12；用于例如實(shí)現(xiàn)信用卡支付、銀行轉(zhuǎn)移等的支付服務(wù)器或系統(tǒng)16；以及用于執(zhí)行計算和其他操作以生成用于傳輸和打印的票務(wù)圖像和包裝數(shù)據(jù)文件的生成服務(wù)器18。該生成服務(wù)器可與上下文數(shù)據(jù)庫20連接，該上下文數(shù)據(jù)庫用于存儲背景圖像和其他與商業(yè)證書相關(guān)的數(shù)據(jù)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解可在不脫離本發(fā)明范圍的情況下修改上述服務(wù)器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，上述的多種服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫僅僅作為理解本發(fā)明用于產(chǎn)生打印的商業(yè)證書的服務(wù)器系統(tǒng)功能的例子。
用于產(chǎn)生商業(yè)證書的服務(wù)器系統(tǒng)還可以是如圖44所示的專用系統(tǒng)或企業(yè)服務(wù)器系統(tǒng)，這樣用戶可以通過局域網(wǎng)或從終端10’的直接連接來訪問企業(yè)服務(wù)器系統(tǒng)2’。在這種機(jī)構(gòu)中，用戶通常是該商業(yè)證書的發(fā)行人，支付處理通常是在商業(yè)證書的支付者和用戶之間發(fā)生的。
參照圖45，所示的局域或獨(dú)立服務(wù)器系統(tǒng)2”將單獨(dú)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)與圖44的企業(yè)服務(wù)器系統(tǒng)2’的功能結(jié)合。
參照圖43，示出用于說明利用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)例如上述服務(wù)器系統(tǒng)來產(chǎn)生商業(yè)證書例如打印的票據(jù)的流程。初始化操作包括客戶或用戶與服務(wù)器系統(tǒng)2、2’、2”連接，然后選擇和指定產(chǎn)品。例如，如果商業(yè)證書是運(yùn)輸票據(jù)，則客戶可指定路程起始地和目的地，行程日期和/或時間，等級、座位等。初始化步驟還可包括識別過程、特別是如果客戶數(shù)據(jù)庫輸出的客戶信息需要包括在打印的商業(yè)證書上時，識別過程應(yīng)當(dāng)在產(chǎn)品選擇和指定之后或之前進(jìn)行。在商業(yè)證書只是發(fā)行給已知或被識別的個人時，也需要識別過程。詞匯“產(chǎn)品”應(yīng)當(dāng)理解為表示與商業(yè)證書相關(guān)的事件、服務(wù)或需要購買或處理的物品。
當(dāng)產(chǎn)品已經(jīng)被選擇和指定時，產(chǎn)生一支付命令，例如客戶向服務(wù)器系統(tǒng)提供信用卡、銀行轉(zhuǎn)賬或現(xiàn)金卡信息，服務(wù)器系統(tǒng)然后紀(jì)錄該支付命令和/或向支付系統(tǒng)16發(fā)送臨時支付命令。直到該票據(jù)已經(jīng)送到客戶地址，否則不會根據(jù)支付命令來計算處理量。
在步驟24中的產(chǎn)品選擇和指定后，產(chǎn)生服務(wù)器18利用從網(wǎng)頁服務(wù)器部分12或者客戶數(shù)據(jù)庫14和上下文數(shù)據(jù)庫20中接收到的信息，產(chǎn)生票據(jù)圖像打印文件，從而使產(chǎn)品信息、個人信息和上下文信息可以包括在票據(jù)圖像產(chǎn)生過程中。
應(yīng)當(dāng)注意票據(jù)圖像產(chǎn)生可以在臨時支付命令之前、之后或并行執(zhí)行(步驟28)。然后將票據(jù)圖像文件打包和最好壓縮，從而使其可通過通信網(wǎng)絡(luò)例如英特網(wǎng)來有效的傳輸，并在標(biāo)準(zhǔn)PC打印機(jī)上打印。可以例如在用戶或客戶計算機(jī)屏幕上接收顯示在網(wǎng)頁瀏覽器中的票據(jù)圖像，或者可以例如以常用的文件和圖像格式例如PDF、GIF、PNG等通過電子郵件進(jìn)行接收，這些格式可以利用適當(dāng)?shù)腜C軟件在個人PC打印機(jī)上打印。商業(yè)命令圖像文件發(fā)送到用戶或客戶計算機(jī)或終端還產(chǎn)生一個確認(rèn)，以執(zhí)行等待中的支付命令。
從上面的描述可以很明顯看出商業(yè)證書的保護(hù)并不在于不能打印或復(fù)制無數(shù)的票據(jù)，因?yàn)榭蛻艨梢越邮沾蛴∥募?，或可以簡單的?fù)制打印的文件。防止多次復(fù)制使用的保護(hù)性是通過個人或唯一信息來提供的。例如，對于運(yùn)輸票據(jù)，日期、目的地和證書持有者的相片圖形將使其他人不能使用該商業(yè)證書，只有持有者在有效期限內(nèi)可以使用。對于娛樂情況，例如劇院、體育場、電影院或相似的情況，如果例如座位號、日期和事件或地點(diǎn)都包括在票據(jù)圖像中，則通常不需要包括個人信息。
在圖46中，示出說明在本發(fā)明票據(jù)圖像產(chǎn)生中執(zhí)行的步驟和操作的流程。
在圖46所示的特殊例子中，說明了從Milano中心站到Berlin動物園的行程中在特定日期有效的第二等火車票。產(chǎn)品信息38已經(jīng)由用戶指定，該用戶還提供了可識別她/他并在客戶數(shù)據(jù)庫14中進(jìn)一步檢索客戶信息的客戶信息40?？蛻魯?shù)據(jù)庫例如包括客戶的肖像圖片庫。如下所述，根據(jù)客戶的識別，從客戶數(shù)據(jù)庫中獲得客戶的肖像，使其包括在票面圖像中。
產(chǎn)品信息38被發(fā)送到產(chǎn)品服務(wù)器或服務(wù)器系統(tǒng)的產(chǎn)品服務(wù)器部分，并用于從上下文數(shù)據(jù)庫20中選擇背景圖像44和微結(jié)構(gòu)圖案或形狀46，這些微結(jié)構(gòu)圖案或形狀將在繪圖過程50例如平面繪圖過程中應(yīng)用于微結(jié)構(gòu)要素48。組織微結(jié)構(gòu)要素48從而提供信息，特別是包括與產(chǎn)品信息相關(guān)的文字和字母，例如在車票情況下，指示開始和目的地、日期和可能的附加信息，例如等級、價格和其他產(chǎn)品特定信息。微結(jié)構(gòu)要素中還可能包括客戶信息，例如客戶的名字、地址、出生日期或其他客戶特定信息。微結(jié)構(gòu)要素還包含具有不同圖形形狀或標(biāo)識的要素。
產(chǎn)品服務(wù)器或服務(wù)器部分也要使用產(chǎn)品信息來產(chǎn)生包括產(chǎn)品特定信息的簡單表示的產(chǎn)品信息層，在本例子中的運(yùn)輸票的情況下，產(chǎn)品特定信息與起始地和目的地、級別、價格、有效形、日期或階段等有關(guān)，可能還包括可電子驗(yàn)證的保護(hù)特征，例如加密數(shù)字碼或條形碼。在經(jīng)過視覺驗(yàn)證后仍然存在懷疑，或由于其它原因，例如任意的抽查，這種編碼的或可電子驗(yàn)證的保護(hù)特征還可提供其它的驗(yàn)證手段，使人們可以控制票據(jù)的真實(shí)性。
背景圖像可以是相片、繪圖或任何其他圖像，這些圖像最好是不均勻且表現(xiàn)地點(diǎn)、物體、事件或其他任何可以通過視覺很容易的辨認(rèn)和解釋的事情，換句話說，背景圖像應(yīng)當(dāng)是具有便于人們記憶和識別的某些意義或特征的圖像，從而可以驗(yàn)證證書的有效性。背景圖像最好是專有的且不容易被普通公眾獲得的圖像。為了增加復(fù)制票據(jù)圖像的難度，可以規(guī)則的改變背景圖像。其中商業(yè)證書包含客戶的肖像42，背景和肖像圖像可通過任何標(biāo)準(zhǔn)合成技術(shù)合成或通過將像片重疊45在背景圖像上以形成個人化的上下文圖像層54。
微結(jié)構(gòu)圖案或形狀46是例如上述的數(shù)字圖像變形算法(扭曲轉(zhuǎn)換)或如在平面映射或其他公知圖像變形技術(shù)中使用。該微結(jié)構(gòu)形狀或圖案可以在基于發(fā)行者所確立的標(biāo)準(zhǔn)的不同類型的商業(yè)證書之間變化，例如對于不同的票面值、事件、星期幾、月等具有不同的形狀。該形狀或圖案還可規(guī)則的變化，例如但不是必需的，當(dāng)背景圖像變化時，為了使偽造復(fù)制變得更難，減少背景圖像和圖案在圖像上保持有效的時間。
在最佳實(shí)施例中，該微結(jié)構(gòu)要素48包括字母數(shù)字混合編制的字符，從而可以產(chǎn)生特定的信息例如有效的日期或時間段、事件、座位號、行程開始地和目的地信息以及其他可讀的信息。識別該商業(yè)證書的特殊目的的文字本質(zhì)上應(yīng)當(dāng)是唯一的(例如劇院情況下名稱、日期和座位號的組合)或應(yīng)當(dāng)與客戶特定信息結(jié)合后變得唯一(例如車票指示日期、形成、乘車人的肖像的組合)。該微結(jié)構(gòu)要素用于產(chǎn)生代表微結(jié)構(gòu)圖像層56的抖動顯示陣，該微結(jié)構(gòu)圖像層是由上下文圖像層54覆蓋。
在本申請中使用的包括字母數(shù)字混合編制的字符的微結(jié)構(gòu)要素，其尺寸應(yīng)當(dāng)可以在個人文件閱讀距離處被閱讀，該距離通常為離眼睛20-50cm。即使在以最低分辨率打印出的圖像中，微結(jié)構(gòu)要素也顯著大于屏幕點(diǎn)尺寸。
如上所述最好通過自動合成從二級位圖要素產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)要素，但是根據(jù)本發(fā)明具有保護(hù)特征的商業(yè)證書或其他文件的產(chǎn)生最好使用以其他方式產(chǎn)生的微結(jié)構(gòu)要素，如圖50a-50g中所述的例子，示出微結(jié)構(gòu)要素的多種圖形表現(xiàn)形式。
合成微結(jié)構(gòu)要素的另一種方法如圖50a所示，微結(jié)構(gòu)要素48可相對背景63顯示為三維要素61的形式，這樣在垂直于圖50a的方向上，該要素的深度將分為多個平行于紙面的平面，每個平面代表一個灰度級。例如可以在對應(yīng)256個灰度級的256個平面內(nèi)定義該微結(jié)構(gòu)要素，該256個灰度級等同于在標(biāo)準(zhǔn)打印技術(shù)中通常使用的灰度級的數(shù)目。背景63包括可圖形表示為隨機(jī)分布的“峰值”的“噪聲”，當(dāng)利用高灰度級橫切后，該背景可表現(xiàn)為圖50b-50d所示的顆粒外表。當(dāng)灰度級非常高時，字符具有黑色背景且最粗，如圖50b所示，隨著圖50c-50e所示的那樣灰度級逐漸降低，背景也變得越來越亮。對于中間灰度級，字符處于圖50f所示的中間粗細(xì)，如果灰度級非常低，則如圖50g所示，字符變得非常細(xì)。在該例子中，除了改變對于高灰度級的顆粒背景的密度外，通過調(diào)節(jié)字符的粗細(xì)，可以改變灰度級，應(yīng)當(dāng)注意字符最好在降低粗細(xì)時仍然保持一貫的形狀。后一個屬性可以確保字符的可讀性，不論是低灰度級或是高灰度級。
除了調(diào)整粗細(xì)，還可以使用其它技術(shù)來限定微結(jié)構(gòu)要素的灰度級，例如在根據(jù)灰度級向字符中心方向改變邊界粗細(xì)的同時，可通過恒定的外部形狀和尺寸的黑色邊界來定義字符。
圖47中示出利用字母顯示作為微結(jié)構(gòu)要素的例子，左側(cè)圖中示出的字母為簡單的字符，而右側(cè)圖中示出三維微結(jié)構(gòu)要素，它們用圖像表示微結(jié)構(gòu)抖動顯示陣。在圖47中，已經(jīng)利用微結(jié)構(gòu)形狀(在特定例子中，該形狀仿效文字行環(huán)繞圓柱的狀態(tài))對要素進(jìn)行了平面繪圖處理50。應(yīng)當(dāng)注意圖50a和圖47的右側(cè)圖中的3D顯示僅僅是為了有助于讀者獲得微結(jié)構(gòu)要素的視覺印象，而這些微結(jié)構(gòu)要素實(shí)際是以抖動顯示陣來限定的，可以其它方式來表現(xiàn)。
在產(chǎn)生抖動顯示陣時，需要同時考慮微結(jié)構(gòu)要素的文字和微結(jié)構(gòu)形狀。另外，將微結(jié)構(gòu)圖像縮放為與上下文圖像相同的尺寸。然后利用上述抖動方法通過將微結(jié)構(gòu)抖動顯示陣應(yīng)用于上下文圖像，使上下文圖像和微結(jié)構(gòu)圖像54、56合成。
如上述例子所述，合成的一個簡單方法是標(biāo)準(zhǔn)半色調(diào)技術(shù)。
在圖48中示出標(biāo)準(zhǔn)半色調(diào)的結(jié)果，上下文圖像和微結(jié)構(gòu)圖像經(jīng)過上述的標(biāo)準(zhǔn)半色調(diào)處理產(chǎn)生圖58所示的半色調(diào)后的圖像58。在該半色調(diào)后的圖像中應(yīng)當(dāng)注意，在上下文圖像的亮區(qū)域內(nèi)，微結(jié)構(gòu)字符非常細(xì)(由于低的灰度級值)，在暗區(qū)域內(nèi)非常粗(由于高灰度級值)。
位于微結(jié)構(gòu)要素之間的抖動顯示陣的灰度級值最好被設(shè)定為隨機(jī)變化的低灰度級值，從而使微結(jié)構(gòu)要素的形狀在半色調(diào)處理后保持可見(即使在暗區(qū)域內(nèi))。
還應(yīng)當(dāng)注意的是微結(jié)構(gòu)字符的粗細(xì)沿著它的部分而變化，這種變化基于有問題的字符部分附近的上下文圖像的灰度級。
參照圖53，示出利用半色調(diào)技術(shù)將微結(jié)構(gòu)要素48’的微結(jié)構(gòu)抖動顯示陣應(yīng)用于圖像44’。該半色調(diào)后的圖像58示出作為圖像44的灰度級的函數(shù)，字符”T”61的粗細(xì)和背景顆粒63的密度。
由于構(gòu)成抖動顯示陣的微結(jié)構(gòu)要素的尺寸，計算出的半色調(diào)后的圖像58的視覺質(zhì)量通常并不是最佳的。為了提高該質(zhì)量，合成過程還包括上面已經(jīng)說明的均衡過程?？梢允褂闷渌饣蚱胶饧夹g(shù)，例如將半色調(diào)后的圖像與圖49中所示的上下文圖像進(jìn)行比較?？梢允褂玫钠胶饣蚓饧夹g(shù)包括檢查半色調(diào)后圖像的各點(diǎn)的鄰域，隨后計算將要用于計算平均灰度級值的的黑色點(diǎn)和白色點(diǎn)的數(shù)目，例如白色點(diǎn)的數(shù)目除以相關(guān)鄰域中的點(diǎn)的總數(shù)目。這些平均灰度級值與上下文圖像的對應(yīng)點(diǎn)的灰度級值進(jìn)行比較，如果差別很小(例如小于限定或近似的值)，則認(rèn)為該半色調(diào)后的圖像在該點(diǎn)非常近似于上下文圖像。如果所比較的灰度級值之間的差別很大，則認(rèn)為半色調(diào)后圖像局部與上下文圖像不接近，應(yīng)當(dāng)反轉(zhuǎn)半色調(diào)圖像的該相關(guān)點(diǎn)，換句話說，如果原始為黑則將其設(shè)定為白，如果原始為白則將其設(shè)定為黑。可以使用probalistic功能來判斷被比較的灰度級值之間的差別大還是小。
上文中已經(jīng)將半色調(diào)和均衡或平衡過程作為獨(dú)立的過程進(jìn)行說明，但是雖然詞匯“半色調(diào)”和“均衡”被分別使用，但是也可以將這兩個過程合并為一個單獨(dú)的過程。
可以將一簡單的圖形產(chǎn)品信息層52與加入后的圖像60重疊61或與其合成，以產(chǎn)生完整的商業(yè)票據(jù)圖像62，例如圖52中所示的體育賽事票圖像。如圖52中可以看出，該簡單的產(chǎn)品信息層64以可以簡單讀出的格式表示出有效日期、賽事名稱和價格，該產(chǎn)品信息的至少一部分也已經(jīng)存在于加入后的圖像的微結(jié)構(gòu)中，并可以從距離眼睛20-50cm的正常文字閱讀距離讀出。在該特殊例子中，微結(jié)構(gòu)層還包括體育賽事參加者的名字。同時，上下文圖像也處于正常的文字閱讀距離，該上下文圖像例如包括獎品圖片和個人的肖像，當(dāng)增加距離文字閱讀距離時，在從眼睛到手臂夠得著的距離上，該微結(jié)構(gòu)字符變得不太明顯。根據(jù)本發(fā)明產(chǎn)生的商業(yè)票據(jù)的視覺驗(yàn)證可包括如圖51所示的步驟，票據(jù)控制器可以通過讀取產(chǎn)品信息層64來檢查票據(jù)信息的相關(guān)性以及對應(yīng)該產(chǎn)品信息的微結(jié)構(gòu)信息。該控制器還可以檢驗(yàn)上下文圖像和微結(jié)構(gòu)形狀或圖形，從這點(diǎn)來說，該控制器應(yīng)該知道在這類商業(yè)票據(jù)的有效日期內(nèi)加入它們的背景圖像和微結(jié)構(gòu)圖案。條形碼66最好包括加密的編碼，在懷疑票據(jù)的真實(shí)性或由于其它原因，例如隨機(jī)檢查的情況下，該條形碼可以作為另一種驗(yàn)證手段。
參照圖52a，詳細(xì)的示出圖52中打印的票據(jù)的一部分。用于打印該圖像的最小屏幕點(diǎn)是具有傳統(tǒng)形狀，例如橢圓或圓形的傳統(tǒng)屏幕點(diǎn)。但是該屏幕點(diǎn)可以具有可按照規(guī)則基礎(chǔ)而改變的特別形狀，從而增加防止偽造的保護(hù)性。還可根據(jù)上述的加入過程，通過引入具有最小打印屏幕點(diǎn)和可在正常閱讀距離驗(yàn)證的微結(jié)構(gòu)要素之間尺寸的其他微結(jié)構(gòu)要素層，來實(shí)現(xiàn)保護(hù)技術(shù)?？赏ㄟ^對打印的票據(jù)的近距離視覺檢查，例如距離眼睛10-20cm的距離，來驗(yàn)證該中間的微結(jié)構(gòu)要素。如圖52a和52b中可以最好的看出，在該例子中，提供了具有較小微結(jié)構(gòu)要素的第二層，該微結(jié)構(gòu)要素包括字符“05-05-04”，用于指示賽事的日期。換句話說，利用上述的加入過程，可以在每層都具有不同尺寸的微結(jié)構(gòu)要素的多個微結(jié)構(gòu)圖像層上加入上下文圖像。
應(yīng)當(dāng)注意，如上所述通過通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的商業(yè)票據(jù)或其他保密文件還可被顯示在電子屏幕上，例如便攜式電子裝置的顯示屏，而不是被打印。
區(qū)別特征和文件保護(hù)特征本發(fā)明通過結(jié)合微結(jié)構(gòu)保護(hù)保密文件，該保密文件包括例如文字、相片、圖片、圖像以及可能的背景花紋圖案等要素，該微結(jié)構(gòu)的形狀隨文件要素的亮度而改變。通過抖動處理，在微結(jié)構(gòu)上形成目標(biāo)文件，在不顯著修改目標(biāo)文件圖像的情況下，不能清除或修改文件要素和微結(jié)構(gòu)。例如在圖27中，可以從例子中看出，構(gòu)成圖像的所有要素都是微結(jié)構(gòu)。宏觀圖像是一個女孩的臉。第一級微結(jié)構(gòu)是龍。該高頻抖動陣列結(jié)合有希臘圖形符號(雕帶)形狀的第二級微結(jié)構(gòu)。這種第二級微結(jié)構(gòu)可結(jié)合簡單的第二級微結(jié)構(gòu)形狀以進(jìn)一步保護(hù)，該第二級微結(jié)構(gòu)形狀包括例如一個或多個字母、數(shù)字或符號。嵌入高頻抖動陣列的第二級微結(jié)構(gòu)使偽造文件圖像或文件要素變得更加困難。
本發(fā)明的一個關(guān)鍵區(qū)別特征是可以合成抖動顯示陣形式的微結(jié)構(gòu)，該抖動顯示陣是從結(jié)合有微結(jié)構(gòu)形狀的二值位圖產(chǎn)生的，所產(chǎn)生的抖動顯示陣可以進(jìn)行充分的改進(jìn)，從而使所選擇的微結(jié)構(gòu)可以在高和低圖像亮度的情況下都可見。例如圖33A和33B所示，該微結(jié)構(gòu)可在小于10％的暗度和高于90％的亮度的情況下可見。圖34中的希伯來字母在10％和90％暗度的情況下都可見。另外，抖動顯示陣的合成可由計算機(jī)程序自動執(zhí)行。
本發(fā)明的第二區(qū)別特征在于在保持宏觀圖像完整無缺和不修改宏觀級和微結(jié)構(gòu)級所包含的信息(例如文字)的情況下，可以產(chǎn)生可幾何變換的微結(jié)構(gòu)，該微結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)保密文件的多種變化。這些幾何變換后的微結(jié)構(gòu)可以在顯示器上產(chǎn)生一個圖像，該圖像的微結(jié)構(gòu)是活動的。例如，圖6示出利用不同變換參數(shù)產(chǎn)生的同樣圖像和同樣微結(jié)構(gòu)的多個實(shí)例。
本發(fā)明的第三區(qū)別特征是可通過使用高頻抖動顯示陣，或者結(jié)合第二級微結(jié)構(gòu)來執(zhí)行均衡。
第四區(qū)別特征在于利用標(biāo)準(zhǔn)、非標(biāo)準(zhǔn)和特別墨水來產(chǎn)生顏色文件，其中一種、多種或全部起作用的墨水都是微結(jié)構(gòu)的一部分。所述的墨水是例如金屬、虹彩、熒光、磷光和紫外墨水。
本發(fā)明的第五區(qū)別特征是可以根據(jù)與文字內(nèi)容相關(guān)的信息來自動合成個性化的保護(hù)文字。
讓我們列舉主要保護(hù)特征。第一保護(hù)是通過微結(jié)構(gòu)經(jīng)過相鄰要素邊界(文字、圖片要素、圖像)時的連續(xù)性來保證的。該連續(xù)性使?jié)撛诘膫卧煺呃脗卧斓囊貋硖鎿Q給定文件要素變得極端困難(例如利用偽造的照片來替換一照片)。作為第二保護(hù)性特征，可通過微結(jié)構(gòu)來保護(hù)原始圖像中表現(xiàn)出的文字，例如黑色打印字符。第三保護(hù)是通過用于微結(jié)構(gòu)圖像合成的抖動處理來實(shí)現(xiàn)的，該抖動處理可以確保微結(jié)構(gòu)形狀的深淺度根據(jù)當(dāng)前圖像亮度而改變，當(dāng)使用多種顏色時，確保微結(jié)構(gòu)形狀的深淺度根據(jù)主要顏色亮度(或墨水覆蓋率)而改變。這樣偽造者就不能簡單地通過混合利用標(biāo)準(zhǔn)桌面圖形程序包產(chǎn)生的偽造微結(jié)構(gòu)，來加入文件中。第四保護(hù)是通過使文字作為微結(jié)構(gòu)的一部分，并提供其它驗(yàn)證文件的真實(shí)性的手段來實(shí)現(xiàn)的。這使得可以建立宏觀文件級信息和微結(jié)構(gòu)級信息之間的相關(guān)性。例如，可以通過將文件持有者的名字嵌入文字構(gòu)成的微結(jié)構(gòu)中(在第一或可能在第二微結(jié)構(gòu)級)，實(shí)現(xiàn)在整個文字上重復(fù)文件持有者的名字。修改該名字需要修改在整個文件范圍內(nèi)扭曲的微結(jié)構(gòu)，這幾乎是不能能完成的任務(wù)。第五保護(hù)是通過利用參數(shù)化變換Tt(u，v)和可能的扭曲變換Tw(x，y)，在不同的文件上產(chǎn)生不同微結(jié)構(gòu)實(shí)例的可能性來實(shí)現(xiàn)的?？梢允雇ㄟ^特定參數(shù)化變換Tt(u，v)限定的微結(jié)構(gòu)圖像的給定實(shí)例與文件內(nèi)容，例如保密文件的值、文件的類型和文件公布的年實(shí)現(xiàn)相關(guān)。
圖36示出作為保密文件的一個例子的文憑，該文憑中結(jié)合有包含文件持有者名字和發(fā)行該文憑的機(jī)構(gòu)的名稱的微結(jié)構(gòu)。由于該微結(jié)構(gòu)覆蓋全部文件部分，因此不可能替換它的各部分。另外，由于幾何變換使經(jīng)過圖片的微結(jié)構(gòu)在不同方向和以不同尺寸扭曲，以及由于微結(jié)構(gòu)的厚度使其自身適應(yīng)局部圖像亮度，因此不能實(shí)現(xiàn)簡單的將微結(jié)構(gòu)要素從一個局部復(fù)制到多個其它位置。另外，在文件的暗(或者色彩飽和)的部分中，微結(jié)構(gòu)形狀之間非常細(xì)的間隙使得非授權(quán)文字替換非常困難。
利用結(jié)合有特別墨水的微結(jié)構(gòu)生成保密文件利用微結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的文件保護(hù)并不僅局限于利用黑-白或標(biāo)準(zhǔn)顏色墨水(青、洋紅、黃和可能的黑)打印的文件。根據(jù)未決美國專利申請09/477544(用于利用多顏色抖動產(chǎn)生數(shù)字半色調(diào)圖像的方法和裝置，發(fā)明人V.Ostromoukhov，R.D.Hersch，申請日2000年1月4日，代理人EPFL)，可能利用多顏色抖動使用特別墨水來產(chǎn)生保密文件，該特別墨水是例如非標(biāo)準(zhǔn)顏色墨水、金屬墨水、熒光或虹彩墨水(可變顏色的墨水)，當(dāng)從特定視角觀看時，該微結(jié)構(gòu)表現(xiàn)得就像利用正常墨水打印的一樣，擔(dān)當(dāng)從其它視角觀看時，由于鏡面反射，該微結(jié)構(gòu)表現(xiàn)得更強(qiáng)。利用虹彩墨水也可以實(shí)現(xiàn)相似的微結(jié)構(gòu)外觀變化。當(dāng)原始文件被掃描和再現(xiàn)或影印時，該微結(jié)構(gòu)外觀中的變化完全消失。
另外，可以僅在保密文件的特定部分中結(jié)合非標(biāo)準(zhǔn)墨水，并利用標(biāo)準(zhǔn)墨水打印其它部分。然后，僅可在利用掩模選擇的文件部分中看到金屬墨水的效果，該掩模自身可以表現(xiàn)視覺信息，例如文字、圖片符號、圖形設(shè)計或抖動的圖像。例如，可以使用圖27中的龍作為掩模，且在目標(biāo)圖像內(nèi)，僅在那些由龍形狀(該龍形狀是通過原始圖像的簡單抖動獲得的，沒有均衡)覆蓋的微結(jié)構(gòu)部分中加入金屬墨水。在該目標(biāo)圖像中，由于金屬墨水的作用，當(dāng)從允許入射光線鏡面反射的角度來觀看時，該龍形狀高亮顯示。
在屏幕或除紙以外的支撐物上生成保密文件不僅在紙上，還可以在電子顯示器(例如計算機(jī)或移動電話屏幕)或其它支撐物，例如透明或不透明的塑料材料、聚合體材料、貴重產(chǎn)品的包裝、例如CD-ROM或DVD的光盤或例如衍射元件、全息圖和運(yùn)動圖等光學(xué)裝置中，使用結(jié)合微結(jié)構(gòu)的文件圖像來產(chǎn)生保密文件。
通過微結(jié)構(gòu)的自動合成來產(chǎn)生藝術(shù)圖像微結(jié)構(gòu)圖像的自動合成是設(shè)計藝術(shù)圖像，例如說明圖、廣告畫和宣傳畫的非常有效的手段。設(shè)計者僅需要利用標(biāo)準(zhǔn)桌面圖像程序包生成原始圖像和原始微結(jié)構(gòu)形狀，它可以掃描或繪制該微結(jié)構(gòu)形狀，對它們進(jìn)行潤色使其符合設(shè)計者的美學(xué)要求并將它們轉(zhuǎn)換為對應(yīng)抖動顯示陣自動合成所需的原始微結(jié)構(gòu)位圖。然后利用該結(jié)合有微結(jié)構(gòu)形狀的抖動顯示陣對原始圖像進(jìn)行抖動，并產(chǎn)生目標(biāo)藝術(shù)抖動后的圖像。這樣，一旦集成到桌面軟件程序包中，自動抖動就會成為生成圖像設(shè)計、廣告畫和宣傳畫的非常有效的工具。另外，大型廣告畫也可以很容易生成，對于這種廣告畫，從遠(yuǎn)處可以看到宏觀圖像，從近處可以看到微結(jié)構(gòu)。該微結(jié)構(gòu)結(jié)合了第二信息層，這些信息包括文字、標(biāo)識語、美術(shù)設(shè)計或廣告。當(dāng)用于例如高速公路時，這種大型廣告畫特別有效，駕駛者首先可以看到宏觀圖像，然后當(dāng)駛近時可以看到微結(jié)構(gòu)信息。
具有運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)的圖像的產(chǎn)生包括運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)的圖像可用于建立吸引客戶注意力的美麗信息和宣傳點(diǎn)。特別對于訪問網(wǎng)站的客戶，具有運(yùn)動微結(jié)構(gòu)的圖像可以將信息結(jié)合到運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)中。申請日為2001年7月11日，申請人為R.D.Hersch和B.Wittwer的在先專利申請US09/902227公開一種產(chǎn)生運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)圖像的方法，即圖像順序和運(yùn)動，其中從遠(yuǎn)處看該圖像是可見的，從近處看，可以看到包含的微結(jié)構(gòu)。該方法利用結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的大的抖動顯示陣。通過利用修改后的變換參數(shù)，連續(xù)的重新產(chǎn)生圖像的新的實(shí)例，可以實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)演變。由于本發(fā)明中公開的用于抖動顯示陣的自動合成的方法，可以很容易和快速的產(chǎn)生美觀的抖動顯示陣，從而極大的方便了具有運(yùn)動微結(jié)構(gòu)的圖像的生成。
上面已經(jīng)參照特定示意性實(shí)施例描述了所公開的方法。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于上述描述的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離附加權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以很容易實(shí)現(xiàn)多種變化和修改。
用于合成保密文件和微結(jié)構(gòu)圖像的計算系統(tǒng)用于合成保密文件的計算系統(tǒng)(圖37)包括用于接收產(chǎn)生保密文件，例如圖36所示的文憑的請求的接口。通過該請求，例如文件持有者的名字、將要發(fā)行的文件的發(fā)行日期和類型，接收相關(guān)信息(370，圖37)。該計算系統(tǒng)還包括用于準(zhǔn)備保密文件產(chǎn)生所使用的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備軟件模塊和用于產(chǎn)生該保密文件的產(chǎn)生軟件模塊。該在計算系統(tǒng)上運(yùn)行的準(zhǔn)備軟件模塊可根據(jù)與該請求一起接收的信息，產(chǎn)生原始文件圖像、微結(jié)構(gòu)形狀和可能的變換參數(shù)。產(chǎn)生軟件模塊首先合成產(chǎn)生保密文件所使用的微結(jié)構(gòu)，然后將該保密文件與將要傳輸?shù)捷敵鲅b置的微結(jié)構(gòu)合成。
在最佳實(shí)施例(圖37，括號中的詞匯)中，通過產(chǎn)生結(jié)合有微結(jié)構(gòu)形狀的位圖，產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)形狀。通過對該用于產(chǎn)生保密文件的微結(jié)構(gòu)應(yīng)用位圖數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)操作，使其嵌入到抖動陣列中，該抖動陣列是從所述位圖中合成的。通過將原始文件圖像與前面合成的抖動陣列合成，實(shí)現(xiàn)保密文件的合成。
也可操作相似的計算系統(tǒng)(圖38)來合成微結(jié)構(gòu)圖像，例如用于圖形設(shè)計、信息、宣傳和廣告的微結(jié)構(gòu)圖像。該計算系統(tǒng)包括一接口，用于接收原始圖像、微結(jié)構(gòu)形狀、還可能有從可用的變換和變換參數(shù)組中選擇出來的變換，以及在彩色的情況下，用于加入目標(biāo)抖動后圖像的基色的選擇(380，圖38)。該計算系統(tǒng)還包括用于產(chǎn)生所述藝術(shù)微結(jié)構(gòu)圖像的產(chǎn)生軟件模塊。該在計算系統(tǒng)上運(yùn)行的產(chǎn)生軟件模塊將微結(jié)構(gòu)形狀作為輸入，合成微結(jié)構(gòu)并產(chǎn)生結(jié)合該微結(jié)構(gòu)的目標(biāo)微結(jié)構(gòu)圖像。
在最佳實(shí)施例中，將微結(jié)構(gòu)形狀結(jié)合到計算機(jī)系統(tǒng)接口接收到的位圖中。通過對該用于產(chǎn)生保密文件的微結(jié)構(gòu)應(yīng)用位圖數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)操作，使其嵌入到抖動陣列中，該抖動陣列是從所述位圖中合成的。通過利用前面合成的抖動陣列抖動該原始圖像，以及如果在彩色情況下，可能根據(jù)特別的基色或者可能根據(jù)計算系統(tǒng)接口接收到的變換和變換參數(shù)，執(zhí)行目標(biāo)微結(jié)構(gòu)圖像的合成。
用于顯示是有運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)的圖像的計算系統(tǒng)通過計算機(jī)運(yùn)行運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)圖像實(shí)現(xiàn)軟件，可以離線合成具有運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)的圖像。然后可將所產(chǎn)生的圖像動畫作為運(yùn)動圖像(例如運(yùn)動的GIF或MNG格式)結(jié)合到網(wǎng)頁中。另一個變化在于產(chǎn)生圖像計算和顯示系統(tǒng)，例如一運(yùn)行運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)圖像實(shí)現(xiàn)軟件的applet。在該情況下，該圖像計算和顯示系統(tǒng)可在客戶端計算機(jī)上運(yùn)行，并顯示運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)圖像或圖像動畫。作為最佳實(shí)施例，該圖像計算和顯示系統(tǒng)可從服務(wù)器計算系統(tǒng)(圖39)中接收輸入的彩色圖像、抖動顯示陣、運(yùn)動變換、扭曲變換、基色組{Ci}和可能的掩模層作為輸入。利用目前的技術(shù)，圖像計算和顯示系統(tǒng)的最佳實(shí)施例是java applet。然后通過執(zhí)行上述的初始化、圖像加入和圖像顯示步驟，該圖像計算和顯示系統(tǒng)的程序(例如作為applet運(yùn)行的程序)產(chǎn)生和顯示目標(biāo)圖像。
另外，運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)圖像加入系統(tǒng)的特別實(shí)施例可以根據(jù)用戶的愛好或用戶情況調(diào)整某些圖像加入?yún)?shù)。例如根據(jù)用戶愛好或情況，可以調(diào)節(jié)從一圖像組中選擇出的圖像，從多組基色中選擇出的一組基色，一運(yùn)動變換和可能的扭曲變換。這些特別的實(shí)施例可以根據(jù)用戶或用戶類別定制運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)圖像。
或者，可以假設(shè)一特別服務(wù)器(例如一網(wǎng)站)需要設(shè)計者在其自己的計算機(jī)上生成隨時間變化的具有微結(jié)構(gòu)的圖像(即運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)圖像)(圖40)。在它們計算機(jī)上運(yùn)行的程序界面(例如結(jié)合有applet的動態(tài)網(wǎng)頁)可與服務(wù)器交換信息。通過這種基于設(shè)計界面的網(wǎng)頁，圖形設(shè)計者可以指定或生成源圖像、抖動顯示陣、基色、運(yùn)動變換、扭曲變換以及圖像掩模層。通過交互的修改這些參數(shù)和要素中的每個，并立刻顯示結(jié)果，設(shè)計者可以交互的生成具有運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)的動畫圖像。當(dāng)簽署法律協(xié)議后，它們就可以接收到授權(quán)并將運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)生成軟件(例如applet編碼)以及產(chǎn)生的數(shù)據(jù)要素傳送到他們自己的網(wǎng)頁上。圖41示出結(jié)合到網(wǎng)頁中的運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)圖像。
權(quán)利要求
1.產(chǎn)生結(jié)合微結(jié)構(gòu)的圖像的方法，包括-獲得原始圖像；-產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)；和-在所述原始圖像的一個區(qū)域或全部中加入所述微結(jié)構(gòu)；其中產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)的操作包括從原始微結(jié)構(gòu)形狀自動合成微結(jié)構(gòu)要素。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中微結(jié)構(gòu)包括從低頻微結(jié)構(gòu)要素產(chǎn)生的低頻微結(jié)構(gòu)，和從高頻微結(jié)構(gòu)要素產(chǎn)生的高頻微結(jié)構(gòu)，低頻微結(jié)構(gòu)要素比高頻微結(jié)構(gòu)要素大。
3.產(chǎn)生結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的圖像的方法，包括-獲得原始圖像；-產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)；和在所述原始圖像中加入所述微結(jié)構(gòu)；其中，微結(jié)構(gòu)包括從低頻微結(jié)構(gòu)要素產(chǎn)生的低頻微結(jié)構(gòu)，和從高頻微結(jié)構(gòu)要素產(chǎn)生的高頻微結(jié)構(gòu)，低頻微結(jié)構(gòu)要素比高頻微結(jié)構(gòu)要素大。
4.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)的操作包括從原始微結(jié)構(gòu)形狀自動合成微結(jié)構(gòu)要素。
5.如權(quán)利要求1或所述的方法，其中微結(jié)構(gòu)要素被合成為微結(jié)構(gòu)抖動顯示陣。
6.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中抖動顯示陣的合成包括對微結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)算子。
7.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中所應(yīng)用的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)算子包括用于位圖形狀前景的形狀細(xì)化算子和從用于位圖形狀背景的交替擴(kuò)大和二重位圖細(xì)化組中選擇出的算子。
8.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中在加入到原始圖像后，合成的微結(jié)構(gòu)要素在高和低亮度下都可見。
9.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中原始微結(jié)構(gòu)形狀為位圖要素。
10.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中利用掩?？烧{(diào)節(jié)微結(jié)構(gòu)要素的可見性，該掩模的值代表利用傳統(tǒng)方法半色調(diào)后的原始圖像和與微結(jié)構(gòu)合成的原始圖像之間的相對深淺度。
11.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中還包括利用參數(shù)化的變換來扭曲結(jié)合在圖像中的微結(jié)構(gòu)。
12.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中通過修改參數(shù)化變換的參數(shù)可以連續(xù)產(chǎn)生多個圖像實(shí)例，所述圖像實(shí)例組形成可顯示的圖像動畫。
13.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述參數(shù)作為時間的函數(shù)被平穩(wěn)的修改，從而產(chǎn)生平滑演變的運(yùn)動的微結(jié)構(gòu)。
14.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中微結(jié)構(gòu)和原始圖像的合成包括標(biāo)準(zhǔn)或多顏色抖動操作。
15.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中還包括使用指定原始圖像中將被加入微結(jié)構(gòu)的區(qū)域的掩模。
16.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中該掩模指定微結(jié)構(gòu)外觀屬性，例如可見性、位置和空間延伸。
17.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中還包括使用多值的掩模，該掩?？杀磉_(dá)原始圖像顏色的深淺度和用于產(chǎn)生該圖像而選擇的基本顏色的深淺度。
18.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中利用顏色空間的四維化，將原始圖像顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榛绢伾?br> 19.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中微結(jié)構(gòu)要素的粗細(xì)度根據(jù)原始圖像亮度而變化，該微結(jié)構(gòu)要素在原始圖像中亮的區(qū)域中變細(xì)，在原始圖像中暗的區(qū)域中變粗。
20.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中通過使微結(jié)構(gòu)要素具有至少一種主要顏色來使其適應(yīng)原始圖像顏色，該主要顏色在黑暗的區(qū)域比較深而在亮的區(qū)域比較淺。
21.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中微結(jié)構(gòu)包括用戶個人圖像信息。
22.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中微結(jié)構(gòu)包括在原始圖像中找到的信息。
23.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中微結(jié)構(gòu)包括識別或特別對應(yīng)特定事件或事物的信息，例如日期、地點(diǎn)、座位、目的地、時間。
24.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中微結(jié)構(gòu)要素包括字母數(shù)字混合編制的字符，它們的尺寸與圖像相關(guān)，從而可實(shí)現(xiàn)在個人文件閱讀距離上可讀出它們。
25.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中抖動顯示陣包括利用數(shù)學(xué)形態(tài)算子得到的低頻抖動陣列和高頻抖動陣列。
26.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中高頻抖動陣列包括第二級微結(jié)構(gòu)要素，它們比低頻抖動陣列的微結(jié)構(gòu)要素小。
27.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中高頻抖動陣列的位置對應(yīng)于微結(jié)構(gòu)要素的背景。
28.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，還包括在抖動原始圖像后進(jìn)行圖像均衡的算子，所述均衡包括-進(jìn)行點(diǎn)增益模擬；-進(jìn)行人類視覺系統(tǒng)濾波；和-將原始圖像和所產(chǎn)生的點(diǎn)增益模擬和濾波后的抖動后圖像進(jìn)行比較。
29.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中比較產(chǎn)生一delta圖像，利用高頻抖動陣列對該delta圖像進(jìn)行抖動，所產(chǎn)生的抖動后delta圖像由抖動后圖像構(gòu)成。
30.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中掩?？梢灾付ㄎ⒔Y(jié)構(gòu)中利用特殊墨水打印的部分，該掩模的形狀表示一個視覺信息，該特殊墨水在特定觀察條件下可以使圖像內(nèi)的掩模形狀保持隱藏，而在其它條件下則使掩模形狀變得清晰。
31.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中利用從金屬和虹彩墨水的組中選擇出的特殊墨水來打印圖像中由掩模指定的部分，從而實(shí)現(xiàn)在特定觀察角度使掩模形狀隱藏，而在不同觀察角度使其可見。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其中利用特殊墨水打印由掩模指定的圖像部分，該特殊墨水在日光下不可見，而在所選擇頻率的光下，例如紫外光下可見。
33.如前述任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中還包括-限定用于提供目標(biāo)圖像的顏色信息；-限定參數(shù)化變換的參數(shù)；-根據(jù)參數(shù)化后的變換，一行一行、一像素一像素的遍厲目標(biāo)圖像位置(x，y)，確定在原始圖像(x’，y’)中的對應(yīng)位置，和微結(jié)構(gòu)(x”，y”)中的對應(yīng)位置；-從原始圖像位置(x’，y’)中獲取將被再現(xiàn)的顏色Cr，從微結(jié)構(gòu)位置(x”，y”)中獲取加入信息；-利用該加入信息來合成目標(biāo)圖像。
34.產(chǎn)生保密文件的方法，包括根據(jù)前述任何權(quán)利要求中的方法產(chǎn)生結(jié)合微結(jié)構(gòu)的圖像，其中加入微結(jié)構(gòu)的原始圖像包括與文件目的相關(guān)且希望被保護(hù)以防止偽造的信息。
35.一種用于產(chǎn)生可打印或顯示的保密文件的方法，包括以下步驟-選擇或得到一原始圖像；-選擇或得到對應(yīng)與所述保密文件相關(guān)的人、事件或事物的信息；-產(chǎn)生包括可讀微結(jié)構(gòu)要素的微結(jié)構(gòu)，所述微結(jié)構(gòu)要素可提供關(guān)于所述人、事件或事物的信息；-在所述原始圖像中加入所述微結(jié)構(gòu)圖像。
36.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中利用權(quán)利要求1-33中任何一個所述的方法產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)并將其加入原始圖像。
37.如權(quán)利要求35-37中任一個所述的方法，其中該圖像被打印或顯示在一支撐物上，該支撐物包括紙、塑料、聚合體、產(chǎn)品包裝、光盤、和包括全息圖、動畫圖和衍射要素的光學(xué)裝置中的任何一種。
38.如權(quán)利要求34-37中任何一個所述的方法，其中保密文件是一種具有價值或與商業(yè)事務(wù)相關(guān)的商業(yè)票據(jù)。
39.如權(quán)利要求34-38中任何一個所述的方法，其中保密文件是一種證書、契約或文據(jù)。
40.如權(quán)利要求34-39中任何一個所述的方法，其中保密文件包括識別人或?qū)嶓w的信息。
41.如權(quán)利要求34-40中任何一個所述的方法，其中在服務(wù)器系統(tǒng)中產(chǎn)生結(jié)合微結(jié)構(gòu)的圖像，所述服務(wù)器系統(tǒng)準(zhǔn)備并包裝可顯示的文件，該可顯示文件可在標(biāo)準(zhǔn)打印機(jī)上打印或在電子顯示屏上顯示所述保密文件，該電子顯示屏可以是例如便攜式電子裝置的顯示屏。
42.如前述權(quán)利要求所述的方法，其中可在客戶端的標(biāo)準(zhǔn)打印機(jī)上打印所述保密文件，該客戶端遠(yuǎn)離服務(wù)器系統(tǒng)并可通過例如英特網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)來訪問所述服務(wù)器系統(tǒng)。
43.如權(quán)利要求34-42中任何一個所述的方法，其中通過全球通信網(wǎng)絡(luò)例如英特網(wǎng)可以從一個或多個數(shù)據(jù)庫中獲得包括在原始圖像中的一些或所有信息。
44.如權(quán)利要求34-43中任何一個所述的方法，其中原始圖像包括根據(jù)識別持有者的信息而從客戶數(shù)據(jù)庫中所選擇出的持有者的肖像。
45.利用根據(jù)權(quán)利要求1-33中任何一個所述的方法而產(chǎn)生的結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的圖像。
46.利用根據(jù)權(quán)利要求34-44中任何一個所述的方法而產(chǎn)生的保密文件。
47.一種用于合成結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的保密文件的計算系統(tǒng)，包括用于接收合成保密文件的請求的接口，用于根據(jù)基于請求而接收到的文件相關(guān)信息準(zhǔn)備數(shù)據(jù)文件的軟件準(zhǔn)備模塊和用于產(chǎn)生該保密文件的文件產(chǎn)生模塊，其中數(shù)據(jù)文件的準(zhǔn)備包括產(chǎn)生原始文件圖像、微結(jié)構(gòu)形狀和可能的變換參數(shù)，產(chǎn)生保密文件包括微結(jié)構(gòu)的合成、保密文件與所產(chǎn)生的微結(jié)構(gòu)的合成。
48.如前述權(quán)利要求所述的計算系統(tǒng)，其中通過產(chǎn)生結(jié)合有微結(jié)構(gòu)形狀的位圖產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)形狀，其中通過對微結(jié)構(gòu)應(yīng)用數(shù)學(xué)形態(tài)操作，使該微結(jié)構(gòu)以從位圖合成得到的抖動陣列的形式來體現(xiàn)，其中通過利用合成的抖動陣列來抖動原始文件實(shí)現(xiàn)合成保密文件。
49.如權(quán)利要求47所述的計算系統(tǒng)，其中根據(jù)文件內(nèi)容可以將微結(jié)構(gòu)形狀個性化，該微結(jié)構(gòu)是利用產(chǎn)生軟件模塊而自動合成的。
50.如權(quán)利要求47所述的計算系統(tǒng)，其中根據(jù)與文件相關(guān)的信息選擇變換參數(shù)，根據(jù)所選擇的變換參數(shù)利用產(chǎn)生軟件模塊自動合成微結(jié)構(gòu)。
51.一種用于合成微結(jié)構(gòu)圖像的計算系統(tǒng)，包括一接口，用于接收合成微結(jié)構(gòu)圖像的請求以及一產(chǎn)生軟件模塊，用于產(chǎn)生該微結(jié)構(gòu)圖像，其中產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)圖像包括微結(jié)構(gòu)的合成和微結(jié)構(gòu)圖像與微結(jié)構(gòu)的合成。
52.如前述權(quán)利要求所述的計算系統(tǒng)，其中微結(jié)構(gòu)的形狀通過結(jié)合它們的位圖來體現(xiàn)，其中微結(jié)構(gòu)以抖動陣列的形式來體現(xiàn)，該抖動陣列是通過對位圖進(jìn)行數(shù)學(xué)形態(tài)操作而合成得到的，該微結(jié)構(gòu)圖像是通過利用合成后的抖動矩陣對原始圖像進(jìn)行抖動而合成的。
53.一種計算系統(tǒng)，可以顯示具有隨時間而演變的嵌入微結(jié)構(gòu)的目標(biāo)圖像，從遠(yuǎn)處主要可看到該圖像，從近處主要可看到演變的微結(jié)構(gòu)，該計算系統(tǒng)包括一服務(wù)器計算系統(tǒng)和一客戶計算系統(tǒng)，其中圖像以圖像實(shí)例序列的形式存儲在服務(wù)器計算系統(tǒng)中，客戶計算系統(tǒng)可以從服務(wù)器計算系統(tǒng)中接收圖像實(shí)例序列并顯示該序列。
54.如前述權(quán)利要求所述的計算系統(tǒng)，其中服務(wù)計算系統(tǒng)是一網(wǎng)站，圖像實(shí)例序列由客戶計算系統(tǒng)顯示在網(wǎng)頁內(nèi)。
55.一種計算系統(tǒng)，可以顯示具有隨時間而演變的嵌入微結(jié)構(gòu)的目標(biāo)圖像，從遠(yuǎn)處主要可看到該圖像，從近處主要可看到演變的微結(jié)構(gòu)，該計算系統(tǒng)包括一服務(wù)器計算系統(tǒng)和一客戶計算和顯示系統(tǒng)，其中客戶計算和顯示系統(tǒng)可以從服務(wù)器計算系統(tǒng)中接收原始彩色圖像、位結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和微結(jié)構(gòu)演變參數(shù)作為輸入，客戶計算和顯示系統(tǒng)合成并顯示具有嵌入微結(jié)構(gòu)的目標(biāo)圖像。
56.如前述權(quán)利要求所述的計算系統(tǒng)，其中所傳輸?shù)奈⒔Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)包括一抖動顯示陣，微結(jié)構(gòu)演變參數(shù)包括一運(yùn)動變換，目標(biāo)圖像是利用從標(biāo)準(zhǔn)抖動和多彩色抖動方法組中選擇出的一種方法而產(chǎn)生的抖動后圖像。
57.如前述權(quán)利要求所述的計算系統(tǒng)，其中微結(jié)構(gòu)演變參數(shù)還包括一扭曲變換，客戶計算和顯示系統(tǒng)從服務(wù)器計算系統(tǒng)接收掩模作為輸入數(shù)據(jù)，該掩模的值代表原始彩色圖像和抖動后圖像的相對深淺，該掩模定義了目標(biāo)圖像內(nèi)微結(jié)構(gòu)的位置和可見性。
全文摘要
產(chǎn)生結(jié)合有微結(jié)構(gòu)的圖像的方法，包括以下步驟獲得原始圖像；產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)；在原始圖像的一個區(qū)域或全部中加入所述微結(jié)構(gòu)。產(chǎn)生微結(jié)構(gòu)的操作包括從原始微結(jié)構(gòu)形狀自動合成微結(jié)構(gòu)要素。
文檔編號B42D15/10GK1646330SQ02813835
公開日2005年7月27日 申請日期2002年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月11日
發(fā)明者羅杰·D.·赫什, 伯納德·維特沃, 艾多阿德·弗勒, 帕特里克·艾美爾, 丹尼爾·別曼, 丹尼爾·格羅斯特蒂, 多米尼科·邦格德 申請人:洛桑聚合聯(lián)合學(xué)院