專利名稱：形成安全化圖像的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種形成安全化圖像的方法，也涉及一種使用安全化 圖像的安全設備。在一個實施例中，編碼后的潛像被隱藏在可見的主 圖像中。本發(fā)明的實施例可以應用于提供安全設備，安全設備可用于 驗證文檔或例如信用卡之類的證書的合法性和存在性。其他實施例可 用于提供抵御偽造的新穎內容。
背景技術：
為了鑒定和驗證例如鈔票、信用卡之類的文檔和裝置的原始性并 防止對其進行的非授權復制或修改，經(jīng)常使用安全設備。安全設備被 設計為提供某種鑒定的證明并防止復制。盡管已經(jīng)有多種可用技術， 但總是需要能夠應用于提供安全設備的進一步的技術。多種技術已經(jīng)被開發(fā)用于將潛像隱藏在安全文檔或裝置中。最早 的這樣的技術可能是水印。在這種方法中，潛像被設置在紙張襯底上， 使得當反射狀態(tài)下查看紙張時看不到該圖像，但在透射狀態(tài)下可以看 到該圖像。用于安全應用的更新近的隱藏圖像的方法包括被稱為"加擾標記(Scrambled Indicia)"，在美國專利3,937,565中以模擬的形式描述， 在專利WO 97/20298中以計算機化、數(shù)字版本的形式描述。在后者的 技術中，計算機程序有效地分片將要被隱藏入稱為"輸入圖像片"的平 行長條中的圖像。接著它們被加擾，產(chǎn)生一系列更薄的"輸出圖像片"， "輸出圖像片"被以人眼看來毫無條理的形式結合入圖像中。然而，當 通過包含許多顯微小透鏡的特殊設備查看時，原始圖像被重建，從而 呈現(xiàn)出可見的隱藏圖像。這種加擾圖像可以通過調整加擾圖像中的特征的厚度來結合入可見的背景圖片中。專利WO 97/20298也描述了加擾圖像如何通過計算機算法程序 化地被結合入可見圖片。原始圖像被數(shù)字化，并被分離為青色、品紅 色、黃色和黑色分量。接著， 一個或更多加擾圖像被結合入青色和品 紅色的分離部分。它們被用于替代原始部分，并照常進行印制。多種專利也描述了通過"調制"用于印制圖像的線-或點圖案來隱 藏潛像。為了印制圖像，專業(yè)的打印機使用各種被稱為"屏幕 (screening)"的技術。其中包括圓屏幕、隨機屏幕、線屏幕和橢圓屏 幕。這樣的屏幕的示例參見美國專利6，104，812。實質上，圖片被分割 為一系列圖像元素，典型地，圖像元素是各種形狀的點或線及其組合。 這些點和線通常極小，比人眼能觀察到的要小很多。因此，使用這樣 的屏幕印制的圖像在人眼看來具有連續(xù)的色調和濃度?？梢酝ㄟ^將兩個看起來類似的線和點屏幕彼此并置來創(chuàng)建隱藏圖 像。通過改變用于印制屏幕的線元素的位置、形狀或方向來隱藏圖像 的處理過程被正式地稱為"線調制"。打印機屏幕的點被變形或移動以 潛像的處理過程被稱為"點調制"。線和點調制的理論由Amidror描述(IssacAmidror, "The Theory of the Moir6 Phenomenon", Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2000， pages 185-187)。當兩個具有相同周期的局部周期性結構彼此疊加時， 產(chǎn)生的圖像在兩個周期性結構顯示了 a-0。的角度差的區(qū)域的微結構 可能被改變(而不產(chǎn)生規(guī)則的MoiW圖案)。微結構的改變的程度可以 被用于產(chǎn)生潛像，該潛像僅當局部周期結構被相關疊加時才對觀察者 清晰可見。因此，僅當潛像被疊加以對應的非調制的結構時才可以被 觀察到。相應地，調制圖像可以被結合入原始文檔和對應于非調制結 構的解碼屏幕，解碼屏幕用于通過例如在調制圖像上重疊非調制解碼 屏幕以呈現(xiàn)潛像來檢查文檔是否是原始的。使用線調制隱藏潛像的示例描述于下列多個專利中US 6,104,812 、 US 5,374,976 、 CA 1,066,109 、 CA 1,172,282 、 WO 03/013870-A2、 US 4,143,967、 WO 91/11331和WO2004/110773 Al 。 一種被稱為屏幕角度調制"SAM"的技術或其微觀對等技術"p-SAM"詳細描述于美國專利號5,374,976以及Sybrand Spannenberg在書 "Optical Document Security, Second Edition"(編者Rudolph L. van Renesse， Artech House, London, 1998， pagel69-99 )中的第8章，均結合在此作為參考。在本技術中，在周期設置的微縮短線段的圖案中， 通過以連續(xù)或截斷的方式調制微縮短線段相對于彼此的角度來創(chuàng)建潛 像。以肉眼查看時，模式表現(xiàn)為均勻的中間顏色或灰度，當它被重疊 以透明襯底上的相同的非調制圖案時，可以觀察到潛像。使用點調制隱藏潛像的示例描述于各種專利中，包括 WO02/23481-Al。為了克服使用加擾、線或點調制進行隱含的潛像在光學放大下經(jīng) 常清晰可見的限制，近期我們開發(fā)了處理打印機可用的最小可能圖像 元素(像素)以創(chuàng)建全新類型的印制屏幕的技術。這樣的技術可以被 描述為"半色調"隱藏圖像。已知至少有兩種處理打印機像素以創(chuàng)建半 色調隱藏圖像的方法。這些方法被廣泛地稱為"調制數(shù)字圖像"(MDI)。 這樣的處理過程的示例在WO2005002880-A1禾n WO2004109599-A1 中描述，所描述的設備稱為PhaseGram和BinaGram。在PhaseGram中，多個如相片之類的圖像被數(shù)字化并接著被分離 為各種灰度或色調飽和度。接著，具有各種置換的線屏幕被覆蓋在每 個分離部分的黑色區(qū)域，線屏幕根據(jù)分離部分的灰度或色調飽和度進 行置換。調整后的圖像接著被組合，以創(chuàng)建新的印制屏幕。所有這些 都是由計算機算法在數(shù)字處理過程中完成的。使用數(shù)字計算機方法允 許各種在使用可比的模擬(照相)的處理中不可能達到的隱藏圖像的 構造和最終表現(xiàn)。新的印制屏幕極其復雜，即使在完全放大的情況下， 人眼也不能觀察到隱藏圖像。BinaGram的概念與PhaseGram類似，包括使用計算機算法產(chǎn)生 新的印制屏幕。然而，在這種情況下，所使用的基本原理不是置換線 屏幕，而是補償原理，其中隱藏圖像的每個元素與互補濃度的新元素 成對。使用WO2005/069198-A1所述的稱為TonaGram的技術，這樣的 設備可以被結合入可視圖像。TonaGram包括用于處理一個或多個潛像和主圖像的色調值的技術，通過為潛像分配色調范圍來隱藏潛像。按照這種方式，潛像，如BinaGram、 PhaseGram或其他隱藏圖像，可 以被隱藏在可見的主圖像中。提供另一個在可見圖像中隱藏一個或更多圖像的技術將是有利的。發(fā)明內容在實施例中，本發(fā)明提供了一種形成安全化圖像的方法，所述方 法包括a) 獲得觀察者可見的主圖像；b) 獲得要隱藏入主圖像的潛像；C)調整主圖像和潛像中至少一個的區(qū)域的飽和度，使得當調整后 的潛像和主圖像隨后進行組合時，組合區(qū)域的飽和度更接近于原始主 圖像的對應區(qū)域的飽和度；以及d)將調整后的潛像和主圖像進行組合，形成安全化圖像。在實施例中，本發(fā)明包括調整飽和度，以便最小化由潛像和調整 后的主圖像組合成的圖像的飽和度與原始主圖像的飽和度的差別。在實施例中，本發(fā)明包括調整至少一個主圖像和潛像中的區(qū)域的 飽和度，包括將每個主圖像和潛像分離為在進行組合時完整定義每個圖像的數(shù)字化灰度或色彩飽和度的集合；對每個灰度或色彩飽和度，應用匹配算法，將潛像中的圖像元素 的灰度或色彩特征與主圖像的相同灰度或色彩飽和度的對應圖像元素 進行匹配。在實施例中，本發(fā)明包括組合調整后潛像和的主圖像，包括-根據(jù)所選潛像的對應圖像元素的可視特征，對主圖像中每個灰度或色彩飽和度的所選圖像元素進行轉換，以形成修訂的分離部分；以及組合修訂的分離部分從而創(chuàng)建安全化圖像。在實施例中，本發(fā)明包括獲得潛像，包括選擇一個或更多要隱含入主圖像的圖像以及形成包含一個或更多圖像的潛像。 在實施例中，本發(fā)明包括a) 至少獲得要隱藏的另一潛像；b) 調整安全化圖像和另一潛像中至少一個的區(qū)域的飽和度，使得 當調整后的另一潛像和安全化圖像隨后進行組合時，組合區(qū)域的飽和 度將更接近于原始安全化圖像的對應區(qū)域的飽和度；以及C)將調整后的另一潛像和安全化圖像進行組合，形成另一安全化 圖像。在實施例中，本發(fā)明包括潛像是編碼的隱藏圖像，所述編碼的隱 藏圖像可以使用解碼屏幕進行解碼。在實施例中，本發(fā)明包括通過從下列組中選擇的技術形成潛像加擾標記、線或點調制、PhaseGram和BinaGram。 在實施例中，潛像是數(shù)字調制圖像。在實施例中，本發(fā)明包括多個潛像以各自可被不同的解碼器解碼 的方式隱藏入可見的安全化圖像。本發(fā)明還擴展至使用根據(jù)上述方法制成的安全化圖像的安全設備。這樣的安全設備可以是獨立設備(例如印制在襯底上)或可以結 合為文檔、文件等的一部分，例如，可以被用于護照、安全卡、信用 卡和鈔票。因此，本發(fā)明提供了一種安全設備，包括安全化圖像，其中，潛 像通過下列方法被隱藏入主圖像中調整主圖像和潛像中至少一個的 區(qū)域的飽和度，使得當調整后的潛像和主圖像隨后進行組合時，組合 區(qū)域的飽和度更接近于原始主圖像的對應區(qū)域的飽和度，并將潛像和 調整后的主圖像進行組合形成安全化圖像。在實施例中，本發(fā)明包括潛像是編碼的隱藏圖像，所述編碼的隱 藏圖像可以使用解碼屏幕進行解碼。在實施例中，潛像是數(shù)字調制圖像。在實施例中，本發(fā)明包括多個潛像以每個被不同的解碼器解碼的 方式隱藏入可見的安全化圖像。本領域技術人員可以認識到，本發(fā)明的方法可以典型地嵌入實施 上述方法(或使用戶進行如選擇之類的步驟)的程序代碼中，本發(fā)明 擴展為這樣的程序代碼。這樣的程序代碼典型地嵌入存儲介質中。相應地，本發(fā)明提供了計算機程序代碼，可以由計算機執(zhí)行，使 計算機實施形成安全化圖像的方法，所述方法包括a) 獲得觀察者可見的主圖像；b) 獲得要隱藏入主圖像的潛像；C)調整主圖像和潛像中至少一個的區(qū)域的飽和度，使得當調整后 的潛像和主圖像隨后進行組合時，組合區(qū)域的飽和度更接近于原始主 圖像的對應區(qū)域的飽和度；以及d)將調整后的潛像和主圖像進行組合，形成安全化圖像。 術語"安全化圖像"用于指包含一個或更多隱藏圖像的圖像?？?以認識到，隱藏圖像只要是安全化圖像區(qū)域的一部分。由于處理色彩 或灰度色調以潛像，這樣的安全化圖像此處被稱為"總色彩管理"或"TCM"設備。在說明書中，"圖像元素"指集中處理的圖像部分。典型地，這是 顯示器或所選重顯技術可用的最小圖像元素(例如打印機或顯示設備的像素)，然而，它們可以是最小可用圖像元素組(例如2X2像素矩陣)，取決于所需分辨率和再現(xiàn)技術。此處，術語"主可視特征"用于指圖像元素在數(shù)字化之后可具有的可能的可視特征集合。主可視特征將取決于原始圖像的特性，對于彩色圖像，主可視特征將取決于所使用的色彩分離技術。 對于灰度圖像，主可視特征典型地取決于黑和白。 對于彩色圖像，典型地，可以使用如RGB或CYMK之類的色彩分離技術。對于RGB，主可視特征是紅色、綠色和藍色，每個都具有最大飽和度。對于CYMK，主可視特征是青色、黃色、品紅色和黑色，每個具有最大飽和度。典型地，在轉換之后，可視特征取值與圖像元素的濃度相關。也 就是說，當原始圖像是灰度圖像，可視特征是灰度值，當原始圖像是 彩色圖像，可視特征是圖像元素的色調的飽和度值?；パa可視特征是灰色或色調的濃度與原始可視特征組合，傳遞了 中間色調。對于灰度元素，中間色調是灰色。對于彩色圖像元素，互 補色調如下色調互補色調青色紅色品紅色綠色黃色藍色黑色白色紅色青色綠色品紅色藍色黃色典型地，主圖像或隱藏圖像中的圖像元素是矩形陣列。然而，圖 像元素可以被設置為其他形狀。通過以下對本發(fā)明實施例的描述，本發(fā)明的其它特征將變得顯而 易見。


以下參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例圖1是示出了根據(jù)第一優(yōu)選實施例的如何將單色潛像隱藏在彩色主圖像中的示例的流程圖；圖2是示出了根據(jù)第一優(yōu)選實施例的用于修改主圖像以包含隱藏 的潛像的算法的示例的流程圖；圖3是用于第一優(yōu)選實施例的算法的圖形解釋；圖4A和4B是示出了潛像和主圖像如何分離為構成色彩分離部分 的流程圖；圖5是示出了彩色潛像如何典型地被轉換為彩色PhaseGra的構成CYMK分離部分的流程圖；圖6A至6D是示出了 CYMK潛像的"原始的"青色、品紅色、黃 色和黑色的分離部分如何通過考慮其他分離部分的負片的互補色，典型地被轉換為"修訂的"青色、品紅色、黃色和黑色的分離部分的流程圖；圖7A至7D是示出了主圖像的分離部分如何根據(jù)對應的"修訂的" 潛像的分離部分被轉換為由此創(chuàng)建最終的安全化圖像的分離部分的流 程圖；以及圖8是優(yōu)選實施例的計算系統(tǒng)的框圖。
具體實施方式
優(yōu)選實施例提供了用于形成安全化圖像的技術。潛像被隱藏在人 類觀察者可見的主圖像之內。通過以下方法創(chuàng)建安全化圖像調整潛 像中至少一個主圖像的區(qū)域的飽和度，使得當潛像和調整后的主圖像 隨后進行組合時，組合區(qū)域的飽和度更接近于原始主圖像的對應區(qū)域 的飽和度。本領域技術人員可以認識到，或通過實施步驟或通過要求用戶對 系統(tǒng)輸入如主圖像或潛像的選擇之類的信息，計算機程序代碼可以用 于實施以下所述的技術。這樣的程序代碼可以在磁盤上提供或以其他 如通過因特網(wǎng)下載的方式提供給用戶。優(yōu)選實施例l:本實施例最適于，但不局限于主圖像是黑白(灰度)或彩色，但 潛像僅是黑白的情況。在灰度圖像中，原始圖像典型地是由具有不同灰色深淺度的像素 陣列組成的圖像。每個灰色深淺度對應于不同的黑色(或其互補色白 色)強度。然而，圖像可能是彩色圖像，該彩色圖像經(jīng)過附加圖像處 理步驟形成灰度圖像，以在最終的安全化圖像中創(chuàng)建灰度效果。在彩色圖像中，原始圖像典型地是由具有不同色調的像素陣列組 成的圖片，每個像素具有對應于色調(或其互補色調)強度的相關聯(lián) 的飽和度。主色調是可以通過本領域技術人員已知的各種方法從原始圖像 中分離出來的色彩。主色調與其他不同飽和度(強度)的主色調的組合提供了比描述對象圖像所需的更大范圍的色彩感知。可以用于提供主色調的方案的示例是RGB色彩方案中的紅色、綠色和藍色和CYMK色彩方案中的青色、品紅色、黃色和黑色。兩種色彩方案也可以同時 使用。也可以使用其他色空間或將圖像色調分離為任意數(shù)量的具有對 應互補色的主色的分離部分。在黑白圖像中，只有一個色調黑色(其對應互補色調為白)。 如此，黑白圖像可以被認為是特殊的彩色圖像。飽和度是在原始圖像的每個像素內的特定主色調的強度等級。無 色是可用最低的飽和度；最高的飽和度對應于可以在該處再現(xiàn)主色調的最大強度。任何用于顯示連續(xù)色調圖像的數(shù)字系統(tǒng)必須將深淺度等級數(shù)量減小為離散值。這對灰度和彩色圖像均適用。根據(jù)一個標準(8比特)， 所采用的深淺度范圍是256，從0編號至255，定義為計算機顯示器輸出 的明亮等級。因此，在灰度表示中，255是白色，O是黑色(即對紅、 綠和藍的每一個有8個比特)。使用紅綠藍(RGB)色彩系統(tǒng)， (255R，255G，255B)是白色，(OR,OG，OB)是黑色。其他標準使用65,536 色調(至少針對灰色；16比特標準)和4096色調(12比特標準)。類似 的標準可以用于其他如CYMK之類的色彩分離技術。因此，飽和度可以被表示為分數(shù)(即無色=0，最大色調=1)或百 分數(shù)(即無色=0%，最大色調=100%)或本領域技術人員使用的其他 標準值(例如在256色彩方案中在0 (最大飽和度)和255 (無色)之間的值)。圖像中主色調(Nh)及其互補色和混合色調的數(shù)量典型地取決于 用于產(chǎn)生圖像的介質。在RGB和CYMK主色彩方案中，互補色調如下A, CYMK色調 青色黃色 黑色品紅色互補色調紅色(由品紅色和黃色組成) 綠色(由青色和黃色組成) 藍色(由青色和品紅色組成) 白白黑色(在印制中至少由青色、品紅 色和黃色組成)色調B. RGB 紅色綠色 藍色傳統(tǒng)上，白色作為無色像素。互補色調青色(由綠色和藍色組成) 品紅色(由紅色和藍色組成) 黃色(由紅色和綠色組成)混合色調如下:A. CYMK色調青色+品紅色品紅色+黃色青色+黃色任意色+黑色任意色+白任意色+其自身混合色調藍色紅色綠色黑色該色該色B. RGB色調紅色+藍色 藍色+綠色 紅色+綠色 任意色+其自身混合色調品紅色品紅色黃色該色也可以使用現(xiàn)有技術中已知的其他色空間或將具有對應互補色 調的色調分離部分。在優(yōu)選實施例中，在選擇主圖像之后，跟隨著有以下步驟 1.標識潛像所要隱藏入的主圖像的區(qū)域。這個區(qū)域可以是整個主 圖像或只是主圖像的一部分。調整(使用現(xiàn)有技術已知的方法)所要隱藏入該區(qū)域的圖像，使其具有與該區(qū)域一致的大小，使用前述的數(shù) 字或模擬技術將多于一個圖像組合為單個"隱藏"圖像。優(yōu)選地，采用如灰度BinaGram、 PhaseGram之類的調制數(shù)字圖像技術。產(chǎn)生PhaseGram或BinaGram的處理過程見WO2005002880-A1和 WO2004109599-Al的描述。在PhaseGram中，多個如相片之類的圖像被數(shù)字化并接著被分離 為各種灰度或色調飽和度。接著，具有各種置換的線屏幕被覆蓋在每 個分離部分的黑色區(qū)域，線屏幕根據(jù)分離部分的灰度或色調飽和度進 行置換。調整后的圖像接著被組合，以創(chuàng)建新的印制屏幕。所有這些 都是由計算機算法在數(shù)字處理過程中完成的。使用數(shù)字計算機方法允 許各種在使用可比的模擬(照相)的處理中不可能達到的隱藏圖像的 構造和最終表現(xiàn)。新的印制屏幕極其復雜，即使在完全放大的情況下， 人眼也不能觀察到隱藏圖像。BinaGram的概念與PhaseGram類似，包括使用計算機算法產(chǎn)生 新的印制屏幕。然而，在這種情況下，所使用的基本原理不是置換線 屏幕，而是補償原理，其中隱藏圖像的每個元素與互補濃度的新元素 成對。2. 現(xiàn)在，若圖像未被數(shù)字化，每個主圖像和潛像通過使用現(xiàn)有技 術已知的方法被數(shù)字化為像素的等效正則陣列(或矩陣)。也就是說， 主圖像和潛像被轉換為像素集。對于主圖像，這些像素可包含一個或 更多色調和飽和度。對于潛像，本實施例要求其由黑色(即最大灰度 飽和度，例如0)或無色(即最小灰度飽和度，例如255)組成。本領 域技術人員可以認識到，對于所采用的如灰度PhaseGram或BinaGram 之類的某些數(shù)字技術，潛像應當己經(jīng)是灰度數(shù)字潛像。在這種情況下， 不需要這一步驟。然而，其他隱藏方法可能不產(chǎn)生這樣的數(shù)字化。在 這些情況下，抖動技術，如順序抖動或誤差擴散抖動(如 Floyd-Steinberg、 Burkes或Stucki過程，等等)，可以被用于確保潛像 中的所有像素都是最大(黑色)或最小(無色)灰度飽和度。3. 接著，主圖像被分離為其構成色彩分離部分。這些色彩分離部 分典型地與能夠被打印機或用于顯示最終的安全化圖像的設備所呈現(xiàn)的色彩分離部分相匹配。如此，本步驟可以被限于單個分離部分(對 黑白呈現(xiàn))或多個分離部分(例如對于CYMK色彩方案的四個分離部 分)。如果分離部分的組合產(chǎn)生近乎精確的原始圖像，非傳統(tǒng)的分離也 是可能的。這些分離部分被稱為"原始分離部分"。4. 現(xiàn)在，在潛像和主圖像的每個分離部分中，根據(jù)像素在主圖像 的像素[/x)]矩陣中的位置和在潛像像素矩陣[px《]中的位置，給每個像素分配唯一的地址(i， j)或(p， q)。(若圖像不是矩形陣列，則像素的位置可以相對于任意原點進行定義，優(yōu)選地，原點為坐標i和j或p和q都提供正值)。主圖像中潛像所要隱藏入的區(qū)域必須包含^x《 個像素的矩陣。也就是說，它必須具有同潛像相同的大小并包含與潛 像中存在的像素相同的像素排列。5. 在潛像和主圖像的每個分離部分中，每個像素被進一步表示為屬于主圖像(Hij)或潛像(Lpq)。6. 在潛像和主圖像的每個分離部分中，每個像素被分配了描述符 h，指示像素是黑色(或白色)還是所選的主色調之一，其中h-l(色 調l)或2 (色調2)…NH (色調NH,其中NH-整數(shù))。每個像素現(xiàn)在 被分配為《或《。7. 現(xiàn)在，在潛像和主圖像的每個分離部分中，定義每個像素的色 調飽和度s，像素被表示為《("或《W，其中，可用的飽和度等級數(shù) 量為w， s是0 (最大飽和度等級)和w (最小飽和度等級)之間的整 數(shù)，或者包括0和w。8. 現(xiàn)在，在主圖像的每個分離部分中，應用匹配算法，其中對每 個值h，根據(jù)潛像中的p^矩陣的可比可視特征，對主圖像中像素的 PM矩陣進行轉換。取決于特定條件和所采用的潛像，可采用多種匹 配算法。總的來說，匹配算法的目標是-遵照在圖像的最小可能區(qū)域內的主圖像的總飽和度保持盡可能 接近常數(shù)的限制，將主圖像中的強度(色調飽和度)從對應潛像的無 色(飽和度-w)區(qū)域移動到對應潛像的黑色(飽和度K))區(qū)域。因此，當使用全部由不飽和(無色；飽和度-w)或最大飽和(飽 和度=0)的像素組成的潛像時，匹配算法的優(yōu)選實施例如下對每個值h，通過在《W中平均所有的值s，計算潛像的平均飽 和度M。則M必須位于W (最小飽和度等級)和0 (最大飽和度等級) 之間。現(xiàn)在，每個像素/^W按照如下進行轉換 當《W具有飽和度s=w，且/^("的飽和度s<M:-則/^々)轉換為《々')，其中V"w")/M， S-i^("的原始飽和度。這個等式反映了需要減小主圖像中像素的強度以結合隱 藏圖像。該等式的導出如示例1所述。*當《("具有飽和度s-w,且i/"("的飽和度"M:-則// 轉換為//》')，其中？-w。這個等式反映了需要增 大主圖像中像素的強度以結合隱藏圖像。該等式的導出如示例1 所述。*當《W具有飽和度s-0，且/^(力的飽和度"M:-則/^W轉換為/^CO，其中s'-0。這個等式反映了需要減 小主圖像中像素的強度以結合隱藏圖像。該等式的導出如示例I 所述。*當《(力具有飽和度s-0，且7/J^)的飽和度^M:-則/^0)轉換為《,0')，其中/ = { *0-M)/(w-M))}。這個 等式反映了需要增大主圖像中像素的強度以結合隱藏圖像。該等 式的導出如示例1所述?，F(xiàn)在，產(chǎn)生的主圖像的分離部分包含已經(jīng)被轉換的P^矩陣中的 像素。因此，分離部分被稱為"修訂的分離部分"。應理解，各種不同的算法可以用于實現(xiàn)潛像在主圖像中的隱藏。 例如，上述算法可以被調整為考慮印制安全化圖像過程中的點增益。 其他如油墨透明度、原料(紙張)的顏色、原料的紋理、點重疊等等， 都可能影響所采用的算法。選擇性地，可以根據(jù)經(jīng)驗修改或改變上述 等式，以實現(xiàn)合適的隱藏。本領域技術人員可以認識到，次優(yōu)技術可 以提供足夠的隱藏，其中，調整主圖像和/或潛像的部分的飽和度以更 接近地近似原始主圖像的飽和度。為了獲得最好的結果，應將潛像的像素與對應主圖像的像素進行最佳匹配，從而實現(xiàn)在主圖像中不可察 覺地隱藏潛像。9.現(xiàn)在，使用現(xiàn)有技術已知的方法，將修訂的分離部分組合為單 個圖像。例如，每個分離部分可能被將為單色，接著組成分離印制板； 在將每個板印制為其對應顏色時，印制板彼此重疊，產(chǎn)生最后的單個 圖像。選擇性地，修訂的分離部分可以直接彼此組合，不需要進一步 的例如在計算機顯示器或其他類型的顯示設備中的處理。新的單個圖像被稱為"安全化"圖像，它包含潛像及不可察覺地 隱藏在其中的構成隱藏圖像。通過對安全化圖像的合適的解碼處理， 可以展現(xiàn)出隱藏圖像。優(yōu)選實施例2:本優(yōu)選實施例與前述的實施例的區(qū)別在于考慮了潛像中的主色調 的互補色，從而允許在彩色主圖像中的彩色隱藏圖像的精確呈現(xiàn)。然 而，本實施例適于此應用，但其用途不局限與此應用。實施例2包含下列步驟1. 標識潛像所要隱藏入主圖像的區(qū)域。這個區(qū)域可以是整個主圖 像或只是主圖像的一部分。調整(使用現(xiàn)有技術己知的方法)所要隱 含入該區(qū)域的圖像，使其具有與該區(qū)域一致的大小。接著，也使用前述的如BinaGram、 PhaseGram之類的數(shù)字或模擬技術將要隱含入該區(qū) 的圖像組合為單個"潛"像。本優(yōu)選實施例包括但不局限于使用彩色的潛像，即包含具有不同主色調的圖像元素的潛像。2. 接著，主圖像和潛像被分離為其構成色彩分離部分。這些色彩分離部分典型地與能夠被打印機或用于顯示最終的安全化圖像的設備 所呈現(xiàn)的色彩分離部分相匹配。如此，本步驟可以被限于單個分離部 分(對黑色白呈現(xiàn))或多個分離部分(例如對于CYMK色彩方案的四 個分離部分)。如果分離部分的組合產(chǎn)生相當精確的原始圖像，非傳統(tǒng) 的分離也是可能的。在所有這些情況下，這些分離部分被稱為"原始 分離部分"。3. 若圖像未被數(shù)字化，現(xiàn)在，每個主圖像和潛像通過使用現(xiàn)有技術已知的方法被數(shù)字化為像素的等效正則陣列(或矩陣)。也就是說， 主圖像和潛像被轉換為像素集。這些像素可包含一個或更多色調和飽和度。本領域技術人員可以認識到，對于所采用的如灰度PhaseGram 或BinaGram之類的某些數(shù)字技術，彩色數(shù)字化潛像已經(jīng)存在。在這 種情況下，不需要這一步驟。然而，其他隱藏方法可能不產(chǎn)生這樣的 數(shù)字化。在這些情況下，抖動技術，如順序抖動或誤差擴散抖動(如 Floyd-Steinberg、 Burkes或Stucki過程，等等)，可以被用于確保潛像 中的所有像素都合適的色調及其相應的飽和度。應注意，必須在進行色彩分離之前對創(chuàng)建潛像的某些方法進行數(shù) 字化和編碼，而其他方法必須在數(shù)字化之前進行色彩分離。因此，步 驟2和3可以同時實施或以不同于上述順序的順序實施。使用如PhaseGram或BinaGram之類的技術，隱藏隱藏圖像并將 隱藏圖像分離為其構成色彩分離部分的優(yōu)選方法包括以下過程(a) 將模擬或數(shù)字的隱藏圖像分離為其構成色彩，(b) 將每個色彩分離部分數(shù)字化為包含預選定的深淺度數(shù)量的灰 度圖像。(c) 使用上述方法將每個色彩分離部分轉換為其各自的 PhaseGram或BinaGram 。(d) 調整由上述(c)產(chǎn)生的色彩分離的PhaseGram的強度范圍， 以匹配上述(b)中所述的數(shù)字圖像的強度范圍。(e) 產(chǎn)生的圖像被轉換回其原始的主色調，提供數(shù)字化的、包含 隱藏圖像的色彩分離部分。(f) 當已經(jīng)隱藏了多個圖像時，使用現(xiàn)有技術已知的方法，將所 有具有相同色調的分離部分組合為單個色彩分離部分。若產(chǎn)生的色彩 分離部分被組合為單個圖像，則產(chǎn)生了潛像。當使用合適的方法解碼 時，潛像中的圖像將以彩色方式被展現(xiàn)。4.現(xiàn)在，在潛像和主圖像的每個分離部分中，根據(jù)像素在主圖像 的像素矩陣[!'x"中的位置和在潛像像素矩陣[px《]中的位置，給每個像素分配唯一的地址(i， j)或(P， q)。(若圖像不是矩形陣列，則 像素的位置可以相對于任意原點進行定義，優(yōu)選地，原點為坐標i和j或p和q都提供正值)。主圖像中潛像所要隱藏入的區(qū)域必須包含px《 個像素的矩陣。也就是說，它必須具有同潛像相同的大小并包含與潛 像中存在的像素相同的像素排列。5. 在潛像和主圖像的每個分離部分中，每個像素被進一步表示為屬于主圖像(Hi;)或潛像(Lpq)。6. 在潛像和主圖像的每個分離部分中，每個像素被分配了描述符 h，指示像素是黑色(或白色)還是所選的主色調之一，其中h-l (色 調1)或2 (色調2)…NH (色調NH，其中NH-整數(shù))。每個像素現(xiàn)在 被分配為《或《。7. 現(xiàn)在，在潛像和主圖像的每個分離部分中，定義每個像素的色 調飽和度s，像素被表示為《(力或《("，其中，可用的飽和度等級數(shù) 量為w， s是0 (最大飽和度等級)和w (最小飽和度等級)之間的整 數(shù)，或者包括0和w。8. 現(xiàn)在，使用現(xiàn)有技術已知的方法，將潛像的每個分離部分轉換 為其負片。在這個處理過程中，每個像素的主色調將被轉換為其互補 色調?；パa色被表示為h=-l (色調1的互補色調)，-2 (色調2的互補 色調)，…-NH (色調NH的互補色調)。因此，將分離的潛像轉換為 其互補色調的處理將造成像素《W —般地變?yōu)椤禬。而且，由于每個互補色調由原始主色調的混合組成，《w可以被表示為c(力，其中色調A"給出了色調-。像素《"'(力進一步被表示為O) + O)。 例如，青色像素(即h=l)被轉換為其負片時將變?yōu)榧t色像素 (h--l)。然而，紅色由品紅色(即11=2)和黃色(即11=3)組成。因 此，產(chǎn)生像素(《W)的負片使用了兩個其他主色調(《 W)的組 合?，F(xiàn)在這被表示為&W +《W。9. 現(xiàn)在，潛像的每個原始分離部分中包含相同主色調的像素及其 負片被組合為單個分離部分。因此，潛像的每個原始分離部分《W現(xiàn) 在加上了對應地著色為潛像的其他分離部分的負片的像素。 也就是說，對于對應潛像中的色調h的原始分離部分，每個像素《W， 若h'-Zz則加上《W，或若/z"-Zz則加上《W。產(chǎn)生的分離部分被表示 為《W并被稱為"修訂的潛像分離部分"。10. 現(xiàn)在，抖動每個潛像分離部分，使像素的飽和度變?yōu)椴伙柡?無色；飽和度-w)或最大飽和(飽和度=0)。也就是說，《(力被轉換為《(s-())或《(s-w)。這可以通過抖動技術，如順序抖動或誤差擴散抖動(如Floyd-Steinberg、 Burkes或Stucki過程，等等)來實現(xiàn)。11. 現(xiàn)在，在潛像和主圖像的每個分離部分中，應用匹配算法， 其中針對每個值h，根據(jù)潛像中的p^矩陣的可比可視特征對主圖像 中像素的PM矩陣進行轉換。取決于特定條件和所采用的潛像，可采 用多種匹配算法。總的來說，匹配算法的目標是-遵照在圖像的更加小的區(qū)域內的主圖像的總飽和度保持盡可能 接近常數(shù)的限制，將主圖像中的強度(色調飽和度)從對應潛像的無 色(飽和度=0)區(qū)域移動到對應潛像的黑色(飽和度=最大)區(qū)域。因此，匹配算法的優(yōu)選實施例如下對每個值h，通過在《W中平均所有的值S，計算潛像的平均飽和度M，其中s可以是原始s (如步驟8中所找到的)或s是被限制 為0或w (如步驟9中所完成的)。則M必須位于0 (最小飽和度等 級)和w (最大飽和度等級)之間?，F(xiàn)在，每個像素/^W按照如下進行轉換*當《(^0或w)具有飽和度s二w，且0)的飽和度s〈M:-則/^W轉換為0')，其中？-(w")/M，其中s-O)的 原始飽和度。這個等式反映了需要減小主圖像中像素的強度以結合隱藏圖像。該等式的導出如示例l所述。 當O-0或w)具有飽和度s=w，且i/J^)的飽和度"M:-則/^W轉換為/^(力，其中^'-w。這個等式反映了需要增 大主圖像中像素的強度以結合隱藏圖像。該等式的導出如示例1 所述。*當《(^0或w)具有飽和度s-0，且《々)的炮和度kM:-則《W轉換為《(。，其中^' = 0。這個等式反映了需要減 小主圖像中像素的強度以結合隱藏圖像。該等式的導出如示例1 所述。*當《(s-0或w)具有飽和度s-0，且/^("的飽和度"M:-則《 轉換為/^(/)，其中^ = {( *^ —M))}。這個 等式反映了需要增大主圖像中像素的強度以結合隱藏圖像。該等 式的導出如示例1所述。現(xiàn)在，產(chǎn)生的主圖像的分離部分包含已經(jīng)被轉換的p^矩陣中的 像素。因此，分離部分被稱為"修訂的分離部分"。
應理解，各種不同的算法可以用于實現(xiàn)潛像在主圖像中的隱藏。 例如，上述算法可以被調整為考慮印制安全化圖像過程中的點增益。 其他如油墨透明度、原料(紙張)的顏色、原料的紋理、點重疊等等， 都可能影響所采用的算法。選擇性地，可以根據(jù)經(jīng)驗修改或改變上述 等式，以實現(xiàn)合適的隱藏。本領域技術人員可以認識到，次優(yōu)技術可 以提供足夠的隱藏，其中，調整主圖像和/或潛像的部分的飽和度以更 接近地近似原始主圖像的飽和度。為了獲得最好的結果，應將潛像的 像素與對應主圖像的像素進行最佳匹配，從而實現(xiàn)在主圖像中不可察覺地隱藏潛像。
12.現(xiàn)在，使用現(xiàn)有技術已知的方法，將修訂的分離部分組合為 單個圖像。例如，每個分離部分可能被降為單色，接著組成分離印制 板；在將每個板印制為其對應顏色時，印制板彼此重疊，產(chǎn)生最后的 單個圖像。選擇性地，修訂的分離部分可以直接彼此組合，不需要進 一步的例如在計算機顯示器或其他類型的顯示設備中的處理。
新的單個圖像被稱為"安全化"圖像，它包含潛像及不可察覺地 隱藏在其中的構成隱藏圖像。通過對安全化圖像的合適的解碼處理， 可以揭示隱藏圖像。圖8示出了優(yōu)選實施例的計算系統(tǒng)。計算系統(tǒng)包括輸入部分802、 圖像處理部分835和輸出部分880。輸入部分802被設置為允許用戶 輸入隨后要處理的隱藏圖像和主圖像。隱藏圖像選擇器805允許用戶 在計算機文件系統(tǒng)中瀏覽以存取將要隱含的圖像。典型地，從隱藏圖 像數(shù)據(jù)庫808檢索隱藏圖像(或多于一個隱藏圖像)。 一旦用戶使用隱 藏圖像選擇器805選擇了隱藏圖像，該隱藏圖像就被提供給潛像形成 器810。潛像形成器可通過應用潛像算法或用戶從潛像算法數(shù)據(jù)庫815 中選擇的算法，自動形成潛像。所獲得的主圖像可以是例如與將要產(chǎn)生的身份證相關的人的圖 片。相應地，系統(tǒng)包括如數(shù)字照相機之類的與系統(tǒng)連接的主圖像捕捉 器825，以及用于選擇所捕捉的主圖像用于進一步處理的主圖像選擇器820。本領域技術人員也可以認識到，可以使用文件系統(tǒng)來檢索主圖像。系統(tǒng)還結合了工作區(qū)選擇器830，允許用戶選擇潛像將要結合如 主圖像中的何處。例如圖像的子區(qū)域。本領域技術人員也可以認識到， 可以在工作區(qū)選擇器830中實現(xiàn)自動定位潛像的的規(guī)則。在工作區(qū)被選擇之后，主圖像與定義了工作區(qū)的數(shù)據(jù)以及潛像一 起被提供給圖像處理部分835。圖像處理部分包括飽和度分離器840、 灰度/色彩匹配器850、修訂分離部分形成器860以及修訂分離部分組 合器870。 一旦修訂分離部分組合器870對修訂分離部分進行組合， 就形成了安全化圖像并將安全化圖像提供給安全化圖像輸出880。典 型地，安全化圖像輸出將是打印機的形式，用于印制安全化圖像。示例l (單色潛像在全彩色主圖像中)參照圖1:主圖像由標為1的全彩色圖片組成。典型地，主圖像1 由執(zhí)行了釆用本技術以產(chǎn)生效果的程序代碼的計算機的用戶輸入。例 如，通過選擇存儲在計算機中的主圖像。將要隱含在主圖像中的圖像 2是單色的(黑白)。主圖像被分離為其構成主色調。在本示例中，采 用CYMK分離程序，使主圖像被分離為-品紅色(M)分離部分，3-黃色(Y)分離部分，4-黑色(K)分離部分，5-青色(C)分離部分，6典型地，隱藏圖像2由用戶以與主圖像相同的方式輸入。隱藏圖 像被轉換為潛像7，例如在本示例中使用PhaseGram技術。潛像所要 隱藏入主圖像的區(qū)域標識為la。區(qū)域la具有與潛像7相同數(shù)量和排 列的像素。對每個分離部分，該區(qū)域與潛像7進行比較。在圖1中， 潛像所要隱藏的青色分離部分的區(qū)域示為6a。區(qū)域6a通過將其重疊100與潛像7進行比較，并應用算法，使在潛像白色像素下的主圖像部分的區(qū)域更淺12，在潛像黑色像素下的區(qū)域更深13。圖2詳細描述了該算法。6a部分中的每個像素/^具有青色主色調，飽和度為s， s位于OS^w之間(其中W-最小飽和度；O-最大飽和度)。潛像、中的平均像素的平均飽和度為M。該方法包括在步驟200確定對于、，s-0或是w。若對于、，s=0， 則對應像素/^的飽和度被調整為s'。這包括在步驟202確定/^的s 是〈M或是2M。若/^的s〈M，在步驟240，調整V-(w")/M，或者 若/^的s》M，則在步驟230調整s、w。主圖像中受影響的像素相應地變深，如圖1的圖像12所述。若對于、，s=w，則在步驟204確定/^的s是〈M或是2M之后， 對應像素/^的飽和度被調整為^。若/^的s^M，則在步驟210調整 = w*Cy-M)/(w-M),或者若/^的s〈M,在步驟220，調整/ = 0,主圖像中受影響的像素相應地變淺，如圖像13所述。這些等式源自不可察覺地將潛像嵌入主圖像中的需要。為了實現(xiàn)這一點，主圖像中對應于潛像黑色像素的像素必須變深，而主圖像中對應于潛像無色像素的白色像素必須相應地變淺。這是在最大可能程度地保持在最小可能區(qū)域內的主圖像總飽和度的同時完成的。圖3和圖3B描述了在潛像Z^中假定的像素化部分i:". 310。該區(qū)域中的像素總數(shù)為w。在這樣的區(qū)域中，所有像素都被限制為最大 (s=0)或最小(無色；s-w)飽和度。出現(xiàn)的像素總數(shù)w因此對應于 可使用這樣的像素化區(qū)域再現(xiàn)的最大可能的深淺度(飽和度)數(shù)量。 在圖3B中， 一定數(shù)量的像素被設為最大飽和370，其它具有最小飽和 330。為了方便起見，最大飽和像素被從無色像素中分離并在圖3B的 左手側合為一組。因此，像素化區(qū)域的平均飽和度將等于無色像素的 絕對數(shù)量M乘以其飽和度w，加上最大飽和像素的絕對數(shù)量(w-M) 乘以其飽和度O，除以像素總數(shù)w(圖3)。也就是說，潛像、中區(qū)域丄,,.的平均飽和度為為了將該區(qū)域與主圖像/^中的對應區(qū)域//^,相匹配，]\4必須等于 矩陣中的主圖像平均飽和度。若^7/p,》的值小于M，則該區(qū)域在主圖像中比在潛像中更深，必須從該區(qū)域中移除強度(飽和度)。也就是說，在該區(qū)域的主圖像中的 最大飽和像素必須被無色像素替代。因此，必須創(chuàng)建額外數(shù)量的無色 像素。新的飽和度V有效地代入下列等式(1): 0*0 —M)重置該等式，得到 ，,》=(w")/M …(2)然而，若的值大于于M，則該區(qū)域在主圖像中比在潛像中 更淺，必須對該區(qū)域加入強度(飽和度)。也就是說，在該區(qū)域的主圖 像中的無色像素必須被最大飽和像素替代。新的飽和度s'有效地代入 下列等式(1):<formula>formula see original document page 26</formula>重置該等式，得到<formula>formula see original document page 26</formula> 為了將此減小為逐像素比較，潛像、中的每個像素只能具有sN)(最大飽和)或s-w (無色)的飽和度。因此，若^^) = ^且若^/^)<^，則適用等式(2);艮P (y承力/Af然而，若"M， s'變得大于或等于w。 ？大于W顯然是不可能的，因此最佳的？被設為 r = vv然而，若^^)-0且若4/^)^M,則適用等式(3);艮P = w*0 — M)/(w — M)然而，若"M， s'變?yōu)榱慊蜇撝?。？變?yōu)樨撝凳遣豢赡艿模虼薧'可以被有效地設為等于0;即 ■ ' = 0因此，與無色的潛像像素相對應的主圖像的像素強度減小。而且， 與最大飽和的潛像像素相對應的主圖像的像素強度增大。這都是通過 保持像素的甚至最小集合的平均飽和度盡可能接近其先前的平均值的 方式來完成的。因此，該算法的應用構成了抖動的形式，其中強度被重新分布于 最小可能區(qū)域從而將潛像嵌入主圖像中?，F(xiàn)在回到圖1;產(chǎn)生的具有主色調青色的主圖像的修改部分14， 被代入主圖像的青色分離部分6，產(chǎn)生修訂的青色分離部分9。修訂的 青色分離部分9被降為單色圖像10。對主圖像的每個其他分離部分3、 4、 5重復整個過程。接著，修 訂的分離部分被重新組合并產(chǎn)生安全化圖像。示例2 (彩色潛像在彩色主圖像中)參照圖4:主圖像400由彩色圖片組成。使用現(xiàn)有技術已知的方 法，將主圖像分離410為其構成色彩分離部分；在這種情況下，有青 色(HC) 421、品紅色(HM) 422、黃色(HY) 423和黑色(HK) 424分離部分。類似地，潛像430被分離為它的青色(LC) 431、品紅色(LM) 432、黃色(LY) 433和黑色(LK) 434分離部分。這些分離部分可 作為創(chuàng)建安全化的最終圖像的"原始"分離部分。選擇性地，這些分 離部分可以被進一步處理，使其能夠被用作創(chuàng)建安全化的最終圖像的 "原始"分離部分。圖5示出了圖4中的潛像分離部分的進一步處理的示范流程圖； 在這種情況下，進一步處理包含準備色彩分離部分用于結合色彩 phasegram。青色(LC)、品紅色(LM)、黃色(LY)和黑色(LK) 分離部分431-434中的每一個被降為包含預定深淺度(N) 501-504數(shù) 量的灰度圖像。接著使用先前所述的方法，將每個分離部分轉換為 PhaseGram511-514。使用先前所述的方法，產(chǎn)生的分離的PhaseGram的強度范圍被調整為匹配原始分離部分521-524的強度范圍?，F(xiàn)在， 強度匹配的圖像被轉換回其各自的色調，給出校正的青色(PCc)、品紅色(PMc)、黃色(PYc)和黑色(PKc)分離部分531-534。這些分 離部分現(xiàn)在可以被用于創(chuàng)建最終的安全化圖像。圖6A-6D示出了將"原始"的潛像分離部分轉換為"修訂"的潛 像分離部分的典型程序。每個原始分離部分被加上在其他分離部分的 負片中它的色調對應的飽和度。這對于正確平衡在主圖像中的潛像的 色彩是必要的。產(chǎn)生的潛像分離部分接著被抖動，以產(chǎn)生其中像素具 有最大或最小飽和度的"修訂"的潛像分離部分。因此，在圖6A中，原始的青色分離部分(PCc) 531被加上品紅 色532、黃色533和黑色534分離部分的負片602、 603、 604的青色 分量611。在所需的抖動之后，產(chǎn)生的"修訂"的青色分離部分是PCa 621。類似地在圖6B中，原始的品紅色分離部分(PMc) 532被加上 青色531、黃色533和黑色534分離部分的負片601、 603、 604的青 色分量612。在所需的抖動之后，產(chǎn)生的"修訂"的品紅色分離部分 是PMa 622。圖6C和6D示出了這如何擴展至黃色和黑色分離部分。因此，原 始的黃色分離部分(PYc) 533被加上青色531 、品紅色532和黑色534 分離部分的負片601、 602、 604的黃色分量613。在所需的抖動之后， 產(chǎn)生的"修訂"的黃色分離部分是PYa 623。類似地，原始的黑色分 離部分(PKc) 534被加上青色531、品紅色532和黃色533分離部分 的負片602、 603、 604的黑色分量614。在所需的抖動之后，產(chǎn)生的 "修訂"的黑色分離部分是PKa624。圖7A至圖7D示出了主圖像如何通過與對應的修訂潛像分離部分 的比較，被轉換為最終的安全化圖像。因此，主青色分離部分(HC) 421與修訂的潛像青色分離部分(PCa) 621進行逐像素比較。應用示 例1中所述的算法700，從而產(chǎn)生最終的安全化圖像的青色分離部分 (CC) 711。類似地，主品紅色分離部分(HM) 422與修訂的潛像品 紅色分離部分(PMa) 622進行逐像素比較。應用示例1中所述的算 法700，從而產(chǎn)生最終的安全化圖像的品紅色分離部分(CM) 712。主黃色分離部分(HY) 423也與修訂的潛像黃色分離部分623 (PYa)進行逐像素比較。應用示例1中所述的算法700，從而產(chǎn)生最 終的安全化圖像的黃色分離部分(CY) 713。類似地，主黑色分離部 分(HK) 424與修訂的潛像黑色分離部分(PKa) 624進行逐像素比 較。應用示例1中所述的算法700，從而產(chǎn)生最終的安全化圖像的黑 色分離部分(CK)。使用現(xiàn)有技術己知的合適方法，將分離部分CC、 CM、 CY和CK 進行組合，創(chuàng)建最終安全化圖像。其他實施例上述算法提供了最廣的一般對比范圍和對大多數(shù)調制數(shù)字圖像的 最佳隱藏，然而，其他算法可能更適合特定的應用。而且，其他算法 可能更適合其他隱藏方法。因此，本領域技術人員可以認識到，可以 對前述的本發(fā)明的實施例做出多種變化。應當清楚地理解，所有這樣 的變化都包括在本發(fā)明的范圍內。此外，本發(fā)明可以具有其他表現(xiàn)。例如，現(xiàn)有技術已知，色調及 其對應互補色調的色彩空間或分離部分可以被用于選擇性實施例。本領域技術人員可以認識到，可以使用其他潛像技術。例如，"加 擾標記(Scrambled Indicia)"，在美國專利3,937,565中以模擬的形 式描述，在專利WO 97/20298中以計算機化、數(shù)字版本的形式描述。 在后者的技術中，計算機程序有效地切割將要被隱含入稱為"輸入圖像 片，，的平行長條中的圖像。接著它們被加擾，產(chǎn)生一系列更薄的"輸出 圖像片"，"輸出圖像片"被以人眼看來毫無條理的形式結合入圖像中。 然而，當通過包含許多顯微小鏡頭的特殊設備査看時，原始圖像被重 建，從而呈現(xiàn)出可見的隱藏圖像。這種加擾圖像可以通過將隱藏圖像的灰度或色彩飽和度與背景圖 片匹配來結合入可見的背景圖片中。這是通過調整加擾圖像中的特征 的厚度來實現(xiàn)的。潛像也可以通過"調制"用于印制圖像的線-或點圖案來形成。為了 印制圖像，專業(yè)的打印機使用各種被稱為"屏幕"的技術。其中包括圓屏幕、隨機屏幕、線屏幕和橢圓屏幕。這樣的屏幕的示例見美國專利 6，104,812。實質上，圖片被分割為一系列圖像元素，典型地，圖像元 素是各種形狀的點或線及其組合。這些點和線通常極小，比人眼能觀 察到的要小很多。因此，使用這樣的屏幕印制的圖像在人眼看來具有 連續(xù)的色調和濃度。隱藏圖像可以通過將兩個看起來類似的線和點屏幕彼此并置來創(chuàng) 建。通過改變用于印制屏幕的線元素的位置、形狀或方向來隱藏圖像 的處理過程被正式地稱為"線調制"。打印機屏幕的點被變形或移動以潛像的處理過程被稱為"點調制"。線和點調制的理論由Amidror描述 (Issac Amidror， "The Theory of the Moir6 Phenomenon", Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2000, pages 185-187)。當兩個具有相同 周期的局部周期性結構彼此疊加時，產(chǎn)生的圖像在兩個周期性結構顯 示了 (x-0。的角度差的區(qū)域的微結構可能被改變(而不產(chǎn)生規(guī)則的 Moii^圖案)。微結構的改變的程度可以被用于產(chǎn)生潛像，該潛像僅當 局部周期結構被相關疊加時才對觀察者清晰可見。因此，僅當潛像被 疊加以對應的非調制的結構時才可以被觀察到。相應地，調制圖像可 以被結合入原始文檔和對應于非調制結構的解碼屏幕，解碼屏幕用于 通過例如在調制圖像上重疊非調制解碼屏幕以呈現(xiàn)潛像來檢查文檔是 否是原始的。使用線調制隱藏潛像的示例描述于下列多個專利中， US 6,104,812、 US 5,374,976 、 CA 1,066,109 、 CA 1,172,282、 WO 03/013870-A2、 US 4,143,967、 WO 91/11331和WO2004/110773 Al 。 一種被稱為屏幕角度調制"SAM"的技術或其微觀對等技術"p-SAM"詳 細描述于美國專利號5,374,976以及Sybrand Spannenberg在書 "Optical Document Security, Second Edition"(編者Rudolph L. van Renesse， Artech House, London, 1998， pagel69-199 )中的第8章，均 結合在此作為參考。在本技術中，在周期設置的微縮短線段的圖案中， 通過以連續(xù)或截斷的方式調制微縮短線段相對于彼此的角度來創(chuàng)建潛 像。以肉眼查看時，圖案表現(xiàn)為均勻的中間顏色或灰度，當它被重疊 以透明襯底上的相同的非調制圖案上時，可以觀察到潛像。使用點調制隱藏潛像的示例描述于各種專利中，包括WO02/23481-Al。進一步的安全性增強可以包括使用只有真鈔票或其他安全文檔的 制造者才可以使用的彩色油墨，以及熒光油墨或在圖像中嵌入組成圖 案的網(wǎng)格或形狀。本發(fā)明的上述實施例的方法可以被用于制造安全設備，從而在如 票據(jù)、護照、執(zhí)照、貨幣和郵件介質之類物品的防偽能力方面增強安 全性。其他有用的應用可包括信用卡，照片身份證，票據(jù)，可轉讓票 據(jù)，銀行支票，旅行支票，服裝、藥物、酒類、視頻錄影帶或類似物 的標簽，出生證明，車輛登記卡，土地契約證明和簽證。典型地，安全設備由在一種前述文檔或證書中嵌入安全化圖像并 單獨地提供解碼屏幕來提供。然而，安全化圖像可以在鈔票的一端實 現(xiàn)，而在另一端實現(xiàn)解碼屏幕，以允許驗證鈔票是否是偽造的。選擇性地，優(yōu)選實施例可以用于如玩具或編碼設備之類的新物品 的制造。
權利要求
1.一種形成安全化圖像的方法，包括a)獲得觀察者可見的主圖像；b)獲得要隱藏入主圖像的潛像；c)調整主圖像和潛像中至少一個的區(qū)域的飽和度，使得當調整后的潛像和主圖像隨后進行組合時，組合區(qū)域的飽和度更接近于原始主圖像的對應區(qū)域的飽和度；以及d)將潛像和調整后的主圖像進行組合，以形成安全化圖像。
2. 如權利要求l所述的方法，包括調整飽和度，以便最小化由調 整后的潛像和主圖像組合成的圖像的飽和度與原始主圖像的飽和度的 差別。
3. 如權利要求l所述的方法，其中，調整至少一個主圖像和潛像中的區(qū)域的飽和度包括-將主圖像和潛像的每一個分離為在進行組合時完整定義每個圖像的數(shù)字化灰度或色彩飽和度的集合；對每個灰度或色彩飽和度應用匹配算法，將潛像中的圖像元素的 灰度或色彩特征與主圖像的相同灰度或色彩飽和度的對應圖像元素進 行匹配。
4. 如權利要求l所述的方法，其中，組合調整后的潛像和主圖像包括根據(jù)潛像的所選圖像元素的可視特征，對主圖像中每個灰度或色彩飽和度的所選對應圖像元素進行轉換，以形成修訂的分離部分；以 及組合修訂的分離部分從而創(chuàng)建安全化圖像。
5. 如權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，獲得潛像包括選擇一個或更多要隱藏入主圖像的圖像以及形成包含一個或更多圖像 的潛像。
6. 如權利要求l所述的方法，還包括a) 至少獲得要隱藏的另一潛像；b) 調整安全化圖像和另一潛像中至少一個的區(qū)域的飽和度，使得 當調整后的另一潛像和安全化圖像隨后進行組合時，組合區(qū)域的飽和 度將更接近于原始安全化圖像的對應區(qū)域的飽和度；以及C)將調整后的另一潛像和安全化圖像進行組合，形成另一安全化 圖像。
7. 如權利要求1至6中任一項所述的方法，其中，潛像是編碼的 隱藏圖像，所述編碼的隱藏圖像可以使用解碼屏幕進行解碼。
8. 如權利要求7所述的方法，包括通過從下列組中選擇的技術形 成潛像加擾標記、線或點調制、PhaseGram和BinaGram。
9. 如權利要求7所述的方法，其中，潛像是數(shù)字調制圖像。
10. 如權利要求5或6所述的方法，其中，多個潛像以各自可被 不同的解碼器解碼的方式隱藏入可見的安全化圖像。
11. 一種安全設備，包括安全化圖像，在所述安全化圖像中，潛 像通過下列方法被隱藏入主圖像中調整主圖像和潛像中至少一個的 區(qū)域的飽和度，使得當調整后的潛像和主圖像隨后進行組合時，組合 區(qū)域的飽和度將更接近于原始主圖像的對應區(qū)域的飽和度，并將調整 后的潛像和主圖像進行組合形成安全化圖像。
12. 如權利要求ll所述的安全設備，其中，潛像是編碼的隱藏圖 像，所述編碼的隱藏圖像可以使用解碼屏幕進行解碼。
13. 如權利要求12所述的安全設備，其中，潛像是數(shù)字調制圖像。
14. 如權利要求12或13所述的安全設備，其中，多個潛像以各自可被不同的解碼器解碼的方式隱藏入可見的安全化圖像。
15. 計算機程序代碼，當由計算機執(zhí)行所述計算機程序代碼時使 計算機實施一種形成安全化圖像的方法，所述方法包括a) 獲得觀察者可見的主圖像；b) 獲得要隱藏入主圖像的潛像；c) 調整主圖像和潛像中至少一個的區(qū)域的飽和度，使得當調整后 的潛像和主圖像隨后進行組合時，組合區(qū)域的飽和度更接近于原始主 圖像的對應區(qū)域的飽和度；以及d)將調整后的潛像和主圖像進行組合，以形成安全化圖像。
16. 如權利要求15所述的計算機程序代碼，被設置為調整飽和度， 以便最小化由調整后的潛像和主圖像組合成的圖像的飽和度與原始主 圖像的飽和度的差別。
17. 如權利要求16所述的計算機程序代碼，被設置為通過以下方式來調整主圖像和潛像中至少一個的區(qū)域的飽和度將主圖像和潛像的每一個分離為在進行組合時完整定義每個圖像的數(shù)字化灰度或色彩飽和度的集合；對每個灰度或色彩飽和度，應用匹配算法，將潛像中的圖像元素 的灰度或色彩特征與主圖像的相同灰度或色彩飽和度的對應圖像元素 進行匹配。
18. 如權利要求17所述的計算機程序代碼，被設置為通過以下方式來組合潛像和調整后的主圖像根據(jù)潛像的所選圖像元素的可視特征，對主圖像中每個灰度或色彩飽和度的所選對應圖像元素進行轉換，以形成修訂的分離部分；以 及組合修訂的分離部分從而創(chuàng)建安全化圖像。
19. 如權利要求15所述的計算機程序代碼，其中，計算機程序代碼被設置為允許用戶輸入主圖像從而獲得主圖像。
20. 如權利要求15所述的計算機程序代碼，其中，獲得潛像包括選擇一個或更多要隱藏入主圖像的圖像以及形成包含一個或更多圖像 的潛像。
21. 如權利要求20所述的計算機程序代碼，被設置為允許用戶選擇要隱含的一個或更多圖像。
22. 如權利要求15所述的計算機程序代碼，被設置為a) 至少獲得要隱藏的另一潛像；b) 調整安全化圖像和另一潛像中至少一個的區(qū)域的飽和度，使得 當調整后的另一潛像和安全化圖像隨后進行組合時，組合區(qū)域的飽和 度將更接近于原始安全化圖像的對應區(qū)域的飽和度；以及c) 將調整后的另一潛像和安全化圖像進行組合，形成另一安全化圖像。
23. 如權利要求15至19中任一項所述的計算機程序代碼，潛像 是編碼的隱藏圖像，所述編碼的隱藏圖像可以使用解碼屏幕進行解碼。
24. 如權利要求17所述的計算機程序代碼，被設置為通過從下列 組中選擇的技術形成潛像加擾標記、線或點調制、PhaseGram和 BinaGram。
25. 如權利要求23所述的計算機程序代碼，其中，潛像是數(shù)字調 制圖像。
26. 如權利要求20或22所述的計算機程序代碼，被設置為多個 潛像以各自可被不同的解碼器解碼的方式隱藏入可見的安全化圖像。
27. —種用于產(chǎn)生安全化圖像的計算系統(tǒng)，包括-圖像輸入部分，被設置為獲得主圖像和要隱藏入主圖像的潛像；以及圖像處理部分，被設置為調整主圖像和潛像中至少一個的區(qū)域的飽和度，使得當調整 后的潛像和主圖像隨后進行組合時，組合區(qū)域的飽和度更接近于 原始主圖像的對應區(qū)域的飽和度；以及將調整后的潛像和主圖像進行組合，以形成安全化圖像。
28. 如權利要求27所述的計算系統(tǒng)，其中，圖像處理部分被設置為通過將主圖像和潛像的每一個分離為在進行組合時完整定義每個 圖像的數(shù)字化灰度或色彩飽和度的集合來調整飽和度；對每個灰度或色彩飽和度，應用匹配算法，將潛像中的圖像元素 的灰度或色彩特征與主圖像的相同灰度或色彩飽和度的對應圖像元素 進行匹配。
29. 如權利要求27所述的計算系統(tǒng)，被設置為組合調整后的潛像 和主圖像，根據(jù)潛像的所選圖像元素的可視特征，對主圖像中每個灰 度或色彩飽和度的所選對應圖像元素進行轉換，以形成修訂的分離部 分；以及組合修訂的分離部分從而創(chuàng)建安全化圖像。
全文摘要
公開了一種形成安全化圖像的方法，所述方法包括獲得觀察者可見的主圖像，獲得隱藏在主圖像中的潛像，調整主圖像和潛像中至少一個的區(qū)域的飽和度，使得當調整后的潛像和主圖像隨后進行組合時，組合區(qū)域的飽和度將更接近于原始主圖像的對應區(qū)域的飽和度；并將調整后的潛像和主圖像進行組合，形成安全化圖像。
文檔編號G06T9/00GK101336440SQ200680052262
公開日2008年12月31日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權日2005年12月5日
發(fā)明者勞倫斯·戴維·麥卡錫, 格哈德·弗雷德里克·斯維格斯, 馬修·約翰·巴拉德 申請人:聯(lián)邦科學和工業(yè)研究機構