專利名稱：用于讀取物品上的物理特征的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于讀取物品上的物理特征的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
具體而言，本發(fā)明的目的在于解決仿造和水貨市場(chǎng)問(wèn)題以及通常情況下任意物品 的識(shí)別和/或認(rèn)證問(wèn)題，尤其是產(chǎn)品，文檔，例如識(shí)別文件，包裝或者鈔票。更具體地說(shuō)，本 發(fā)明提出一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)有利于在物品的生產(chǎn)階段期間注冊(cè)物品的統(tǒng)一壓印，并且有利 于在物品的身份以及真實(shí)性驗(yàn)證階段期間提取所述壓印。含纖維的物品(紙張，紙板)以及大部分金屬，塑料，銅版紙或者其它物品在微觀 層面本質(zhì)上具有結(jié)構(gòu)隨機(jī)性。與生物識(shí)別技術(shù)相同的識(shí)別方式已為人們開(kāi)發(fā)，其中，生物識(shí) 別技術(shù)使用形成用于識(shí)別或者身份驗(yàn)證的手法或者虹膜印記的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，這些技術(shù)可以設(shè) 計(jì)為用于測(cè)量物品所具有的獨(dú)特的微觀特征，以便識(shí)別或者認(rèn)證它們。目前沒(méi)有已知的物理方法可以再現(xiàn)該隨機(jī)結(jié)構(gòu)。另外，已經(jīng)表明微觀的形變，諸如 折疊紙或者其上噴水，都不會(huì)明顯改變這些微觀的特性。因此，大部分物品天然地?fù)碛性试S 它們以獨(dú)特的，不可再生的方式表征的特征，并且受時(shí)間和磨損影響很小。操作中，可以通過(guò)提取物品的特征并對(duì)具有與待識(shí)別的物品的特征最類(lèi)似的特征 的物品的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行搜索來(lái)識(shí)別物品。如果沒(méi)有找到識(shí)別物，則物品被認(rèn)為是未知物(或 者是"不相符的"，如果唯一相符的物品是數(shù)據(jù)庫(kù)中列出的那些物品)。應(yīng)注意的是，數(shù)據(jù) 庫(kù)搜索花費(fèi)很大，而且如果存儲(chǔ)了大量物品則必須對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。相反，如果物品的特征 (例如在注冊(cè)時(shí)測(cè)量的)與物品相關(guān)聯(lián)，例如在物品上打印條型碼，則不依靠數(shù)據(jù)庫(kù)也可以 檢驗(yàn)物品的真實(shí)性。文獻(xiàn)US 6，584，214描述了為了認(rèn)證和識(shí)別目的如何測(cè)量和數(shù)字化材料的三維結(jié) 構(gòu)。專利申請(qǐng)W02006016114 (Ingenia技術(shù))公布了叫做LSA，或者〃激光表面鑒定〃的 技術(shù)的使用將激光束發(fā)送到從其提取印記的表面上，以及根據(jù)局部微觀表面的定位，傳感 器捕獲以不同方向反射的激光束的光。該信號(hào)的值取決于材料的局部特性，因此是獨(dú)特的。 兩個(gè)表面具有類(lèi)似的印記的概率是可以忽略的。應(yīng)注意的是，在注冊(cè)階段出于經(jīng)濟(jì)原因優(yōu) 選地自動(dòng)執(zhí)行在激光源前面運(yùn)送器上快速移動(dòng)物品。因?yàn)橹荒芴幚懋a(chǎn)品的一部分表面，所 以在產(chǎn)品的后續(xù)識(shí)別或者認(rèn)證階段期間必須捕獲物品的相同部分。應(yīng)注意的是，捕獲印記 對(duì)定位問(wèn)題很敏感；僅僅一毫米的位置差距都能使讀取無(wú)效。這些技術(shù)具有一些缺點(diǎn)。它們的實(shí)現(xiàn)方式通常很貴并且易損壞。因此，這些技術(shù) 很難開(kāi)發(fā)。此外，他們明顯使印記注冊(cè)階段變復(fù)雜。例如就包裹而言，它必須發(fā)送給對(duì)其注 冊(cè)的中心，通常是在技術(shù)供應(yīng)商的所在地。因此對(duì)于采用該技術(shù)而言，該階段的復(fù)雜性和成 本是較大的障礙。如果很多參與者(海關(guān)檢查官，銷(xiāo)售者，警官，零售店乃至終端消費(fèi)者)使用的話， 認(rèn)證技術(shù)對(duì)于隨時(shí)檢測(cè)偽造都會(huì)越來(lái)越有用。然而，利用該技術(shù)受成本(并且由此稀缺)， 閱讀設(shè)備的重量和大小限制，即使可能的話也使得“現(xiàn)場(chǎng)的”讀取困難。
一般說(shuō)來(lái)，只處理物品表面的小部分。如果沒(méi)有指定用于提取印記的區(qū)域，則只有 已經(jīng)被告知該區(qū)域的精確位置的人員能夠提取該特征。然而在商標(biāo)保護(hù)的背景下，處理區(qū) 域的位置對(duì)于許許多多產(chǎn)品來(lái)說(shuō)應(yīng)該是已知的；但是即使是為此目的訓(xùn)練的檢查員或者海 關(guān)人員都不可能準(zhǔn)確提取該特征。另外，這些技術(shù)對(duì)于位置誤差具有非常低的容許偏差一毫米的移位或者一度的 旋轉(zhuǎn)都足以導(dǎo)致提取的特征與注冊(cè)時(shí)間測(cè)量的特征不對(duì)應(yīng)。因此讀取是非常精密的過(guò)程， 應(yīng)該主要在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)施。因此，這些技術(shù)仍然主要局限于法庭的使用，這相當(dāng)大地減小了它們的價(jià)值。專利申請(qǐng)WO 2007/028799描述了一種通過(guò)捕獲物品表面的微觀結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖象 來(lái)識(shí)別物品的方法。本發(fā)明利用標(biāo)準(zhǔn)圖像捕獲系統(tǒng)來(lái)提取物品的獨(dú)特描述，以允許利用數(shù) 據(jù)庫(kù)識(shí)別它。因此本發(fā)明解決了上述現(xiàn)有技術(shù)的一些問(wèn)題，包括捕獲印記的裝置的成本和 利用率存在的問(wèn)題。然而，定位物品的困難在該文獻(xiàn)中沒(méi)有解決。因?yàn)橹荒茏?cè)物品表面的一小部分， 所以注冊(cè)的位置必須為物品的用戶所知。然而如上所述，對(duì)于許許多多物品來(lái)說(shuō)該位置是 已知的，但在注冊(cè)商標(biāo)和設(shè)計(jì)保護(hù)的領(lǐng)域中這是不可能的。假定物品上的印記位置是已知 的，則需要很高的定位精度來(lái)提取識(shí)別印記以與物品注冊(cè)過(guò)程中確定的印記相關(guān)聯(lián)。該文 獻(xiàn)還描述了一種只需要參考點(diǎn)位置的技術(shù)。然而，捕獲必須總是精密地被調(diào)節(jié)到參考點(diǎn)，并 且定位問(wèn)題沒(méi)有解決。必須指出當(dāng)讀取施加到產(chǎn)品的不可見(jiàn)標(biāo)記時(shí)也可以適用定位問(wèn)題。的確，如果標(biāo) 記理想地打印在整個(gè)產(chǎn)品上以便無(wú)論捕獲表面的哪個(gè)位置都可以讀取，實(shí)際上只有產(chǎn)品的 一部分表面可以標(biāo)記為不可見(jiàn)標(biāo)記的數(shù)字圖象，否則大小會(huì)非常大。例如，為了利用1切15 厘米的區(qū)域整體標(biāo)記產(chǎn)品并且以2，400dpi定義不可見(jiàn)標(biāo)記，將產(chǎn)生大約2億像素的數(shù)字圖 象。因此產(chǎn)生了只覆蓋產(chǎn)品表面小部分的一個(gè)或多個(gè)圖像，引起確定要捕獲的圖像的區(qū)域 的確定問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于改善全部的或者部分的這些缺點(diǎn)。根據(jù)第一方面，本發(fā)明提出一種用于讀取物品上的物理特征的方法，特征在于它 包括-利用第一分辨率捕獲所述物品的至少一部分的第一圖像的步驟，-根據(jù)所述第一圖像確定待處理物品的區(qū)域的位置的步驟，-利用高于所述第一分辨率的第二分辨率捕獲待處理物品的所述區(qū)域的第二圖像 的步驟，以及-基于所述第二圖像確定所述物理特征的步驟。因此，利用本發(fā)明可以減少或者消除利用昂貴的并且不切實(shí)際的捕獲裝置的技術(shù) 問(wèn)題，同時(shí)與低端的數(shù)字圖象捕獲裝置兼容，例如平板掃描器、數(shù)字照相機(jī)或者移動(dòng)電話的 圖像傳感器以及工業(yè)用照相機(jī)。這些圖像捕獲裝置的價(jià)格已經(jīng)與它們的產(chǎn)品同步下滑了較 大的數(shù)量。而且圖像捕獲的質(zhì)量已經(jīng)顯著地改善。大部分平板掃描器現(xiàn)在可以以2，400dpi 的光學(xué)分辨率捕獲圖像(“每英寸點(diǎn)數(shù)”的簡(jiǎn)稱-采樣每英寸)，其允許高至10微米的準(zhǔn)確度。連接至通用計(jì)算機(jī)的真正便攜式電子顯微鏡可以以合理的價(jià)格獲得。當(dāng)很多的物品在 它們前面快速通過(guò)時(shí)，工業(yè)用照相機(jī)可以以非常高的分辨率獲得高質(zhì)量圖像。一些照相機(jī) 叫做“線性”照相機(jī)，因?yàn)樗鼈兊膫鞲衅魇蔷€性的，可以獲得連續(xù)影象，不依靠利用傳感器進(jìn) 行捕獲激活。尤其是，當(dāng)注冊(cè)物品印記要穩(wěn)定化和標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式允許定位要讀 取物理特征的相關(guān)區(qū)域。應(yīng)注意的是，利用本發(fā)明讀取的物理特征之一是材料的局部特征， 該局部特征用于處理物品的獨(dú)特印記和通過(guò)材料標(biāo)記處理而打印或者形成的標(biāo)記。根據(jù)特定的特征，在確定待處理物品的區(qū)域位置的步驟中，確定物品的至少一個(gè) 特征點(diǎn)的位置，然后相對(duì)于物品的每個(gè)所述特征點(diǎn)確定待處理的區(qū)域位置。每個(gè)特征點(diǎn)可 以在物品的外形上，例如是拐角。根據(jù)特定的特征，在確定待處理物品的區(qū)域位置的步驟中，確定物品的至少一個(gè) 特征線的位置，然后相對(duì)于物品的每個(gè)所述特性線確定待處理的區(qū)域位置。每個(gè)特性線可 以在物品的外形上，例如是邊緣，或者圖像中物品的區(qū)域內(nèi)，例如通過(guò)表示銳邊。根據(jù)特定的特征，作為如上簡(jiǎn)要描述的本發(fā)明的主題，該方法包括檢測(cè)所述物品 到達(dá)的步驟。例如，設(shè)置于運(yùn)送器上物品的路徑水平線的傳感器觸發(fā)物品的捕獲和/或圖 像處理。根據(jù)特定的特征，作為如上簡(jiǎn)要描述的本發(fā)明的主題，該方法包括利用承載表示 至少一部分所述物理特征的標(biāo)記來(lái)標(biāo)記物品的步驟。例如，該標(biāo)記是二維條型碼或者表示 該信息的防復(fù)制標(biāo)記。根據(jù)特定的特征，在確定物理特征的步驟中，所述物理特征關(guān)聯(lián)到待處理的物品 區(qū)域中的物品表面的局部結(jié)構(gòu)。根據(jù)特定的特征，在確定待處理的物品區(qū)域的位置的步驟中，將查詢發(fā)送給數(shù)據(jù) 庫(kù)，所述查詢包括物品的特征點(diǎn)和/或特征線的位置；將物品形狀的相關(guān)信息和所述物品 形狀中待處理的區(qū)域位置相關(guān)的信息返回到數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，可以處理未分類(lèi)的不同形狀的 物品，并通過(guò)從物品形狀和待處理區(qū)域的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢識(shí)別它們。根據(jù)特定的特征，確定待處理的物品區(qū)域位置的步驟包括確定至少一個(gè)打印的標(biāo) 記位置的步驟，捕獲至少一個(gè)所述標(biāo)記的圖像的步驟，和讀取由所述標(biāo)記表示的信息和表 示待處理的區(qū)域位置的步驟。因此，可以處理待處理的區(qū)域在不同位置但是以打印在物品 上的至少一個(gè)標(biāo)記所標(biāo)識(shí)的物品。根據(jù)特定的特征，在確定至少一個(gè)打印的標(biāo)記位置的步驟中，將查詢發(fā)送給數(shù)據(jù) 庫(kù)，所述查詢包括物品的特征點(diǎn)和/或特征線的位置；將物品形狀的相關(guān)信息和所述物品 形狀中的每個(gè)打印的標(biāo)記的位置相關(guān)信息返回到數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，通過(guò)查詢物品形狀和讀取 標(biāo)記的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)檢索每個(gè)標(biāo)記的位置可以處理未分類(lèi)的不同形狀的物品。根據(jù)特定的特征，作為如上簡(jiǎn)要描述的本發(fā)明的主題，該方法包括發(fā)送物理特征 到數(shù)據(jù)庫(kù)的步驟。因此，不同物品的物理特征可以存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，例如物品類(lèi) 型的數(shù)據(jù)庫(kù)，或者涉及所述物品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)擁有者的數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)特定的特征，作為如上簡(jiǎn)要描述的本發(fā)明主題的該方法包括，將所述物理特 征與存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的物理特征進(jìn)行比較，并且確定以前存儲(chǔ)的物理特征中哪個(gè)是最 類(lèi)似于發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)的新物理特征的步驟。因此本發(fā)明不僅適用于在制造過(guò)程中注冊(cè)物品
6的物理特征，而且適用于在流通中識(shí)別物品。因此本發(fā)明可以對(duì)抗水貨市場(chǎng)，即在未經(jīng)原作 者認(rèn)可的市場(chǎng)銷(xiāo)售在另一個(gè)市場(chǎng)中合法銷(xiāo)售的物品。根據(jù)特定的特征，在確定待處理的物品區(qū)域的位置的步驟中，確定物品一經(jīng)制造 位于物品內(nèi)部的位置。發(fā)明人實(shí)際上已經(jīng)確定包裝箱外經(jīng)常有涂層，然而內(nèi)部通常沒(méi)有涂 層。然而，缺少涂層有助于確定表示箱表面的局部結(jié)構(gòu)的物理特征，因?yàn)橥繉映尸F(xiàn)了表面均 一的狀態(tài)。一般說(shuō)來(lái)，提取涂層表面的典型物理特征需要大約8，000到12，OOOdpi的分辨 率；然而在高速注冊(cè)或者利用平板掃描器捕獲過(guò)程中該分辨率很難實(shí)現(xiàn)。應(yīng)注意的是，在制 造裝箱過(guò)程中，只在打印，切割和膠合后處理末期形成容積。根據(jù)特定的特征，在捕獲物品的第一圖像的步驟中使用物品的通過(guò)速度，以及在 確定要處理的區(qū)域位置的步驟中確定捕獲第二圖像的時(shí)刻。因此，在利用線性傳感器捕獲 圖像的情況下，可以補(bǔ)償由于物品速度導(dǎo)致的圖像形變，并且當(dāng)待處理的區(qū)域在圖像傳感 器的水平線通過(guò)時(shí)可以觸發(fā)第二圖像的捕獲。根據(jù)特定的特征，在確定物理特征的步驟中預(yù)先旋轉(zhuǎn)第二圖像。處理的物品的相 關(guān)角度位置因此又得到補(bǔ)償。根據(jù)特定的特征，在確定物理特征的步驟中，執(zhí)行頻率變換(FoUrier，DCT)。以這 種方式，可以減少待處理的和待存儲(chǔ)的用于識(shí)別物品的系數(shù)的數(shù)目(通過(guò)消除不重要的高 頻系數(shù))。根據(jù)特定的特征，在確定物理特征的步驟中，將散列函數(shù)應(yīng)用于物理特征，并且這 樣該散列函數(shù)的結(jié)果或者“散列值”與物理特征相關(guān)聯(lián)。使用該散列函數(shù)可以找到物理特 征。根據(jù)特定的特征，在確定物理特征的步驟中，確定該物品的物理特征。例如，物理 特征由材料中的或者物品或打印標(biāo)記的表面中的不規(guī)則性組成，是Cryptoglyph(注冊(cè)商 標(biāo))或者設(shè)計(jì)成能檢測(cè)仿制的標(biāo)記，例如Vector (注冊(cè)商標(biāo))。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提出一種用于讀取物品上的物理特征的設(shè)備，特征在于它 包括-利用第一分辨率捕獲所述物品的至少一部分的第一圖像的裝置，-根據(jù)所述第一圖像確定待處理的區(qū)域的位置的裝置，-利用高于所述第一分辨率的第二分辨率捕獲待處理的對(duì)象的所述區(qū)域的第二圖 像的裝置，以及-基于所述第二圖像確定所述物理特征的裝置。由于該設(shè)備的特定特征，優(yōu)點(diǎn)和目的與作為如以上簡(jiǎn)要描述的本發(fā)明主題的方法 類(lèi)似，這里不再重復(fù)。


本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)，目的和特征根據(jù)以下說(shuō)明書(shū)將變得明顯，說(shuō)明書(shū)是參照包括 在附錄中的附圖以舉例的方式而不是限制的方式作出的，其中-圖1示意性地表示作為本發(fā)明主題的設(shè)備的第一特定實(shí)施例，-圖2以邏輯圖的形式表示作為本發(fā)明主題的方法的第一特定實(shí)施例中的步驟，-圖3以邏輯圖的形式表示作為本發(fā)明主題的方法的第二特定實(shí)施例中的步驟，
-圖4以邏輯圖的形式表示作為本發(fā)明主題的方法的第三特定實(shí)施例中的步驟，-圖5以邏輯圖的形式表示作為本發(fā)明主題的方法的第四特定實(shí)施例中的步驟和-圖6示出了用于作為本發(fā)明主題的方法的實(shí)現(xiàn)方式的物品承載裝置。
具體實(shí)施例方式隨后的整個(gè)說(shuō)明書(shū)被限制在物理特征是印記的情況中，即它是獨(dú)特的并且使得物 品被識(shí)別。然而本發(fā)明不局限于此類(lèi)型的物理特征，相反地，擴(kuò)展到可能不是獨(dú)特的材料結(jié) 構(gòu)，打印標(biāo)記以及材料標(biāo)記。圖1示出了裝有打印機(jī)110的本地終端105，圖像捕獲裝置135，兩個(gè)傳感器140 和145以及訪問(wèn)服務(wù)器125所連接的網(wǎng)絡(luò)120的裝置115。服務(wù)器125具有數(shù)據(jù)庫(kù)130。本地終端105例如是通用計(jì)算機(jī)。它安裝在物品生產(chǎn)或流水作業(yè)線150上，例如 用于包裝。線路150包括，例如平面物品拆垛機(jī)(imstacker)(未示出)以及一個(gè)接一個(gè)移 動(dòng)的待處理的物品的傳送器(未示出)。傳感器140設(shè)置在生產(chǎn)線150上，圖像傳感器135的光場(chǎng)的上游并且設(shè)計(jì)成能檢 測(cè)待處理的物品的到達(dá)。例如，傳感器140是包括光束的發(fā)送器和接收器的光學(xué)單元。傳 感器145位于線路150上并且在該線路上確定物品的速度。例如，傳感器145連接于控制 線路150操作的控制器(未示出)或連接用于移動(dòng)物品的支撐，諸如傳送帶。本地終端105 通過(guò)打印機(jī)110以自身已知的方式控制物品的打印，例如墨噴或激光標(biāo)記。訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)120 的裝置115是例如已知類(lèi)型的調(diào)制解調(diào)器，用于訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)120，例如因特網(wǎng)。圖像捕獲裝置135是例如數(shù)字照相機(jī)，線性傳感器或工業(yè)用照相機(jī)。服務(wù)器125是已知的類(lèi)型。數(shù)據(jù)庫(kù)130至少保存根據(jù)本發(fā)明的方法確定的，與這 些物品相關(guān)聯(lián)的物品標(biāo)識(shí)符列表和印記列表。優(yōu)選的是，該數(shù)據(jù)庫(kù)130連同每個(gè)物品標(biāo)識(shí) 符一起保存物品類(lèi)型以及該物品類(lèi)型的印記區(qū)域位置確定標(biāo)識(shí)符，以及執(zhí)行生產(chǎn)或處理的 供應(yīng)商的標(biāo)識(shí)符。終端105保存軟件應(yīng)用程序，在其執(zhí)行期間，該應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)作為本發(fā)明主題的， 用于讀取物品印記的方法的步驟。服務(wù)器125保存軟件應(yīng)用程序，在其執(zhí)行期間，該應(yīng)用程 序?qū)崿F(xiàn)印記儲(chǔ)存和識(shí)別方法的步驟?？蛇x地，終端105不容納具體的軟件應(yīng)用程序，但是使用服務(wù)器125上容納的網(wǎng)絡(luò) 瀏覽器和網(wǎng)頁(yè)服務(wù)。下面參照?qǐng)D2中示出的步驟，描述作為本發(fā)明主題的讀取物品印記的方法的第一 實(shí)施例的操作。在步驟205，物品類(lèi)型設(shè)計(jì)為例如新的包裝。在步驟210，確定物品上的每個(gè)區(qū)域位置，由此將讀取表示該區(qū)域位置的印記或信 肩、ο在步驟215，確定在圖像傳感器135獲得的圖像中獲得的物品的形狀(例如可以看 到在折疊之前包裝的前部或背面)。在步驟220，在可以獲得的形狀中確定物品的特征點(diǎn)或特征線。在步驟225，確定看到的每個(gè)形狀內(nèi)每個(gè)所述區(qū)域的位置。在步驟230，針對(duì)每個(gè)物品類(lèi)型將步驟215到225的結(jié)果存儲(chǔ)到例如數(shù)據(jù)庫(kù)130中。在步驟235，檢測(cè)物品到達(dá)或接近圖像傳感器的視野中。然后測(cè)量物品的速度，以 及根據(jù)該速度以及檢測(cè)的物品到達(dá)的位置與傳感器視野的末端之間的距離，確定在捕獲物 品的圖像之前的等待持續(xù)時(shí)間。然后等待該持續(xù)時(shí)間。在步驟M0，利用第一分辨率捕獲到物品的第一圖像。在步驟M5，執(zhí)行物品的圖像處理以便提取特征外形，線或者點(diǎn)，例如外形上的直 邊或者角度。在步驟250，將圖像處理結(jié)果發(fā)送給服務(wù)器；服務(wù)器又基于該結(jié)果確定并發(fā)送印 記區(qū)域的位置和物品的可視形狀內(nèi)要打印區(qū)域的信息的位置。例如，要打印的消息采取二 維條型碼的形式。在步驟255，以高于第一分辨率的第二分辨率捕獲印記區(qū)域的圖像。在步驟沈0， 根據(jù)已知的技術(shù)從印記區(qū)域中材料的局部結(jié)構(gòu)或者從其打印過(guò)程中防仿造標(biāo)記的損壞確 定物品的印記。例如，將Rmrier或者離散余弦變換應(yīng)用于檢測(cè)到的結(jié)構(gòu)或者印刷錯(cuò)誤的 防仿造標(biāo)記的矩陣。盡可能地執(zhí)行這些值的量化以壓縮二進(jìn)制表示法。優(yōu)選的是，執(zhí)行由 此確定的印記的散列值，可選地，在步驟265執(zhí)行由該散列函數(shù)產(chǎn)生的散列值的舍位。在步驟270，將印記和散列值發(fā)送給服務(wù)器；服務(wù)器將這些值與其他的物品識(shí)別 元素一起插入數(shù)據(jù)庫(kù)中(制造日期和位置，目標(biāo)市場(chǎng)，物品類(lèi)型，序號(hào)等等。)在步驟275，編碼印記或者其散列值以及印記區(qū)域的位置以產(chǎn)生要打印的信息。例 如，執(zhí)行被稱為“Datamatrix”(注冊(cè)商標(biāo))的編碼。在步驟觀0，在要打印的信息的區(qū)域內(nèi)打印已編碼數(shù)據(jù)。由此，在特定實(shí)施例中在注冊(cè)之前-確定或者接收物品的總體形狀；-確定或者接收表面的微觀的特征，例如是否涂層或者前面涂層或背面涂層，-作為選擇，確定或者接收物品的一個(gè)或多個(gè)參考點(diǎn)；-作為選擇，確定或者接收物品不同部分的表面獨(dú)特性質(zhì)以及-根據(jù)物品的總體形狀和表面的微觀的內(nèi)容，以及可選地通過(guò)參考點(diǎn)和表面獨(dú)特 性質(zhì)，確定物品上的印記捕獲位置。在注冊(cè)的時(shí)候，為每個(gè)物品-檢測(cè)物品一端或者物品的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的通過(guò)，-確定印記區(qū)域的位置或者計(jì)算圖像捕獲的瞬間，-存儲(chǔ)圖像，-作為選擇，計(jì)算該印記以及-作為選擇，將至少將印記子集標(biāo)記在物品上。在實(shí)施例中，利用標(biāo)準(zhǔn)圖像捕獲裝置使用物品表面的隨機(jī)結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生獨(dú)特的印記。在描述將本發(fā)明應(yīng)用到包裝的識(shí)別之前，應(yīng)指出的是，通常包裝箱是在紙板片上 或者膠版印刷打印的塑料上打印的。預(yù)壓加強(qiáng)步驟能夠?qū)崿F(xiàn)在板上安排盡可能多的包裝設(shè) 計(jì)次數(shù)，從而最小化不用的紙板的浪費(fèi)。一經(jīng)打印，紙板箱就被置于能將其切割成箱子的機(jī) 器中。通常，箱子接著必須被運(yùn)送到裝配廠中的產(chǎn)品的裝配位置。
在專用于包裝識(shí)別的本申請(qǐng)中，更優(yōu)選的是，例如在裝配廠中，當(dāng)切割箱子的時(shí)候 制作印記。這確保只有合法的產(chǎn)品被批準(zhǔn)。在通過(guò)折疊膠粘機(jī)后，該印記可以在切割箱上 或閉合箱上計(jì)算。紙和紙板具有大量的表面缺陷，可以通過(guò)相對(duì)較低的分辨率圖像捕獲對(duì)其進(jìn)行捕 獲，例如2，400dpi。然而，當(dāng)涂層用于紙板箱時(shí)，涂層掩蓋了紙的表面缺陷。涂層表面自 身具有隨機(jī)性的表面缺陷。然而，這些缺陷的尺寸更小并且需要高分辨率圖像(例如高達(dá) 10, 000dpi)來(lái)捕獲。包裝箱的前部經(jīng)常有涂層，而相反地展開(kāi)的箱子的背面(即當(dāng)箱子被 折疊時(shí)的內(nèi)表面)通常不具有涂層。因此，優(yōu)選的是，捕獲箱子背面(對(duì)應(yīng)于封閉箱的內(nèi) 部)的圖像以便提取印記。另一方面，表示印記位置的打印標(biāo)記可以位于箱子的前部或者 背面。下面參照?qǐng)D3中示出的步驟，描述作為本發(fā)明主題的讀取物品印記的方法的第二 實(shí)施例的操作。在步驟305，所述物品被置于運(yùn)轉(zhuǎn)中，例如放在傳送器上，所述運(yùn)送器具有數(shù)字圖 象傳感器，光學(xué)位置傳感器和用于控制，處理并與服務(wù)器通信的計(jì)算機(jī)。在步驟310，檢測(cè)物品到達(dá)或接近圖像傳感器的視野中。然后測(cè)量物品的速度，以 及根據(jù)該速度和檢測(cè)的物品到達(dá)的位置與傳感器視野的末端之間的距離，確定在捕獲物品 的圖像之前的等待持續(xù)時(shí)間。然后等待該持續(xù)時(shí)間。在步驟315，利用第一分辨率捕獲到物品的第一圖像。在步驟320，執(zhí)行物品的圖像處理以便提取特征外形，線或者點(diǎn)，例如外形上的直 邊或者角度。在步驟325，將圖像處理結(jié)果發(fā)送給服務(wù)器；服務(wù)器又基于該結(jié)果確定并發(fā)送印 記區(qū)域的位置和物品的可視形狀內(nèi)要打印區(qū)域的消息位置。例如，要打印的消息采取二維 條型碼的形式。在步驟330，以高于第一分辨率的第二分辨率捕獲印記區(qū)域的圖像。在步驟335， 根據(jù)已知的技術(shù)從印記區(qū)域中材料的局部結(jié)構(gòu)或者從其打印過(guò)程中防仿造標(biāo)記的損壞確 定物品的印記。例如，將離散傅里葉變換應(yīng)用于檢測(cè)到的結(jié)構(gòu)或者印刷錯(cuò)誤的防仿造標(biāo)記 的矩陣。優(yōu)選的是，執(zhí)行由此確定的印記的散列值，可選地，在步驟340執(zhí)行由該散列函數(shù) 產(chǎn)生的散列值的舍位。在步驟345，將印記和散列值發(fā)送給服務(wù)器。在步驟350，根據(jù)已知的數(shù)據(jù)庫(kù)搜索 技術(shù)，服務(wù)器尋找最精確匹配發(fā)送來(lái)的印記和/或散列值的已存儲(chǔ)印記和/或散列值。在步驟355確定與搜索步驟350的結(jié)果有關(guān)的物品的識(shí)別元素(制造日期和位 置，目標(biāo)市場(chǎng)，物品類(lèi)型，序號(hào)等等。)在步驟360，將這些識(shí)別元素返回到計(jì)算機(jī)用來(lái)驗(yàn)證圖像，以及在步驟365將這些 元素顯示給它們的用戶，例如顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上?，F(xiàn)有技術(shù)的已知技術(shù)可用于根據(jù)捕獲的圖像確定印記，例如將低通濾波應(yīng)用于消 除噪聲和次要的細(xì)節(jié)。圖像頻率可以變換，例如通過(guò)DCT或者FFT類(lèi)型變換。因此能夠極 大地減少表示印記所需要的系數(shù)的數(shù)目。生物測(cè)量學(xué)中開(kāi)發(fā)的用于存儲(chǔ)安全散列值的方法可以被修改。例如，二能級(jí)的計(jì) 量器用來(lái)將生物測(cè)定印記存儲(chǔ)為散列值，使其立即被檢索到。
10
應(yīng)注意的是，在一些實(shí)施例中，使用了與平板掃描器有關(guān)的通用計(jì)算機(jī)。平板掃 描器是用于捕獲印記的便利圖像捕獲工具，因?yàn)樗鼈兛梢岳孟鄬?duì)高的分辨率捕獲大的區(qū) 域。然而，如果允許用戶待檢驗(yàn)的物品置于掃描器上的任意位置，則通常捕獲整個(gè)區(qū)域(通 常A4大小)是不可行的，因?yàn)檫@會(huì)花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間(幾分鐘)并且使用大量存儲(chǔ)器。而且， 一般而言優(yōu)選避免掃描器的用戶接口，因?yàn)樗鼈儼罅坑脩艨烧{(diào)節(jié)并能夠影響圖像質(zhì)量 的設(shè)置甚至對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的用戶來(lái)說(shuō)不恰當(dāng)設(shè)置的可能性也很明顯。為了解決這些問(wèn)題，在實(shí)施例中，使用掃描器并且根據(jù)允許確定印記位置的低清 晰度圖象自動(dòng)地確定要捕獲的印記區(qū)域。為了控制該掃描器，通用“Twain”(注冊(cè)商標(biāo))接 口可以管理所有的掃描器設(shè)置。在圖4中示出的第三實(shí)施例中，物品的幾何形狀用來(lái)定位印記的位置-在步驟405，以低分辯率捕獲包裝的至少一大部分背面表面，-在步驟410，確定物品邊界并且可選地確定物品的參考點(diǎn)，-在步驟415，基于物品邊界以及可選地基于參考點(diǎn)，使用數(shù)據(jù)庫(kù)搜索物品的幾何 形狀，-在步驟420，基于物品的幾何形狀確定印記區(qū)域的相關(guān)存儲(chǔ)位置，-在步驟425，計(jì)算掃描器的捕獲域內(nèi)印記區(qū)域的實(shí)際位置以及圖像的轉(zhuǎn)角，-在步驟430，根據(jù)高分辨率捕獲由此確定的印記區(qū)域，-在步驟435，可選地，執(zhí)行相對(duì)于在步驟425確定的旋轉(zhuǎn)的反向的旋轉(zhuǎn)，-在步驟440，在捕獲的區(qū)域內(nèi)以高分辨率確定印記，-在步驟445，利用印記數(shù)據(jù)庫(kù)搜索對(duì)應(yīng)印記，在步驟450，確定與搜索步驟445的結(jié)果有關(guān)的物品的識(shí)別元素(制造日期和位 置，目標(biāo)市場(chǎng)，物品類(lèi)型，序號(hào)等等。)以及-在步驟455，將識(shí)別元素返回到用于控制圖像的計(jì)算機(jī)。在圖5中示出的第四實(shí)施例中，存儲(chǔ)在識(shí)別(和/或驗(yàn)證)代碼中的信息用來(lái)定 位印記的位置利用2D，或者ID尤其是條型碼作為標(biāo)識(shí)符是有利的，因?yàn)镮D條型碼非常容易被檢 測(cè)并且它們的定位測(cè)量精確，這歸功于由于交互的單向或雙向的黑白區(qū)域?qū)е路浅?qiáng)的圖 像梯度的極化。-在步驟500，以第一分辨率(稱為“低”分辨率)捕獲包裝的至少一大部分表面 的圖像，-在步驟505，確定物品邊界或者至少一個(gè)參考點(diǎn)，-根據(jù)該變量，該圖像包括接著要被讀取的標(biāo)識(shí)符，在步驟510確定物品標(biāo)識(shí)符的 位置(例如一維或者二維條型碼)并且在步驟515以第二分辨率(稱為“中間”，其高于第 一分辨率)捕獲所述標(biāo)識(shí)符的圖像，-在步驟520，通過(guò)本地解碼/解密標(biāo)識(shí)符或者通過(guò)遠(yuǎn)程查詢使標(biāo)識(shí)符與打印位置 相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù)，讀取所述標(biāo)識(shí)符以便提取文獻(xiàn)中的印記位置，-可選地，如果標(biāo)識(shí)碼還是認(rèn)證符，則在步驟525核對(duì)代碼的真實(shí)性(可選地然后 以高分辨率捕獲圖像)，并且如果是真實(shí)的則到步驟530，-在步驟530，基于以下內(nèi)容計(jì)算圖像場(chǎng)內(nèi)印記區(qū)域的位置以及印記的轉(zhuǎn)角，
〇存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的文獻(xiàn)中的或者基于標(biāo)識(shí)符確定的印記位置，比例系數(shù)和轉(zhuǎn) 角，以及〇該圖像場(chǎng)內(nèi)文獻(xiàn)的至少一個(gè)參考點(diǎn)的位置，-在步驟535，以第三分辨率(稱為“高”，其等于或者高于第一分辨率并且優(yōu)選的 是，大于或等于第二分辨率)捕獲部分包裝的圖像，優(yōu)選的是，對(duì)應(yīng)于在步驟520確定的位 置在文獻(xiàn)的背面捕獲圖像(對(duì)應(yīng)于包裝內(nèi)部)，-可選地，在步驟M0，執(zhí)行印記圖像的反向旋轉(zhuǎn)，-在步驟M5，盡可能地在反向旋轉(zhuǎn)后確定捕獲圖像中的文獻(xiàn)印記，-在步驟550，利用印記數(shù)據(jù)庫(kù)搜索由此確定的印記或者將印記與存儲(chǔ)在標(biāo)識(shí)碼 中的加密印記內(nèi)容相比較，在步驟555，確定與搜索步驟550的結(jié)果有關(guān)的物品的識(shí)別元素(制造日期和位 置，目標(biāo)市場(chǎng)，物品類(lèi)型，序號(hào)等等。)以及-在步驟560，將識(shí)別元素返回到用于控制圖像的計(jì)算機(jī)。在一個(gè)變形的實(shí)施例中，結(jié)合了參照?qǐng)D4和5描述的兩個(gè)實(shí)施例。圖6示出了物品600，具有打印和涂層外部605和無(wú)涂層的內(nèi)部620的膠合并且壓 平的包裝。外部605如此命名是因?yàn)楫?dāng)包裝包含它用來(lái)保護(hù)和/或識(shí)別的產(chǎn)品時(shí)，它在外 面。反之，在相同的結(jié)構(gòu)中，內(nèi)部620位于包裝的里面。外部605具有條型碼610和設(shè)計(jì)成能檢測(cè)仿造615的標(biāo)記，即當(dāng)包裝的仿造產(chǎn)生 時(shí)其外觀被顯著地修改。條型碼610表示用于識(shí)別標(biāo)記615的位置和相關(guān)區(qū)域625的位置 的信息，用于確定物品的物理特征(諸如印記)的元素就在條型碼中?？梢岳斫獾氖?，依照本發(fā)明，根據(jù)物品600的低分辯率圖像，盡可能地在讀取條型 碼610的信息量后，確定包括標(biāo)記615在內(nèi)的相關(guān)區(qū)域的位置以及可以確定的印記所在的 相關(guān)區(qū)域625的位置。一旦這些相關(guān)區(qū)域的位置已知，則捕獲每個(gè)區(qū)域的高分辨率圖像并 且通過(guò)處理該圖像確定物理特征，例如標(biāo)記615的內(nèi)容以及相關(guān)區(qū)域625附上的印記。在上文描述的技術(shù)可用于簡(jiǎn)化讀取不可見(jiàn)的數(shù)字代碼，諸如Cryptoglyph或者 Seal Vector，仿造保護(hù)信息矩陣，以及由打印這些代碼所引起的特定印記。
權(quán)利要求
1.一種用于讀取物品上的物理特征的方法，其特征在于它包括-利用第一分辨率捕獲所述物品的至少一部分的第一圖像的步驟O40，315，405)，-根據(jù)所述第一圖像確定待處理的區(qū)域的位置的步驟045，320，415，420)，-利用高于所述第一分辨率的第二分辨率捕獲待處理的對(duì)象的所述區(qū)域的第二圖像的 步驟(255，330，430)，以及-基于所述第二圖像確定所述物理特征的步驟060，335，440)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在確定待處理的物品的區(qū)域位置的步驟 (245,320,415,420)中，確定物品的至少一個(gè)特征點(diǎn)的位置，然后相對(duì)于物品的每個(gè)所述特 征點(diǎn)確定待處理的區(qū)域位置。
3.如權(quán)利要求1或2其中任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，在確定待處理的物品的區(qū) 域位置的步驟045，320，415，420)中，確定物品的至少一個(gè)特征線的位置，然后相對(duì)于物 品的每個(gè)所述特性線確定待處理的區(qū)域位置。
4.如權(quán)利要求1到3任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，它包括用于檢測(cè)所述物品到達(dá) 的步驟(310)。
5.如權(quán)利要求1到4任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，它包括利用承載表示至少一部 分所述物理特征的標(biāo)記來(lái)標(biāo)記物品的步驟(觀0)。
6.如權(quán)利要求1到5任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，在確定物理特征的步驟(沈0， 335,440)中，將所述物理特征關(guān)聯(lián)到待處理的物品區(qū)域內(nèi)物品表面的局部結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1到6任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，在確定待處理的物品區(qū)域的位 置的步驟045，320415，420)中，將查詢發(fā)送給數(shù)據(jù)庫(kù)，所述查詢包括物品的特征點(diǎn)和/或 特征線的位置；將物品形狀的相關(guān)信息和所述物品形狀中待處理的區(qū)域位置相關(guān)的信息返 回到數(shù)據(jù)庫(kù)。
8.如權(quán)利要求1到7任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，確定待處理的物品區(qū)域位置的 步驟(M5，320，415，420)包括確定至少一個(gè)打印的標(biāo)記位置的步驟，捕獲至少一個(gè)所述標(biāo) 記的圖像的步驟，和讀取由該標(biāo)記表示的信息和表示待處理的區(qū)域位置的步驟。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，在確定至少一個(gè)打印的標(biāo)記位置的步驟 (245,320,415,420)中，將查詢發(fā)送給數(shù)據(jù)庫(kù)，所述查詢包括物品的特征點(diǎn)和/或特征線的 位置；將物品形狀的相關(guān)信息和所述物品形狀中的每個(gè)打印的標(biāo)記的位置相關(guān)信息返回到 數(shù)據(jù)庫(kù)。
10.如權(quán)利要求7到9任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，它包括將物理特征發(fā)送到數(shù) 據(jù)庫(kù)的步驟(250，325，445)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，它包括將所述物理特征與存儲(chǔ)在所述數(shù) 據(jù)庫(kù)中的物理特征進(jìn)行比較而且確定以前存儲(chǔ)的物理特征中哪個(gè)是最類(lèi)似于發(fā)送到數(shù)據(jù) 庫(kù)的新物理特征的步驟(355，450)。
12.如權(quán)利要求1到11任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，在確定待處理的物品區(qū)域的 位置的步驟(245，320，415，420)中，確定一經(jīng)制造并位于物品內(nèi)部的位置。
13.如權(quán)利要求1到12任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，在捕獲物品的第一圖像的步 驟(315)中使用物品的通過(guò)速度，并且在確定待處理的區(qū)域位置的步驟中確定捕獲第二圖 像的時(shí)刻。
14.如權(quán)利要求1到13任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，在確定物理特征的步驟 (440)中預(yù)先旋轉(zhuǎn)(435)第二圖像。
15.如權(quán)利要求1到14任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，在確定物理特征的步驟 (260,335)中，將散列函數(shù)(365，340)應(yīng)用于物理特征以及將該散列函數(shù)的產(chǎn)生的散列值 與物理特征相關(guān)聯(lián)。
16.如權(quán)利要求1到15任何一個(gè)所述的方法，其特征在于，在確定物理特征的步驟 (260, 335,440))中確定物品的物理特征。
17.一種用于讀取物品上的物理特征的設(shè)備，其特征在于它包括 -利用第一分辨率捕獲所述物品的至少一部分的第一圖像的裝置， -根據(jù)所述第一圖像確定待處理的區(qū)域的位置的裝置，-利用高于所述第一分辨率的第二分辨率捕獲待處理的物品的所述區(qū)域的第二圖像的 裝置，以及-基于所述第二圖像確定所述物理特征的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于讀取物品上的物理特征的方法，包括利用第一分辨率捕獲所述物品的至少一部分的第一圖像的步驟(240，315，405)，根據(jù)所述第一圖像確定待處理的區(qū)域的位置的步驟(245，320，415，420)，利用高于所述第一分辨率的第二分辨率捕獲待處理的對(duì)象的所述區(qū)域的第二圖像的步驟(255，330，430)，以及基于所述第二圖像確定所述物理特征的步驟(260，335，440)。另外在一些實(shí)施例中，存在利用承載表示至少一部分所述物理特征的標(biāo)記來(lái)標(biāo)記物品的步驟。
文檔編號(hào)G06K9/32GK102119394SQ200980131284
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者茲比格紐·賽甘, 艾倫·?？? 讓皮埃爾·麥斯考特 申請(qǐng)人:先進(jìn)追蹤和尋蹤公司