對具有多個顏色分量的圖像進(jìn)行編碼及同時解碼的方法
【專利摘要】提供了一種用于將具有至少兩個顏色分量的潛在圖像編碼到可見圖像中的方法。產(chǎn)生分別與第一和第二顏色分量相關(guān)聯(lián)的第一和第二圖像。第一圖像具有基于潛在圖像中提供的對應(yīng)顏色分量處理的元素的第一圖案，第二圖像具有基于潛在圖像中提供的對應(yīng)顏色分量處理的元素的第二圖案。向第一圖像和第二圖像分別分配第一和第二角度。通過分別根據(jù)第一和第二角度定向元素的第一圖案來對準(zhǔn)第一圖像和第二圖像。將對準(zhǔn)的第一圖像和第二圖像重疊，以得到使用解碼器解碼的編碼圖像，解碼器同時顯示潛在圖像的第一顏色分量和第二顏色分量，以呈現(xiàn)彩色合成圖像。
【專利說明】對具有多個顏色分量的圖像進(jìn)行編碼及同時解碼的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及防偽造領(lǐng)域，更具體地涉及使用編碼圖像的電子和打印文檔保護(hù)的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]文檔篡改和產(chǎn)品偽造是嚴(yán)重的問題，已經(jīng)采用了多種方式來予以解決。一種方法使用向要保護(hù)的物品應(yīng)用或在要保護(hù)的物品上打印的潛在或隱藏圖像。這些潛在或隱藏圖像在不借助于使它們變得可見的專門設(shè)備時通常是不可查看的。
[0003]形成潛在圖像的一種方法是以光學(xué)方式對圖像進(jìn)行編碼，使得當(dāng)向?qū)ο髴?yīng)用該圖像時，可以通過使用相應(yīng)的解碼設(shè)備來觀看該圖像。這樣的圖像可以用在包括法律文檔在內(nèi)的幾乎任何形式的打印文檔、識別卡和紙、標(biāo)簽、貨幣和印章上。這樣的圖像也可以應(yīng)用于易受偽造的商品或商品包裝。
[0004]可以通過對編碼圖像進(jìn)行解碼并且將解碼圖像與預(yù)期的認(rèn)證圖像相比較來認(rèn)證應(yīng)用有編碼圖像的物品。認(rèn)證圖像可以包括所認(rèn)證的物品特有的信息或者與一組類似物品(例如，特定制造商或工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品)相關(guān)的信息?？梢詫幋a圖像的制作和應(yīng)用進(jìn)行控制，使得不能容易地復(fù)制編碼圖像。此外，編碼圖像可以配置為使得對與文檔或標(biāo)簽有關(guān)的信息進(jìn)行的篡改易于看見。
[0005]在現(xiàn)有系統(tǒng)中，當(dāng)對編碼圖像進(jìn)行解碼時，將隱藏內(nèi)容顯露為單色圖像。備選地，將隱藏內(nèi)容顯露為顏色與在未使用解碼設(shè)備時打印的原圖中每個位置處設(shè)置的顏色完全相同的圖像。盡管隱藏內(nèi)容與可見內(nèi)容相比看起來較亮或較暗，但是圖像遵循可見內(nèi)容中存在的顏色。使用現(xiàn)有技術(shù)方法，不能設(shè)計隱藏內(nèi)容的顏色外觀，并且不能以可見內(nèi)容中利用裸眼可觀察到的顏色與解碼的隱藏內(nèi)容中的顏色之間不存在視覺關(guān)聯(lián)的方式對隱藏內(nèi)容進(jìn)行編碼。需要一種使用兩個或更多顏色分量對隱藏圖像進(jìn)行編碼和解碼的處理和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開提供了一種基于編碼參數(shù)將潛在圖像編碼到可見圖像中的計算機(jī)實現(xiàn)方法和系統(tǒng)，潛在圖像具有在將解碼器放置在編碼圖像上時同時顯露的兩個或更多顏色分量。解碼器包括與編碼參數(shù)相匹配的解碼參數(shù)。該方法產(chǎn)生與第一顏色分量相關(guān)聯(lián)的第一圖像以及與第二顏色分量相關(guān)聯(lián)的第二圖像，第一圖像具有基于潛在圖像的對應(yīng)顏色分量處理的元素的第一圖案及基于潛在圖像的對應(yīng)顏色分量處理的元素的第二圖案。向第一圖像分配第一角度并且向第二圖像分配第二角度。通過分別根據(jù)第一角度和第二角度定向元素的第一圖案來對準(zhǔn)第一圖像和第二圖像。對準(zhǔn)的第一圖像和對準(zhǔn)的第二圖像重疊以得到編碼圖像。
[0007]本公開還提供了一種對其中嵌入有潛在圖像的合成圖像進(jìn)行解碼的計算機(jī)實現(xiàn)方法和系統(tǒng)。解碼潛在圖像包括在合成圖像內(nèi)以不同角度定向的第一和第二分色，通過將解碼器放置在合成圖像上來同時顯露第一和第二分色。該方法包括:確定與潛在圖像的第一分色相關(guān)聯(lián)的第一角度并且確定與潛在圖像的第二分色相關(guān)聯(lián)的第二角度。基于確定的第一角度向第一分色分配第一顏色分量，并且基于確定的第二角度向第二分色分配第二顏色分量。提供解碼器以同時顯示潛在圖像的第一顏色分量和第二顏色分量，以便呈現(xiàn)彩色合成圖像。
[0008]本公開的另一方面提供了一種對其中嵌入有潛在圖像的合成圖像進(jìn)行解碼的多層解碼器。基于多個編碼參數(shù)將潛在圖像編碼到合成圖像中，并且潛在圖像包括在合成圖像內(nèi)以不同角度定向的第一和第二分色。通過將多層解碼器放置在合成圖像上來同時顯露第一和第二分色。多層解碼器包括第一層，第一層具有沿與潛在圖像的第一分色相關(guān)聯(lián)的第一角度定向的第一元素。第二層附著至第一層；第二層包括沿與潛在圖像的第二分色相關(guān)聯(lián)的第二角度定向的第二元素。第一層和第二層相對于彼此定位，使得第一層和第二層同時顯露潛在圖像的第一顏色分量和第二顏色分量，以呈現(xiàn)彩色合成圖像。
[0009]本公開的又一方面提供了一種對其中嵌入有潛在圖像的合成圖像進(jìn)行解碼的單層解碼器?；诙鄠€編碼參數(shù)將潛在圖像編碼到合成圖像中，并且潛在圖像包括在合成圖像內(nèi)以不同角度定向的第一和第二分色。通過將單層解碼器放置在合成圖像上來同時顯露第一和第二分色。單層解碼器包括沿與潛在圖像的第一分色相關(guān)聯(lián)的第一角度定向的第一元素。沿與潛在圖像的第二分色相關(guān)聯(lián)的第二角度提供和定向第二元素。第一元素和第二元素相對于彼此定位，使得第一元素和第二元素同時顯露潛在圖像的第一顏色分量和第二顏色分量，以呈現(xiàn)彩色合成圖像。
[0010]本公開的又一方面提供了一種基于編碼參數(shù)將兩個潛在圖像編碼到可見圖像中的計算機(jī)實現(xiàn)方法，潛在圖像具有與兩個或更多顏色分量相關(guān)聯(lián)的不同內(nèi)容，以產(chǎn)生在將解碼器放置在編碼圖像上時顯露的彩虹效果。解碼器包括與編碼參數(shù)相匹配的解碼參數(shù)。該方法包括:產(chǎn)生與第一顏色分量相關(guān)聯(lián)的第一圖像，第一圖像具有基于潛在圖像中提供的對應(yīng)顏色分量處理的元素的第一圖案。產(chǎn)生與第二顏色分量相關(guān)聯(lián)的第二圖像，第二圖像具有基于潛在圖像中提供的對應(yīng)顏色分量處理的元素的第二圖案，第二潛在圖像包括與第一潛在圖像不同的內(nèi)容。第一圖像和第二圖像重疊以得到編碼圖像，編碼圖像在利用肉眼觀看時視覺上類似于可見圖像。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]通過連同附圖一起閱讀以下詳細(xì)描述可以更完整的理解本發(fā)明，在附圖中，類似的附圖標(biāo)記用于指示類似的元件，在附圖中:
[0012]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的將具有兩個顏色分量的潛在圖像編碼到可見圖像中的示例；
[0013]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的半色調(diào)網(wǎng)屏的重疊圖；
[0014]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的針對半色調(diào)圖像的相移片段；
[0015]圖4A-4C是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于產(chǎn)生合成圖像的分量圖像的示意表示；
[0016]圖5A-5B是根據(jù)本發(fā)明實施例的產(chǎn)生合成圖像的方法中產(chǎn)生的分量圖像元素的不意表不;
[0017]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的產(chǎn)生合成圖像的方法中產(chǎn)生的分量圖像元素的示意表不;
[0018]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的方法中產(chǎn)生的合成圖像；
[0019]圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于產(chǎn)生合成圖像的分量圖像的示意表示；
[0020]圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的產(chǎn)生并入了潛在圖像的合成圖像的方法的流程圖；
[0021]圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于產(chǎn)生合成圖像的分量圖像的圖不；
[0022]圖11是依據(jù)根據(jù)本發(fā)明實施例的方法由使用圖10的合成圖像進(jìn)行網(wǎng)屏處理的可見圖像形成的合成圖像的圖示；
[0023]圖12示出了使用根據(jù)本發(fā)明實施例的方法由可見圖像形成并且用于產(chǎn)生合成圖像的分量圖像；
[0024]圖13示出了使用根據(jù)本發(fā)明實施例的方法用于產(chǎn)生合成圖像的可見和潛在分量圖像；
[0025]圖14是使用根據(jù)本發(fā)明實施例的方法用于產(chǎn)生合成圖像的一系列分量圖像的元素的不意圖；
[0026]圖15示出了使用根據(jù)本發(fā)明實施例的方法用于產(chǎn)生合成圖像的可見圖像和兩個潛在分量圖像；
[0027]圖16示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的具有兩層的解碼器的側(cè)視圖、底視圖和頂視圖；
[0028]圖17A-17C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的針對兩層解碼器的不同配置；
[0029]圖18示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的同時解碼潛在圖像顏色分量的示例單層解碼器；
[0030]圖19示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的對頻率采樣的顏色分量進(jìn)行解碼的單層解碼器示例；
[0031]圖20示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的對具有兩個或更多分色的編碼潛在圖像進(jìn)行解碼并同時顯示的數(shù)字解碼器；
[0032]圖21示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于編碼和解碼圖像使得同時顯示利用兩個或更多顏色分量的潛在圖像編碼的合成圖像的系統(tǒng)；以及
[0033]圖22示出了可以用于觀看使用本發(fā)明方法產(chǎn)生的圖像的透鏡元件圖案。
【具體實施方式】
[0034]本公開提供了對具有顏色信息的圖像進(jìn)行編碼和解碼的方法。圖像(下文中稱為“合成圖像”)可以包括被嵌入在可見圖像中的兩個或更多潛在圖像。備選地，合成圖像可以包括被嵌入在可見圖像中具有兩個或更多分色(color separation)的潛在圖像。合成圖像設(shè)置在易受改變、篡改和偽造的物品上。
[0035]在本公開中，“潛在圖像”是指在可見圖像中處理和隱藏的圖像。當(dāng)根據(jù)潛在圖像和可見圖像產(chǎn)生合成圖像時，不借助于潛在圖像呈現(xiàn)設(shè)備(“呈現(xiàn)設(shè)備”)或解碼設(shè)備，人眼不能從合成圖像中辨別潛在圖像。一個或更多潛在圖像可以隱藏在可見圖像中，使得在沒有呈現(xiàn)設(shè)備的情況下難以辨別潛在圖像。在備選示例中，潛在圖像可以是可見的，但不是可讀的，這是因為潛在圖像內(nèi)容在合成圖像內(nèi)被系統(tǒng)性地加擾或者以其他方式處理。本公開提供了用于將具有兩個或更多顏色分量的潛在圖像編碼到可見圖像中的技術(shù)。本公開還提供了將使用不同顏色分量產(chǎn)生的兩個或更多潛在圖像編碼到可見圖像中的技術(shù)。本公開還提供了同時對與潛在圖像相關(guān)聯(lián)的兩個或更多顏色分量進(jìn)行解碼的技術(shù)。另外，本公開提供了用于對具有分色信息如不同定向角度(orientation angle)或其他分色信息的潛在圖像進(jìn)行解碼的數(shù)字技術(shù)。
[0036]如在此所述，可以使用光學(xué)加密和光學(xué)隱寫(steganography)將潛在圖像編碼到可見圖像中。在本公開中，術(shù)語“光學(xué)加密”描述了對潛在圖像進(jìn)行“加擾”(即，變得不可讀)直到將匹配的光學(xué)解碼器放置在合成圖像上對隱藏內(nèi)容進(jìn)行去加擾的處理。
[0037]根據(jù)一個示例，可以將潛在圖像以針對兩個或更多顏色分量中每一分量的選定角度編碼到可見圖像中。對于半色調(diào)(half tone)潛在圖像，可以將與兩個或更多顏色分量相關(guān)聯(lián)的半色調(diào)潛在圖像以一個或更多選定頻率編碼到可見圖像中。選定頻率對于兩個或更多顏色分量中的每一分量而言可以相同。備選地，選定頻率對于兩個或更多顏色分量中的每一分量而言可以不同。在每個顏色分量內(nèi)，可以對可見圖像中嵌入的潛在圖像應(yīng)用相移(phase shifting)技術(shù)。例如，可以對半色調(diào)片段(segment)或線光柵(line gratings)進(jìn)行相移，以考慮特定位置處潛在圖像的密度圖案。呈現(xiàn)設(shè)備可以包括與編碼參數(shù)相對應(yīng)配置的元件。例如，半色調(diào)編碼參數(shù)可以包括選定的編碼角度和編碼頻率。呈現(xiàn)設(shè)備還可以通過對潛在圖像顏色分量的密度圖案進(jìn)行解碼來提供潛在圖像的顏色深度。因此，當(dāng)將呈現(xiàn)設(shè)備放置在合成圖像上時潛在圖像變得可見。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)容易地認(rèn)識到，可以提供除了相移以外的其他技術(shù)來編碼潛在圖像。
[0038]圖1示出了使用兩個顏色分量將潛在圖像編碼到可見圖像中的示例?？梢妶D像110包括第一顏色分量112和第二顏色分量114。潛在圖像116包括使用第一顏色分量產(chǎn)生的心形項117。潛在圖像118包括使用第二顏色分量產(chǎn)生的星形項119。生成的合成圖像120包括嵌入在可見圖像110中的潛在圖像116和潛在圖像118。在對生成的合成圖像120進(jìn)行解碼時顯露解碼圖像122。如下所述，解碼圖像122示出了來自于潛在圖像116的心形項117及來自潛在圖像118的星形項119，心形項117和星形項119以它們對應(yīng)的顏色分量同時顯示。
[0039]在圖1中，將彩色潛在圖像116和彩色潛在圖像118分別編碼到可見圖像110的對應(yīng)顏色分量中?？梢酝ㄟ^在潛在圖像的第一顏色分量內(nèi)存在內(nèi)容的區(qū)段處將第一顏色分量半色調(diào)圖像移位半色調(diào)頻率(halftone frequency)的一半,來執(zhí)行針對第一顏色分量的編碼。例如，第一網(wǎng)屏(screen)頻率可以是每英寸200條線，并且第一網(wǎng)屏可以定向為與水平軸成75度。可以通過在潛在圖像的第二顏色分量內(nèi)存在內(nèi)容的區(qū)段處將半色調(diào)圖像移位來執(zhí)行第二顏色分量的編碼。第二網(wǎng)屏頻率可以是每英寸200條線，并且第二網(wǎng)屏可以定向為與水平軸成15度。如下所述，可以使用兩層呈現(xiàn)設(shè)備來解碼彩色潛在圖像，兩層呈現(xiàn)設(shè)備具有與第一網(wǎng)屏的半色調(diào)參數(shù)匹配的第一層以及與第二網(wǎng)屏的半色調(diào)參數(shù)匹配的第二層。例如，第一網(wǎng)屏可以對應(yīng)于青，第二網(wǎng)屏可以對應(yīng)于品紅。
[0040]圖2示出了半色調(diào)網(wǎng)屏的重疊圖200。重疊圖200示出了在具有潛在圖像的顏色分量內(nèi)容的所有點(diǎn)處等量處理的半色調(diào)網(wǎng)屏202、204。因此，解碼的潛在圖像應(yīng)在所有位置處包括一致或相同的顏色強(qiáng)度級。這將每個顏色分量的深度縮減到兩個等級?？梢詧?zhí)行該方法的變型，以利用針對每個顏色分量的更多色調(diào)等級對彩色潛在圖像進(jìn)行編碼。解碼彩色潛在圖像的質(zhì)量可以通過保留隱藏的潛在圖像的顏色深度來提高。換言之，并非在解碼潛在圖像中的給定點(diǎn)處提供有限數(shù)目的相移，例如，全相移或無相移，而是可以在編碼處理期間以更精細(xì)的粒度保留顏色分量信息。
[0041]圖3示出了在編碼處理期間使用三個相移來對半色調(diào)圖像的片段301進(jìn)行相移以保留顏色分量的示例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，任何數(shù)目的相移可以用于表示0-100%之間的顏色密度值。在潛在圖像的對應(yīng)顏色分量內(nèi)存在內(nèi)容的區(qū)段處示出了移位區(qū)，包括25%顏色密度的部分移位區(qū)310和100%顏色密度的全移位區(qū)315。在移位期間，將片段301移動到與片段301相鄰的選定區(qū)域302。針對不包括內(nèi)容的潛在圖像區(qū)段示出了無移位區(qū)305。
[0042]在圖3的構(gòu)思上擴(kuò)展，片段移位的量可以與給定點(diǎn)處潛在圖像的密度值相當(dāng)。例如，如果密度值為100%，則可以應(yīng)用編碼片段的最大移位(通常是解碼器周期的一半)；如密度值為50%，則可以將片段移位最大可能移位的50% ;如果密度值為25%，則可以將片段移位最大可能移位的25% ;以此類推。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，移位值可以是任何遞增，例如，10%、1%、0.1%、0.01%等。
[0043]光學(xué)解碼器將會示出由于具有不同密度而具有不同移位量的區(qū)域，因此向解碼潛在圖像給出了顏色深度。根據(jù)一個示例，可以通過打印分辨率與編碼分辨率的比率來確定可以編碼的最大顏色深度和最大顏色數(shù)目。例如，如果以每英寸2400個點(diǎn)打印圖像，并且如果以每英寸200條線編碼圖像，則編碼元素的寬度為2400 / 200=20點(diǎn)。當(dāng)編碼元素移位了其寬度的一半(即，移位了 10個點(diǎn))時，通常實現(xiàn)編碼圖像內(nèi)隱藏圖像的全密度。因此，通過應(yīng)用1、2、…、10個像素的移位，可以針對每個隱藏圖像分色編碼10個不同的密度等級。這對于四色印刷機(jī)獲得總共10~4個不同的顏色。該方法可以用于將高質(zhì)量彩色圖像編碼到可見圖像中。根據(jù)一個示例，如果該方法用于單色潛在圖像使用，則編碼潛在圖像可以表現(xiàn)出改進(jìn)的質(zhì)量。這是由于可以以多個亮度等級而不是二值圖像來表現(xiàn)解碼圖像的事實。上述構(gòu)思也適用于下述加擾示例。
[0044]在本公開中，術(shù)語“光學(xué)隱寫”描述了其中明文或加密修改的圖像用于通過應(yīng)用不同變換重新形成可見圖像的處理。例如，可以對與顏色分量相關(guān)聯(lián)的片段線光柵移位，以與呈現(xiàn)設(shè)備上提供的呈現(xiàn)元件的圖案相匹配。潛在圖像保持對于肉眼不可見，直到通過將匹配的呈現(xiàn)設(shè)備放置在可見圖像上從而被解碼為止。多種技術(shù)可以用于編碼和解碼潛在圖像和可見圖像。
[0045]如以下詳細(xì)所述，可以使用軟件解碼器或呈現(xiàn)設(shè)備(例如，物理透鏡)來以光學(xué)方式對編碼潛在圖像解碼。呈現(xiàn)設(shè)備可以包括以線性和非線性圖案布置的元件?？梢允褂门c呈現(xiàn)設(shè)備或軟件解碼器的段頻率(segment frequency)匹配的段頻率來編碼和解碼潛在圖像或潛在圖像顏色分量。例如，在選定區(qū)域中使?jié)撛趫D像片段失真，以在用肉眼觀看時隱藏潛在圖像。編碼潛在圖像可以以數(shù)字形式產(chǎn)生，如2011年10月11日遞交的美國專利申請13 / 270，738或者1998年I月13日授權(quán)的美國專利N0.5，708，717中所述，二者的全部內(nèi)容通過引用合并于此。編碼潛在圖像可以使用專用拍攝裝置以模擬形式產(chǎn)生，如美國專利N0.3，937，565中所述，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
[0046]為了實現(xiàn)圖像認(rèn)證，將編碼潛在圖像嵌入在可見圖像(例如，照片、色彩(tint)型圖像、文檔等)內(nèi)，以形成合成圖像。合成圖像可以打印、附于或者關(guān)聯(lián)在物品上，物品包括文檔、識別卡、護(hù)照、標(biāo)簽、產(chǎn)品、產(chǎn)品包裝、貨幣、印章、全息圖等。根據(jù)一個示例，編碼合成圖像可以使用可見墨水、不可見墨水、特殊墨水、調(diào)色劑、染料、顏料、漆、透射打印介質(zhì)等產(chǎn)生。備選地，編碼合成圖像可以在物品上凸印、凹印、成型、激光刻蝕、雕刻等，并附著至物品。合成圖像用于認(rèn)證物品并且促進(jìn)防偽造工作。
[0047]本公開描述了用于將多個潛在圖像或具有兩個或更多顏色分量的潛在圖像編碼到對應(yīng)可見圖像中的多種技術(shù)。相同受讓人描述的用于將潛在圖像編碼到可見圖像中的技術(shù)包括:(1)組合多個分量以創(chuàng)建合成圖像，如2011年10月11日遞交的美國專利申請13 / 270，738，其全部內(nèi)容通過引用合并于此；(2)使用加密和隱寫方法，如2010年9月14日授權(quán)的美國專利N0.7，796，753、2008年12月16日授權(quán)的美國專利N0.7，466，876、2005年2月22日授權(quán)的美國專利N0.6，859，534以及1998年I月13日授權(quán)的美國專利N0.5，708，717，其全部內(nèi)容通過引用合并于此；以及(3)使用速記(stenographic)方法，如2011年3月I日遞交的美國臨時專利申請61 / 447，886，本申請要求該申請的優(yōu)先權(quán)，且其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
[0048]應(yīng)用單層解碼透鏡來解碼通過組合多個分量圖像而創(chuàng)建的合成彩色圖像
[0049]根據(jù)一個示例，例如可以將要編碼或加擾的圖像分成相對于彼此色調(diào)可以互補(bǔ)的圖像部分或分量圖像?？梢躁P(guān)于選定特征(例如，色澤(color shade)或其他特征)來平衡色調(diào)分量圖像?；谶x定參數(shù)(例如，頻率)來對分量圖像進(jìn)行采樣，并且采樣后的部分可以配置為提供合成圖像，例如，合成圖像對于肉眼表現(xiàn)為單色調(diào)圖像。單色調(diào)可以是選定色澤。如本文所述，可以根據(jù)在對應(yīng)解碼器或呈現(xiàn)設(shè)備中定義的參數(shù)來布置采樣，對應(yīng)解碼器或呈現(xiàn)設(shè)備可以用于觀看編碼、加擾或潛在圖像。
[0050]在一個示例中，可以從至少兩個不同圖像中提取圖像部分。不同圖像各自可以貢獻(xiàn)被編碼或加擾來得到合成圖像的圖像部分。來自于至少兩個不同圖像的圖像部分可以編碼或加擾在一起，以形成可以被解碼來顯露一個或更多隱藏圖像的單個合成圖像。
[0051]根據(jù)一個示例，可以通過如本文所述構(gòu)成合成圖像來在可見圖像內(nèi)“隱藏”一個或更多潛在圖像?？梢允褂弥T如半色調(diào)網(wǎng)屏(halftone screen)、隨機(jī)方法(stochasticmethods)、抖動方法(dithering methods)等呈現(xiàn)技術(shù)來將合成圖像變換為可見圖像。在另一示例中，可以通過創(chuàng)建從由可見圖像獲得的分量圖像采樣而導(dǎo)出的合成圖像，來在可見圖像內(nèi)隱藏一個或更多潛在圖像?？梢酝ㄟ^獲得針對每個對應(yīng)圖像部分的互補(bǔ)反圖像部分來創(chuàng)建合成圖像。可以根據(jù)諸如頻率等參數(shù)成對地圖案化圖像部分和互補(bǔ)反圖像部分，并且可以彼此鄰近地定位多個對，以呈現(xiàn)合成圖像。
[0052]根據(jù)一個示例，可以通過將潛在圖像套疊在可見圖像上以識別與潛在圖像內(nèi)容區(qū)域相對應(yīng)的可見圖像內(nèi)容區(qū)域，來執(zhí)行編碼。在這些識別的可見圖像內(nèi)容區(qū)域處，可以交換或互換反圖像內(nèi)容和對應(yīng)的圖像內(nèi)容。通過在合成圖像上對每個圖像部分和互補(bǔ)反圖像部分對應(yīng)用該技術(shù)，來獲得編碼合成圖像。該技術(shù)使得能夠在無需將潛在圖像劃分成分色的情況下對圖像進(jìn)行編碼。因此，本公開支持通過修改合成圖像的單個參數(shù)(例如，色調(diào)參數(shù))來編碼圖像。
[0053]在以數(shù)字方式產(chǎn)生合成圖像之后，可以使用例如半色調(diào)網(wǎng)屏呈現(xiàn)合成圖像。由于使用針對圖像部分和互補(bǔ)反圖像部分對的期望頻率來編碼潛在圖像，因此可以以如下半色調(diào)頻率來打印半色調(diào)網(wǎng)屏，該半色調(diào)頻率大于圖像部分和互補(bǔ)反圖像部分對的期望頻率。例如，半色調(diào)頻率可以是圖像部分和互補(bǔ)反圖像部分對的期望頻率的至少兩倍。此外，可以選擇半色調(diào)網(wǎng)屏角度，以避免例如打印網(wǎng)屏和編碼元素之間的莫爾(Moir6)效應(yīng)。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，可以在不對合成圖像引起干擾的情況下使用半色調(diào)頻率的多種更大倍數(shù)。
[0054]用于產(chǎn)生合成圖像的一個示例包括:使用圖像部分和互補(bǔ)反圖像部分來數(shù)字編碼彩色潛在圖像，以產(chǎn)生編碼色彩圖像。用于產(chǎn)生合成圖像的另一示例包括:數(shù)字編碼彩色潛在圖像的變暗和變亮版本。用于將顏色混合到合成圖像中的備選技術(shù)包括:將彩色圖像變換到顏色空間，顏色空間將圖像分離成強(qiáng)度和顏色分量，例如，Lab、Yuv或HSI顏色空間?？梢允褂闷渌伾臻g。
[0055]在對合成圖像進(jìn)行數(shù)字編碼之后，可以使用標(biāo)準(zhǔn)打印技術(shù)(例如，半色調(diào)網(wǎng)屏打印、隨機(jī)網(wǎng)屏打印和抖動打印)及其他打印技術(shù)打印合成圖像。如本文所述，如果使用半色調(diào)打印，則可以將半色調(diào)頻率設(shè)置為大于呈現(xiàn)設(shè)備的頻率或解碼器頻率的頻率。例如，半色調(diào)頻率可以是呈現(xiàn)設(shè)備的頻率或解碼器頻率的至少兩倍。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，在不對合成圖像引起干擾的情況下可以使用半色調(diào)頻率的多種更大倍數(shù)。
[0056]如本文所述，以由多個分量圖像構(gòu)成的合成圖像的形式提供編碼圖像。本公開提供了使用多分量方法來將信息隱藏到合成圖像中的方法。
[0057]對分量圖像的使用利用了人眼不能辨別編碼圖像中微小細(xì)節(jié)的事實。編碼圖像通常是打印或以其他方式顯示的圖像。人眼傾向于將打印或顯示圖像的精細(xì)細(xì)節(jié)合并在一起。因此，打印機(jī)設(shè)計為利用該人類傾向。打印機(jī)在打印介質(zhì)(例如，基板、紙、塑料等)上產(chǎn)生多個微小點(diǎn)或其他結(jié)構(gòu)。各個打印點(diǎn)的尺寸可以小到千分之幾英寸，并且不能被肉眼視覺感知。人眼對點(diǎn)圖案進(jìn)行平均以創(chuàng)建色澤。例如，點(diǎn)尺寸或點(diǎn)密度確定感知的色澤。如果打印的點(diǎn)尺寸較大，或者如果打印點(diǎn)較為密集，則眼睛會感知到較暗的色澤。如果打印的點(diǎn)尺寸較小，或者如果打印點(diǎn)較為分散，則眼睛會感知較淺的色澤。
[0058]根據(jù)一個示例，可以將潛在圖像分成色調(diào)互補(bǔ)的分量圖像。在本公開中，術(shù)語“色調(diào)互補(bǔ)”描述了關(guān)于特定顏色對分量圖像進(jìn)行平衡。因此，如果一起觀看對應(yīng)元素(例如來自分量圖像上對應(yīng)位置的元素)，則眼睛會感知到關(guān)于其對分量色調(diào)進(jìn)行平衡的顏色。術(shù)語色調(diào)值或色澤意味著強(qiáng)度值或顏色值。
[0059]圖4A示出了定義潛在圖像的第一和第二分量圖像。在分量圖像I中，實心背景410具備包圍區(qū)域420的第一色澤。提供第二色澤以定義大寫字母“USA”所示的潛在圖像。相比于分量圖像1，在分量圖像2中反轉(zhuǎn)色調(diào)值。第二色澤覆蓋背景區(qū)域410’而定義大寫字母“USA”的區(qū)域420’包括第一色澤。關(guān)于單一色澤來平衡第一和第二色澤，使得如果將分量圖像合成，則裸眼僅會感知到該單一色澤，并且不能分辨大寫字母“USA”。每個分量圖像可以被稱作原始圖像的“相(phase) ”。
[0060]根據(jù)一個示例，可以根據(jù)與解碼器或呈現(xiàn)設(shè)備的圖案相對應(yīng)的圖案，將每個相劃分成較小元素。例如，呈現(xiàn)設(shè)備圖案可以由透鏡元件來定義。透鏡元件可以是例如與雙凸透鏡(lenticular lens)的透鏡元件相對應(yīng)的線性元件(筆直或彎曲)或片段。備選地，透鏡元件可以以形成為與多元件透鏡例如蠅眼透鏡對應(yīng)的二維元件矩陣的形式。在圖4B中示出的示例中，將分量圖像劃分成方形元素430、430’的陣列。例如，方形元素430、430’的尺寸和位置可以對應(yīng)于蠅眼透鏡的元件。分量元素圖案可以包括與透鏡元件的頻率(或元件頻率之一)相對應(yīng)的頻率。分量元素圖案可以具有與透鏡元件頻率(或多個透鏡元件頻率)相同的頻率(或針對多維圖案的多個頻率)。備選地，分量元素圖案可以具有是透鏡元件頻率倍數(shù)的頻率。
[0061]如圖4B所示，可以將與分量圖像I和分量圖像2相對應(yīng)的元素430、430’系統(tǒng)地劃分成子元素432、432’?？梢詮淖釉?32、432’獲取樣本，并且可以對樣本進(jìn)行組合以形成具有平均色調(diào)的合成圖像440，平均色調(diào)與關(guān)于其對分量圖像I和分量圖像2進(jìn)行平衡的色澤的色調(diào)相匹配。如圖4C所示，元素和子元素大到使得容易看出潛在圖像。然而，應(yīng)認(rèn)識到，如果合成圖像的元素足夠小，則人眼會將元素合并在一起，使得僅感知到單一均勻色澤。
[0062]當(dāng)肉眼觀看到單一均勻色澤或色調(diào)時，合成圖像可能看起來不包括內(nèi)容。然而，潛在圖像在解碼器或呈現(xiàn)設(shè)備放置在合成圖像之上使得解碼器的特征包括與子元素432、432’的圖案相對應(yīng)的頻率、形狀和幾何結(jié)構(gòu)時變得可見。實際上，當(dāng)在合成圖像440上適當(dāng)?shù)囟ㄏ蚪獯a器或呈現(xiàn)設(shè)備時解碼潛在圖像。解碼器特征被配置為分離地提取由分量圖像I和分量圖像2中每一個所貢獻(xiàn)的合成圖像部分。這允許人類觀察者通過觀看解碼器來觀看到潛在圖像。解碼器特征可以包括放大屬性，并且觀察者觀看到的具體分量圖像可以根據(jù)通過解碼器的視角而改變。例如，從第一視角，觀看者可以看到亮背景中有暗插圖的圖像。從第二視角，觀看者可以看到暗背景中有亮插圖的反圖像。
[0063]圖4A-4C中示出的示例分量圖像包括兩個色澤。然而,應(yīng)認(rèn)識到,色澤的數(shù)目不受限制。根據(jù)用于在合成圖像中產(chǎn)生單一外在色調(diào)值的一個示例，可以關(guān)于單個色調(diào)值來平衡兩個分量圖像中提供的多個色澤。備選地，可以關(guān)于多個色調(diào)值來平衡分量圖像，在這種情況下，生成的合成圖像具有多個外在色調(diào)值。
[0064]根據(jù)圖4A-4C中示出的一個示例，合成圖像可以設(shè)計為與以陣列(例如方形或矩形網(wǎng)格)形式布置的單獨(dú)透鏡(例如，蠅眼透鏡)協(xié)作。然而，應(yīng)理解，可以實質(zhì)上任何圖案形成透鏡特征，這些圖案包括對稱圖案、非對稱圖案、規(guī)則間隔圖案或不規(guī)則間隔圖案。此外，透鏡特征可以適于任何形狀?？梢酝ㄟ^解碼透鏡的特征尺寸來確定合成圖像元素的尺寸。如本文所述，可以將分量圖像的采樣頻率計算為解碼器特征頻率的倍數(shù)。例如，分量圖像的采樣頻率可以與透鏡特征的采樣頻率相同，或者是其二倍或三倍。
[0065]在圖4C所示的示例中，分量圖像的交替部分形成合成圖像，該合成圖像具有如下形式的矩陣圖案:
[0066]
【權(quán)利要求】
1.一種基于編碼參數(shù)將潛在圖像編碼到可見圖像中的計算機(jī)實現(xiàn)方法，潛在圖像具有在將解碼器放置在編碼圖像上時同時顯露的兩個或更多顏色分量，解碼器具有與編碼參數(shù)相匹配的解碼參數(shù)，所述方法包括: 經(jīng)由處理器產(chǎn)生與第一顏色分量相關(guān)聯(lián)的第一圖像，第一圖像具有基于潛在圖像中提供的對應(yīng)顏色分量處理的元素的第一圖案； 向第一圖像分配第一角度； 產(chǎn)生與第二顏色分量相關(guān)聯(lián)的第二圖像，第二圖像具有基于潛在圖像中提供的對應(yīng)顏色分量處理的元素的第二圖案； 向第二圖像分配第二角度； 通過根據(jù)第一角度定向元素的第一圖案來對準(zhǔn)第一圖像； 通過根據(jù)第二角度定向元素的第二圖案來對準(zhǔn)第二圖像；以及 將對準(zhǔn)的第一圖像和對準(zhǔn)的第二圖像重疊以得到編碼圖像，編碼圖像在利用肉眼觀看時在視覺上類似于可見圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，元素的第一圖案和元素的第二圖案分別根據(jù)第一編碼頻率和第二編碼頻率來配置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，元素的第一圖案和元素的第二圖案根據(jù)相移操作來處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，將對準(zhǔn)的第一圖像和對準(zhǔn)的第二圖像重疊包括:將根據(jù)第一圖`像進(jìn)行圖案化的第一半色調(diào)網(wǎng)屏與根據(jù)第二圖像進(jìn)行圖案化的第二半色調(diào)網(wǎng)屏重疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，元素的第一圖案包括波狀結(jié)構(gòu)、之字形結(jié)構(gòu)、魚骨結(jié)構(gòu)和弧形結(jié)構(gòu)中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，元素的第二圖案包括波狀結(jié)構(gòu)、之字形結(jié)構(gòu)、魚骨結(jié)構(gòu)和弧形結(jié)構(gòu)中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，第一圖像和第二圖像是單色調(diào)圖像，并且解碼器在解碼期間分配顏色分量。
8.一種基于編碼參數(shù)將潛在圖像編碼到可見圖像中的計算機(jī)實現(xiàn)方法，潛在圖像具有在將解碼器放置在編碼圖像上時同時顯露的兩個或更多顏色分量，解碼器具有與編碼參數(shù)相匹配的解碼參數(shù)，所述方法包括: 經(jīng)由處理器獲得具有至少兩個顏色分量的潛在圖像； 產(chǎn)生具有反顏色值的潛在圖像的反圖像； 針對潛在圖像的每個顏色分量確定潛在圖像元素的圖案，該圖案包括與解碼參數(shù)相對應(yīng)的至少一個元素頻率以及元素配置，潛在圖像元素提供內(nèi)容信息；以及 構(gòu)成編碼圖像，編碼圖像具有包括與解碼參數(shù)相對應(yīng)的至少一個元素頻率在內(nèi)的潛在圖像元素的圖案。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，還包括:對可見圖像進(jìn)行網(wǎng)屏處理以產(chǎn)生其中合并有潛在圖像的可見圖像的半色調(diào)圖像，其中潛在圖像對于肉眼不可觀看，但是當(dāng)將解碼器放置在編碼圖像上時通過解碼器可觀看。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，還包括與第一顏色分量對應(yīng)的半色調(diào)圖案的第一網(wǎng)屏，第一網(wǎng)屏定義潛在圖像元素的第一圖案，以包括為所述至少一個元素頻率至少兩倍的第一頻率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，還包括與第二顏色分量對應(yīng)的半色調(diào)圖像的第二網(wǎng)屏，第二網(wǎng)屏定義潛在圖像元素的第二圖案，以包括為所述至少一個元素頻率至少兩倍的第二頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，潛在圖像元素的至少一部分包括從多邊形、橢圓形、部分橢圓形、圓形和部分圓形中的至少一種選擇的幾何形狀。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，針對每個分量圖像，潛在圖像元素的圖案包括波狀結(jié)構(gòu)、之字形結(jié)構(gòu)、魚骨結(jié)構(gòu)和弧形結(jié)構(gòu)中的至少一種。
14.一種基于編碼參數(shù)將兩個潛在圖像編碼到可見圖像中的計算機(jī)實現(xiàn)方法，潛在圖像具有與兩個或更多顏色分量相關(guān)聯(lián)的不同內(nèi)容，以產(chǎn)生在將解碼器放置在編碼圖像上時顯露的顏色效果，解碼器具有與編碼參數(shù)相匹配的解碼參數(shù)，所述方法包括: 經(jīng)由處理器產(chǎn)生與第一顏色分量相關(guān)聯(lián)的第一圖像，第一圖像具有基于潛在圖像中提供的對應(yīng)顏色分量處理的元素的第一圖案； 產(chǎn)生與第二顏色分量相關(guān)聯(lián)的第二圖像，第二圖像具有基于潛在圖像中提供的對應(yīng)顏色分量處理的元素的第二圖案，第二潛在圖像具有與第一潛在圖像不同的內(nèi)容；以及 將第一圖像與第二圖像重疊以得到編碼圖像，編碼圖像在利用肉眼觀看時在視覺上類似于可見圖像。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，元素的第一圖案和元素的第二圖案分別根據(jù)第一編碼頻率和第二編碼頻率來配置。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，元素的第一圖案和元素的第二圖案根據(jù)相移操作來處理。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，將對準(zhǔn)的第一圖像和對準(zhǔn)的第二圖像重疊包括:將根據(jù)第一圖像進(jìn)行圖案化的第一半色調(diào)網(wǎng)屏與根據(jù)第二圖像進(jìn)行圖案化的第二半色調(diào)網(wǎng)屏重疊。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，元素的第一圖案包括波狀結(jié)構(gòu)、之字形結(jié)構(gòu)、魚骨結(jié)構(gòu)和弧形結(jié)構(gòu)中的至少一種。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，元素的第二圖案包括波狀結(jié)構(gòu)、之字形結(jié)構(gòu)、魚骨結(jié)構(gòu)和弧形結(jié)構(gòu)中的至少一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的計算機(jī)實現(xiàn)方法，其中，具有與第一潛在圖像不同內(nèi)容的第二潛在圖像呈現(xiàn)與第一顏色分量不同的第二顏色分量。
【文檔編號】G06K9/00GK103782306SQ201280021269
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月1日
【發(fā)明者】茨弗科特維奇·斯洛博丹, 托馬斯·C·阿拉西亞, 阿爾佛雷德·J·阿拉西亞, 凱里·奎因 申請人:圖形安全系統(tǒng)公司