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標(biāo)記產(chǎn)品和由消費(fèi)者驗(yàn)證產(chǎn)品的方法和設(shè)備的制作方法

文檔序號(hào):6658616閱讀:422來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):標(biāo)記產(chǎn)品和由消費(fèi)者驗(yàn)證產(chǎn)品的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種標(biāo)記產(chǎn)品的方法和設(shè)備及一種由消費(fèi)者驗(yàn)證產(chǎn)品的方法和設(shè)備。本發(fā)明適用于一切種類(lèi)的產(chǎn)品,不論是否具有包裝。
背景技術(shù)
現(xiàn)有技術(shù)中已知的產(chǎn)品驗(yàn)證設(shè)備是為配有昂貴的特殊裝備的專(zhuān)業(yè)人員儲(chǔ)備的。所以消費(fèi)者無(wú)法在購(gòu)買(mǎi)(例如,在商場(chǎng))前或者消費(fèi)(如,餐館)前檢驗(yàn)產(chǎn)品的真實(shí)性。因此,昂貴產(chǎn)品,尤其是酒精,藥品和香水等的偽造容易擴(kuò)張。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是彌補(bǔ)這些缺陷中的全部或部分。為此,根據(jù)第一方面,本發(fā)明設(shè)想了一種用于標(biāo)記產(chǎn)品的方法,包括:-用第一分辨率,在所述產(chǎn)品上或所述產(chǎn)品內(nèi)形成對(duì)復(fù)制穩(wěn)定的標(biāo)記的步驟,-用高于所述第一分辨率的第二分辨率在所述產(chǎn)品上或所述產(chǎn)品內(nèi)部形成對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的步驟;-捕獲所述穩(wěn)定標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記及產(chǎn)品另一部分的圖像的步驟;以及-存儲(chǔ)表示所述穩(wěn)定標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記及所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)的步驟。由于這些準(zhǔn)備,即使產(chǎn)品被非法復(fù)制,也可通過(guò)穩(wěn)定標(biāo)記被識(shí)別,并且,首先通過(guò)敏感標(biāo)記,其次通過(guò)產(chǎn)品的部分的圖像得到驗(yàn)證。以這種方式,對(duì)敏感標(biāo)記的破壞和更改不能阻礙對(duì)產(chǎn)品的驗(yàn)證。此外,即使圖像質(zhì)量不允許對(duì)敏感標(biāo)記進(jìn)行處理,產(chǎn)品也可以通過(guò)比較表示存儲(chǔ)的圖像的信息和表示由暢銷(xiāo)的圖像傳感器捕獲的圖像的信息項(xiàng)而得到驗(yàn)證。因此,本發(fā)明使具備移動(dòng)通信終端,如帶有圖像傳感器或攝像頭的個(gè)人數(shù)字助理或移動(dòng)電話(huà)的消費(fèi)者能夠?qū)Ξa(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)特定的特征,在至少一個(gè)形成步驟中,在這個(gè)形成步驟中產(chǎn)生的標(biāo)記的位置,相對(duì)于其他圖像部分,是隨機(jī)的。由于這些準(zhǔn)備,穩(wěn)定標(biāo)記,敏感標(biāo)記與產(chǎn)品其他部分之間的幾何特征使產(chǎn)品驗(yàn)證成為可能。根據(jù)特定的特征,所述穩(wěn)定標(biāo)記是二維條形碼。例如,這種二維條形碼是DataMatixe (注冊(cè)商標(biāo))。通過(guò)這種方式,大量信息可被存儲(chǔ)在產(chǎn)品上(例如,制造商名稱(chēng)和產(chǎn)地及生產(chǎn)日期)。根據(jù)特定的特點(diǎn),所述對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記是數(shù)字驗(yàn)證碼,作為本發(fā)明主題的這種方法包括確定表示所述對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的打印錯(cuò)誤的信息項(xiàng)的步驟,并且,在存儲(chǔ)步驟中,所述表示打印錯(cuò)誤的信息項(xiàng)被存儲(chǔ)。根據(jù)特定的特征,形成標(biāo)記的每個(gè)步驟中,所述標(biāo)記相對(duì)于產(chǎn)品元素的位置是可變的,并且,在捕獲圖像的步驟中,所述元素的圖像被捕獲。
根據(jù)特定的特征,在形成標(biāo)記的步驟中,對(duì)于兩個(gè)不同產(chǎn)品,形成的標(biāo)記受到不同的補(bǔ)償。根據(jù)第二方面,本發(fā)明設(shè)想了一種產(chǎn)品標(biāo)記設(shè)備,包括:-用第一分辨率,在所述產(chǎn)品上或所述產(chǎn)品內(nèi)形成對(duì)復(fù)制穩(wěn)定的標(biāo)記的裝置,-用高于所述第一分辨率的第二分辨率,在所述產(chǎn)品上或所述產(chǎn)品內(nèi),形成對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的裝置,-設(shè)計(jì)用于捕獲所述穩(wěn)定標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記及產(chǎn)品另一部分的圖像的圖像傳感器,-存儲(chǔ)表示所述穩(wěn)定標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記及所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)的裝置。根據(jù)第三方面,本發(fā)明設(shè)想了一種產(chǎn)品驗(yàn)證方法,包括:-用比穩(wěn)定標(biāo)記和產(chǎn)品另一部分更高的分辨率,在所述產(chǎn)品上捕獲穩(wěn)定標(biāo)記和對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的圖像的步驟,-發(fā)送表示所述穩(wěn)定標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記和所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)的步驟,-將表示所述穩(wěn)定 標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記及所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)與至少一個(gè)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)的信息項(xiàng)進(jìn)行比較的步驟,以及-根據(jù)所述比較步驟的結(jié)果,顯示與已被捕獲圖像的產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)的步驟。在實(shí)施例中,在比較步驟中,首先進(jìn)行確定對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的圖像質(zhì)量的步驟,以及-如果質(zhì)量高于預(yù)設(shè)值,比較表示對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的信息項(xiàng),或-如果沒(méi)有高于預(yù)設(shè)值,比較表示產(chǎn)品其他部分的信息項(xiàng)。通過(guò)這種方式,即使對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的圖像質(zhì)量不足,例如,由于圖像捕獲設(shè)備或條件等原因,仍然可以評(píng)估產(chǎn)品的真實(shí)性。根據(jù)第四方面,本發(fā)明設(shè)想了一種產(chǎn)品驗(yàn)證設(shè)備,包括:-用高于穩(wěn)定標(biāo)記和產(chǎn)品另一部分的分辨率在所述產(chǎn)品上捕獲穩(wěn)定標(biāo)記和對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的圖像的裝置,-發(fā)送表示所述的穩(wěn)定標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記及所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)的裝置,-將表示所述穩(wěn)定標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記及所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)與至少一個(gè)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)的信息項(xiàng)進(jìn)行比較的裝置,以及-顯示與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)的裝置,所述產(chǎn)品的圖像已根據(jù)比較裝置提供的結(jié)果被捕獲。由于這種標(biāo)記設(shè)備,驗(yàn)證方法和驗(yàn)證設(shè)備的優(yōu)勢(shì),目標(biāo)及特點(diǎn)與作為本發(fā)明的主題的標(biāo)記方法類(lèi)似,這里不再重復(fù)。


參照附件中的附圖,從下面的描述中,能夠明顯地看到本發(fā)明的其他優(yōu)勢(shì),目標(biāo)和特點(diǎn),這些的描述作為示例,沒(méi)有限制本發(fā)明,其中:
-圖1以前視圖的方式,示意性的表示出作為本發(fā)明主題的設(shè)備的第一特定實(shí)施例,-圖2以邏輯圖表的方式,表示了本發(fā)明主題方法的特定實(shí)施例中采用的步驟,-圖3以放大圖的方式,表示了使用在本發(fā)明主題方法的特定實(shí)施例中的數(shù)字標(biāo)識(shí)圖案,-圖4以放大圖的方式,表示了圖3中的數(shù)字標(biāo)識(shí)圖案按照第一印刷序列印刷在卡片上,-圖5以放大圖的方式,表示了圖3中的數(shù)字標(biāo)識(shí)圖案按照第二印刷序列印刷在卡片上,-圖6表示了從圖4和圖5所表示的已打印的標(biāo)識(shí)圖案中的一個(gè)中捕獲的圖像的離散余弦變換,-圖7A和7B以邏輯圖的方式,表示了在作為本發(fā)明主題的方法的特定實(shí)施例中采用的步驟,-圖8表示了在作為本發(fā)明主題的方法的特定實(shí)施例中使用的兩組標(biāo)識(shí)圖案的分?jǐn)?shù)分布,-圖9示出了在確定打印能取得的最優(yōu)錯(cuò)誤率時(shí)得到的圖表,以及-圖10表示了在圖1,圖2中圖解說(shuō)明的,作為本發(fā)明主題的方法和設(shè)備的特定實(shí)施例中所用產(chǎn)品的一部分。
具體實(shí)施例方式在詳細(xì)描述本發(fā)明各種特定實(shí)施例之前,將描述中要用到的一些定義說(shuō)明如下:-“信息矩陣”:消息的一種物理表示,可被機(jī)器讀取,通常附在固體表面上(不像水印或數(shù)字水印那樣,修改要打印的設(shè)計(jì)的像素值)。信息矩陣的定義包括,例如,2D條形碼,一維條形碼和其他的低侵入性的表示信息的方式,如“Dataglyphs”(數(shù)據(jù)標(biāo)記)。-“標(biāo)記”或“打印”:任何將數(shù)字圖像(優(yōu)選地,包括信息矩陣)轉(zhuǎn)換為其在現(xiàn)實(shí)世界中的表示的方法,這種表示通常形成在表面:以排他的方式,包括:噴墨打印,激光打印,平版印刷和熱敏印刷以及壓紋,激光刻印和全息圖生成。還包括一些更復(fù)雜的方法,如模塑,其中,數(shù)字圖像首先刻在模具上,然后模塑在每個(gè)產(chǎn)品上。要注意的是,可以認(rèn)為“模塑”的圖像在物理世界中具有三維,即使它的數(shù)字表示只包括二維。還要注意到,上面提到的這些方法,其中一些還包含幾種變換,例如,傳統(tǒng)的平版印刷(不同于“計(jì)算機(jī)直接制版印刷)中包括薄膜的生成,所述薄膜用于生成印版,所述印版用于印刷。其他的方法還允許通過(guò)使用可見(jiàn)光光譜外的頻率或把信息刻入表面內(nèi)部等方式在不可見(jiàn)的范圍內(nèi)打印信息項(xiàng);-“印記”或“表示圖像的信息”:所有測(cè)得的特征值,這些特征值使標(biāo)記能夠被表示,并與其他標(biāo)記的表示相比較;-“捕獲”:任何獲得現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)字表示的方法,包括產(chǎn)品外表面或產(chǎn)品厚度(thickness)的數(shù)字表示(利用背光方法);單元”:這是規(guī)則的區(qū)域,通常,是矩形乃至正方形的可變特征點(diǎn)圖案(“V⑶P”),其中,最多具有預(yù)設(shè)數(shù)量的點(diǎn),該預(yù)設(shè)數(shù)量通常等于I ;-“生成像素”:考慮用來(lái)生成“可變特征點(diǎn)圖案” V⑶P的最小區(qū)域;
-“點(diǎn)”:極小尺寸的打印基本區(qū)域,可能是可變的,與背景形成對(duì)比,該“點(diǎn)”通常表示一個(gè)或多個(gè)生成像素。-“捕獲像素”或“圖像像素”:一種區(qū)域,其圖像對(duì)應(yīng)于圖像傳感器的一個(gè)光敏基本點(diǎn)或像素。數(shù)字驗(yàn)證碼,也稱(chēng)作“DAC”或?qū)?fù)制敏感的標(biāo)記,是一些數(shù)字圖像,這些數(shù)字圖像被設(shè)計(jì)為一旦標(biāo)記(例如通過(guò)打印或?qū)γ浇榈木植啃薷?在媒介上之后,如果標(biāo)記的圖像被復(fù)制,一些通常能從捕獲的圖像中自動(dòng)測(cè)出的特征就被修改。數(shù)字驗(yàn)證碼通常以復(fù)制步驟中的一個(gè)或多個(gè)對(duì)復(fù)制敏感的信號(hào)的劣化為基礎(chǔ),是一個(gè)具有對(duì)復(fù)制敏感的可測(cè)特征的圖像元素所帶有的信號(hào)。一些類(lèi)型的數(shù)字驗(yàn)證編碼還可以具有能使包含它的文件被識(shí)別或追蹤的信息項(xiàng)。有幾種類(lèi)型的數(shù)字驗(yàn)證碼。復(fù)制檢測(cè)圖案,在下面也稱(chēng)為“⑶P”,是通常具有偽隨機(jī)特性的密集圖像。讀取的原理基于圖像比較,以便測(cè)量原始復(fù)制檢測(cè)圖案和捕獲的復(fù)制檢測(cè)圖案間的相似指數(shù)(或不相似指數(shù)),例如通過(guò)圖像傳感器:如果被捕獲的圖像是一個(gè)復(fù)制品,那么與原始圖像相比,具有較低的相似指數(shù)。與二維條形碼類(lèi)似,加密信息矩陣(secured information matrices),也在下文中稱(chēng)為“SIM”,是被設(shè)計(jì)為以穩(wěn)定(robust)的方式攜帶大量信息的圖像。然而,不像二維條形碼那樣,加密信息矩陣是對(duì)復(fù)制敏感的。當(dāng)讀取時(shí),從矩陣提取的編碼消息的錯(cuò)誤率就被測(cè)出,復(fù)制圖像的錯(cuò)誤率會(huì)高于原始圖像的錯(cuò)誤率,這使復(fù)制品的圖像可以被從原始圖像中區(qū)分出來(lái)。圖1中不出一個(gè)實(shí)施例,其中作為本發(fā)明主題的標(biāo)記設(shè)備11被改裝成一種機(jī)器,用來(lái)處理要標(biāo)記的產(chǎn)品20,該產(chǎn)品可能已在其他地點(diǎn)或其他日期被打印過(guò)。在其他的實(shí)施例中,作為本發(fā)明主題的設(shè)備11被改裝成為印刷鏈并處理產(chǎn)品,該處理從產(chǎn)品外表面或內(nèi)部的初始打印開(kāi)始。例如,要被標(biāo)記的產(chǎn)品20是用于工業(yè)產(chǎn)品的標(biāo)簽或包裝。產(chǎn)品識(shí)別設(shè)備11包括:-已知類(lèi)型的拆垛機(jī)15,其拆分產(chǎn)品20,-已知類(lèi)型的傳送器16,-堆垛機(jī)17,其堆疊設(shè)備11處理過(guò)的產(chǎn)品20,-以第一分辨率,在所述產(chǎn)品上或產(chǎn)品內(nèi)部形成對(duì)復(fù)制穩(wěn)定的標(biāo)記的裝置18,-以高于所述第一分辨率的第二分辨率,在所述產(chǎn)品上或產(chǎn)品內(nèi)部形成對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的裝置19,_在每個(gè)廣品20上,捕犾穩(wěn)定標(biāo)記,對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記及廣品另一部分(見(jiàn)圖10)的圖像的裝置25,-根據(jù)捕獲裝置25提供的圖像生成獨(dú)特的印記的裝置30,該印記隨產(chǎn)品不同而變化,以及-單獨(dú)地存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于產(chǎn)品20的印記的遠(yuǎn)程存儲(chǔ)裝置40,例如,一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。在本發(fā)明適用于印刷鏈的情況中,拆垛機(jī)15在印刷鏈的上游并且只有經(jīng)過(guò)印刷后,產(chǎn)品20才會(huì)首先具有穩(wěn)定標(biāo)記,其次是對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記,或者說(shuō)是反復(fù)制標(biāo)記。在實(shí)施例中,反復(fù)制標(biāo)記是上文描述過(guò)的DAC。
圖像捕獲裝置25包括攝像機(jī)26和至少一個(gè)光源27,如果反復(fù)制標(biāo)記形成在產(chǎn)品20的厚度(thickness)內(nèi),或產(chǎn)品20對(duì)于至少一種光的波長(zhǎng)足夠透明,則光源27可以通過(guò)背光實(shí)現(xiàn)。圖像捕獲裝置25還包括檢測(cè)產(chǎn)品20到達(dá)的裝置28,例如放置在產(chǎn)品20遵循的路徑上,且來(lái)自讀取裝置25上游的一個(gè)光電單元。印記生成裝置30處理由攝像機(jī)26捕獲的圖像,該裝置確定穩(wěn)定標(biāo)記的圖像,對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的圖像及產(chǎn)品20中一部分的圖像的特征。因此,為了匹配產(chǎn)品和單獨(dú)地為每個(gè)產(chǎn)品20生成的印記,視覺(jué)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地讀取產(chǎn)品上具有穩(wěn)定標(biāo)記和對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的那部分的圖像,然后發(fā)送信息到生成印記的裝置30中。在實(shí)施例中,印記由所捕獲圖像的一部分形成,優(yōu)選地,印記按穩(wěn)定標(biāo)記和敏感標(biāo)記的尺寸成比例地歸一化。在其他的實(shí)施例中,如下面所描述的實(shí)施例,一部分圍繞穩(wěn)定標(biāo)記和敏感標(biāo)記的被捕獲的圖像被處理。例如,如圖10所示,經(jīng)過(guò)處理的圖像部分100對(duì)應(yīng)于穩(wěn)定標(biāo)記105高度和寬度的3倍,并且以敏感標(biāo)記110的右下角為中心。該圖像部分包括產(chǎn)品的另一部分115,如商標(biāo)或字跡,優(yōu)選地,該商標(biāo)或字跡相對(duì)于穩(wěn)定標(biāo)記和敏感標(biāo)記的位置依產(chǎn)品20的不同而變化。生成印記的方法的一個(gè)例子在下面示出。-從圖像信息的子集“ICNA”中,利用關(guān)聯(lián)值計(jì)算函數(shù)“F”或可選地使用一個(gè)或多個(gè)被指定為“K”的其他參數(shù)的函數(shù)“F’ ”計(jì)算出關(guān)聯(lián)值“VA”,-獲得時(shí)間戳“T”,-獲得生成印記的機(jī)器的標(biāo)識(shí)“ID”,-獲得印記的加密密鑰“KCV”,-為獲得級(jí)聯(lián)值“C”,利用“C0NC”函數(shù)將“VA”,“T”,和“ID”級(jí)聯(lián),優(yōu)選地,用二進(jìn)
制方式表不,并且-為獲得“CENC”,用加密函數(shù)“ENCRYPT”和加密密鑰KCV對(duì)級(jí)聯(lián)值“C”編碼。關(guān)于“F”函數(shù),其是以非限制性的方式從子集“ICNA”中計(jì)算出值“VA”的函數(shù)。關(guān)于“F’”函數(shù),例如,在其與參數(shù)“K” 一起使用的情況中,可以是一個(gè)加密函數(shù)(例如,已知名為三重?cái)?shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)“Triple-DES”或高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)“AES”)。“F’ ”函數(shù)也可以是一個(gè)結(jié)合密鑰的散列函數(shù),其中參數(shù)“K”必須被保密。關(guān)于“C0NC”函數(shù),值“VA”,“T”和“ID”可以是整數(shù)或者是已定義集合中的某個(gè)值(例如,有四臺(tái)生成印記的機(jī)器,那么“ID”就有四種可能的值)。在第二種情況中,定義了表示所述可能值的集合所需要的二進(jìn)制位數(shù)。在第一種情況中,整數(shù)通常在指定的二進(jìn)制位集合內(nèi)被表不。關(guān)于“ENCRYPT”函數(shù),可以是對(duì)稱(chēng)加密函數(shù),例如已知的名為“TripleDES”,“AES”或“ RC4 ”的函數(shù),或是非對(duì)稱(chēng)加密函數(shù),例如已知的名為“ RSA ”的函數(shù)。在下文中描述的有關(guān)圖3至圖8的本發(fā)明實(shí)施例中,采用如下步驟:-步驟301至303中,數(shù)字化地設(shè)計(jì)穩(wěn)定標(biāo)記和易變性標(biāo)記(fragilemark),-步驟311至314中,計(jì)算出印記,-步驟320至326中,優(yōu)化標(biāo)記的打印,以及-步驟331至334中,在遠(yuǎn)程存儲(chǔ)中存儲(chǔ)印記或產(chǎn)品的獨(dú)特特征。關(guān)于數(shù)字化設(shè)計(jì)敏感標(biāo)記和確定敏感標(biāo)記的打印參數(shù),在本發(fā)明開(kāi)頭的一些特定特征中,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),如果加密信息矩陣的單一源圖像經(jīng)過(guò)多次打印,每次打印時(shí),會(huì)受到不同錯(cuò)誤的影響。在復(fù)制檢測(cè)圖案中,也會(huì)發(fā)現(xiàn)同樣的結(jié)果。更一般的,已經(jīng)注意到,對(duì)任何具有足夠密度的圖像:-對(duì)圖像的打印會(huì)導(dǎo)致圖像的劣化,并且-每次打印中,打印受到不同劣化的影響。更準(zhǔn)確地說(shuō),這種現(xiàn)象并不局限于DAC數(shù)字驗(yàn)證碼。事實(shí)上,考慮到打印中作用的各種隨機(jī)過(guò)程,不論數(shù)字圖像的密度如何,每次打印都會(huì)區(qū)別于別的打印。然而,對(duì)于低密度的圖像,這種差別會(huì)少很多也不那么明顯。因此,為了捕獲這種有時(shí)非常細(xì)小的差別,需要高得多的捕獲分辨率。相反,對(duì)于以足夠分辨率打印的數(shù)字驗(yàn)證碼,沒(méi)有必要使用特別高的捕獲分辨率(每英寸1,200點(diǎn)的掃描器已足夠)。此外,由于差別很顯著,獨(dú)特特征的提取不需要很高的精確度,這在成本及讀取算法的穩(wěn)定性方面具有優(yōu)勢(shì)。對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記,或標(biāo)識(shí)圖案,是被設(shè)計(jì)并被打印的圖像,以便使得對(duì)單一源標(biāo)識(shí)圖案的每次打印之間的差別最大化。優(yōu)選地,這些圖像以偽隨機(jī)的方式(例如利用一個(gè)或多個(gè)密碼密鑰(cryptographic key))設(shè)計(jì),但也可以是完全隨機(jī)的(區(qū)別在于,在第二種情況中,沒(méi)有密碼密鑰或不保存密鑰)。然而,應(yīng)注意到,可以不折損安全性地得到原始的數(shù)字標(biāo)識(shí)圖案。事實(shí)上,只有記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中的標(biāo)識(shí)圖案(帶有印記)是合法的,而且在理論上,不可能控制打印中的無(wú)法預(yù)見(jiàn)的未知因素。因此,對(duì)原始圖像的擁有不會(huì)給偽造者帶來(lái)任何實(shí)際的利益,這是在標(biāo)識(shí)圖案安全性方面的另一優(yōu)勢(shì)。由于劣化在本質(zhì)上是隨機(jī)的并且單一源圖像的每次打印產(chǎn)生不同的結(jié)果,所以標(biāo)識(shí)圖案的每次打印都具有無(wú)法復(fù)制或轉(zhuǎn)移的獨(dú)特特征。因此,單一標(biāo)識(shí)圖案的每次打印各有不同,從而本身具有確定性的識(shí)別方式。所以,可以用不同的方式計(jì)算出標(biāo)識(shí)圖案的印記,并以不同的方式使用該印記,以提高包含它的產(chǎn)品的安全性,尤其以識(shí)別和檢測(cè)的模式。標(biāo)識(shí)圖案可以是簡(jiǎn)單的矩形,可能被邊界環(huán)繞,該邊界使探測(cè)更容易,但也可以有特殊的形狀,例如商標(biāo)等。然而,矩形的形狀在讀取(其易于識(shí)別),以及與一般形狀的數(shù)字驗(yàn)證碼或例如一維或二維條形碼的其他編碼的兼容性方面更有優(yōu)勢(shì)。設(shè)計(jì)標(biāo)識(shí)圖案的算法描述如下:,-在步驟301中,接收密碼密鑰,例如一個(gè)32字節(jié)(256比特)的序列,-在步驟302中,通過(guò)使用遞歸的加密或散列函數(shù),以及用密碼密鑰初始化的算法,生成所需數(shù)量的隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)(bits)。閱讀器可以采用FIPS (“聯(lián)邦信息處理標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫(xiě))和AES (“高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫(xiě))標(biāo)準(zhǔn),以及-在步驟303中,二進(jìn)制數(shù)被組合成圖像,例如100X100點(diǎn),可通過(guò)邊界完成。圖3示出了打印前的這種標(biāo)識(shí)圖案。圖4和圖5示出了圖3所示標(biāo)識(shí)圖案的兩個(gè)不同打印。數(shù)字驗(yàn)證碼(或“反復(fù)制”碼)是經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和打印的圖像,以便使得原始打印和通過(guò)捕獲原始打印的圖像并利用與一次打印相同的打印參數(shù)(特別是分辨率)對(duì)該圖像進(jìn)行二次打印所得到的復(fù)制品之間的差別最大化。由于數(shù)字驗(yàn)證碼的設(shè)計(jì)和打印特征與標(biāo)識(shí)圖案所需要的設(shè)計(jì)和打印特征接近,所以數(shù)字驗(yàn)證碼的函數(shù)可以與標(biāo)識(shí)圖案的函數(shù)相結(jié)合。例如,需要密碼密鑰的復(fù)制檢測(cè)圖案的設(shè)計(jì)算法與上面描述的算法相似,即使想得到的結(jié)果不同。至于加密信息矩陣的設(shè)計(jì)算法,需要一個(gè)或多個(gè)密碼密鑰,或者一條或多條消息。然而,結(jié)果是相似的,即帶有偽隨機(jī)值的圖像。下文中可以看到,標(biāo)識(shí)圖案的理想打印條件與數(shù)字驗(yàn)證碼的理想打印條件相近。因此,從設(shè)計(jì)和打印出的結(jié)果來(lái)看,可以將數(shù)字驗(yàn)證碼的函數(shù)和標(biāo)識(shí)圖案的函數(shù)合并。關(guān)于提取,以及在檢驗(yàn)產(chǎn)品時(shí)比較標(biāo)識(shí)圖案的印記的方法,首先,下文描述了一種通用的提取和比較方法,其中包括提取被捕獲的標(biāo)識(shí)圖案的一組點(diǎn)的值。-在步驟311中,確定穩(wěn)定標(biāo)記105和敏感標(biāo)記110在被標(biāo)記產(chǎn)品的圖像中的位置。例如,對(duì)于矩形形狀的標(biāo)記,可以提取每個(gè)標(biāo)記四個(gè)邊沿的位置(高度,寬度),然后,確定所捕獲的圖像中感興趣的區(qū)域100。-在步驟312中,當(dāng)要提取給定數(shù)量的點(diǎn)時(shí),提取每個(gè)點(diǎn)在圖像中的位置及每個(gè)點(diǎn)的值??梢酝ㄟ^(guò)現(xiàn)有技術(shù)中已知的標(biāo)準(zhǔn)的幾何技術(shù)確定點(diǎn)的位置。例如,圖像傳感器及所捕獲的圖像的每個(gè)點(diǎn)的取值在O到255范圍內(nèi)。由于位置可能是分?jǐn)?shù)的,對(duì)應(yīng)點(diǎn)所取的值可以是“最鄰近法”得出的值,這是一種成本不高但也不準(zhǔn)確的方法,或是插值法得到的值。得到的結(jié)果是一個(gè)256X256的整數(shù)(最近鄰)或浮點(diǎn)數(shù)(插值)矩陣。-在步驟313中,計(jì)算下列各項(xiàng)的二維離散余弦變換:-對(duì)應(yīng)于穩(wěn)定標(biāo)記105的點(diǎn)矩陣-對(duì)應(yīng)于敏感標(biāo)記110的點(diǎn)矩陣,及-對(duì)應(yīng)于預(yù)定義圖像部分115的點(diǎn)矩陣。離散余弦變換是有益的,因?yàn)樵跀?shù)量少的元件上它能夠顯著壓縮信號(hào)的能量。在同樣的步驟313中,確定距元素105,110,和115中心的距離的比值或者它們組成的三角形的各個(gè)角度的大小。-在步驟314中,選定每個(gè)變換中給定數(shù)量的系數(shù),例如,10X 10的最低頻率系數(shù),還可能刪除常數(shù)系數(shù),如在位置(0,O)處名為“DC”的系數(shù),然后系數(shù)被重新排序成一個(gè)向量,該向量構(gòu)成加密信息矩陣的印記。注意到,上文描述的方法沒(méi)有采用任何加密,因此允許任何人計(jì)算出印記。在一些不考慮造成安全隱患的情況中,可能需要這樣做。相反地,在另一些情況中可能希望只有經(jīng)過(guò)授權(quán)的人能夠計(jì)算出印記。為此,使用一個(gè)保密的密碼密鑰,據(jù)此能夠確定構(gòu)成印記的系數(shù)。密鑰只透漏給授權(quán)重構(gòu)印記的人或?qū)嶓w?,F(xiàn)有技術(shù)能夠讓本領(lǐng)域技術(shù)人員從密鑰中選定系數(shù),通常是利用散列算法或加密算法??梢砸远喾N方式比較對(duì)應(yīng)于不同捕獲圖像的兩個(gè)印記來(lái)得到相似度的度量,或者相反地,得到距離的度量。例如,通過(guò)度量,得到印記間的相關(guān)系數(shù),一種相似度的度量,在下文中被稱(chēng)為“分?jǐn)?shù)”。注意到,即使不使用敏感標(biāo)記110,印記的其他元素105和115以及幾何關(guān)系(距離或角度的比值)也能夠通過(guò)與遠(yuǎn)程存儲(chǔ)的印記的相關(guān)部分相比較,評(píng)估已被捕獲圖像的產(chǎn)品20的真實(shí)性。為證實(shí)這種提取獨(dú)特特征的方法的有效性,生成了一個(gè)100X 100像素的標(biāo)識(shí)圖案100,用每英寸600點(diǎn)的激光打印機(jī)將該圖案打印100次。用每英寸1200點(diǎn)的“平板”掃描儀對(duì)每個(gè)打印出的標(biāo)識(shí)圖案執(zhí)行3次捕獲。計(jì)算出300個(gè)捕獲圖像中每一個(gè)的印記。度量44,850對(duì)標(biāo)記中的每一對(duì)的分?jǐn)?shù)(該數(shù)值由下列計(jì)算得到:300* (300-1)/2))。這44,850個(gè)標(biāo)記對(duì)被分為兩組:-組A,600對(duì)印記,對(duì)應(yīng)于同一打印的標(biāo)識(shí)圖案的不同捕獲圖像,和-組B,44,250對(duì)印記,對(duì)應(yīng)于不同打印的標(biāo)識(shí)圖案的捕獲圖像。組A的分?jǐn)?shù)在0.975和0.998之間,組B的分?jǐn)?shù)在0.693和0.945之間。圖8示出了組A和組B的分?jǐn)?shù)分布?;谶@些分?jǐn)?shù),不會(huì)混淆兩組間的印記對(duì)。因此,利用上文描述的印記計(jì)算方法,可以在100次打印中,清楚地確定哪個(gè)是被捕獲圖像的源。度量“印記分離度”,包括計(jì)算組A和組B分?jǐn)?shù)平均值(分別是0.992和0.863)的差值,并利用組A分?jǐn)?shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差(這里是0.005)歸一化該差值。得到值25.8。下面將會(huì)看到,該指數(shù)用于確定能得出最好結(jié)果的打印和設(shè)計(jì)參數(shù)。下面描述有關(guān)加密信息矩陣的提取印記的第二種方法。這種方法尤其適用于當(dāng)標(biāo)識(shí)圖案也具有加密矩陣函數(shù)的時(shí)候。該方法說(shuō)明了如何提取被捕獲的加密信息矩陣的置亂消息(scrambled message)。該置亂消息具有非零的錯(cuò)誤率,且錯(cuò)誤的結(jié)構(gòu)被用作印記。這種方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于,能夠使用被設(shè)計(jì)用來(lái)讀取加密信息矩陣的軟件。這最小化了計(jì)算所需的開(kāi)銷(xiāo)。然而,在必要的時(shí)候,精確讀取加密信息矩陣需要密鑰,密鑰用來(lái)生成要對(duì)準(zhǔn)的模塊(blocks to align)。不是在所有情況下都需要泄漏該密鑰。此外,盡量去除特定于每個(gè)打印的內(nèi)部對(duì)準(zhǔn)差異。這不是必需的,因?yàn)檫@些差異在區(qū)分加密信息矩陣的不同打印上有
一定作用。關(guān)于確定生成和打印標(biāo)識(shí)圖案的最優(yōu)參數(shù)的方法,存在一個(gè)劣化的優(yōu)化等級(jí),能夠盡量容易地區(qū)分單一源標(biāo)識(shí)圖案的不同打印。因此,如果打印的優(yōu)化等級(jí)很低,如1%或2% (標(biāo)識(shí)圖案中1%或2%的單元或像素被錯(cuò)讀),單一標(biāo)識(shí)圖案的不同打印彼此十分接近并且難以可靠地識(shí)別,除非具有十分精確地圖像捕獲和/或一種十分精確的分析算法。類(lèi)似地,當(dāng)劣化等級(jí)很高時(shí),例如45%或50% (識(shí)別圖案中45%或50%的單元或像素被錯(cuò)讀,50%標(biāo)志著所讀矩陣和源矩陣間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)相關(guān)性),被打印的標(biāo)識(shí)圖案相互之間幾乎難以辨認(rèn)。實(shí)際中,劣化的優(yōu)化等級(jí)接近25%,并且,如果本發(fā)明條件允許,最好接近這個(gè)優(yōu)化等級(jí)。事實(shí)上,對(duì)25%的劣化,假定打印的差異以及因而出現(xiàn)的劣化是自然概率,對(duì)打印的標(biāo)識(shí)圖案的每個(gè)點(diǎn),它不同于其他打印的標(biāo)識(shí)圖案的概率被最大化。下面給出錯(cuò)誤率的第二種分析,當(dāng)根據(jù)采用的打印裝置生成要打印的圖像時(shí)可供參考。為了確定怎樣生成VCDPs能使復(fù)制品的檢測(cè)得到優(yōu)化,下面給出一個(gè)基于決策論的模型。圖像(或點(diǎn))上測(cè)得的特征由信號(hào)表示。為簡(jiǎn)化分析,假設(shè)數(shù)字信號(hào)在打印前具有二進(jìn)制值,該二進(jìn)制值對(duì)應(yīng)于能夠具有二進(jìn)制值的特征(如,兩種尺寸的點(diǎn),兩個(gè)位置等)。實(shí)際中大部分打印過(guò)程處理的是二進(jìn)制圖像,因此該假設(shè)是合理的。明顯地,該分析的結(jié)論可以推廣到更復(fù)雜的情況,尤其是對(duì)點(diǎn)特征具有多種可能值的情況。通過(guò)加入高斯噪聲對(duì)V⑶P的打印建模。還假定以同樣的打印方法得到復(fù)制品,這樣對(duì)復(fù)制品的打印也通過(guò)加入相同能量的高斯噪聲建模。此外,在打印復(fù)制品之前捕獲信號(hào)的偽造者,被迫通過(guò)估計(jì)使錯(cuò)誤概率最小化的初始值來(lái)重構(gòu)二進(jìn)制信號(hào)。這種模型直接對(duì)應(yīng)于可以有IX I或1X2像素的點(diǎn)尺寸的V⑶Ps(例如,在2400dpi下打印),對(duì)這種V⑶Ps,偽造者必須根據(jù)測(cè)得的灰度級(jí)別或估計(jì)的點(diǎn)的表面區(qū)域,在通過(guò)掃描重構(gòu)的圖像中選擇一種點(diǎn)尺寸。例如,這種模型也對(duì)應(yīng)于位置以I像素為單位變化的VCDP。從這個(gè)模型中,可以得出使復(fù)制品檢出率最大化的最優(yōu)檢測(cè)器,檢測(cè)器值的統(tǒng)計(jì)分布,以及參數(shù)值。下面的表格總結(jié)了這些不同的變量。
權(quán)利要求
1.一種標(biāo)記產(chǎn)品的方法,其特征在于,包括: -用第一分辨率,在所述產(chǎn)品的表面或內(nèi)部形成對(duì)復(fù)制穩(wěn)定的標(biāo)記的步驟, -用高于所述第一分辨率的第二分辨率,在所述產(chǎn)品的表面或內(nèi)部形成對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的步驟, -捕獲所述穩(wěn)定標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記和產(chǎn)品另一部分的圖像的步驟, -存儲(chǔ)表示所述穩(wěn)定標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記及所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中,在至少一個(gè)形成步驟中,在這個(gè)形成步驟中形成的標(biāo)記的位置相對(duì)于其他圖像部分是隨機(jī)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的方法,其中所述穩(wěn)定標(biāo)記是二維條形碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3中任一項(xiàng)所述的方法,其中,所述對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記是數(shù)字驗(yàn)證碼,所述方法包括為所述對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記確定表示打印錯(cuò)誤的信息項(xiàng)的步驟,并且,在存儲(chǔ)步驟中,存儲(chǔ)所述表示打印錯(cuò)誤的信息項(xiàng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4中任一項(xiàng)所述的方法,其中,在形成標(biāo)記的每個(gè)步驟中,所述標(biāo)記相對(duì)于產(chǎn)品的元素的位置是可變的,并且,在捕獲圖像的步驟中,捕獲所述元素的圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5中任一項(xiàng)所述的方法,其中在形成標(biāo)記的步驟中,為兩個(gè)不同產(chǎn)品形成的標(biāo)記受到不同的補(bǔ)償。
7.一種標(biāo)記產(chǎn)品的設(shè)備,其特征在于,包括: -用第一分辨率,在所述產(chǎn)品的表面或內(nèi)部,形成對(duì)復(fù)制穩(wěn)定的標(biāo)記的裝置, -用高于所述第一分辨率的第二分辨率,在所述產(chǎn)品的表面或內(nèi)部,形成對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的裝置, -圖像傳感器,設(shè)計(jì)用于捕獲所述穩(wěn)定標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記和產(chǎn)品另一部分的圖像,以及 -存儲(chǔ)表示所述穩(wěn)定標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記及所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)的裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備,其中,至少一個(gè)形成裝置設(shè)計(jì)為使形成的標(biāo)記的位置相對(duì)于所述其他圖像部分是隨機(jī)的。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其中,形成所述穩(wěn)定標(biāo)記的裝置設(shè)計(jì)為使所述穩(wěn)定標(biāo)記是二維條形碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或9中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其中,形成所述敏感標(biāo)記的裝置設(shè)計(jì)為使所述對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記是數(shù)字驗(yàn)證碼,所述設(shè)備包括為所述對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記確定表示打印錯(cuò)誤的信息項(xiàng)的裝置,和被設(shè)計(jì)用來(lái)存儲(chǔ)所述表示打印錯(cuò)誤的信息項(xiàng)的存儲(chǔ)裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或10中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其中,每個(gè)形成標(biāo)記的裝置設(shè)計(jì)為使標(biāo)記相對(duì)于產(chǎn)品的元素的位置可變,并且捕獲圖像的裝置被設(shè)計(jì)用來(lái)捕獲所述元素的圖像。
12.根據(jù)權(quán)利要求7或11中任一項(xiàng)所述的設(shè)備,其中每個(gè)形成標(biāo)記的裝置被設(shè)計(jì)用來(lái)補(bǔ)償為兩個(gè)不同產(chǎn)品形成的不同的標(biāo)記。
13.一種驗(yàn)證產(chǎn)品的方法,其特征在于,包括: -用高于穩(wěn)定標(biāo)記和產(chǎn)品另一部分的分辨率,在所述產(chǎn)品上捕獲穩(wěn)定標(biāo)記和對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的圖像的步驟, -發(fā)送表示所述穩(wěn)定標(biāo) 記、所述敏感標(biāo)記和所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)的步驟, -將所述表示所述穩(wěn)定標(biāo)記、所述敏感標(biāo)記和所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)與至少一個(gè)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)的信息項(xiàng)進(jìn)行比較的步驟,以及 -根據(jù)所述比較步驟的結(jié)果,顯示與被捕獲圖像的產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其中,在比較步驟中,首先執(zhí)行確定對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的圖像質(zhì)量的步驟,并且: -如果質(zhì)量高于預(yù)設(shè)值,比較表示對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的信息項(xiàng),或者 -如果質(zhì)量不高于預(yù)設(shè)值,比較表示產(chǎn)品其他部分的信息項(xiàng)。
15.一種驗(yàn)證產(chǎn)品的設(shè)備,其特征在于,包括: -用高于穩(wěn)定標(biāo)記和產(chǎn)品另一部分的分辨率,在所述產(chǎn)品上捕獲穩(wěn)定標(biāo)記和對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的圖像的裝置, -發(fā)送表示所述穩(wěn)定標(biāo)記、所述敏感標(biāo)記和所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)的裝置,-將所述表示所述穩(wěn)定標(biāo)記、所述敏感標(biāo)記和所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)與至少一個(gè)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)的信息項(xiàng)進(jìn)行比較的裝置,以及 -根據(jù)所述比較裝置提供的結(jié)果,顯示與被捕獲圖像的產(chǎn)品有關(guān)的數(shù)據(jù)的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備,其中,比較裝置被設(shè)計(jì)為首先執(zhí)行確定對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的圖像質(zhì)量的步驟,并且: -如果質(zhì)量高于預(yù)設(shè)值,比較表示對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的信息項(xiàng),或者 -如果質(zhì)量不高于預(yù)設(shè)值,比較 表示產(chǎn)品其他部分的信息項(xiàng)。
全文摘要
標(biāo)記產(chǎn)品的方法包括用第一分辨率,在所述產(chǎn)品的表面或內(nèi)部形成對(duì)復(fù)制穩(wěn)定的標(biāo)記的步驟,用高于第一分辨率的第二分辨率,在所述產(chǎn)品的表面或內(nèi)部形成對(duì)復(fù)制敏感的標(biāo)記的步驟,捕獲所述穩(wěn)定標(biāo)記,所述敏感標(biāo)記和產(chǎn)品另一部分的圖像的步驟,以及存儲(chǔ)表示所述穩(wěn)定標(biāo)記,敏感標(biāo)記及所述其他圖像部分的圖像的信息項(xiàng)的步驟。在實(shí)施例中,在至少一個(gè)標(biāo)記形成步驟中,這個(gè)標(biāo)記形成步驟中形成的標(biāo)記的位置相對(duì)于其他圖像部分是隨機(jī)的。
文檔編號(hào)G07D7/20GK103098101SQ201180035628
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月19日
發(fā)明者讓·皮埃爾·馬西科特, 阿蘭·富庫(kù), 奇比戈紐·薩岡 申請(qǐng)人:先進(jìn)追蹤和尋蹤公司
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