用于保護文件的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于保護文件的方法和設(shè)備，在所述文件上印刷點分布的步驟，所述印刷由于在印刷中的不可預(yù)料的未知因素而導(dǎo)致印刷點的至少一種幾何特性的不可預(yù)料的點對點的變化；和在所述印刷步驟之前的生成所述點分布的步驟，使得：所述點分布的至少一半不與所述點分布的四個其他點側(cè)向并置，和所述點分布的點的至少一部分的至少一種尺度與所述不可預(yù)料的變化的絕對值的平均值具有相同的量級。利用本方案，本發(fā)明因而可使用標(biāo)記點的獨立的幾何特性，并可測量這些點的特性中的變化，從而將這些變化集成于使原件區(qū)別于拷貝或非法印刷品的度量中。
【專利說明】用于保護文件的方法和設(shè)備
[0001]本申請為國際申請日是2007年6月1日， 優(yōu)先權(quán)日:2006年6月1日，申請?zhí)柺?00780028701.4，名稱是“用于保護文件的方法和設(shè)備”的發(fā)明專利申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及用于保護文件的過程和設(shè)備。具體而言，本發(fā)明預(yù)計以獨特方式識別文件，驗證文件，即，能夠檢測此文件的拷貝和/或在文件上含有的關(guān)于此文件的信息，此信息例如為識別與文件相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán)擁有者的信息和/或文件制造地的信息。術(shù)語“文件”包括所有數(shù)據(jù)載體，例如硬拷貝文件、設(shè)計圖、包裝、制造品、模制品和諸如識別卡或銀行卡之類的卡。

【背景技術(shù)】
[0003]不同類型的文件印刷被分為兩類:一種已知為其中每一文件接收相同印刷標(biāo)記的“固定”印刷，例如“平版”模擬印刷方法；而第二種已知為其中每一文件接收獨立信息項的“序列”數(shù)字印刷，例如，由獨立化程序控制的噴墨印刷過程，和用于印刷序列號的過程。
[0004]平版印刷是用于裝盒和包裝的最常用印刷方法之一，其中，對于印刷在文件中的每種顏色產(chǎn)生一板，此板的內(nèi)容被印刷幾十萬甚至幾百萬次。在這種情況下，插入在印刷板上的相同內(nèi)容在每次印刷時被印刷在每一文件上。苯胺印刷、凸板印刷和凹版印刷是被稱為固定印刷方法的其他示例。在固定印刷中，在理論上，文件不能被獨立識別，這是因為每次均印刷相同的標(biāo)記。此外，當(dāng)印刷為固定的并使用模擬過程時，更難以控制所印刷文件的準(zhǔn)確數(shù)量。因此，通過印刷比知識產(chǎn)權(quán)擁有者已授權(quán)數(shù)量更多的文件而進行偽造的風(fēng)險是相當(dāng)大的。如何能夠確保由制造訂單指定的印刷品的數(shù)量(這一數(shù)量常常小于所述板的使用極限)已經(jīng)被遵守？如何能夠確保所有未使用的印刷品(系列的始末、故障、被取消的訂單等)以及允許重構(gòu)所述文件的所有板、膜和其他物品永遠不落在偽造者手中？
[0005]序列印刷通過允許每一文件被精確和明確地識別而在總體上優(yōu)于固定印刷。實際上，在序列印刷中每一識別符僅被印刷一次，讀取兩次意味著可觸發(fā)警報:第二次讀取的識別符與之前已經(jīng)讀取的識別符相同。
[0006]在通常的方式中，存在多個要進行保護的方面以保護識別符和/或防拷貝標(biāo)記:源文檔，可能包含源文檔的文檔，以及在平版印刷情況下的板和任何膜。
[0007]可以在已經(jīng)固定印刷后的物品上通過第二步驟執(zhí)行防拷貝標(biāo)記的序列印刷的等同方案，其中在第二步驟中，印刷未編碼的或優(yōu)選地被加密的特征代碼或序列號。這種序列印刷可例如采用二維條形碼的形式。對外而言，這一進程可單獨跟蹤每一文件并同時保持檢測拷貝的可靠方式。尚未接受序列印刷的盜版文件將不具備有效識別符。
[0008]不過，這種方法不能解決所有問題。實際上，雖然違法者不能如印刷機那樣識別假冒文件，但通過序列印刷機印刷的特征代碼通常提供有限的印刷質(zhì)量，因而不能防止拷貝。
[0009]因此，要使其文件被識別為合法文件的偽造者可以拷貝一個或多個有效特征代碼并將其再拷貝到將被識別為合法的文件上。
[0010]本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)包含采用可測量的物理特性而以獨特方式特征化和識別每一文件的許多方法。通常，所選擇的可測量的物理特性具有無規(guī)則的性質(zhì)，并且由于工藝技術(shù)的實際狀況而不能拷貝，至少不能以經(jīng)濟有效的方式拷貝。這些方法使所有被認為“有效”的文件能夠受到控制:僅有已經(jīng)存儲了物理特性(包括特征設(shè)定)的文件被認為是有效的。
[0011]例如，美國文件4，423，415描述了一種方法，其能夠使紙片根據(jù)其本身的透明特性而被識別。許多其他方法是基于輸入材料的獨特且不可復(fù)制的物理屬性以生成所述文件的獨特且不可傳輸?shù)淖R別標(biāo)志。例如，文獻冊2006016114和…2006/104103基于測量通過施加于物品精確區(qū)域的激光束所致的衍射圖樣。
[0012]雖然這些方法針對如上提及的問題提供了令人關(guān)注的解決方案，但基于提取來自材料的識別標(biāo)志的這些方法優(yōu)于多種原因而難以使用。首先，當(dāng)文件被形成時記錄識別標(biāo)志需要昂貴的光學(xué)讀取器，并且難以結(jié)合到生產(chǎn)線中。而且，這些生產(chǎn)線可具有極高的工作速度。在通常的方式中，看來這些技術(shù)僅可用于小規(guī)模生產(chǎn)。此外，在現(xiàn)場用于檢查的讀取器對于多種應(yīng)用而言也過于昂貴。雖然現(xiàn)場檢查常常必須快速且不明顯地進行，但這些讀取器笨重且不易使用。最后，不可能對于所有材料提取獨特識別標(biāo)志:玻璃和反射性過高的物品被排除在外，特別地，至少對于測量激光的衍射時是這樣。
[0013]本發(fā)明的目的在于，對于這些不便之處進行補救，且具體而言，對基于文件材料的特征物理屬性而實施識別方法的困難和限制進行補救。
[0014]數(shù)字驗證碼，在下文中也稱為“0仏”，是數(shù)字影像，其當(dāng)標(biāo)記在介質(zhì)上時，例如通過印刷或介質(zhì)的局部修改而標(biāo)記在介質(zhì)上時，被設(shè)計而使其一些特性，通常為可從被捕獲影像自動測得的特性，當(dāng)標(biāo)記影像被拷貝時被修改。數(shù)字驗證碼通常基于在拷貝步驟中對拷貝敏感的一個或多個信號的退化，所述信號通過具有對拷貝敏感的可測量特性的影像要素承載。特定類型的數(shù)字驗證碼也可包含信息項以允許包含信息項的文件被識別或跟蹤。
[0015]存在多種類型的數(shù)字驗證碼?？截悪z測圖樣，在下文中也稱為“⑶？”，是密排影像，通常具有偽隨機性質(zhì)。其讀取原理基于影像對比，以在原拷貝檢測圖樣與被捕獲的拷貝檢測圖樣之間測量相似指數(shù)(或不相似度)，例如通過影像傳感器測量:被捕獲影像如果是拷貝，則與其為原件的情況相比，將具有較低的相似指數(shù)。
[0016]類似于二維條形碼，被保護信息矩陣，在下文中也稱為“3頂”，是被設(shè)計而以加固方式攜帶大量信息的影像。不過，不同于二維條形碼的是，被保護信息矩陣對拷貝敏感。在讀取時，對于從矩陣中提取的編碼消息測量誤差率，拷貝比原件的誤差率高，這使得這些拷貝區(qū)別于原印刷品。
[0017]除非以專門方式標(biāo)記，例如通過不可見的墨水標(biāo)記，否則，拷貝檢測圖樣和被保護信息矩陣是可見的。此外，由于成本或制造的局限，以不可見方式標(biāo)記拷貝檢測圖樣和被保護信息矩陣也不總是可行的。防拷貝標(biāo)記的可見性基于美學(xué)考慮是一個缺點，并在特定情況下基于安全考慮也是一個缺點，這是因為仿造者獲悉防拷貝標(biāo)記的存在。
[0018]也存在天然不可見或至少難以看見的數(shù)字驗證碼。
[0019]例如，集成于印刷影像中的一些數(shù)字標(biāo)記(已知被稱為“水印”)被設(shè)計為當(dāng)印刷影像被復(fù)制(例如通過影印復(fù)制)時被損壞。數(shù)字水印損化程度的測量值，在原印刷品中比在其拷貝中低，這使其可檢測到這些拷貝。
[0020]具有對拷貝的不同程度敏感性的多種水印的組合，通過比較相應(yīng)的能量水平，可檢測到拷貝。不過，將數(shù)字水印集成于文件的生產(chǎn)進程中更復(fù)雜，這限制了其使用:實際上，不同于拷貝檢測圖樣和被保護信息矩陣，數(shù)字水印不能絕對的“添加”到影像中；數(shù)字水印事實上是被添加消息和原影像的復(fù)雜函數(shù)，數(shù)字水印的能量根據(jù)原影像的遮蓋性能而被局部調(diào)節(jié)。將數(shù)字水印集成于文件或產(chǎn)品中需要將源影像發(fā)送到集成此數(shù)字水印的標(biāo)記/印刷中央處理器并發(fā)回標(biāo)記后的影像。由于通常較大的文件尺寸以及相關(guān)的影像安全物品，此進程并不實用。與此不同的是，對于采用拷貝檢測圖樣或被保護信息矩陣的標(biāo)記/印刷，源影像不必發(fā)送到標(biāo)記丨印刷中央處理器:相反地，通常是小尺寸例如為幾千字節(jié)的拷貝檢測圖樣或被保護信息矩陣的影像被發(fā)送給影像文檔的持有者，并將附到文件或產(chǎn)品上。此外，很難穩(wěn)定讀取數(shù)字水印，這使得確定拷貝與文件原件更加隨機。實際上，采用數(shù)字水印與采用拷貝檢測圖樣和被保護信息矩陣相比，錯誤風(fēng)險通常顯著地更高。
[0021]也存在非對稱調(diào)制空間標(biāo)記方法，在下文中也稱為“艦31”，例如，在文獻冊2006087351和⑶694233中描述的方法。很類似于數(shù)字水印的是，艦31允許文件以不可見方式或至少不明顯方式被標(biāo)記。八131通常為點圖樣，其被添加而作為將被標(biāo)記文件的額外層。例如，在平版印刷過程的情況下，僅承載八131的額外板在文件上疊印。以這種方式，八131比數(shù)字水印更易于集成于文件生產(chǎn)過程中，其中標(biāo)記/印刷中央處理器不需要源影像。不過，不同于拷貝檢測圖樣和被保護信息矩陣的是，八131通常需要額外的板和墨水，這使其使用更復(fù)雜而且更昂貴。此外，很類似于數(shù)字水印的是，八131檢測方法可能是不精確的。事實上，已知的是，標(biāo)記/印刷需要設(shè)計被標(biāo)記影像精確定位的模擬不確定性。這種不確定性，在印刷基本點的尺度水平下，甚至低于此水平時，在被標(biāo)記表面具有較大的尺寸時對拷貝的檢測具有不可忽略的影響。不過，八131檢測方法基于自動關(guān)聯(lián)和交叉關(guān)聯(lián)，無法考慮這種位置的不確定性。這增大了在讀取標(biāo)記時的不精確度，并因而降低了在原件與拷貝之間進行區(qū)別的能力。
[0022]當(dāng)通過夾板式掃描儀進行捕獲時，允許大的捕獲表面和足夠的捕獲分辨率，八131能夠檢測到簡單的拷貝，例如影印品，甚至通過以高精度或高分辨率掃描儀捕獲并之后重新印刷而得的高質(zhì)量影印品。然而，面對已經(jīng)確定的偽造品，八131提供較少的防拷貝保護。實際上，在高分辨率的捕獲之后，偽造者可使用手動影像處理工具，例如“？“如也叩”(注冊商標(biāo))，并可結(jié)合自動影像處理工具(例如“1社1處”，注冊商標(biāo))，以將所有檢測到的點重建為其初始形式。在高質(zhì)量拷貝的情況下，所述點在拷貝標(biāo)記中將不再弱于在原標(biāo)記中，此拷貝具有很可能不被檢測為拷貝。這樣，被確定的偽造者通?？蓪τ诎诎?31中的信息制成相同的拷貝，這意味著這種方法從長期來看不能被認為是安全的。
[0023]不同類型的文件印刷被分為兩組:一種已知為其中每一文件接收相同印刷標(biāo)記的“固定”印刷，例如“平版”模擬印刷過程；而第二種已知為其中每一文件接收獨立信息項的“序列”數(shù)字印刷，例如，由獨立化程序控制的噴墨印刷過程，和用于印刷序列號的過程。對于最常用的印刷方法(特別是平版印刷)，艦31(以及其他數(shù)字驗證碼)被固定印刷。由于對于八131和數(shù)字驗證碼的最常用印刷類型是固定印刷，因而不可能改變在每一印刷品上的標(biāo)記和所包含的消息。
[0024]然而，可以希望的是，能夠獨特地特征化并因而識別來自單一源影像的每一印刷品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0025]為此，根據(jù)第一方案，本發(fā)明設(shè)想一種文件識別過程，所述過程包括:
[0026]生成影像的步驟；
[0027]標(biāo)記多個文件以通過在每一文件上的特征變化而在每一所述文件上形成所述影像的步驟，形成在所述文件上的影像的大部分呈現(xiàn)出滿足預(yù)定準(zhǔn)則的物理防拷貝特性，使得基于這些影像生產(chǎn)的拷貝的大部分的所述特性不滿足所述預(yù)定準(zhǔn)則；
[0028]使所述變化特征化以形成每一所述文件的形成的標(biāo)記的特征識別標(biāo)志的步驟；和
[0029]存儲所述特征識別標(biāo)志的步驟。
[0030]由于這些措施，表示預(yù)先生成影像的相同的標(biāo)記，使其可檢測到原文件的拷貝并在所有原件中獨立化每一文件。這種益處特別有利，這是因為不必麻煩地將識別符添加到每一文件以在所有原件中對其進行識別。這樣，本發(fā)明可生成和使用影像，例如通過印刷進行，所述影像被設(shè)計成通過每一標(biāo)記的獨特特征而識別每一文件。
[0031〕 根據(jù)特定特征，所述影像僅包括兩種顏色。
[0032]由于這些措施，在表示影像的各點之間的對比導(dǎo)致其表面可減小，且使其處理更簡單，并因而更快速。而且，影像更易于集成于大部分印刷過程中。
[0033]根據(jù)特定特征，在使變化特征化的步驟中采用頻率分析。由于這些措施，特征化對于啟動頻率分析的影像傳感器的細微的(例如小于像素級別的)位置變化敏感性降低。
[0034]根據(jù)特定特征，在使變化特征化的步驟中采用密鑰。由于這些措施，特征化自身以其實現(xiàn)原理被保護。
[0035]根據(jù)特定特征，在存儲步驟中，識別標(biāo)志存儲在數(shù)據(jù)庫中。由于這些措施，在文件的使用和移動過程中，標(biāo)志識別設(shè)備可利用數(shù)據(jù)庫，或者，可替代地，文件或識別標(biāo)志的影像可發(fā)送到與存儲在此數(shù)據(jù)庫中的識別標(biāo)志進行比較的裝置以獲得文件的識別符。
[0036]根據(jù)特定特征，在存儲步驟中，文件被標(biāo)記以表示獨立附到文件上的識別標(biāo)志的標(biāo)記。由于這些措施，識別設(shè)備不需要數(shù)據(jù)庫來識別文件。值得注意的是，表示識別標(biāo)志的標(biāo)記可為條形碼，例如，二維條形碼或數(shù)據(jù)矩陣(注冊商標(biāo))。
[0037]根據(jù)特定特征，表示識別標(biāo)志的所述標(biāo)記被加密。根據(jù)特定特征，用于加密識別標(biāo)志的加密使用公共鑰匙。由于這些措施中的每一項，識別標(biāo)志的內(nèi)容通過加密被保護，當(dāng)采用公共鑰匙時，這是特別加固的。
[0038]根據(jù)特定特征，所述影像被設(shè)計為在拷貝通過標(biāo)記步驟所獲得的文件時退化。
[0039]以這種方式，相同的目的使離線跟蹤和數(shù)字驗證碼的驗證性能與特征的識別符圖樣特征性能相結(jié)合。
[0040]本發(fā)明的另一目的包括:在“識別”模式中使用識別符圖樣識別標(biāo)志，其中，通過捕獲識別符圖樣影像而生成的識別標(biāo)志與一組預(yù)先計算出的識別標(biāo)志比較，以確定其是否與所述預(yù)先計算出的識別標(biāo)志之一匹配。
[0041]本發(fā)明的另一目的包括:使用在用作識別符圖樣的數(shù)字驗證碼中所包含的數(shù)據(jù)以利于在數(shù)據(jù)庫中搜索相關(guān)識別標(biāo)志，所述數(shù)據(jù)可確定將在其中執(zhí)行搜索的子集。
[0042]本發(fā)明的另一目的包括:在“檢查”模式中使用識別符圖樣識別標(biāo)志，其中，所生成的識別標(biāo)志僅與所述文件的預(yù)先計算出的識別標(biāo)志比較，預(yù)先計算出的識別標(biāo)志例如附到文件上或能夠從文件的數(shù)據(jù)(例如，序列號，并連接到數(shù)據(jù)庫)中得出。
[0043]根據(jù)第二方案，本發(fā)明設(shè)想一種文件處理方法，所述方法包括:
[0044]捕獲印刷在所述文件上的標(biāo)記的影像的步驟；
[0045]提取所述影像的物理防拷貝特性的步驟；
[0046]確定所述特性是否滿足預(yù)定準(zhǔn)則的步驟；
[0047]通過處理所述影像而提取所述印刷標(biāo)記的特征變化的步驟；
[0048]確定所述變化的識別標(biāo)志的步驟；和
[0049]確定所述識別標(biāo)志是否與所存儲的識別標(biāo)志一致的步驟。
[0050]根據(jù)第三方案，本發(fā)明設(shè)想一種物品驗證方法，其特征在于，該方法包括:
[0051]將標(biāo)記附到所述物品上的步驟，其方式使得所附的標(biāo)記由于在標(biāo)記步驟中采用的裝置的物理特性而呈現(xiàn)出不可預(yù)料的誤差；
[0052]捕獲所述標(biāo)記的影像的步驟；和
[0053]通過處理所述影像而確定所述不可預(yù)料的誤差的物理特性的步驟。
[0054]由于這些措施，即使在多種物品上采用相同的標(biāo)記過程而不進行修改，例如通過蝕刻或印刷進行，標(biāo)記誤差的物理特性也可為每一標(biāo)記以及每一相關(guān)物品提供特征識別符。在某種程度上，標(biāo)記包括特征指紋。因此，采用根據(jù)本發(fā)明的方法是不昂貴的和獨立化的。
[0055]根據(jù)特定特征，如前簡要描述的方法還包括:對于表示不可預(yù)料的誤差的物理特性的信息項進行存儲的步驟。由于這些措施，當(dāng)通過被標(biāo)記物品執(zhí)行新影像捕獲且進行新影像處理時，此影像處理的結(jié)果可與所存儲的信息進行比較以重新得到物品的識別。
[0056]根據(jù)特定特征，在標(biāo)記步驟中，附上標(biāo)記，標(biāo)記由點矩陣形成，點矩陣具有分辨率使得標(biāo)記點與原點矩陣相比具有至少2%的誤差。由于這些措施，誤差量相當(dāng)大，從而使標(biāo)記和物品被特征識別。
[0057]根據(jù)特定特征，在標(biāo)記步驟中，附上標(biāo)記以表示與承載標(biāo)記的物品相關(guān)的數(shù)據(jù)。
[0058]由于這些措施，讀取與承載標(biāo)記的物品相關(guān)的數(shù)據(jù)提供進入誤差物理特性數(shù)據(jù)庫的起點和/或手段。
[0059]根據(jù)特定特征，在標(biāo)記步驟中，附上由于不可預(yù)料的誤差所影響的具有分辨率的標(biāo)記，使得與在原標(biāo)記相比，在拷貝標(biāo)記中的誤差水平增加至少50%。
[0060]根據(jù)特定特征，在影像處理步驟中，確定所述誤差在所述標(biāo)記中的分布特性，作為不可預(yù)料的誤差的物理特性。由于這些措施，無論捕獲的所述標(biāo)記的新影像的狀況如何，也可重新得到誤差分布特性。
[0061]根據(jù)特定特征，如前簡要描述的驗證方法還包括:加固標(biāo)記步驟，其中，加固標(biāo)記附到承載與不可預(yù)料誤差的物理特性相關(guān)的信息的所述物品上。由于這種第二標(biāo)記是加固的，因而其可防止暴力拷貝并使物品能夠被識別。
[0062]根據(jù)特定特征，在加固標(biāo)記步驟中，密碼鑰匙用于不可預(yù)料誤差的物理特性。
[0063]根據(jù)特定特征，所述密碼鑰匙是公共鑰匙。
[0064]由于這些措施中的每一項，標(biāo)記及其附上的物品的特征識別符可通過采用加固標(biāo)記而被確定。
[0065]根據(jù)第四方案，本發(fā)明設(shè)想一種物品驗證設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括:
[0066]將標(biāo)記附到所述物品的裝置，其方式使得所附標(biāo)記由于附上標(biāo)記的所述裝置的物理特性而呈現(xiàn)出不可預(yù)料的誤差；
[0067]捕獲所述標(biāo)記的影像的裝置；和
[0068]通過處理所述影像而確定所述不可預(yù)料的誤差的物理特性的裝置。
[0069]本發(fā)明的目的還在于，通過其方案中的一些方面，同時補救使用數(shù)字水印、艦31、被保護信息矩陣和拷貝檢測圖樣時的弱點和局限。
[0070]對此，根據(jù)第五方案，本發(fā)明設(shè)想一種保護文件的方法，其特征在于，該過程包括:
[0071]在所述文件上印刷點分布的步驟，所述印刷由于在印刷中的不可預(yù)料的未知因素而導(dǎo)致印刷點的至少一種幾何特性的不可預(yù)料的變化(點對點)；和
[0072]在所述印刷步驟之前的生成所述點分布的步驟，使得:
[0073]所述點分布的至少一半不與所述點分布的四個其他點側(cè)向并置，和
[0074]所述點分布的點的至少一部分的至少一種尺度與所述不可預(yù)料的
[0075]變化的絕對值的平均值具有相同的量級。
[0076]利用至少這一方案，本發(fā)明因而可使用標(biāo)記點的獨立的幾何特性，并可測量這些點的特性中的變化，從而將這些變化集成于使原件區(qū)別于拷貝或非法印刷品的度量中(即，確定這些變化是否滿足應(yīng)用于測量的至少一個準(zhǔn)則)。
[0077]根據(jù)特定特征，在生成點分布的步驟中，多于一半的所述點不接觸所述點分布的任何其他點。
[0078]這樣，不同于被保護信息矩陣和拷貝檢測圖樣而類似于艦31和數(shù)字水印的是，本發(fā)明可插入不可見的或不明顯的標(biāo)記。此外，這些標(biāo)記比數(shù)字水印和八131更易于集成。這些標(biāo)記能夠比數(shù)字水印更可靠地用于檢測拷貝，而且可在固定印刷過程中被獨立特征化，這允許對每一文件的特征識別。
[0079]根據(jù)特定特征，在生成點分布的步驟中，所產(chǎn)生的點的至少一種幾何特性可變，所生成變化的幾何幅度具有所述點的至少一部分的平均尺度的量級。
[0080]本發(fā)明因而可通過最優(yōu)方式生成和使用可變特性點圖樣的影像，在下文中也稱為103？”，其被設(shè)計成通過相同重構(gòu)進行拷貝更困難，甚至不可能。
[0081]根據(jù)特定特征，所述生成的變化對應(yīng)于點位置沿至少一個方向上相對于使所述點的中心在垂直于所述方向的平行線上對準(zhǔn)的位置的變化，并沿所述方向與所述點的至少一種尺度分開。
[0082]本發(fā)明因而可使用所述點的精確位置特性并且測量所述點的精確位置的非常微細的變化，以將這些變化集成于使原件區(qū)別于拷貝的度量中。
[0083]根據(jù)特定特征，所述生成的變化對應(yīng)于所述點的至少一種尺度的沿至少一個方向上相對于所述點沿所述方向的平均尺度的變化。
[0084]根據(jù)特定特征，所述生成的變化對應(yīng)于所述點的形狀相對于所述點的平均形狀沿所述方向的變化。
[0085]根據(jù)特定特性，在生成步驟中，所述點分布表示編碼信息項。
[0086]本發(fā)明因而允許信息被存儲或攜帶于具有可變特性的點分布中。對于等量的信息內(nèi)容，點分布可以比艦31覆蓋顯著較小的表面區(qū)域，例如幾平方毫米，這允許通過可移動捕獲工具對其進行聞分辨率捕獲并因而允許聞精度讀取。
[0087]根據(jù)特定特征，如前簡要描述的方法包括:捕獲印刷點分布影像的步驟，和根據(jù)所述不可預(yù)料的印刷變化而確定所述印刷分布的特征識別標(biāo)志的步驟。
[0088]本發(fā)明因而可使用屬于每一印刷品的變化，從而特征地使單一源可變特性點圖樣的每一印刷品特征化。
[0089]根據(jù)特定特征，如前簡要描述的方法包括:確定表示不可預(yù)料的印刷變化的量的步驟，生成作為所述量的函數(shù)的點分布的步驟。
[0090]根據(jù)特定特征，如前簡要描述的方法包括:根據(jù)表示不可預(yù)料的印刷變化的量而檢測拷貝的步驟，所述拷貝檢測步驟包括:將所述表示的量與預(yù)定值比較的步驟，和根據(jù)比較結(jié)果判斷文件真實性的步驟。
[0091]根據(jù)第六方案，本發(fā)明設(shè)想一種針對防拷貝而保護文件的方法，其中，由于在拷貝中不可預(yù)料的未知因素而導(dǎo)致印刷點的至少一種幾何特性所稱不可預(yù)料的“拷貝”變化(點對點)，其特征在于，該方法包括:
[0092]將點分布印刷在所述文件上的步驟，所述印刷由于在印刷中不可預(yù)料的未知因素而導(dǎo)致印刷點的所述幾何特性的所稱不可預(yù)料的“印刷”變化(點對點)，不可預(yù)料的印刷變化的平均量與所述拷貝的不可預(yù)料的變化的平均最小量為相同的量級；和
[0093]確定表示不可預(yù)料的印刷變化的物理量的步驟。
[0094]值得注意的是，確定物理量的步驟可在印刷步驟之前，如在根據(jù)本發(fā)明第五方案的過程中，或者考慮到印刷步驟的特征化而可在印刷樣品的步驟之后。
[0095]根據(jù)第七方案，本發(fā)明設(shè)想一種保護文件的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括:
[0096]將點分布印刷在所述文件上的裝置，所述印刷由于在印刷中不可預(yù)料的未知因素而導(dǎo)致印刷點的至少一種幾何特性的不可預(yù)料的變化(點對點)；和
[0097]生成所述點分布的裝置，所述點分布在印刷之前被設(shè)計成生成所述點分布，使得:
[0098]所述點分布的至少一半不與所述點分布的所述點分布的四個其他點側(cè)向并置，和
[0099]所述點分布的點的至少一部分的至少一種尺度與所述不可預(yù)料的變化的絕對值的平均值具有相同的量級。
[0100]根據(jù)第八方案，本發(fā)明設(shè)想一種針對防拷貝而保護文件的設(shè)備，其中，由于在拷貝中不可預(yù)料的未知因素而導(dǎo)致印刷點的至少一種幾何特性點對點的所稱不可預(yù)料的“拷貝”變化，其特征在于，該設(shè)備包括:
[0101]將點分布印刷在所述文件上的裝置，所述印刷由于在印刷中不可預(yù)料的未知因素而導(dǎo)致印刷點的所述幾何特性的點對點的所稱不可預(yù)料的“印刷”變化，不可預(yù)料的印刷變化的平均量與所述拷貝的不可預(yù)料的變化的平均最小量為相同的量級；和
[0102]確定表示不可預(yù)料的印刷變化的物理量的裝置。
[0103]根據(jù)第九方案，本發(fā)明設(shè)想一種讀取在文件上點分布的方法，其特征在于，該過程包括:
[0104]捕獲所述點分布的影像的步驟，
[0105]確定表示所述分布的點的幾何變化的物理量的步驟，
[0106]根據(jù)所述物理量而確定所述點分布的真實性的步驟。
[0107]根據(jù)第十方案，本發(fā)明設(shè)想一種讀取在文件上點分布的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括:
[0108]捕獲所述點分布的影像的裝置，
[0109]確定表示所述分布的點的幾何變化的物理量的裝置，
[0110]根據(jù)所述物理量而確定所述點分布的真實性的裝置。
[0111]根據(jù)第十一方案，本發(fā)明設(shè)想一種可加載到電腦系統(tǒng)中的程序，所述程序包含指令，所述指令允許應(yīng)用如前簡要描述的根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0112]根據(jù)第十二方案，本發(fā)明設(shè)想一種數(shù)據(jù)載體，其可通過電腦或微處理器讀取、可移除或不可移除、并保存有電腦程序指令，其特征在于，該數(shù)據(jù)載體允許應(yīng)用如前簡要描述的根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0113]由于這種保護過程、這些保護設(shè)備、用于讀取的這種過程和這些設(shè)備、這種電腦程序和這種數(shù)據(jù)載體的特定特征、優(yōu)點和目的均類似于如前簡要描述的保護過程的特定特征、優(yōu)點和目的，因而這些描述在此不再重述。
[0114]本發(fā)明及其相應(yīng)的基本的、優(yōu)選的和/或特定的特性的不同方面，目的在于組合為用于保護文件的單一過程或設(shè)備。以這種方式，本發(fā)明每一方案的具體特征構(gòu)成本發(fā)明其他方案的具體特征。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0115]通過以下參見包括在附錄中的附圖而進行的描述，本發(fā)明的其他優(yōu)點、目的和特性將變得明顯，這些描述絕不是用于限制本發(fā)明，其中:
[0116]圖1表示放大了約20倍的數(shù)字標(biāo)記，
[0117]圖2表示圖1中所示標(biāo)記在印刷后的放大圖，
[0118]圖3表示圖2中所示印刷后的標(biāo)記的影印放大圖，
[0119]圖4顯示出圖2中所示印刷后的標(biāo)記的高質(zhì)量拷貝的放大圖，
[0120]圖5表示在V⑶？的放大圖，在這種情況下的可變特性為點高度，
[0121]圖6表示圖5所示V⑶？的一部分在印刷后的約200倍的放大圖，
[0122]圖7顯示出在印刷后具有不變點尺寸的單一 V⑶？的兩個放大的印刷品，
[0123]圖8表示在其中心包括V⑶？的被保護信息矩陣的放大圖，
[0124]圖9表示被V⑶？包圍的被保護信息矩陣的放大圖，
[0125]圖10表示V⑶？的放大圖，其四個角通過被四個接近點包圍的點構(gòu)成，
[0126]圖11表示V⑶？的放大圖，在其四側(cè)上具有成行的點，
[0127]圖12表示采用格陣形式的V⑶？的一部分的放大圖，
[0128]圖13表示圖12中所示V⑶？的二維傅里葉變換的絕對值，
[0129]圖14表示V⑶？的細節(jié)的放大圖，其表示編碼信息項，
[0130]圖15示意性表示根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的特定實施例，
[0131]圖16八至20以邏輯示意圖的形式表示用于根據(jù)本發(fā)明的方法的各方案的特定實施例中的步驟，
[0132]圖21表示高密度V⑶？的放大部分，
[0133]圖22表示點尺度梯度V⑶？的放大部分，
[0134]圖23以邏輯示意圖的形式表示用于根據(jù)本發(fā)明的方法的特定實施例中的步驟，
[0135]圖24以放大圖方式表示用于根據(jù)本發(fā)明的方法的特定實施例中的數(shù)字識別符圖樣，
[0136]圖25表示圖24所示數(shù)字識別符圖樣在第一系列印刷中被印刷在物品上之后的放大圖，
[0137]圖26表示圖24所示數(shù)字識別符圖樣在第二系列印刷中被印刷在物品上之后的放大圖，
[0138]圖27表示從圖25和26中所示印刷后的識別符圖樣中的一種捕獲的圖像的離散余弦變換，
[0139]圖28八至28(:以邏輯示意圖的形式表示用于根據(jù)本發(fā)明的方法的特定實施例中的步驟，和
[0140]圖29用于根據(jù)本發(fā)明的方法的特定實施例中的兩組識別符圖樣的得分的分布。

【具體實施方式】
[0141]在給出本發(fā)明各具體實施例的細節(jié)之前，以下給出將在描述中所使用的限定。
[0142]“信息矩陣”:這是一種消息的機器可讀的物理表示法，通常附在固體表面上(不同于修正被印刷的圖案的像素值的水印或數(shù)字水印)。信息矩陣定義例如包括20條形碼，一維條形碼和其他介入較少的表示信息的方式，例如“數(shù)據(jù)紋路”(數(shù)據(jù)標(biāo)記)；
[0143]“文件”:這是承載信息矩陣的任意(物理)物品。
[0144]“標(biāo)記”或“印刷”:通過從數(shù)字影像(包括信息矩陣、文件等)至其在實體世界中的表不物的任何方法，這種表不物通常形成在一表面上:這包括但不僅限于:噴墨、激光、平版和熱印刷，以及壓紋、激光雕刻和全息圖像形成。也可包括更復(fù)雜的過程，例如模制，其中，數(shù)字影像首先被雕刻在模具中，然后模制在每一物品中。注意到的是，“模制”影像可被認為具有在實體世界中的三維，即使其數(shù)字表示物包括二維也是如此。還值得注意的是，所提及的許多方法包括許多變化，例如，標(biāo)準(zhǔn)平版印刷(不同于“電腦至板”平版印刷)包括膜的形成，所述膜用于形成板，所述板用于印刷。其他的過程還允許通過使用可見光頻譜之外的頻率或通過記下表面內(nèi)的信息等而在不可見范圍中印刷信息項。
[0145]“識別符圖樣”或“I？”:由(數(shù)字)源影像印刷的影像，其被設(shè)計和印刷而使得所述源影像的每一印刷品能夠被高幾率地識別。
[0146]“特征特性”:識別符圖樣的特征物理屬性，允許其區(qū)別于來自相同的源影像的任何其他印刷品。
[0147]“識別特征”:測得的所有特性值，以允許識別符圖樣被表示和與其他識別符圖樣表示物比較。
[0148]“捕獲”:獲得實體世界的數(shù)字表示物的任何方法，包括:包含信息矩陣的物理文件的數(shù)字表示物。
[0149]“單元”:這是乂⑶？的規(guī)則區(qū)域，通常為方形或甚至正方形，其中存在至多為預(yù)定數(shù)量的點，該預(yù)定數(shù)量通常等于1，但在所指的變例中有所不同。
[0150]“生成像素”:被認為用于生成V⑶？的最小區(qū)域。
[0151]“點”:極小尺寸的印刷基本區(qū)域，其可變，并與背景形成對照，所述點通常為一個或多個生成像素的表示物。
[0152]“捕獲像素”或“影像像素”:其影像對應(yīng)于影像傳感器的感光基本點或像素的區(qū)域。
[0153]“量級”:如果八的值在8的值的十分之一至十倍之間，則物理量八與物理量8具有相同的量級。
[0154]在以下參照圖24至29描述的本發(fā)明的實施例中，采用以下步驟:
[0155]步驟701至703，數(shù)字化設(shè)計識別符圖樣；
[0156]步驟711至715，計算識別符圖樣的識別標(biāo)志(根據(jù)另外描述的方法之一)；
[0157]步驟720至726，優(yōu)化識別符圖樣的印刷；
[0158]步驟731至734，存儲和表示文件的識別標(biāo)志或特征特性；
[0159]步驟741至749，通過使用數(shù)據(jù)庫而確定識別標(biāo)志；
[0160]步驟751至756，在不使用數(shù)據(jù)庫的情況下檢查識別標(biāo)志；
[0161]步驟761至763，識別符圖樣和數(shù)字驗證碼的組合使用；和
[0162]步驟771至780，保護文件。
[0163]對于數(shù)字化設(shè)計識別符圖樣和確定識別符圖樣的印刷參數(shù)而言，在本發(fā)明的特定具體特性的原值下，已發(fā)現(xiàn)，如果將被保護信息矩陣的單一源影像印刷多次，則這將受到影響，即，在每次印刷是出現(xiàn)不同誤差。對于拷貝檢測圖樣而言，也已經(jīng)注意到相同的影響。更常見地，已經(jīng)注意到的是，對于具有足夠密度的任何影像而言，1)印刷影像將導(dǎo)致其退化，和2)這將由于在每次印刷時的不同退化而受到影響。
[0164]為了更精確，這種現(xiàn)象不僅限于數(shù)字驗證碼。實際上，無論數(shù)字影像的密度如何，如果在印刷中采用隨機處理，則每一印刷品將不同于所有其他印刷品。只是對于低密度影像而言，這種差異的數(shù)量和重要性顯著減少。因此，需要高得多的捕獲分辨率以捕獲差異，這種差異有時是細微的。與此不同的是，對于通過適合分辨率而印刷的數(shù)字驗證碼而言，不需要使用特別高的捕獲分辨率(每英寸1200點的掃描儀顯示是足夠的)。此外，由于這種差異非常顯著，因而特征特性的提取不必利用極高精度進行，這對于讀取算法的成本和穩(wěn)定性而言是有利的。
[0165]識別符圖樣是被設(shè)計和印刷以使單一源識別符圖樣的各印刷品之間的差異最大化的影像。優(yōu)選地，這些影像以偽隨機方式設(shè)計(例如通過一個或多個密碼鑰匙)，不過其也可為完全隨機的(其不同在于，在第二種情況下，不存在密碼鑰匙或者未保留密碼鑰匙不過，應(yīng)注意的是，在理論上在不損害安全性的情況下可獲悉原數(shù)字識別符圖樣:實際上，僅有記錄在數(shù)據(jù)庫中的識別符圖樣(具有其印記)是合法的，而且在理論上，不可能控制印刷中的預(yù)料之外的未知物。因此，原影像的擁有不會為偽造者提供任何實際利益，這是識別符圖樣的基于安全性的另一個優(yōu)點。
[0166]由于退化在本質(zhì)上是隨機的并且對于單一源影像的每一印刷品產(chǎn)生不同的結(jié)果，因而識別符圖樣的每一印刷品具有不能復(fù)制或傳輸?shù)奶卣魈匦?。因此，單一識別符圖樣的每一印刷品不同于所有其他印刷品，并因而本身具有明確識別方式。因此，識別符圖樣的識別標(biāo)志可被計算出并以不同方式使用以提高包含識別符圖樣的文件的安全性，特別是在識別和檢查模式中。
[0167]識別符圖樣可為簡單的方形，并可由邊框包圍而使對其的檢測更容易，不過也可具有特定形狀，例如標(biāo)識等。不過，方形形狀對于以下方面顯示出具有優(yōu)點:讀取(其可被容易地識別)和其與一維或二維條形碼之類的數(shù)字驗證碼或其他碼的常用形狀的兼容性。
[0168]以下描述用于設(shè)計識別符圖樣的算法:
[0169]在步驟701中，接收密碼鑰匙，例如32字節(jié)(256比特)序列；
[0170]在步驟702中，通過使用遞歸密碼鑰匙或哈希函數(shù)，算法通過密碼鑰匙被初始化，并產(chǎn)生所需的隨機比特數(shù)。例如，對于10000像素黑白識別符圖樣(每像素1比特)而言，需要10000比特；對于灰度識別符圖樣需要8倍多(各灰度是等概率的)。假定使用3撤-1哈希函數(shù)(256比特的輸入和輸出)，則必須調(diào)用40次(每一像素1比特)或略少于320次(每一像素8比特)，以獲得必需的比特(由于40X 256彡10，000或320X 256彡80，000)。讀取器可以利用“聯(lián)邦信息處理標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫)和仙3( “高級加密標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫)標(biāo)準(zhǔn)；和
[0171]在步驟703中，比特被組成影像，例如具有100X100點，其可以通過邊框完成。
[0172]圖24顯示出在印刷前這樣的識別符圖樣。圖25和26顯示出圖24中所示識別符圖樣的兩種不同識別標(biāo)志。
[0173]數(shù)字驗證碼的功能可與識別符圖樣的功能進行組合，這是因為，數(shù)字驗證碼的設(shè)計和印刷特性接近于識別符圖樣所需要的設(shè)計和印刷特性。例如，需要密碼鑰匙的拷貝檢測圖樣的設(shè)計算法類似于前述的算法，不過所尋求的結(jié)果截然不同。對于被保護信息矩陣的設(shè)計算法而言，其需要一個或多個密碼鑰匙并需要一個或多個消息。不過，其結(jié)果是類似的，即，具有偽隨機值的影像。
[0174]如將在下文中所示，最終，對于識別符圖樣的理想印刷條件接近于對于數(shù)字驗證碼的理想印刷條件。因此，對于設(shè)計和印刷結(jié)果而言，可以將數(shù)字驗證碼的功能與識別符圖樣的功能進行組合。
[0175]對于提取方法和當(dāng)檢查文件時對識別符圖樣的識別標(biāo)志的比較方法，首先，在下文中描述普通的提取和比較方法，其包括提取所捕獲識別符圖樣的成組的點的值:
[0176]在步驟711中，確定識別符圖樣在被印刷文件的影像中的位置。例如，對于方形性狀的識別符圖樣而言，可提取識別符圖樣的四邊的位置(高度，寬度)。
[0177]在步驟712中，對于將被提取的給定數(shù)量的點而言，確定其在影像中的位置，并提取這些點的每個點的值。例如，水平256點和豎直256點，總數(shù)為2562，如果例如此后使用
'(快速傅里葉變換)或0(:1'(離散余弦變換)，則對應(yīng)于自乘2次冪的點數(shù)量是有利的。點的位置可通過使用在現(xiàn)有技術(shù)中已知的標(biāo)準(zhǔn)幾何技術(shù)確定:例如，確定基準(zhǔn)點位置(例如，如果識別符圖樣為方形，則基準(zhǔn)點位置為其四邊)，然后通過假定被捕獲影像已經(jīng)經(jīng)歷了仿射變換或透視變換而確定點的位置。所述值通常例如在0至255的范圍，且被捕獲影像也是如此。由于位置可為小數(shù)，因而所述點采用的值可為“最近鄰點”的值，這種方法不很昂貴但不是很準(zhǔn)確。也可使用插值算法:雙三次插值、雙線性插值，等等，其中成本隨所需精度提高而增加。其結(jié)果為整數(shù)(最近鄰點)或浮點(插值)值的256X256矩陣。
[0178]在步驟713中，計算出矩陣的二維離散余弦變換。離散余弦變換是有利的，這是因為這樣可在少量內(nèi)容上顯著地壓縮信號能量。
[0179]在步驟714中，選擇給定數(shù)量的系數(shù)，例如，10X10最低頻率系數(shù)，并可估計常量系數(shù)，其已知被稱為在位置(0,0)處的“IX:”系數(shù)。
[0180]在步驟715中，各系數(shù)被重新排序成矢量，以構(gòu)成被保護信息矩陣的識別標(biāo)志。
[0181]值得注意的是，上述方法不采用任何密級，并因而為計算出識別標(biāo)志的任何人提供許可。這在被認為不存在安全風(fēng)險的某些情況下可能是所希望的。與此不同的是，在其他情況下所希望的是，僅有被授權(quán)人員能夠計算出識別標(biāo)志。為此，使用密碼鑰匙，密碼鑰匙被保密且可以確定構(gòu)成識別標(biāo)志的系數(shù)。這種密碼鑰匙僅透露給被授權(quán)重構(gòu)印記的人員或組織。本領(lǐng)域技術(shù)人員可使用現(xiàn)有技術(shù)選擇密碼鑰匙中的系數(shù)，通常采用哈希算法或加密算法。
[0182]然后，對應(yīng)于分別捕獲的兩種識別標(biāo)志可通過多種方式比較，以獲得相似度的測量值或反之獲得差別度的測量值。通過測量例如兩種識別標(biāo)志之間的相關(guān)系數(shù)，獲得相似度的測量值，這將在下文中被稱為“得分”。
[0183]為了使這種提取特征特性的方法生效，生成100乂 100像素的識別符圖樣，并且將其在每英寸600點的印刷機上印刷100次。每英寸1200點的“平板”掃描儀用于執(zhí)行對于每一印刷識別符圖樣的三次捕獲。然后，對于每完成300次捕獲計算出識別標(biāo)志。然后，對于每44850對識別標(biāo)志測量得分(數(shù)量計算如下:300 X (300 一 1)/2).,這些44850對識別標(biāo)志被分為兩組:
[0184]一組八，具有對應(yīng)于相同印刷識別符圖樣的不同捕獲的600對識別標(biāo)志，和
[0185]一組8，具有對應(yīng)于不同印刷識別符圖樣的捕獲的44250對識別標(biāo)志。
[0186]組八的得分在0.975至0.998之間，組8的得分在0.693至0.954之間。圖29顯示出組八和組8的得分的分布?；谶@些得分，在兩組所述對之間不可能混淆。因此，通過使用上述對識別標(biāo)志計算方法，可以毫無疑問地確定所述100個印刷品是捕獲影像的源。
[0187]測量“識別標(biāo)志分離度”，其中包括計算組六和組8的得分的平均值(在此分別為0.992和0.863)之差，并通過組八的得分的標(biāo)準(zhǔn)差(在此為0.005)使其標(biāo)準(zhǔn)化。獲得的值為25.8。如在下文中所見，這一指數(shù)用于確定可給出最佳結(jié)果的印刷和設(shè)計參數(shù)。
[0188]以下描述涉及被保護信息矩陣的提取識別標(biāo)志的第二種方法。此方法特別應(yīng)用于識別符圖樣也具有被保護信息矩陣功能的情況。其中說明了如何提取被捕獲的被保護信息矩陣的雜混消息。這種雜混消息具有非零誤差率，且誤差的結(jié)構(gòu)被用作識別標(biāo)志。
[0189]這種方法的優(yōu)點在于，其可使用被設(shè)計以讀取被保護信息矩陣的軟件。這使得所需的計算成本最小化。
[0190]不過，被保護信息矩陣的精確讀取需要鑰匙，用于在必要時生成用于校準(zhǔn)的塊。在所有情況下均不必透露此鑰匙。此外，盡可能消除了針對每一印刷品的特定的內(nèi)部校準(zhǔn)變化。這不是必須實現(xiàn)的，這是因為這些變化在區(qū)分被保護信息矩陣的不同印刷品時具有作用。
[0191]關(guān)于用于生成和印刷識別符圖樣的最優(yōu)參數(shù)的確定方法，存在著最優(yōu)退化水平，其使得單一源識別符圖樣的不同印刷品能夠被盡可能容易地分離。這樣，如果在印刷上的退化水平很低，例如為1%或2% (1%或2%的識別符圖樣的單元或像素在完美捕獲時被錯誤讀取)，則單一識別符圖樣的不同印刷品相互極為接近且難以對其進行可靠地識別，除非具有非常精確的捕獲和/或具有非常精確的分析算法。類似地，當(dāng)退化水平很高時，例如為45%或50% (45%或50%的識別符圖樣的單元或像素在完美捕獲時被錯誤讀取，50%意味著在矩陣讀取與源矩陣之間沒有統(tǒng)計相關(guān)性)時，印刷的識別符圖樣相互之間幾乎不易區(qū)另I」。事實上，最優(yōu)退化水平接近于25%，且如果應(yīng)用條件允許，則優(yōu)選地接近于這一水平。實際上，對于25%的退化而言，假定印刷變化以及退化在自然概率下進行，則對于印刷識別符圖樣的每一點而言，該印刷識別符圖樣不同于其他印刷識別符圖樣的概率最大化。
[0192]用于優(yōu)化印刷參數(shù)的可能方法描述如下:
[0193]在步驟720中，接收可用于識別符圖樣的表面積，例如測量為1/6英寸的正方形。
[0194]在步驟721中，多個識別符圖樣數(shù)字影像以不同數(shù)字尺寸生成，其對應(yīng)于各種可能的印刷分辨率，例如，一個每英寸400點的66X66像素的識別符圖樣，一個每英寸600點的100X100像素的識別符圖樣，一個每英寸800點的133X 133像素的識別符圖樣，一個每英寸1200點的200X200像素的識別符圖樣。
[0195]在步驟722中，具有不同數(shù)字尺寸的識別符圖樣的每一個被印刷多次，例如100次，其中采用適合的分辨率而使得印刷品的尺度對應(yīng)于可用表面積。
[0196]在步驟723中，對于每一類型，印刷識別符圖樣的每一個被捕獲多次，例如3次。
[0197]在步驟724中，計算每一識別符圖樣的識別標(biāo)志。
[0198]在步驟725中，對于具有相同印刷分辨率的被捕獲識別符圖樣的所有對計算相似度得分。
[0199]在步驟726中，延用上文中提及的在普通識別標(biāo)志提取方法的檢測中所述的方法，對于每一印刷分辨率測量“識別標(biāo)志分離度”，并選擇可給出此識別標(biāo)志分離度的最大值的印刷分辨率。
[0200]在一變例中，多個被保護信息矩陣以不同印刷分辨率被印刷，并確定導(dǎo)致25%誤差率的印刷分辨率，如通過另行描述的算法之一計算而得。
[0201]在一變例中，選擇印刷分辨率，使得當(dāng)比較對應(yīng)于相同印刷品的識別標(biāo)志時計算出的得分的最低值與當(dāng)比較對應(yīng)于不同印刷品的識別標(biāo)志時計算出的得分最高值之差最大。
[0202]關(guān)于特性的表示和存儲方法，有利的是，盡可能減少印記數(shù)據(jù)量。在識別的情況下，這包括將一識別標(biāo)志與存儲在數(shù)據(jù)庫中的極大量識別標(biāo)志進行比較，這是高代價的。通過減小將被比較的識別標(biāo)志的尺寸、特別是通過避免使用浮點數(shù)，這種成本被減小。
[0203]考慮普通識別標(biāo)志提取方法的情況。從被捕獲識別符圖樣提取的初始數(shù)據(jù)矢量為被提取值的256X256矩陣，而且其通過離散余弦變換的表示物在選擇系數(shù)之后具有10X10的值。有利的是，通過每一值1字節(jié)而表示值矩陣，即，100字節(jié)。
[0204]在步驟727中，至少一個物品通過識別符圖樣被印刷，以產(chǎn)生被保護文件。
[0205]另一方面，離散余弦變換的系數(shù)可為正或負，且在理論上并不是有限的。為了通過固定量的信息表示這樣的值，所述值必須被量化，從而以二進制值被表示?？赡艿姆绞饺缦?
[0206]在步驟731中，對每一系數(shù)預(yù)先確定最小值和最大值。通常，最小值和最大值具有相同的絕對值。
[0207]在步驟732中，確定允許每一值被表示的比特或字節(jié)數(shù)。
[0208]在標(biāo)準(zhǔn)化步驟733中，對于離散余弦變換的每一系數(shù)，減去最小值，并然后將余數(shù)除以最大值。
[0209]在步驟734中，如果1字節(jié)可用于每一值，則將結(jié)果乘以被量化數(shù)據(jù)的可能值的數(shù)，即，256。結(jié)果的整數(shù)值與原來的被量化值進行比較。
[0210]在一變例中，量化步驟被優(yōu)化，以使量化誤差最小化。
[0211]關(guān)于通過數(shù)據(jù)庫進行的識別方法，在識別的情況下，識別符圖樣必須與數(shù)據(jù)庫的識別符圖樣中的每一個進行比較，以確定其是否對應(yīng)于數(shù)據(jù)庫識別符圖樣中的一個，在這種情況下，識別符圖樣被認為是有效的，而且可重新得到相關(guān)的跟蹤性信息。否則，識別符圖樣被認定無效。
[0212]在實施例中，采用以下步驟:
[0213]在步驟741中，確定包含在被捕獲影像中的識別符圖樣的識別標(biāo)志。
[0214]在步驟742中，通過存儲在數(shù)據(jù)庫中的每一識別標(biāo)志，計算出所獲得識別標(biāo)志的得分或相似度。
[0215]在步驟743中，確定獲得的最大相似度。
[0216]在步驟744中，如果最大相似度大于閾值，則識別符圖樣被認定有效；并在步驟745中，重新得到相關(guān)的跟蹤性信息。
[0217]否則，在步驟746中，識別符圖樣被認定無效。
[0218]在變例中:
[0219]在步驟747中，如果識別符圖樣也具有數(shù)字驗證碼的功能，則提取跟蹤性信息。
[0220]在步驟748中，允許減小搜索范圍跟蹤性信息也可來自另一源，例如，相關(guān)條形碼，來自控制器的信息，等等。
[0221]在步驟749中，此信息用于減小數(shù)據(jù)庫中的搜索范圍。例如，制造訂單信息使其可從對應(yīng)于此制造訂單的識別標(biāo)志子集中預(yù)先選擇將被比較的識別標(biāo)志。
[0222]關(guān)于不使用數(shù)據(jù)庫的檢查方法，這需要預(yù)先計算將被存儲在文件上的識別符圖樣的識別標(biāo)志。例如，在記算每一合法文件的識別標(biāo)志的步驟中，這些均可被指定存儲在數(shù)據(jù)庫中和以被保護方式存儲在文件上。
[0223]將識別標(biāo)志存儲在文件上優(yōu)選地通過可變印刷實現(xiàn)，即，對于各文件截然不同。識別標(biāo)志可存儲在一維或二維條形碼中，或存儲在數(shù)字驗證碼中，這取決于可限制印刷質(zhì)量的印刷方式。
[0224]通常優(yōu)選的是，以被保護的方式存儲識別標(biāo)志，例如，通過使用裝備有密碼加密鑰匙的密碼算法存儲識別標(biāo)志。在這種方式中，避免了偽造者在不必連接到參考數(shù)據(jù)庫的情況下使用非法文件的風(fēng)險。對此可采用以下步驟:
[0225]在步驟751中，確定包含在被捕獲影像中的識別符圖樣的識別標(biāo)志。
[0226]在步驟752中，接收預(yù)先計算出的識別標(biāo)志。
[0227]在步驟753中，通過將所獲得識別標(biāo)志與預(yù)先計算出的識別標(biāo)志進行比較而計算出得分或相似度。
[0228]在步驟754中，如果最大相似度大于閾值，則識別符圖樣被認定有效。
[0229]否則，在步驟756中，識別符圖樣被認定無效。
[0230]關(guān)于識別符圖樣與數(shù)字驗證碼功能的組合使用，現(xiàn)有技術(shù)的方法是，利用在不使用數(shù)據(jù)庫時無法說明的特性以獨特方式使文件特征化。另一方面，雖然識別符圖樣可簡單地為不具有意義的影像，不過如前所述，識別符圖樣也可為包含其他功能的影像。特別地，識別符圖樣可為數(shù)字驗證碼，在這種情況下，其可包括被保護信息(對其的讀取需要一個或多個鑰匙或，其可具有驗證性能(以使原件區(qū)別于拷貝)。
[0231]識別符圖樣的識別標(biāo)志可被設(shè)計為足夠精確以識別文件，但又不足夠精確，因而不能被復(fù)制。實際上，考慮確定識別標(biāo)志的普通方法，其中，基于100低頻0(:1'系數(shù)，可通過每一識別標(biāo)志1字節(jié)表示。在理論上，只要能夠，任何人均可提取這些系數(shù)，并通過倒轉(zhuǎn)這些系數(shù)而形成相同尺度的影像作為識別符圖樣。應(yīng)理解的是，這一影像顯著不同于印刷的識別符圖樣。然而，通過將來自倒轉(zhuǎn)影像捕獲計算出的識別標(biāo)志與原識別標(biāo)志比較而獲得的得分為0.952。此得分雖然低于通過將相同印刷識別符圖樣的識別標(biāo)志進行比較而獲得的所有得分，但其顯著高于通過將不同印刷識別符圖樣的識別標(biāo)志進行比較而獲得的得分。因此，存在的風(fēng)險是，偽造者試圖復(fù)制合法識別符圖樣的識別標(biāo)志。
[0232]更好的影像捕獲和/或更精細的影像捕獲將可降低甚至消除這種假冒行為的風(fēng)險。不過，這種可能并非總是存在。在這種情況下，如果識別符圖樣也為數(shù)字驗證碼，則有利的是，通過采用以下步驟而同時使用其驗證性能:
[0233]在步驟761中，識別或檢查識別符圖樣。
[0234]在步驟762中，接收用于驗證數(shù)字驗證碼的一個或多個鑰匙。
[0235]在步驟763中，確定數(shù)字驗證碼對應(yīng)于原件還是拷貝。
[0236]數(shù)字驗證碼通?；趯截惒襟E中的拷貝敏感一個或多個物理防拷貝特性的退化。
[0237]這樣，數(shù)字水印在拷貝中具有較低能量水平，或者甚至在對拷貝不很敏感的水印與對拷貝特別敏感的水印之間具有不同的能量水平比率。在空間標(biāo)記技術(shù)的情況中，類似地，注意到了對于拷貝的較低能量水平。對于拷貝檢測圖樣而言，基于影像比較，計算在原拷貝檢測圖樣與被捕獲的拷貝檢測圖樣之間的相似度(或不相似度)指數(shù)；如果后者是拷貝，則其相似度指數(shù)將較低。最后，對于被保護信息矩陣，對于從矩陣提取的編碼消息測量誤差率進行測量；對于拷貝，此誤差率將較高(注意到的是，由于編碼消息的冗余性，被發(fā)送的消息通常被無誤差地解碼)。
[0238]值得注意的是，對于這些方法中的每一方法，測量的一個或多個值通常是連續(xù)的且不會明確指定文件(原件或拷貝)的性質(zhì)。必須采用使原件區(qū)別于拷貝的預(yù)定準(zhǔn)則，例如，通過將所獲得的一個或多個值與一個或多個“閾值”比較以確定測得的一個或多個值是否對應(yīng)于“拷貝”或“原件”。
[0239]關(guān)于基于識別符圖樣而保護文件的過程的實施例，可以采用以下步驟:
[0240]在步驟771中，知識產(chǎn)權(quán)擁有者授權(quán)許可加工者生產(chǎn)特定數(shù)量的文件。
[0241]在步驟772中，知識產(chǎn)權(quán)擁有者向加工者發(fā)送一個或多個識別符圖樣，識別符圖樣可具有數(shù)字驗證碼功能，并采用數(shù)字影像形式以被印刷在文件上。識別符圖樣可為數(shù)字文件設(shè)計的一部分，或分別發(fā)送。在一變例中，加工者從由知識產(chǎn)權(quán)持有者授權(quán)的第三方接收識別符圖樣。
[0242]在步驟773中，加工者印刷指定數(shù)量的文件，其中每一文件上具有指定的識別符圖樣。
[0243]在步驟774中，指定數(shù)量的印刷文件被發(fā)送給知識產(chǎn)權(quán)持有者。在一變例中，指定數(shù)量的印刷文件在步驟774中由加工者直接加工，如在各變例中所述。
[0244]在步驟775中，知識產(chǎn)權(quán)擁有者/組裝者組裝加工完的產(chǎn)品(其可包含多個文件
[0245]在步驟776中，捕獲一個或多個識別符圖樣的一個或多個影像。在理論上，這一過程自動執(zhí)行，例如，在傳送帶上移動的產(chǎn)品在工業(yè)相機鏡頭下面。該工業(yè)相機被自動觸發(fā)或通過來自傳感器的外來致動被觸發(fā)。
[0246]在步驟777中，每一被捕獲的識別符圖樣的影像被存儲在具有相關(guān)信息(制造訂單，日期，等等)的數(shù)據(jù)庫中。
[0247]在步驟778中，對每一被捕獲的識別符圖樣影像，實時地或延遲地計算出一個或多個識別標(biāo)志。
[0248]在步驟779中，其目的可為在檢查模式下(沒有數(shù)據(jù)庫連接)使用識別符圖樣，識別標(biāo)志中的一個，通常為占據(jù)最少數(shù)據(jù)量的一個，被量化和/或被壓縮以獲得其壓密圖像。生成信息矩陣(數(shù)據(jù)矩陣，條形碼，被保護信息矩陣3頂，等等)，優(yōu)選地為借助鑰匙而實現(xiàn)保護的信息矩陣，其包含識別標(biāo)志的圖像。信息矩陣被印刷在包含識別符圖樣的文件上。
[0249]在步驟780中，如果必要，則該組計算出的識別標(biāo)志通過安全鏈接被發(fā)送到中心服務(wù)器，在中心服務(wù)器上，監(jiān)察員連線以檢查識別標(biāo)志的有效性。
[0250]在變例中:
[0251]識別符圖樣影像被捕獲的地點可位于印刷機或處理機處，其優(yōu)點在于，其可集成在生產(chǎn)中，而其缺點在于，其處于暴露區(qū)域中。用于計算和/或存儲識別標(biāo)志的機器可受到保護；和/或
[0252]所述地點可位于由知識產(chǎn)權(quán)擁有者授權(quán)的第三方處，通常與所用識別符圖樣的供應(yīng)者之處相同。
[0253]圖23顯示出:
[0254]步驟605:確定表示與將被驗證的物品相關(guān)的信息項的點矩陣。
[0255]步驟610:將標(biāo)記附到所述物品上，其方式使得所附的標(biāo)記由于在標(biāo)記步驟中所采用方式的物理特性而呈現(xiàn)出不可預(yù)料的誤差。
[0256]步驟615:捕獲所述標(biāo)記的影像。
[0257]步驟620:通過處理所述影像而確定所述不可預(yù)料的誤差的物理特性。
[0258]步驟625:存儲用于表示不可預(yù)料的誤差的物理特性的信息項。
[0259]加固標(biāo)記步驟630:其中，承載與不可預(yù)料的誤差的物理特性相關(guān)信息的加固標(biāo)記被附到所述物品。
[0260]在步驟605中，確定信息矩陣，例如，采用區(qū)域矩陣形式的信息矩陣，每一區(qū)域承載幾百點而且每一區(qū)域表示二進制信息項。與產(chǎn)品相關(guān)的信息項例如為其制造商的名稱、產(chǎn)品制造訂單和丨或制造日期。
[0261]在步驟610中，附上由點矩陣形成的標(biāo)記，其分辨率使得標(biāo)記點與原點矩陣相比至少存在2%的誤差。例如，使用印刷機的最大分辨率。此分辨率的作用是，具體而言，使得拷貝物品，例如通過光學(xué)或照相過程拷貝物品，必需拷貝標(biāo)記，因而與原標(biāo)記相比，在所拷貝標(biāo)記中的誤差水平至少增加50%。
[0262]在步驟620中，確定所述標(biāo)記中所述誤差的分布，作為不可預(yù)料的誤差的物理特性。例如，確定從標(biāo)記中心到標(biāo)記所承載誤差的質(zhì)心的矢量，然后根據(jù)其位置為誤差分配加權(quán)，并確定從標(biāo)記中心到誤差質(zhì)心的新的矢量，如此等等。
[0263]在步驟630中，加固標(biāo)記例如是一維或二維條形碼或數(shù)據(jù)矩陣，已知被稱為數(shù)據(jù)矩陣(被注冊商標(biāo)由于此第二標(biāo)記是加固標(biāo)記，因而其可阻止暴力拷貝，并能夠使物品被識別。優(yōu)選地，在步驟630中，采用不可預(yù)料的誤差的物理特性的密碼鑰匙，優(yōu)選地為公共密碼鑰匙。
[0264]由于采用本發(fā)明，因此，即使在許多物品上采用無修改的相同的標(biāo)記方法，例如通過蝕刻或印刷進行標(biāo)記，不過標(biāo)記誤差的物理特性為每一標(biāo)記以及每一相關(guān)物品提供特征識別。
[0265]當(dāng)通過標(biāo)記物品執(zhí)行新的影像捕獲且進行新的影像處理時，這種影像處理的結(jié)果可與所記憶的信息進行比較以重新得到物品的識別。
[0266]誤差量很重要，其允許標(biāo)記和物品被特征識別。
[0267]讀取與承載有標(biāo)記的物品相關(guān)的數(shù)據(jù)，提供了獲得誤差物理特性數(shù)據(jù)庫的原件和/或手段。
[0268]無論所述標(biāo)記的新影像被捕獲的狀況如何，能夠重新得到誤差分布特性。
[0269]對于應(yīng)用本發(fā)明的特定實施例，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，特定印刷特性可以使原件非常有效地區(qū)別于拷貝。具體而言，標(biāo)記點的精確位置或形狀的尺度或“尺寸”變化可被測量并集成于使原件區(qū)別于拷貝的度量中。值得注意的是，將被印刷的影像中的顏色水平(或灰度)的變化由于篩分而相當(dāng)于在形狀或尺度上的變化。前述的數(shù)字驗證碼不是被設(shè)計用于精確測量這些特性。相反地，所有已知類型的數(shù)字驗證碼由于在印刷中不可預(yù)料的未知因素所致的位置變化而使性能破壞，這些變化對所采用的測量是破壞性。最好使用方法以嘗試消除這種變化。而且，數(shù)字水印和八131被設(shè)計用于可測量信號(例如，能量)的總體特性，這些總體特性對于區(qū)分原件與拷貝而言不很精確。
[0270]圖1顯示出數(shù)字標(biāo)記105，其包括被黑邊框115包圍的具有隨機位置的一組點110。注意到的是，在此原標(biāo)記中的點110均具有相同尺寸，即，在600像素/英寸下印刷的影像的1像素。圖2顯示出此數(shù)字標(biāo)記的印刷品120。圖3顯示出此標(biāo)記的影印125。值得注意的是，在影印125中，點110已經(jīng)消失。通過簡單的測量，例如測量仍然存在于標(biāo)記中的點的數(shù)量、其通過電子影像傳感器捕獲到的影像、或與參考標(biāo)記的關(guān)聯(lián)度，易于使原件120區(qū)別于影印125，或稱低質(zhì)量拷貝。
[0271]圖4顯示出高質(zhì)量拷貝130。此拷貝基于利用掃描儀對影像的高質(zhì)量捕獲(通常被稱為“掃描”的捕獲)而被制得，其中對自動檢測的點110使其恢復(fù)到原狀態(tài)(例如，通過使用注冊商標(biāo)為1社1處的軟件系統(tǒng))，假定后者(點100)為黑色且尺寸為1/600英寸?？梢?，存在于圖2中的原件中的所有或大多數(shù)點110存在于圖4中。不幸的是，任何偽造者的任務(wù)由于以下事實而變得更容易:所有點具有相同的原尺寸，不必知曉點的尺寸或灰度的測量值，所述點可簡單地通過其原尺寸被重構(gòu)(原尺寸是固定的，因而易于在大規(guī)模上確定)
[0272]優(yōu)選地，通過采用本發(fā)明的特定方案，簡單地計算所存在的點數(shù)不足以使原件區(qū)別于拷貝?；陉P(guān)聯(lián)度或能量水平的方法，例如通過八131使用的方法，對于檢測高質(zhì)量拷貝也是低效的。
[0273]為此目的，在優(yōu)選實施例中，為了拓寬使用點圖樣的機會，確定文件確實性使得特別注意點的幾何特性，這是在局部水平上考慮，而不同于現(xiàn)有技術(shù)的方法。具體而言，點的形狀和/或尺寸的確切位置用于檢測拷貝、存儲信息和/或用于特征表征文件。^⑶?，作為本發(fā)明特定實施例的主體，因而存在特別之處，即，點的確切位置、形狀和丨或尺寸是可變的。優(yōu)選地，為了在此V⑶？中生成點分布，在形成的點中，至少一種幾何特性是可變的，所生成的幾何變化幅度具有所述點的至少一部分的平均尺度的量級。
[0274]以下描述涉及:
[0275]V⑶？數(shù)字設(shè)計方法，
[0276]測量V⑶？幾何特性的方法，
[0277]將測得的V⑶？幾何特性組合到使原V⑶？區(qū)別于拷貝V⑶？的度量中的方法，
[0278]優(yōu)化V⑶？印刷的方法，
[0279]基于V⑶？幾何特性識別V⑶？的方法，
[0280]檢查乂⑶？的方法，
[0281〕 將信息存儲在V⑶？中的方法，和
[0282]保護文件的過程。
[0283]首先，以下描述生成可變特性點圖樣的方法。為了生成V⑶？，在步驟300中，預(yù)先確定用于將^03？印刷在文件上的印刷系統(tǒng)的印刷質(zhì)量。印刷質(zhì)量表示印刷點的至少一種幾何特性的逐點的不可預(yù)料的變化，此變化由于在印刷中不可預(yù)料的未知因素而由印刷所致。
[0284]然后在步驟302中，確定可用于印刷此乂⑶？的表面區(qū)域、印刷系統(tǒng)的分辨率和所需的最大點密度。例如，可用尺寸可為大約1/6 ^1/6英寸，密度為1/100(大約百分之一可被印刷)。最大密度取決于可接受的的能見度，的能見度基于應(yīng)用條件(例如，墨水顏色、介質(zhì)、印刷類型、文件外觀密度可較大，例如可為1/16或1/9，甚至1/4。優(yōu)選地，V⑶？被生成而使得印刷點不“接觸”。
[0285]在特定情況下，可用尺寸可以大得多，例如幾平方英寸。不過，大多數(shù)捕獲方式，例如包括陣列影像傳感器的相機，所提供的捕獲表面區(qū)域不允許此區(qū)域被覆蓋(當(dāng)文件或產(chǎn)品必須“現(xiàn)場”讀取時，平板掃描儀通常不可用在這種情況下，出于安全原因，可“鋪裝”乂⑶？，即，并置相同的乂⑶？或并置不同的乂⑶？。在此后的描述中，分別為相同的或不同的這兩種類型的并置被稱為“鋪裝”。
[0286]假定捕獲工具可在印刷區(qū)域上任意使用，則確保至少一個V⑶？將完全容納在捕獲表面區(qū)域中的最大尺寸等于捕獲表面區(qū)域的最小側(cè)的一半。對于前述的在1220點/英寸(表面區(qū)域為1.33(?^ 10111)下操作點640X480(^0的示例，V⑶？不應(yīng)超過側(cè)邊的
0.5(31110
[0287]V⑶？隨后以這樣的方式生成:
[0288]所述分布的點的至少一半不與所述點分布的四個其他點側(cè)向并置，和
[0289]所述點分布的點的至少一部分的至少一種尺度與所述不可預(yù)料的變化的絕對值的平均值具有相同的量級。
[0290]實際上，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，原件的印刷必須存在這樣的量級比率以獲得對文件的更有效的保護功能(驗證和識別)。
[0291]此外，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在特定實施例中，為了使文件針對拷貝(此拷貝由于在拷貝中不可預(yù)料的未知因素而導(dǎo)致印刷點的所述幾何特性的逐點的所稱的不可預(yù)料的“拷貝”變化)進行保護，優(yōu)選的是，當(dāng)將點分布印刷在文件上時，所述印刷由于在印刷中不可預(yù)料點未知因素而導(dǎo)致印刷點的所述幾何特性的逐點的所稱的不可預(yù)料的“印刷”變化，不可預(yù)料的印刷變化的平均量與所述拷貝的不可預(yù)料的變化的平均最小量具有相同的量級。優(yōu)選地，然后執(zhí)行確定用于表示不可預(yù)料的印刷變化的物理量的步驟，這將參照文件的驗證和識別功能另行描述。
[0292]例如，可使用以每英寸1200點印刷的200 X 200像素的V⑶？，對于1/6英寸的印刷表面區(qū)域，其“點”當(dāng)不可預(yù)料的變化的絕對值的平均值在0.2像素至20像素之間時測得為2X2生成像素。注意到以每英寸600點印刷的100 X 100像素的V⑶？具有1 X 1像素點，可給出與其相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。不過，較高影像分辨率(對于相同的印刷區(qū)域尺寸)允許在改變點的尺寸和/或位置方面具有更多靈活性，如下所述。
[0293]優(yōu)選地，避免重疊的、粘合在一起的或過近的點。為此目的，V⑶？被分為相鄰區(qū)域，例如，對于200X200像素的V⑶？，其分為每區(qū)域20X20像素的10X10區(qū)域。通過在每一區(qū)域的每一邊緣上留下1像素的邊框，18X18像素的區(qū)域可用于所述點。因此，對于區(qū)域中的每一點，存在為其保留的17X 17 = 289個可能位置(所述點采用2X2像素，其最高和最左的點例如可僅采用17個側(cè)位置和17和縱位置)。
[0294]為了安全原因，所希望的是，V⑶？是具有偽隨機性質(zhì)，例如，通過密碼算法生成，其中提供保密碼鑰匙。此鑰匙用作生成偽隨機數(shù)的初始值，此偽隨機數(shù)可由知曉鑰匙的任何人獲得，但使不具有鑰匙的人很難找到。
[0295]如圖16六所示，為了生成V⑶？，執(zhí)行:
[0296]步驟302:接收或確定可用表面區(qū)域、以及印刷系統(tǒng)分辨率和印刷密度。
[0297]步驟304:接收密碼鑰匙，例如32字節(jié)(256比特)序列。
[0298]步驟306:生成二進制值,例如,通過使用遞歸加密或哈希函數(shù)生成，算法通過密碼鑰匙初始化。例如，對于前述的示例，對于所述點存在289個可能位置，因而需要9比特以確定在區(qū)域中為所述點保留的點位置。這樣，需要900比特以確定100點在其相應(yīng)區(qū)域中的位置。假定使用31^-1哈希函數(shù)，則對于256比特輸入和輸出，函數(shù)必須被調(diào)用四次以獲得必要的二進制數(shù)據(jù)。
[0299]步驟308:將點包含到每一單元中并將各單元組裝為影像，在這種情況下，尺寸為200X200像素。例如，在此步驟308中，使用連續(xù)的9比特序列，以確定在每一單元中點的位置。當(dāng)由此序列表示的值大于289，則采用下一序列。否則，所述點被定位在通過此序列識別的位置，例如通過對可能位置的每行中的連續(xù)位置計數(shù)而實現(xiàn)。然后，所述單元被并置，例如，在單元的每行中連續(xù)并置。
[0300]在步驟308之后，在步驟310中，V⑶？被包含到印刷膜中，且印刷文件。
[0301]在變例中，每一點可具有可變尺寸。例如，所述點可具有大于或小于2X2像素的表面區(qū)域。這樣，所述點可具有多種尺寸以提供對于偽造者而言難以復(fù)制的其他幾何特征的測量可能性。例如，所述點可具有兩種可能尺寸，或為如前給出的2X2像素，或為3X3像素，且不相等的豎直尺度和水平尺度也是可以的，例如2X3或3X2。注意到的是，在兩個正方形點的情況下，需要另外的二進制數(shù)據(jù)項以識別所述點的尺寸，此數(shù)據(jù)項被添加到用于識別所述點在區(qū)域中被保留的位置的9個二進制數(shù)據(jù)項中。這樣，每一區(qū)域需要10個二進制數(shù)據(jù)項，而對于100單元需要1000個二進制數(shù)據(jù)項。
[0302]圖5顯示出V⑶？ 135，其具有尺度以偽隨機方式變化的點〈2X2和3X3像素的點)，并顯示出包圍V⑶？ 135的邊框140。圖6顯示出圖5中的V⑶？ 135的印刷結(jié)果145的細節(jié)。
[0303]注意到的是，在變例中，可添加邊框(在這種情況下為140)或者任意形狀以使V⑶？區(qū)域化。例如，同步塊可加到邊框上或加到V⑶？中而處于包含點的區(qū)域的位置。
[0304]關(guān)于V⑶？位置特性的測量，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，雖然包括V⑶？的點可由偽造者通過準(zhǔn)確定性確定和重構(gòu)，但偽造者很難減小關(guān)于所述點的精確位置的不確定性。實際上，當(dāng)印刷乂⑶？時，所述點不必印刷在其確切位置:這種不確定性是由于在印刷中的不可預(yù)料的未知因素所致，而且也是由于從數(shù)字轉(zhuǎn)化為模擬方式所致。實際上，通過在印刷過程中從數(shù)字值轉(zhuǎn)化為模擬值并且之后當(dāng)捕獲影像時再轉(zhuǎn)化為數(shù)字值，所述點的位置存在大約半像素的平均不確定值(分別為印刷和影像捕獲像素)，第二個不確定性由于在印刷中的不可預(yù)料的未知因素而獨立于位置不確定性。注意到的是，根據(jù)印刷方式的穩(wěn)定性，可添加另外的位置不確定性。當(dāng)生產(chǎn)高質(zhì)量拷貝時，另外的重新印刷位置不確定性被添加到已經(jīng)存在的位置不確定性中。這樣，如果被捕獲影像是拷貝而不是原件，則在被捕獲影像中的點位置與此點在原影像中的位置之間的變化的平均值相對較大。
[0305]以下描述用于測量V⑶？幾何位置特性的算法。在步驟320中從包含V⑶？和密碼鑰匙的文件區(qū)域中捕獲的影像用于輸入。在通過實施此算法的步驟的輸出處，獲得乂⑶？點的位置特性的矢量:
[0306]在步驟322中，通過實施V⑶？設(shè)計算法，確定每一點的原位置。
[0307]在步驟324中，確定在被捕獲影像中一組位置基準(zhǔn)形狀的位置，應(yīng)理解的是，V⑶？自身或其一部分可被用作基準(zhǔn)形狀，因為這是已知的。例如，這些基準(zhǔn)單元可為正方形的角、邊的指示物。也可使用用于確定位置的其他已知技術(shù)，例如，自動關(guān)聯(lián)鋪裝影像。
[0308]在步驟326中，根據(jù)基準(zhǔn)形狀，重構(gòu)影像，其具有與原尺寸相同的尺寸或整體上為原尺寸的倍數(shù)。
[0309]在步驟328中，確定點影像必須位于其中的被捕獲的影像中的搜索區(qū)域〔例如，如果乂⑶？以600卯1( “每英寸的像素”的縮寫)印刷，并以1200(^1( “每英寸的點”的縮寫，表示每英寸的捕獲像素)被捕獲，則+/ — 5像素的區(qū)域?qū)?yīng)于原影像中+/ — 2.5像素的區(qū)域〕。相對較大的搜索區(qū)域是必要的，這是因為基準(zhǔn)單元的初始位置可能不準(zhǔn)確。
[0310]如果所述點在亮色背景上呈暗色，則在步驟330中，在限定區(qū)域中具有最小亮度值的像素在重構(gòu)影像或在被捕獲影像中的位置可被確定；如果所述點在暗色背景上呈亮色，則在步驟330中，在限定區(qū)域中具有最大亮度值的像素在重構(gòu)影像或在被捕獲影像中的位置可被確定。像素的這種位置被認為是所述點在被捕獲影像中的中心位置。
[0311]在步驟332中，測量兩個位置之間沿每一方向的距離。
[0312]在步驟334中，所有距離測量值被編入幾何特性矢量中。
[0313]以這種方式，對于100單元的V⑶？而言，獲得尺寸100X2的矢量。由于基準(zhǔn)單元的位置的不精確性，可存在對稱偏差。優(yōu)選地，在步驟332中，這種偏差通過以下方式補償:計算水平距離和豎直距離的平均值，并將此平均值從對應(yīng)的距離中減去(實際上，對于位置不精確性而言，預(yù)計為零平均值)
[0314]在變例中:
[0315]每一點的其他特性值用于確定其位置，例如，所述點的中心像素的亮度值，對應(yīng)于像素的點的濾波器的響應(yīng)值，等等；和丨或
[0316]在確定每一點的精確位置的搜索區(qū)域時，考慮被捕獲影像中的度量因數(shù)以及影像的旋轉(zhuǎn)和平移，確定點的位置而不需重構(gòu)影像。
[0317]關(guān)于采用位置特性矢量在原V⑶？與拷貝V⑶？之間進行區(qū)別或區(qū)分，可如下處理:
[0318]在步驟340中，對于每一點，計算在根據(jù)被捕獲影像計算出的點位置與原位置之間的歐幾里德距離。
[0319]在步驟342中，計算所述距離對于所有點的平均值或中值，以獲得平均距離測量值。
[0320]在步驟344中，將此平均距離與預(yù)限定閾值比較。
[0321〕 在步驟346中，確定V⑶？是原件還是拷貝，方式如下:
[0322]如果平均距離小于閾值，則V⑶？被認為是原件；
[0323]否則，V⑶？被認為是拷貝。
[0324]以下示例說明所提出的方法。相同的原乂⑶？已被印刷并之后被捕獲三次。對于原件的位置特性矢量計算出的平均距離為0.454,0.514和0.503影像像素。已經(jīng)制得三個高質(zhì)量拷貝，每一拷貝來自三和印刷V⑶？之一。對于這些拷貝的位置特性矢量計算出的平均距離為0.965,1.088和0.929影像像素。值得注意的是，基于平均距離，簡單地通過閾值，原V⑶？可容易地分離于拷貝V⑶？。閾值可為多個，這取決于可能誤差的相對成本(“假正”:將拷貝檢測為原件；或“假負”:將原件檢測為拷貝)。如果每種類型誤差的相對成本均等，則0.75(影像)像素的閾值可以是可接受的折衷。
[0325]其他已知的算術(shù)技術(shù)，例如基于統(tǒng)計和/或形狀識別方法的技術(shù)，可用于使原V⑶？區(qū)別于拷貝V⑶？。
[0326]關(guān)于使用所述點的幾何特性值在原乂⑶？與拷貝之間進行區(qū)別或區(qū)分，如前所述，如果所述點具有不變尺寸，則偽造者易于通過相符點尺寸對其復(fù)制，甚至當(dāng)所述點可在原標(biāo)記中以可變尺寸顯示時也是如此。在一實施例中，在生成^03？的過程中，所述點的一個或多個尺度可制成為可改變。
[0327]在分析文件確實性的過程中，當(dāng)已經(jīng)在步驟350中捕獲了 V⑶？影像之后，在步驟352中，根據(jù)所述點的中心影像像素的亮度、其針對對應(yīng)于影像像素的至少一個矩陣濾波器的響應(yīng)等確定所述點的一個或多個尺度。
[0328]然后，根據(jù)在原數(shù)字乂⑶？點的尺度與將被驗證的乂⑶？被捕獲影像中的對應(yīng)點的尺度之間的相似度，使原V⑶？區(qū)別于拷貝。例如，處理如下:
[0329]在步驟354中，通過應(yīng)用乂⑶？設(shè)計算法，確定預(yù)計尺度特性的矢量。例如，預(yù)計特性的矢量可為所述點的表面區(qū)域值或其水平和豎直兩個尺度值。
[0330]在步驟356中，計算在預(yù)計特性矢量與在處理V⑶？被捕獲影像之后所獲得特性矢量之間的相似指數(shù)，例如關(guān)聯(lián)系數(shù)。
[0331]在步驟358中，通過將相似指數(shù)與預(yù)定閾值相比，確定V⑶？是否為真實的:
[0332]如果指數(shù)值大于閾值，則703？被認為是原件；
[0333]否則，V⑶？被認為是拷貝。
[0334]以下示例說明所提出的方法。相同的原乂⑶？(如圖5中所示，其中，所述點的尺度在2X2像素與3X3像素之間變化)已被印刷并之后被捕獲三次。對于2X2和3X3像素的點尺寸而言，特性矢量包括4和9像素的表面區(qū)域值。特性矢量包含所述點周圍區(qū)域的平均亮度值，其小于所述點的亮度值。因此，如果所述點被印刷得更重，通常為3 X 3像素的點的情況，則具有更高的值。
[0335]計算出的相似指數(shù)對于三個原印刷品而言為0.654,0.673和0.701。然后，制得三個高質(zhì)量拷貝，每一拷貝來自三個印刷之一。為制成這些拷貝，確定所述點的位置，然后測量其亮度。計算^03？點的中值亮度，亮度小于中值亮度的點已被認為對應(yīng)原3X3像素尺寸，而2X2像素尺寸對應(yīng)亮度大于中值亮度的點。拷貝已經(jīng)被印刷和捕獲。對于三個拷貝0.451,0.423和0.446，計算出相似指數(shù)。注意到的是，基于平均距離，簡單地通過閾值，原V⑶？可容易地分離于拷貝V⑶？。閾值可為多個，這取決于可能誤差的相對成本。如果每種類型誤差的相對成本均等，則對相似指數(shù)的0.55的閾值可以是可接受的折衷。
[0336]其他已知的算術(shù)技術(shù)，例如基于統(tǒng)計和/或形狀識別方法的技術(shù)，可用于使原V⑶？區(qū)別于拷貝V⑶？。
[0337]以上給出的描述基本上涉及針對拷貝進行文件保護。說明書其余部分涉及保護文件的兩種其他形式，首先，特征識別尚未通過“可變”印刷過程被印刷的文件，其次，攜帶涉及文件的信息項，例如，參考號，其制造日期，其制造地點和其制造訂單，與文件或其目的文件相關(guān)的知識廣權(quán)擁有者的名稱。
[0338]以下描述基于幾何特性識別乂⑶？的方法。在這種情況下，需要使用測得的乂⑶？特性以特征識別來自單一源數(shù)字^⑶？影像的每一印刷品。實際上3⑶？的每一印刷品在印刷中產(chǎn)生獨特的不可預(yù)料的未知因素，這可在相同印刷品的不同捕獲中發(fā)現(xiàn)。這樣，通過在數(shù)據(jù)庫中存儲V⑶？的連續(xù)印刷品的特性，或通過將其存儲在包含V⑶？(例如以二維條形碼方式)的文件上(優(yōu)選地以安全方式存儲)，的印刷品以及承載的印刷文件，可隨后通過在被捕獲V⑶？影像的幾何特性與所存儲的幾何特性之間搜索對應(yīng)性而被識別，即，特征識別。
[0339]優(yōu)選地，識別和驗證組合進行，用于捕獲和處理影像的相同設(shè)備同時提供文件驗證指令和文件識別指令。
[0340]可使用所述點的多種幾何特性，例如，精確位置，或亮度測量值，所述點及其形狀的一個或多個尺度。通過所述點的平均、中間或最小灰度而測得的亮度特別具有辨別性，這是因為其對于相同源影像的不同印刷品而言顯著且不可預(yù)料地變化。注意到的是，不必使用用于所述點的特性而從一個印刷品到下一印刷品進行變化的在源中具有可變尺寸或形狀的點。為例示這一點，圖7顯示出具有不變點尺寸的單一乂⑶？的兩個印刷品:點151在下方影像中比在上方影像中印刷得更重，而點152在上方影像中比在下方影像中印刷得更重。
[0341]通過捕獲三個印刷V⑶？中的每一個三次，獲得總共九個被捕獲影像。對于九個影像捕獲中的每一個計算出包含所述點的最小亮度值的特性矢量。然后，計算在被捕獲影像的9X8/2 = 36個可能的對之中的每一對的特性矢量之間的相似指數(shù)，即，關(guān)聯(lián)系數(shù)。根據(jù)這36對，9對應(yīng)于相同印刷品的不同捕獲，25對應(yīng)于不同印刷品的捕獲。在第一組中，相似指數(shù)的平均值為0.9566，標(biāo)準(zhǔn)差為0.0073，最小值為0.9474 ；在第二組中，相似指數(shù)的平均值為0.6203，標(biāo)準(zhǔn)差為0.0272，最大值為0.6679。在兩組之間相似指數(shù)的差異非常顯著，并顯示出印刷V⑶？可基于點的特性矢量而被毫無疑問地識別。
[0342]圖18顯示對應(yīng)于此方式的識別進程的詳細步驟。在步驟402中，捕獲印刷V⑶？的影像。然后，在步驟404中，計算包含所述點的最小亮度的平均值的特性矢量。印刷乂⑶？的這種特性矢量或“識別標(biāo)志”，對于每一點而言，包含平均亮度測量值，并可能包含亮度測量值之間的標(biāo)準(zhǔn)差。注意到的是，特定的亮度測量值基于其與其他測量值的平均值之差以及其他測量值之間的標(biāo)準(zhǔn)差而可被排除在外。然后，在步驟406中，通過涉及文件生產(chǎn)和/或流通的指令，特性矢量被存儲在數(shù)據(jù)庫中。
[0343]在識別嘗試過程中，在步驟410中，捕獲印刷V⑶？影像。然后，在步驟412中，計算對應(yīng)于所存儲特性矢量的特性矢量。在步驟414中，確定與在步驟412中計算出的特性矢量最接近的所存儲特性矢量，并獲得相關(guān)信息。
[0344]在變例中，在步驟404中確定的特性矢量也被存儲在文件自身上，所述存儲采用加固方式，即，防止拷貝，例如，采用二維條形碼或數(shù)據(jù)矩陣(注冊商標(biāo))方式，并且出于安全原因而優(yōu)選地被加密。在這種情況下，在步驟416中，文件可通過比較兩個特性矢量與閾值之間的相似指數(shù)而驗證，閾值預(yù)先限定或者自身存儲在條形碼中。
[0345]為了存儲乂⑶？中的信息，可例如在分配給所述點的單元內(nèi)對于每一點限定兩個可能的形狀、兩個位置或兩個尺度，從而在每一區(qū)域存儲1比特。1比特值(“0”或“廠’)被分配給每一位置、尺度或形狀。
[0346]參見圖5，其中例示出具有兩種點尺寸的乂⑶？，小尺寸點(2 X 2像素)可例如表示比特值“0”，而大尺寸點(3 X 3像素)可例如表示比特值“1”。
[0347]這樣，對于具有100單元點V⑶？而言，100比特可無冗余地被存儲。為了檢測和/或校正誤差，所希望的是，使用誤差檢測和/或誤差校正碼。
[0348]對于使用位置表示二進制值的情況，優(yōu)選的是，對應(yīng)于兩個值中的每一個的位置相互分離。用于確保兩個位置分離的可能方法包括:將單元分為對應(yīng)于兩個比特值的兩個尺寸相等的部分，和在對應(yīng)于將被編碼的比特的區(qū)域中以偽隨機方式分配位置。注意到的是，在單元中的點的位置可表示多于一個二進制值，這是由于可能位置的多樣性所致。例如，如前所示，此位置可表示對于289個不同位置的8比特，或當(dāng)沿每一方向的兩個位置中的一個位置被排除在外時表示6比特，以在讀取過程中當(dāng)說明位置時限制誤差風(fēng)險。
[0349]在讀取^⑶？時，為每一子單元確定在點的兩個可能位置周圍的搜索區(qū)域。為了確定哪一子單元包含所述點，對于兩個子單元中的每一個子單元確定最小亮度值:具有最低亮度值的區(qū)域被認為是所述點已被插入其中的區(qū)域。在變例中，根據(jù)在兩個子單元之間的亮度的差別或比率，可為每一比特值分配加權(quán)。
[0350]在變例中，
[0351]所述點在單元中存在或不存在用于表示信息比特(以下用作“格陣”)；
[0352]多于一個二進制值通過每一單元的多于兩個可能的點位置表示；
[0353]多于一個二進制值通過每一單元的多于兩個可能的點尺度表示；
[0354]多于一個二進制值通過每一單元的多于兩個可能的點形狀表示；和/或
[0355]消息在編碼之前被加密。
[0356]關(guān)于與其他數(shù)字驗證碼點集成，可與數(shù)字驗證碼集成，以提供另外的保護層和/或跟蹤文件的不明顯方式。圖8顯示出被保護信息矩陣155，其包括在其中心的使V⑶？156插入其中的區(qū)域。圖9顯示出被保護信息矩陣160，其被V⑶？ 161包圍。注意到的是，在這后一種情況下，允許數(shù)字驗證碼160定位(例如定位在其角部)的要素可用于定位和確定V⑶？ 161的大致點位置。
[0357]在各實施例中，采用通過不明顯標(biāo)記識別V⑶？的方式。實際上，在特定情況下，可希望的是，識別標(biāo)記比識別邊框更不明顯，使得乂⑶？位置即使存在，也可能難以檢測到:例如，可以插入微細的或虛線的邊框標(biāo)記或角標(biāo)記，或者，數(shù)字驗證碼或其他相關(guān)符號可用于識別V⑶？。
[0358]如果相同的點圖樣重復(fù)多次，例如通過鋪裝重復(fù)，則點可以通過自動關(guān)聯(lián)或交叉關(guān)聯(lián)技術(shù)被識別和定位，自動關(guān)聯(lián)或交叉關(guān)聯(lián)技術(shù)例如為在'的文章“防止平移、方定轉(zhuǎn)矛口縮放白勺水曰口七0811(1

0？ 8^12:11111:11116(118 878七61118 811(1 8^^11081:10118, ^01111116 3528, 423-431, 8081:011,118^, ^0^01111361-, 1998)中所述的技術(shù)。
[0359]將不明顯參考標(biāo)記引入乂⑶？中的另一方式包括:插入由具有易于識別的形狀特性的一組點構(gòu)成的單元。例如，如果需要一點用作基準(zhǔn)，則在基準(zhǔn)點周圍插入顯著量的點以獲得易于識別的點簇。圖10例示出V⑶？ 165，其四角166包括具有中心點和四個極鄰近點的單元，從而形成以此中心點為中心的正方形的角。為了檢測，首先檢測在足夠表面區(qū)域上的所有點，這些點用作“候選點”。然后，對于每一點，確定在小于或等于預(yù)限定距離的距離處的其相鄰點的數(shù)量。如果候選點排布在格陣上而允許在窗口中的相鄰點的數(shù)量被快速計算，則這種確定可快速進行。保留有限數(shù)量的候選點，例如，具有最大數(shù)量相鄰點的六個候選點。然后，已知的幾何技術(shù)可用于確定哪些是對應(yīng)于基準(zhǔn)點的候選點，基準(zhǔn)點在這種情況下為V⑶？的角。對于V⑶？165，已知的是，例如，三個有效候選點必須形成直角等腰三角形。
[0360]引入不明顯參考標(biāo)記的另一方式包括:插入基于線的點。圖11例示出V⑶？ 170，其在邊緣上具有承載線171，線171承載的點的數(shù)量比位于703？170內(nèi)部的平行點的數(shù)量更多。這些邊緣線可通過不同的線檢測算法被檢測到，例如，通過采用此11曲變換和丨或通過采用允許過濾噪聲的30^1濾波器進行檢測。
[0361]在一變例中，采用相同V⑶？或不同V⑶？的鋪裝，所述V⑶？包括點線或可識別標(biāo)記，例如，如圖10中所示的點簇。
[0362]在優(yōu)選實施例中，乂⑶？以規(guī)則格陣形式排布。實際上，在特定情況下，有利的是，可在較大表面區(qū)域上甚至在將被保護的整個文件上通過鋪裝而復(fù)制乂⑶？。以這種方式，難以甚至不可能破壞乂⑶？，而且增大了涉及影像捕獲位置的靈活性。特別地，相同的V⑶？可通過鋪裝而插入多次。同樣地，可插入至少部分不同于其他所有V⑶？的乂⑶？。前述的識別方式可用于正確定位以讀取V⑶？。不過，在實踐中，基準(zhǔn)、同步或識別要素可能難以正確檢測到。
[0363]如將在下文中可見，可以通過以格陣形式排布所述點而使檢測更容易。所述點以規(guī)則間隔插入，例如，沿每一方向的間距在4至12像素之間?；谶@種原理，存在表示信息的多種方式:
[0364]點的存在或不存在允許表示信息比特，如圖12中所示703？ 175中所示，其中，點的存在對應(yīng)于比特值“ 1 ”，而點的不存在對應(yīng)于比特值“ 0 ”。
[0365]量級小于V⑶？點的至少一種尺度的尺寸、形狀或偏差能表示信息。例如，從四種形狀或四種尺度選擇中選擇所述點可以在180的每一點處表示兩個信息比特，如圖14中所示，其中表示乂⑶？ 180的放大的細節(jié)。注意到的是，此乂⑶？點可采用像素形式的尺度(第一圖指示高度，第二圖指示寬度)，即，IX 1、2父2、1父2和2X1像素分別對應(yīng)于比特值“00”、“01 ”、“ 10”和“ 11 ”。當(dāng)然，點的多種其他組合和形狀也是可以的。
[0366]在一變例中，基于完美規(guī)則格陣的原理，點的微小移位允許表示信息。例如，使形成至少兩個像素的表面區(qū)域的點移位、使像素水平地和/或豎直地移位，允許表示兩個信息比特。當(dāng)然，多種其他可能性也是可能的。注意到的是，這樣的點移位不會顯著改變幾何特性以及使用格陣的優(yōu)點，特別是對于識別而言。
[0367]格陣使其自身特別適于確定應(yīng)用于被捕獲影像的旋轉(zhuǎn)角度和尺寸重建因子。實際上，特別地，可利用影像的此11曲變換，或利用傅里葉空間中的能量峰確定。圖13是圖12所示格陣的二維傅里葉變換的絕對值表示圖，其中，亮點值對應(yīng)于能量峰。這些能量峰的檢測能夠使本領(lǐng)域技術(shù)人員計算出影像的尺寸重建因子和旋轉(zhuǎn)角度，從而允許后者(影像的尺寸重建因子和旋轉(zhuǎn)角度)為了進行處理而接收標(biāo)準(zhǔn)化尺度。
[0368]一旦影像的旋轉(zhuǎn)和縮放已知并可能被校正，則確定平移值，即，將被施加于影像以正確對準(zhǔn)格陣點的位移。對此存在各種可能的方法。這些方法的共同之處在于，固定一組格陣點的值，并隨后找尋這些值以對準(zhǔn)格陣。例如，可使根據(jù)鑰匙以偽隨機方式選擇的一組點的值固定。在格陣的被捕獲和被校正影像與從已知點的值中生成的影像之間的交叉關(guān)聯(lián)，在對應(yīng)于格陣位移的位置生成關(guān)聯(lián)峰。
[0369]關(guān)于寫入算法，可使用對本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的大量方法。作為示例，采用存在基于以下假定的20X20單元的格陣(無論是否鋪裝):印刷以每英寸600點進行，表面區(qū)域的1%可被標(biāo)記(以使標(biāo)記的視覺影響最小)，這樣沿每一方向平均每10像素形成1點。因此，鋪裝片原為200X200像素；影像捕獲裝置以每英寸720像素的捕獲分辨率產(chǎn)生640X480像素影像。注意到的是，確保至少一個鋪裝片將完全容納在被捕獲影像中。
[0370]在步驟502中，消息(例如8字節(jié)的消息)、密碼鑰匙和置亂鑰匙(這兩個鑰匙可以相同)作為輸入被接收。在步驟504中，所述消息被加密?？蛇x地，在步驟506中，誤差檢測比特可被添加其中，例如兩字節(jié)，從而可使所述消息被錯誤解碼的風(fēng)險降低到1/216。在步驟508中，根據(jù)加密消息并結(jié)合誤差檢測碼，在示例中為10字節(jié)，計算針對誤差的加固消息，例如通過采用卷積碼進行計算。對于碼率為2且記憶數(shù)為7的卷積碼而言，對于8字節(jié)輸入，獲得采用142比特的碼。如果具有20X20點=400位置，則在步驟510中，此消息可被復(fù)制兩次，從而獲得284比特的復(fù)制消息。這樣，具有400 — 284 = 116個未使用位置，其將用于存儲用于檢測鋪裝對準(zhǔn)的同步比特，如下所述。在步驟512中，復(fù)制消息被置亂，即，以序列方式通過專用01？函數(shù)進行交換和變換。用于專用01？函數(shù)中的交換和比特值通過置亂鑰匙被計算出。以這種方式，獲得284個置亂比特。
[0371]在步驟514中，116個同步比特通過鑰匙以偽隨機方式生成，其位置也可通過偽隨機方式確定，從而使其在鋪裝片中均勻分布。
[0372]通過在被限定位置添加對于比特“1”的點，V⑶？影像被簡單地調(diào)制(不存在對于比特“0”的修改)。顯然，根據(jù)前述方法，所述點可構(gòu)成為具有可變位置、形狀和/或一個或兩個尺度。
[0373]如果需要覆蓋較大點表面區(qū)域，則在步驟516中，鋪裝片被依次加入。然后，根據(jù)變例，可以總是使用相同的鋪裝片或?qū)τ诿恳讳佈b片形成消息。在此第二種變例的示例中，消息的一部分可保持固定，而另一部分，例如一字節(jié)，對于每一鋪裝片隨機確定。也可對于每一鋪裝片施加隨機旋轉(zhuǎn)，如90度的倍數(shù)，從而使偽造者對碼的分析企圖更加困難。此外，可隨機插入同步比特或其倒置方式，即，對于同步比特，將點被插入的位置倒置。這后一種方式的優(yōu)點在于，可能結(jié)構(gòu)的數(shù)量增加，而讀取不會變得更復(fù)雜，如下可見?？紤]到取向的變化，因而對于同步比特而言可具有8種可能結(jié)構(gòu)，這使得在偽造者對文本進行攻擊時對其的分析更復(fù)雜。
[0374]示例中的200X200格陣可被復(fù)制，如前所述。
[0375]然后，在步驟518中，V⑶？被插入到印刷膜中，文件被印刷。
[0376]關(guān)于讀取算法，執(zhí)行:
[0377]步驟548:捕獲文件影像。
[0378]預(yù)處理步驟550:有利的是，可預(yù)處理所述影像，特別是對于之后確定候選點的步驟而言。通過預(yù)處理，希望去除偽噪聲和照明偏差。應(yīng)用全方向高通濾波器(其結(jié)果通過初始影像被加權(quán))可以例如減少照明偏差，而應(yīng)用中值濾波器可以減少隔離像素的噪聲。
[0379]在步驟552中，確定候選點:候選點對應(yīng)于亮度值低于閾值的影像像素。此閾值例如為直方圖的百分數(shù)，例如1%，使得至多1%的像素稱為候選點。排除過于接近的候選點(例如，距離小于5像素)，從而僅保留在區(qū)域中具有最低值的候選點。
[0380]在步驟554中，確定鄰近候選點的矢量，并估計旋轉(zhuǎn)角度和縮放因子:對于相鄰點的間距給出限值，并列出距離小于此閾值的所有成對的點。如果此閾值足夠小，則一點的僅四個最近鄰點可關(guān)聯(lián)到矢量中，否則，次近鄰點(沿斜向方向)也可被關(guān)聯(lián)。優(yōu)選的是，避免非近鄰點被關(guān)聯(lián)。為此，避免閾值過大。然后，可通過將每一矢量的角度設(shè)置為在0與90度之間的值而估計旋轉(zhuǎn)角度。
[0381]在步驟556中，如果包括次近鄰點，則矢量根據(jù)其尺寸被分為兩組(次近鄰點尺寸較大，其因數(shù)為2的平方根)，并從對于次近鄰點計算出的角度中減去45度?？s放因子也可通過以下方式估計，即，測量單一組的各點之間的平均距離，再除以原影像中的距離(如果此距離已知)。
[0382]在可選方式中，在步驟558中，影像被恢復(fù)以形成無旋轉(zhuǎn)影像，該影像具有其原尺寸或其原尺寸的整數(shù)倍。
[0383]在步驟560中，提取矩陣，其表示由所述點表示的值:已知各點之間的平均距離(例如10像素)和重構(gòu)影像的尺寸(例如500 X 500像素)。因此，生成具有50行X 50列的表，如果在重構(gòu)影像尺度與各點間估計距離之間的關(guān)系對應(yīng)于影像中存在的點數(shù)量的最大閾值，則所述表將用于存儲消息估計值。事實上，如果被捕獲影像中的點格陣具有相當(dāng)大的旋轉(zhuǎn)角度，則在重構(gòu)影像中的點的數(shù)量將可能顯著較少。
[0384]在步驟562中，為了以消息估計值填寫此表，搜索用于掃描影像的開始點。此點可例如為在影像左上方檢測到的第一個候選點，或成為點(例如，具有最小灰度的點)的可能性最大的候選點。應(yīng)注意，重要的是，在點選擇時不發(fā)生錯誤；對于此后的計算而言，誤差可能導(dǎo)致不幸的結(jié)果。如果以下的讀取消息的步驟不成功，則可對于所選擇的開始點進行迭代處理。在表中存儲對于所選擇點的值，例如，其灰度，或在中心位置周圍的特定區(qū)域中其最小灰度值，從而避免當(dāng)所述點的估計位置相對于實際位置略微偏移時發(fā)生錯誤測量，這種偏移是由于用于檢測拷貝存在情況的偽隨機偏移所致，或是由于在定位時的任何其他不精確性所致。所述值被存儲在表中對應(yīng)位置，其位置在示例中從(0,0)至(49,49):例如，如果開始點是在左上方的第一點，則所述位置在開始點的位置(0,0)；或者，如果具有最大可能性的開始點在位置(322, 204),則所述位置在位置(32,20).然后，掃描基于開始點的所有的影像位置，將對于在對應(yīng)位置中每一點找到的值存儲在表中。
[0385]在步驟564中，格陣被對準(zhǔn):通常，所述值表相對于鋪裝片開始而偏移。為了取消這種偏移，使用已知的比特值，即，同步比特，其使得偏移能夠被確定。這樣，對于每一可能的偏移并對于四種可能的常用取向(03(^180或270度)，已知的同步比特可與值表相關(guān)聯(lián)。最大的關(guān)聯(lián)值確定偏移和常用取向。可替代地，如果鋪裝片相對于另一鋪裝片以負式印刷，則這可為最小的或絕對的關(guān)聯(lián)值。在同步比特或其倒置方式已經(jīng)顯然被隨機插入的情況下，最大絕對關(guān)聯(lián)值用于確定偏移。所述關(guān)聯(lián)可通過傅里葉域執(zhí)行，以減少計算量。注意到的是，鋪裝片也可通過連續(xù)線或通過可用作對準(zhǔn)引導(dǎo)的專用點集而被定界。
[0386]在步驟566中，重構(gòu)置亂消息:置亂消息然后可被重構(gòu)。例如，如果其包含在20X20格陣中，則生成20X20矩陣，而且找到的值被插入矩陣中。對消息的其余解碼可使用現(xiàn)有技術(shù)中的標(biāo)準(zhǔn)方法進行。一旦置亂消息被計算出，則實施前述的在讀取算法中所述操作的倒置操作。
[0387]在步驟568中，可選地，類似于其他測量，如果格陣具有允許檢測拷貝的專用特性，例如所述點的精確位置或尺寸，則可對于確定的格陣測量這些特性以對文件的性質(zhì)(原件或拷貝)或文件的特征特性/識別作出判斷。
[0388]圖21表示高密度乂⑶？的放大部分，構(gòu)成此乂⑶？的點矩陣的每一線顯然承載與白色背景一樣多的黑色點，這些點表示或不表示編碼信息。在上方線185中，每一點的側(cè)向位置可變，而在下方線186中，點的尺度在這種情況下在對應(yīng)于3 X 3生成像素和2 X 2生成像素的兩個值之間可變。應(yīng)理解的是，這樣的703？存在的優(yōu)點在于，在將給定數(shù)量的點插入文件中時具有緊湊性，而同時得益于尺度、位置和/或形狀的變化的優(yōu)點，這些變化值的平均量為所述點的一部分的至少一種尺度的量級，且優(yōu)選地小于此尺度。易于理解的是，此的點的至少一半不與其他四個點并置。與此相反，所述點中少于一半不接觸其他點。
[0389]圖22表示點尺寸梯度乂⑶？ 190的放大部分。此部分對應(yīng)于乂⑶？的角，其中，通過連續(xù)環(huán)，在此通過一條線但實踐中為多條線的厚度，所述點的尺度減小。例如，所述點的尺度對于在圖22中所示部分的右下部的邊框環(huán)為6X6像素，然后對于下一環(huán)為5X5像素，然后為4X4像素，如此等等。
[0390]由于這種特定的布置，對于至少一個所述環(huán)，所述點的至少一種幾何特性的逐點的不可預(yù)料的變化的平均量與這個環(huán)的點的一個尺度的量級相同。
[0391]應(yīng)理解的是，這樣的703？存在的優(yōu)點在于，在將給定數(shù)量的點插入文件中時具有緊湊性，而同時得益于尺度、位置和/或形狀的變化的優(yōu)點，這些變化值的平均量為所述點的一部分的至少一種尺度的量級，且優(yōu)選地小于此尺度。
[0392]圖15例示出根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的特定實施例。此設(shè)備201例如為微電腦及其各種外圍設(shè)備，設(shè)備201包括通訊界面218，通訊界面218連接到能夠收發(fā)數(shù)字數(shù)據(jù)的通訊網(wǎng)絡(luò)202。設(shè)備201還包括存儲裝置214，例如為硬盤。設(shè)備201還包括軟盤讀取器215。軟盤224可以包含將被處理或已被處理的數(shù)據(jù)以及實施本發(fā)明的程序碼，所述碼當(dāng)被設(shè)備201讀取之后被存儲在硬盤214上。根據(jù)一變例，使所述設(shè)備能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的程序存儲在只讀存儲器210(被稱為801，即“只讀存儲器”的縮寫)中。在第二變例中，程序可被接收以通過與前述利用通訊網(wǎng)絡(luò)202的相同方式進行存儲。
[0393]設(shè)備201具有屏幕212，這使其可觀看處理結(jié)果并與設(shè)備交互，例如通過圖形界面觀看。利用鍵盤213，用戶可提供數(shù)據(jù)、表面區(qū)域、密度、分辨率、參數(shù)或鑰匙的值，或者進行執(zhí)行選擇。中央處理器211(在圖中被稱為0^，即“中央處理器”的縮寫)執(zhí)行與實施本發(fā)明相關(guān)的指令，指令被存儲在只讀存儲器210中或其他存儲元件中。在啟動過程中，被存儲在非易失性存儲器(例如801 210)中的與應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備相關(guān)的程序被傳送到隨機存取存儲器狀1 217，狀1 217包含根據(jù)本發(fā)明的可執(zhí)行程序碼和用于記憶實施本發(fā)明所需變量的寄存器。顯然，軟盤224可被替換為任何數(shù)據(jù)載體，例如光盤或記憶卡。更常見地，存儲信息、可被電腦或微處理器讀取、集成或不集成于所述設(shè)備、且可能可移除的裝置，記憶用于實施根據(jù)本發(fā)明的過程的程序。通訊總成221使包括在微電腦201中或連接到微電腦201的各元件之間的通訊能夠進行?？偝?21的表現(xiàn)并不僅限于此，特別地，中央處理器211能夠直接地或通過微電腦201另一元件將指令發(fā)送到微電腦201的任意元件。
【權(quán)利要求】
1.一種用于保護文件的方法，其包括: 在所述文件上印刷點分布的步驟，所述印刷由于在印刷中的不可預(yù)料的未知因素而導(dǎo)致印刷點的至少一種幾何特性的不可預(yù)料的點對點的變化；和 在所述印刷步驟之前的生成所述點分布的步驟，使得: 所述點分布的至少一半不與所述點分布的四個其他點側(cè)向并置，和 所述點分布的點的至少一部分的至少一種尺度與所述不可預(yù)料的變化的絕對值的平均值具有相同的量級。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在生成點分布的步驟中，所產(chǎn)生的點的至少一種幾何特性可變，所生成變化的幾何幅度具有所述點的至少一部分的平均尺度的量級。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在生成點分布的步驟中，多于一半的所述點不接觸所述點分布的任何其他點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述生成的變化對應(yīng)于點位置沿至少一個方向上相對于使所述點的中心在垂直于所述方向的平行線上對準(zhǔn)的位置的變化，并沿所述方向與所述點的至少一種尺度分開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述生成的變化對應(yīng)于所述點的至少一種尺度的沿至少一個方向上相對于所述點沿所述方向的平均尺度的變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述生成的變化對應(yīng)于所述點的形狀相對于所述點的平均形狀沿所述方向的變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，在生成步驟中，所述點分布表示編碼信息項。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其包括捕獲印刷點分布影像的步驟，和根據(jù)所述不可預(yù)料的印刷變化而確定所述印刷分布的特征識別標(biāo)志的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其包括確定表示不可預(yù)料的印刷變化的量的步驟，生成作為所述量的函數(shù)的點分布的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其包括根據(jù)表示不可預(yù)料的印刷變化的量而檢測拷貝的步驟，所述拷貝檢測步驟包括:將所述表示的量與預(yù)定值比較的步驟，和根據(jù)比較結(jié)果判斷文件真實性的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其包括確定表示不可預(yù)料的印刷變化的物理量的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其包括: 生成表示所述點分布的影像的步驟； 標(biāo)記多個文件以通過在每一文件上的特征變化而在每一所述文件上形成所述影像的步驟，形成在所述文件上的影像的大部分呈現(xiàn)出滿足預(yù)定準(zhǔn)則的物理防拷貝特性，使得基于這些影像生產(chǎn)的拷貝的大部分的所述特性不滿足所述預(yù)定準(zhǔn)則； 使所述變化特征化以形成每一所述文件的形成的標(biāo)記的特征識別標(biāo)志的步驟；和 存儲所述特征識別標(biāo)志的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在存儲步驟中，文件被標(biāo)記以表示獨立附到文件上的識別標(biāo)志的標(biāo)記。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，在使變化特征化的步驟中采用頻率分析。
15.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中，在存儲步驟中，識別標(biāo)志存儲到數(shù)據(jù)庫中。
16.一種用于保護文件的設(shè)備，其包括: 將點分布印刷在所述文件上的裝置，所述印刷由于在印刷中不可預(yù)料的未知因素而導(dǎo)致印刷點的至少一種幾何特性的不可預(yù)料的點對點的變化；和 生成所述點分布的裝置，所述點分布在印刷之前被設(shè)計成生成所述點分布，使得: 所述點分布的至少一半不與所述點分布的所述點分布的四個其他點側(cè)向并置，和 所述點分布的點的至少一部分的至少一種尺度與所述不可預(yù)料的變化的絕對值的平均值具有相同的量級。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其包括: 生成影像的裝置； 標(biāo)記多個文件以通過在每一文件上的特征變化而在每一所述文件上形成所述影像的裝置，由于獨立的不可預(yù)料的標(biāo)記誤差，形成在所述文件上的影像的大部分呈現(xiàn)出滿足預(yù)定準(zhǔn)則的物理防拷貝特性，使得基于這些影像生產(chǎn)的拷貝的大部分的所述特性不滿足所述預(yù)定準(zhǔn)則； 使所述變化特征化以形成每一所述文件的形成的標(biāo)記的特征識別標(biāo)志的裝置；和 存儲所述特征識別標(biāo)志的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的設(shè)備，其包括確定表示不可預(yù)料的印刷變化的物理量的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的設(shè)備，其中使變化特征化的裝置采用頻率分析。
20.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的設(shè)備，其中存儲所述特征識別標(biāo)志的裝置以表示所述特征識別標(biāo)志的標(biāo)記獨立的標(biāo)記文件。
【文檔編號】G07D7/20GK104318203SQ201410466713
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2007年6月1日 優(yōu)先權(quán)日:2006年6月1日
【發(fā)明者】讓·皮埃爾·馬西科特, 阿蘭·富庫, 奇比戈紐·薩岡 申請人:先進追蹤和尋蹤公司