Структура для кодирования элемента с цифровой информацией на поверхности и способы нанесения в виде меток такой структуры и ее считывания
Группа изобретений относится к кодированию цифровой информации на поверхности, в частности двухмерных структур. Технический результат заключается в повышении защищенности изделий. Структура для кодирования элемента с цифровой информацией на поверхности, содержащая определенную компоновку (Р1) множества символов, принадлежащих набору символов (ENS1), и каждый символ в компоновке предназначен для кодирования части упомянутого цифрового информационного элемента, причем каждый символ состоит по меньшей мере из одной дифференциальной пары элементов (E1, E2), расположенных определенным образом, каждый элемент характеризуется параметром, параметр первого элемента каждой дифференциальной пары имеет первое значение, и параметр второго элемента каждой дифференциальной пары имеет второе значение, отличающееся от первого значения. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к кодированию цифровой информации на поверхности с использованием одной или больше структур, в частности двумерных структур, для идентификации защищенных изделий или устройств.
Изобретение также относится к защищенным изделиям или устройствам, содержащим такие структуры, и к способам нанесения в виде меток и считывания этих структур на таких защищенных изделиях или устройствах.
В настоящее время защищенные изделия и устройства могут быть идентифицированы меткой или логотипом, которые наносят на упаковку изделия или на само изделие. Такие надписи являются видимыми и позволяют всем пользователям идентифицировать изделие.
Также возможно использовать другие видимые идентификаторы, которые содержат зашифрованную информацию таким образом, что содержание идентификатора не может быть распознано всеми пользователями. Существуют, например, одномерные идентификаторы типа штрихкода или двумерные идентификаторы типа матрицы данных, которые обычно печатают на поверхности, и которые наиболее широко используются.
Штрихкоды представляют информацию, в которой используется структура, состоящая из полосок разной толщины и с разными промежутками. Однако эти структуры могут быть легко дешифрованы.
Кроме того, в идентификаторах типа ″матрицы данных″ используют белые и черные пиксели, формирующие идентификационную структуру и которые расположены в пределах структуры в прямоугольной или квадратной форме. Такая матрица данных идентифицирована двумя соседними сплошными областями в форме буквы ″L″, которая, в целом, называется ″идентифицирующей структурой″, и двумя кромками, сформированными чередующимися белыми и черными пикселями, называемыми ″тактовой частотой″. Структура в форме буквы ″L″ используется для определения местоположения и ориентации идентификационной структуры, и так называемая структура ″тактовой частоты″ используется для подсчета количества столбцов и рядов в идентификационной структуре. Кроме того, ″матрица данных″ также требует, так называемой, ″чистой″ области, иногда называемой ″тихой зоной″ для идентификации детектированной структуры. Такая так называемая ″чистая″ область используется для четкой изоляции идентифицирующей структуры от любого другого элемента изделия, при наличии которого может произойти путаница.
Однако эти идентификаторы, видимые для пользователя, в значительной мере через их идентифицирующую структуру и их область детектирования, должны быть помечены в выбранном месте на изделии, с тем чтобы не ухудшить общий внешний вид изделия. Кроме того, идентифицирующая структура является известной и постоянной структурой, независимо от изделия, которое должно быть идентифицировано. Эта идентифицирующая структура не содержит какой-либо информации и используется только для детектирования идентификационной структуры.
Кроме того, такие матрицы данных, несмотря на то, что в них предусмотрены механизмы коррекции ошибок, не являются достаточно надежными, поскольку они зависят от подложки, на которую они нанесены. На практике в зависимости от неровностей подложки последняя может ухудшить структуру, когда ее наносят на изделие. Надежность такой структуры также зависит от качества печати, поскольку дефект печати, например чернила, которые растекаются, или отсутствие печати пикселя, может существенно повлиять на структуру. В некоторых случаях матрица данных с размерностью 16 пикселей на 16 пикселей также может стать неразборчивой из-за разрушения более чем шести пикселей.
В соответствии с настоящим изобретением, предложена структура для кодирования элемента цифровой информации, которая улучшает надежность идентификации обычных защищенных изделий или устройств.
Также предложена структура для кодирования элемента цифровой информации, которая является невидимой для пользователя, хотя детектируемой соответствующей системой детектирования.
Кроме того, предложена структура для кодирования элемента цифровой информации, которая может быть напечатана и может быть считана, даже когда качество печати плохое и также когда используется тонкое разрешение, например, по меньшей мере 300 точек на дюйм (DPI), предпочтительно от 300 DPI до 600 DPI.
В соответствии с одним аспектом изобретения, предложена структура для кодирования элемента с цифровой информацией на поверхности, содержащая определенную компоновку из множества символов, принадлежащих набору символов, каждый символ в компоновке предназначен для кодирования участка упомянутого элемента цифровой информации, каждый символ состоит из по меньшей мере одной дифференциальной пары элементов, расположенных определенным образом, каждый элемент характеризуется параметром, параметр первого элемента каждой дифференциальной пары имеет первое значение, и параметр второго элемента каждой дифференциальной пары имеет второе значение, отличающееся от первого значения.
Все символы набора символов могут быть разными.
В качестве варианта, символы набора символов являются идентичными, другими словами, набор символов содержит только один символ, содержащий, по меньшей мере, одну дифференциальную пару элементов, имеющую разные значения параметра.
В настоящем описании под дифференциальной парой следует понимать пару элементов, в которой первый элемент может быть охарактеризован первым значением параметра, и второй элемент может быть охарактеризован вторым значением параметра, отличным от первого значения параметра. Эта разность значений параметров может представлять собой любую детектируемую разность, даже если такая разность не может быть детектирована невооруженным глазом.
Значения параметров, характеризующих два элемента дифференциальной пары, могут, соответственно, быть большими, чем, и меньшими, чем первое опорное значение, и/или разность между двумя значениями может быть большей, чем второе опорное значение.
Под элементом следует понимать участок поверхности, маркированный так, чтобы назначить ему значение параметра, позволяющее характеризовать этот участок поверхности, делая, таким образом, возможным его детектирование относительно любого соседнего или непосредственно расположенного рядом участка поверхности. В качестве неограничительного примера, элементы могут представлять собой участки поверхности в форме пятен или локализованного рельефа, который может иметь приблизительно круглый контур. Очевидно, возможны другие формы. Элементы могут быть сформированы путем печати чернилами на поверхности, путем обработки валком, штамповки или любым другим соответствующим способом.
Символы могут принадлежать набору символов, и они могут соответствовать специфичному положению одной или больше дифференциальных пар. В символе элементы разных пар имеют фиксированное относительное положение, но значения параметра этих элементов являются разными.
Кроме того, в настоящем описании, конкретная компоновка символов, содержащих дифференциальные пары, называется опорной структурой.
Каждый символ набора символов может иметь, по меньшей мере, одно первое представление и одно второе представление, отличное от первого представления, значения параметров элементов, по меньшей мере, одной дифференциальной пары символов оба являются разными между первым представлением и вторым представлением.
Упомянутые, по меньшей мере, два представления символа, имеющие одну дифференциальную пару, получают, например, путем компоновки дифференциальной пары в конфигурации символа и разных значений параметра для двух элементов между двумя представлениями.
Таким образом, поскольку каждый символ может быть представлен в его нескольких представлениях, одна и та же компоновка символов или ″структура″ может быть представлена с использованием разных способов. Кроме того, увеличение количества символов или увеличение количества дифференциальных пар символов позволяет существенно увеличить количество возможностей маркировки для одной и той же компоновки.
Следует отметить, что структура кодирования является неразборчивой для пользователя, который не знает заранее используемые символы и их представления, и размещение таких символов. Даже если пользователь мог бы детектировать элементы, нанесенные, как метки, на поверхности, не зная ни символы, ни ″структуры″ их компоновки, ему будет очень трудно и даже невозможно определить символы, нанесенные, как метки, в соответствии с разными представлениями. Поэтому, практически невозможно воспринимать цифровую информацию, кодированную с использованием структуры кодирования, без знания символов, представления символов и их компоновки.
Кроме того, структура кодирования, в соответствии с изобретением, не требует использования конкретного дополнительного идентификатора в виде структуры в форме буквы ″L″, тактовой частоты или даже типа тихой зоны для ее последующего считывания. По сравнению со структурой матрицы данных, структура кодирования, в соответствии с изобретением, не включает в себя какую-либо конкретную область детектирования для идентификации структуры кодирования. При этом специфичная компоновка символов позволяет ее идентифицировать.
Следует отметить, что символы структуры кодирования, в соответствии с настоящим изобретением, отличаются от символов матрицы данных: символы матрицы данных, фактически, являются пикселями, например черными или белыми, а не дифференциальными парами элементов.
В одном варианте осуществления положение первого элемента и второго элемента дифференциальной пары элементов в представлении символа является обратным положением первого элемента и второго элемента той же дифференциальной пары, того же символа в другом представлении.
Другими словами, разность в значении упомянутого параметра между первым элементом и вторым элементом упомянутой дифференциальной пары символа в представлении может быть положительной, и разность значения упомянутого параметра между первым элементом и вторым элементом упомянутой дифференциальной пары символа в другом представлении может быть отрицательной. То же может относиться ко всем или некоторым из других дифференциальных пар символа.
Дифференциальная пара символа, таким образом, содержит, в одном представлении, первый элемент, имеющий высокий уровень (для упомянутого параметра), и второй элемент, имеющий низкий уровень. В другом представлении символа первый элемент имеет низкий уровень, и второй элемент имеет высокий уровень. Следует отметить, что в предпочтительном примере среднее значение параметра в пределах элементов дифференциальной пары будет одинаковым в обоих представлениях.
Очевидно, что для символов, содержащих множество дифференциальных пар, одна дифференциальная пара может быть неизменной между двумя разными представлениями, если, по меньшей мере, одна другая дифференциальная пара символов будет модифицирована между этими двумя представлениями.
Следует отметить, что набор символов, в которых параметр элементов дифференциальных пар может иметь только два значения (или значения в непосредственной близости к двум разным значениям) позволяет сформировать структуру, имеющую однородный внешний вид относительно упомянутого параметра. Детектирование символов, таким образом, становится более трудным, по мере того, как символы становится трудно распознать.
Кроме того, разность между значениями параметров двух элементов дифференциальной пары может быть больше, чем первое пороговое значение (например, упомянутое второе опорное значение), и меньше, чем второе пороговое значение. Таким образом, дифференциальные пары представления символа содержат два элемента, каждый из которых имеет значение параметра, и разность значений между двумя элементами больше, чем первое пороговое значение, и меньше, чем второе пороговое значение.
В качестве варианта, значения параметров двух элементов дифференциальной пары элементов, соответственно, больше, чем и меньше, чем среднее значение упомянутого параметра в пределах дифференциальных пар, расположенных рядом с упомянутой дифференциальной парой.
Таким образом, когда детектируют дифференциальную пару, можно рассчитать среднее значение параметра в области, соответствующей непосредственной близости дифференциальной пары, содержащей, например, множество дифференциальных пар или множество нанесенных в виде меток элементов, затем значение параметра каждого элемента соответствующей пары сравнивают с упомянутым средним значением. Таким образом, становится возможным проверить, что пара, фактически, представляет собой дифференциальную пару, и затем проверить, какому представлению она соответствует.
Элементы можно выбрать из группы, содержащей пятна, отпечатки и участки рельефа, и упомянутый параметр может быть включен в группу, сформированную колориметрическими компонентами, глубиной, высотой, электромагнитным поглощением, магнитными свойствами (например, магнитной проницаемостью или чувствительностью), формой, количеством использованных чернил, электропроводностью, люминесценцией (флюоресценцией и/или фосфоресценцией).
Колориметрические компоненты могут представлять собой оттенок, степень насыщенности, яркость, как известно специалисту в данной области техники под сокращением ″HSL″ (Оттенок-Насыщенность-Яркость). Упомянутый параметр может представлять собой один из этих компонентов, например, яркость для двух элементов дифференциальной пары из черного-белого или даже серого и темно-серого. Также становится возможным использовать другую систему, например, систему красный, зеленый, синий, хорошо известную специалисту в данной области техники под сокращением RGB.
Участок упомянутой цифровой информации символа может представлять собой двоичное значение, определенное представлением этого символа.
Таким образом, дифференциальная пара символа может соответствовать одному или больше битам информации, значение которого определено, например, в соответствии со знаком и/или амплитудой разности между значением параметра первого элемента дифференциальной пары и значением параметра второго элемента дифференциальной пары. Также возможно назначить множество битов одной дифференциальной паре элементов, например, используя множество параметров. Кроме того, амплитуда разности может представлять собой цифровое значение, содержащее множество битов.
Символы структуры могут определять двоичное значение, соответствующее упомянутой цифровой информации, кодированной по структуре.
Также возможно определить порядок считывания символов, расположенных в виде структуры, для восстановления всех битов значения, кодированного этой структурой.
Структура может быть нанесена в виде меток в пределах изображения, содержащего пиксели, упомянутые элементы представляют собой модифицируемые пиксели изображения, и упомянутый параметр представляет собой, по меньшей мере, один компонент колориметрического пикселя.
В соответствии с другим аспектом, предложено защищенное изделие или устройство, содержащее по меньшей мере одну структуру, как определено выше.
Защищенное изделие или устройство может содержать множество идентичных и/или разных структур.
В соответствии с повторением структуры кодирования улучшается надежность в отношении ее последующей идентификации. Благодаря повторению структуры, разрушение или деградация структуры не исключает детектирование присутствия, по меньшей мере, одной другой структуры из всех структур, нанесенных, как метка на изделие. Благодаря использованию структур, которые имеют одинаковый внешний вид, становится возможным нанести, как метку, множество структур, без повреждения визуального внешнего вида защищенного изделия или устройства.
Защищенное изделие или устройство может быть выбрано из этикетки, упаковки, картриджа, контейнера, содержащего пищевые продукты, пищевые добавки, фармацевтические продукты или напитки, банковского талона, кредитной карты, штампа, гербовой марки, индикатора вскрытия, защищенного документа, паспорта, удостоверения личности, водительского удостоверения, карты доступа, транспортного билета, входного билета, купона, печатной формы, отражающей пленки, алюминиевой фольги и коммерческого изделия.
Защищенное изделие или устройство может содержать, по меньшей мере, одну структуру, нанесенную в виде меток в пределах изображения или логотипа, или кодированного представления другого цифрового информационного элемента, выбранного из группы, сформированной одномерными, двумерными или трехмерными штрихкодами, диаграммами рассеяния, сетками линий, матрицами данных.
Таким образом, становится возможным кодировать информацию в представительном кодировании другого информационного элемента. В неограничительном примере становится возможным наносить структуру в виде полосок штрихкода, путем печати структуры, в соответствии с изобретением, с разрешением, которое является достаточно малым для нанесения в виде меток элементов, имеющих разное значение параметра внутри полоски штрихкода.
Также следует отметить, что поверхность с нанесенной в виде меток структурой может быть скрыта под слоем другого материала, например, под слоем пластиковой и/или полимерной пленки. Таким образом, становится возможным легко считывать структуру через такой слой пластиковой и/или полимерной пленки.
Благодаря нанесению в виде меток большого количества малых структур, становится возможным формировать поверхность с нанесенной в виде меток структурой (и/или слой, расположенный сверху) или существенно изменить его, при сохранении возможности считывания, по меньшей мере, одной нанесенной в виде меток структуры. В отличие от этого, штрихкоды или матрицы данных, использовавшиеся до настоящего времени, обычно наносят, как метку, только один раз на изделие, и изменение делает их неразборчивыми.
В соответствии с другим аспектом, предложен способ нанесения в виде меток структуры для кодирования элемента с цифровой информацией на поверхности, отличающийся тем, что он содержит следующие этапы:
- определяют специфичную компоновку для множества символов, принадлежащих набору символов (ENS1), причем каждый символ в компоновке предназначен для кодирования части цифровой информации, каждый символ, состоящий, по меньшей мере, из одной дифференциальной пары элементов, расположенных определенным способом, каждый элемент характеризуется параметром, параметр первого элемента, имеющий первое значение, и параметр второго элемента, имеющий второе значение, отличное от первого значения,
- создают структуру для кодирования упомянутого элемента цифровой информации посредством специфичной компоновки множества символов,
- предусматривают поверхность,
- наносят как метки множество элементов (E1, E2) на упомянутую поверхность, каждый из элементов характеризуется упомянутым параметром,
этап нанесения в виде меток множества элементов выполняется таким образом, что определенные нанесенные в виде меток элементы формируют структуру кодирования цифрового информационного элемента.
Все символы из набора символов могут быть разными.
В качестве варианта, все символы набора символов могут быть идентичными, набор символов тогда содержит один символ.
Значения параметров двух элементов дифференциальной пары могут быть, соответственно, большими, чем и меньшими, чем первое опорное значение и/или разность между двумя значениями может быть больше, чем второе опорное значение.
Для каждого символа из набора символов может быть определено, по меньшей мере, одно первое представление и одно второе представление, отличное от первого представления, значения параметров элементов, по меньшей мере, одной дифференциальной пары символов оба являются разными между первым представлением и вторым представлением.
Установка положения первого элемента и второго элемента дифференциальной пары элементов на представлении символа является обратной установке положения первого элемента и второго элемента той же дифференциальной пары того же символа в другом представлении.
Разность между значениями параметров двух элементов дифференциальной пары может быть больше, чем пороговое значение.
В качестве варианта, значения параметров двух элементов дифференциальной пары элементов, соответственно, больше, чем и меньше, чем среднее значение упомянутого параметра в пределах дифференциальных пар, соседних упомянутых пар.
Нанесение в виде меток элементов может содержать печать или вытравливание, или осаждение, или штампование, или нанесение с помощью лазерного луча, и упомянутый параметр может быть включен в группу, формируемую колориметрическими компонентами, глубиной, высотой, поглощением электромагнитной энергии, магнитными свойствами, формой, количеством использованных чернил, электропроводностью, люминесценцией (флюоресценцией и/или фосфоресценцией).
Часть упомянутого цифрового информационного элемента символа может быть определена, как двоичное значение, определенное по представлению символа.
Символы структуры могут определять двоичное значение, соответствующее упомянутому цифровому информационному элементу, кодированному в структуре.
Структура может быть нанесена, как метка, в пределах изображения, содержащего пиксели, причем упомянутые элементы представляют собой пиксели изображения, и упомянутый параметр представляет собой, по меньшей мере, один колориметрический компонент пикселя.
Способ может также содержать, перед этапом нанесения элементов в виде меток на упомянутую поверхность, формирование упомянутых дифференциальных пар символов структуры, содержащей измерение, по меньшей мере, одного колориметрического компонента из двух пикселей изображения, предназначенного для формирования дифференциальной пары символа, расчет разности при измерении двух пикселей, модификации значения упомянутых, по меньшей мере, одного колориметрического компонента двух пикселей, если разность меньше, чем пороговое значение.
Модификация значения упомянутого, по меньшей мере, одного колориметрического компонента двух пикселей содержит увеличение на дополнительное значение упомянутого значения первого пикселя дифференциальной пары и уменьшения на упомянутое дополнительное значение второго пикселя дифференциальной пары. Таким образом, значение одного пикселя увеличивается настолько же, насколько уменьшается значение другого пикселя дифференциальной пары. Модификация, поэтому, выполняется без изменения среднего значения для двух пикселей дифференциальной пары, и изображение сохраняется.
Очевидно, что изображение может представлять собой цифровое изображение перед его нанесением в виде меток, для того, чтобы способствовать модификации значений пикселей.
На поверхность защищенного изделия или устройства может быть нанесена в виде меток структура.
Множество идентичных и/или разных структур может быть нанесено в виде меток на защищенном изделии или устройстве.
Защищенное изделие или устройство можно выбрать из этикетки, упаковки, картриджа, контейнера, содержащего пищевые продукты, пищевые добавки, фармацевтические продукты или напитки, банковского талона, кредитной карты, штампа, гербовой марки, индикатора вскрытия, защищенного документа, паспорта, удостоверения личности, водительского удостоверения, карты доступа, транспортного билета, входного билета, купона, печатной формы, отражающей пленки, алюминиевой фольги и коммерческого изделия.
Возможно наносить метку на защищенное изделие или устройство, по меньшей мере, в виде одной структуры в пределах изображения или логотипа, или кодированного представления другого элемента с цифровой информацией, выбранного из группы, сформированной одномерными, двумерными или трехмерными штрихкодами, диаграммами рассеяния, сетками линий, матрицами данных.
В соответствии с еще одним аспектом, предложен способ для считывания элемента с цифровой информацией, кодированного в структуре, нанесенной, как метка, на поверхности, содержащей элементы нанесенной в виде меток структуры, каждый из которых характеризуется параметром, упомянутый способ, содержащий следующие этапы:
- сохраняют специфичную компоновку из множества символов, принадлежащих набору символов, каждый символ в компоновке предназначен для кодирования части упомянутой цифровой информации, каждый символ, состоящий из, по меньшей мере, одной дифференциальной пары элементов, расположенной специфичным образом, параметр первого элемента каждой дифференциальной пары, имеющей первое значение, и параметр второго элемента каждой дифференциальной пары, имеющей второе значение, отличное от первого значения,
- снимают изображение элементов в области упомянутой поверхности, содержащей, по меньшей мере, часть упомянутой структуры,
- идентифицируют элементы, формирующие упомянутую структуру посредством упомянутой сохраненной компоновки,
- упомянутые символы структуры идентифицируют посредством упомянутой сохраненной компоновки.
Все символы набора символов могут быть разными.
Как вариант, все символы набора символов могут быть идентичными.
Термин ″изображение″ следует понимать, как означающий двумерное представление, по меньшей мере, значения параметра в пределах упомянутой области.
Следует отметить, что такой способ считывания отличается от способа оптического распознавания знаков (OCR) тем, что символы, в соответствии с одним аспектом изобретения, представляют собой пары элементов, имеющих разное значение параметра, то есть, дифференциальные пары. Символы для так называемого способа "OCR" не содержат дифференциальные пары элементов, но простую форму, которая представляет собой знак, который требуется распознать.
Идентификация символов также может содержать сравнение значения параметров двух элементов нанесенной в виде меток дифференциальной пары с первым опорным значением и/или сравнение разности между двумя значениями и опорным значением.
Каждый символ сохраненной компоновки может иметь, по меньшей мере, одно первое представление и одно второе представление, отличное от первого представления, значения параметров обоих элементов отличаются между первым представлением и вторым представлением.
Положение первого элемента и второго элемента дифференциальной пары элементов в представлении символа может быть обратным положению первого элемента и второго элемента той же дифференциальной пары, того же самого символа в другом представлении.
Идентификация символов также может содержать сравнение с пороговым значением разности между значениями параметров двух элементов дифференциальной пары.
В качестве варианта, идентификация символов может также содержать измерение среднего значения упомянутого параметра в пределах дифференциальных пар, соседних с дифференциальной парой элементов, и такое среднее значение сравнивают со значением параметра каждого элемента упомянутой дифференциальной пары.
Упомянутый параметр может быть включен в группу, сформированную колориметрическими компонентами, глубиной, высотой, электромагнитным поглощением, магнитными свойствами, формой, количеством использованных чернил, электропроводностью, люминесценцией (флюоресценцией и/или фосфоресценцией), и упомянутое снятое изображение может содержать представление значения этого параметра в упомянутой области.
Часть упомянутого элемента цифровой информации может представлять собой двоичное значение, определенное представлением символа.
Символы структуры могут определять двоичное значение, соответствующее упомянутому элементу цифровой информации, кодированному по структуре.
Структура может быть нанесена в виде меток в пределах изображения, содержащего пиксели, упомянутые элементы, представляющие собой пиксели изображения, и упомянутый параметр, представляющий собой, по меньшей мере, один колориметрический компонент пикселя.
Упомянутая поверхность с нанесенной в виде меток структурой может представлять собой поверхность защищенного изделия или устройства, и поверхность с нанесенной в виде меток структурой может представлять собой часть или всю поверхность защищенного изделия или устройства.
Множество идентичных и/или различных структур может быть нанесено, как метки на защищенное изделие или устройство.
Защищенное изделие или устройство могут быть включены в группу, сформированную из этикетки, упаковки, картриджа, контейнера, содержащего пищевые продукты, пищевые добавки, фармацевтические продукты или напитки, банковского талона, кредитной карты, штампа, гербовой марки, индикатора вскрытия, защищенного документа, паспорта, удостоверения личности, водительского удостоверения, карты доступа, транспортного билета, входного билета, купона, печатной формы, отражающей пленки, алюминиевой фольги и коммерческого изделия.
Структура может быть нанесена в виде меток в пределах изображения или логотипа, или кодированного представления другого элемента с цифровой информацией, выбранного из группы, сформированной одномерными, двумерными или трехмерными штрихкодами, диаграммами рассеяния, сетками линий, матрицами данных.
В соответствии с еще одним аспектом, предусмотрена система, выполненная с возможностью воплощения упомянутого способа нанесения в виде меток структуры. Такая система может содержать средство обработки, пригодное для определения упомянутой специфичной компоновки и упомянутой структуры кодирования, например, компьютерное устройство, устройство, содержащее микропроцессор и/или логические схемы, и средство для нанесения в виде меток элементов, характеризуемых упомянутым параметром на поверхности.
В соответствии с другим аспектом, предложена система, выполненная с возможностью воплощения упомянутого способа считывания. Такая система может содержать мобильный телефон, оборудованный камерой, планшетный компьютер, оборудованный камерой, портативную или стационарную камеру, портативный или стационарный сканер. Как правило, такая система может содержать средство для сохранения упомянутой специфичной компоновки, устройство считывания, имеющее окно считывания, размеры которого, по меньшей мере, равны размерам нанесенной в виде меток структуры, средство идентификации элемента, средство для идентификации символов.
В соответствии с другим аспектом, предложено использование упомянутой структуры для аутентификации защищенного изделия или устройства.
Другие преимущества и особенности изобретения будут понятны в результате изучения подробного описания нескольких примерных вариантов выполнения и вариантов осуществления, которые никоим образом не являются ограничительными, и приложенных чертежей, на которых:
- на фиг. 1 схематично представлено формирование структуры в соответствии с изобретением,
- на фиг. 2 схематично представлен другой вариант формирования структуры в соответствии с изобретением,
- на фиг. 3 схематично представлено осуществление способа нанесения в виде меток структуры по фиг. 1 на защищенное изделие или устройство,
- на фиг. 4 схематично представлено осуществление способа считывания структуры идентификации нанесенной на изделие,
- на фиг. 5 схематично показан вариант осуществления структуры в соответствии с изобретением,
- на фиг. 6 представлен другой вариант осуществления изобретения.
На фигурах одинаковые номера ссылочных позиций соответствуют одинаковым элементам. Элементы на фигурах вычерчены не в масштабе.
На фиг. 1 схематично показан вариант формирования S1 компоновки Р1 символов в соответствии с изобретением.
Символы компоновки Р1, обозначенные А, В, С и D, принадлежат набору символов ENS1.
Символы А, В, С и D, четыре в данном примере (но, очевидно, их может быть больше), содержат дифференциальные пары элементов, обозначенных как Е1 и Е2 на чертеже. Элементы E1 и Е2 представлены в чертеже в качестве примера и для того, чтобы обеспечить лучшее понимание изобретения, в виде пятен со штриховкой или перекрестной штриховкой, иллюстрирующих различные значения параметра, причем параметр представляет собой, например, уровень серого. Пятна Е1 с перекрестной штриховкой имеют в представленном примере большее значение параметра, чем пятна Е2 со штриховкой. Другими словами, пятна, формирующие элементы Е1, являются более темными, чем пятна, формирующие элементы Е2. Элементы Е1 и Е2, таким образом, формируют дифференциальную пару в соответствии с изобретением.
Соответствующее положение элементов дифференциальной пары Е1 и Е2 определяет символ (от А до D).
В представленном примере элементы Е1 и Е2 дифференциальной пары отделены друг от друга соответствующим размером элемента. Возможны другие положения. Эти два элемента дифференциальной пары символа могут быть расположены близко друг к другу и даже находиться в контакте или, с другой стороны, на большем расстоянии друг от друга. Форма элементов, в этом случае форма круглых пятен, также может быть разной, например, прямоугольной, треугольной или эллиптической, в вариантах изобретения.
Кроме того, в наборе символов ENS1, все символы являются разными, и каждый из этих символов содержит два возможных представления. Относительное положение элементов дифференциальной пары здесь неизменно для двух представлений дифференциальной пары. Между двумя представлениями значения параметра элементов могут изменяться, или также, элементы могут быть перевернуты, а их положение в дифференциальной паре и в символе остается одинаковым.
Таким образом, символ А содержит дифференциальную пару из элементов Е1 и Е2, расположенных в вертикальной компоновке в двух представлениях А1 и А2. В первом представлении А1 символа А элемент Е1, который представляет собой пятно с перекрестной штриховкой, расположен выше элемента Е2, который представляет собой пятно со штриховкой. Во втором представлении А2 элемент Е2 находится выше элемента Е1. Таким образом, символ А содержит дифференциальную пару из элементов, расположенных вертикально, и два представления, в которых места расположения элементов Е1 и Е2 меняются на обратные.
Символ В также содержит дифференциальную пару из элементов Е1 и Е2, но расположенную горизонтально. В первом представлении В1 элемент Е1 находится слева от элемента Е2, во втором представлении В2, элемент Е1 находится справа от элемента Е2.
Символ С содержит дифференциальную пару из элементов Е1 и Е2, расположенных в первом диагональном направлении. В первом представлении С1 элемент Е1 расположен выше и слева от элемента Е2, а во втором представлении С2, элемент Е1 расположен ниже и справа от элемента Е2.
В конечном итоге, символ D содержит дифференциальную пару из элементов Е1 и Е2, расположенных во втором диагональном направлении, противоположном упомянутому первому диагональному направлению символа С. В первом представлении D1 элемент Е1 расположен выше и справа от элемента Е2, а во втором представлении D2 элемент Е1 расположен ниже и слева от элемента Е2.
Четыре символа А, В, С и D, определенные таким образом, каждый с двумя представлениями, определяют набор ENS1, используя который формируют опорную структуру P1 (S1).
Следует отметить, что два представления каждого символа из набора ENS1 могут определять бит двоичного значения. В качестве примера, представления A1, B1, C1 и D1 соответствуют значению 1, а представления А2, В2, С2 и D2 соответствуют значению 0.
Компоновка символов, образующая опорную структуру Р1, может быть сформирована путем размещения символов из набора ENS1 без определения представления этих символов. В представленном примере символы расположены в прямоугольной области, в которой пространство используется так, чтобы включить максимальное количество символов в данную область. Символы представляют собой, например символы, установленные один внутри другого, и элементы этих символов выровнены вертикально и горизонтально внутри компоновки Р1. Следует понимать, что в компоновке символов, образующей опорную структуру Р1, символы могут быть размещены в области с разной геометрической формой, например квадратной, круглой, эллиптической, треугольной или другой.
В представленном примере символ А расположен в верхнем правом углу компоновки Р1, элемент этого символа расположен в месте точки пересечения по горизонтальной оси Х-Х и вертикальной оси Z-Z, и элемент расположен в точке пересечения горизонтальной оси Y-Y, смещенной приблизительно на размер элемента Е1 или Е2 относительно горизонтальной оси Х-Х и вертикальной оси Z-Z. Символ В может быть расположен под этим символом А, при выравнивании правого элемента этого символа В с осью Z-Z. Также возможно устанавливать символ В справа от символа, два элемента которого затем выравнивают по оси Х-Х.
Опорная структура Р1 содержит в представленном примере 32 символа из набора символов ENS1. Поскольку каждый из этих символов имеет два представления, возможно сформировать в этом примере 232=4294967296 разных опорных структур P1. Кроме того, путем ассоциирования бита с каждым символом, 232 двоичных значения могут быть кодированы посредством такой компоновки символов Р1.
Следует отметить, что в результате увеличения количества символов опорной структуры Р1, количество возможных представлений одной и той же структуры и количество цифровых значений, которые могут быть кодированы посредством этой структуры, увеличивается. Обычно для набора символов, каждый из которых содержит дифференциальную пару и имеет два представления, становится возможным получить, для ″структуры″, имеющей n символов, 2n разных представлений и значений.
Для того чтобы использовать ″структуру″ для кодирования цифрового значения, необходимо назначить порядок считывания символов, которые составляют ″структуру″.
Таким образом, для двоичного значения, содержащего 32 бита, может быть назначен, так называемый, старший значащий бит (MSB) для символа MSB1 структуры Р1, здесь символ А, расположенный в верхнем левом углу ″структуры″ Р1. Так называемый, младший значащий бит (LSB) может быть назначен символу LSB1, в данном случае символу А, расположенному в правом нижнем углу ″структуры″ Р1. Порядок, в котором назначают другие биты, может представлять собой, например, слева направо и сверху вниз ″структуры″ Р1. В соответствии с одним аспектом, также возможно назначать случайный порядок битов, в которых последовательные биты не являются соседними.
Операция, обозначенная S2 на чертеже, используется для формирования структуры для кодирования цифровой информации, содержащей символы, принадлежащие набору ENS1 и расположенные в соответствии с опорной структурой Р1. Представлены два возможных примера структур M1 и М2, получаемых в результате операции S2. Структуры M1 и М2 соответствуют двум разным цифровым значениям. Очевидно, что количество структур Mn, которое возможно получить с помощью операции S2, не ограничено.
В иллюстрируемом примере старший значащий бит MSB 1 значения, кодированного в структуре M1, равен значению, кодированному в структуре М2, и здесь соответствует представлению А1:1. Второй бит этих значений, соответствующий символу SB2, символ В, представлен в представлении В1 в структуре Ml и в представлении В2 в структуре М2. Таким образом, второй бит значения, кодированного в структуре M1, соответствует 1, а в структуре М2 соответствует 0. Другие символы представлены в разных представлениях для двух структур M1 и М2, например, символы SB3 и SB4. То же можно также применять для всех символов разных структур кодирования, полученных в результате операции S2.
На фиг. 2 схематично показан другой вариант формирования S′1 компоновки символов или опорной структуры Р′1. В этом примере набор символов ENS′1 содержит только один символ, но он также может содержать множество разных символов.
Набор символов ENS′1 здесь содержит один символ А′, содержащий две дифференциальные пары элементов. Символ А′ содержит две дифференциальные пары, элементы которых выровнены горизонтально, и эти дифференциальные пары расположены вертикально.
Использование двух дифференциальных пар, очевидно, позволяет определить четыре представления. Представление А′1 получают, в котором дифференциальная пара РА′1 расположена выше дифференциальной пары РА′2. В представлении А′1 дифференциальная пара РА′1 и дифференциальная пара РА′2 обе содержат элемент Е1 справа, элемент Е2 слева. Путем модификации соответствующих положений элементов Е1 и Е2 в пределах дифференциальных пар РА′1 и РА′2 в представлениях А′2, А′3 и А′4, получают другие представления символа А′.
Следует отметить, что обратное положение элементов одной из дифференциальных пар в представлении позволяет получить другое представление символа А′ набора ENS′1.
Следует отметить, что двоичные значения могут быть назначены для этих представлений. Например, значение 00 для представления А′1, значение 01 для представления А′2, значение 11 для представления А′3 и значение 10 для представления А′4.
В этом примере набор ENS′1 содержит только один символ. Очевидно на практике возможно обеспечить большее количество символов, аналогично символу А′ и имеющее одну или больше дифференциальных пар, которые могут быть размещены по-разному.
Во время операции S′1 возможно разместить множество символов А′, так чтобы они формировали опорную структуру Р′1. Такая ″структура″ содержит в представленном примере 9 символов, каждый из которых выполнен с возможностью кодирования двух битов. Поэтому возможно кодировать 22×9=262144 разных значения. Эти значения могут быть кодированы путем использования следующего порядка символов: (старший значащий) VB1, VB2, VB3, VB4, VB5, VB6, VB7, VB8 затем VB9 (младший значащий).
В представленном примере на операции S′2 были сформированы две структуры М′1 и М′2, в которых закодированы два разных цифровых значения.
Более конкретно, двоичное значение 10 00 00 01 00 10 10 00 01=132257 было закодировано в структуре М'1 в соответствии с порядком VB1 - VB9 и путем использования двоичных значений, определенных выше для представлений А′1, А′2, А′3, А′4. В структуре М′2 было закодировано двоичное значение 01 11 10 10 10 10 00 01 00=125572. Очевидно, обычно возможно получить знаки с использованием этих двоичных значений, например, путем использования системы кодирования ASCII, хорошо известной специалисту в данной области техники.
На фиг. 3 схематично показано представление способа для нанесения в виде меток структуры на защищенное изделие или устройство SUP, используя две структуры M1 и М2, как показано на фиг. 1, в которой кодированы два разных цифровых информационных элемента.
Этот способ содержит этап S1 для формирования компоновки символов или ″структуры″ Р1 посредством набора символов ENS1. Операцию S2 затем воплощают для получения структуры M1, в которой кодирован цифровой информационный элемент посредством ″структуры″ Р1, содержащей 32 символа. Здесь можно сделать ссылку на представленное выше описание в отношении фиг. 1, где операции S1 и S2 описаны более детально. Структура M1 и любая другая структура, также сформированная операцией S2, может быть затем сохранена в вычислительном устройстве.
Этап S3 содержит нанесение в виде меток сохраненной структуры M1, для защищенного изделия или устройства SUP. Выражение ″нанесение в виде меток″ можно понимать, как означающее печать, например, видимыми или невидимыми чернилами, вытравливание, осаждение, штампование, обработку валком, применение луча лазера или любую другую операцию, позволяющую устанавливать положение структуры M1 кодирования и любую другую структуру кодирования на защищенном изделии или устройстве. Защищенное изделие или устройство SUP может представлять собой этикетку, упаковку, картридж, контейнер, содержащий пищевые продукты, пищевые добавки, фармацевтические продукты или напитки, банковский талон, кредитную карту, штамп, гербовую марку, индикатор вскрытия, защищенный документ, паспорт, удостоверение личности, водительское удостоверение, карту доступа, транспортный билет, входной билет, купон, печатную форму, отражающую пленку, алюминиевую фольгу, коммерческое изделие или, в общем, изделие или устройство, которое должно быть оснащено с помощью идентификации или кодированных данных, которые трудно идентифицировать без соответствующего оборудования.
Этап S3 нанесения в виде меток, в частности, соответствует нанесению в виде меток элементов Е1 и Е2, в представленном примере, из дифференциальных пар символов А, В, С, D. Следует отметить, что защищенное изделие или устройство SUP имеет, на своей внешней поверхности или на его упаковке, рассеянные элементы, аналогичные элементам структуры M1 кодирования, но не так, чтобы они в целом формировали структуру кодирования. При этом отсутствует маркировка, предназначенная для формирования идентификатора на изделии, только элементы дифференциальных пар опорной структуры M1, обозначенные на изделии фактически в пределах рассеяния упомянутых выше недифференцированных элементов. Таким образом, в отличие от матриц данных, используемых в предшествующем уровне техники, все нанесенные в виде меток элементы соответствуют элементу информации кодированного значения в структуре кодирования. Благодаря использованию высокого разрешения, например, порядка нескольких сотен элементов на дюйм (точек на дюйм, DPI), например, от 150 до 600 DPI или, предпочтительно, от 300 до 600 DPI, становится возможно наносить в виде меток структуры, в соответствии с изобретением, которые не будут заметны для пользователя, но которые возможно детектировать и интерпретировать только используя соответствующее оборудование, содержащее электронную систему считывания. Такое разрешение также позволяет наносить в виде меток множество мелких структур: нанесение в виде меток информации, таким образом, является особенно надежным, поскольку изменение одной или даже нескольких структур не приводит к неразборчивости всех структур. Использование такого высокого разрешения также позволяет предотвратить воспроизведение структуры, например, используя фотокопировальное устройство.
Для того чтобы сделать структуру, в соответствии с изобретением, не детектируемой невооруженным глазом, также возможно наносить в виде меток структуры со значениями параметра, которые аналогичны (в частности, значения элементов дифференциальной пары). Более конкретно, возможно выбрать значения параметра, которые глаз человека не может различить, но которое может детектировать оборудование. Также возможно использовать более грубое разрешение, например, шире, чем 150 DPI, так, что при этом отсутствует какая-либо возможность, позволяющая пользователю различить разные элементы, которые составляют структуру. Очевидно, что структура в целом или множество соседних структур, могут быть видимыми для пользователя, который будет видеть только однородную область, например, равномерно окрашенную область.
Следует отметить, что структура M1 может быть помечена в пределах графического элемента защищенного изделия или устройства SUP, такой графический элемент возможно представляет собой изображение или логотип, или кодированное представление другого цифрового информационного элемента, например, одномерные, двумерные или трехмерные штрихкоды, диаграммы рассеяния, сетки из линий или матрицы данных.
В качестве неограничительного примера, возможно, маркировать структуры, в соответствии с изобретением, внутри полосок штрихкода.
В иллюстрируемом примере, одновременно с этапом S3 нанесения в виде меток структуры, определенное количество других дополнительных элементов EADD типа Е1 или Е2 были нанесены в виде меток за пределами структуры M1. В представленном примере дополнительные элементы EADD формируют ряд, окружающий структуру M1. Дополнительные элементы здесь выровнены с элементами структуры M1, что представляет собой способ затруднения считывания структуры M1 кодирования. Дополнительные элементы также могут быть более многочисленными, их количество может быть намного большим, чем количество элементов, которые формируют структуру M1 кодирования, и имеют разные места расположения.
Такие дополнительные элементы EADD могут формировать часть, например, графической области защищенного изделия или устройства. Дополнительные элементы EADD также могут использоваться для внедрения структуры M1 кодирования, для того, чтобы сделать ее всю более трудной для детектирования. Поскольку такие дополнительные элементы не расположены в форме дифференциальных пар в опорной структуре, они не приведут к ошибочному считыванию цифровой информации, кодированной в структуре M1 кодирования. Также следует понимать, что эти дополнительные элементы EADD могут быть предварительно выполнены на изделии, и в этом случае нет необходимости продолжать нанесение их в виде нанесения в виде меток структуры на этапе S3.
Во всех случаях было бы предпочтительно выбрать представление элементов Е1 и Е2, которые выглядят настолько близкими, насколько возможно к представлению дополнительных элементов EADD, с тем, чтобы в максимально возможной степени затруднить детектирование и считывание структуры M1 кодирования.
Следует отметить, что множество средств можно использовать для того, чтобы сделать всю нанесенную в виде меток структуру в большей степени незаметной для невооруженного глаза. Например, возможно использовать чернила, химические свойства которых делают их невидимыми для невооруженного глаза, но легко видимыми при соответствующем освещении, например, используя инфракрасный свет или ультрафиолетовый свет. Состав этих чернил может содержать один или больше пигментов и/или красителей, которые поглощают видимый или невидимый электромагнитный спектр, и/или могут содержать один или больше пигментов, и/или красителей, которые являются люминесцентными. Неограничительные примеры соответствующих пигментов и/или красителей, которые поглощают видимый или невидимый электромагнитный спектр, включают в себя, в качестве неограничительного примера, производные фталоцианина, но также производные перрилена, типа кватерилена, замещенного или нет. Неограничительные примеры соответствующих люминесцентных пигментов и/или красителей содержат производные лантаноидов. Присутствие пигмента (пигментов) и/или красителя (красителей) позволяет улучшить и усилить защищенность маркировки от подделки. Некоторые соединения, упомянутые выше, позволяют придать возможность отслеживания и/или свойства аутентификации для маркировки, в соответствии с изобретением. Фактически, эти конкретные соединения отличаются от обычных чернил, и их детектирование, например, с помощью средств химического или физического анализа позволяет определять происхождение маркированного продукта.
Также возможно смешивать нанесенную в виде меток структуру кодирования или структуры с шумами, например, путем внедрения структуры кодирования в окружающую среду на поверхности защищенного изделия или устройства SUP, включающего в себя неоднородности или ранее существовавшие пятна. Такие неоднородности или такие пятна, предпочтительно, могут иметь размер и внешний вид, которые сопоставимы с размером и внешним видом нанесенных в виде меток структур кодирования.
Структура M1 кодирования, нанесенная в виде меток на защищенное изделие или устройство SUP, и любая другая дополнительная структура кодирования, сформированная аналогичным способом, позволяет кодировать элемент информации, обеспечивая возможность аутентификации защищенного изделия или устройства SUP, или даже элемент информации, относящийся к использованию защищенного изделия или устройства SUP.
Следует отметить, что, используя набор символов, каждый из которых содержит аналогичные элементы, и опорную структуру, содержащую большое количество символов, становится возможным получить маркировку, которая имеет однородный внешний вид и с которой невозможно считать кодированную информацию, не зная эти символы, представления символов и используемую опорную структуру. Кроме того, использование дифференциальных пар, содержащих два элемента, имеющих два возможных значения параметра, таких, как элементы Е1 и Е2, представленные здесь, в качестве примера, позволяют получить структуру, содержащую такое количество элементов Е1, как и количество элементов Е2, и, поэтому, обеспечивает однородный внешний вид внешней поверхности защищенного изделия или устройства.
При этом возможно наносить маркировку в виде множества структур кодирования, в соответствии с изобретением, на защищенное изделие или элемент SUP. Становится возможным наносить маркировку в виде множества идентичных структур и также множества разных структур. Также возможно покрывать поверхность защищенного изделия или элемента SUP.
В качестве неограничительного примера, возможно наносить в виде меток структуры кодирования в соответствии с изобретением по всей поверхности упаковки, которая должна закрывать объект. Считывание структур кодирования может быть затем воплощено на основе любого участка поверхности пакета, покрывающего объект. При этом возможно, например, наносить метки, по существу, на прозрачные пластиковые пленки, или также непрозрачные пленки типа алюминиевой фольги. Также возможно, используя соответствующее средство нанесения в виде меток структуры, наносить структуры кодирования в виде меток, в соответствии с изобретением, на очень грубые или неоднородные поверхности, например на пробки винных бутылок или даже на соответствующие печати.
Кроме того, некоторые изделия, которые выпускают на рынок, по эстетическим причинам или ограничениям, связанным с их производством, имеют малое доступное место для нанесения маркировки. Маркировка, соответствующая изобретению, позволяет преодолеть эти ограничения. На практике, структура или структуры могут быть нанесены как метки на подложки, имеющие уменьшенную поверхность, оставаясь невидимыми для невооруженного глаза, при поддержании надежности считывания, в соответствии со способом по изобретению.
На фиг. 4 показан вариант осуществления способа для считывания цифровой информации, кодированной в структуре кодирования, в соответствии с изобретением, нанесенной как метки на поверхность защищенного изделия или устройства SUP.
Перед выполнением считывания набор символов, например набор ENS1, уже упомянутый выше в качестве примера со ссылкой на фиг. 1, или набор ENS′1, уже упомянутый выше в качестве примера со ссылкой на фиг. 2, и одну или больше компоновок символов или опорных структур сохраняют в памяти системы считывания.
Затем в иллюстрируемом примере способ содержит этап D1, на котором снимают изображение области Z01 поверхности изделия SUP. Система, пригодная для воплощения этапа D1, может содержать устройство считывания, такое как стационарное или портативное устройство считывания, или сканер, камеру, телефон, оборудованный цифровой камерой, планшетный компьютер, оборудованный цифровой камерой, и, в общем, любое средство, пригодное для того, чтобы сделать видимыми нанесенные в виде меток элементы, например, лампы, излучающие в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазонах. Полученное изображение затем сохраняют.
Затем воплощают этап D2 идентификации элемента. В частности, возможно идентифицировать элементы, в соответствии со знанием символов набора символов, например, набора ENS1. Для символов, элементы которых представлены пятнами различной формы (например, символы набора ENS1, представленные на фиг. 1), множество элементов, например, типа E1, E2, детектируют в изображении, полученном на этапе D1. Кроме того, возможно измерять для каждого элемента значения параметра и сохранять измеренные значения.
Затем на этапе D3 символы могут быть идентифицированы посредством сохраненной опорной структуры, например, компоновки символов Р1, представленной на фиг. 1. Поскольку область Z01 может включать в себя дополнительные элементы, например, дополнительные элементы EADD, идентификация символов может содержать множество этапов, вплоть до идентификации символов структуры или структур кодирования посредством сохраненной одиночной опорной структуры.
Ниже следует описание упрощенного примера воплощения такой идентификации со ссылкой на пример, представленный на фиг. 1, при этом следует понимать, что процедура могла бы быть аналогичной случаю, представленному в примере на фиг. 2. Можно начать с сопоставления компоновки символов Р1 с первой группой элементов GEL, используя окно изучения устройства считывания, которое содержит эту группу элементов GEL (содержащую группу из 64 элементов, установленных в решетку). В результате сопоставления компоновки символов Р1, то есть сохраненной опорной структуры, с группой элементов GEL, будет отмечено, что определенные пары символов группы GEL, соответствующие компоновке символов Р1, не являются дифференциальными парами. Пары ND1 и ND2 содержат пары элементов, расположенные как две пары символов компоновки Р1, но эти пары не являются дифференциальными парами. На практике они соответственно содержат два элемента E2 и два элемента Е1. В обоих случаях отсутствует разность параметров между этими двумя элементами. Следует отметить, что два разных элемента не всегда формируют дифференциальную пару. В частности, было бы правильно измерять разность между двумя значениями параметра двух элементов для сравнения их с пороговым значением, или для измерения разности между каждым значением параметра и средним значением.
Окно изучения устройства считывания может иметь размер, по меньшей мере, равный размеру, нанесенной в виде меток структуры кодирования. Окно изучения может, в частности, иметь размеры (ширину и высоту), которые в два раза больше, чем у нанесенной в виде меток структуры кодирования.
Поэтому возможно использовать значения параметра, полученные на этапе D2, для определения, являются ли эти пары элементов дифференциальными парами. Также возможно сравнивать разность между сохраненными пороговыми значениями или даже проверять, являются ли значения каждого параметра, соответственно, большими, чем или меньшими, чем другое значение, например, среднее значение. Такое среднее значение может быть сохранено заранее или может быть измерено и может быть рассчитано на этапе D1 или на этапе D2, путем наблюдения поверхности изделия.
Недифференциальные пары ND1 и ND2, полученные в результате согласования с компоновкой символов Р1 в группе элементов GEL, показывают, что элементы группы элементов GEL не формируют структуру кодирования, содержащую символы, размещенные в соответствии с компоновкой или опорной структурой Р1.
Устройство считывания или окно изучения затем перемещают относительно изделия для согласования опорной структуры Р1 с другой группой элементов IM1, например, группой элементов (фиг. 4). Все элементы группы IM1 соответствуют дифференциальным парам элементов символов, размещенных в соответствии с опорной структурой Р1. Следует отметить, например, что дифференциальная пара PD1 соответствует символу, соответствующему старшему значащему биту MSB1, дифференциальная пара PD2 соответствует символу SB2, дифференциальная пара PD3 соответствует символу SB3, дифференциальная пара PD4 соответствует символу SB4 и дифференциальная пара PD5 соответствуют символу, соответствующему младшему значащему биту LSB1.
Затем выполняют оценку, что структура кодирования была найдена в пределах группы элементов IM1. Следует отметить, что в результате просмотра групп элементов, нанесенных в виде меток на защищенное изделие или устройство SUP, и путем сопоставления опорной структуры Р1 с группами элементов, может быть найдено представление структуры кодирования, использовавшейся для кодирования элемента цифровой информации, без использования какой-либо системы координат, обозначающей место размещения структуры кодирования на изделие.
Следует отметить, что возможно не требовать распознавания всех символов опорной структуры Р1. В данном случае можно рассчитать количество идентифицированных символов и сравнить это рассчитанное количество с порогом вероятности. Если рассчитанное количество больше, чем такое пороговое значение, можно сделать оценку, что присутствует структура кодирования, полученная с помощью опорной структуры, соответствующей изобретению. Структура, таким образом, является очень надежной, изменение символов структуры не мешает распознаванию опорной структуры и считыванию символов, которые не были повреждены.
В неограничительном примере, для опорной структуры, содержащей 128 символов, можно принять порог вероятности, который составляет порядка 30 символов, идентифицированных из 128, то есть 24%. Можно использовать другие пороговые значения вероятности, в частности, можно выбрать высокое пороговое значение, для уверенного определения, что структура кодирования была идентифицирована.
В конечном итоге, как только символы будут идентифицированы, как обозначено ранее, информация, кодированная нанесенными в виде меток элементами, формирующими структуру кодирования, может быть считана на этапе D4. Это считывание может быть выполнено только со знанием порядка считывания компоновки символов. Можно использовать порядок, определенный выше, в котором считывание выполняют сверху вниз и слева направо. Знание набора символов и их соответствующих представлений позволяет детектировать двоичные значения, ассоциированные с нанесенными в виде меток символами. Значения параметра, измеренные на этапе D2, используют для определения используемого представления. Считывание двоичного значения каждого символа позволяет определить двоичное значение, кодированное в нанесенной в виде меток структуре кодирования.
Этап D4 также может содержать обычные этапы коррекции ошибки для определения представления символов, которые не были идентифицированы.
Кроме того, в вариантах осуществлении способа считывания, может быть допущен запас смещения по высоте и по ширине для каждого нанесенного в виде меток элемента. В неограничительном примере, незначительные разности диаметра в элементах не влияют на считывание. И при этом незначительные разности положения также не влияют на считывание.
Ниже следует более подробное описание изобретения со ссылкой более конкретно на фиг. 5 и 6 варианта изобретения.
На фиг. 5 показана структура РСО кодирования, в которой элемент информации кодируют в соответствии с компоновкой из восьми символов, в которой элементы символов представляют собой дифференциальные пары пикселей изображения. Восемь символов размещены в матрице размером 4×4 пикселя. Каждый пиксель характеризуется параметром, который может представлять собой один из колориметрических компонентов. Каждый символ этой структуры РСО, таким образом, содержит дифференциальные пары элементов, аналогичных символам набора ENS1 из фиг. 1, но в котором элементы представляют собой пиксели.
Кроме того, пары пикселей представляют собой дифференциальные пары, представление которых определено по значениям колориметрического компонента, например тональность, насыщенность или яркость каждого из пикселей дифференциальной пары. Более конкретно, один из пикселей дифференциальной пары имеет высокое значение, обозначенное Н, а другой имеет низкое значение, обозначенное L. При замене на обратное соответствующего положения этих уровней, можно кодировать разную цифровую информацию.
Структура РСО кодирования предназначена для включения в изображение, как представлено на фиг.6. На этой фигуре представлено исходное изображение IMGI, которое обычно содержит множество пикселей и группу из 16 пикселей GPI, формирующих матрицу 4×4 пикселей. В эту группу GPI пикселей будет включена структура РСО кодирования. Исходное изображение IMGI может представлять собой цифровое изображение, сохраненное в запоминающем устройстве и модифицируемое средством обработки, например, оборудованным микропроцессором и/или логическими схемами. После модификации для включения структуры РСО кодирования, это изображение может быть нанесено как маркировка на поверхность защищенного изделия или элемента.
Каждый пиксель группы GPI пикселей имеет значение выбранного колориметрического компонента, обозначенного как VIJ, I находится в диапазоне от 1 до 4, обозначающем столбец пикселя в матрице 4×4, и J находится в диапазоне от 1 до 4, обозначающем ряд пикселя в матрице 4×4. Затем возможно проверить, соответствует ли каждая пара пикселей в группе пикселей GPI дифференциальной паре в соответствии со структурой РСО.
Путем сравнения значения пикселей V11 и V22 пары пикселей РС1, если V11 больше, чем V22, и если разность между двумя значениями меньше, чем пороговое значение в группе пикселей GPI, тогда необходимо модифицировать значение колориметрического компонента этих пикселей, например, путем увеличения VII и уменьшения V22 на одно и то же значение для получения модифицированных пикселей V11 и V22 из модифицированного изображения IMGM.
Увеличение и уменьшение на одно и то же значение является особенно предпочтительным; таким образом, среднее значение параметра в пределах пары РС1 является одинаковым для значений V′11 и V′22 и для значений V′11 и V′22.
Другие пары пикселей, таким образом, могут быть модифицированы. Например, пиксели пары РС4 могут иметь значения V24 и V34, но V24 может быть больше, чем V34. Другими словами, V24 соответствует высокому значению и V34 соответствует низкому значению. Для нанесения в виде меток пары РС4 структуры РСО, значения пикселей могут быть изменены на противоположные, и будут получены значения V′24 и V′34. Также возможно полностью изменить, увеличить и уменьшить, как описано выше, значения пикселей, например, значения пикселей пары РС6, для получения значений V′42 и V′43.
Значения пикселей остальных пар группы пикселей GPI не были модифицированы, поскольку значения пикселей исходного изображения также могут уже соответствовать дифференциальным парам структуры РСО кодирования.
Таким образом, в пределах модифицированного изображения IMGM (здесь нанесенного в виде меток на защищенное изделие или устройство SUPC), структура РСО маркирована путем модификации значения пикселей исходного изображения IMGI. Модификация значений пикселей является незаметной для пользователя, поскольку их применяют в соседних пикселях изображений, которые могут содержать миллионы пикселей.
Следует отметить, что также возможно использовать другие колориметрические компоненты, например компоненты системы ″красный-зеленый-синий″.
Кроме того, для определения, имеет ли один пиксель в паре пикселей высокое значение и другой имеет низкое значение, возможно сравнивать эти значения со средним значением, полученным в результате расчета значения компонента для множества соседних пикселей. Также возможно рассчитывать среднее значение, относящееся к другому компоненту. В качестве неограничительного примера, красный уровень соседних пикселей дифференциальной пары может определять среднее значение или пороговое значение, с которым сравнивают значения этой пары.
Также предложена система, пригодная для воплощения способа маркировки, например, способа по фиг. 3. В одном варианте осуществления такая система может содержать запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения набора символов, компоновки этих символов, формирующих опорную структуру и цифровую информацию, предназначенную для кодирования. Система может содержать средство для нанесения в виде маркировки на поверхность защищенного изделия или устройства, например средство для печати, вытравливания, штамповки, обработки валком, осаждения, применения лазерного луча, или использующее любой другой способ, позволяющий модифицировать соответствующие участки поверхности. Такое средство маркировки позволяет маркировать элементы, невидимые для невооруженного глаза.
Также предложена система, пригодная для воплощения способа считывания, например способа, показанного на фиг. 4. Такая система может содержать средство для сохранения компоновки символов, формирующих опорную структуру, и набор символов, и средство, пригодное для съемки изображения, такое как камера, стационарный или портативный считыватель, или сканер, портативный телефон, оборудованный камерой, планшетный компьютер, оборудованный камерой, средство для выявления маркированных элементов, такое как лампа, излучающая в ультрафиолетовом или в инфракрасном излучении, и средство обработки, пригодное для идентификации элементов и символов на основе снятого изображения, содержащего, например, микропроцессор и/или логические схемы.
Следует отметить, что в соответствии с одним аспектом, полученные структуры кодирования могут использоваться для аутентификации изделия, и, таким образом, для улучшения возможности его отслеживания и детектирования поддельных изделий. Также возможно наносить в виде меток информацию, относящуюся к использованию изделия.
Маркировка структур кодирования, в соответствии с изобретением, в частности, обладает высокой надежностью. Возможно наносить в виде меток структуры, используя высокое разрешение, например, 300 DPI, для получения структур, которые по отдельности, имеют размер меньше, чем квадратный миллиметр, для того чтобы, в конечном итоге покрывать поверхность, например, порядка одного или больше квадратных сантиметров. Очевидно, возможны другие значения разрешающей способности и размеров.
В неограничительном примере такие структуры кодирования, в соответствии с изобретением, могут быть нанесены как отметки на поверхность порядка квадратного сантиметра. Такие структуры могут быть видимыми полностью или невидимыми для пользователя. Вся маркированная поверхность может иметь размеры, которые, например, аналогичны матрице данных. В случае, когда структуры видимы, они могут иметь однородный внешний вид для пользователя или в равной мере внедрены в изображение.
Любое изменение маркированной поверхности не будет препятствовать ни детектированию используемой опорной структуры, ни считыванию цифровой информации, кодированной в структурах. Поверхность, например, может быть изменена с использованием ручки или карандаша, по ней может проходить линия изгиба, складка, царапина или разрыв. Такие изменения могут быть комбинированы, но они не препятствуют считыванию цифровой информации, кодированной в структурах.
И напротив, такие изменения, применяемые к обычным маркировкам в виде штрихкода или матрицы данных, сделали бы полностью невозможным считывание информации, содержащейся в такой маркировке.
1. Структура для кодирования элемента с цифровой информацией на поверхности, содержащая определенную компоновку (Р1, Р'1) множества символов, принадлежащих набору символов (ENS1), каждый символ в компоновке предназначен для кодирования участка указанного элемента с цифровой информацией, отличающаяся тем, что каждый символ состоит по меньшей мере из одной дифференциальной пары элементов (E1, Е2), расположенных определенным образом, каждый элемент указанной по меньшей мере одной дифференциальной пары элементов характеризуется параметром, указанный параметр первого элемента и указанный параметр второго элемента каждой дифференциальной пары элементов имеет соответственно первое значение и второе значение, отличающееся от первого значения, и указанная определенная компоновка соответствует заданной компоновке указанных символов, составляющей опорную структуру, при этом
каждый символ из набора символов имеет по меньшей мере одно первое представление (A1, B1, C1, D1) и одно второе представление (А2, В2, С2, D2), отличное от первого представления, значения параметров элементов по меньшей мере одной дифференциальной пары элементов символа отличаются между первым представлением и вторым представлением.
2. Структура по п. 1, в которой все символы набора символов различны.
3. Структура по п. 1, в которой все символы набора символов идентичны.
4. Структура по п. 1, в которой значения параметров двух элементов (E1, Е2) дифференциальной пары элементов соответственно больше, чем и меньше, чем первое опорное значение, и/или разность между этими двумя значениями больше, чем второе опорное значение.
5. Структура по п. 1, в которой положение первого элемента и второго элемента дифференциальной пары элементов в представлении символа является обратным положению первого элемента и второго элемента той же дифференциальной пары элементов того же символа в другом представлении.
6. Структура по п. 4, в которой разность между значениями параметров двух элементов дифференциальной пары элементов больше, чем пороговое значение.
7. Структура по п. 4, в которой значения параметров в двух элементах дифференциальной пары элементов, соответственно, больше, чем и меньше, чем среднее значение указанного параметра в пределах дифференциальных пар элементов, соседних с указанной дифференциальной парой элементов.
8. Структура по п. 1, в которой элементы выбраны из группы, содержащей пятна, отпечатки и элементы рельефа, и указанный параметр находится в группе, сформированной колориметрическими компонентами, глубиной, высотой, электромагнитным поглощением, магнитными свойствами, формой, количеством использованных чернил, электропроводностью, люминесценцией.
9. Защищенное изделие (SUP), содержащее по меньшей мере одну структуру по любому из пп. 1-8.
10. Защищенное изделие по п. 9, содержащее множество идентичных и/или разных структур.
11. Защищенное изделие (SUP) по п. 9 или 10, содержащее по меньшей мере одну структуру, нанесенную в виде меток в изображении или в логотипе, или в кодированном представлении другого элемента цифровой информации, выбранного из группы, включающей одномерные, двумерные или трехмерные штрихкоды, диаграммы рассеяния, сетки линий, матрицы данных.
12. Способ нанесения в виде меток структуры для кодирования элемента с цифровой информацией на поверхности, характеризующийся тем, что содержит следующие этапы, на которых:
- определяют определенную компоновку или опорную структуру для множества символов, принадлежащих набору символов (ENS1), причем каждый символ в компоновке предназначен для кодирования части цифровой информации, символ состоит по меньшей мере из одной дифференциальной пары элементов, расположенных определенным образом, каждый элемент указанной по меньшей мере одной дифференциальной пары элементов характеризуется параметром, указанный параметр первого элемента указанной по меньшей мере одной дифференциальной пары элементов имеет первое значение, указанный параметр второго элемента указанной по меньшей мере одной дифференциальной пары элементов имеет второе значение, отличное от первого значения, и указанная определенная компоновка соответствует заданной компоновке указанных символов, составляющей опорную структуру, при этом каждый символ из набора символов имеет по меньшей мере одно первое представление (A1, B1, C1, D1) и одно второе представление (А2, В2, С2, D2), отличное от первого представления, значения параметров элементов по меньшей мере одной дифференциальной пары элементов символа отличаются между первым представлением и вторым представлением,
- создают структуру для кодирования упомянутого элемента с цифровой информацией посредством указанной определенной компоновки множества символов,
- обеспечивают получение поверхности,
- наносят в виде метки множество элементов (E1, Е2) на упомянутую поверхность, причем каждый из элементов характеризуется упомянутым параметром,
при этом этап нанесения множества элементов в виде меток выполняют таким образом, что определенные нанесенные в виде меток элементы образуют кодирующую структуру элемента цифровой информации.
13. Способ считывания элемента с цифровой информацией, кодированного в структуре, нанесенной в виде меток на поверхность, содержащую нанесенные в виде меток элементы, каждый из которых характеризуется параметром, отличающийся тем, что он содержит последовательные этапы, на которых:
- сохраняют определенную компоновку (Р1, Р'1) множества символов, принадлежащих набору символов (ENS1), каждый символ в компоновке предназначен для кодирования части упомянутой цифровой информации, каждый символ состоит по меньшей мере из одной дифференциальной пары элементов, расположенных определенным образом, указанный параметр первого элемента и указанный параметр второго элемента каждой дифференциальной пары элементов имеет соответственно первое значение и второе значение, отличающееся от первого значения, и указанная определенная компоновка соответствует заданной компоновке указанных символов, составляющей опорную структуру, при этом каждый символ из набора символов имеет по меньшей мере одно первое представление (A1, B1, C1, D1) и одно второе представление (А2, В2, С2, D2), отличное от первого представления, значения параметров элементов по меньшей мере одной дифференциальной пары элементов символа отличаются между первым представлением и вторым представлением.
- снимают изображение элементов области упомянутой поверхности, содержащей по меньшей мере часть упомянутой структуры,
- идентифицируют элементы, образующие упомянутую структуру, посредством упомянутой сохраненной компоновки,
- идентифицируют упомянутые символы структуры посредством упомянутой сохраненной компоновки.
14. Способ по п. 13, в котором рассчитывают количество идентифицированных символов, и результат расчета сравнивают с порогом вероятности.
15. Способ по п. 13, в котором идентификация символов также включает в себя сравнение значений параметров двух нанесенных в виде меток элементов дифференциальной пары элементов с первым опорным значением и/или сравнение разности между указанными двумя значениями и опорным значением.
16. Способ по п. 15, в котором идентификация символов также включает в себя сравнение с пороговым значением указанной разности между значениями параметров двух элементов дифференциальной пары элементов.
